Цифровая обработка сигналов (DSP)

Цифровая обработка сигналов (ЦОС) - это область вычислительной техники, которая занимается обработкой цифровых сигналов. Она используется в различных приложениях - от бытовой электроники до промышленных систем управления и телекоммуникаций. Она может использоваться для анализа, синтеза и модуляции/демодуляции.

ЦОС обычно выполняется с помощью процессора компьютера, иногда называемого цифровым сигнальным процессором (ЦСП). Обычно это достигается путем выполнения алгоритмов, написанных в программном обеспечении, или с помощью специального оборудования для задач ЦОС, такого как цифровые сигнальные процессоры (DSP) и полевые программируемые вентильные матрицы (FPGA).

Применение ЦОС широко распространено в современных вычислительных системах и используется в таких приложениях, как обработка аудио и видео, обработка изображений, распознавание речи, телекоммуникации, беспроводная связь, синтез речи и многие другие.

Сам алгоритм ЦОС состоит из двух основных компонентов: анализ сигнала и обработка сигнала. При анализе сигнала алгоритмы ЦОС используются для извлечения полезной информации из заданного сигнала. Это может включать извлечение определенных частот, выделение определенных сигналов в зашумленном наборе данных или распознавание закономерностей в данных.

При обработке сигналов извлеченная информация затем подвергается манипулированию или обработке в соответствии с заданной целью. Это может включать редактирование сигнала, его сжатие, восстановление исходной формы или придание сигналу большей значимости.

Алгоритмы ЦОС программируются либо на языке ассемблера, либо на языках программирования высокого уровня, таких как C, Java и так далее. Реализация алгоритмов обычно достигается с помощью аппаратных средств цифрового сигнального процессора или с помощью специальных программных библиотек.

Алгоритмы ЦОС важны для многих типов цифровых систем связи, включая сотовые сети, спутниковую связь, обработку аудио и видео и многое другое. Они также используются в ситуациях, когда важна конфиденциальность, например, в цифровом радио и цифровой телефонии, где аудиосигналы должны быть защищены от несанкционированного доступа.

DSP также находит применение в обработке сигналов для военных систем и систем безопасности, радарных систем, систем гидролокации, медицинской визуализации и медицинской диагностики.

Наконец, алгоритмы DSP также используются в многочисленных продуктах бытовой электроники, таких как телевизоры и цифровые аудиоплееры, для улучшения пользовательского опыта.