Signaalinkäsittelyteoria

Signaalinkäsittelyteoria on laaja tieteenala, joka käsittelee signaalien tallentamista, muokkaamista ja välittämistä. Signaali on tietoa sisältävä fysikaalinen ilmiö, kuten ääni, kuva, sähköinen jännite tai radioaalto. Teoria tarjoaa matemaattisia työkaluja ja menetelmiä signaalien analysointiin ja manipulointiin.

Keskeisiä käsitteitä signaalinkäsittelyssä ovat muun muassa diskretointi, kvantisointi ja suodatus. Diskretointi muuntaa jatkuvan signaalin ajallisesti erillisiksi näytteiksi, kun taas kvantisointi määrittää näiden näytteiden arvot rajalliselle joukolle. Suodatus puolestaan pyrkii poistamaan signaalista ei-toivottuja osia, kuten kohinaa, tai korostamaan tiettyjä taajuuskomponentteja.

Signaalinkäsittelyllä on lukuisia sovelluksia eri aloilla. Äänisignaalien käsittelyä käytetään esimerkiksi musiikin tuotannossa, puheentunnistuksessa ja äänieristyksessä. Kuvankäsittely puolestaan on olennainen osa digitaalista valokuvausta, lääketieteellistä kuvantamista ja tietokonenäköä. Televiestinnässä signaalinkäsittely mahdollistaa datan tehokkaan siirron ja vastaanoton. Myös automaatiossa, mittaustekniikassa ja tieteellisessä tutkimuksessa hyödynnetään laajasti signaalinkäsittelyn periaatteita.