Szum

Szum to pojęcie używane w wielu dziedzinach, oznaczające niepożądany lub przypadkowy zakłócenia przekazu informacji. W języku codziennym odnosi się do hałasu otoczenia, pomruków ulicznych, burzy dźwiękowej lub innych źródeł, które utrudniają słyszenie. W naukach technicznych szum opisuje jednak proces losowy, który wpływa na sygnał i ogranicza jego czytelność.

W kontekście akustycznym szum to tło dźwiękowe obecne w otoczeniu. W elektronice i przetwarzaniu sygnałów szum jest zwykle rozpatrywany jako przypadkowy sygnał, który zakłóca przekazanie informacji. W fotografii i wideo szum pojawia się na matrycy lub czujniku światła jako przypadkowe zmiany jasności lub koloru. W statystyce i analizie danych szum to fluktuacje wartości obserwowanych danych wokół prawdziwej wartości.

Szum opisywany jest często za pomocą modeli probabilistycznych. White noise ma stałą moc we wszystkich kątach częstotliwości, podczas gdy rzeczywiste szumy mogą być kolorowe (np. pink noise o zmiennej mocy w zależności od częstotliwości). Popularne typy to szum Gaussowski, Poissonowski, shot noise i szum termiczny.

Redukcja szumu obejmuje metody filtracji i denoisingu, poprawę projektowania sprzętu, ochronę przed zakłóceniami i obniżanie szumów przez wzmacnianie sygnału (SNR). W niektórych sytuacjach, na przykład w zjawiskach zwanych stochastycznym wzmocnieniem, celowy szum może nawet pomagać w wykrywaniu słabych sygnałów.