Ero sivun ”Digitaalinen signaalinkäsittely” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Selaa historiaa interaktiivisesti
[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Thijs!bot (keskustelu | muokkaukset)
166 217 muokkausta
laajensin vähän ja tein alaotsikoita
Rivi 1: Rivi 1:
'''Digitaalinen signaalinkäsittely''' ({{k-en|''Digital Signal Processing, DSP'', myös ''Processor''}}), usein myös pelkkä ''signaalinkäsittely'' on digitaalisessa muodossa esitettyjen signaalien käsittelyä [[numeerinen laskenta|numeerisen laskennan]] menetelmin. Digitaalisen signaalinkäsittelyn merkitys on kasvanut voimakkaasti viime vuosikymmeninä tietokoneiden [[laskentateho|laskentatehon]] yleistyessä ja yhä uusien sovelluskohteiden avautuessa. Digitaalisen signaalinkäsittelyn alaan kuuluu keskeisesti myös [[analoginen|analogisten]] signaalien muuttamisen [[digitaalinen|digitaaliseksi ]] ja päinvastoin. Useimmat digitaaliset signaalit ovatkin digitaaliseksi muuutettuja analogisia signaaleja, esimerkiksi analogisia audiosignaaleja eli [[ääni|ääntä]].
'''Digitaalinen signaalinkäsittely''' ({{k-en|''Digital Signal Processing, DSP''; myös ''Processor''}}) tarkoittaa analogisen signaalin muuttamista digitaaliseen (numeeriseen) muotoon ja tämän digitaalisen signaalin käsittelyä jollakin tavalla digitaalisesti [[tietokone]]ella tai [[digitaalinen signaaliprosessori|digitaalisella signaaliprosessorilla]]. [[Analoginen]] signaali muutetaan digitaaliseksi [[AD-muunnin|AD-muuntimella]] ja [[digitaalinen]] takaisin analogiseksi [[DA-muunnin|DA-muuntimella]]. DSP:n pohjalla on voimakkaasti [[matematiikka]].


==Digitaalisen signaalinkäsittelyn edut==
Signaalin käsittelytapoja ovat mm:
Ennen digitaalisen signaalinkäsittelyn kehittymistä vallalla oli analoginen signaalinkäsittely. Tällöin signaaleja käsiteltiin analogisten komponenttien, kuten kelojen ja kondensaattorien avulla.
* signaalin pakkaus tiiviimpään muotoon, esim. [[JPEG]]
* nopea [[Fourier-muunnos]] ([[FFT]]), spektrianalyysi
* [[Wavelet-muunnos]]
⚫
* [[puheentunnistus]] ja [[puhesynteesi]]
* [[digitaalinen suodatus]]
* [[kuvankäsittely|digitaalinen kuvankäsittely]]
* [[neuroverkot]]
* [[datafuusio]]


Analogisiin signaalinkäsittelymetodeihin verrattuna digitaaliset metodit antavat tarkemman tuloksen, ovat helpommin monistettavissa ja muokattavissa sekä ovat halvempia. Ne ovat myös eräiltä keskeisiltä osin merkittävästi suorituskykyisempiä.
Digitaalinen signaalinkäsittely on merkittävä osa tiedon uutta, kasvavaa merkitystä esim. [[tietoyhteiskunta|tietoyhteiskunnassa]]. Sodankäynnissä se näkyy [[informaatiosodankäynti|informaatiosodankäynnin]] merkityksen kasvuna.

==Keskeisiä menetelmiä==
Signaalit esitetään usein aika-akselin sijaan frekvenssiakselilla. Aikaulotteitteisten signaalien muuntaminen frekvenssiulotteiseksi tehdään usein [[Fourier-muunnos|Fourier-muunnoksella]].

Digitaalisen signaalinkäsittelyn keinoin voidaan suuresta joukosta dataa, joka sinänsä on vaikeasti tulkittavissa, saada esille dataa luettavassa, ymmärrettävässä ja käytettävässä muodossa. Triviaali esimerkki tästä on esimerkiksi keskustelun äänittäminen suuressa taustamelussa. Oleellisen datan esille saamiseksi käytetään [[digitaalinen suodatus|digitaalisia suodattimia]].

[[Analoginen]] signaali muutetaan digitaaliseksi [[AD-muunnin|AD-muuntimella]] ja [[digitaalinen]] takaisin analogiseksi [[DA-muunnin|DA-muuntimella]].

Signaaleja käsitellään usein joko tavallisella tietokoneella tai signaalinkäsittelytarkoitukseen erityisesti suunniteltuja [[digitaalinen signaaliprosessori|digitaalisella signaaliprosessorilla]]. Useat reaaliaikaiset säätöjärjestelmät edellyttävät digitaalisesen signaalinkäsittelyn keinoin käsiteltyä dataa.

==Joitain sovellusalueita==

* kuvankäsittely
** kuvion tunnistus
** robottinäkö
** animaatiot
** sääkarttojen tuottaminen satelliittikuvien perusteella

* äänenkäsittely
⚫
** puheentunnistus
** synteettinen puhe

* telekommunikaatio
** kaiun poisto
** videokonferenssi

* lääketiede
** röntgenkuvat
** [[EEG]]-aivokuvaus


==Lähteitä:==
==Lähteitä:==
Rivi 17: Rivi 39:
* [http://www.bdti.com/faq/dsp_faq.htm Usenet- keskusteluryhmä] digitaalisesta signaalinkäsittelystä (englanniksi)
* [http://www.bdti.com/faq/dsp_faq.htm Usenet- keskusteluryhmä] digitaalisesta signaalinkäsittelystä (englanniksi)
* [http://www.dspguide.com/ DSP kirja] verkossa (englanniksi)
* [http://www.dspguide.com/ DSP kirja] verkossa (englanniksi)
* [http://www.cs.tut.fi/kurssit/SGN-1200/Moniste.pdf Suomenkielinen opetusmoniste] verkossa
* Huttunen, Heikki: Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tampereen teknillinen yliopisto, Tampere 2005. ISSN 1459-4609, ISBN 952-15-1432-9. Saatavilla myös verkossa [http://www.cs.tut.fi/kurssit/SGN-1200/Moniste.pdf (pdf)].
* Ifeachor, Emmanuel C. ja Jervis, Barrie W.: Digital Signal Processing. A Practical Approach. Addison-Wesley 1993. ISBN 0 201 54413 X



{{tynkä/Tietotekniikka}}
{{tynkä/Tietotekniikka}}

Versio 20. tammikuuta 2007 kello 16.38

Digitaalinen signaalinkäsittely (engl. 'Digital Signal Processing, DSP, myös Processor'), usein myös pelkkä signaalinkäsittely on digitaalisessa muodossa esitettyjen signaalien käsittelyä numeerisen laskennan menetelmin. Digitaalisen signaalinkäsittelyn merkitys on kasvanut voimakkaasti viime vuosikymmeninä tietokoneiden laskentatehon yleistyessä ja yhä uusien sovelluskohteiden avautuessa. Digitaalisen signaalinkäsittelyn alaan kuuluu keskeisesti myös analogisten signaalien muuttamisen digitaaliseksi ja päinvastoin. Useimmat digitaaliset signaalit ovatkin digitaaliseksi muuutettuja analogisia signaaleja, esimerkiksi analogisia audiosignaaleja eli ääntä.

Digitaalisen signaalinkäsittelyn edut

Ennen digitaalisen signaalinkäsittelyn kehittymistä vallalla oli analoginen signaalinkäsittely. Tällöin signaaleja käsiteltiin analogisten komponenttien, kuten kelojen ja kondensaattorien avulla.

Analogisiin signaalinkäsittelymetodeihin verrattuna digitaaliset metodit antavat tarkemman tuloksen, ovat helpommin monistettavissa ja muokattavissa sekä ovat halvempia. Ne ovat myös eräiltä keskeisiltä osin merkittävästi suorituskykyisempiä.

Keskeisiä menetelmiä

Signaalit esitetään usein aika-akselin sijaan frekvenssiakselilla. Aikaulotteitteisten signaalien muuntaminen frekvenssiulotteiseksi tehdään usein Fourier-muunnoksella.

Digitaalisen signaalinkäsittelyn keinoin voidaan suuresta joukosta dataa, joka sinänsä on vaikeasti tulkittavissa, saada esille dataa luettavassa, ymmärrettävässä ja käytettävässä muodossa. Triviaali esimerkki tästä on esimerkiksi keskustelun äänittäminen suuressa taustamelussa. Oleellisen datan esille saamiseksi käytetään digitaalisia suodattimia.

Analoginen signaali muutetaan digitaaliseksi AD-muuntimella ja digitaalinen takaisin analogiseksi DA-muuntimella.

Signaaleja käsitellään usein joko tavallisella tietokoneella tai signaalinkäsittelytarkoitukseen erityisesti suunniteltuja digitaalisella signaaliprosessorilla. Useat reaaliaikaiset säätöjärjestelmät edellyttävät digitaalisesen signaalinkäsittelyn keinoin käsiteltyä dataa.

Joitain sovellusalueita

  • kuvankäsittely
    • kuvion tunnistus
    • robottinäkö
    • animaatiot
    • sääkarttojen tuottaminen satelliittikuvien perusteella
  • äänenkäsittely
    • puheentunnistus
    • synteettinen puhe
  • telekommunikaatio
    • kaiun poisto
    • videokonferenssi
  • lääketiede
    • röntgenkuvat
    • EEG-aivokuvaus

Lähteitä:

  • Usenet- keskusteluryhmä digitaalisesta signaalinkäsittelystä (englanniksi)
  • DSP kirja verkossa (englanniksi)
  • Huttunen, Heikki: Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tampereen teknillinen yliopisto, Tampere 2005. ISSN 1459-4609, ISBN 952-15-1432-9. Saatavilla myös verkossa (pdf).
  • Ifeachor, Emmanuel C. ja Jervis, Barrie W.: Digital Signal Processing. A Practical Approach. Addison-Wesley 1993. ISBN 0 201 54413 X


Tämä tietotekniikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Digitaalinen_signaalinkäsittely&oldid=2225973”