粉红噪音简介与实现

一、简介:
粉红噪音(Pink Noise)是一种具有平均功率频谱密度的噪音信号,其功率在低频区域高于高频区域。粉红噪音也称为1/f噪音,因为其功率谱密度与频率的倒数成反比关系。

粉红噪音是自然界中许多现象的产物,如心跳、脑电波、地震等。在音频处理中,粉红噪音被广泛用于测试音频设备的频率响应,以及进行音频混音和音频特效处理。

生成粉红噪音可以使用滤波器来实现。具体来说,我们可以通过对白噪声进行滤波,以产生粉红噪音。滤波器通常是实现为IIR(无限脉冲响应)滤波器,其响应函数与频率的平方根成反比。

在音频处理中,粉红噪音通常用于测试音频设备和算法的性能,以及进行音频混音和音频特效处理。

二、示例代码:
以下代码使用IIR滤波器生成粉红噪音。具体来说,我们使用7个状态变量(b0-b6)来存储滤波器的状态,并使用随机数生成器产生白噪声样本。我们将白噪声样本经过滤波器处理,以产生
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>

#define SAMPLE_RATE 44100.0
#define BUFFER_SIZE 1024

float b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6; // 滤波器状态变量

// 生成粉红噪音样本
float pink_noise() {
float white = (float)rand() / RAND_MAX * 2.0 - 1.0; // 产生-1到1之间的均匀分布的随机数
b0 = 0.99886 * b0 + white * 0.0555179;
b1 = 0.99332 * b1 + white * 0.0750759;
b2 = 0.96900 * b2 + white * 0.1538520;
b3 = 0.86650 * b3 + white * 0.3104856;
b4 = 0.55000 * b4 + white * 0.5329522;
b5 = -0.7616 * b5 - white * 0.0168980;
float pink = b0 + b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6 + white * 0.5362;
b6 = white * 0.115926;
return pink;
}

int main() {
srand((unsigned int)time(NULL)); // 设置随机数种子
float buffer[BUFFER_SIZE];
float dt = 1.0 / SAMPLE_RATE;
float t = 0.0;
for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
buffer[i] = pink_noise();
}
for (int i = 0; i < SAMPLE_RATE * 2; i++) {
float output = buffer[i %!B(MISSING)UFFER_SIZE];
buffer[i %!B(MISSING)UFFER_SIZE] = pink_noise();
t += dt;
printf("%!!(MISSING)!(MISSING)f(MISSING)\n", output);
}
return 0;
}

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