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棕噪声:布朗噪声

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云深无际
发布2026-01-07 12:03:03
发布2026-01-07 12:03:03
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棕噪声(Brown noise)又叫 布朗噪声 / 布朗运动噪声,它的功率谱密度是 1/f²,相比粉红噪声(1/f)衰减得更快。

特性

功率谱密度:随频率平方反比衰减

斜率:-20 dB/dec(比粉红噪声的 -10 dB/dec 更陡)

频域特征:低频能量占绝对优势,高频成分非常弱

时域特征:信号非常平滑,变化缓慢,看起来更像缓慢起伏的曲线

命名来源:来自物理学中的 布朗运动(随机游走)

听觉感受

声音很低沉、厚重,像 海浪声、瀑布低频部分、远处雷声;高频几乎被滤掉,长时间听对耳朵的刺激比白噪声和粉红噪声小。

颜色对比

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典型频谱形状示意

棕噪声在 log-log 坐标下是一条斜率 -20 dB/dec 的直线,比粉红噪声下滑得更快。

白/粉/棕 噪声的频谱对比图
白/粉/棕 噪声的频谱对比图

白/粉/棕 噪声的频谱对比图

功率谱对比:

White noise(白噪声):功率谱在各频率上均匀分布(0 dB/dec 斜率),在对数坐标上是水平的。

Pink noise(粉红噪声,1/f):功率谱随频率降低,斜率约 −10 dB/dec,低频成分更强,听感更“柔和”,在音频和自然信号中常见。

Brown noise(棕噪声,1/f²,也叫 Brownian 或 Red noise):功率谱随频率衰减更快(−20 dB/dec),低频占比更大,波形看起来变化更加缓慢、平滑。

时域图
时域图

时域图

白噪声(White Noise, 1/f⁰)

频谱功率在所有频率上是平的(均匀分布),时域表现为快速随机波动;颜色多用 灰色 表示,因为它在视觉与音频上都像“均匀雪花”一样。

粉红噪声(Pink Noise, 1/f)

功率谱密度随频率降低而增加(低频更强,高频更弱);视觉上波动比白噪声平滑一些,但高频细节依然存在;常用 品红色 表示,在音频上听起来更“温和”,低频成分更多。

棕噪声(Brown Noise, 1/f²)

功率谱密度随频率下降得更快,低频成分显著增强;时域波形更平滑,更像随机漫步(积分白噪声),变化缓慢;常用 棕色 表示,听感上低频厚重、高频极少。

功率谱密度 PSD
功率谱密度 PSD

功率谱密度 PSD

频谱(功率谱密度 PSD):

白噪声:谱是平的,所有频率成分能量相等。

粉红噪声:频谱斜率约 -10 dB/decade。

棕噪声:频谱斜率约 -20 dB/decade,高频衰减更明显。

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原始发表:2025-08-15,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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