分析數(shù)字信號(hào)處理中信噪比影響因素

劉城郡

摘要：信噪比也被稱(chēng)為訊噪比，本質(zhì)上屬于聲音的比值。在數(shù)字化處理過(guò)程中，電聲器材均會(huì)應(yīng)用到信噪。數(shù)字模型缺陷與識(shí)別、空間基本分辨率以及數(shù)字處理驗(yàn)證等均存在信噪比系數(shù)，且逐漸形成補(bǔ)償機(jī)制和原則。在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上能夠有效規(guī)范數(shù)字處理技術(shù)，信噪比與數(shù)字射線(xiàn)攝影存在較大關(guān)聯(lián)性，將信噪比作為參考物，能夠有效處理和分類(lèi)系統(tǒng)，也能夠?qū)?shù)字射線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)處理。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào);信噪比;因素

引言

通信技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及電力電子領(lǐng)域中，數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)具有十分重要的作用。對(duì)于計(jì)算機(jī)不能識(shí)別的非數(shù)字語(yǔ)言，就希望通過(guò)輸入非數(shù)字語(yǔ)言到計(jì)算機(jī)中。而在人們的日常生活中，信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用隨處可見(jiàn)，人們也逐漸開(kāi)始注重?cái)?shù)字信號(hào)處理技術(shù)。隨著DSP出現(xiàn)以及應(yīng)用，進(jìn)而一定程度上推動(dòng)了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的合理應(yīng)用，使得數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)能夠得到更加廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

1、信噪比影響因素分析

目前，利用平板探測(cè)器對(duì)數(shù)字成像技術(shù)檢測(cè)是主流的檢測(cè)方式，在射線(xiàn)輻射量一定的情況下，可視為信號(hào)的響應(yīng)因素是探測(cè)器的射量。如果射線(xiàn)輻的射量相同，那探測(cè)器響應(yīng)信號(hào)當(dāng)中存在的偏差數(shù)據(jù)就是噪音。依據(jù)噪聲來(lái)源不同，又分為不同的形式。主要是量子響應(yīng)噪聲、電子響應(yīng)噪聲這兩類(lèi)。綜合來(lái)看，信號(hào)的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：探測(cè)器材料之間的轉(zhuǎn)換性能、填充元數(shù)的探測(cè)器像元、射線(xiàn)當(dāng)中參數(shù)的檢測(cè)以及設(shè)置，其中參數(shù)主要包括曝光的時(shí)間、射線(xiàn)輻的射量、探測(cè)器的源到距離、幀積分等。從總體上看，影響信號(hào)的因素主要包括以下幾點(diǎn)：射線(xiàn)參數(shù)設(shè)置與檢測(cè)、填充元數(shù)探測(cè)器像元、探測(cè)器材料轉(zhuǎn)換、探測(cè)器源到距離等。針對(duì)探測(cè)器射線(xiàn)轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，則需要注重電量的輸出與輸入，包含可見(jiàn)光X射線(xiàn)、X射線(xiàn)吸收及射入。在電量輸出期間，若僅僅注重射線(xiàn)射入和吸收，且探測(cè)器能夠完全吸收射入光子，則會(huì)得出以下結(jié)論：探測(cè)器信噪比與平方下的射線(xiàn)輻射量有關(guān)。通過(guò)泊分布模型研究和分析探測(cè)器射入光子所產(chǎn)生的隨機(jī)現(xiàn)象，在額定時(shí)間內(nèi)確保探測(cè)器中射線(xiàn)光子下落數(shù)量處于隨機(jī)變化狀態(tài)，按照信噪比計(jì)算公式可得，通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)檢測(cè)能夠看出，基于數(shù)字形式的探測(cè)器射線(xiàn)中，射線(xiàn)幅度與信嗓比攝入量存在平方關(guān)系。

2、信噪比歸一化

工業(yè)射線(xiàn)系統(tǒng)主要包含保護(hù)層組件、乳劑感光層組件、集合層組件等，其中乳劑能夠影響膠片的感光速度和程度，因此在膠片特質(zhì)上鹵化銀微粒具有顯著作用。提升信嗓比和膠片感光度則必須具備大微粒度的鹵化銀，按照工業(yè)中射線(xiàn)系統(tǒng)分類(lèi)處理信噪比。在計(jì)算機(jī)中，射線(xiàn)系統(tǒng)一般將納入到歸一化形式中，屬于具備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的信噪比。在對(duì)信噪比進(jìn)行歸一化或者是進(jìn)行歸一化比度噪聲處理分類(lèi)的時(shí)候，應(yīng)該從像元的尺寸以及像元的感光等層面，并依據(jù)實(shí)際情況對(duì)探測(cè)器的變化進(jìn)行考慮分析。

建立信號(hào)處理模型：經(jīng)過(guò)上述分析能夠看出，AD器件屬于數(shù)字信號(hào)處理的首要環(huán)節(jié)，其性能會(huì)極大影響信噪比。數(shù)字化信號(hào)會(huì)進(jìn)入到處理程序中進(jìn)行處理，該處理階段就屬于信號(hào)處理第二個(gè)環(huán)節(jié)，處理方法的性能會(huì)極大影響處理結(jié)果。在導(dǎo)航等信號(hào)處理中，必須應(yīng)用濾波以及變頻等處理方法，在變頻處理期間會(huì)產(chǎn)生本地信號(hào)，能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行混頻。本地信號(hào)信噪比也會(huì)影響變頻信號(hào)的信噪比。在混頻之后，信號(hào)會(huì)進(jìn)入到濾波器濾波，將高頻分量過(guò)濾掉，以此獲取基帶信號(hào)。當(dāng)本地信號(hào)應(yīng)用不同量化位數(shù)時(shí)，其與相乘結(jié)果截位前后信噪比有效位數(shù)。

測(cè)試結(jié)果分析：為了有效測(cè)試信噪諧波比和信噪比，需要使用FFT方法測(cè)試，獲取信號(hào)信噪比為45.87dB，信嗓諧波比為45.87dB，輸入有效位數(shù)之后，其結(jié)果為124bit。通過(guò)測(cè)試結(jié)果可知，本地信號(hào)ENOB、SNR會(huì)隨著量化位數(shù)的增加而提升;末截位變頻信號(hào)ENOB、SNR會(huì)隨著量化位數(shù)的增加而提升;截位后變頻信號(hào)SNR會(huì)隨著量化位數(shù)的增加而提升，但ENOB不會(huì)發(fā)生變化。

3、信號(hào)處理系統(tǒng)在電子信息工程實(shí)踐中的應(yīng)用

3.1、信號(hào)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

（1）數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的操作平臺(tái)結(jié)構(gòu)，是由兩方面內(nèi)容所共同構(gòu)成的，第一方面主要就是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，第二方面就是微機(jī)單元，在使用此種操作平臺(tái)的過(guò)程中，相對(duì)而言，具有較小的難度，同時(shí)具有相對(duì)較大的便利性。基于此，就需要在計(jì)算機(jī)微機(jī)斷輸入相關(guān)數(shù)字信息內(nèi)容，然后將輸入的信息內(nèi)容傳送到數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，該并且同時(shí)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行有效的處理。最終通過(guò)微機(jī)終端將處理的數(shù)字信息結(jié)果展示出來(lái)，方便人們對(duì)信息進(jìn)行查詢(xún)了解，最大程度上降低查詢(xún)的難度。（2）信號(hào)處理系統(tǒng)的功能。主要就是將相關(guān)的信息輸入到數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，從而使得信息準(zhǔn)確性以及真實(shí)性能夠得到有效保障，然后在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用低通濾波器，并且設(shè)置相應(yīng)的放大器，對(duì)于輸入進(jìn)去的信號(hào)電壓進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，使得輸入的電壓能夠充分滿(mǎn)足輸入通道的實(shí)際要求。

3.2、DSP在信號(hào)系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

（1）DSP信號(hào)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要通過(guò)ISA接口，它控制信號(hào)具體的傳輸。（2）DSP的信息數(shù)據(jù)和主控制器的具體操作由計(jì)算機(jī)端口進(jìn)行處理。（3）實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)對(duì)DSP信號(hào)系統(tǒng)的具體操作和設(shè)置，控制了系統(tǒng)界面，例如：對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)和具體條件的處理，成為工作人員的主要操作區(qū)域，另外，在實(shí)驗(yàn)界面上，相關(guān)人員不僅要對(duì)大量的DSP數(shù)字信息進(jìn)行運(yùn)算，還要將處理完的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，這個(gè)界面已成為DSP信號(hào)系統(tǒng)的重要組成部分。（4）程序軟件包括DSP信號(hào)系統(tǒng)以及它的各類(lèi)程序軟件，操作DSP工程系統(tǒng)的工作人員通過(guò)將這些軟件導(dǎo)入到實(shí)驗(yàn)界面中后，快速便捷的對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，認(rèn)識(shí)到噪音比的相關(guān)參數(shù)在數(shù)字處理技術(shù)中可以作為一個(gè)重要的參考指標(biāo)，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)該依據(jù)實(shí)際給予重視。還了解到其缺陷的可識(shí)別性與嗓音比等相關(guān)參數(shù)指標(biāo)具有很大的聯(lián)系。因此，在實(shí)際的檢測(cè)中，應(yīng)該依據(jù)技術(shù)的檢測(cè)特點(diǎn)以及缺陷要求制定合理的檢測(cè)工藝以及測(cè)驗(yàn)方法。