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화이트 노이즈란 무엇인가?
HIFI게시판 > 상세보기 | 2012-11-23 15:03:14
추천수 0
조회수   2,769

제목

화이트 노이즈란 무엇인가?

글쓴이

장명호 [가입일자 : 2004-10-06]
내용
화이트 노이즈란 기기의 열잡음에 의해 전대역에 걸쳐 일정한 음량으로 나타나는 소리를 말합니다.

가우시안 랜덤 함수를 사용하면 이와 동일한 신호를 만들어 낼 수 있습니다. (열잡음이라는 것이 랜덤함수와 동일합니다.)



모든 주파수의 사인신호의 합으로 계산되는 다른 세상이 있다는 소문은 들었는데 실제로는, 각 순간마다 랜덤하게 일정 주파수의 소리가 재생되는 것이 맞습니다. 랜덤함수는 가중치가 없으므로 평균적으로 모든 대역에서 동일한 음량의 신호가 되는 것이죠.

만약 모든 주파수의 사인 신호를 합하면 DC출력과 같아집니다.



자 이제 같은 레벨을 가지는 두가지 화이트 노이즈 신호를 살펴봅시다.

두 신호의 차이는 대역폭 밖에 없습니다.



과연 이 두 신호는 그 소리 크기가 차이가 날까요? 논리적 판단이 가능하신 분이면 답이 나올 것으로 봅니다.



“괴물과 싸우는 사람은 스스로 괴물이 되지 않도록 조심해야 한다. 그대가 오랫동안 심연을 들여다보면, 심연 역시 그대를 들여다본다.” - 프리드리히 니체
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김영선 2012-11-23 15:10:26
답글

모든 주파수의 사인 신호를 합하면 사각파=dc출력이 되는게 맞죠.<br />
<br />
가청주파수를 무우에 비교하면 깍두기로 만들든 채썰기를 하든 총량은 동일. 채썰면 많아보이긴 하겠네요.<br />

이종남 2012-11-23 15:10:29
답글

장명호님이 토끼가 한번 되더니. 어떻하든.. 토끼에서 맹수로 바꾸어달라고 농성을 하시네요..<br />
<br />
그런데 또 토끼같은 말을 되풀이 하는 것 같네요..<br />
<br />
"두 신호의 차이는 대역폭 밖에 없습니다. <br />
과연 이 두 신호는 그 소리 크기가 차이가 날까요? 논리적 판단이 가능하신 분이면 답이 나올 것으로 봅니다. "<br />
<br />
그럼 화이트노이즈를 20Hz 부터 10Khz까지만 만

장명호 2012-11-23 15:11:19
답글

주파수 범위가 넓어져도 화이트 노이즈의 SPL은 증가하지 않는다는게 결론입니다. :) <br />
같은 질량의 무가 길어지지면 얇아집니다.

김세현 2012-11-23 15:13:08
답글

오디오 다들 어렵게 하십니다^^<br />
<br />
전그냥 듣는것밖에 모르는데 부럽습니다

이종남 2012-11-23 15:14:26
답글

왜 자꾸 무를 채썬다고 이해를 할까요?? 그것이 토끼가 먹지 좋아서요???<br />
진짜 간단한 것을 참 모르네요..<br />
<br />
무는 창고에 가득 있습니다...<br />
그럼 바구니를 큰 것을 갖고 가면 더 많은 무를 갖고 올수 있지요?? 즉 샘플링을 자꾸 쪼갠다고만 생각하지 말고 샘플링이 많아지면 담을 수 있는 주파수가 늘지 않나요???<br />
<br />
이젠 나이퀘스트까지 잊어버렸나요???

김영선 2012-11-23 15:14:38
답글

이종남님의 리플을 보다 보면-<br />
<br />
LP 의 음질이 좋게 들리는건 앰프의 같은 볼륨에서 cd보다 소리가 더 크게 나기 때문- 이라는 지난번 가설이 옳은거 같다는 생각이 자꾸 드는데요.<br />

이종남 2012-11-23 15:17:30
답글

장명호님//<br />
<br />
제가 진짜로 하고 싶은 말은 이것이 아닙니다..<br />
이건 진짜 간단한.. 문제이거든요.. 수학적으로도 물리적으로도 전혀 하자가 없는 것이에요..<br />
<br />
이정도는 그냥 간단하게 넘어갈 줄 알고 그다음을 준비했는데.. 진짜 재밌는 것을요...<br />
여기서 진짜 간단한 수학적 법칙에서... 한발자국도 못나가는 것이 참 신기하기만 합니다. 그려.. ^^

장명호 2012-11-23 15:20:05
답글

화이트 노이즈라는 단어가 다소 오해의 소지를 포함하고 있다고 봅니다. 이미지 해보면 grey noise가 더 적절하지 않은가 하는 생각이 듭니다. grey noise가 또 다른 의미로 이미 쓰이고 있으니 그럴 수는 없지만요.

장명호 2012-11-23 15:23:16
답글

화이트 노이즈는 영상에서도 나타납니다. 많이들 보셨죠? 신호 안 잡히는 아날로그 방송 화면이요.<br />
각 픽셀이 랜덤한 밝기로 빛나는 화면입니다. 완전히 흰 화면과는 다르다는 것을 느끼셨을거에요.

이종남 2012-11-23 15:24:47
답글

핑크노이즈로 해도 마찬가지고 음악으로 해도 마찬가지입니다..<br />
어차피 표현주파수가 늘면.. 소리에너지는 늘게 되어 있습니다.........<br />
<br />
다만 화이트노이즈가 가장많이 에너지가 늘고 그 다음이 핑크노이즈일테고 일반적인 음악이라면 더 양이 적을 테고요. 총주부분처럼 보다 많은 악기가 다 한꺼번에 소리를 낸다면 주파수분포가 보다 화이트에 가까우니까. 더 많이 늘테고.. 솔로파트가 되면.. 아주 쬐끔 늘테고요..

김영선 2012-11-23 15:25:28
답글

옛날에 그 화면 참 좋아했는데요. 방송 끝나고 치이익- 하면서 나오는 화면.<br />
<br />
티비가 좀 발전하더니 걍 파란색 띄우더라구요. 뭐 확실히 인체나 티비 수명에는 좋겠지만, 조금 안타까움.<br />

kdugi3@naver.com 2012-11-23 15:26:39
답글

핑크노이즈는 먼가요??

장명호 2012-11-23 15:28:24
답글

핑크노이즈는 각 옥타브에 따라 같은 음량을 가지도록 가중치를 준것입니다.<br />
고음으로 갈 수록 옥타브 간격이 줄어들기 때문에 더 작은 가중치를 가지게 됩니다.<br />
사람이 듣기에 화이트 노이즈는 다소 고음에 치우친 것으로 느껴집니다. 핑크 노이즈는 모든 대역이 비슷한 음량으로 들리게 되고요.<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/Colors_of_noise

장명호 2012-11-23 15:31:06
답글

단일 대역의 화이트 노이즈는 어떨까요? 예를 들어 1kHz 대역에서 화이트 노이즈를 생각하면 1kHz 단일 주파수가 100% 비중으로 나타납니다.<br />
자연수 범위에서만 생각하면, 1kHz - 2kHz 두 대역에서 화이트 노이즈는 각각 1kHz 50%, 2kHz 50%의 비중으로 나타납니다.<br />
<br />
원래의 정의에 따라서, 화이트 노이즈는 모든 대역 신호의 합이 아니라, 각 순간에서 랜덤 주파수의 신호라는 것입니다.

이종남 2012-11-23 15:34:54
답글

토끼 맞네요.... ^^<br />
<br />
일단 화이트노이즈에서 재생주파수가 늘면 에너지도 는다는 것에 합의를 먼저 봐야 할 것 같습니다...<br />
그래야 핑크도 나가고.. 음악도 나갈 수가 있지요...<br />
<br />
그것이 합의가 되면 다시 들어오지요. 제말은 도통 믿지를 않으니까... 다른분이 설명을 해주셔도 됩니다..

이광호 2012-11-23 15:35:02
답글

똑같은 db 라도 대역폭에 따라서 체감하는 에너지 - 소리의 강도 - 는 달라집니다. <br />
화이트노이즈건 사인파건...

장명호 2012-11-23 15:37:03
답글

이광호님. 체감하는 에너지인가요? 실제 물리량의 에너지인가요?<br />
이광호님 말씀이 맞고 틀리고를 떠나서 모호한 말씀이네요.

이종남 2012-11-23 15:38:22
답글

어쩜 사인파에서 겨우 화이트노이즈로 바꾸었는데.. 그것도 적응을 못합니까......... <br />
정확하게.. 다시 이야기 하지요.. <br />
<br />
진폭이 같은 화이트노이즈에서 재생 주파수가 늘면 에너지도 같이 는다.... <br />
<br />
계산되는 물리량이든 실제 체감되는 물리량이든 상관이 없습니다.........<br />
이것부터 결정을 보세요..

장명호 2012-11-23 15:38:39
답글

랜덤함수에서 범위가 늘어나면 늘어나기 이전보다 각 수가 나타날 확율은 줄어듭니다.

김태환 2012-11-23 15:42:01
답글

아인슈타인도 바이올린 켤때 음파나 에너지에 대해 고심하면서 켰을까요 ??? <br />
<br />
갑자기 궁금 합니다. ^^<br />
<br />
피타고라스는 그랬던것 같기는 합니다. ㅎㅎ

이광호 2012-11-23 15:52:42
답글

장명호님. decibel 과 phon 의 차이를 이야기하는것입니다

장명호 2012-11-23 15:56:07
답글

이광호님. 맞습니다. 그러나 그 이야기는 또 나중에 하시죠. :D

황인수 2012-11-23 16:14:18
답글

phon을 찾다보니 등감곡선이란게 나오는군요.<br />
많이 배웁니다.^^

장명호 2012-11-23 16:21:14
답글

아참. 이걸 깜박했네요.<br />
이 글은 이영완님에게 바칩니다.

이종남 2012-11-23 16:24:05
답글

장명호님//<br />
<br />
바쳐요??? 거 너무 굽신거리는 것 아닌가요??? 이영완님이 안 나설 수 없겠네요... ㅎㅎㅎ<br />
<br />
이영완님이라면 장명호님이 맞다고 할 것 같지요???<br />
저도 이영완님이 좀 설명을 해주었으면 합니다... ^^

조영호 2012-11-23 17:46:46
답글

장명호님.. <br />
궁금해서 여쭙습니다. <br />
10KHz 대역폭으로 측정된 랜덤 신호와 20KHz 대역폭에서 측정된 랜덤 신호의 파워가 같을 때는 관찰하는 범위가 넓은 만큼 관찰될 확률이 낮아 지는것이 맞겠지요.. <br />
그런데, 10KHz 대역폭에서와 20KHz 대역폭에서 관찰될 확률이 같다면 20KHz 대역폭에서 측정되는 신호의 파워는 더 큰것이 아닌가요?

장명호 2012-11-23 17:49:09
답글

조영호님. 그럼 같은 레벨의 신호라는 조건이 성립하지 않습니다. <br />
측정된 특정 랜덤신호의 평균 강도가 같을 경우라는 조건입니다. 각 샘플의 평균 크기가 같다라는 말과도 같습니다.

장명호 2012-11-23 17:51:21
답글

조금 잘못 이해했나요? 관찰될 확율이 같을 수는 없습니다. 범위가 넓어진만큼 각 주파수의 발현 확율은 낮아집니다.

장명호 2012-11-23 17:54:45
답글

1부터 10까지 숫자 중에 랜덤하게 선택해서 계속 나열해봅니다.<br />
1부터 20까지 숫자 중에 랜덤하게 선택해서 계속 나열해봅니다.<br />
<br />
두번째 경우 1부터 10까지 숫자가 나올 확율은 첫번째 경우의 반이 됩니다.

장명호 2012-11-23 17:59:20
답글

제가 말씀하신 요지를 잘 파악했는지, 설명을 잘 한건지 모르겠네요.

조영호 2012-11-23 18:16:03
답글

화이트 노이즈는 모든 대역에서 균일한 파워 스펙트럼을 갖는 것으로 아는데요..<br />
그것의 의미는 어떤 특정한 순간에 관찰된 주파수 성분의 전력이 다른순간 다른 대역에서 관찰될 전력과 같다고 이해하면 되겠습니까?<br />
그렇다면 그 상태에서 관찰 대역을 절반으로 줄였을 때 어느 순간에는 관찰되지 않는 대역이 있을 것이고, 그 대역의 전력은 관찰되지 않는 것이 아닌가요?<br />
<br />
장명호님 말씀은<br />
단위 시

조영호 2012-11-23 18:24:15
답글

모임 갑니다. 돌아오는데 시간이 좀 걸려서 지금 이후 댓글 달기 어렵습니다. <br />
잘 이해되게 설명해 주시면 고맙겠습니다..<br />
확률은 어려워서...

이종남 2012-11-23 18:42:37
답글

흠..<br />
<br />
압구정동에서 옥수동 가는데.. 동호대교로 가질 않고...<br />
부산으로 제주도로 대만으로 호주로 남극으로 다시 지구 반대편으로 한바퀴 뺑~~ 도는 느낌이 드네요...<br />
뭐 어찌 되었든 옥수동만 가면 되니까..<br />
<br />
저도 바빠서리... 옥수역에 도착하면 들어올께요... 이제 겨우 부산도 못 빠져나간 것 같은데....

장명호 2012-11-23 18:56:45
답글

1. 특정한 시점에서 관측되는 주파수와 전력은 완전히 랜덤입니다.<br />
2. 대역폭에 관계없이 평균값은 동일한 에너지를 가집니다. 동일한 레벨을 가지는 랜덤함수를 사용했다면요.

장명호 2012-11-23 19:00:17
답글

화이트 노이즈는 평균적으로 모든 대역에서 균일한 파워스팩트럼을 가집니다.<br />
특정 시점에서 모든 주파수가 측정되지 않는다는 점을 주의하시면 되겠습니다.<br />

장명호 2012-11-23 19:11:40
답글

http://www.random.org/audio-noise/ <br />
설명이 어려우시면 직접 해보는 것도 좋겠죠. 위 사이트에서 다양한 샘플링레이트로 화이트노이즈를 생성할 수 있습니다

kdugi3@naver.com 2012-11-23 19:54:30
답글

논리를 공부할려니 음악듣기가 아주 힘든거군요 ㅎ

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