Sinyal-gürültü oranı (kısaltılmış SNR veya S / N) bilim ve mühendislikte kullanılan, istenen bir sinyalin seviyesini arka plandaki gürültü seviyesiyle karşılaştıran bir ölçüdür. SNR, sinyal gücünün gürültü gücüne oranı olarak tanımlanır, genellikle desibel cinsinden ifade edilir. 1: 1'den yüksek bir oran (0 dB'den büyük bir oran) gürültüden daha fazla sinyal olduğunu gösterir.
SNR, elektrik sinyalleri için yaygın olarak alıntılanırken, herhangi bir sinyal formuna, örneğin bir buz çekirdeğindeki izotop seviyelerine, hücreler arasındaki biyokimyasal sinyale veya finansal ticaret sinyallerine uygulanabilir. Sinyal-gürültü oranı bazen yararlı bilgilerin bir konuşma veya takastaki yanlış veya alakasız verilere oranını ifade etmek için mecazi olarak kullanılır. Örneğin, çevrimiçi tartışma forumlarında ve diğer çevrimiçi topluluklarda, konu dışı gönderiler ve spam, uygun tartışmanın "sinyaline" müdahale eden "gürültü" olarak kabul edilir.
Bir iletişim kanalının sinyal / gürültü oranı, bant genişliği ve kanal kapasitesi Shannon-Hartley teoremi ile açıklanır.
Tanım
Sinyal-gürültü oranı, bir sinyalin gücünün (anlamlı giriş) arka plan gürültüsünün gücüne (anlamsız veya istenmeyen giriş) oranı olarak tanımlanır:
burada P ortalama güçtür. Hem sinyal hem de gürültü gücü, bir sistemdeki aynı veya eşdeğer noktalarda ve aynı sistem bant genişliği içinde ölçülmelidir.
Sinyalin bir sabit (s) veya rastgele bir değişken (S) olmasına bağlı olarak, rastgele gürültü N için sinyal / gürültü oranı:
burada E, beklenen değere, yani bu durumda N ortalama karesine karşılık gelir ;
Gürültü, ortak değerde olduğu gibi sıfır değerine sahipse, payda varyansıdır, standart sapması σN karesidir.
Sinyal ve gürültü aynı şekilde ölçülmelidir, örneğin aynı empedanstaki voltajlar gibi. Kök ortalama kareler alternatif olarak aşağıdaki oranda kullanılabilir:
burada A, kök ortalama kare (RMS) genliğidir (örneğin RMS voltajı).
Desibel
Birçok sinyalin çok geniş bir dinamik aralığı olduğundan, sinyaller genellikle logaritmik desibel ölçeği kullanılarak ifade edilir. Desibel tanımına bağlı olarak, sinyal ve gürültü desibel (dB) olarak şu şekilde ifade edilebilir:
ve
Benzer bir şekilde, SNR desibel cinsinden:
SNR'nin tanımını kullanarak:
Logaritmalarda bölüm kuralını kullanarak:
Desibel cinsinden SNR, sinyal ve gürültü tanımlarını yukarıdaki denkleme koymak, sinyal ve gürültü de desibelde olduğunda, desibel cinsinden sinyal / gürültü oranını hesaplamak için önemli bir formül sağlar:
Yukarıdaki formülde P, watt (W) veya miliwatt (mW) gibi güç birimlerinde ölçülür ve sinyal / gürültü oranı saf bir sayıdır.
Bununla birlikte, sinyal ve gürültü, genlik ölçüsü olan volt (V) veya amper (A) cinsinden ölçüldüğünde, aşağıda gösterildiği gibi ilk önce güçle orantılı bir miktar elde etmek için kareler alınmalıdır:
Dinamik aralık
Sinyal-gürültü oranı ve dinamik aralık kavramları yakından ilişkilidir. Dinamik aralık, bir kanaldaki en güçlü bozulmamış sinyal ile çoğu durumda gürültü seviyesi olan minimum fark edilebilir sinyal arasındaki oranı ölçer. SNR, rastgele bir sinyal seviyesi (mümkün olan en güçlü sinyal olması gerekmez) ile gürültü arasındaki oranı ölçer. Sinyal-gürültü oranlarının ölçülmesi, bir temsili veya referans sinyalinin seçilmesini gerektirir. Ses mühendisliğinde referans sinyali genellikle standart bir nominal veya hizalama seviyesinde sinüs dalgasıdır, örneğin 1 kHz +4 dBu'da (1.228 V RMS).
SNR genellikle, ortalama bir sinyal / gürültü oranını belirtmek için alınır, çünkü anlık sinyal / gürültü oranlarının (neredeyse) oldukça farklı olması mümkündür. Kavram, gürültü seviyesini 1 (0 dB) seviyesine normalize etmek ve sinyalin 'ne kadar öne çıktığını' ölçmek olarak anlaşılabilir.
Konvansiyonel güçten farkı
Fizikte, bir AC sinyalinin ortalama gücü, voltaj zaman akımının ortalama değeri olarak tanımlanır; voltaj ve akımın fazda olduğu dirençli (reaktif olmayan) devreler için, bu rms voltajı ve akımının ürününe eşdeğerdir:
Ancak sinyal işleme ve iletişimde, genellikle [] bir sinyalin güç ya da enerji ölçüm sırasında bu faktör genellikle dahil değildir bu Bu, okuyucular arasında biraz karışıklığa neden olabilir, ancak direnç faktörü, sinyal işlemede gerçekleştirilen tipik işlemler veya güç oranlarının hesaplanması için önemli değildir. Çoğu durumda, bir sinyalin gücü basit olarak kabul edilir.
burada 'A', AC sinyalinin genliğidir. []
Alternatif tanım
SNR'nin alternatif bir tanımı, varyasyon katsayısının çift yönlülüğü, yani bir sinyalin veya ölçümün ortalamasının standart sapmasına oranıdır:
burada sinyal ortalaması veya beklenen değerdir, ise gürültünün standart sapması veya bunun bir tahminidir. Böyle bir alternatif tanımın sadece her zaman negatif olmayan değişkenler için yararlı olduğuna dikkat edin (foton sayısı ve parlaklık gibi). Genellikle görüntü işlemede kullanılır, burada bir görüntünün SNR'si genellikle ortalama piksel değerinin belirli bir mahalle üzerindeki piksel değerlerinin standart sapmasına oranı olarak hesaplanır.
Bazen SNR, yukarıdaki alternatif tanımın karesi olarak tanımlanır, bu durumda daha yaygın tanıma eşdeğerdir:
Bu tanım, sinyalin sinyal genliği ile ayrılmış iki durumu olduğunu varsayarsak hassasiyet indeksi veya d ' ile yakından ilgilidir. ve gürültü standart sapması iki durum arasında değişmez.
Rose kriteri (Adını Albert Rose'dan almıştır), görüntü özelliklerini kesin olarak ayırt edebilmek için en az 5 SNR'ye ihtiyaç duyulduğunu belirtir. 5'ten düşük bir SNR, görüntü ayrıntılarının tanımlanmasında % 100'den az kesinlik anlamına gelir.
Görüntüleme sistemlerinin duyarlılığını karakterize etmek için başka bir alternatif, çok spesifik ve farklı SNR tanımı kullanılır; bkz. Sinyal-gürültü oranı (görüntüleme) .
İlgili ölçüler, " kontrast oranı " ve " kontrast / gürültü oranı " dır .
Modülasyon sistemi ölçümleri
Genlik modülasyonu
Kanal sinyal gürültü oranı:
burada W bant genişliği ve modülasyon indeksi
Çıkış sinyal-gürültü oranı (AM alıcısının):
Frekans modülasyonu
Kanal sinyal-gürültü oranı:
Çıkış sinyal-gürültü oranı:
Uygulamada SNR'nin iyileştirilmesi
Tüm gerçek ölçümler gürültüden rahatsız olur. Bu, elektronik gürültüyü içerir, ancak ölçülen fenomeni etkileyen dış olayları da içerebilir - rüzgar, titreşimler, ayın kütleçekim etkisi, sıcaklık değişimleri, nem değişimleri, vb., Ölçülen ve cihazın hassasiyetine bağlı olarak . Ortamı kontrol ederek gürültüyü azaltmak genellikle mümkündür. Aksi takdirde, gürültünün özellikleri bilindiğinde ve sinyallerden farklı olduğunda, sesi filtrelemek veya sinyali işlemek mümkündür.
Örneğin, bazen çok dar bir bant genişliği içinde sinyali modüle etmek ve sınırlamak için bir kilitleme amplifikatörü kullanmak ve daha sonra tespit edilen sinyali bulunduğu dar banda filtrelemek, böylece geniş bant gürültüsünün çoğunu ortadan kaldırmak mümkündür.
Sinyal sabit veya periyodik olduğunda ve gürültü rastgele olduğunda, ölçümlerin ortalamasını alarak SNR'yi geliştirmek mümkündür. Bu durumda gürültü, ortalama örnek sayısının kare kökü olarak azalır.
Ayrıca, elektronik sistemlerin dahili gürültüsü düşük gürültülü amplifikatörler ile azaltılabilir.
Dijital sinyaller
Bir ölçüm dijitalleştirildiğinde, ölçümü temsil etmek için kullanılan bit sayısı, olası maksimum sinyal / gürültü oranını belirler. Bunun nedeni, mümkün olan en düşük gürültü seviyesinin, bazen nicemleme gürültüsü olarak adlandırılan sinyalin nicelleştirilmesinden (kuantalama) kaynaklanan hata olmasıdır . Bu gürültü seviyesi doğrusal değildir ve sinyale bağlıdır; farklı sinyal modelleri için farklı hesaplamalar mevcuttur. Nicemleme gürültüsü, nicemlemeden önceki sinyalle toplanan bir analog hata sinyali olarak modellenmiştir ("ilave gürültü").
Bu teorik maksimum SNR mükemmel bir giriş sinyali olduğunu varsayar. Giriş sinyali zaten gürültülü ise (genellikle olduğu gibi), sinyalin gürültüsü nicemleme gürültüsünden daha büyük olabilir. Gerçek analogdan dijitale dönüştürücüler ayrıca, kasıtlı renk taklidi de dahil olmak üzere ideal kuantizasyon gürültüsünden teorik maksimuma kıyasla SNR'yi daha da azaltan başka gürültü kaynaklarına da sahiptir.
Bir dijital sistemde gürültü düzeyleri SNR kullanılarak ifade edilebilir, ancak E <sub id="mw9Q">b</sub> / N <sub id="mw9g">o</sub> kullanımı yaygındır
Modülasyon hata oranı (MER), dijital olarak modüle edilmiş bir sinyalde SNR'nin bir ölçüsüdür.
Sabit sayılar
Nicemleme seviyeleri (eşit nicemleme) arasında eşit mesafeye sahip n- bit tam sayıları için dinamik aralık (DR) da belirlenir.
Giriş sinyali değerlerinin tekdüze bir dağılımını varsayarsak, nicemleme gürültüsü, bir nicemleme seviyesinin tepe-tepe genliğine sahip, genlik oranını 2 n / 1 yapan muntazam bir şekilde dağıtılmış rastgele bir sinyaldir. Formülü:
Bu ilişki " 16-bit ses 96 dB dinamik aralığa sahiptir" gibi ifadelerin kökenidir. Her ekstra niceleme biti, dinamik aralığı kabaca 6 dB artırır.
Tam ölçekli bir sinüs dalgası sinyali (yani niceleyici, giriş sinyaliyle aynı minimum ve maksimum değerlere sahip olacak şekilde tasarlanmıştır) varsayarsak, niceleme gürültüsü testere dişi dalgasına bir nicemleme seviyesinin tepeden tepeye genliğine sahiptir. ve düzgün dağılım. Bu durumda, SNR yaklaşık:
Kayan noktalı sayılar
Kayan noktalı sayılar, dinamik aralıktaki bir artış için sinyal gürültü oranını değiştirmenin bir yolunu sunar. n bit kayan noktalı sayılar için; mantissada n-m bit ve üs kısmında m bit
Dinamik aralığın sabit noktadan çok daha büyük olduğunu, ancak daha kötü bir sinyal gürültü oranına mal olacağını unutmayın. Bu, dinamik aralığın büyük veya öngörülemediği durumlarda kayan noktayı tercih edilebilir hale getirir. Sabit noktanın daha basit uygulamaları, dinamik aralığın 6.02m'den az olduğu sistemlerde sinyal kalitesi dezavantajı olmadan kullanılabilir. Çok geniş dinamik kayan nokta aralığı dezavantaj olabilir, çünkü algoritma tasarımında daha fazla öngörü gerektirir.
Optik SNR
Optik sinyaller, modülasyon frekansından çok daha yüksek bir taşıyıcı frekansa sahiptir (yaklaşık 200 THz ve daha fazlası). Bu şekilde gürültü, sinyalin kendisinden çok daha geniş bir bant genişliğini kapsar. Ortaya çıkan sinyal etkisi esas olarak gürültünün filtrelenmesine dayanır. Alıcıyı dikkate almadan sinyal kalitesini tanımlamak için optik SNR (OSNR) kullanılır. OSNR, belirli bir bant genişliğindeki sinyal gücü ile gürültü gücü arasındaki orandır. En yaygın olarak 0.1 referans bant genişliği nm kullanılır. Bu bant genişliği modülasyon formatından, frekanstan ve alıcıdan bağımsızdır. Örneğin, 20 OSNR dB / 0.1 nm verilebilir, 40 GBit DPSK sinyali bile bu bant genişliğine sığmaz. OSNR bir optik spektrum analizörü ile ölçülür.
Türler ve kısaltmalar
Sinyal-gürültü oranı SNR olarak kısaltılır ve daha az sıklıkla S / N olarak kısaltılabilir. PSNR en yüksek sinyal / gürültü oranını temsil eder . GSNR, geometrik sinyal-gürültü oranını temsil eder. SINR, sinyal / parazit artı gürültü oranıdır .
Ayrıca bakınız
Notlar
- ^ The exact methods may vary between fields. For example, if the signal data are known to be constant, then can be calculated using the standard deviation of the signal. If the signal data are not constant, then can be calculated from data where the signal is zero or relatively constant.
- ^ Often special filters are used to weight the noise: DIN-A, DIN-B, DIN-C, DIN-D, CCIR-601; for video, special filters such as may be used.
- ^ Maximum possible full scale signal can be charged as peak-to-peak or as RMS. Audio uses RMS, Video P-P, which gave +9 dB more SNR for video.
Kaynakça
- ^ Andy Breeding (2004). The Music Internet Untangled (İngilizce). Giant Path Publishing. ISBN . 16 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Charles Sherman; John Butler (5 Ocak 2007). Transducers and Arrays for Underwater Sound (İngilizce). Springer Science & Business Media. ISBN .
- ^ Daniel J. Schroeder (2000). Astronomical Optics (İngilizce). Academic Press. ISBN . 23 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020., p.278 3 Şubat 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- ^ a b Bushberg, J. T., et al., The Essential Physics of Medical Imaging, 23 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (2e). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2006, p. 280.
- ^ Rafael C. Gonzalez; Richard Eugene Woods (2008). Digital Image Processing (İngilizce). Prentice Hall. ISBN . 22 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Tania Stathaki (28 Ağustos 2008). Image Fusion (İngilizce). Academic Press. ISBN . 23 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Raol, Jitendra R. (2009). Multi-Sensor Data Fusion with MATLAB. CRC Press. s. 471. ISBN . 23 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Russ, John C. (2006). The Image Processing Handbook. CRC Press. s. 26. ISBN . 22 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Albert Rose (1973). Vision (İngilizce). Springer. ISBN . 23 Şubat 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2020.
- ^ Defining and Testing Dynamic Parameters in High-Speed ADCs 4 Mart 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde . — Application note 728
- ^ — technical library
Dış bağlantılar
- Taking the Mystery out of the Infamous Formula,"SNR = 6.02N + 1.76dB," and Why You Should Care
- ADC ve DAC Sözlüğü 18 Kasım 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde . - Maxim Entegre Ürünler
- Gürültü tabanında kaybolmamak için SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N ve SFDR'yi anlama 25 Şubat 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde . - Analog Devices
- Sinyal-gürültü oranı, gürültü voltajı ve gürültü seviyesinin hesaplanması 25 Eylül 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Simülasyonlarla öğrenme - zaman ortalamasına göre SNR'nin gelişimini gösteren bir simülasyon 3 Şubat 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Dijital Ses D / A Dönüştürücülerinin Dinamik Performans Testi 4 Haziran 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Analog devrelerin temel teoremi: SNR seviyesini korumak için minimum güç seviyesi dağıtılmalıdır 27 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Stuttgart Üniversitesi'nin QAM takımyıldız diyagramında TeleComunicatons 16 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde . Enstitüsü'nde SNR'nin görselleştirilmesi için etkileşimli webdemo 16 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Quantization Noise: Roundoff Error in Digital Computation, Signal Processing, Control, and Communications
- Niceleme Gürültüsü 23 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde . Genişliği ve Kollár Numune bölümleri ve ek materyalleri içeren Niceleme kitabı sayfası
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Sinyal gurultu orani kisaltilmis SNR veya S N bilim ve muhendislikte kullanilan istenen bir sinyalin seviyesini arka plandaki gurultu seviyesiyle karsilastiran bir olcudur SNR sinyal gucunun gurultu gucune orani olarak tanimlanir genellikle desibel cinsinden ifade edilir 1 1 den yuksek bir oran 0 dB den buyuk bir oran gurultuden daha fazla sinyal oldugunu gosterir SNR elektrik sinyalleri icin yaygin olarak alintilanirken herhangi bir sinyal formuna ornegin bir buz cekirdegindeki izotop seviyelerine hucreler arasindaki biyokimyasal sinyale veya finansal ticaret sinyallerine uygulanabilir Sinyal gurultu orani bazen yararli bilgilerin bir konusma veya takastaki yanlis veya alakasiz verilere oranini ifade etmek icin mecazi olarak kullanilir Ornegin cevrimici tartisma forumlarinda ve diger cevrimici topluluklarda konu disi gonderiler ve spam uygun tartismanin sinyaline mudahale eden gurultu olarak kabul edilir Bir iletisim kanalinin sinyal gurultu orani bant genisligi ve kanal kapasitesi Shannon Hartley teoremi ile aciklanir TanimSinyal gurultu orani bir sinyalin gucunun anlamli giris arka plan gurultusunun gucune anlamsiz veya istenmeyen giris orani olarak tanimlanir SNR PsignalPnoise displaystyle mathrm SNR frac P mathrm signal P mathrm noise burada P ortalama guctur Hem sinyal hem de gurultu gucu bir sistemdeki ayni veya esdeger noktalarda ve ayni sistem bant genisligi icinde olculmelidir Sinyalin bir sabit s veya rastgele bir degisken S olmasina bagli olarak rastgele gurultu N icin sinyal gurultu orani SNR s2E N2 displaystyle mathrm SNR frac s 2 mathrm E N 2 burada E beklenen degere yani bu durumda N ortalama karesine karsilik gelir SNR E S2 E N2 displaystyle mathrm SNR frac mathrm E S 2 mathrm E N 2 Gurultu ortak degerde oldugu gibi sifir degerine sahipse payda varyansidir standart sapmasi sN karesidir Sinyal ve gurultu ayni sekilde olculmelidir ornegin ayni empedanstaki voltajlar gibi Kok ortalama kareler alternatif olarak asagidaki oranda kullanilabilir SNR PsignalPnoise AsignalAnoise 2 displaystyle mathrm SNR frac P mathrm signal P mathrm noise left frac A mathrm signal A mathrm noise right 2 burada A kok ortalama kare RMS genligidir ornegin RMS voltaji Desibel Bircok sinyalin cok genis bir dinamik araligi oldugundan sinyaller genellikle logaritmik desibel olcegi kullanilarak ifade edilir Desibel tanimina bagli olarak sinyal ve gurultu desibel dB olarak su sekilde ifade edilebilir Psignal dB 10log10 Psignal displaystyle P mathrm signal dB 10 log 10 left P mathrm signal right ve Pnoise dB 10log10 Pnoise displaystyle P mathrm noise dB 10 log 10 left P mathrm noise right Benzer bir sekilde SNR desibel cinsinden SNRdB 10log10 SNR displaystyle mathrm SNR dB 10 log 10 left mathrm SNR right SNR nin tanimini kullanarak SNRdB 10log10 PsignalPnoise displaystyle mathrm SNR dB 10 log 10 left frac P mathrm signal P mathrm noise right Logaritmalarda bolum kuralini kullanarak 10log10 PsignalPnoise 10log10 Psignal 10log10 Pnoise displaystyle 10 log 10 left frac P mathrm signal P mathrm noise right 10 log 10 left P mathrm signal right 10 log 10 left P mathrm noise right Desibel cinsinden SNR sinyal ve gurultu tanimlarini yukaridaki denkleme koymak sinyal ve gurultu de desibelde oldugunda desibel cinsinden sinyal gurultu oranini hesaplamak icin onemli bir formul saglar SNRdB Psignal dB Pnoise dB displaystyle mathrm SNR dB P mathrm signal dB P mathrm noise dB Yukaridaki formulde P watt W veya miliwatt mW gibi guc birimlerinde olculur ve sinyal gurultu orani saf bir sayidir Bununla birlikte sinyal ve gurultu genlik olcusu olan volt V veya amper A cinsinden olculdugunde asagida gosterildigi gibi ilk once gucle orantili bir miktar elde etmek icin kareler alinmalidir SNRdB 10log10 AsignalAnoise 2 20log10 AsignalAnoise Asignal dB Anoise dB displaystyle mathrm SNR dB 10 log 10 left left frac A mathrm signal A mathrm noise right 2 right 20 log 10 left frac A mathrm signal A mathrm noise right left A mathrm signal dB A mathrm noise dB right Dinamik aralik Sinyal gurultu orani ve dinamik aralik kavramlari yakindan iliskilidir Dinamik aralik bir kanaldaki en guclu bozulmamis sinyal ile cogu durumda gurultu seviyesi olan minimum fark edilebilir sinyal arasindaki orani olcer SNR rastgele bir sinyal seviyesi mumkun olan en guclu sinyal olmasi gerekmez ile gurultu arasindaki orani olcer Sinyal gurultu oranlarinin olculmesi bir temsili veya referans sinyalinin secilmesini gerektirir Ses muhendisliginde referans sinyali genellikle standart bir nominal veya hizalama seviyesinde sinus dalgasidir ornegin 1 kHz 4 dBu da 1 228 V RMS SNR genellikle ortalama bir sinyal gurultu oranini belirtmek icin alinir cunku anlik sinyal gurultu oranlarinin neredeyse oldukca farkli olmasi mumkundur Kavram gurultu seviyesini 1 0 dB seviyesine normalize etmek ve sinyalin ne kadar one ciktigini olcmek olarak anlasilabilir Konvansiyonel gucten farki Fizikte bir AC sinyalinin ortalama gucu voltaj zaman akiminin ortalama degeri olarak tanimlanir voltaj ve akimin fazda oldugu direncli reaktif olmayan devreler icin bu rms voltaji ve akiminin urunune esdegerdir P VrmsIrms displaystyle mathrm P V mathrm rms I mathrm rms P Vrms2R Irms2R displaystyle mathrm P frac V mathrm rms 2 R I mathrm rms 2 R Ancak sinyal isleme ve iletisimde genellikle R 1W displaystyle R 1 Omega kaynak belirtilmeli bir sinyalin guc ya da enerji olcum sirasinda bu faktor genellikle dahil degildir bu Bu okuyucular arasinda biraz karisikliga neden olabilir ancak direnc faktoru sinyal islemede gerceklestirilen tipik islemler veya guc oranlarinin hesaplanmasi icin onemli degildir Cogu durumda bir sinyalin gucu basit olarak kabul edilir P Vrms2 A22 displaystyle mathrm P V mathrm rms 2 frac A 2 2 burada A AC sinyalinin genligidir netlestirme gerekli Alternatif tanimSNR nin alternatif bir tanimi varyasyon katsayisinin cift yonlulugu yani bir sinyalin veya olcumun ortalamasinin standart sapmasina oranidir SNR ms displaystyle mathrm SNR frac mu sigma burada m displaystyle mu sinyal ortalamasi veya beklenen degerdir s displaystyle sigma ise gurultunun standart sapmasi veya bunun bir tahminidir Boyle bir alternatif tanimin sadece her zaman negatif olmayan degiskenler icin yararli olduguna dikkat edin foton sayisi ve parlaklik gibi Genellikle goruntu islemede kullanilir burada bir goruntunun SNR si genellikle ortalama piksel degerinin belirli bir mahalle uzerindeki piksel degerlerinin standart sapmasina orani olarak hesaplanir Bazen SNR yukaridaki alternatif tanimin karesi olarak tanimlanir bu durumda daha yaygin tanima esdegerdir SNR m2s2 displaystyle mathrm SNR frac mu 2 sigma 2 Bu tanim sinyalin sinyal genligi ile ayrilmis iki durumu oldugunu varsayarsak hassasiyet indeksi veya d ile yakindan ilgilidir m displaystyle mu ve gurultu standart sapmasi s displaystyle sigma iki durum arasinda degismez Rose kriteri Adini Albert Rose dan almistir goruntu ozelliklerini kesin olarak ayirt edebilmek icin en az 5 SNR ye ihtiyac duyuldugunu belirtir 5 ten dusuk bir SNR goruntu ayrintilarinin tanimlanmasinda 100 den az kesinlik anlamina gelir Goruntuleme sistemlerinin duyarliligini karakterize etmek icin baska bir alternatif cok spesifik ve farkli SNR tanimi kullanilir bkz Sinyal gurultu orani goruntuleme Ilgili olculer kontrast orani ve kontrast gurultu orani dir Modulasyon sistemi olcumleriGenlik modulasyonu Kanal sinyal gurultu orani SNR C AM AC2 1 ka2P 2WN0 displaystyle mathrm SNR C AM frac A C 2 1 k a 2 P 2WN 0 burada W bant genisligi ve ka displaystyle k a modulasyon indeksi Cikis sinyal gurultu orani AM alicisinin SNR O AM Ac2ka2P2WN0 displaystyle mathrm SNR O AM frac A c 2 k a 2 P 2WN 0 Frekans modulasyonu Kanal sinyal gurultu orani SNR C FM Ac22WN0 displaystyle mathrm SNR C FM frac A c 2 2WN 0 Cikis sinyal gurultu orani SNR O FM Ac2kf2P2N0W3 displaystyle mathrm SNR O FM frac A c 2 k f 2 P 2N 0 W 3 Uygulamada SNR nin iyilestirilmesiMekanik acidan zayif izole edilmis bir termogravimetrik analiz cihazinin gurultusunun kaydedilmesi egrinin ortasi Geceleri daha az cevreleyen insan aktivitesinden dolayi daha dusuk bir gurultu gosterir Tum gercek olcumler gurultuden rahatsiz olur Bu elektronik gurultuyu icerir ancak olculen fenomeni etkileyen dis olaylari da icerebilir ruzgar titresimler ayin kutlecekim etkisi sicaklik degisimleri nem degisimleri vb Olculen ve cihazin hassasiyetine bagli olarak Ortami kontrol ederek gurultuyu azaltmak genellikle mumkundur Aksi takdirde gurultunun ozellikleri bilindiginde ve sinyallerden farkli oldugunda sesi filtrelemek veya sinyali islemek mumkundur Ornegin bazen cok dar bir bant genisligi icinde sinyali module etmek ve sinirlamak icin bir kilitleme amplifikatoru kullanmak ve daha sonra tespit edilen sinyali bulundugu dar banda filtrelemek boylece genis bant gurultusunun cogunu ortadan kaldirmak mumkundur Sinyal sabit veya periyodik oldugunda ve gurultu rastgele oldugunda olcumlerin ortalamasini alarak SNR yi gelistirmek mumkundur Bu durumda gurultu ortalama ornek sayisinin kare koku olarak azalir Ayrica elektronik sistemlerin dahili gurultusu dusuk gurultulu amplifikatorler ile azaltilabilir Dijital sinyallerBir olcum dijitallestirildiginde olcumu temsil etmek icin kullanilan bit sayisi olasi maksimum sinyal gurultu oranini belirler Bunun nedeni mumkun olan en dusuk gurultu seviyesinin bazen nicemleme gurultusu olarak adlandirilan sinyalin nicellestirilmesinden kuantalama kaynaklanan hata olmasidir Bu gurultu seviyesi dogrusal degildir ve sinyale baglidir farkli sinyal modelleri icin farkli hesaplamalar mevcuttur Nicemleme gurultusu nicemlemeden onceki sinyalle toplanan bir analog hata sinyali olarak modellenmistir ilave gurultu Bu teorik maksimum SNR mukemmel bir giris sinyali oldugunu varsayar Giris sinyali zaten gurultulu ise genellikle oldugu gibi sinyalin gurultusu nicemleme gurultusunden daha buyuk olabilir Gercek analogdan dijitale donusturuculer ayrica kasitli renk taklidi de dahil olmak uzere ideal kuantizasyon gurultusunden teorik maksimuma kiyasla SNR yi daha da azaltan baska gurultu kaynaklarina da sahiptir Bir dijital sistemde gurultu duzeyleri SNR kullanilarak ifade edilebilir ancak E lt sub id mw9Q gt b lt sub gt N lt sub id mw9g gt o lt sub gt kullanimi yaygindir Modulasyon hata orani MER dijital olarak module edilmis bir sinyalde SNR nin bir olcusudur Sabit sayilar Nicemleme seviyeleri esit nicemleme arasinda esit mesafeye sahip n bit tam sayilari icin dinamik aralik DR da belirlenir Giris sinyali degerlerinin tekduze bir dagilimini varsayarsak nicemleme gurultusu bir nicemleme seviyesinin tepe tepe genligine sahip genlik oranini 2 n 1 yapan muntazam bir sekilde dagitilmis rastgele bir sinyaldir Formulu DRdB SNRdB 20log10 2n 6 02 n displaystyle mathrm DR dB mathrm SNR dB 20 log 10 2 n approx 6 02 cdot n Bu iliski 16 bit ses 96 dB dinamik araliga sahiptir gibi ifadelerin kokenidir Her ekstra niceleme biti dinamik araligi kabaca 6 dB artirir Tam olcekli bir sinus dalgasi sinyali yani niceleyici giris sinyaliyle ayni minimum ve maksimum degerlere sahip olacak sekilde tasarlanmistir varsayarsak niceleme gurultusu testere disi dalgasina bir nicemleme seviyesinin tepeden tepeye genligine sahiptir ve duzgun dagilim Bu durumda SNR yaklasik SNRdB 20log10 2n3 2 6 02 n 1 761 displaystyle mathrm SNR dB approx 20 log 10 2 n sqrt 3 2 approx 6 02 cdot n 1 761 Kayan noktali sayilar Kayan noktali sayilar dinamik araliktaki bir artis icin sinyal gurultu oranini degistirmenin bir yolunu sunar n bit kayan noktali sayilar icin mantissada n m bit ve us kisminda m bit DRdB 6 02 2m displaystyle mathrm DR dB 6 02 cdot 2 m SNRdB 6 02 n m displaystyle mathrm SNR dB 6 02 cdot n m Dinamik araligin sabit noktadan cok daha buyuk oldugunu ancak daha kotu bir sinyal gurultu oranina mal olacagini unutmayin Bu dinamik araligin buyuk veya ongorulemedigi durumlarda kayan noktayi tercih edilebilir hale getirir Sabit noktanin daha basit uygulamalari dinamik araligin 6 02m den az oldugu sistemlerde sinyal kalitesi dezavantaji olmadan kullanilabilir Cok genis dinamik kayan nokta araligi dezavantaj olabilir cunku algoritma tasariminda daha fazla ongoru gerektirir Optik SNROptik sinyaller modulasyon frekansindan cok daha yuksek bir tasiyici frekansa sahiptir yaklasik 200 THz ve daha fazlasi Bu sekilde gurultu sinyalin kendisinden cok daha genis bir bant genisligini kapsar Ortaya cikan sinyal etkisi esas olarak gurultunun filtrelenmesine dayanir Aliciyi dikkate almadan sinyal kalitesini tanimlamak icin optik SNR OSNR kullanilir OSNR belirli bir bant genisligindeki sinyal gucu ile gurultu gucu arasindaki orandir En yaygin olarak 0 1 referans bant genisligi nm kullanilir Bu bant genisligi modulasyon formatindan frekanstan ve alicidan bagimsizdir Ornegin 20 OSNR dB 0 1 nm verilebilir 40 GBit DPSK sinyali bile bu bant genisligine sigmaz OSNR bir optik spektrum analizoru ile olculur Turler ve kisaltmalarSinyal gurultu orani SNR olarak kisaltilir ve daha az siklikla S N olarak kisaltilabilir PSNR en yuksek sinyal gurultu oranini temsil eder GSNR geometrik sinyal gurultu oranini temsil eder SINR sinyal parazit arti gurultu oranidir Ayrica bakinizNotlar The exact methods may vary between fields For example if the signal data are known to be constant then s displaystyle sigma can be calculated using the standard deviation of the signal If the signal data are not constant then s displaystyle sigma can be calculated from data where the signal is zero or relatively constant Often special filters are used to weight the noise DIN A DIN B DIN C DIN D CCIR 601 for video special filters such as may be used Maximum possible full scale signal can be charged as peak to peak or as RMS Audio uses RMS Video P P which gave 9 dB more SNR for video Kaynakca Andy Breeding 2004 The Music Internet Untangled Ingilizce Giant Path Publishing ISBN 9781932340020 16 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Charles Sherman John Butler 5 Ocak 2007 Transducers and Arrays for Underwater Sound Ingilizce Springer Science amp Business Media ISBN 9780387331393 Daniel J Schroeder 2000 Astronomical Optics Ingilizce Academic Press ISBN 978 0 12 629810 9 23 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 p 278 3 Subat 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde a b Bushberg J T et al The Essential Physics of Medical Imaging 23 Subat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde 2e Philadelphia Lippincott Williams amp Wilkins 2006 p 280 Rafael C Gonzalez Richard Eugene Woods 2008 Digital Image Processing Ingilizce Prentice Hall ISBN 0 13 168728 X 22 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Tania Stathaki 28 Agustos 2008 Image Fusion Ingilizce Academic Press ISBN 0 12 372529 1 23 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Raol Jitendra R 2009 Multi Sensor Data Fusion with MATLAB CRC Press s 471 ISBN 1 4398 0003 0 23 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Russ John C 2006 The Image Processing Handbook CRC Press s 26 ISBN 0 8493 7254 2 22 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Albert Rose 1973 Vision Ingilizce Springer ISBN 9780306307324 23 Subat 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2020 Defining and Testing Dynamic Parameters in High Speed ADCs 4 Mart 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde Application note 728 technical libraryDis baglantilarTaking the Mystery out of the Infamous Formula SNR 6 02N 1 76dB and Why You Should Care ADC ve DAC Sozlugu 18 Kasim 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde Maxim Entegre Urunler Gurultu tabaninda kaybolmamak icin SINAD ENOB SNR THD THD N ve SFDR yi anlama 25 Subat 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde Analog Devices Sinyal gurultu orani gurultu voltaji ve gurultu seviyesinin hesaplanmasi 25 Eylul 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde Simulasyonlarla ogrenme zaman ortalamasina gore SNR nin gelisimini gosteren bir simulasyon 3 Subat 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde Dijital Ses D A Donusturuculerinin Dinamik Performans Testi 4 Haziran 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Analog devrelerin temel teoremi SNR seviyesini korumak icin minimum guc seviyesi dagitilmalidir 27 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde Stuttgart Universitesi nin QAM takimyildiz diyagraminda TeleComunicatons 16 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Enstitusu nde SNR nin gorsellestirilmesi icin etkilesimli webdemo 16 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Quantization Noise Roundoff Error in Digital Computation Signal Processing Control and Communications Niceleme Gurultusu 23 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde Genisligi ve Kollar Numune bolumleri ve ek materyalleri iceren Niceleme kitabi sayfasi