Signaalitöötluksen

Signaalitöötlus on signaalien analysointiin, muokkaamiseen ja syntetisointiin liittyvä tieteenala. Signaali voi olla mitä tahansa informaatiota edustavaa tietoa, kuten ääntä, kuvaa, videota, mittausdataa tai elektronisia pulsseja. Signaalitöötluksen tavoitteena on usein parantaa signaalin laatua, poistaa häiriöitä, eristää tiettyjä osia tai tunnistaa kuvioita.

Alan juuret ulottuvat 1900-luvun alkupuolelle, ja sen kehitys on ollut vahvasti sidoksissa matematiikan, tietoliikennetekniikan ja tietojenkäsittelytieteen edistysaskeliin. Nykyään signaalitöötlus on keskeisessä roolissa monilla teknologian aloilla. Sitä käytetään esimerkiksi puhelimissa ja musiikkinauhoituksissa äänen parantamiseen, digitaalisessa kuvankäsittelyssä ja videon pakkauksessa, lääketieteellisessä kuvantamisessa kuten MRI- ja röntgenlaitteissa, tutkajärjestelmissä, radioviestinnässä sekä monissa automaatio- ja ohjausjärjestelmissä.

Signaalitöötlus jaetaan usein kahteen pääluokkaan: analogiseen ja digitaaliseen signaalitöötlukseen. Analoginen signaalitöötlus käsittelee jatkuvia signaaleja käyttäen analogisia piirejä. Digitaalinen signaalitöötlus puolestaan muuntaa analogiset signaalit ensin digitaaliseen muotoon ja käsittelee niitä sitten digitaalisilla menetelmillä, kuten tietokoneilla tai erikoistuneilla prosessoreilla. Digitaalinen signaalitöötlus on yleistynyt merkittävästi sen joustavuuden, tarkkuuden ja kustannustehokkuuden vuoksi. Signaalitöötluksen menetelmiin kuuluvat muun muassa suodatus, modulaatio, Fourier-muunnokset ja kohinanvaimennus.