Цвета шума – система терминов, приписывающая некоторым видам шумовых сигналов определённые цвета, исходя из аналогии между спектром сигнала произвольной природы (точнее, его спектральной плотностью или, говоря математически, параметрами распределения случайного процесса) и спектрами различных цветов видимого света. Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом (акустика, электроника, физика и т. д.).

Многие из следующих определений рассматривают спектр сигнала на всех частотах.

Цветовые соответствия различных типов шумового сигнала определяются с помощью графиков (гистограмм) спектральной плотности, то есть распределения мощности сигнала по частотам.

Белый шум – это сигнал с равномерной спектральной плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности. Является стационарным случайным процессом. Другими словами, такой сигнал имеет одинаковую мощность в любой полосе частот. К примеру, полоса сигнала в 20 герц между 40 и 60 герц имеет такую же мощность, что и полоса между 4000 и 4020 герц. Неограниченный по частоте белый шум возможен только в теории, так как в этом случае его мощность бесконечна. На практике сигнал может быть белым шумом только в ограниченной полосе частот.

10 секунд белого шума:

Розовый шум – сигнал, спектральная плотность которого определяется формулой ~1/f (плотность обратно пропорциональна частоте), то есть он является равномерно убывающим в логарифмической шкале частот. Например, мощность сигнала в полосе частот между 40 и 60 герц равна мощности в полосе между 4000 и 6000 герц. Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на 3 децибела на каждую октаву. Пример розового шума – звук пролетающего вертолёта. Розовый шум обнаруживается, например, в сердечных ритмах, в графиках электрической активности мозга, в электромагнитном излучении космических тел. Иногда розовым шумом называют любой шум, спектральная плотность которого уменьшается с увеличением частоты.

10 секунд розового шума:

Броуновский (красный, коричневый) шум – это сигнал, спектральная плотность которого пропорциональна 1/f², где f — частота. Это означает, что на низких частотах шум имеет больше энергии, чем на высоких. Энергия шума падает на 6 децибел на октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с белым или розовым шумом. Может быть получен путём интегрирования белого шума, а также с помощью алгоритма, симулирующего броуновское движение. Спектр красного шума зеркально противоположен спектру фиолетового. На слух броуновский шум воспринимается более «тёплым», чем белый. Также известен как шум случайных блужданий или шум пьяной ходьбы.

10 секунд красного шума:

Синий шум – вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность увеличивается с ростом частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

10 секунд синего шума:

Фиолетовый шум – вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.

10 секунд фиолетового шума:

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую субъективную громкость для человеческого слуха на всём диапазоне воспринимаемых частот. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческий слух субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной плотности (без преобладания каких-либо частот).

10 секунд серого шума:

Существуют и другие, «менее официальные» цвета:

Оранжевый шум – квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот.

Красным шумом иногда также называют естественный шум, характерный для больших водоёмов – морей и океанов, поглощающих высокие частоты. Такой красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в океане.

Зелёный шум – шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц.

10 секунд зелёного шума:

Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

• Тишина.
• Шум со спектром 1/f^β, где β>2. Используется для моделирования различных природных процессов. Считается характеристикой «природных и искусственных катастроф, таких как наводнения, обвалы рынка и т. п.».
• Ультразвуковой белый шум (с частотой более 20 кГц), аналогичный т. н. «чёрному свету» (с частотами слишком высокими, чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на наблюдателя или приборы).
• Шум, спектр которого имеет преимущественно нулевую энергию, за исключением нескольких пиков.

Примечание. Источник всех материалов данной серии: ru.wikipedia.org/wiki/Цвета_шума