信号処理
信号処理とは、信号の分析、解釈、操作のことです。信号には、音、画像、心電図などの生体信号、レーダー信号など、さまざまなものがあります。
このような信号の処理には、保存と再構成、ノイズからの情報の分離(レーダーによる航空機の識別など)、圧縮(画像圧縮など)、特徴抽出(テキストから音声への変換など)が含まれる。
信号の分類
アナログ信号の場合、オーディオ機器の音声信号の増幅やフィルタリング、電気通信の信号の変調や復調などの信号処理があります。デジタル信号の場合、信号処理にはデジタル信号の圧縮、エラーチェック、エラー検出が含まれます。
- アナログ信号処理-従来のラジオ、電話、レーダー、テレビシステムに見られるようなデジタル化されていない信号
- デジタル信号処理-デジタル化された信号の処理。ASIC、FPGA、汎用マイクロプロセッサやコンピュータなどのデジタル回路、または専用のデジタル信号処理チップによって処理される。
- 統計的信号処理-信号の統計的性質に基づく解析と情報の抽出
- オーディオ信号処理-音楽など音を表す電気信号の処理。
- 音声信号処理-話し言葉の処理と解釈のため
- 画像処理-デジタルカメラ、コンピュータ、各種画像システム
- 動画像を読み解くための映像信号処理
- アレイプロセッシング(センサーアレイからの信号処理用
信号処理方法
信号処理とは、取得した信号の解析、解釈、操作を行うことである。計測の目的、計測方法、計測された信号の性質に応じて、計測された信号を処理する必要があります。信号を処理する場合、データの分布を知り、データを数式で表現することが不可欠なため、統計学が用いられます。つまり、信号処理を学ぶには、統計学(誤差の理論、算術平均、確率、確率変数、精度、詳細図など)を学ぶ必要があるのです。
テレメータなどの電気機器や通信機器から取得するため、ほとんどの場合、信号は規則的である。しかし、偶発的に発生する不規則な信号も多く、ぴったりと合う数式を見つけるのは難しい。ここでいう「不規則」とは、まだ起きていない結果を予測することが難しいという意味です。不規則信号が発生した場合、光子が必要となるため、それを測定し、計算する。