音频筑基:信噪比SNR指标

音频筑基:信噪比SNR指标

在分析音频信号中,信噪比是我们经常遇到的概念,这里谈谈自己的理解。

SNR含义


定义

  • SNR,Signal to Noise Ratio,信噪比,也常缩写为S/N

概念

  • 顾名思义,就是信号和噪声的比值,实际应用时比值结果常转到dB域中
  • 信号,原系统输出的理论信号
  • 噪声,指经过某系统后,原信号不存在的无规律的新信号

计算方式

  • 功率角度:10lg(Ps/Pn),也是能量维度
    • Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率,或者说是能量单位
    • 计量单位为dB
  • 幅值角度:20lg(val/ref),也是样本维度
    • 选倍数为20的时候,是从幅值角度相除,没有平方变成能量值
  • 以上两者公式等价

指标要求

  • 越大越好
  • 信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以上

SNR实例


这里举一个实例深化理解SNR的内涵,请阅读以下文本:

通常简单的量化表示一个数按N bit 进行线形量化,如 PCM按 16bit 量化,即-1,1 之间的小数线形均匀的分成 65536份,qstep=(1/2)^15。此种量化每提高1bit,可提高 SNR 6db 左右, 16bit 量化的 SNR=90db,CD 音质即为 16bit PCM,已基本满足人类的听觉需要。------谢湘勇的《音频编码原理讲解和分析》

请思考问题:如何理解,每提高1bit位深,SNR提高6dB?

......

OK,思考完毕,这里说下俺的思路。先理解16bit位深量化时SNR=90dB,如何来的?

个人分析,整数量化时最小值为1,即噪声误差幅值为1。而信号的最大值为2^bit_depth=2^16=65536,所以信号的最大幅值为65536。于是,套用SNR幅值公式得:SNR=20lg(max_val/min_val)=90dB

理解这个后,1bit位深量化精度就清楚了,多1bit就是乘以2,换到对数域就是+6dB,计算公式:SNR=20lg(2/1)=6.02dB

从而进一步理解何为SNR,信号最大幅度(信号范围)对最小幅度的精度误差(量化精度)的比,即可表征位深量化的SNR(最大信噪比)。

相关推荐
Blockchina21 分钟前
5个开源AI视频项目怎么选?从脚本、分镜到Shorts和剪映自动化
人工智能·开源·音视频
要开心吖ZSH1 小时前
腾讯 IM × TRTC 联动实战:后端如何撑起一次视频问诊(混流录制篇)
java·音视频·腾讯云·健康医疗·即时通讯·im
jike_202612 小时前
iPhone采访录音同时拍现场照片的APP:图片音频同步记录实测
笔记·智能手机·音视频·语音识别
小猴子爱上树12 小时前
跨境电商翻译工具推荐:批量图片翻译、视频字幕翻译、智能抠图一站式搞定
人工智能·python·音视频
林澈在路上13 小时前
AI翻唱软件哪个好 2026国产AI写歌工具对比推荐
大数据·人工智能·深度学习·github·aigc·音视频·音频
阿童木写作13 小时前
跨马翻译:AI批量图片翻译与视频字幕翻译工具推荐
人工智能·python·音视频
Dovis(誓平步青云)15 小时前
折叠屏悬停看视频,上半屏和下半屏应该各做什么
android·java·服务器·开发语言·安全·音视频
敢敢のwings19 小时前
Wan2.2 模型系统解读:从视频扩散到 WAM 世界模型模块
音视频
小猴子爱上树21 小时前
跨境电商AI批量图片翻译工具,视频字幕翻译免费试用
人工智能·python·音视频
AI服务老曹21 小时前
车牌识别算法接入AI视频分析平台的流程和误报优化
人工智能·算法·音视频