C语言编程计算信噪比SNR理解学习

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：IT

概念

这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号（或信息），并且该种信号并不随原信号的变化而变化。

计算方法

信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg(Ps/Pn)，其中Ps和Pn分别代表信号与噪声的有效功率，也可以换算成电压幅值的比率关系：20Lg(Vs/Vn)，Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。

在音频放大器中，我们希望的是该放大器除了放大信号外，不应该添加任何其它额外的东西。因此，信噪比应该越高越好。

相关认知

狭义来讲是指放大器的输出信号的功率与同时输出的噪声功率的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比表明它产生的噪声越少。

一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。

信噪比一般不应该低于70dB，高保真音响的信噪比应达到110dB以上。

Taprint中的信噪比

在登录认证过程中，用户需要先打开触摸屏。当用户在笔记本电脑键盘上打字或洗碗时，他/她可能无法打开智能手表的触摸屏。

然而，在文本输入过程中，在手背上打字时的一些动作（例如拿起物体或抓手）可能会触发误报。示例如图6所示，它绘制了在5种类型的用户活动期间检测到的振动信号，这5种振动信号分别为：

  • 抓手

  • 握拳

  • 拿起一个物体

  • 轻轻敲击

  • 走路的时候敲击

在这里插入图片描述

请注意，这些振动信号均由20Hz的Butterworth高通滤波器过滤。在上图中，我们观察到手指敲击（即使是轻微敲击）的信噪比（SNR）明显高于其他动作。因此，当信号信噪比超过某一阈值（默认为20dB）时，我们可以简单地分割出一个由敲击引起的振动信号。

实例

在这里插入图片描述

clear all;
clc;
X = sqrt(2)*sin(0:pi/1000000:6*pi);                % 产生正弦信号
Y = awgn(X, 14, 'measured');                       % 加入信噪比为14db的噪声，加入前预估信号的功率（强度）
sigPower = sum(abs(X).^2) / length(X);             % 求出信号功率
noisePower = sum(abs(Y - X).^2) / length(Y - X);   % 求出噪声功率
SNR_10 = 10*log10(sigPower/noisePower)             % 由信噪比定义求出信噪比，单位为db
b = snr(X, Y-X)                                    % snr(a,b) : a是原始信号，b是噪声信号

输出：

SNR_10 =
	14.0033
b =
	14.0033

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