Hingar putih

Dalam pemprosesan isyarat, hingar putih (Jawi: هيڠر ڤوتيه) ialah isyarat rawak yang mempunyai keamatan yang sama pada frekuensi yang berbeza, memberikannya ketumpatan spektrum kuasa yang tetap.[1] Istilah ini digunakan, dengan maksud ini atau serupa, dalam banyak disiplin saintifik dan teknikal, termasuk fizik, kejuruteraan akustik, telekomunikasi dan ramalan statistik. Hingar putih merujuk kepada model statistik untuk isyarat dan sumber isyarat, bukannya kepada sebarang isyarat tertentu. Hingar putih mengambil namanya daripada cahaya putih,[2] walaupun cahaya yang kelihatan putih secara amnya tidak mempunyai ketumpatan spektrum kuasa yang rata ke atas jalur boleh dilihat.

Bentuk gelombang isyarat hingar putih Gaussian diplot pada graf
Imej "hingar putih".

Dalam masa diskret, hingar putih ialah isyarat diskret yang sampelnya dianggap sebagai jujukan pembolehubah rawak tidak berkorelasi secara bersiri dengan min sifar dan varians terhingga; satu kesedaran bahawa hingar putih ialah kejutan rawak. Bergantung pada konteks, seseorang juga mungkin memerlukan sampel itu bebas dan mempunyai taburan kebarangkalian yang sama (dengan kata lain pembolehubah yang rawak bebas dan yang teragih serupa ialah perwakilan paling mudah bagi hingar putih).[3] Khususnya, jika setiap sampel mempunyai taburan normal dengan min sifar, isyarat itu dikatakan sebagai hingar Gaussian putih tambahan.[4]

Sampel isyarat hingar putih mungkin berjujukan dalam masa, atau disusun sepanjang satu atau lebih dimensi ruang. Dalam pemprosesan imej digital, piksel bagi imej hingar putih biasanya disusun dalam grid segi empat tepat, dan diandaikan sebagai pembolehubah rawak bebas dengan taburan kebarangkalian seragam dalam beberapa sela. Konsep ini juga boleh ditakrifkan untuk isyarat yang tersebar di domain yang lebih rumit, seperti sfera atau torus.

Beberapa bunyi "hingar putih" (Kuat)

Aplikasi praktikalSunting

MuzikSunting

Hingar putih biasanya digunakan dalam penghasilan muzik elektronik, biasanya sama ada secara langsung atau sebagai input untuk penapis bagi mencipta jenis isyarat hingar yang lain. Ia digunakan secara meluas dalam sintesis audio, biasanya untuk mencipta semula instrumen perkusif seperti simbal atau gendang jerat yang mempunyai kandungan hingar yang tinggi dalam domain frekuensinya. Contoh ringkas hingar putih ialah stesen radio yang tidak wujud (statik).

Persekitaran kerjaSunting

Kesan hingar putih terhadap fungsi kognitif adalah bercampur-campur. Baru-baru ini, satu kajian kecil mendapati bahawa rangsangan latar belakang hingar putih meningkatkan fungsi kognitif dalam kalangan pelajar peringkat menengah dengan gangguan hiperaktif kekurangan perhatian (ADHD), sambil mengurangkan prestasi pelajar bukan ADHD.[5][6] Kerja lain menunjukkan ia berkesan dalam meningkatkan mood dan prestasi pekerja dengan menutupi bunyi latar belakang pejabat,[7] tetapi mengurangkan prestasi kognitif dalam tugas menyusun kad yang kompleks.[8]

PenjanaanSunting

Hingar putih boleh dijana secara digital dengan pemproses isyarat digital, mikropemproses atau mikropengawal. Menjana hingar putih biasanya memerlukan pemasukan aliran nombor rawak yang sesuai kepada penukar digital-ke-analog. Kualiti hingar putih akan bergantung pada kualiti algoritma yang digunakan.

Lihat jugaSunting

RujukanSunting

  1. ^ Carter, Mancini, Bruce, Ron (2009). Op Amps for Everyone. Texas Instruments. m/s. 10–11. ISBN 978-0080949482.
  2. ^ Stein, Michael L. (1999). Interpolation of Spatial Data: Some Theory for Kriging. Springer Series in Statistics. Springer. m/s. 40. doi:10.1007/978-1-4612-1494-6. ISBN 978-1-4612-7166-6. white light is approximately an equal mixture of all visible frequencies of light, which was demonstrated by Isaac Newton
  3. ^ Stein, Michael L. (1999). Interpolation of Spatial Data: Some Theory for Kriging. Springer Series in Statistics. Springer. m/s. 40. doi:10.1007/978-1-4612-1494-6. ISBN 978-1-4612-7166-6. The best-known generalized process is white noise, which can be thought of as a continuous time analogue to a sequence of independent and identically distributed observations.
  4. ^ Diebold, Frank (2007). Elements of Forecasting (ed. Fourth).
  5. ^ Soderlund, Goran; Sverker Sikstrom; Jan Loftesnes; Edmund Sonuga Barke (2010). "The effects of background white noise on memory performance in inattentive school children". Behavioral and Brain Functions. 6 (1): 55. doi:10.1186/1744-9081-6-55. PMC 2955636. PMID 20920224.
  6. ^ Söderlund, Göran; Sverker Sikström; Andrew Smart (2007). "Listen to the noise: Noise is beneficial for cognitive performance in ADHD". Journal of Child Psychology and Psychiatry. 48 (8): 840–847. CiteSeerX 10.1.1.452.530. doi:10.1111/j.1469-7610.2007.01749.x. ISSN 0021-9630. PMID 17683456.
  7. ^ Loewen, Laura J.; Peter Suedfeld (1992-05-01). "Cognitive and Arousal Effects of Masking Office Noise". Environment and Behavior. 24 (3): 381–395. doi:10.1177/0013916592243006.
  8. ^ Baker, Mary Anne; Dennis H. Holding (July 1993). "The effects of noise and speech on cognitive task performance". Journal of General Psychology. 120 (3): 339–355. doi:10.1080/00221309.1993.9711152. ISSN 0022-1309. PMID 8138798.