信号雑音比

英

signal to noise ratio

関

SN比

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/07/23 13:43:58」(JST)

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SN比（エスエヌひ）は、情報工学（特に通信工学）において、信号量 (signal) と雑音量 (noise) の比である。

信号雑音比 (signal-noise ratio) または 信号対雑音比 (signal-to-noise ratio) の略。S/N比、SNR、S/Nとも略す。

desired signal to undesired signal ratio、D/U ratio ともいう。

SN比が高ければ伝送における雑音の影響が小さく、SN比が小さければ影響が大きい。SN比が大きいことをSN比がよい、小さいことを悪いとも言う。

定義

SN比は、信号の分散を雑音の分散で割った値である。

SN比で考える信号と雑音の定義は、何に着目しているかによる。見方によっては、通常「雑音」とされている成分に着目する場合など、逆転することさえありうる。雑音は確率過程とも限らない。

また、考えるのは、真の信号S と真の雑音N の分散である。真の値が得られず測定値しかない場合は、不偏分散で代用する必要がある（データ数が多い場合はほとんど影響しないが）。実測されるのは S +N であり、これと S を混同しない注意も必要である。

数式では

= 信号電力

= 雑音電力

= 信号電圧（電流）の実効値

= 雑音電圧（電流）の実効値

と表される。分散は電気工学では交流成分の電力（パワー）となるので、P で表している。平均値に相当する直流成分を除いた、交流成分のみを考慮する。A は偏差の実効値（二乗平均平方根）で、電気工学では交流成分の電流または電圧になる。

分野や物理量に関わらず電力やパワーと呼び P で表すことが多いが、実際は電力とは限らず、たとえば映像では輝度であり、測定では長さや質量などさまざまな物理量でありうる。

単位（デシベル）

よく使われる値の対比

dB	電力比	電流比
0	1	1
3.010	2	1.414
6.021	4	2
10	10	3.162
20	100	10
40	10000	100
60	1000000	1000
90	10億	31623

多くの信号はダイナミックレンジが非常に広いので、通常SN比は常用対数（10を底にした対数）で表現される。ただし、単位にはデシベル (dB) を使うので、常用対数の10倍の数値になる。電流比率で考えれば20倍である。

SN比と通信効率

伝送路の通信路容量は、ノイズが正規分布の場合、シャノン＝ハートレーの定理より

で表される。B は帯域幅である。等号は通信方式が理想的な場合に成り立つ。

SN比が高いほど通信効率がよくなる。また ならば

と表せ、通信効率はSN比をデシベルで表した値に比例する。

その他の信号対雑音比

SN比以外にも、信号と雑音の比率を表す方法がある。

搬送波対雑音比（CN比）

「信号」を搬送波とした場合は、搬送波対雑音比あるいは C/N （シーエヌ、CN比、CNR とも）といい、デジタル信号伝送では主にこちらを使う。

搬送波対干渉波比（CI比）

搬送波と干渉波の比率を搬送波対干渉波比と呼ぶ。ラジオなどの無線通信において、他のチャネルをノイズ源（干渉波）とするときなどに使われる。

ピーク信号対雑音比（PSNR）

最大電力と雑音の比率をピーク信号対雑音比（PSNR: Peak signal-to-noise ratio）と呼ぶ。

Eb/N0

1ビット当たりの信号電力と雑音密度の比をEb/N0 (energy per bit to noise power spectral density ratio) と呼ぶ。

SINAD

SN比の計算式において、雑音電力の項に機器が生じる歪み電力を加えたものをSINADと呼ぶ。受信機（特にFM）の出力雑音を表すために用いる。

関連項目

• ノイズ
• 量子化雑音
• SNDR
• 音質
• 明瞭度

UpToDate Contents

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• 1. 加算平均心電図の技術的側面 technical aspects of the signal averaged electrocardiogram
• 2. ペーシングシステムの誤作動：評価およびマネージメント pacing system malfunction evaluation and management
• 3. 核磁気共鳴画像法の原理 principles of magnetic resonance imaging
• 4. 成人におけるパルスオキシメータ pulse oximetry in adults
• 5. 肝胆道系のMRI magnetic resonance imaging of the hepatobiliary tract

Japanese Journal

• MRI頭部臨床画像におけるSNR測定の検討-計測値への不均一性とモーションアーチファクトおよび撮影法の影響-

• 佐藤 吉海,藤田 功,佐々木 博
• 国際医療福祉大学学会誌 18(2), 68-76, 2013-10-31
• MRI頭部臨床画像を対象に,同一ROI法と差分法によるSNR測定において,撮像法やROI内組織の不均一性およびモーションアーチファクトがSNR測定値に与える影響について検討した.撮像法としては2DFE法,T1強調2DSE法,T2強調2DFSE法,および3DFE法を取り上げ,各撮像画像の白質領域内の前頭葉,基底核,後頭葉に左右計16個のROIを設置しSNRを測定した.また,位相エンコード方向と周波数 …
• NAID 110009625593

• ED2012-108 非冷却ボロメータ型フォーカルプレンアレイによるテラヘルツカメラとその応用(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム)

• 小田 直樹
• 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 112(364), 83-87, 2012-12-10
• … 長3μmから約200μmまでほぼ平らなNEP(雑音等価パワー)の特性を示し,200μm以上から感度が悪くなり始める.同センサを搭載した手のひらサイズTHzカメラは30Hzのフレームレートで動作し,ロックインイメージング機能を搭載している.同機能と信号処理機能(フレーム積分とSpatial filter)を組合せることにより,場合により1桁の信号雑音比の向上が可能となる.最後に,同カメラで取得した様々なTHz光源のビームパターン等を紹介する. …
• NAID 110009667210

• HTS-rf-SQUID及び永久磁石を用いた超低磁場NMR/MRIシステムの開発(超伝導センシング基盤技術及びその応用,一般)

• 福元 翔平,綱木 辰悟,村田 隼基 [他],千ヶ崎 卓巳,廿日出 好,田中 三郎
• 電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 111(418), 7-10, 2012-01-19
• … 我々はこれまで,常温の電磁石とHTS-rf-SQUIDを用いた超低磁場NMR/MRIシステムの開発を行ってきた.今回,システムの信号雑音比(S/N)向上のために, 270mTの永久磁石を用いた分極法をシステムに組み込んだ.これに伴い, SQUIDから約1.5m離れた位置で分極したサンプルをSQUID直下に約0.5sで素早く移動させる機構を開発した.また,自由誘導減衰信号を得るために,サンプルの移動後にπ/2パルスを印加するACパルス磁場コイルをシステムに …
• NAID 110009480944

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noise

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ノイズ、心雑音、部分音

• オースチン・フリント雑音 Austin-Flint雑音：大動脈弁閉鎖不全：大動脈弁閉鎖不全症において、拡張期に大動脈弁を介して左心室に血流が逆流してくるが、この逆流血に僧帽弁前尖がおされて半閉鎖状態となり、機械的僧帽弁狭窄を来す。

• ケリークームス雑音 Carey-Coombs雑音：僧帽弁閉鎖不全症、心室中隔欠損症、動脈管開存症。III音の後に聴取される拡張期雑音。左心房の容量負荷を示唆。

• グラハムスティール雑音 Graham-Steel雑音：肺高血圧を来す疾患：相対的肺動脈弁閉鎖不全雑音

「比」

　　[★]

英

ratio

関

率

• 分子と分母の間に全体と部分の関係がないもの。
• 0～∞の値をとる。

「信号」

　　[★]

英

signal

関

シグナル