数字信号处理信噪比分析

摘要:介绍信噪比的内涵、归一化的意义以及相关的补偿原则等。现在利用数字处理来实现射线摄影已经是很平常的事情了，与传统的形式相比，其形成原因是影像探测器当中的主因对比度不同，主要体现在两者的乘积变换、因子形式的不同。归一化的提出，将数字射线成像与普通的成像技术进行了测量以及两者之间的等价处理研究。因此，研究探讨信噪比在数字处理当中的影响因素并加以分析具有实质性的意义。

关键词:数字处理;信噪比;影响因素

信噪比实质是一个声音的比值，通常也被人们称为讯噪比，其实指的是相关电子设备以及其他的电子系统当中信号与噪声两者的比例。在数字处理的电声器材当中都会用到信噪比。所以在国内研究信噪比的内涵以及归一化已经成为了热点话题，形成了一定标准的体系建设。数字模型的识别与缺陷、数字处理验证、空间基本的分辨率、射线衰弱系数等方面，提出信噪比系数，并形成补偿机制和补偿原则。在基础标准、方法检测等方面数字处理得到更好的技术规范。信噪比与数字射线摄影有很大的关系，以信噪比为参考对象，在工业射线中做比对参考以及对系统进行处理、分类，同样也是实现计算机当中数字射线系统的分类处理。

1影响信噪比的因素

目前，利用平板探测器对数字成像技术检测是主流的检测方式，在射线辐射量一定的情况下，可视为信号的响应因素是探测器的射量。如果射线辐的射量相同，那探测器响应信号当中存在的偏差数据就是噪音。依据噪声来源不同，又分为不同的形式。主要是量子响应噪声、电子响应噪声这两类。综合来看，信号的影响因素主要有以下几个方面:探测器材料之间的转换性能、填充元数的探测器像元、射线当中参数的检测以及设置，其中参数主要包括曝光的时间、射线辐的射量、探测器的源到距离、帧积分等［1］。能够对信号造成的影响因素包括:探测器材料转换当中的类型、对探测器状态的校准、射线参数的检测时间以及参数设置，其中参数又包括:合并的像素、平均的帧积分、散射因素等。对于探测器的射线转换，具体到电量的输出过程，主要包括X射线的射入、X射线的吸收、可见光的X射线、光发射以及转换电光等阶段。在电量输出过程中的射线转换如果只考虑射线的射入以及吸收阶段，并且探测器对射入的光子完全能吸收，那么得出一个结论:在探测器当中的信噪比与平方根下的射线辐的射量具有密切的关系。进而，利用泊分布模型，对探测器的射入光子产生的随机现象进行分析、研讨，在特定的时间，保证射线光子下落在探测器中的数量是随机性变量，将期望的定值或者是平均值设定为N1，则标准方差或者叫随机变量的方差也是N1，根据信噪比的计算通式SNK=S/N可以得出，这个时候的信噪比值为根号下N1［］。通过实际当中的检测以及实验，均表明在数字形式的探测器射线当中，其信噪比与射线辐的射入量两者之间是成平方根的正比例关系。

2信噪比的归一化

依据工业中射线系统对信噪比进行分类处理，工业上的射线主要由这几个部分组成:片基组件、结合层组件、乳剂的感光层组件、保护层组件等。其中乳剂的感光层组件中其含有的卤化银微粒，在大小、数量以及形状等方面直接决定了胶片的感光程度和速度。所以说，卤化银微粒在胶片的特性以及特质上具有很重要的影响。胶片的感光度以及信噪比等其他方面的提升需要微粒度比较大的卤化银。在计算机当中的射线系统分类通常把信噪比等指标划定在归一化的形式里面，也叫作规格化的信噪比。其计算公式如下:SNR_N=SNK×88．6/SR_b。通过对比发现，数字射线技术成像与普通的胶片技术其分辨率结果不同，主要是由于分辨空间的技术能力以及敏感的散射能力存在差异化，卤化银在工业中其银尺寸大约是0．510μm，所以在胶片技术中分辨空间技术的能力要高出很多，数字射线技术成像在探测单元的时候其尺寸大概在100μm，很明显，数字射线技术成像在分辨空间能力上要低于胶片技术成像［］。在检测射线过程中，肯定会存在工件上的缺陷情况，主要存在的缺陷有:工件体积上的缺陷、工件分散造成的细小缺陷、工件面状造成的缺陷等。其中工件体积上的缺陷其影响因素又分为以下几个方面:主要是针对可以检测出的性质来说明，包括射线当中的能量、胶片类型的不同、大小缺陷以及散射比等不同因素的干扰和影响。这些影响因素是有规律可循的，也可以用通式计算得出，其计算通式为:△D≈G•1n(1+△l÷I)/1n(10)≈0．434•G•△T•μ/(1+n)。当除去工件体积上的缺陷影响因素，以及可检测出的因素外，工件发散造成的细小缺陷、工件面状造成的缺陷还与检测不清晰、射线检测不明等影响因素相关。其计算通式有两种分别为:△D≈0．434G×［2d3÷3(2U+d)2］×［μ÷F(1+n)和△D≈0．434G×［1w÷(U+1sin+wcos)］×［μ÷F(1+n)］［4］。检测射线的不清晰度包括两个方面，一种是几何当中的不清晰度，另外一种是固有当中的不清晰度。在数字射线技术成像当中由于固有的探测器存在表较大的像元尺寸，所以固有的清晰程度等方面存在较大的差异。由此可知，两种成像技术在功能性以及体积缺陷等方面存在的差异较小，只是在检测的时候，面状的缺陷以及细小的缺陷会存在一定程度的差别。信噪比的归一化依据以上这几种计算公式，将不清晰的分辨率空间指标作为图像指标的不清晰度，并进而对归一化的比值设定为定值比例，这一原则看似对信噪的补偿机制比较合理。但是其处理形式和方式设定的不是很合理，与信噪比自身限制于像元面积的感光程度和反应规律也存在一定的不合理性，与此同时，对像元面积的感光度采集存在与实际现象偏差这一缺陷。在对信噪比进行归一化或者是进行归一化比度噪声处理分类的时候，应该从像元的尺寸以及像元的感光等层面，并依据实际情况对探测器的变化进行考虑分析。在进行样本的基本图像测验中，对空间的分辨进行判断的时候，应该明确排除对不清晰的几何的影响因素。在实际的检测射线数据中，在工件位置放置的应该是具有双线性质的像质针。测量得到的结果是不清晰的图像数据，这一概念与探测器不一样，在空间分辨指标上存在很大的差异。所以，在将不清晰图像的分辨指标与探测器的空间分辨指标进行替换时需要再次进行公式上的计算。经过计算得出归一化的噪音比其数值要求的指标不会发生改变，根据这一结果，对检测的合理性进行方法斟酌具有重要的意义。

3结语

综上所述，认识到噪音比的相关参数在数字处理技术中可以作为一个重要的参考指标，在检测过程中应该依据实际给予重视。还了解到其缺陷的可识别性与噪音比等相关参数指标具有很大的联系。因此，在实际的检测中，应该依据技术的检测特点以及缺陷要求制定合理的检测工艺以及测验方法。

参考文献:

［1］张金让．数字通信信号调制类型识别及参数分析算法研究［D］．西安:西安电子科技大学，2015．

［2］张志民．数字通信信号调制方式自动识别研究及实现［D］．长沙:国防科学技术大学，2012．

［3］王俊．应用于计算机视频信息截获的软件滤波降噪研究与实现［D］．北京:北京邮电大学，2011．

［4］朱昊．毫米波敏感器信号检测与处理［D］．南京:南京工业大学，2005．

作者:王丽英 单位:山西省无线电监测站