ノイズ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/03/02 21:31 UTC 版)
SN比
信号の量を雑音の量で割った比を、SN比と呼ぶ。それぞれの「量」は分散（電力）で定義される。
SN比が高ければデータ伝送に対するノイズの影響は小さい。低ければ、ノイズの影響が大きく、通信効率が悪くなる。
測定機器の雑音
物理量を測定する機器の雑音は測定値の小さな変動の原因となる。連続測定ではラインの変動として現れる。信号を増幅しても雑音も増幅されるので信号が雑音に比して十分大きくない場合には信号が分かりにくくなり、測定機器の感度を制約する要因になる（「感度」の項目の「検出限界」「機器の雑音と検出限界との関係」を参照）。[3]
定義
- rms noise
- 平均値からの変動の2乗の和をn-1（nは観測回数）で割ったものの平方根。理論的にはこれを用いるが実際の機器の性能表示には余り用いられない。
- peak to peak noise
- 一定時間連続測定し、その中の最高点と最低点との差、またはその平均値（例:10分間測定し、10秒ごとに60区間に分け、各区間の最大値と最小値の平均）。機器の性能表示によく用いられる。
種類
測定値との関係から次の3種類に分類できる。
- 測定値と無関係なもの（熱雑音、機械的または電気的な雑音等）
- 測定値の平方根に比例するもの（例:光測定の場合光電子の放出が確率的過程であることによるショット雑音）
- 測定値に比例するもの（例:光測定の場合光源の変動によるフリッカー雑音）
独立した雑音が複数重なった場合はそれぞれをrms noiseで表した値の2乗の和の平方根で与えられる。
パワースペクトル
雑音は不規則な変動であるが、コンピューターによるフーリエ解析を経て、その中に含まれる波動の周波数とエネルギーとの関係をプロット（統計図表化）することが可能で、この関係をパワースペクトルと呼び、その雑音の特性を表す。
全ての波が同じエネルギーで重なっている雑音をホワイトノイズと呼ぶが、実際の雑音は低周波の成分の方がエネルギーが大きい傾向があり、ピンクノイズ、マルコフ過程等の低周波部分のエネルギーが大きいモデルをホワイトノイズに重ねて雑音を近似的に表すことが行われている。こうした雑音の特性は機器の設計や使用上の注意、雑音の軽減法等を考察する際に有用である。雑音の解析から測定の標準偏差を予測するソフトウェアも存在する。
雑音の軽減
ノイズキャンセラ
最近はノイズキャンセリング・ヘッドフォンが商品化され、外部のノイズを遮断する事ができる。一般的な仕組みは、ヘッドフォンに内蔵されているマイクから外部の音を拾い、逆位相の音を出して打ち消すようになっている。低域周波数成分の除去に高い効果があり、工事現場や踏切などの近くでは特に有用とされている。同様の原理を用いたものに消音スピーカーがあり、室内の静粛性が重視される高級乗用車に採用事例がある。
- ^ https://doi.org/10.3169/itej1954.11.349
- ^ 深田博己著『インターパーソナルコミュニケーション』（北大路書房、1998年）pp.22-23
- ^ J.D.Ingle & S.R.Crouch, "Spectrochemical Analysis" Prentice Hall, 1988.
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