【AI-1000问】为什么信号有单位而且是dB？

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【AI-1000问】为什么信号有单位而且是dB？

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你知道信号的单位dB的由来吗？

想必熟悉图像噪声和和图像信噪比的应该都听说过dB，一般监控摄像机的图像信噪比是50dB，信噪比的典型值一般为45-55dB，若为50dB，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60dB，则图像质量优良，不出现噪声。说了这么多dB，那你知道dB的由来吗？

作者/编辑 汤兴旺

 

dB在我们的生活中是一个常见的单位，如果你仔细观察，肯定多次见过。在无线通讯领域，衡量一个地点的某一无线基站通信信号强度我们用dB表示；在天线技术方面，dB是衡量天线性能的一个参数，名称为增益。

它是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想天线在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比，另外它还可以表示声音的大小。通过上面的举例你应该发现dB和通信的联系非常紧密。的确是的，它的由来就和通信相关，请看下面对它由来的解释。

通信工程师发现，有线通信的线路越长，信号越弱，10英里电缆的信号会衰减到1/10，20英里会衰减到1/100，30英里会衰减到1/1000......于是将这个衰减量用电话发明人Bel先生的名字进行了命名，其定义为：损失（Bel）=log10（输入功率/输出功率），然而Bel同电容中的F一样，单位显得太大，并不适用，因此加上1/10的前缀deci的首位小字母，成为dB。如果你把dB写成DB、db、Db，这都是都是不对的，以后一定要注意哟。

此后，该指标在图像领域被广泛用于评测图像的信噪比，最常用的就是峰值信噪比PSNR (Peak Signal to NoiseRatio)，它是原图像与处理图像之间均方误差(Mean Square Error)相对于(2^n-1)^2 的对数值，其中n是每个采样值的比特数，8位图像即为256。

PSNR越大表示失真越小，均方误差的计算如下：

其中M，N为图像的行与列数，μi,j是像素灰度平均值，fi,j即像素灰度值。

下面展示了JPEG和JPEG2000算法在不同压缩率下的PSNR，通常PSNR大于35的图像质量会比较好。

看出来了吧，极限就是50dB左右。

 

思考

你现在对dB的由来了解了吗？希望你能更好的掌握它。

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