Home

Signaalinkäsittely

Signaalinkäsittely on tiede ja ala, joka keskittyy signaalien analysointiin, muokkaukseen ja tulkintaan siten, että saadaan haluttua tietoa tai parannetaan signaalin laatua. Signaalit voivat olla analogisia tai digitaalisiä ja ne voivat esiintyä esimerkiksi ääninä, sähköpulsseina, kuvat tai biologisina mittauksina. Signaalinkäsittelyä tarkastellaan sekä ajan domainissa että taajuudessa.

Keskeisiä käsitteitä ovat ajan ja taajuuden tarkastelu. Ajan analyysissä signaali tarkastellaan ajallisesti, kun taajuusanalyysissä signaalin komponentit

Digitaalinen signaalinkäsittely keskittyy signaalin näytteistykseen ja ohjelmalliseen prosessointiin. Keskeisiä työvälineitä ovat digitaaliset signaalit sekä algoritmit kuten

Signaalinkäsittelyä sovelletaan laajasti: ääni- ja puheenkäsittely, viestintä ja radiotekniikka, kuvan- ja videonkäsittely, biolääketieteelliset signaalit (EKG, EEG),

Osa signaalinkäsittelyä toteutetaan laitteistolla (analog- ja digitaalihardware) kuten sensorit, ADC:t, DAC:t, DSP-sirut tai mikro-ohjaimet; osa ohjelmallisesti

nähdään
spektrinä
Fourierin,
Laplacen
tai
Z-muunnosten
kautta.
Lineaariset
aikainvariantit
(LTI)
-järjestelmät
mallinnetaan
vastefunktiolla
ja
impulssivasteella.
Filtteröinti
muokkaa
signaalia
konvoluution
ja
siirtofunktion
avulla;
yleisiä
suodattimia
ovat
matala-,
ylä-,
kaista-
ja
notch-suodattimet.
FFT
(nopea
Fourier-muunnos),
FIR-
ja
IIR-suodattimet,
sekä
adaptiiviset
suodattimet
ja
spektrianalyysi.
Tiedon
palauttaminen
ja
rekonstruktio
sekä
melunpoisto
ja
pakkaus
ovat
tyypillisiä
tehtäviä.
radar-
ja
sonarijärjestelmät
sekä
seisminen
monitorointi
ja
teollinen
kunnossapito.
tietokone-
tai
pilvipohjaisessa
ympäristössä.
Yleisiä
työvälineitä
kehitykseen
ovat
MATLAB,
Python
(NumPy/SciPy),
Octave
sekä
erilliset
signaalinkäsittelykirjastot.