Bruit rouge. Pourquoi le bruit blanc est utile : par exemple, le bruit d'une cascade

Le bruit est une combinaison aléatoire de sons d’intensité et de fréquence variables. Dans la pratique du bruit, cela signifie un son dérangeant et indésirable. L'impact du bruit sur une personne dépend de ses principales caractéristiques, qui sont :

- niveaux de pression acoustique (ci-après dénommés SPL) ;

- composition de fréquence (spectre).

La pression acoustique est la partie variable de la pression générée lors du passage onde sonore dans le milieu de la distribution. Cette force agissant par unité de surface est mesurée en pascals (Pa).

La pression acoustique dans l’air varie de 10 à 5 Pa près du seuil d’audition jusqu’à 103 Pa. À un volume de conversation moyen, la composante variable de la pression acoustique est d'environ 0,1 Pa.

Pression acoustique minimale à laquelle il répond oreille humaine, est de 2·10–5 Pa, la pression acoustique maximale perçue sans ressentir de douleur est de 102 Pa (Figure 1.6). La gamme de pressions acoustiques perçues par l’oreille humaine est donc de 107 Pa.

p, papa

2 × 10-4

2 × 10-5

où p est la valeur quadratique moyenne de la pression acoustique, mesurée en pascals ;

p 0 – seuil auditif nul, c'est-à-dire la pression correspondant au seuil de sensibilité de l'oreille humaine à une fréquence de 1000 Hz (p 0 = 2·10–5).

Les organes auditifs humains sont capables de percevoir des vibrations avec des fréquences allant de

16-20 Hz à 16-20 kHz.

Le plan entre le seuil auditif et seuil de douleur appelé le plan d’audibilité. Ce plan est caractérisé par les données suivantes :

- par fréquence de vibration – 16 à 20 Hz – 16 à 20 kHz ;

- par pression sonore – 0 – 130 à 140 dB.

Le niveau sonore fait partie intégrante du bruit. Il a donc découvert large application en technologie de mesure et en normalisation du bruit.

La valeur moyenne temporelle de la puissance acoustique par unité de surface est appelée intensité sonore.

L'intensité sonore est évaluée par niveau d'intensité sur une échelle de

où I – valeurs quadratiques moyennes de l’intensité ;

I 0 = 10-12 W/m2 – la valeur du seuil zéro d'intensité sonore.

L'intensité du son est liée à l'intensité sonore du son, valeur qui caractérise la sensation auditive d'un son donné (Figure 1.8). Le volume d'un son dépend de manière complexe de la pression acoustique (intensité sonore). Avec une fréquence et une forme de vibrations constantes, le volume du son augmente avec l'augmentation de l'intensité sonore (pression acoustique). À la même pression acoustique, le volume du son des vibrations harmoniques de différentes fréquences est différent, c'est-à-dire qu'à différentes fréquences, des sons d'intensités différentes peuvent avoir le même volume.

L'intensité sonore d'un son à une fréquence donnée est évaluée en la comparant à l'intensité sonore d'un son pur d'une fréquence de 1 000 Hz. Le niveau de pression acoustique (en dB) d'un son pur avec une fréquence de 1 000 Hz, aussi fort que le son mesuré, est appelé niveau sonore phono de ce son (Figure 1.7).

Figure 1.7 – Courbes d'intensité sonore égale

Comme le montrent les courbes d'intensité sonore représentées sur la figure 1.7, pour obtenir un niveau de volume de fond de 4 à une fréquence de 500 Hz, une pression acoustique de 20 dB est nécessaire, et pour le même niveau de volume à une fréquence de 20 Hz, une pression acoustique de 60 dB est requise.

D'après les courbes présentées sur le graphique, il est clair qu'à un niveau de fond de 30 à 40 à une fréquence de 1 000 Hz dans la plage de fréquences de 250 à 500 Hz, le volume diminue d'environ 6 dB.

L’ensemble des intensités dans lesquelles l’onde provoque une sensation sonore dans l’oreille humaine (de 10 à 12 à 10 W/m2) correspond à des niveaux sonores de 0 à 130 dB. Le tableau 1.2 montre les niveaux de volume approximatifs pour certains sons.

Tableau 1.2 - Niveaux de volume approximatifs pour certains sons

	Estimation du volume sonore		Source sonore
		son, dB
	Très calme		Sensibilité moyenne du seuil
	Chuchotement silencieux (1,5 m)		problèmes d'oreille
			Le coutil de mur mécanique
			Marches sur un tapis moelleux (3-4 m)
			Conversation tranquille
	Modéré		Voiture de tourisme (10-15 m)
			Rue moyennement bruyante
			Conversation calme (1 m)
	Très fort		Rue bruyante
			Orchestre symphonique
			Marteau pneumatique
	Assourdissant		Tonnerre au-dessus
			Le son est perçu comme une douleur

Classification du bruit affectant les humains

1. En fonction de la nature du spectre de bruit, on distingue :

- bruit tonal, dans le spectre duquel se trouvent des tonalités prononcées. La nature tonale du bruit à des fins pratiques est établie en mesurant dans des bandes de fréquences de 1/3 d'octave l'excédent du niveau dans une bande par rapport aux bandes voisines d'au moins 10 dB.

2. Selon les caractéristiques temporelles du bruit, on distingue :

- bruit constant dont le niveau sonore au cours d'une journée de travail de 8 heures ou lors de mesures dans les locaux de bâtiments résidentiels et publics, dans des zones résidentielles, l'évolution dans le temps ne dépasse pas 5 dBA lorsqu'elle est mesurée sur la caractéristique temporelle du sonomètre « lentement » ;

- bruit intermittent dont le niveau varie Une journée de travail de 8 heures, par poste de travail ou lors de mesures dans les locaux des bâtiments résidentiels et publics, dans les zones résidentielles varie selon

temps de plus de 5 dBA lorsqu’il est mesuré sur la caractéristique de temps « lent » du sonomètre.

Les bruits variables sont répartis dans les types suivants :

- bruit fluctuant dans le temps, dont le niveau sonore change continuellement au fil du temps ;

- bruit intermittent dont le niveau sonore change par étapes (de 5 dBA ou plus) et la durée des intervalles pendant lesquels le niveau reste constant est de 1 seconde ou plus ;

- bruit impulsionnel composé d'un ou plusieurs signaux sonores, chacun durant moins de 1 seconde, tandis que les niveaux sonores en dBAI et dBA, mesurés respectivement sur les caractéristiques temporelles « impulsion » et « lente », diffèrent d'au moins 7 dB.

Les couleurs de bruit sont un système de termes qui attribuent certaines couleurs à certains types de signaux de bruit sur la base de l'analogie entre le spectre d'un signal de nature arbitraire (plus précisément, sa densité spectrale ou, mathématiquement parlant, les paramètres de distribution d'un processus aléatoire) et spectres différentes couleurs lumière visible. Cette abstraction est largement utilisée dans les branches technologiques traitant du bruit (acoustique, électronique, physique, etc.).

Correspondances de couleurs différents types Les signaux de bruit sont déterminés à l'aide de graphiques (histogrammes) de densité spectrale, c'est-à-dire la répartition de la puissance du signal par fréquence.

Le bruit blanc est un signal avec un spectre uniforme à toutes les fréquences (Figure 1.8). En d’autres termes, un tel signal a la même puissance dans chaque

bande de fréquence de combat. Par exemple, une bande de signal de 20 Hz entre 40 et 60 Hz a la même puissance qu'une bande de signal entre 4 000 et 4 020 Hz. Fréquence illimitée bruit blanc n'est possible qu'en théorie, puisque dans ce cas sa puissance est infinie. En pratique, un signal ne peut être qu’un bruit blanc dans une bande de fréquence limitée.

Figure 1.8 – Densité spectrale du bruit blanc

La densité spectrale du bruit rose est déterminée par la formule 1/f (la densité est inversement proportionnelle à la fréquence), c'est-à-dire qu'elle est uniforme sur une échelle de fréquence logarithmique (Figure 1.9). Par exemple, la puissance du signal dans la bande de fréquences comprise entre 40 et 60 Hz est égale à la puissance dans la bande comprise entre 4000 et 6000 Hz. La densité spectrale d'un tel signal, comparée au bruit blanc, s'atténue de 3 dB par octave. Un exemple de bruit rose est le bruit d’un hélicoptère qui passe. Le bruit rose se retrouve, par exemple, dans les rythmes cardiaques, les graphiques activité électrique cerveau, dans rayonnement électromagnétique corps cosmiques

Parfois, le bruit rose est tout bruit dont la densité spectrale diminue avec l'augmentation de la fréquence.

Figure 1.9 – Densité spectrale du bruit rose

Le bruit brownien est similaire au bruit rose, mais sa densité spectrale s'atténue de 6 dB par octave (Figure 1.10). Autrement dit, sa densité spectrale est inversement proportionnelle au carré de la fréquence. Le bruit brownien peut être obtenu en intégrant du bruit blanc ou en utilisant un algorithme qui simule le mouvement brownien. Le spectre du bruit rouge (sur une échelle logarithmique) est le miroir opposé du spectre du bruit violet. Parfois, ce bruit est également appelé brun, car l'une des traductions du nom de famille Brown est « brun ». À l’oreille, le bruit brownien est perçu comme « plus chaud » que le bruit blanc.

I , HzBruit brun

f, Hz

Figure 1.10 – Densité spectrale du bruit brun

Les plus courants également :

a) bruit bleu - un type de signal dont la densité spectrale augmente de 3 dB par octave ; b) bruit violet - un type de signal dont la densité spectrale augmente ;

est réglé à 6 dB par octave ; c) bruit gris - le spectre du bruit gris est obtenu en additionnant les spectres

Bruit brownien et violet.

« Couleurs » de base du bruit

Les correspondances de couleurs de divers types de signaux de bruit sont déterminées à l'aide de graphiques (histogrammes) de densité spectrale, c'est-à-dire la répartition de la puissance du signal sur les fréquences.

Bruit blanc

Autre

Il existe d’autres couleurs « moins officielles » :

Bruit orange

Le bruit orange est un bruit quasi-stationnaire avec une densité spectrale finie. Le spectre d’un tel bruit présente des bandes d’énergie nulle dispersées dans tout le spectre. Ces rayures sont situées aux fréquences des notes de musique.

Bruit rouge

Le bruit rouge peut être soit un synonyme de bruit brownien ou rose, soit une désignation de bruit naturel caractéristique des grandes étendues d'eau - les mers et les océans qui absorbent les hautes fréquences. Un bruit rouge est entendu depuis le rivage à partir d'objets éloignés situés dans l'océan.

Bruit vert

Bruit vert - bruit environnement naturel. Semblable au bruit rose avec une région de fréquence améliorée autour de 500 Hz.

Bruit noir

Le terme « bruit noir » a plusieurs définitions :

Remarques

Voir aussi

Littérature

• Yellot, John I. Jr., "Conséquences spectrales de l'échantillonnage des photorécepteurs dans la rétine rhésus." Science, vol. 221, pages 382-385, 1983.

JUSTE DU PROFESSIONNALISME

Couleurs de bruit

Les couleurs de bruit sont un système de termes qui attribuent certaines couleurs à certains types de signaux de bruit sur la base de l'analogie entre le spectre d'un signal de nature arbitraire (plus précisément, sa densité spectrale ou, mathématiquement parlant, les paramètres de distribution d'un processus aléatoire ) et les spectres de différentes couleurs de lumière visible.

Cette abstraction est largement utilisée dans les branches technologiques traitant du bruit (acoustique, électronique, physique, etc.).

Le bruit blanc est un signal avec une densité spectrale uniforme à toutes les fréquences et une dispersion égale à l'infini. Est un processus aléatoire stationnaire.

En d’autres termes, un tel signal a la même puissance dans n’importe quelle bande de fréquence. Par exemple, une bande de signal de 20 hertz entre 40 et 60 hertz a la même puissance qu'une bande entre 4 000 et 4 020 hertz. Le bruit blanc à fréquence illimitée n’est possible qu’en théorie, puisque dans ce cas sa puissance est infinie. En pratique, un signal ne peut être qu’un bruit blanc dans une bande de fréquence limitée.

Bruit rose

La densité spectrale du bruit rose est donnée par ~1/f (la densité est inversement proportionnelle à la fréquence). Uniformément à n’importe quelle fréquence. Par exemple, la puissance du signal dans la bande de fréquences comprise entre 40 et 60 hertz est égale à la puissance dans la bande comprise entre 4 000 et 6 000 hertz. La densité spectrale d'un tel signal, comparée au bruit blanc, s'atténue de 3 décibels par octave.

Un exemple de bruit rose est le bruit d’un hélicoptère qui passe. Le bruit rose se retrouve, par exemple, dans les rythmes cardiaques, dans les graphiques de l'activité électrique du cerveau, dans le rayonnement électromagnétique des corps cosmiques.
Parfois, le bruit rose est tout bruit dont la densité spectrale diminue avec l'augmentation de la fréquence.

Bruit bleu (cyan)

Le bruit bleu est un type de signal dont la densité spectrale augmente de 3 dB par octave. Autrement dit, sa densité spectrale est proportionnelle à la fréquence et, comme le bruit blanc, elle doit en pratique être limitée en fréquence. À l’oreille, le bruit bleu est perçu comme plus aigu que le bruit blanc. Le bruit bleu est obtenu en différenciant le bruit rose ; leurs spectres ressemblent à des miroirs.

Bruit brownien (rouge)

La densité spectrale du bruit rouge est proportionnelle à 1/f², où f est la fréquence. Cela signifie qu’aux basses fréquences, le bruit a plus d’énergie, voire plus que le bruit rose. L'énergie du bruit diminue de 6 décibels par octave. Le bruit acoustique rouge est entendu comme étouffé par rapport au bruit blanc ou rose. Le spectre du bruit rouge (sur une échelle logarithmique) est le miroir opposé du spectre du bruit violet.
À l’oreille, le bruit brownien est perçu comme « plus chaud » que le bruit blanc.

Bruit violet

Il s'agit d'un type de signal dont la densité spectrale augmente de 6 dB par octave. Autrement dit, sa densité spectrale est proportionnelle au carré de la fréquence et, comme le bruit blanc, sa fréquence devrait en pratique être organique. Le bruit violet est obtenu en différenciant le bruit blanc. Le spectre du bruit violet est le miroir opposé du spectre du rouge.

Bruit gris

Le terme bruit gris fait référence à un signal sonore qui a la même intensité sonore pour l’oreille humaine sur toute la gamme de fréquences. Le spectre du bruit gris est obtenu en additionnant les spectres du bruit brownien et violet. Le spectre du bruit gris présente une baisse importante dans les fréquences moyennes, mais l'oreille humaine perçoit le bruit gris de la même manière que le bruit blanc.

Il existe d’autres couleurs « moins officielles » :

Le bruit orange est un bruit de densité spectrale finie. Le spectre d’un tel bruit présente des bandes d’énergie nulle dispersées dans tout le spectre. Ces rayures sont situées aux fréquences des notes de musique.

Le bruit rouge peut être soit un synonyme de bruit brownien ou rose, soit une désignation de bruit naturel caractéristique des grandes étendues d'eau - les mers et les océans qui absorbent les hautes fréquences. Un bruit rouge est entendu depuis le rivage à partir d'objets éloignés situés dans l'océan.

Le bruit vert est le bruit de l’environnement naturel. Semblable au bruit rose avec une région de fréquence améliorée autour de 500 Hz.

Bruit noir
Le terme « bruit noir » a plusieurs définitions :

-Silence
Bruit avec un spectre de 1/f, où > 2. Utilisé pour simuler divers processus naturels. Elle est considérée comme une caractéristique des « catastrophes naturelles ou d’origine humaine telles que les inondations, les glissements de terrain, etc. »

-Bruit blanc ultrasonique(avec une fréquence supérieure à 20 kHz), similaire à ce qu'on appelle. « lumière noire » (avec des fréquences trop élevées pour être perçues, mais capables d'affecter l'observateur ou les instruments). Bruit dont le spectre a majoritairement une énergie nulle à l'exception de quelques pics.

Les scientifiques ont déterminé quels films attirent plus l'attention des téléspectateurs que d'autres. Il s’est avéré que les films les plus fascinants sont basés sur ce qu’on appelle le bruit rose. Les travaux des chercheurs ont été acceptés pour publication dans la revue Psychological Science. New Scientist écrit brièvement à ce sujet.

Les scientifiques ont pris comme point de départ une étude menée dans les années 90 du siècle dernier. Un groupe de spécialistes a observé des spectateurs en train de regarder un film. Il s’est avéré que les périodes pendant lesquelles leur attention était occupée par le film étaient réparties de manière très caractéristique. Les chercheurs ont appliqué une opération mathématique connue sous le nom de transformation de Fourier à la distribution pour produire du bruit rose. Ce terme désigne un bruit dont la densité spectrale est inversement proportionnelle à sa fréquence. Vous pouvez écouter du bruit rose.

Les auteurs de la nouvelle étude ont décidé de vérifier si la répartition de la durée des fragments d'une coupe à l'autre présente les caractéristiques du bruit rose. Les scientifiques ont analysé 150 des films hollywoodiens les plus rentables réalisés entre 1935 et 2005. Il s'est avéré que lors du montage de films dernières années les modèles de bruit rose sont plus couramment utilisés.

Selon les chercheurs, les films basés sur des modèles de bruit rose sont populaires car ils correspondent aux modèles d'attention des gens. Les auteurs estiment que les producteurs de films utilisent le bruit rose involontairement - ils répètent simplement les principes de construction de films populaires dans lesquels une technique efficace a été trouvée.

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Note d'information

Les ondes sonores ont des natures différentes et le résultat de leurs vibrations chaotiques est du bruit.

Nous sommes toujours confrontés au bruit dans la vie quotidienne, que ce soit le bruit des voitures, de la pluie, du métro, de la mer, du vent. Il existe de nombreux types de bruits différents. Ils se distinguent même par leur couleur.

Bruit blanc– c'est le « bruit quotidien ». Cela comprend :

• le bruit de la mer ;
• le bruit de la pluie ;
• bruissements nocturnes;
• le murmure de la rivière ;
• bruit d'autoroute;
• le grondement des trains.

Ce n'est pas négatif pour une personne, mais l'influence continue des sons différentes fréquences peut provoquer une augmentation ou une diminution de la tension artérielle et des douleurs au niveau de la tête. Pour certaines personnes, le bruit blanc est une condition essentielle bon sommeil. La plupart des gens sont incapables de réaliser leurs rêves la nuit s’il n’y a pas de « chut » bien connu en arrière-plan. Pourquoi le remplacement des sons quotidiens a-t-il un effet si captivant sur les gens ? Le bruit existe-t-il dans d’autres couleurs ?

L’idée de remplacer un bruit par un autre peut paraître, à première vue, ridicule. Est-ce que cela a un sens ? "Je n'arrive pas à dormir à cause de sons dérangeants, laissez-moi allumer des bruits parasites." Merveilleux. Et pourtant, la plupart des gens assurent qu'ils ne sont pas prêts à s'endormir complètement sans le bruit décrit. Et certaines entreprises sont prêtes à vous proposer d’acheter un appareil qui recrée des bruits adaptés pour un sommeil réparateur. Qu’arrive-t-il à notre corps à ces moments-là ?

La réponse courte est que le bruit blanc est confortable pour certaines personnes.

Et maintenant une réponse détaillée. Le bruit blanc est un son stationnaire. Il est constitué d'éléments multispectraux. Ils sont également placés sur tout le spectre des fréquences impliquées.

Est-ce que quelque chose est clair ? Imaginons un concert avec un grand nombre musiciens. N’importe lequel d’entre eux joue la note. Un tel ensemble reproduit à la fois de nombreux sons accessibles à nos oreilles. Cela représente le bruit blanc.

Il arrive que vous vous réveilliez à cause du bruit, ce n'est pas de sa faute. Vous êtes réveillé par l'incohérence et la modification émergentes de la tonalité sonore. Le bruit blanc bloque les changements brusques similaires, comme s’il vous protégeait des sons soudains ou désagréables.

"L'idée la plus fondamentale est que notre audition est toujours active, même pendant que nous dormons", explique l'auteur Seth Horowitz. C'est pourquoi de nombreuses personnes choisissent d'écouter le bruit blanc créé par n'importe quel mécanisme, plutôt que les ronflements intenses puis décroissants de leur mari.

Cela semble vraiment être vrai. Si soudainement vous n’aimez pas particulièrement le bruit blanc, essayez d’écouter les sons d’autres tonalités.

Bruit dans les zones d'application couleur rose connu sous le nom de bruit de scintillement. Le bruit d'un hélicoptère qui survole est exemple brillant ce type de bruit. Il a un excellent effet curatif contre la dépression et les névroses. Des études récentes ont montré que si les films sont construits sur des modèles de bruit rose, ils sont alors plus attrayants pour les cinéphiles car ils correspondent au modèle d'attention divisée des gens.

Une analyse menée par le professeur Jue Zhang de l'Université de Pékin a révélé que le bruit, appelé de manière plus attrayante « bruit rose », peut vous aider à vous endormir beaucoup plus rapidement.

Le bruit rose est un type de son dans lequel toutes les octaves ont une puissance égale ou des fréquences totalement cohérentes. Imaginez le bruit de la pluie qui tombe sur l'asphalte ou le vent qui bruisse les feuilles des arbres.

Bruits d'autres couleurs

• Le bruit brun est semblable au bruit d’une cascade. Il est célèbre pour le fait que lorsqu'il entre en résonance avec les organes humains, le bruit brun crée une perturbation du fonctionnement du tractus gastro-intestinal. Lorsque le bruit est intense, il peut nuire aux personnes.
• Bruit bleu selon les sens sonores, il est plus net que le bruit blanc. Ce type se forme en raison de changements dans le bruit rose.
• Non seulement il n'y a pas de bruit bleu dans le monde, mais aussi violet. Il surgit grâce à analyse spectrale bruit brun et blanc.
• Le caractère unique du bruit gris est que sur toute la gamme de fréquences, il contient un volume identique à celui des oreilles humaines. Le spectre du bruit gris se produit lorsque le bruit brun et le bruit blanc sont combinés. Une personne le considère de la même manière que le blanc.
• Orange ou bruit couleur orange a une présentation très difficile avec point scientifique vision. Mais c'est assez simple à fabriquer : donnez aux enfants des pipes soprano en plastique et laissez-les vibrer.
• Le bruit rouge est caractéristique des ressources en eau. Nous entendons ce genre de son provenant d'objets éloignés qui se trouvent dans l'océan depuis le rivage.
• Bruit environnement naturel est un bruit vert.
• Le bruit noir est ce qui nous manque parfois dans l’agitation de la ville : le bruit noir, c’est le silence.

Sans aucun doute, tout le monde n’est pas ravi de ce type de bruit. Personnes individuelles, au contraire, deviennent plus sensibles aux bruits de fond. Probablement, certains d'entre nous perçoivent le bruit sans fin comme un flux apaisant, tandis que d'autres en tirent des notes individuelles aiguës.

L'effet des sons sur les personnes dépend de :

• niveaux de bruit ;
• ses caractéristiques et sa portée ;
• période d'exposition;
• phénomènes de résonance.
• état de santé;
• caractéristiques personnelles des personnes et adaptabilité du corps.

L'impact négatif du bruit se manifeste par un impact sur l'attitude émotionnelle, la motivation, l'initiative, cela arrive, mais il ne s'exprime généralement pas par une détérioration du travail, mais provoque néanmoins des désagréments pour les personnes.

Des sifflements, des bruits d'oscillation, des cliquetis et des grincements peuvent être désagréables ; ils réduisent la capacité d’effectuer des mouvements coordonnés rapidement et avec précision.

Un bruit puissant provoque des problèmes de reconnaissance des couleurs, de capacité à déterminer le temps et la distance, réduit la qualité de la vision et modifie la perception visuelle.

Entre 18 et 45 ans, nous sommes capables de résister à des bruits puissants avec moins de problèmes que les personnes plus jeunes ou, au contraire, plus âgées. Les femmes sont beaucoup mieux que les hommes tolérer le bruit. Si vous avez hypertension artérielle, alors vous supporterez un bruit puissant plus difficilement que les personnes pour qui c'est normal. En revanche, dans un espace de vie ordinaire, les gens ne perçoivent pas les bruits ordinaires. Une personne ne peut exister sans sons.

S'il fait trop calme et calme autour d'une personne, cela a un impact négatif sur le fond émotionnel, car ce type de silence est inhabituel pour chacun d'entre nous.

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