El processament de senyals (també anomenat tractament de senyals) és un subcamp d’enginyeria elèctrica que se centra a analitzar, modificar i sintetitzar senyals com ara so, imatges i mesures científiques.[1] Les tècniques de processament del senyal es poden utilitzar per millorar la transmissió, l'eficiència de l'emmagatzematge i la qualitat subjectiva i també per emfatitzar o detectar components d’interès en un senyal mesurat.[2]
Els senyals que poden ésser tractats poden provenir de fonts molt diverses, tot i que, majoritàriament, es tracta de senyals elèctrics, o que han estat convertits en elèctrics mitjançant captadors i transductors.
Segons Alan V. Oppenheim i Ronald W. Schafer, els principis del processament del senyal es poden trobar a les tècniques d’anàlisi numèrica clàssica del segle xvii. A més, afirmen que el refinament digital d’aquestes tècniques es pot trobar en els sistemes de control digital dels anys quaranta i cinquanta.[4]
El processament del senyal va madurar i va prosperar als anys seixanta i setanta, i el processament digital del senyal es va utilitzar àmpliament als anys vuitanta amb xips especialitzats processadors digitals de senyals.[6]
Els senyals poden ésser analògics i digitals. Els primers poden provenir de captadors (o captadors+transductors) com ara un micròfon (que capta sons), una sonda termomètrica (que capta temperatures), una sonda baromètrica (que capta pressions), un velocímetre, un acceleròmetre, etc. Els senyals analògics es caracteritzen per representar magnituds que varien de forma contínua, que poden tenir, a priori, qualsevol valor. Els valors d'aquestes magnituds es coneixen també d'una forma contínua en el temps.
Els senyals digitals, per altra banda, poden provenir d'ordinadors, de sistemes que llegeixen suports digitals (com ara un CD) o bé han estat convertits per un conversor analògic-digital. Aquests senyals es caracteritzen per ésser representats per mitjà d'una certa quantitat de nombres (dígits). Així, els valors que poden prendre les magnituds representades digitalment són sempre graons d'una certa escala. Per altra banda, els valors digitals no es coneixen de manera contínua en el temps, sinó que se'n prenen mostres amb una certa freqüència, o quan esdevé alguna circumstància d'interès.
No obstant la simplicitat del tractament analògic, la tendència actual és cap a la digitalització del senyal i el seu posterior tractament digital mitjançant ordinadors o altres sistemes basats en microprocessadors. D'entre els basats en microprocessadors, n'hi ha un tipus anomenat processador digital del senyal (DSP) especialment pensat per a aquesta mena d'operacions.
El processament estadístic del senyal és un enfocament que tracta els senyals com a processos estocàstics, utilitzant les seves propietats estadístiques per realitzar tasques de processament de senyal.[7] Les tècniques estadístiques s'utilitzen àmpliament en aplicacions de processament de senyals. Per exemple, es pot modelar la distribució de probabilitat del soroll produït en fotografiar una imatge, i construir tècniques basades en aquest model per reduir el soroll a la imatge resultant.
El processament no lineal del senyal implica l'anàlisi i el processament de senyals produïts a partir de sistemes no lineals i poden ser en els dominis de temps, freqüència o espaciotemporal.[8][9] Els sistemes no lineals poden produir comportaments molt complexos, incloses les bifurcacions, caos, harmònica, i subharmònica que no es poden produir ni analitzar mitjançant mètodes lineals.
El processament de senyal polinomial és un tipus de processament de senyal no lineal, on els sistemes polinòmics es poden interpretar com a extensions conceptualment directes de sistemes lineals en cas no lineal.[10]
Mineria de dades – per a l'anàlisi estadística de relacions entre grans quantitats de variables (en aquest context que representen molts senyals físics), per extreure patrons interessants desconeguts fins ara
Processament de senyals financers – analitzar dades financeres mitjançant tècniques de processament de senyals, especialment amb finalitats de predicció.
↑Alan V. Oppenheim and Ronald W. Schafer. Discrete-Time Signal Processing. Prentice Hall, 1989, p. 1. ISBN 0-13-216771-9.
↑Vignolo Barchiesi, Juan «Procesamiento Digital de Señales». Ediciones Universitarias de Valparaíso, 2008. Arxivat de l'original el 2021-09-27 [Consulta: 1r setembre 2021].
↑ 6,06,1Fifty Years of Signal Processing: The IEEE Signal Processing Society and its Technologies, 1948–1998. The IEEE Signal Processing Society, 1998.
↑ 8,08,1Billings, S. A.. Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains. Wiley, 2013. ISBN 978-1119943594.
↑ «A New Approach to Signal Processing of Spatiotemporal Data». A: 2018 IEEE Statistical Signal Processing Workshop (SSP). IEEE Xplore, 2018, p. 338–342. DOI10.1109/SSP.2018.8450704. ISBN 978-1-5386-1571-3.
↑V. John Mathews; Giovanni L. Sicuranza Polynomial Signal Processing. Wiley. ISBN 978-0-471-03414-8.