Unter digitaler Signalverarbeitung (DSP) versteht man die Manipulation und Analyse digitaler Signale mithilfe von Algorithmen und Rechentechniken. Dabei werden analoge Signale durch Abtast- und Quantisierungsprozesse in digitale Form umgewandelt. Sobald die Signale im digitalen Format vorliegen, können sie mithilfe verschiedener Algorithmen verarbeitet werden, um Aufgaben wie Filterung, Komprimierung, Modulation, Demodulation und Analyse auszuführen. DSP findet Anwendungen in verschiedenen Bereichen, darunter Telekommunikation, Audio- und Videoverarbeitungssysteme, Radar und Sonar sowie medizinische Bildgebungs- und Steuerungssysteme.
DSP bezieht sich im Allgemeinen auf die Techniken und Methoden, die zur Verarbeitung digitaler Signale verwendet werden. Diese Signale werden als Zahlenfolgen dargestellt, die mithilfe mathematischer Operationen und Algorithmen manipuliert werden können. DSP umfasst sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Anwendungen und umfasst den Entwurf und die Implementierung von Algorithmen in Software- oder Hardwaresystemen, um bestimmte Signalverarbeitungsziele zu erreichen. Es ermöglicht die Extraktion von Informationen aus digitalen Signalen, verbessert die Signalqualität und erleichtert die Echtzeitverarbeitung in verschiedenen technologischen Anwendungen.
Ein digitales Signalverarbeitungssystem bezieht sich auf eine vollständige Einrichtung oder ein Framework zur Verarbeitung digitaler Signale. Es umfasst Komponenten wie Analog-Digital-Wandler (ADCs) zur Umwandlung analoger Signale in digitale Form, digitale Signalprozessoren (DSPs) oder Spezialprozessoren zur Ausführung von Signalverarbeitungsalgorithmen sowie Software oder Firmware zur Steuerung des Verarbeitungsablaufs. Das System kann auch Peripheriegeräte wie Speicher, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und Energieverwaltungseinheiten umfassen. Digitale Signalverarbeitungssysteme sind so konfiguriert, dass sie bestimmte Aufgaben effizient und genau erledigen und dabei die Rechenkapazitäten der digitalen Technologie nutzen.
Ein digitales Signal ist ein zeitdiskretes Signal, das digitalisiert oder in ein digitales Format umgewandelt wurde, das für die Verarbeitung durch digitale Systeme geeignet ist. Bei dieser Konvertierung wird das Signal in regelmäßigen Abständen abgetastet und jede Abtastung in einen endlichen Satz digitaler Werte quantisiert. Digitale Signale können verschiedene Arten von Informationen wie Audio, Video, Datenströme, Sensormesswerte oder Steuersignale darstellen. Sie zeichnen sich durch ihre Diskretion in Zeit und Amplitude aus und ermöglichen eine präzise Manipulation und Analyse mithilfe von DSP-Techniken. Digitale Signale sind in der modernen Technologie für Kommunikations-, Computer-, Mess- und Steuerungsanwendungen, bei denen es auf Präzision, Zuverlässigkeit und Verarbeitungseffizienz ankommt, von wesentlicher Bedeutung.