Digitaalne signaalitöötlus (DSP)

Digitaalne signaalitöötlus (DSP) on arvutite valdkond, mis tegeleb digitaalsignaalide töötlemisega. Seda kasutatakse mitmesugustes rakendustes, alates tarbeelektroonikast kuni tööstuslike juhtimissüsteemideni ja telekommunikatsioonini. Seda saab kasutada analüüsiks, sünteesiks ja modulatsiooniks/demodulatsiooniks.

DSP tehakse tavaliselt arvuti protsessori abil, mida mõnikord nimetatakse digitaalseks signaaliprotsessoriks (DSP). Üldiselt täidetakse seda tarkvaras kirjutatud algoritme või kasutatakse DSP ülesannete jaoks spetsiaalset riistvara, näiteks digitaalseid signaaliprotsessoreid (DSP) ja programmeeritavaid väljalülitusi (FPGA).

DSP kasutamine on tänapäeva arvutitehnoloogias laialt levinud ja seda kasutatakse sellistes rakendustes nagu heli- ja videotöötlus, pilditöötlus, kõnetuvastus, telekommunikatsioon, traadita side, kõnesüntees ja palju muud.

DSP algoritm ise koosneb kahest põhikomponendist: signaalianalüüs ja signaalitöötlus. Signaalianalüüsis kasutatakse DSP algoritme, et saada antud signaalist kasulikku teavet. See võib hõlmata konkreetsete sageduste eraldamist, konkreetsete signaalide isoleerimist mürarikkast andmestikust või mustrite tuvastamist andmetes.

Signaalitöötluses manipuleeritakse või töödeldakse saadud teavet vastavalt konkreetsele eesmärgile. See võib hõlmata signaali redigeerimist, kokkusurumist, algse kuju taastamist või signaali sisukamaks muutmist.

DSP algoritmid programmeeritakse kas assembleri keeles või kõrgetasemelistes programmeerimiskeeltes nagu C, Java jne. Algoritmide rakendamine toimub tavaliselt digitaalsignaaliprotsessori riistvara või spetsiaalsete tarkvararaamatukogude abil.

DSP-algoritmid on olulised paljude digitaalsete sidesüsteemide jaoks, sealhulgas mobiilsidevõrkude, satelliitside, heli- ja videotöötluse ja muude süsteemide jaoks. Neid kasutatakse ka olukordades, kus privaatsus on oluline, näiteks digitaalraadio ja digitaaltelefoni puhul, kus helisignaalid peavad olema kaitstud kõrvaliste isikute eest.

DSP-d kasutatakse ka sõjaliste ja turvasüsteemide, radarisüsteemide, sonarisüsteemide, meditsiinilise pildi ja meditsiinilise diagnostika signaalitöötluses.

Lõpuks kasutatakse DSP-algoritme ka paljudes tarbeelektroonikatoodetes, näiteks televiisorites ja digitaalsetes audiomängijates, et parandada kasutajakogemust.