出産前後の痔にはご注意!

SN比とダイナミックレンジの違い

イメージセンサの性能としてSN比とダイナミックレンジがあるそうですが、
この二つの違いがいまいち掴めません。

飽和出力信号と出力部で観測されるノイズ量との比がSN比、
最大入力物理量(出力信号が飽和する入力物理量)と
最小入力物理量(ノイズと区別ができ始める入力物理量)との比が
ダイナミックレンジなのでしょうか?

要するに、イメージセンサにおいては、
出力(信号電圧)の最大・最小比がSN比、
入力(光量)の最大・最小比がダイナミックレンジという考えでよろしいのでしょうか?

A 回答 (1件)

>最大入力物理量(出力信号が飽和する入力物理量)と


最小入力物理量(ノイズと区別ができ始める入力物理量)との比が
ダイナミックレンジなのでしょうか?

大筋では、そのようにお考え頂いて結構です。

一方、SN比は、信号量 (signal) と雑音量 (noise)の比です。
半導体は、熱を帯びたり不純物があったり格子欠損で、正常な信号とは別に、電子が勝手に動き回るのでノイズとなって表れます。
これらノイズは、正常な出力信号が強いと問題になりませんが、長時間露光や、ISO感度を上げる、即ち弱い正常信号を増幅すると、不要なノイズも増幅されてSN比が悪化するのです。
    • good
    • 1

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q16bitはダイナミックレンジが97.8dB

16bitが表現できるダイナミックレンジが97.8dBとあります。
これはどういう理屈で導き出されているのでしょうか?

すみません、難しい計算式を理解する数学力はないので、なるべく文章でお願いします。

Aベストアンサー

 そもそも、「ダイナミックレンジ」とは、「最小音と最大音の比率」ということです。最小の音に比べて、最大何倍まで大きな音を出すことができるか、ということです。値が大きいほど「小さい音から大きな音まで、幅広く出せる」ということです。

 CD、ハイレゾ音源などは、アナログ波形の大きさ(振幅=音の大きさ)を「デジタル数値」に変換して記録、再生します。デジタル数値16ビットで表現できる最小音は2進法で「0000 0000 0000 0001」(10進法で「1」)、最大音は2進法で「1111 1111 1111 1111」(10進法で「65,535」=2の16乗 マイナス1)ということです。

 これでは値が大きいので、「3桁(1000倍)か4桁(1万倍)か」といった「桁数」に相当する「対数」で表現するようにしたのが「dB」(デシベル)という単位です。元の数値 X (たとえば「65,535」)をデシベルの値に変換するには、

  デシベル=20 × log(X)

で計算します。ご参考まで「小学生でも分かるデシベル(dB)の話」
        ↓
http://macasakr.sakura.ne.jp/decibel.html

 そもそも、「ダイナミックレンジ」とは、「最小音と最大音の比率」ということです。最小の音に比べて、最大何倍まで大きな音を出すことができるか、ということです。値が大きいほど「小さい音から大きな音まで、幅広く出せる」ということです。

 CD、ハイレゾ音源などは、アナログ波形の大きさ(振幅=音の大きさ)を「デジタル数値」に変換して記録、再生します。デジタル数値16ビットで表現できる最小音は2進法で「0000 0000 0000 0001」(10進法で「1」)、最大音は2進法で「1111 1111 1111 1111」(...続きを読む

QS/N比について

画質を評価するためにS/N比を用いています.
このS/N比について質問です.

画像Aと画像Bと(8bit画像)のS/N比を求める時
両方とも0~255の値を持っているので
SNR=10log(255^2 / MSE) [dB]
という式で求まります.

そこで二つ質問があります.
(1)例えば値から158を引き,-158~157の値にした時のS/N比はどうなるのでしょうか?
同じように 255^2 で解いて良いのでしょうか?

(2)範囲が-568~567の時はどう計算すればよいのでしょうか?
(これは(1)が分かればOKな気もしますが・・・・)

以上の2点について教えて頂きたいです.

Aベストアンサー

ANo.1です。

> しかし,まだ(MSEの最大値)^2で引っかかります.
> 『画像解析ハンドブック』(東京大学出版会)には
> 信号波形の2乗平均,平均の2乗,ピーク値など
> 計算法が色々ありどれを用いたらよいのかわかりません.
> 分母にはMSE(雑音波形の2乗平均)を用いているので
> 分子も信号波形の2乗平均でしょうか?

勘違いをしていました。「MSEの最大値」は誤りです。
正しくは「ピーク値」です。申し訳ありません。

質問文中の式
SNR=10log(255^2 / MSE) [dB]
においては、分子にピーク値を用いていますね。
元画像が真っ白画像でなければ、
「信号波形の2乗平均」も「平均の2乗」も255^2にならないはずです。
なのでこれはPSNRではないでしょうか。

> (1)例えば値から158を引き,-158~157の値にした時のS/N比はどうなるのでしょうか?
> 同じように 255^2 で解いて良いのでしょうか?
>
> (2)範囲が-568~567の時はどう計算すればよいのでしょうか?
> (これは(1)が分かればOKな気もしますが・・・・)

値の範囲を0以上になるように調整してから
SNR値を考えるのではないでしょうか?

参考URL:http://en.wikipedia.org/wiki/PSNR

ANo.1です。

> しかし,まだ(MSEの最大値)^2で引っかかります.
> 『画像解析ハンドブック』(東京大学出版会)には
> 信号波形の2乗平均,平均の2乗,ピーク値など
> 計算法が色々ありどれを用いたらよいのかわかりません.
> 分母にはMSE(雑音波形の2乗平均)を用いているので
> 分子も信号波形の2乗平均でしょうか?

勘違いをしていました。「MSEの最大値」は誤りです。
正しくは「ピーク値」です。申し訳ありません。

質問文中の式
SNR=10log(255^2 / MSE) [dB]
においては、分子にピーク...続きを読む

Q開口数 NAって どんな数字のことですか??

レンズとかで 開口数 NAっていう数字を聞きますが、
(1)どんな意味なんでしょうか?

(2)その数字が大きいとどうで、小さいとどうなんでしょう?

(3)たとえば、一般的なものでは、どのくらいの数字が常識で
どのくらいの数字だと 限界だとか、すごいレンズだってことになるんでしょうか?

------

光学関係の本をちょっと見れば載っているのかもしれませんが、
不精ですいません。ここで質問させてください。


_

Aベストアンサー

NAの定義は、
NA = n * sinθ
です。(nは光路の屈折率)
いまレンズがあって、その先に焦点があるとします。
レンズを通った光が焦点に結ぶことを考えますと、レンズのどの位置の光も焦点一つに集まります。
ここで、レンズの両端から出た光が焦点に集まるとき、円錐状に光が集まる図を書くことが出来ますよね。
(イメージできます?円錐の頂点が丁度焦点です)
このときの、円錐を横から見た時の頂角が2θになります。
つまり、θは0より大きく、90度よりは小さくないといけません。
従って、NAも普通は0<NA<1の間の数値となります。
簡単には、焦点距離がfで、レンズの半径がrとすると、tanθ=r/fですから、これからθを求めてsinθを求めれば良いわけです。

さて、この数値は色んな目的に使われます。
一つは明るさです。一つの点から出た光は通常四方八方に進みますが、NAが大きいと取り込む角度が大きいので明るくなります。
もう一つは焦点深度です。NAが大きいと焦点から像がずれたときに、大きくぼけます。
最後に、解像度です。これの説明はちょっとやっかいですが、基本的に光は絶えず広がろうとする性質(回折)があると思って下さい。
そのため、もし非常に小さく絞り込もうとすると大きな角度θで絞り込まないと、光の広がろうとする性質がレンズに打ち勝ってしまって、絞り込め無くなります。

これまでの話で大体おわかりと思いますが、NAが小さい方は特別すごいことではありません。NAが大きい方はすごいことです。
用途によってすごさは変わってきますが、顕微鏡だと0.7位は特別ではないでしょう。0.8以上だと高解像度になってきます。
中には1.0とか、1を越える場合もあり、これはすごいことです。
ちなみに、1を越えるためには、光路を屈折率1以上の物質(実際には水溶液)でレンズと被測定対象物を満たしてあげます。

別の用途として、高精度レンズといえば半導体の回路を焼き付けるステッパー用レンズでしょう。これはNA=0.65位が普通、NA=0.7, 0.75だと高解像度、中にはNA=0.8という超高解像度のものもあります。

では。

NAの定義は、
NA = n * sinθ
です。(nは光路の屈折率)
いまレンズがあって、その先に焦点があるとします。
レンズを通った光が焦点に結ぶことを考えますと、レンズのどの位置の光も焦点一つに集まります。
ここで、レンズの両端から出た光が焦点に集まるとき、円錐状に光が集まる図を書くことが出来ますよね。
(イメージできます?円錐の頂点が丁度焦点です)
このときの、円錐を横から見た時の頂角が2θになります。
つまり、θは0より大きく、90度よりは小さくないといけません。
従って、NAも普通...続きを読む

Q"PAL"と"NTSC"って何ですか。

"PAL"と"NTSC"って何ですか。
これってビデオかなんかの規格ですか。
結構いそいでます。教えて下さい。

Aベストアンサー

テレビの規格で、解像度や電波送信の方法などが違ってきます。
日本ではNTSCですが、ヨーロッパ、中国はPALになっているそうです。
何らかの変換をしないと両者の画像は交換できないみたいです。

コンピューターで見れば大抵PALかNTSCかの選択が出来るようなので問題ないかもしれません。

参考URL:http://www1g.mesh.ne.jp/aloha/tushin/oubun/a69.htm

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q【Excel】3軸以上のグラフを作成できますか?

Excelでグラフを作成する場合
Y軸が2本で平面のグラフまでは
標準で用意されていると思うのですが、

例えば下のようなX軸が共通でY軸が3本以上必要となる(吸塵率「%」・粉塵量「個」・騒音レベル「dB」)
表をグラフ化する場合
どのようにすればいいのでしょうか?

銘柄   吸塵率% 排気中粒子 駆動音平均
手軽    16.3%      0個    54dB
排気0   13.4%    4000個    60dB
JET    35.3%    1000個    62dB
かるワザ 67.5%      0個    63dB

(表記中の固有名称その他は現実のそれとは何ら関係なく・またデータも説明用に一時的に作成されたものとする)

Aベストアンサー

 散布図でダミーのY軸を作成作れば、3軸でも4軸でも可能です。ただ、その軸をどのように配置するかという問題があります。
 また、3軸なら「三角グラフ」、4軸なら「Jチャート」というグラフもあります。2つとも散布図を工夫すれば、Excelで作成可能です。

 しかし、今回の表の場合は、作成元のデータを加工して、スネークプロット(縦の折れ線グラフ)またはレーダーチャートを作成したらいかがでしょうか。

 データの加工は、偏差値・達成率・最大値の対する比率などを使って基準を揃え、評価が高いほど値が高くなるように調整します。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q画像のSNR比の計算方法について

大学で、画像処理について研究をしています。

その研究の中で、画像のSNR比を計算する必要が生じたのですが、計算方法がわからないので、わかる方がいらっしゃいましたら、教えてください。

なお、Wikipediaの該当ページにそれらしい、計算方法が掲載されていますが、この場合は、画素が1点の場合の計算方法であり、画素が複数ある場合の計算方法もしくは、計算式を知りたいと考えています。

 Wikipediaノイズ:http://ja.wikipedia.org/wiki/SNR

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

時系列 (1次元) 信号の振幅を A(t) とすると,(瞬時) 電力 P(t) は
その2乗に比例するのでその比例定数を K とすると,

P(t) = K * A(t)^2

ある時間範囲 (普通は信号周期 T) の平均電力 P(average) は

P(average) = (1/T) ∫{0≦t<T} K * A(t)^2 * dt
     = (K/T) ∫{0≦t<T} A(t)^2 * dt

つまり平均電力は振幅 A(t) の2乗平均に比例する.

したがって A(t) の信号成分を S(t),雑音成分を N(t) とすると,

SNR = (∫{0≦t<T} S(t)^2 * dt) / (∫{0≦t<T} N(t)^2 * dt)


画像 (2次元) も同様に考えると,

SNR = (Σ{x, y} S(x, y)^2) / (Σ{x, y} N(x, y)^2)


"画像のSN比" で検索
http://www.google.co.jp/search?q=%22%E7%94%BB%E5%83%8F%E3%81%AESN%E6%AF%94%22&sourceid=navclient-ff&ie=UTF-8&rls=GGGL,GGGL:2006-34,GGGL:ja

時系列 (1次元) 信号の振幅を A(t) とすると,(瞬時) 電力 P(t) は
その2乗に比例するのでその比例定数を K とすると,

P(t) = K * A(t)^2

ある時間範囲 (普通は信号周期 T) の平均電力 P(average) は

P(average) = (1/T) ∫{0≦t<T} K * A(t)^2 * dt
     = (K/T) ∫{0≦t<T} A(t)^2 * dt

つまり平均電力は振幅 A(t) の2乗平均に比例する.

したがって A(t) の信号成分を S(t),雑音成分を N(t) とすると,

SNR = (∫{0≦t<T} S(t)^2 * dt) / (∫{0≦t<T} N(t)^2 * dt)


画像 (...続きを読む

Q別のシートから値を取得するとき

Worksheets("シート名").Activate
上記のを行ってから別シートの値を取得するのですが、
この処理を行うと指定したシートへ強制的にとんでしまいます。。。

※イメージ
For ~ To ~
  Worksheets("シートA").Activate
  シートAの値取得
       :
  Worksheets("シートB").Activate
  シートBの値取得
Next

このイメージ処理を行うとものすごい勢いで画面がチカチカします。。。
シートを変えずに他のシートから値を取得する方法はないのでしょうか。
教えてください!

Aベストアンサー

Worksheets("シートA").Range("A1")

みたいな感じでできませんか?


人気Q&Aランキング