Digitaalisignaalinkäsittelyä

Digitaalisignaalinkäsittely viittaa menetelmiin ja tekniikoihin, joita käytetään digitaalisten signaalien muokkaamiseen, analysointiin ja tulkintaan. Signaalit ovat tietoa, joka edustaa jotakin fyysistä tai abstrakteja ilmiötä, kuten ääntä, kuvaa, lämpötilaa tai rahoitusdataa. Digitaalinen muoto tarkoittaa, että signaali on esitetty diskreetteinä arvoina, jotka muodostavat numerosarjan.

Tämän prosessin keskeinen osa on signaalien muuntaminen analogisesta digitaaliseen muotoon, jos ne alun perin ovat analogisia. Tämä tapahtuu näytteenottimella, joka mittaa signaalin arvoa tietyin väliajoin, ja kvantisoijalla, joka määrittää jokaiselle näytteelle diskreetin arvon. Tämän jälkeen signaalia voidaan käsitellä digitaalisilla algoritmeilla.

Digitaalisignaalinkäsittelyyn kuuluu monenlaisia operaatioita. Yksi yleisimmistä on suodatus, joka poistaa tai vaimentaa tiettyjä taajuuksia signaalista. Esimerkiksi äänen kohinan poisto tai kuvan terävöittäminen hyödyntävät suodatusta. Toinen tärkeä alue on signaalin muunnos, kuten Fourier-muunnos, joka paljastaa signaalin taajuuskomponentit. Pakkaustekniikat, jotka vähentävät signaalin vaatimaa tallennustilaa tai lähetyskaistaa, ovat myös olennainen osa digitaalista signaalinkäsittelyä.

Sovellusalueita digitaalisignaalinkäsittelylle on lukemattomia. Televiestinnässä se on välttämätöntä tiedonsiirron ja signaalien parantamisen kannalta. Audioteollisuudessa sitä käytetään äänitehosteiden luomiseen ja äänenlaadun parantamiseen. Kuvankäsittelyssä ja tietokonenäössä se mahdollistaa kuvien muokkaamisen ja analysoinnin. Myös lääketieteellisessä kuvantamisessa ja monilla muilla teknologian aloilla digitaalisignaalinkäsittelyllä on keskeinen rooli.