Signalverarbeitung ist ein Gebiet der Systemtechnik, Elektrotechnik und angewandten Mathematik, die sich mit Operationen auf oder Analyse von Signalen entweder in der getrennten oder in dauernden Zeit befasst. Signale von Interesse können Ton, Images, zeitändernde Maß-Werte und Sensordaten, zum Beispiel biologische Daten wie Elektrokardiogramme, Regelsystem-Signale, Fernmeldeübertragungssignale und viele andere einschließen. Signale sind analoge oder digitale elektrische Darstellungen von zeitändernden oder physischen Raum-Unterschiedlichmengen.

Typische Operationen und Anwendungen

Die Verarbeitung von Signalen schließt die folgenden Operationen und Algorithmen mit Anwendungsbeispielen ein:

• Die Entstörung (zum Beispiel in Ton-Steuerungen und Equalizern)
• Glanzschleifen, deblurring (zum Beispiel in der Bilderhöhung)
• Anpassungsfähige Entstörung (zum Beispiel für die Echo-Annullierung in einem Konferenztelefon oder denoising für die Flugzeugsidentifizierung durch den Radar)
• Spektrum-Analyse (zum Beispiel in der Kernspinresonanz-Bildaufbereitung, tomographic Rekonstruktion und OFDM Modulation)
• Digitization, Rekonstruktion und Kompression (zum Beispiel, Bildkompression, das gesunde Codieren und andere Quellcodieren)
• Lagerung (in Digitalverzögerungslinien und Hall)
• Modulation (in Modems und Radioempfängern und Sendern)
• Synthese von Wavetable (in Modems und Musik-Synthesizern)
• Eigenschaft-Förderung (zum Beispiel Rede zum Text optische und Umwandlungscharakter-Anerkennung)
• Muster-Anerkennung und Korrelationsanalyse (in Ausbreitungsspektrum-Empfängern und Computervision)
• Vorhersage
• Eine Vielfalt anderer Operationen

In Nachrichtensystemen kann Signalverarbeitung an der OSI Schicht 1, die Physische Schicht (Modulation, Gleichung vorkommen, usw. gleichzeitig zu senden), in der sieben Schicht OSI Modell, sowie an der OSI Schicht 6, die Präsentationsschicht (das Quellcodieren, einschließlich der Konvertierung des Analogons-zu-digital und Datenkompression).

Geschichte

Gemäß Alan V. Oppenheim und Ronald W. Schafer können die Grundsätze der Signalverarbeitung in den klassischen numerischen Analyse-Techniken des 17. Jahrhunderts gefunden werden. Sie stellen weiter fest, dass die "Digitalisierung" oder Digitalverbesserung dieser Techniken in den Digitalregelsystemen der 1940er Jahre und der 1950er Jahre gefunden werden können.

Mathematische Themen haben sich durch die Signalverarbeitung umarmt

• Geradlinige Signale und Systeme, und gestalten Theorie um
• Systemidentifizierung und Klassifikation
• Rechnung
• Differenzialgleichungen
• Vektorräume und Geradlinige Algebra
• Funktionsanalyse
• Wahrscheinlichkeit und stochastische Prozesse
• Entdeckungstheorie
• Bewertungstheorie
• Optimierung
• Programmierung
• Numerische Methoden
• Wiederholende Methoden

Kategorien der Signalverarbeitung

Analoge Signalverarbeitung

Analoge Signalverarbeitung ist für Signale, die, als in Vermächtnis-Radio, Telefon, Radar und Fernsehsystemen nicht digitalisiert worden sind. Das schließt geradlinige elektronische Stromkreise wie passive Filter, aktive Filter, zusätzliche Mixer, Integratoren und Verzögerungslinien ein. Es schließt auch nichtlineare Stromkreise wie compandors, multiplicators (Frequenzmixer und spannungsgesteuerte Verstärker), spannungsgesteuerte Filter, spannungsgesteuerte Oszillatoren und phasenstarre Schleifen ein.

Signalverarbeitung der diskreten Zeit

Signalverarbeitung der diskreten Zeit ist für probierte Signale, die, wie definiert, nur an getrennten Punkten rechtzeitig betrachtet werden, und weil solcher rechtzeitig, aber nicht im Umfang gequantelt werden.

Analoge Signalverarbeitung der diskreten Zeit ist eine Technologie, die auf elektronischen Geräten wie Probe gestützt ist, und halten Sie Stromkreise, analoge Zeitabteilung multiplexers, analoge Verzögerungslinien und analoge Feed-Back-Verschiebungsregister. Diese Technologie war ein Vorgänger des Digitalsignals, das (sieh unten) in einer Prozession geht, und wird noch in der fortgeschrittenen Verarbeitung von Gigahertz-Signalen verwendet.

Das Konzept des Signals der diskreten Zeit, das auch in einer Prozession geht, bezieht sich auf eine theoretische Disziplin, die eine mathematische Grundlage für die Digitalsignalverarbeitung schafft, ohne quantization Fehler zu berücksichtigen.

Digitalsignalverarbeitung

Digitalsignalverarbeitung ist die Verarbeitung probierter Signale der digitalisierten diskreten Zeit. Verarbeitung wird durch Mehrzweckcomputer oder durch Digitalstromkreise wie ASICs, feldprogrammierbare Tor-Reihe getan oder hat Digitalsignalverarbeiter (DSP Chips) spezialisiert. Typische arithmetische Operationen schließen festen Punkt und Schwimmpunkt, reellwertig und Komplex-geschätzt, Multiplikation und Hinzufügung ein. Andere typische durch die Hardware unterstützte Operationen sind kreisförmige Puffer und Nachschlagetabellen. Beispiele von Algorithmen sind der Schnelle Fourier verwandelt Sich (FFT), der Filter der begrenzten Impuls-Antwort (FIR), der Filter der Unendlichen Impuls-Antwort (IIR) und die anpassungsfähigen Filter wie die Filter von Wiener und Kalman.

Felder der Signalverarbeitung

• Statistische Signalverarbeitung analysierende und herausziehende Information von Signalen und Geräusch, das auf ihren stochastischen Eigenschaften gestützt ist
• Audiosignal, das für elektrische Signale in einer Prozession geht, die Ton, wie Rede oder Musik vertreten
• Rede-Signal, das in einer Prozession geht, um gesprochene Wörter in einer Prozession zu gehen und zu interpretieren
• Image, das in Digitalkameras, Computern und verschiedenen Bildaufbereitungssystemen in einer Prozession geht
• Video, das in einer Prozession geht, um bewegende Bilder zu interpretieren
• Reihe, die in einer Prozession geht, um Signale von der Reihe von Sensoren zu bearbeiten
• Zeitfrequenz-Analyse, um nichtstationäre Signale zu bearbeiten
• Die in vielen Feldern verwendete Entstörung, um Signale zu bearbeiten
• Seismisches Signal, das in einer Prozession geht
• Daten, die abbauen

Siehe auch

• Geben Sie Subraum Zeichen

Zeichen und Verweisungen

Links

• Signal, das für Kommunikationen - gratis online Lehrbuch von Paolo Prandoni und Martin Vetterli (2008) In einer Prozession geht
• Wissenschaftler und Ingenieur-Handbuch zur Digitalsignalverarbeitung - gratis online Lehrbuch von Stephen Smith
• Rede-Erhöhung für den Androiden - Signal, das auf der Rede, einer Bildungsplattform für den Androiden in einer Prozession geht