信号とノイズ

信号とノイズは、電気工学や通信の分野で使われる2つの用語です。信号とは、何らかの情報を伝える時間的・空間的な変数のことであり、ノイズとは、情報の見え方を低下させる信号に対する有害な作用のことである。信号の質を測るパラメータとしてよく使われるのがS/N比です。信号対雑音比が高いほど、信号の品質が高いことを意味します。

信号

信号とは、情報伝達物質のことです。情報を送るために使われる時間的に変化する量である。いろいろなものが信号として見えてきます。例えば、画像の画素、文章の行、空の色などは、すべて何らかの信号である。しかし、電気信号は最も研究され、使用されている信号の種類である。

信号は、アナログ信号とデジタル信号に分けられる。アナログ信号は任意の値をとることができるが、デジタル信号ではある特定の値に限定される。情報量は信号の重要なパラメータであり、エントロピーと呼ばれる。便宜上、信号は通常、周波数領域で分析される。

ノイズ

ノイズは、信号に対する不要な影響です。ノイズは、信号が媒体を通過する際に、様々な自然な理由で付加されます。ノイズは、信号の値をランダムに変動させ、信号が情報を伝えるプロセスを妨害することがあります。

騒音の原因は、自然的なものと人為的なものがあります。電子機器のノイズには、熱雑音、散乱粒子雑音、フリッカー雑音、バースト雑音、アバランシェ雑音など、さまざまな種類があります。統計的に定義されたノイズの種類として、ホワイトノイズとガウシアンノイズがあります。ノイズの中には避けられないものもあり、信号への影響を最小限に抑えるしかない。

信号に対するノイズの影響は、信号対ノイズ比（S/N）と呼ばれるパラメータで測定されます。S/N比が小さいほど、ノイズの影響は大きくなります。信号対雑音比が1より小さく、非常に小さい場合、信号に含まれる情報を明らかにすることは困難である。