Relação sinal-ruído: diferenças entre revisões

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Adição de Imagens e início da seção "Melhorando SNR"
(Acréscimo dos aspectos de Definição Alternativa e inclusão de pesquisas de SNR em RM)
(Adição de Imagens e início da seção "Melhorando SNR")
== Definição Alternativa ==
 
Alternativamente, a Relação sinal-ruído é recíproca ao [[Coeficiente de Variaçãovariação]], isto é, a razão da [[Média]] do [[Desvio Padrão]] de uma medida de sinal.
 
:<math>
=== SNR em Imagens por Ressonância Magnética===
 
Esta defnição alternativa é comumente utilizada no processamento de imagens. Podemos usar, por exemplo, em [[Imagem por Ressonânciaressonância Magnéticamagnética]] (RM), onde a sua qualidade é medida através da relação SNR.
A Relação sinal-ruido mede, em termos qualitativos, o sinal puro de RM. Vários tipos de ruído acontecem no RM: influência térmica, artefatos devido a movimentos feitos pelo paciente, etc. Quanto maior for o valor de SNR, menor serão os fatores que contribuirão para a degradação da imagem. Na técnica de RM, o ruído forma uma imagem granulada que se sobrepõe à imagem de real estudo, prejudicando sua análise. Para aumentar a SNR, em um sistema de RM, quanto maior for o campo magnético, maio será a quantidade de hidrogênios a se alinharem com o campo, logo, haverá um ganho no sinal. Podemos dizer, então, que quanto maior o campo magnético, em técnicas de RM, maior será o SNR<ref>http://www2.ic.uff.br/~aconci/ResonanciaMagneticaNuclear.pdf</ref>.
 
O Modelo de Rose ("The Rose Criterion", nomeado após a morte de [[Albert Rose <ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Rose_(physicist)|Albert Rose]])</ref> diz que uma SNR de, ao menos, 5 é necessária para distinguir imagens com 100% de precisão; uma SNR menor que 5, não consegue certificar uma imagem com certeza de 100%. O Modelo de Rose também é utilizado para diminuir possíveis ruídos em técnicas de RM <ref>http://cds.ismrm.org/ismrm-2000/PDF2/0462.pdf</ref>.
 
== Melhorando a Relação sinal-ruído ==
 
Todas as medidas são perturbadas por ruído. O ruído pode ser eletrônico ou de eventos externos como: vento, vibrações, variações de temperatura, variações de humidade, etc. Para reduzir os possíveis ruídos e aumentar a razão SNR, é bem comum controlar o ambiente onde se é realizada a medição; quando as as características do ruído são diferentes daquelas que originam o sinal, é sempre possível filtrá-las.
 
=== Sinal Elétrico ===
 
Em um [[Sinal Elétrico]] com ruído, é comum utilizar um Amplificador Lock-In para modular e confinar o sinal com a uma estreita largura de banda. Um Lock-In geralmente tem a grande característica de reduzir ruídos e melhorar a Relação Sinal-Ruído (SNR) de sinais ruidosos até 60 dB, ou mais. Para se explorar ao máximo essa característica de redução de ruídos deve-se ajustar o ângulo da fase a fim de se obter um nível máximo da saída e adicionar ruído a seu sinal de entrada ajustando a SNR a um valor "muito ruidoso", algo perto de 0 dB, ou menos <ref>http://www.cbpf.br/~rastuto/lockin/</ref>. Logo em seguida, filtra-se o sinal resultante para a banda próxima em que ele reside, assim, eliminando a maioria dos ruídos existentes no sinal.
 
[[File:Noise effect.svg|thumb|Diferença entre um sinal elétrico limpo e com ruído]]
 
[[File:Filtered noise.jpg|thumb|Filtrando ruído de sinal através de Gaussiana]]
 
[[File:420 Lock-in Amplifier.jpg|thumb| Amplificador Lock-In]]
 
=== Sinal Digital ===
 
Quando a medição é digitalizada, o número de bits utilizados para representar o sinal de medição determina o máximo possível à relação de ruído. Isto é porque o nível de ruído mínimo possível é o erro causado pela quantização do sinal, por vezes, chamado de ruído de quantização. Esse nível de ruído é não linear e sinal dependente; Existem cálculos diferentes para diferentes modelos de sinal. Ruído de quantização é modelado como um sinal de erro analógico somado com o sinal antes quantização.
 
Esta máxima SNR teórica assume um sinal de entrada perfeito. Se o sinal de entrada é já ruidoso, o ruído do sinal pode ser maior do que o ruído de quantização. Real conversores de analógico para digitais também têm outras fontes de ruído que diminuem ainda mais o SNR em comparação com o máximo teórico do ruído de quantização idealizado, incluindo a adição intencional de exaltação.
 
Embora os níveis de ruído em um sistema digital pode ser expressa usando SNR, é mais comum o uso de Eb/N0 <ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Eb/N0</ref>, a energia por bit por ruído densidade espectral de potência.
 
A taxa de erro de modulação é uma medida do SNR em um sinal modulado digitalmente<ref>http://finslab.com/enciclopedia/letra-r/relacao-sinal-ruido.php</ref>.
== Definição informal ==
 
== Ver Também ==
* [[Decibel]]
* [[Sinal elétrico]]
 
== Referências ==
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