噪声的分类分解
噪声控制复习题及答案
《环境噪声控制工程》复习题及参考答案一、名词解释1、噪声：人们不需要的声音(或者振幅和频率紊乱、断续或者统计上无规则的声音)。
2、声功率：单位时间内声源向周围发出的总能量。
3、等效连续A 声级：等效于在相同的时间间隔T 内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A 计权声级。
4、透声系数：透射声功率和入射声功率的比值。
5、消声器的插入损失：声源与测点之间插入消声器先后，在某一固定测点所得的声压级的差值。
6、减噪量：在消声器进口端测得的平均声压级与出口端测得的平均声压级的差值。
7、衰减量：在消声器通道内沿轴向两点间的声压级的差值。
8、吸声量：材料的吸声系数与其吸声面积的乘积，又称等效吸声面积。
10、响度：与主观感觉的轻响程度成正比的参量为响度，符号为N,单位为宋( sone )…11、再生噪声：气流与消声器内壁磨擦产生的附加噪声。
12、混响声场：经过房间壁面一次或者多次反射后达到受声点的反射声形成的声场。
13、噪声污染：声音超过允许的程度，对周围环境造成的不良的影响。
14、声能密度：声场内单位体积媒质所含的声能量。
15、声强：单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。
16、相干波：具有相同频率和恒定相位差的声波称为相干波。
17、不相干波：频率不同和相互之间不存在恒定相位差，或者是两者兼有的声波。
18、频谱：频率分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率罗列的图形叫频谱。
19、频谱图：以频率为横坐标，声压级为纵坐标，绘制出的图形。
20、吸声系数：材料吸收声能(包括透射声能)与入射声能之比。
21、级：对被量度的量与基准量的比值求对数，这个对数被称为被量度的级。
22、声压级：L〃=101g「=201gE (dB) (基准声压po 取值2x1。
—2a)Po Po23、声强级：L^lOlg— (dB)(基准声强L 取值10—"w/m2 )W s24、声功率级：L, =101g— (dB)(基准声功率W () 取值lO^w)r %25、响度级：当某一频率的纯音和1000Hz 的纯音听起来同样时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该待定纯音的响度级。
信号噪声计算
信号噪声计算信号噪声是指在信号传输、采集或处理过程中，由于外界干扰、电子元器件本身的噪声以及其他因素所引起的干扰信号。
噪声会影响到原始信号的质量和精度，因此在许多应用中需要对信号噪声进行计算和分析。
信号噪声一般可以分为两类：外部噪声和内部噪声。
外部噪声主要是由于环境，例如电源线上的交流噪声、电磁辐射引起的干扰等。
内部噪声是由于电子元器件本身的噪声引起的，例如放大器、滤波器、模拟到数字转换器等。
在信号处理中，常用的噪声计量指标有：信噪比(SNR)、峰值信噪比(PSNR)和均方根误差(RMSE)。
信噪比是指信号的平均功率与噪声功率之比，可以衡量信号与噪声的相对大小。
峰值信噪比是指信号的最大值与噪声功率之比，常用于图像和视频的压缩编码算法评价。
均方根误差是指信号与参考信号之间的差异的平方和的均值，并且按照信号的幅值归一化。
信号噪声的计算涉及到信号和噪声的数学模型。
对于高斯白噪声来说，其功率谱密度是常数，可以通过快速傅里叶变换(Fourier Transform)将时域的噪声信号转换到频域。
噪声功率谱可以通过取平均功率谱密度的方法进行估计。
信号与噪声同时存在时，可以通过信号的功率谱和噪声的功率谱进行分析。
根据噪声信号和信号的功率谱密度的和可以计算信号的信噪比。
另外，对于非高斯噪声来说，可以通过观察信号与噪声的概率分布进行计算。
例如，在图像处理中，图像的噪声通常可以表示为服从某种概率分布的随机变量。
可以通过估计概率密度函数来计算信噪比等指标。
除了噪声的计算，还可以通过滤波、去噪、信号调整等方法进行信号噪声的抑制。
滤波方法包括低通滤波、中值滤波、小波去噪等。
其中，小波去噪是一种基于小波变换的去噪方法，通过将信号分解为不同频率的小波系数，去除噪声，然后恢复信号。
综上所述，信号噪声的计算是信号处理中重要的一部分。
通过信噪比、峰值信噪比和均方根误差等计量指标，可以评价信号的质量和精度，进而采取相应的去噪措施，提高信号处理的效果。
遥感数字图像处理-第7章 图像去噪声
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二、空间域去噪声
由于噪声像元的灰度值常与周边像元的灰度值不协调， 表现为极高或极低，因此可利用局部窗口的灰度值统计 特性（如均值、中值）来去除噪声。
空间域去噪声是利用待处理像元邻域窗口内的像元进行 均值、中值或其他运算得到新的灰度值，并将其赋给待 处理像元，通过对整幅图中值滤波、边缘保持平滑滤波和数学形态学去噪声等。
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三、变换域去噪声
3.其他变换
主成分变换、最小噪声分离变换和独立成分变换去噪声主要用 于多波段数据，其去噪声的原理基本相同，即图像通过变换，噪 声主要集中在后面几个分量，选择前面噪声较少的分量进行反向 变换即可实现对图像的去噪声处理。
这里只简单介绍一下主成分变换去噪声的过程，最小噪声 分离变换和独立成分变换去噪声的过程类似。
第7章
图像去噪声
图像去噪声
一、常见噪声类型及其识别 二、空间域去噪声 三、变换域去噪声 难点：傅里叶变换和小波变换去噪声原理 重点：空间域和变换域去噪声方法
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一、常见噪声类型及其识别
遥感数字图像成像过程中，受到外部环境和内部系统等因 素干扰会产生噪声，我们将其分为内部噪声和外部噪声。
噪声具有随机性，可以被认为是由概率密度函数（PDF） 表示的随机变量，通常采用噪声分量灰度值的统计特性（ 如均值、方差等）进行描述。
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三、变换域去噪声
1.傅里叶变换
中心化的频谱图像
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三、变换域去噪声
2.小波变换 利用傅里叶变换去噪声，带宽选得过宽，达不到去噪的目
的；选得过窄，噪声虽然滤去得多，但同时信号的高频部 分也损失了，不但带宽内的信噪比得不到改善，某些突变 点的信息也可能被模糊掉了。 在信号的低频部分，小波对频率的分辨率较高，而对时间 的分辨率较低；在高频部分，则恰好相反。它能自适应地 依据信号的变化而自行变化。 小波变换去噪的基本思路就是利用小波变换把含噪信号分 解到多尺度中，然后在每一尺度下把属于噪声的小波系数 抑制或去除，保留并增强属于信号的小波系数，最后重构 出小波消噪后的信号。
噪声的傅里叶变换
噪声的傅里叶变换噪声是一种随机信号，它具有不确定性和波动性。
在信号处理领域中，噪声是一种常见的问题，因为它会影响信号的质量和精度。
傅里叶变换是信号处理领域中常用的技术，它可以将一个信号分解成不同频率的正弦波或余弦波的叠加。
通过对信号进行傅里叶变换，可以找到信号的频率特征，并提取需要的信息。
在信号中添加噪声会导致信噪比下降，从而降低信号的质量和精度。
因此，噪声的傅里叶变换是一种重要的信号处理技术，可以用来消除噪声的影响，提高信号的质量和精度。
噪声通常包括白噪声、高斯噪声、脉冲噪声等。
在这些噪声中，白噪声是最常见的一种。
它的功率谱密度是常数，即在所有频率上都具有相同的大小。
在进行噪声的傅里叶变换时，可以采取以下步骤：1.获取信号：首先，需要获取带有噪声的信号，通常可以通过传感器或者其他设备获取。
2.去除直流分量：由于直流分量对信号的傅里叶变换没有影响，所以需要将其去除。
3.分段采样：如果信号的持续时间较长，可以将其分成几个段，分别进行采样和傅里叶变换。
这样可以减少计算量，也可以更好地观察信号的变化。
4.选择合适的窗函数：进行傅里叶变换时，需要用到窗函数，它可以将信号限制在有限的时间和频率范围内。
常用的窗函数有汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等。
5.进行傅里叶变换：通过使用傅里叶变换算法，将信号转换为一系列正弦波和余弦波的复合函数。
6.分析频域特征：在频域上，可以观察到信号的频率分布情况。
通过分析频域特征，可以了解信号中噪声的频率分布规律。
7.滤波处理：为了去除噪声，可以采用低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等方法进行滤波处理。
滤波器的选择和参数调整需要根据噪声的特点和信号的要求进行。
8.反变换：最后，可以通过反傅里叶变换将处理后的信号转换回时域信号，观察信号的质量和精度是否得到了提高。
总之，噪声的傅里叶变换是一项重要的信号处理技术，可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量和精度。
在具体实践中，需要根据具体情况选择合适的方法和参数，并进行有效的控制和调整。
噪声检测标准及方法
噪声检测标准及方法噪声作为环境质量的一项重要指标，对人们的生活和健康产生着直接影响。
因此，为了维护良好的生活环境，我们需要对噪声进行检测和评估。
本文将介绍噪声检测的标准和方法，帮助读者了解如何进行噪声检测并了解相关的标准和指导。
一、噪声检测标准1. 国际标准国际标准化组织（ISO）制定了一系列关于噪声的标准，其中最常用的是ISO 1996-1《噪声评估方法》和ISO 1996-2《噪声评估方法：车辆噪声测量》。
这些标准规定了噪声测量的方法、听觉权重和评估准则。
在噪声检测中，我们可以参考这些国际标准，将测量结果与标准值进行比较，从而对噪声水平进行评估。
2. 国家标准各个国家也制定了相应的噪声监测标准，用于指导本国的噪声监测工作。
以中国为例，现行的噪声检测标准主要包括GB/T 3096-2008《城市区域环境噪声排放标准》和GB 3785-2008《城市噪声环境质量标准》。
这些标准根据当地的环境和生活条件制定，与国际标准有所不同，需要在具体的检测中参考。
3. 行业标准不同行业也会制定自己的噪声检测标准，用于指导相关行业中噪声的控制和管理。
例如，建筑行业的噪声检测标准主要参考《建筑施工噪声测量规范》（JGJ81-2002）和《居住环境噪声规定》（GB10070-2000）。
这些行业标准针对不同行业的噪声污染特点，提供了更加详细的检测方法和评估指标。
二、噪声检测方法1. 直接测量法直接测量法是最常用的噪声检测方法之一。
通过使用噪声仪器，我们可以在感兴趣的区域内进行实时的噪声测量。
噪声仪器通常包括一个麦克风和一台数据记录仪，可以记录噪声的强度和频率分布。
通过直接测量法，我们可以得到准确的噪声水平，为噪声控制提供可靠的数据。
2. 等效连续声级法等效连续声级法是一种常用的噪声检测方法，适用于长时间和复杂噪声的测量。
该方法通过将噪声时间历程进行加权平均，计算得到等效连续声级。
这种方法可以有效地反映噪声的整体特征，并与人类听觉进行相关。
谐波、纹波、噪声详解
纹波纹波：是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号。
指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。
狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频（中国是50Hz）的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。
对于不同的场合，对纹波的要求各不一样。
对于电容器来说，无论是哪一种纹波，只要不是太大，一般对电容器质量不会造成影响。
而对工控机电源或音响设备中所使用的电源，由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。
因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。
而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号，虽然其幅度不是太高，但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。
因此对这种形态的纹波应有一定的要求，而对于用于一些控制的场合，由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件，使设备运行的可靠性降低，因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制，而对类似正弦波的纹波，一般由于其幅度较低，对控制部件的干扰不大。
纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示，可以用绝对量，也可以用相对量来表示。
例如一个电源工作在稳压状态，其输出为100V/5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。
纹波就是一个直流电压中的交流成分。
直流电压本来应该是一个固定的值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。
事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。
要体验，可以用示波器来看，就会看到电压上下轻微波动，就像水纹一样，所以叫做纹波。
一般使用交流毫伏表来测量纹波电压，因为交流毫伏表只对交流电压响应，并且灵敏度比较高，可测量很小的交流电压，而纹波往往是比较小的交流电压。
心电信号处理中的噪声滤除与特征提取方法
心电信号处理中的噪声滤除与特征提取方法心电信号是一种重要的生物电信号，能够提供有关心脏功能和疾病状态的有用信息。
然而，在实际应用中，心电信号常常受到各种来源的噪声的干扰，如肌电干扰、基线漂移、电源干扰等。
这些噪声会影响心电信号的质量和可靠性，对于心脏疾病的诊断和监测造成不利影响。
因此，在心电信号处理中，噪声滤除和特征提取是非常重要的环节，本文将介绍心电信号处理中常用的噪声滤除与特征提取方法。
一、噪声滤除方法1. 经验模态分解（EMD）经验模态分解是一种基于数据的自适应信号分解方法，能够将非线性和非平稳信号分解为一组称为本征模态函数（IMF）的子信号。
通过对IMF进行滤波处理，可以去除心电信号中的噪声。
EMD方法的优点在于它能够根据数据的特点自适应地分解信号，无需对信号进行任何假设。
2.小波去噪小波去噪是一种基于小波变换和阈值处理的滤波方法。
它将信号分解为各个尺度的小波系数，并对小波系数进行阈值处理来去除噪声成分。
小波去噪方法在滤除噪声的同时，保留了心电信号中的重要特征。
3.自适应滤波自适应滤波是一种根据信号的统计特性进行滤波的方法。
它根据信号的局部统计特性估计噪声方差，并通过滤波器的自适应参数来调整滤波器的增益。
自适应滤波方法能够根据信号的变化自适应地调整滤波参数，因此对于不同类型的心电信号都具有较好的滤波效果。
二、特征提取方法1.时域特征时域特征是在时间轴上对心电信号进行分析的一种方法。
常见的时域特征包括平均心率（HR）、标准差（SDNN）、方差（VAR）、均方根（RMSSD）等。
这些特征能够反映心电信号的整体变化程度和稳定性，对于心脏疾病的诊断和监测非常有价值。
2.频域特征频域特征是将心电信号从时域转换到频域进行分析的一种方法。
通过应用傅里叶变换或小波变换，可以将心电信号分解为频率分量，并计算各个频率分量的能量或功率谱密度。
常用的频域特征包括低频功率（LF）、高频功率（HF），以及它们的比值LF/HF等。
环境噪声
一、名词解释1 噪声：指人们不需要的声音。
2 噪声污染：当声音超过人们生活和社会活动所允许的程度时就成为噪音污染。
3 声：由物体振动引起的，物体振动通过媒质。
4 声压：通常用p 来表示压强的起伏变化量，即与静态压强的差p=(P –P 0)，称为声压。
5 相位：是指在时刻t 某一质点的振动情况。
6 声能量：声波在媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近往复振动，产生动能；另一方面又使媒质质点产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能。
这两部分能量之和就是由声扰动使媒质获得的声能量。
7 声密度：声场内单位体积媒质所含的声能量称为声密度，记为D,单位J/m3 8 声强：是指瞬时声强在一定时间T 内的平均值。
符号为I ，单位为W/m2 9 相干波：具有相同频率，相同振动方向和恒定相位差的声波称为相干波。
10 不相干波：在一般的噪声问题中常遇到多个声波，或频率不同，或相互之间并不存在固定的相位差，或是两者兼有，也就是说这些声波是互不相干的。
11 频谱：就是频率分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫频谱。
频谱图：以频率f 为横轴，以声压p 为纵轴，则可绘出声音的频谱图。
12 吸声系数：将入射声能在界面上失去的声能与入射声能之比称为吸声系数符号为α，α=1–|r p |2 13 级：对被量度的量与基准量的比值求对数，这个对数被称为被量度的级。
14 声压级：声压级常用p L 表示，定义p L =lg202p p (B)=20lg 0p p (dB) （基准声强0I 和基准声压0p 分别取1210-W/m 2和2510-⨯Pa ）15声强级：常用I L 表示，I L =10lg 0I I (dB)【声强级和声压级的关系：I L =10lg 202p p +10lg c0400ρ=p L +10lg c 0400ρ两个声源共同影响下的声压级为p L =10lg(10L +10L) 】 16功率级：常用w L 表示，定义为w L =10lg 0W W (dB)17 响度级：当某一频率的纯音和1000Hz 的纯音听起来同样时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该待定纯音的响度级。
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• 从总体讲噪声由物体振动产生。
乐音声波图
噪声听到的声音 20分贝以下的声音，一般来说，我们认为它是安静的 20-40分贝大约是情侣耳边的喃喃细语 40-60分贝属于我们正常的交谈声音 60分贝以上就属于吵闹范围了，70分贝我们 就可以认为它是很吵的，而且开始损害听力神经， 85分贝以上就会使听力受损，呆在100-120分贝的空间内， 如无意外，一分钟人类就得暂时性失聪（致聋）。 其中汽车噪音介乎80-100分贝，
•职业噪音
在工作场所中的噪音是第二个主要的来源。职业噪音的 第一特点是都为宽带噪音，特别是办公室里的噪音，是由各 种不同频率的声音组合而成的。另一个特点是具有广泛性， 并且音量都很大。
• 建筑噪音
• 环保署在1986年成立时，建筑噪音是主要的问题。当时， 市区建筑地盘的打桩机每天12小时运作，每12位市民便有 1位受到打桩噪音滋扰。政府于1989年实施《噪音管制条 例》，其后逐渐加强管制建筑噪音。已建区的建筑工地每 日只可进行3至5小时打桩工程，而且必须采用低噪音打桩 设备，其他嘈吵建筑工序则受管制。然而，时至今日建筑 噪音的问题仍未彻底解决。
影响较大
建筑噪音
建筑噪声 噪音的
分类
其他
有影响
噪音的分类
• 噪声按声音的频率可分为：<400Hz的低频噪声 、400～ 1000Hz的中频噪声及<1000Hz的高频噪声。 • 噪音按时间变化的属性可分为：稳态噪音、非稳态噪音、 起伏噪音、间歇噪声以及脉冲噪音等
•交通噪声
交通运输工具行驶过程中产生的噪音属于交通噪音。具有两 个特点：1．存在十分广泛。汽车噪音是城市噪音的主要来 源；空中交通的迅速发展，提高了机场临近区域的噪音水 平；2．通常音量都很大。机场附近的噪音响度大约在 75dB—95dB之间。
分贝
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噪音的产生
• 振动所产生
• 转动机械，冲击，共振，磨擦等等所产生
工厂噪音
• 流场所产生
• 流动所产生的气动噪音，乱流、喷射流、气蚀、气切、涡 流等现象。当空气中以高速流经导管或金属表面时，一般 空气在导管中流动碰到阻碍产生乱流或大而急速的压力改 变均会有噪音的产生。
环境噪声
一般环境噪音大多来自随机的噪音源，例如急驰而过的车 辆、飞机的鸣笛、人们的喧闹、以及周围各式各样的噪音 来源。
•燃烧产生
•在燃烧过程中可能发生爆炸、排气、以及燃烧时上升气流影 响周围空气的扰动，这些现象均会伴随噪音的产生。
其他噪声
在日常生活中，诸如室内各项家庭用具均会发生声音，如冷 气机、音响、电视、空调设备，均为噪音源，另外；如学 校、商场、公园、体育场等公共场所亦可视为噪音产生的场 所。
噪音分类
职业噪音 交通噪音
•其他噪音
飞机噪音由民航处负责管制。该处会监测噪音水平及规定航 空公司采纳较宁静的飞行常规，例如在飞机起飞时实施消减 噪音的步骤。香港国际机场于1998年迁往赤角后，市区的飞 机噪音滋扰已大幅减低。以往，启德机场附近尽是稠密的住 宅区，飞机升降的隆然巨响令38万居民苦不堪言。工商业场 所如食肆等的通风系统经常产生扰人声浪。
环境心理学
• 噪声(一）
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最早的噪声定义： 出自《说文》和《玉篇》，“扰也，群呼烦扰也” 物理学观点： 噪声是指各种频率和声强杂乱无序组合的声音。 心理学观点： 凡是人们不需要的声音都称之为噪声。 医学观点： 医学上认为超过60分贝的声音是噪声。 环境工程中，噪声通常定义为“不需要的声音”，属于一种环境现象。 通讯领域方面 干扰信号传输的能量场，称为噪音。 这种能量场的产生源可以来自内部系统，也可以产生于外部环境。