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信噪比

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  • 發(fā)布時(shí)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(lái)反應(yīng)信號(hào)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(gè)電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號(hào)與噪聲的比例。這里面的信號(hào)指的是來(lái)自設(shè)備外部需要通過(guò)這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行處理的電子信號(hào),噪聲是指經(jīng)過(guò)該設(shè)備后產(chǎn)生的原信號(hào)中并不存在的無(wú)規(guī)則的額外信號(hào)(或信息),并且該種信號(hào)并不隨原信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(yè)信噪比查詢信噪比

  網(wǎng)頁(yè)信噪比查詢信噪比(Signal/Noise),原是電聲學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)概念,指聲音源產(chǎn)生最大不失真聲音信號(hào)強(qiáng)度與同時(shí)發(fā)出噪音強(qiáng)度之間的比率。在網(wǎng)頁(yè)優(yōu)化中同樣存在這樣的原理,搜索引擎抓取頁(yè)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(hào),而同時(shí)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(yè)信噪音比,可以這樣理解:指網(wǎng)頁(yè)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(shuō)明聲音信號(hào)越清晰,同理,網(wǎng)頁(yè)信噪比越高,說(shuō)明頁(yè)面中純文本內(nèi)容相對(duì)越多,搜索引擎抓取頁(yè)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(hào)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(hào)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(hào)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(qǐng)參看“反卷積與信號(hào)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(shí),正常聲音信號(hào)強(qiáng)度與噪聲信號(hào)強(qiáng)度的比值。當(dāng)信噪比低,小信號(hào)輸入時(shí)噪音嚴(yán)重,在整個(gè)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(hào)功率(或電壓)和噪聲功率(或電壓)比值的對(duì)數(shù)來(lái)表示的。這樣計(jì)算出來(lái)的單位稱為“貝爾”。實(shí)用中因?yàn)樨悹栠@個(gè)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(cè)量及計(jì)算

  通過(guò)計(jì)算公式我們發(fā)現(xiàn),信噪比不是一個(gè)固定的數(shù)值,它應(yīng)該隨著輸入信號(hào)的變化而變化,如果噪聲固定的話,顯然輸入信號(hào)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(lái)作為一個(gè)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(gè)定值。于是,作為器材設(shè)備的一個(gè)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(hào)與噪聲的比率”,這樣,所有設(shè)備的信噪比指標(biāo)的測(cè)量方式就被統(tǒng)一起來(lái),大家可以在同一種測(cè)量條件下進(jìn)行比較了。

  信噪比通常不是直接進(jìn)行測(cè)量的,而是通過(guò)測(cè)量噪聲信號(hào)的幅度換算出來(lái)的,通常的方法是:給放大器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),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(shí)放大器的輸出幅Vs,然后撤除輸入信號(hào),測(cè)量此時(shí)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(hào)和噪聲的有效功率,根據(jù)SNR=10LG(Ps/Pn)也可以計(jì)算出信號(hào)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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