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信噪比

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  • 發(fā)布時間:2013/9/17 10:31:29
  • 作者:量值溯源

一、定義

  我們常用信噪比的大小來反應(yīng)信號質(zhì)量的好壞,但是信噪比究竟是如何定義的呢?

  信噪比是指一個電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號與噪聲的比例。這里面的信號指的是來自設(shè)備外部需要通過這臺設(shè)備進(jìn)行處理的電子信號,噪聲是指經(jīng)過該設(shè)備后產(chǎn)生的原信號中并不存在的無規(guī)則的額外信號(或信息),并且該種信號并不隨原信號的變化而變化。

  信噪比的計(jì)量單位是dB,其計(jì)算方法是10LG(PS/PN),其中Ps和Pn分別代表信號和噪聲的有效功率,也可以換算成電壓幅值的比率關(guān)系:20LG(VS/VN),Vs和Vn分別代表信號和噪聲電壓的“有效值”。在音頻放大器中,我們希望的是該放大器除了放大信號外,不應(yīng)該添加任何其它額外的東西。因此,信噪比應(yīng)該越高越好。

信噪比波圖

信噪比波圖

二、分類

2.1.網(wǎng)頁信噪比查詢信噪比

  網(wǎng)頁信噪比查詢信噪比(Signal/Noise),原是電聲學(xué)領(lǐng)域中的一個概念,指聲音源產(chǎn)生最大不失真聲音信號強(qiáng)度與同時發(fā)出噪音強(qiáng)度之間的比率。在網(wǎng)頁優(yōu)化中同樣存在這樣的原理,搜索引擎抓取頁面,主要抓取除去html標(biāo)簽后的文本內(nèi)容,這部分內(nèi)容可以認(rèn)為是不失真聲音信號,而同時產(chǎn)生的那部分html標(biāo)簽內(nèi)容,可以被認(rèn)為是噪音。因此,網(wǎng)頁信噪音比,可以這樣理解:指網(wǎng)頁中的文本內(nèi)容部分與生成這些文本而產(chǎn)生的html標(biāo)簽內(nèi)容的比率。聲學(xué)中,信噪比越高,說明聲音信號越清晰,同理,網(wǎng)頁信噪比越高,說明頁面中純文本內(nèi)容相對越多,搜索引擎抓取頁面也越容易。

2.2.圖像信噪比

  圖像的信噪比應(yīng)該等于信號與噪聲的功率譜之比,但通常功率譜難以計(jì)算,有一種方法可以近似估計(jì)圖像信噪比,即信號與噪聲的方差之比。

  首先計(jì)算圖像所有象素的局部方差,將局部方差的最大值認(rèn)為是信號方差,最小值是噪聲方差,求出它們的比值,再轉(zhuǎn)成dB數(shù),最后用經(jīng)驗(yàn)公式修正,具體參數(shù)請參看“反卷積與信號復(fù)原(鄒謀炎)”。s/n叫做信噪比。由于在實(shí)際使用中S與N的比值太大,故常取其分貝數(shù)(db)。分貝與信噪比的關(guān)系為 : db=10lgs/n。

2.3.音頻信噪比

  音頻信噪比是指音響設(shè)備播放時,正常聲音信號強(qiáng)度與噪聲信號強(qiáng)度的比值。當(dāng)信噪比低,小信號輸入時噪音嚴(yán)重,在整個音域的聲音明顯變得渾濁不清,不知發(fā)的是什么音,嚴(yán)重影響音質(zhì)。

  信噪比的大小是用有用信號功率(或電壓)和噪聲功率(或電壓)比值的對數(shù)來表示的。這樣計(jì)算出來的單位稱為“貝爾”。實(shí)用中因?yàn)樨悹栠@個單位太大,所以用它的十分之一做計(jì)算單位,稱為“分貝”。

三、測量及計(jì)算

  通過計(jì)算公式我們發(fā)現(xiàn),信噪比不是一個固定的數(shù)值,它應(yīng)該隨著輸入信號的變化而變化,如果噪聲固定的話,顯然輸入信號的幅度越高信噪比就越高。顯然,這種變化著的參數(shù)是不能用來作為一個衡量標(biāo)準(zhǔn)的,要想讓它成為一種衡量標(biāo)準(zhǔn),就必須使它成為一個定值。于是,作為器材設(shè)備的一個參數(shù),信噪比被定義為了“在設(shè)備最大不失真輸出功率下信號與噪聲的比率”,這樣,所有設(shè)備的信噪比指標(biāo)的測量方式就被統(tǒng)一起來,大家可以在同一種測量條件下進(jìn)行比較了。

  信噪比通常不是直接進(jìn)行測量的,而是通過測量噪聲信號的幅度換算出來的,通常的方法是:給放大器一個標(biāo)準(zhǔn)信號,通常是0.775Vrms或2Vp-p@1kHz,調(diào)整放大器的放大倍數(shù)使其達(dá)到最大不失真輸出功率或幅度(失真的范圍由廠家決定,通常是10%,也有1%),記下此時放大器的輸出幅Vs,然后撤除輸入信號,測量此時出現(xiàn)在輸出端的噪聲電壓,記為Vn,再根據(jù)SNR=20LG(Vs/Vn)就可以計(jì)算出信噪比了。Ps和Pn分別是信號和噪聲的有效功率,根據(jù)SNR=10LG(Ps/Pn)也可以計(jì)算出信號比。

四、其它參考資料

  外部鏈接:音箱:信噪比

  外部鏈接:信噪比


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