Signaalitöötlöinti

Signaalitöötlöinti on tieteenala, joka käsittelee signaalien muuntamista, analysointia ja muokkausta. Signaali on informaatiota sisältävä suure, kuten ääni, kuva, lämpötila tai paine, joka muuttuu ajan tai paikan suhteen. Signaalitöötlöinti on välttämätöntä monilla aloilla, kuten telekommunikaatiossa, lääketieteessä, kuvantamisessa, taloudessa ja teollisuudessa.

Signaalitöötlöinti voidaan jakaa karkeasti kahteen päätyyppiin: analogiseen ja digitaaliseen signaalitöötlöintiin. Analogisessa signaalitöötlöinnissä signaaleja käsitellään suoraan niiden alkuperäisessä analogisessa muodossa. Tämä tehdään usein elektronisilla piireillä. Digitaalisessa signaalitöötlöinnissä analoginen signaali muunnetaan ensin digitaaliseen muotoon (diskretisoidaan ja kvantisoidaan), minkä jälkeen sitä käsitellään tietokoneiden tai digitaalisten signaaliprosessorien (DSP) avulla. Digitaalinen signaalitöötlöinti on yleistynyt sen joustavuuden, tarkkuuden ja skaalautuvuuden vuoksi.

Yleisiä signaalitöötlöintimenetelmiä ovat suodatus, joka poistaa ei-toivottuja taajuuksia signaalista, muunnos (kuten Fourier-muunnos), joka paljastaa signaalin taajuuskomponentit, pakkaus, joka vähentää signaalin vaatimaa tallennustilaa tai kaistanleveyttä, ja tunnistus, joka etsii tietyntyyppisiä kuvioita tai tapahtumia signaalista. Signaalitöötlöinnin sovelluksia ovat esimerkiksi puheentunnistus, kuvankompressointi, melunvaimennus ja lääketieteellisten kuvien parantaminen.