噪聲本身就有“顏色”

小時候，我們可能都有過這樣浪漫的想象：閉上眼睛，聆聽大自然的聲音，海浪聲是藍色的，松濤聲是綠色的，鳥叫聲是黃色的……好像只聽聲音，一個五顏六色的世界就浮現在腦海中。在生物學中，這樣的現象叫“聯覺”，是我們從聲音聯想到相關視覺形象的結果。但其實，聲音本身就有“顏色”。

五顏六色的聲音

我們知道，人眼看到的顏色其實是可見光。光是一種電磁波，人眼可見光的波長在380～780納米，可以刺激人眼產生電信號，最終由大腦“翻譯”成顏色。頻率低的光波被“翻譯”成暖色調，頻率高的光則是冷色調，而所謂的白色，其實是各種不同頻率的光混合而成的顏色。無獨有偶，科學家用相同的方法定義了噪聲的“顏色”。

“白噪聲”與白光相似，是一種由不同頻率的聲音均勻混合而成的噪聲。我們在聽收音機或看電視時，有時會聽到一片沙沙聲，或看到滿屏“雪花”，此時的聲音就是白噪聲。這是因為收音機或電視機無法接收到固定電臺的頻率，而是接收到來自多個電臺的信號或其他干擾信號。這些不同頻率的信號疊加在一起，就成了白噪聲。

粉紅色是一種由紅色和白色混合而成的顏色，為了讓白噪聲更柔和，科學家“混搭”出了“粉噪聲”。聲音有著不同的頻率，而人耳對高頻信號比對低頻信號更敏感。也就是說，對于同樣能量的高頻信號和低頻信號，人們會感覺高頻信號的聲音聽起來更大。人們在聽到白噪聲時，往往會覺得尖銳刺耳，正是因為人耳對白噪聲中的高頻信號更敏感。為了解決這個問題，專家對白噪聲做了以下處理：增強低頻信號強度，減弱高頻信號強度，這樣就誕生了“溫柔”的粉噪聲。

藍色是一種高頻的冷色調，所以“藍噪聲”也是高頻信號占主導的噪聲。人們把白噪聲的低頻部分加以抑制，增強高頻部分，這樣處理后就得到了藍噪聲。相似的，如果這種操作進一步強化，藍噪聲就會變成“紫噪聲”。

顏色不同，作用不同

科學家之所以把噪聲分成這么多種“顏色”，是因為它們有著不同的作用。

白噪聲是最早被人類發現并應用的。我們認為下雨的聲音、海浪拍打巖石的聲音或者風吹過樹葉的沙沙聲等都是白噪聲。因為這些聲音都有讓人忽略其他聲音、放松身心的效果，因此可以用來治療精神疾病，比如能讓失眠患者盡快入睡、安撫多動癥兒童躁動不安的情緒等等。在鬧市區學習和上班的人群可以利用白噪聲來屏蔽雜聲，提高工作效率。當聽到某種很大的特定聲音時，人們的注意力很容易被吸引，會不自覺地想一探究竟；但如果聽到的是一片嘈雜而無意義的嗡嗡聲時，人們的好奇心就會下降，更有利于他們集中注意力。

粉噪聲與白噪聲同為多音頻噪聲，但聲能相對較低，可用于揚聲器低頻部分的聲學功能測試和調節，比如我們常說的“煲機”?！办覚C”指的是在正式使用新耳機前，先播放幾個小時的音樂激活耳機的過程?！办摇边^的耳機使用起來性能更穩定。這是為什么呢？耳機之所以會發出聲音，是因為內部的振膜在聲波的作用下產生振動而發聲，而新耳機的振膜在使用前彈性不大，不太能跟得上聲波的變化，導致播放的聲音會比較“僵硬”。而用多種音頻共存的粉噪聲“煲機”，就像用不同力道全方位捶打我們過勞后僵硬的肌肉一樣，能快速松弛振膜，提高振膜的彈性，“煲機”之后播放的音樂就會更加自然了。

低頻能量小、高頻能量集中的藍噪聲，在多媒體處理和計算機圖形學領域有很大的作用。電子圖像和視頻是由很多像素點按特定的規律集合而成的，而采樣正是成像的必備過程，是指在給定區域內產生滿足一定分布特性的點集圖案。其中，藍噪聲采樣是最重要的一種采樣技術，因為藍噪聲采樣能使像素點分布既滿足隨機性又滿足均勻性，這些性質在圖像點繪、渲染、紋理合成、幾何處理等方面有著廣泛的應用?？梢哉f，我們現在看到的這些高清圖像和視頻都離不開藍噪聲的幫助。

除了以上“各色”噪聲外，還有紅噪聲、橙噪聲、灰噪聲和黑噪聲等。噪聲無處不在，對我們既有壞處也有很多好處，好好認識并利用噪聲，世界將會更精彩。