S/N比（信号対雑音比）: 高品質な信号を確保するための指標

S/N比（Signal-to-Noise Ratio）は、ノイズに対する目的信号の強さを表す重要な指標です。

電気回路や通信システム、音響機器など、さまざまな分野でその性能を評価するために使用されています。

本記事では、S/N比の定義、計算方法、そしてC/N比との違いについて詳しく解説します。

S/N比とは

1. 定義と計算方法

S/N比は、信号レベル（S）とノイズレベル（N）の比を対数で表現したものです。

具体的には、基準信号を入力した際の出力レベルと、入力が無い場合の出力レベル（雑音レベル）を比較します。以下の式で計算されます：

2. S/N比の重要性

S/N比は、特に通信や音響機器の性能を評価する上で重要です。

高いS/N比は、信号がクリアで、データの誤り率が低いことを示します。

これにより、安定した通信や高品質な音声再生が実現します。

C/N比（搬送波対雑音比）

1. C/N比の定義

C/N比（Carrier-to-Noise Ratio）は、無線通信やデジタル信号における搬送波の信号とノイズの比率を表します。S/N比と意味は同じですが、C/N比は搬送波におけるノイズの影響を特に考慮しています。

これにより、変復調を伴う伝送系において、伝送信号そのものではなく、搬送波のノイズを明確に議論することができます。

2. C/N比の重要性

C/N比は、特に無線通信やデジタル通信のシステム設計において重要です。

高いC/N比は、信号の伝送がより安定し、より良い通信品質を保証します。

実際の応用例

• 通信システム：無線通信や光ファイバー通信において、高いS/N比が求められ、これにより安定したデータ伝送が可能となります。
• 音響機器：オーディオシステムでは、高いS/N比を持つ機器がより良い音質を提供します。
• 映像処理：画像センサーでもS/N比は重要で、ノイズを抑えた高品質な画像を取得するために、高い比率が求められます。

まとめ

S/N比（信号対雑音比）は、信号とノイズの比率を表し、通信や音響、映像処理などさまざまな分野で重要な指標です。

高いS/N比は信号の品質を向上させ、より良い体験を提供します。

また、C/N比も同様に通信システムでの品質評価に重要です。

これらの指標を理解し、適切に活用することで、システムの性能向上につながります。

さらに参考してください。

人工知能（AI）: 未来を変える知的システムの全貌