为什么叫白噪声?

机器算法验证 术语 白噪声
2022-04-07 05:29:12

我知道,白噪声被称为“白噪声”,因为它来自物理学并且与白光的光谱分解(对吗?)有关?我不熟悉信号理论,所以谁能解释一下为什么它被称为白噪声,尤其是与光、光谱等术语的关系?

1个回答

白噪声是在每个频带中具有大致相等功率的信号(例如,声音或图像)。换句话说,它的功率谱密度(PSD)或功率谱是平坦的。(如果您不熟悉,PSD/Power Spectrum/Spectrum 是显示信号频谱内容的图;也就是说,它显示了每个频率或频带中/处的功率量)。人们有时也使用术语来表示不相关的随机变量序列。

维基百科的白噪声页面有几个例子,如果你想看看它的样子,但是湍流空气的“ssssh”声音或失谐模拟电视机上的静电是相当合理的近似值。

该名称源于与白光的类比,白光被认为在所有频率上都包含相同的能量。这实际上并不完全正确——它应该是所有波长——但这个名字似乎已经卡住了,我不清楚它的字面意思是什么。牛津英语词典报告说它早在 1922 年就被使用了,但看起来这个词直到 1940 年代才真正流行起来:

1922 Nature 1 Apr. 414/2 : 正如热体的光谱通常由连续的白光光谱和某些光谱线组成,这些光谱线的波长是辐射材料的特征,因此发射 X 的元素射线不仅发出“白色”辐射,而且将其特征线叠加在一般光谱上。

1943 年小学生。航天员。科学。10 129/1 在飞机内部它是不同的;可以听到所有频率同时加在一起,产生一种噪音,听起来就像白光对光一样……白噪音很烦人,几乎不需要争论。

在许多甚至可能是大多数情况下,白噪声与光本身几乎没有关系。还有其他具有不同统计特性的“有色”噪声。例如,红噪声具有以低频为主的功率谱。与白噪声一样,该名称可能受到红光位于可见光谱的低频端这一事实的启发。然而,(例如)红噪声的实现可能不一定呈现为红色,并且红色调的噪声块可能不是“红噪声”。