影像之信號雜訊比

試證明如果影像經過n次取像再求取平均值而得,則影像之信號雜訊比的平方值也將提高n倍。

假設有一影像之信號

Gi(x,y)=S(x,y)+Ni(x,y)

Gi(x,y)為第i次取像之灰度值。

S(x,y)為影像之信號值。

Ni(x,y)為第i次取像之雜訊大小。

 

考慮及第i次取像之整體(the ith ensemble)雜訊為隨機分佈之情形,我們可以推測:

e {Ni(x,y)}=0

其中 e {}為一推測或期望運算子( expectation operator)e {Ni(x,y)}則為第i次取像之整體(the ith ensemble)雜訊之平均值。至於影像之雜訊值則可使用一般求取信號函數有效值的概念,也就是將影像整體雜訊平方後求取平均值再開根號而得,亦即即能代表影像之雜訊值。

 

影像之信號雜訊比SNR(signal noise ratio)可定義為

SNR=影像之信號值 / 影像雜訊值= S(x,y) /

 

影像之信號雜訊比平方則為SNR2 = S(x,y) 2 /

 

如果影像經過n次取像再求取平均值而得,亦即

G(x,y)= [S(x,y)+Ni(x,y)]

G (x,y)n次取像之平均灰度值。

此時影像之信號雜訊比平方則變為SNR‘2 = S(x,y) 2 /

將上式之N提出,

SNR‘2 =

=

=

 

 

=+

i¹ j

但前面提及取像之整體雜訊為隨機分佈之情形,同理我們可以推測:

=0

i¹ j

因此原式化為

SNR‘2=

=

=

 

最後我們可得 SNR‘= SNR ,這表示如果影像經過n次取像再求取平均值而得,則影像之信號雜訊比將提高倍。

 


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