signaalbewerking

Signaalbewerking is een vakgebied dat zich bezighoudt met het analyseren, bewerken en synthetiseren van signalen met als doel informatie te extraheren, de signaalkwaliteit te verbeteren of signalen geschikt te maken voor transmissie, opslag of verdere verwerking. Het omvat zowel analoge als digitale methoden; tegenwoordig speelt digitale signaalbewerking (DSP) een centrale rol.

Signalen zijn functies van tijd, frequentie of ruimte en kunnen in het tijddomein, het frequentiedomein of in gecombineerde representaties worden weergegeven. Belangrijke concepten zijn onder meer sampling en reconstructie, ruis en vervorming, en modellering van bronnen en kanalen. Systemen worden vaak gemodelleerd als lineaire tijdinvariante systemen waarbij de uitgang de convolutie is van de ingang met een impulse respons. Frequentieanalyse gebeurt met Fourier-transformatie of verwante technieken (DFT/FFT), waarmee filtering en analyse van de frequentie-inhoud mogelijk zijn.

Filtering is een kernbewerking: laagdoorlaat-, hoogdoorlaat-, banddoorlaat- en notch-filters verwijderen ongewenste componenten of halen gewenste kenmerken naar voren. Andere technieken zijn adaptieve filtering, tijd- en frequentiedomeinbewerking en spectrale schatting. Toepassingen variëren van audio- en muziekbewerking en beeld- en videoprocessing tot telecommunicatie, radar en medische signaalbewerking.

Belangrijke praktische overwegingen zijn ruis, vervorming, quantisatie- en aliasingfouten, en bemonstering volgens het Nyquist-criterium. Implementaties vinden plaats in digitale signaalprocessoren, FPGA’s of software-gedreven systemen, en worden ondersteund door gestandaardiseerde coderingsformaten en toepassingen zoals PCM en compressie-indelingen zoals MP3 of AAC.