SN比とは

SN比とは、取り出したい信号の大きさと、そこへ混ざり込むノイズの大きさの比です。 電子情報通信学会の知識ベースは、これを信号対雑音比（Signal to Noise Ratio：SNR）と呼び、信号の分散と雑音の電力の比としています。

定義・解説

駅のホームで隣の人の声が聞き取れるかどうかは、その人の声の大きさと、電車がどれだけ大きな音を立てているかの両方で決まります。声が同じでも、電車が通れば声は電車の音に埋もれ、電車が去れば聞き取れます。この「取り出したいものと、邪魔をするものの大きさの比」がSN比です。

電子情報通信学会の知識ベースは、圧縮した画像に生じる雑音を測る場面でSN比が使われるとし、原画像の信号分散と雑音電力の比をSNRと呼んでいます。以下は同学会の記述に沿います。この比を対数へ直してデシベル（dB）単位で表す理由は、信号のダイナミックレンジの広さにあります。人間の視覚がウェバー・フェヒナー則に従うことから、対数にした値のほうが人の感じる画質と合いやすいという効果も伴います。輝度信号が8ビットで表される場合は0から255の範囲になり、その最大振幅を使う指標をPSNRと呼びます。

同じ信号でも、ノイズしだいで読めるかどうかが変わります

SN比は、信号とノイズの大きさの比で決まります。左右の信号は同じ大きさでも、ノイズが大きい側では元の波の形が埋もれます。

同じ信号でも、ノイズが下がれば比は広がります

SN比は比なので、信号側を動かさなくてもノイズ側だけで変わります。電子情報技術産業協会（JEITA）の受信システム計算事例集には、その様子が数字で並んでいます。以下は同協会が示す衛星放送の計算例で、東京で45cmのアンテナを晴天時に使う条件です。

アンテナの出力レベルは−111.8dBWで、3つの場合とも同じです。受信コンバータの雑音指数が1.2dBのとき、受信アンテナの熱雑音は−131.5dBWとなり、C/N（搬送波対雑音比）は19.7dBになります。雑音指数が0.8dBなら熱雑音は−132.6dBWでC/Nは20.8dB、0.5dBなら熱雑音は−133.5dBWでC/Nは21.7dBです。信号側は動かさず、ノイズ側を下げただけで比が広がっています。

同協会の式は「C/N＝アンテナ出力レベル－アンテナ熱雑音」という引き算の形になっています。デシベルが対数の目盛りなので、比を求める割り算を引き算として書けます。

上げ方は、信号側とノイズ側の2通りあります

比なので、上げ方は2通りあります

SN比は割り算の形なので、分子の信号を大きくしても、分母のノイズを小さくしても上がります。ただし信号を増やすための構造変更がノイズも増やす場合があるため、両方を同時に測る必要があります。

信号側から上げる例が、ソニーセミコンダクタソリューションズの裏面照射構造です。同社の技術情報によれば、シリコン基板の裏側から光を当てることで、配線やトランジスタに邪魔されずに1つの画素へ入る光の量を増やせます。同社は2009年に裏面照射型CMOSイメージセンサーを商品化し、従来の表面照射型に比べて約2倍の感度と低ノイズを実現したとしています。

ノイズ側から上げる例が、同社の2層トランジスタ画素です。同社によれば、フォトダイオードと画素トランジスタの層を別々の基板に作って積層した結果、アンプトランジスタのサイズ拡大を実現し、夜景などの暗い場所の撮影で出やすいノイズを大幅に低減しました。同じ技術で飽和信号量も従来比約2倍になるため、分子と分母が同時に動く例でもあります。ここまでは同社の技術情報の記述です。

信号を増やす手が、ノイズも増やすことがあります

信号側に手を打つと、ノイズ側も一緒に増える場合があります。ソニーセミコンダクタソリューションズは裏面照射構造の技術情報で、裏面照射型では構造や工程に起因したノイズ、暗電流、欠陥画素、混色といった画質低下の要因が生じ、S/N比を低下させてしまう課題があったとしています。同社はこれに対し、裏面照射型に最適化した独自のフォトダイオード構造を発明し、感度の改善とノイズ・暗電流・欠陥画素の低減によって暗時ランダムノイズを改善したとしています。以上は同社の記述です。

光をたくさん取り込む構造にした時点で、分母のノイズも膨らんでいました。SN比が比であることの意味は、この場面に出ます。

信号を運ぶ距離も、ノイズの量を決めます

変換器を回路のどこへ配置するかも、ノイズの量を左右します。ソニーセミコンダクタソリューションズはカラムA/D変換回路の技術情報で、A/D変換器を画素の垂直列ごとに並列配置し、読み出したアナログ信号を最短で各列の変換器へ直接伝えるとしています。同社によれば、これでアナログ伝送中に混入するノイズが画質を落とす度合いを抑えられます。同社は、アナログとデジタルの両方の回路でノイズを打ち消すデュアルノイズキャンセル方式によって低ノイズを実現したとも記しています。以上は同社の記述です。

アナログのまま長い距離を運ぶほど、途中でノイズを拾います。早めにデジタルへ変えることが、分母を小さく保つ手になります。

変換そのものも、ノイズを持ち込みます

ノイズは、変換の内側でも生まれます。ロームの技術解説は、A/D変換のときにアナログ信号とデジタル信号の間に生じる誤差を量子化誤差と呼び、デジタル信号の差として判別できるアナログ信号の最小振幅を1LSBとしています。目盛りが粗いほど、丸めで捨てる分は大きくなります。分解能を上げることが、この持ち込み分を抑える手にあたります。

製品の仕様欄にも、そのまま並びます

ロームは2021年2月4日のニュースリリースで、オーディオデバイスの重要特性として低雑音（SN比）と低歪率（THD+N特性）を挙げ、高音質オーディオ機器向け32ビットD/AコンバータIC「BD34301EKV」が業界最高クラスの性能としてSN比130dB、THD+N−115dBを達成したとしています。同社製品の公表値です。数字が大きいほど、同じ信号に対してノイズが小さいことを表します。

数字の高さと、人の感じ方はずれる場合があります

電子情報通信学会の知識ベースは、PSNRが高い画像、すなわち劣化の程度が低い画像については、PSNRが主観画質とよく相関することが知られているとしています。一方で、PSNRが著しく低い画像や、画面内で品質に偏りがある場合には、主観画質との乖離が生じる場合があるとも記しています。以上は同学会の記述です。比の数字は読み取りやすさの目安になり、人が感じる良し悪しとは別に決まります。

よくある質問（FAQ）

SN比とは何ですか？

取り出したい信号の大きさと、そこへ混ざり込むノイズの大きさの比です。電子情報通信学会の知識ベースは、これを信号対雑音比（Signal to Noise Ratio：SNR）と呼び、信号の分散と雑音の電力の比としています。

なぜデシベル（dB）で表すのですか？

信号のダイナミックレンジが広いためです。電子情報通信学会の知識ベースは、比を対数へ直してデシベル単位で表す理由を、信号のダイナミックレンジの広さに求めています。同学会は、人間の視覚がウェバー・フェヒナー則に従うことから、対数にした値のほうが人の感じる画質と合いやすいという効果も伴うとしています。

SN比を上げるには、どうすればよいですか？

信号を大きくするか、ノイズを小さくするかの2通りがあります。ソニーセミコンダクタソリューションズの裏面照射構造は1つの画素へ入る光の量を増やす例で、同社の2層トランジスタ画素はアンプトランジスタを大きくしてノイズを下げる例にあたります。

信号を大きくすれば、SN比は必ず上がりますか？

信号を増やす構造変更が、ノイズも増やす場合があります。ソニーセミコンダクタソリューションズは、裏面照射型では構造や工程に起因したノイズ、暗電流、欠陥画素、混色といった要因が生じ、S/N比を低下させてしまう課題があったとしています。分子と分母が同時に動くため、両方を測る必要があります。

SN比と分解能は何が違いますか？

SN比は信号とノイズの大きさの比を表し、分解能は区別できる最小の変化幅を表します。目盛りをどれだけ細かくしても、その目盛りより大きなノイズが乗れば、読み取り値はノイズの分だけ揺れます。

SN比の数字は、どのくらいが良いのですか？

用途によって変わります。ロームは2021年2月4日のニュースリリースで、高音質オーディオ機器向けD/AコンバータICがSN比130dBを達成したとしています。同社製品の公表値です。一方でJEITAが示す衛星放送の計算例では、20dB前後のC/Nが並びます。

SN比が高ければ、見え方や聞こえ方は必ず良くなりますか？

数字と人の感じ方はずれる場合があります。電子情報通信学会の知識ベースは、PSNRが高い画像では主観画質とよく相関する一方、PSNRが著しく低い画像や画面内で品質に偏りがある場合には主観画質との乖離が生じる場合があるとしています。

比較・違いを学ぶ

分解能とは ── 区別できる最小の変化幅を表す指標です
ダイナミックレンジとは ── 扱える信号の上端と下端の幅を表す指標です

出典

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電子情報通信学会「知識の森 2群5編9章符号化画質」知識ベース公開PDF（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── SNRが信号分散と雑音電力の比であること、対数を取ってデシベルで表す理由、PSNRと主観画質の関係
電子情報技術産業協会「受信システム計算事例集」受信システム事業委員会公開PDF（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── C/Nを引き算で求める式と、雑音指数ごとのC/Nの値
ソニーセミコンダクタソリューションズ「裏面照射構造」技術情報（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── 受光量を増やす仕組み、約2倍の感度、S/N比を下げていた課題
ソニーセミコンダクタソリューションズ「2層トランジスタ画素」技術情報（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── アンプトランジスタの拡大による暗所ノイズの低減、飽和信号量が従来比約2倍になること
ソニーセミコンダクタソリューションズ「カラムA/D変換回路」技術情報（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── 列ごとの並列配置と、デュアルノイズキャンセル方式
ローム「高音質オーディオ機器向け32bit D/AコンバータIC「BD34301EKV」の一般販売を開始」ニュースリリース（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── 低雑音（SN比）が重要特性であること、SN比130dBという同社製品の公表値
ローム「A/Dコンバータ基本動作」エレクトロニクス豆知識（2026年8月30日にリンク生存を実測、200）── 量子化誤差と1LSBの意味