Soroll blanc

Densitat espectral de potència (PSD) del soroll blanc estimada amb el mètode de Welch

El soroll blanc és un senyal aleatori (procés estocàstic) que és caracteritza perquè els seus valors de senyal en dos instants de temps diferents no guarden correlació estadística. Com a conseqüència, la seva densitat espectral de potència (PSD, Power Spectral Density) es una constant, és a dir que la seva gràfica és plana. Això significa que el senyal conté totes les freqüències i totes elles tenen la mateixa potència. El mateix fenomen ocorre amb la llum blanca i per això rep aquest nom. Si la PSD no és plana, llavors es diu que el soroll està "acolorit" (correlacionat). Segons la forma que tingui la gràfica de la PSD del soroll, és a dir que predominen freqüències per sobre d'altres, es defineixen diferents colors.

Soroll blanc en un context espacial

Aquesta imatge en blanc i negre té soroll blanc, els seus píxels no tenen correlació entre ells i per lo tant la seva densitat espectral de potència es constant. Si la imatge fos en color, llavors la "neu" seria de colors aleatoris. Aquesta es la típica imatge que es veu a la pantalla d'una televisió analògica quan no s'hi està sintonitzant cap canal. El senyal que rep el desmodulador es pot considerar com a un soroll blanc, ja que es el resultat de sumar el soroll electromagnètic del canal de radio mes el que generen eles propis circuïts electrònics de la televisió, múltiples interferències de baixa intensitat totes independents entre elles, etc. En aquest últim cas, la "neu" no seria estàtica sinó que canviaria constantment amb el temps ja que el senyal de televisió es un senyal de vídeo i es una successió d'imatges.

Exemple de forma d'ona d'un soroll blanc.

Si bé s'aplica generalment en el context dels senyals de domini freqüèncial, el soroll blanc també s'aplica comunament a un senyal de soroll en el domini espacial. En aquest cas, té una autocorrelació que pot ser representada per una funció delta de més de les dimensions espacials pertinents. El senyal és "blanc" en el domini freqüèncial espacial (és a dir igualment cert per als senyals en el domini de la freqüència angular, per exemple, la distribució d'un senyal a través de tots els angles en el cel nocturn).

Aplicacions

• Processat de senyal: serveix per determinar la funció de transferència de qualsevol sistema lineal i invariant en el temps (LTI, Linear Time Invariant). En acústica, per exemple, la funció de transferència s'utilitza per mesurar l'aïllament acústic i la reverberació de la sala. El la síntesi d'àudio (música electrònica) s'utilitza per sintetitzar el so d'instruments de percussió, o els fonemes muts /s/ /t/ /f/ etc. També pot ser utilitzar per millorar les propietats de convergència de certs algoritmes de filtrat adaptatiu mitjançant la injecció d'un petit senyal de soroll blanc en algun punt del sistema.

• Generació de nombres aleatoris de qualitat: el soroll blanc generat per alguns processos físics naturals o artificials es fa servir com a base per generar números aleatoris de qualitat, ja que és una font de entropia.

• Ús en vehicles d'emergència: alguns vehicles d'emergència el fan servir ja que és fàcil distingir-lo del soroll de fons i no queda emmascarat per l'eco, per això és més fàcil la seva localització espacial.

• Ús en essers humans: El soroll blanc pot fer-se servir per desorientar a persones abans d'un interrogatori i com a tècnica de privació sensorial. Per una altra banda, el soroll blanc de baixa intensitat pot afavorir la relaxació i el son(veure insomni). En botigues especialitzades es poden adquirir CDs amb llargues seqüències de soroll blanc, aparells electròdomestics que fan ús del principi del soroll blanc per "emmascarar" els sorolls molestos.

Utilització en éssers humans

El soroll blanc pot utilitzar-se per desorientar a persones abans d'un interrogatori i com una tècnica de privació sensorial. D'altra banda, el soroll blanc de baixa intensitat pot afavorir la relaxació i el son. En botigues especialitzades poden adquirir-se discs compactes amb llargues seqüències de soroll blanc, així com aparells electromecànics que fan us del principi del soroll blanc per emmascarar els sorolls molestos.

Notes

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Soroll blanc