Pengolahan sinyal adalah subbidang teknik elektro yang berfokus pada analisis, modifikasi, dan sintesis sinyal, seperti suara, gambar, medan potensial, sinyal seismik, pemrosesan altimetri, dan pengukuran ilmiah. Teknik pengolahan sinyal digunakan untuk mengoptimalkan transmisi, efisiensi penyimpanan digital, koreksi sinyal yang distorsi, kualitas video subjektif, serta untuk mendeteksi atau menyoroti komponen-komponen penting dalam suatu sinyal yang diukur.
Sejarah
Menurut Alan V. Oppenheim dan Ronald W. Schafer, prinsip-prinsip pengolahan sinyal dapat ditemukan dalam teknik-teknik analisis numerik klasik abad ke-17. Mereka lebih lanjut menyatakan bahwa penyempurnaan digital dari teknik-teknik ini dapat ditemukan dalam sistem kontrol digital pada tahun 1940-an dan 1950-an. Pada tahun 1948, Claude Shannon menulis makalah berpengaruh "A Mathematical Theory of Communication" yang diterbitkan dalam Bell System Technical Journal. Makalah tersebut meletakkan dasar untuk pengembangan sistem komunikasi informasi dan pengolahan sinyal untuk transmisi. Pengolahan sinyal berkembang dan berkembang pesat pada tahun 1960-an dan 1970-an, dan pengolahan sinyal digital menjadi sangat umum digunakan dengan chip prosesor sinyal digital khusus pada tahun 1980-an.
Definisi sinyal
Sinyal adalah suatu fungsi 
• deterministik (kemudian disebut sinyal deterministik) atau
• sebuah jalur 
Pengolahan sinyal dapat dibagi menjadi beberapa kategori utama:
-
Analog: Merupakan pengolahan sinyal untuk sinyal-sinyal yang belum didigitalkan, seperti pada sistem radio, telepon, dan televisi pada abad ke-20. Ini melibatkan rangkaian elektronik linier serta non-linier, termasuk filter pasif, filter aktif, mixer aditif, integrator, dan lainnya.
-
Waktu Kontinu: Mengolah sinyal yang bervariasi dalam domain kontinu, tanpa mempertimbangkan beberapa titik terputus secara individual. Metode pengolahan sinyal meliputi domain waktu, domain frekuensi, dan domain frekuensi kompleks. Ini membahas pemodelan sistem kontinu linier invarian waktu, integral respons nol sistem, dan filtering waktu kontinu sinyal deterministik.
-
Waktu Diskret: Merupakan pengolahan sinyal sampel, yang hanya didefinisikan pada titik-titik diskrit dalam waktu, dan sebagai hasilnya dikuantisasi dalam waktu, tetapi tidak dalam magnitudo. Ini adalah teknologi berbasis perangkat elektronik seperti sirkuit tangkap dan simpan, multiplexer waktu-division analog, dan lainnya.
-
Digital: Pengolahan sinyal digitized diskrit dalam waktu. Ini dilakukan oleh komputer umum atau melalui sirkuit digital seperti ASICs, FPGA, atau chip prosesor sinyal digital (DSP). Operasi aritmatika tipikal meliputi perkalian dan penambahan berbasis titik tetap dan titik mengambang.
-
Nonlinear: Melibatkan analisis dan pengolahan sinyal yang dihasilkan dari sistem non-linear, yang dapat berada dalam domain waktu, frekuensi, atau spasial-waktu. Sistem non-linear dapat menghasilkan perilaku yang sangat kompleks yang tidak dapat dihasilkan atau dianalisis menggunakan metode linear.
-
Polinomial: Jenis pengolahan sinyal non-linear, di mana sistem polinomial dapat diinterpretasikan sebagai ekstensi konseptual dari sistem linear ke kasus non-linear.
-
Statistik: Pendekatan yang memperlakukan sinyal sebagai proses stokastik, memanfaatkan properti statistik mereka untuk melakukan tugas pengolahan sinyal. Teknik statistik banyak digunakan dalam aplikasi pengolahan sinyal, seperti untuk memodelkan distribusi probabilitas dari noise dalam fotografi gambar.
Pengolahan sinyal memiliki aplikasi luas dalam berbagai bidang, termasuk:
- Pengolahan sinyal audio - untuk sinyal listrik yang mewakili suara, seperti pidato atau musik.
- Pengolahan gambar - dalam kamera digital, komputer, dan berbagai sistem pengindraan.
- Pengolahan video - untuk menafsirkan gambar bergerak.
- Komunikasi nirkabel - pembangkitan gelombang, demodulasi, penyaringan, dan ekualisasi.
- Sistem kontrol.
- Pengolahan array - untuk memproses sinyal dari berbagai sensor.
- Kontrol proses - berbagai sinyal digunakan, termasuk loop arus saat ini standar industri 4-20 mA.
- Seismologi.
- Pengolahan sinyal keuangan - menganalisis data keuangan menggunakan teknik pengolahan sinyal, terutama untuk tujuan prediksi.
- Ekstraksi fitur, seperti pemahaman gambar dan pengenalan ucapan.
- Peningkatan kualitas, seperti pengurangan noise, peningkatan gambar, dan pembatalan gema.
- Pemrosesan sumber termasuk kompresi audio, kompresi gambar, dan kompresi video.
- Pengolahan sinyal genomik.
- Dalam geofisika, pengolahan sinyal digunakan untuk memperkuat sinyal vs. kebisingan dalam pengukuran seri waktu data geofisika. Pengolahan dilakukan dalam domain waktu atau domain frekuensi, atau keduanya.
Dalam sistem komunikasi, pengolahan sinyal dapat terjadi di:
- Layer fisik dalam model OSI tujuh lapis, yaitu lapisan fisik (modulasi, ekualisasi, multiplexing, dll.).
- Lapisan data OSI, yaitu lapisan penghubung data (koreksi kesalahan maju).
- Lapisan presentasi OSI, yaitu lapisan presentasi (pemrosesan sumber, termasuk konversi analog-digital dan kompresi data).
Disadur dari: en.wikipedia.org