signaalinkäsittelyteoriasta

Signaalinkäsittelyteoria on teoreettinen kehys, jota käytetään analysoimaan ja käsittelemään signaaleja. Signaali voidaan määritellä monella tavalla, mutta yleisesti ottaen se on tietoa esittävä fysikaalinen ilmiö. Signaalinkäsittelyteoria tarjoaa matemaattiset työkalut ja menetelmät, joilla näitä signaaleja voidaan muokata, analysoida ja tulkita.

Teorian keskeisiä käsitteitä ovat muun muassa signaalien esitysmuodot, kuten aikatasoiset ja taajuustasoiset esitykset. Aikatasoisessa esityksessä signaalin arvoa tarkastellaan ajan funktiona, kun taas taajuustasoisessa esityksessä analysoidaan signaalin sisältämiä eri taajuuskomponentteja. Fourier-muunnos on yksi tärkeimmistä työkaluista signaalien muuntamiseksi aikatasosta taajuustasoon ja päinvastoin.

Signaalinkäsittelyteoria käsittelee myös erilaisia operaatioita, joita signaaleille voidaan suorittaa. Näitä ovat esimerkiksi suodatus, joka poistaa tai vaimentaa tiettyjä signaalin osia, kvantisointi, joka muuntaa jatkuvat signaalit diskreeteiksi arvoiksi, ja pakkaus, joka pienentää signaalin esittämiseen tarvittavaa tiedon määrää. Lisäksi teoria tutkii kohinaa, eli ei-toivottuja signaaleja, ja menetelmiä sen vähentämiseksi tai poistamiseksi.

Sovellusalueita signaalinkäsittelyteorialla on lukuisia, kuten äänentoisto, kuvankäsittely, telekommunikaatio, lääketieteellinen kuvantaminen ja seismologia. Teorian ymmärtäminen on välttämätöntä monilla teknologian ja tieteen aloilla.