可以拉到最后面试听各种不同的噪声
一、什么是白噪声？
噪声为什么会有颜色？要说白噪声，还得先从光学说起。
我们都见过彩虹。白光在水滴的折射下，被分解成了一系列不同颜色的光。
每一种颜色的光，都会对应一个波长，或者说频率。波长越长的光，频率越低，颜色越偏向于红色。反之，波长越短，频率则越高，光的颜色便更偏向于紫色。
各种不同颜色混合叠加起来，我们就得到了白光。
声波和光波都是波，声音也存在一个类似于光谱的东西。我们把它叫做声谱图(spectrum)。
声谱图的横轴是声音的频率，纵轴是对应的频率的振幅。对于任何一个声音，都可以通过傅里叶变换来计算出它的声谱图。
类比于颜色，白噪声指的就是存在各种不同频率的噪声。
我们平时听到的声音，是由十分丰富的频率成分组成的。每一个声音基本上都会包含丰富的频率成分。
对于那些悦耳的声音，比如各种乐器，组成它们的频率大多呈整数倍关系。而那些难听的声音，通常来说频率分布则很杂乱。
下图是小提琴演奏所产生的频谱。可以看到有多个尖峰，每个尖峰对应的就是一个频率值。
下图是一段雷声的录音对应的声谱图。可以看到它没有存在明显的尖峰。
如果一个声音的频谱图看起来是一条直线，或者说每一个频率成分的强度都相等，那我们就管他叫白噪声。
二、白噪声的产生
在计算机中，产生白噪声是一件很容易的事情。我们只需要在每一个时间点给一个随机生成且前后不相关的值，我们就得到了白噪声。
然而，在自然界中，这样的声音却很少见。一方面是因为，频率越高，相同大小的能量能产生的振幅越小。另一方面是因为自然界中的各种物理结构其实都构成了各种各样的低通滤波器，声音经过相同的距离，频率越高，其衰减越大。
人类的听觉范围，20Hz-20,000Hz，其实是一个比较广泛的范围了。自然界中的声音，大多数在这个范围内，都会呈衰减的趋势。比如刚刚提到的雷声，比如下图的瀑布录音。
所以，我们平时更常接触到的噪声，其实是这种低频成分居多，且能量随着频率的上升而衰减的噪声。
我们管这种噪声，叫做红色噪声(Brown Noise, 布朗噪声)*。
各种各样不同“颜色”的噪声，都可以通过对白噪声做不同的滤波处理之后得到。单纯的白噪声，是一种让人听起来十分不舒服的声音，因此直接使用的场合也比较少。很多所谓白噪声的软件，发出来的音频其实也是经过了或多或少的低通处理的。
* 布朗噪声也翻译成褐噪声。但是事实上，Brown在这里指的是布朗运动而不是褐色。将它叫做红色噪声的原因，是它的低频成分多而高频成分少。
三、掩蔽效应
在夜深人静的时候，地上掉一根针都能听见。但是如果是在蹦迪的时候就不一定了。这种一个声音能将另一个声音掩盖掉的效应，叫做掩蔽效应(Sound Masking)。
白噪声或者其他各种噪声，其实并不能让其他那些影响我们休息或者工作学习的声音消失。它们只是把这些声音给掩盖掉了，让我们的大脑觉察不到这些声音了。
白噪声或者其他噪声能否对我们有好处，其实也要看场合而定。如果在一个本身就很安静没什么干扰的地方，那就不需要另外的噪声了。但是如果我们住在马路边，如果楼上有个大手大脚的邻居，可能播放一点噪声就有点用处。
每个人肯定都会有过这样的体验：在下雨天的时候睡觉特别舒服。
一方面是因为下雨天，街上来来往往的车流和行人变少了。另一方面也是因为大雨造成的噪声，遮盖住了很多其他的噪声。也许还有一层心理因素，下雨天的时候，一切都慢了下来，一切都变得宁静起来。也许一点褐噪可以唤醒我们对这种感觉的记忆吧哈哈。
为什么其他的噪声会对我们的休息造成影响，而我们使用的也是噪声，却不会呢？
人脑对一个持续存在的东西会慢慢适应，而对变化却十分敏感。比如刚走到公共卫生间里可能会觉得很臭，但是一段时间过后慢慢就适应了。比如刚从室外到室内，会觉得很暗看不清东西，但是慢慢地眼睛就会调整过来。
噪声也是一样的。我们播放的噪声，以不变的频谱成分持续存在。但是外界的噪声，比如汽车鸣笛，比如楼上拉椅子，更多的是在短时间内响起而又停止的声音。这种一前一后的差距，会让我们敏锐地感受到，从而影响了我们的正常生活。
四、其他应用
除了上面提到的利用掩蔽效应来改善生活环境，它还可以在安全、密码学、电子电气、音乐等许多领域得到应用。
比如说，白噪声可以通过随机数产生。然而计算机中的随机数都是伪随机数。在对随机数有着严格要求的场合，如金融系统等，人们可以通过在自然界中采集噪声，并转化为数字来得到真正的随机数。
比如说，白噪声或者粉红噪声，可以用于测试一些电子设备或者声学设备的频率响应。
比如说，在电子音乐的制作里，白噪声也常常被用来进行滤波得到各种各样不同的噪声，用来模拟弓弦摩擦、气流、军鼓等声音。
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：Major
【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载
此问题还有 5 个回答，查看全部。
延伸阅读：
白噪音抵消外界噪音的原理是什么？