Die digitale Signalverarbeitung (DSP) ist ein Bereich der Technik, der die Verarbeitung analoger Signale mit Hilfe digitaler Techniken umfasst. DSP-Techniken werden verwendet, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln, die digitalen Signale zu verarbeiten und sie wieder in analoge Signale umzuwandeln. DSP-Techniken werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Audio- und Videoverarbeitung, in der medizinischen Bildgebung, in Radar- und Sonarsystemen, in der Telekommunikation und in Steuerungssystemen.
Die digitale Signalverarbeitung hat ein breites Spektrum an Anwendungen in vielen Bereichen der Technik. Sie wird in der Audio- und Videoverarbeitung, in der medizinischen Bildgebung, in Radar- und Sonargeräten, in der Telekommunikation und in Steuersystemen eingesetzt. DSP wird auch für Spracherkennungssysteme, Bild- und Videokompression, maschinelles Sehen und Robotik verwendet.
Die Entwicklung der digitalen Signalverarbeitung begann in den 1950er Jahren mit der Entwicklung von Digitalrechnern. Die erste praktische Anwendung der digitalen Signalverarbeitung erfolgte im Bereich der Spracherkennung. Seitdem wurde DSP in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der medizinischen Bildgebung bis zur Telekommunikation.
Die digitale Signalverarbeitung umfasst den Einsatz digitaler Techniken zur Verarbeitung analoger Signale. DSP-Techniken werden verwendet, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln, die digitalen Signale zu verarbeiten und sie wieder in analoge Signale umzuwandeln. DSP-Techniken basieren auf der Verwendung von digitalen Filtern, die zur Veränderung des Frequenzinhalts eines Signals eingesetzt werden.
Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung werden zur Verarbeitung digitaler Signale verwendet. Diese Algorithmen werden verwendet, um den Frequenzinhalt eines Signals zu verändern, Merkmale in einem Signal zu erkennen und die zur Darstellung eines Signals erforderliche Datenmenge zu reduzieren. Zu den in der DSP verwendeten Algorithmen gehören die schnelle Fourier-Transformation (FFT), die diskrete Fourier-Transformation (DFT), die Wavelet-Transformation und der Kalman-Filter.
Die digitale Signalverarbeitung erfordert spezielle Hardware, um die Algorithmen zu implementieren und die Signale zu verarbeiten. Die gebräuchlichste Art von DSP-Hardware ist der digitale Signalprozessor (DSP), ein spezieller Prozessor, der speziell für DSP-Anwendungen entwickelt wurde. DSP-Hardware wird in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. in der medizinischen Bildgebung, in der digitalen Audiotechnik und in der Telekommunikation.
Die digitale Signalverarbeitung bietet viele Vorteile gegenüber der traditionellen analogen Signalverarbeitung. Mit DSP-Techniken lassen sich Rauschen und Verzerrungen reduzieren, die Signalqualität verbessern und der Datendurchsatz erhöhen. DSP-Techniken sind auch effizienter als herkömmliche analoge Techniken und können zur Verringerung der Kosten und der Größe von elektronischen Systemen eingesetzt werden.
Die digitale Signalverarbeitung hat zwar viele Vorteile, aber auch einige Beschränkungen. DSP-Techniken sind nicht für alle Anwendungen geeignet und können spezielle Hardware und Algorithmen erfordern. DSP ist auch empfindlich gegenüber Rauschen und Verzerrungen und kann zusätzliche Signalverarbeitungstechniken erfordern, um diese Effekte zu reduzieren.