Noise (잡음)

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정의

의도된 신호에 포함되지 않은 모든 비의도적 변동 성분이다.

Noise는 신호 처리, 통신, 계측, 물리 시스템 전반에서 피할 수 없는 요소다.

이 개념은 단순히 거슬리는 소리를 의미하지 않는다. 수학적, 물리적 관점에서 잡음은 시스템이 완전하지 않다는 사실이 드러나느 형태다.

19세기 말 열역학과 전자기학 연구를 통해, 전기 회로에서 무작위 전압 변동이 필연적으로 발생한다는 사실이 밝혀졌다. 이후 통신 이론의 발전과 함께 잡음은 정보 전달의 한계를 규정하는 핵심 변수로 자리 잡았다.

클로드 섀넌의 정보 이론에서는 잡음이 채널 용량을 제한하는 근본 요인으로 다뤼진다.

잡음은 외부 간섭에서만 발생하지 않는다. 재료의 열 운동, 전자 이동의 불확정성, 양자화 과정, 계산 근사 등 시스템 내부에서도 생성된다.

그래서 잡음은 제거 대상이면서 동시에 시스템의 상태와 한계를 드러내는 지표로 활용된다.

Noise의 원리는 무작위성, 불완정성, 통계적 분포가 시스템에 항상 개입한다는 점에 있다.

잡음은 시간이나

Frequency - Hz (주파수)에서 예측 가능한 패턴을 가지지 않는다. 각 순간의 값은 확률적으로만 설명된다.

잡음은 특정 주파수에만 존재하지 않고, 분포 형태에 따라 전 대역에 걸쳐 나타난다.

잡음은 신호에 더해진 형태로 관측된다. 측정 결과는 항상 신호의 잡음의 합이다.

잡음이 신호에 섞인 뒤에는 완전한 분리가 불가능하다. 이는 정보 손실로 이어진다.

잡음은 단일 값이 아니라 평균, 분산, 분포 같은 통계량으로 다뤄진다.

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