Шум (обработка сигнала) - Noise (signal processing)
 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
В обработка сигналов, шум - общий термин для нежелательных (и, в общем, неизвестных) модификаций, которые сигнал могут пострадать во время захвата, хранения, передачи, обработки или преобразования.[1]
Иногда это слово также используется для обозначения сигналов, которые являются случайными (непредсказуемыми) и не несут полезной информации; даже если они не мешают другим сигналам или могут быть введены намеренно, как в комфортный шум.
Подавление шума, восстановление исходного сигнала из искаженного шумом, является очень распространенной целью при разработке систем обработки сигналов, особенно фильтры. Математические пределы удаления шума устанавливаются теория информации, а именно Теорема выборки Найквиста – Шеннона.
Типы шума
Шум обработки сигнала можно классифицировать по его статистическим свойствам (иногда называемым "цвет "шума) и тем, как он изменяет намеченный сигнал:
- Аддитивный шум, добавляется к намеченному сигналу
- белый шум
- Черный шум
- Гауссов шум
- Розовый шум или же мерцающий шум, с 1 /ж спектр мощности
- Броуновский шум, с 1 /ж2 спектр мощности
- Загрязненный гауссовский шум, PDF которого представляет собой линейную смесь гауссовских PDF
- Степенный шум
- Шум Коши
- Мультипликативный шум, умножает или модулирует намеченный сигнал
- Ошибка квантования, за счет преобразования непрерывных значений в дискретные
- Пуассоновский шум, типичный для сигналов, которые представляют собой скорости дискретных событий
- Дробовой шум, например вызванный разрядом статического электричества
- Переходный шум, короткий импульс, сопровождаемый затухающими колебаниями
- Взрывной шум мощно, но только в короткие промежутки времени
- Фазовый шум, случайные временные сдвиги в сигнале
Шум в определенных видах сигналов
Шум может возникать в сигналах, представляющих интерес в различных областях науки и техники, часто со специфическими особенностями:
- Шум (аудио), например, "шипение" или "гул" в аудиосигналах
- Фоновый шум, из-за ложных звуков при захвате сигнала
- Комфортный шум, добавлен в голосовую связь, чтобы заполнить молчание
- Электромагнитный шум, слышимый шум из-за электромагнитных колебаний в системах с электромагнитными полями
- Шум (видео), например "снег"
- Шум (радио), например "статический", в радиопередачах
- Шум изображения, влияет на изображения, обычно цифровые
- Соль и перец шум или всплеск шума, рассеянные очень темные или очень светлые пиксели
- Фиксированный шаблонный шум, привязанный к пиксельным датчикам
- Теневой шум, становится видимым за счет увеличения яркости или контрастности
- Спекл-шум, типичный для радиолокационных изображений и интерферограммы
- Зернистость в аналоговой фотографии
- Артефакты сжатия или "москитный шум" по краям в JPEG и других форматах
- Шум (электроника) в электрических сигналах
- Шум Джонсона – Найквиста, в полупроводниках
- Квантовый шум
- Квантовый 1 / f-шум, спорная теория о квантовых системах
- Генерация-рекомбинационный шум, в полупроводниковых приборах
- Фазовый шум генератора, случайные колебания фазы осциллятора
- Эффект Баркгаузена или шум Баркгаузена, в силе ферромагнетика
- Спектральные брызги или шум переключения, вызванный включением / выключением передатчика
- Шум от земли, появляющийся на клемме заземления аудиоаппаратуры
- Синаптический шум, наблюдаемые в неврологии
- Нейронный шум, наблюдаемые в неврологии
- Транскрипционный шум в транскрипции генов в белки
- Космический шум, в радиоастрономии
- Фононный шум в материаловедении
- Фоновый шум Интернета, пакеты отправлены на неназначенные или неактивные IP-адреса
- Фано шум, в детекторах частиц
- Режим разделения шума в оптических кабелях
- Сейсмический шум, паразитные колебания грунта в сейсмологии
- Космический микроволновый фон, микроволновый шум, оставшийся после Большого взрыва
Меры шума в сигналах
Для измерения шума при обработке сигналов определен длинный список мер шума: в абсолютных единицах, относительно некоторого стандартного уровня шума или относительно желаемого уровня сигнала. Они включают:
- Динамический диапазон, часто определяется уровнем собственного шума
- Соотношение сигнал шум (SNR), отношение мощности шума к мощности сигнала
- Пиковое отношение сигнал / шум, максимальный SNR в системе
- Отношение сигнал / шум (изображение), для изображений
- Отношение несущая / шум, отношение сигнал / шум модулированного сигнала
- Мощность шума
- Коэффициент шума
- Плотность потока, эквивалентная шуму, мера шума в астрономии
- Шумный этаж
- Запас шума, на сколько сигнал превышает уровень шума
- Эталонный шум, эталонный уровень электронного шума
- Спектральная плотность шума, мощность шума на единицу полосы пропускания
- Шумовая температура
- Эффективная шумовая температура на входе
- Шумовая эквивалентная мощность, мера чувствительности фотоприемников
- Относительная интенсивность шума, в лазерном луче
- Шумовая температура антенны, мера шума в телекоммуникационной антенне
- Полученная мощность шума, шум на приемнике связи
- Уровень шума цепи, Отношение шума к цепи некоторого опорного уровня
- Уровень шума канала, некоторая мера шума в канале связи
- Цель, эквивалентная шуму, интенсивность цели при уровне отношения сигнал / шум 1
- Эквивалентное шумовое сопротивление, мера шума на основе эквивалентного резистора
- Плотность шума от несущей к приемнику, отношение принятой мощности несущей к шуму приемника
- Отношение несущей к плотности шума,
- Спектральное отношение сигнал / шум
- Отношение коэффициента усиления антенны к шуму, показатель эффективности антенны
- Отношение контрастности к шуму, показатель качества изображения
- Шумовая печать, статистическая сигнатура окружающего шума для его подавления
- Эквивалентный шум импульсной кодовой модуляции, мера шума по сравнению с шумом квантования PCM
Технология шумов в сигналах
Почти каждая техника и устройство для обработки сигналов имеют какое-то отношение к шуму. Вот несколько случайных примеров:
- Формирование шума
- Антенный анализатор или шумовой мост, используемый для измерения эффективности антенн
- Шумовые ворота
- Генератор шума, схема, которая производит случайный электрический сигнал
- Источник радиошума используется для калибровки радиотелескопов
- Формулы Фрииса для шума в телекоммуникациях
- Рефлектометрия в шумовой области, использует существующие сигналы для поиска повреждений кабеля
- Оптическая гетеродинная молекулярная спектроскопия с усилением помехоустойчивости
Смотрите также
- Анти-информация
- Шум (электроника)
- Статистика отношения сигнал / шум, математическая формула для измерения разницы двух значений относительно их стандартных отклонений.