Bruit (traitement du signal) - Noise (signal processing)
Dans le traitement du signal , le bruit est un terme général désignant les modifications indésirables (et, en général, inconnues) qu'un signal peut subir pendant la capture, le stockage, la transmission, le traitement ou la conversion.
Parfois , le mot est également utilisé pour désigner des signaux aléatoires ( imprévisibles ) et ne portant aucune information utile ; même s'ils n'interfèrent pas avec d'autres signaux ou peuvent avoir été introduits intentionnellement, comme dans le bruit de confort .
La réduction du bruit , la récupération du signal d'origine à partir du signal corrompu, est un objectif très courant dans la conception des systèmes de traitement du signal, en particulier des filtres . Les limites mathématiques de l'élimination du bruit sont fixées par la théorie de l'information .
Types de bruit
Le bruit de traitement du signal peut être classé par ses propriétés statistiques (parfois appelées " couleur " du bruit) et par la manière dont il modifie le signal visé :
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Bruit additif , s'ajoute au signal prévu
- bruit blanc
- Bruit noir
- bruit gaussien
- Bruit rose ou bruit de scintillement , avec spectre de puissance 1/ f
- Bruit brownien , avec spectre de puissance 1/ f 2
- Bruit gaussien contaminé , dont le PDF est un mélange linéaire de PDF gaussiens
- Bruit de loi de puissance
- Bruit cauchemardesque
- Bruit multiplicatif, multiplie ou module le signal visé
- Erreur de quantification , due à la conversion de valeurs continues en valeurs discrètes
- Bruit de Poisson , typique des signaux qui sont des taux d'événements discrets
- Bruit de grenaille , causé par exemple par une décharge d'électricité statique
- Bruit transitoire , une courte impulsion suivie d'oscillations décroissantes
- Bruit de rafale , puissant mais seulement pendant de courts intervalles
- Bruit de phase , décalages temporels aléatoires dans un signal
Bruit dans certains types de signaux
Le bruit peut survenir dans des signaux d'intérêt pour divers domaines scientifiques et techniques, souvent avec des caractéristiques spécifiques :
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Bruit (audio) , tel que "sifflement" ou "bourdonnement", dans les signaux audio
- Bruit de fond , dû à des sons parasites lors de la capture du signal
- Bruit de confort , ajouté aux communications vocales pour combler les lacunes silencieuses
- Bruit induit électromagnétiquement , bruit audible dû aux vibrations électromagnétiques dans les systèmes impliquant des champs électromagnétiques
- Bruit (vidéo) , tel que "neige"
- Bruit (radio) , tel que "statique", dans les transmissions radio
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Bruit d'image , affecte les images, généralement numériques
- Bruit sel et poivre ou bruit de pointe, pixels très sombres ou très clairs dispersés
- Bruit de motif fixe , lié aux capteurs de pixels
- Bruit d'ombre , rendu visible en augmentant la luminosité ou le contraste
- Bruit de chatoiement , typique de l'imagerie radar et des interférogrammes
- Grain de film en photographie analogique
- Artefacts de compression ou "bruit de moustique" autour des bords en JPEG et autres formats
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Bruit (électronique) dans les signaux électriques
- Bruit Johnson-Nyquist , dans les semi-conducteurs
- Bruit quantique
- Bruit quantique 1/f , une théorie contestée sur les systèmes quantiques
- Bruit de génération-recombinaison , dans les dispositifs à semi-conducteurs
- Bruit de phase d'oscillateur , fluctuations aléatoires de la phase d'un oscillateur
- Effet Barkhausen ou bruit Barkhausen, dans la force d'un ferromagnétique
- Éclaboussure spectrale ou bruit de commutation, causé par la commutation marche/arrêt de l'émetteur
- Bruit de sol , apparaissant à la borne de terre de l'équipement audio
- Bruit synaptique , observé en neurosciences
- Bruit neuronal , observé en neurosciences
- Bruit transcriptionnel dans la transcription de gènes en protéines
- Bruit cosmique , en radioastronomie
- Bruit de phonon en science des matériaux
- Bruit de fond Internet , paquets envoyés à des adresses IP non attribuées ou inactives
- Bruit Fano , dans les détecteurs de particules
- Bruit de partition de mode dans les câbles optiques
- Bruit sismique , vibrations parasites du sol en sismologie
- Fond de micro-ondes cosmique , bruit de micro-ondes laissé par le Big Bang
Mesures du bruit dans les signaux
Une longue liste de mesures de bruit a été définie pour mesurer le bruit dans le traitement du signal : en termes absolus, par rapport à un certain niveau de bruit standard, ou par rapport au niveau de signal souhaité. Ils incluent:
- Plage dynamique , souvent définie par le niveau de bruit inhérent
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Rapport signal sur bruit (SNR), rapport de la puissance du bruit à la puissance du signal
- Rapport signal/bruit de pointe , SNR maximum dans un système
- Rapport signal sur bruit (imagerie) , pour les images
- Rapport porteuse/bruit , le rapport signal/bruit d'un signal modulé
- Puissance sonore
- Figure de bruit
- Densité de flux équivalente au bruit , une mesure du bruit en astronomie
- Plancher de bruit
- Marge de bruit , de combien un signal dépasse le niveau de bruit
- Bruit de référence , un niveau de référence pour le bruit électronique
- Densité spectrale de bruit, puissance de bruit par unité de bande passante
- Température de bruit
- Température de bruit d'entrée effective
- Puissance équivalente au bruit , une mesure de sensibilité pour les photodétecteurs
- Bruit d'intensité relative , dans un faisceau laser
- Température de bruit de l'antenne, mesure du bruit dans l'antenne de télécommunications
- Puissance de bruit reçue , bruit sur un récepteur de télécommunications
- Niveau de bruit du circuit, rapport du bruit du circuit à un certain niveau de référence
- Niveau de bruit du canal , une certaine mesure du bruit dans un canal de communication
- Cible équivalente au bruit , intensité d'une cible lorsque le niveau signal sur bruit est de 1
- Résistance équivalente au bruit , une mesure du bruit basée sur une résistance équivalente
- Densité de bruit porteuse-récepteur , rapport entre la puissance de la porteuse reçue et le bruit du récepteur
- Rapport de densité porteuse/bruit ,
- Rapport signal/bruit spectral
- Température gain/bruit de l'antenne, une mesure des performances de l'antenne
- Rapport contraste/bruit , une mesure de la qualité de l'image
- Bruit print , signature statistique du bruit ambiant pour sa suppression
- Bruit de modulation de code d'impulsion équivalent , mesure du bruit par comparaison au bruit de quantification PCM
Technologie pour le bruit dans les signaux
Presque toutes les techniques et tous les appareils de traitement du signal ont un lien avec le bruit. Voici quelques exemples aléatoires :
- Mise en forme du bruit
- Analyseur d'antenne ou pont de bruit, utilisé pour mesurer l'efficacité des antennes
- Barrière anti-bruit
- Générateur de bruit , un circuit qui produit un signal électrique aléatoire
- Source de bruit radio utilisée pour étalonner les radiotélescopes
- Formules Friis pour le bruit dans les télécommunications
- Réflectométrie dans le domaine du bruit , utilise les signaux existants pour trouver les défauts de câble
- Spectroscopie moléculaire hétérodyne optique insonorisée à cavité améliorée
Voir également
- Anti-information
- Bruit (électronique)
- Statistique signal/bruit , une formule mathématique pour mesurer la différence de deux valeurs par rapport à leurs écarts types