Xử lý tín hiệu số (DSP)

Xử lý tín hiệu số (DSP) là một lĩnh vực điện toán liên quan đến việc xử lý tín hiệu số. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ điện tử tiêu dùng đến hệ thống điều khiển công nghiệp đến viễn thông. Nó có thể được sử dụng để phân tích, tổng hợp và điều chế/giải điều chế.

DSP thường được thực hiện bằng bộ xử lý của máy tính, đôi khi được gọi là bộ xử lý tín hiệu số (DSP). Điều này thường được thực hiện bằng cách thực thi các thuật toán được viết bằng phần mềm hoặc bằng cách sử dụng phần cứng chuyên dụng cho các tác vụ DSP, chẳng hạn như Bộ xử lý tín hiệu số (DSP) và Mảng cổng lập trình trường (FPGA).

Việc sử dụng DSP rất phổ biến trong điện toán hiện đại và được sử dụng trong các ứng dụng như xử lý âm thanh và video, xử lý hình ảnh, nhận dạng giọng nói, viễn thông, truyền thông không dây, tổng hợp giọng nói, v.v.

Bản thân thuật toán DSP bao gồm hai thành phần chính: phân tích tín hiệu và xử lý tín hiệu. Trong phân tích tín hiệu, thuật toán DSP được sử dụng để trích xuất thông tin hữu ích từ một tín hiệu nhất định. Điều này có thể bao gồm trích xuất các tần số cụ thể, cách ly các tín hiệu cụ thể trong tập dữ liệu nhiễu hoặc nhận dạng các mẫu trong dữ liệu.

Trong xử lý tín hiệu, thông tin được trích xuất sau đó sẽ được xử lý hoặc thao tác theo một mục đích nhất định. Điều này có thể bao gồm chỉnh sửa tín hiệu, nén tín hiệu, khôi phục tín hiệu về dạng ban đầu hoặc làm cho tín hiệu có ý nghĩa hơn.

Các thuật toán DSP được lập trình bằng hợp ngữ hoặc các ngôn ngữ lập trình cấp cao như C, Java, v.v. Việc triển khai các thuật toán thường đạt được bằng cách sử dụng phần cứng bộ xử lý tín hiệu số hoặc thông qua các thư viện phần mềm chuyên dụng.

Thuật toán DSP rất quan trọng đối với nhiều loại hệ thống truyền thông kỹ thuật số, bao gồm mạng di động, truyền thông vệ tinh, xử lý âm thanh và video, v.v. Chúng cũng được sử dụng trong các tình huống mà quyền riêng tư là quan trọng, chẳng hạn như đài phát thanh kỹ thuật số và điện thoại kỹ thuật số, trong đó tín hiệu âm thanh phải được bảo mật khỏi các bên trái phép.

DSP còn có các ứng dụng trong xử lý tín hiệu cho các hệ thống quân sự và an ninh, hệ thống radar, hệ thống sonar, hình ảnh y tế và chẩn đoán y tế.

Cuối cùng, thuật toán DSP cũng được sử dụng trong nhiều sản phẩm điện tử tiêu dùng như tivi và máy nghe nhạc kỹ thuật số để nâng cao trải nghiệm người dùng.