signaalitöötlussysteemeissä

Signaalitöötlussysteemit ovat järjestelmiä, jotka käsittelevät ja muokkaavat signaaleja eri tarkoituksiin. Signaali voi olla mikä tahansa fysikaalinen suure, joka vaihtelee ajan tai paikan suhteen ja sisältää tietoa. Tyypillisiä signaaleja ovat ääni, kuva, radiotaajuussignaalit ja anturidatat. Systeemin tehtävänä on muuttaa syötesignaali haluttuun muotoon, parantaa sen laatua tai poimia siitä relevanttia informaatiota.

Signaalitöötlussysteemit voidaan jakaa karkeasti analogisiin ja digitaalisiin systeemeihin. Analogisissa systeemeissä signaaleja käsitellään jatkuvina suureina käyttäen analogisia komponentteja kuten vastuksia, kondensaattoreita ja operaatiovahvistimia. Digitaalisissa systeemeissä signaalit muunnetaan ensin diskreeteiksi arvoiksi analogia-digitaalimuuntimilla (ADC). Tämän jälkeen signaalia käsitellään digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP) tai yleiskäyttöisellä tietokoneella algoritmien avulla. Digitaalinen signaalinkäsittely tarjoaa suuremman tarkkuuden, joustavuuden ja mahdollisuuden monimutkaisiin algoritmeihin.

Signaalitöötlussysteemeillä on lukuisia sovelluksia. Niitä käytetään esimerkiksi telekommunikaatiossa tiedonsiirtoon ja kohinan poistoon, lääketieteellisessä kuvantamisessa (kuten MRI ja röntgen) kuvien parantamiseen ja analysointiin, audiotuotannossa äänen muokkaukseen ja parantamiseen, sekä robotiikassa ja automaatiossa anturidatan tulkintaan ja ohjaukseen. Systeemin suunnitteluun sisältyy signaalin luonteen ymmärtäminen, sopivien algoritmien valinta ja toteutus sekä järjestelmän suorituskyvyn optimointi.