信号处理

左边的信号看起来像噪音，但被称为频谱密度估计的信号处理技术显示，它包含五个定义明确的频率成分。信号处理是电气工程的一个分支领域，主要是分析、修改和合成信号，如声音、图像和科学测量。信号处理技术被用于优化传输、数字存储效率、纠正失真信号、主观视频质量，也可用于检测或准确定位测量信号中的相关成分。

模拟信号处理是针对未被数字化的信号，如20世纪的大多数广播、电话和电视系统。这涉及到线性电子电路和非线性电路。例如，前者是无源滤波器、有源滤波器、加法混频器、积分器和延迟线。非线性电路包括压缩器、乘法器（频率混合器、压控放大器）、压控滤波器、压控振荡器和锁相环。

连续时间信号处理是针对随着连续域的变化而变化的信号（不考虑一些单独的中断点）。信号处理的方法包括时域、频域和复频域。该技术主要讨论线性时变连续系统的建模、系统零态响应的积分、系统函数的设置和确定性信号的连续时间滤波。

离散时间信号处理是针对采样信号，只定义在离散的时间点上，因此在时间上是量化的，但在幅度上不是。模拟离散时间信号处理是一种基于电子设备的技术，如采样和保持电路、模拟时分复用器、模拟延迟线和模拟反馈移位寄存器。这种技术是数字信号处理的前身，目前仍被用于千兆赫兹信号的高级处理。离散时间信号处理的概念也指一门理论学科，它为数字信号处理建立了数学基础，而不考虑量化误差。

数字信号处理是对数字化的离散时间采样信号的处理。处理由通用计算机或数字电路完成，如ASIC、现场可编程门阵列或专门的数字信号处理器（DSP芯片）。典型的算术运算包括定点和浮点、实值和复值、乘法和加法。硬件支持的其他典型操作是循环缓冲器和查找表。算法的例子有快速傅里叶变换（FFT）、有限脉冲响应（FIR）滤波器、无限脉冲响应（IIR）滤波器，以及自适应滤波器，如维纳和卡尔曼滤波器。

非线性信号处理涉及对非线性系统产生的信号的分析和处理，可以在时间、频率或空间-时间域。非线性系统可以产生高度复杂的行为，包括分岔、混沌、谐波和亚谐波，这些都不能用线性方法产生或分析。多项式信号处理是非线性信号处理的一种类型，多项式系统可以被解释为在概念上是线性系统向非线性情况的直接延伸。

统计信号处理是一种将信号视为随机过程的方法，利用其统计特性来执行信号处理任务。统计技术被广泛用于信号处理的应用中。例如，人们可以对拍摄图像时产生的噪声的概率分布进行建模，并在此模型的基础上构建技术，以减少所得图像中的噪声。