「信号処理」とは

質問

信号処理とは何ですか？（応用？）数学の一分野？広く浅く、わかりやすく教えてください。全くの初心者で、何をする分野なのかイメージが湧きません。そもそも、信号って何ですか？あの赤黄青の信号ですか？そんなレベルです。

回答No.2

ejty110 · ベストアンサー

工学でいう信号は一般に並みのことを表わします．
波は簡単なもので言えばsin波とかcos波です．
その信号を解析して，どういう特徴があるとか，
どこに有益な情報があるのかを調べていく学問です．
私も行なっている画像処理は信号処理の代表的な分野であると
思います．
また，信号処理の解析には数学を利用します．
微積・線形代数・複素数などかなり広い分野を利用します．
よく解析に使うものとしてフーリエ変換，ウェーブレット変換
などがあります．

お礼

ありがとうございました。信号処理＝数学と思っていいですね。

回答No.7

Pesuko

＞実験をする感じなんですか？ひたすら計算を鉛筆と紙で解く感じなのかな・・・

実務ではそんな事はしません。
ＦＦＴのユニットを買ってきて、ノイズに埋もれた信号を入力し
パラメーター設定で目的の信号を抽出する。
たとえば、ビデオデッキの製造工程なんかで
１台ごとにテスト動作をして
動作中のモーターの回転音の中に異音が混ざっていれば
偏心しているので、不良品として出荷しない。
等、実際に検査に取り入れてますよ。

お礼

アドバイスありがとうございました。
なんとな～くですがわかりました。

回答No.6

sanori

＃４の者です。

＞＞＞＞＞
そもそも、信号処理ってどんな職業の人が使っているのでしょうか？研究職とか、大学教授くらいしか思い当たりません。どなたかご存じですか？

研究者か否かによらず、
広義の「信号処理」であれば、おそらくエレクトロニクス業界の技術者人口の５０％ぐらいは経験してるんじゃないでしょうか。
（むしろ、研究者より技術開発や製品開発職のほうが率が高いかも）

狭義の信号処理であれば、コンピュータ開発、回路技術者の大部分、
液晶などのディスプレイ開発やＤＶＤ関連開発でも半数近くの技術者が、何かしら関わってると思いますよ。

お礼

回答ありがとうございます。何かを「開発」する業種の人が使うんですか。信号って、とても奥深なんですね。

回答No.5

JMPFAR

現在では、狭義にアナログ信号をＡ／Ｄコンバータで変換し、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等でデータを処理する事です。

お礼

アドバイスありがとうございました。

補足

そもそも、信号処理ってどんな職業の人が使っているのでしょうか？研究職とか、大学教授くらいしか思い当たりません。どなたかご存じですか？

回答No.4

sanori

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E5%87%A6%E7%90%86

広義で言えば、
電気工学・電子工学で、経時変化のある電圧（＝波）の形（＝波形≒信号）を、その回路が持つ一定の規則（特性）にしたがって別の信号に変換するものは、すべて「信号処理」です。

別の言い方をすれば、インプットされた波形を変換（加工）して、アウトプットするものは、全部「信号処理」です。

１．
アナログ信号を別のアナログ信号に変換するもの（アナログ信号処理）もあり、

２．
デジタル信号を別のデジタル信号に変換するもの（デジタル信号処理）もあり、

３．
アナログ信号をデジタルに（Ａ－Ｄ変換）するものもあり、

４．
デジタル信号をアナログに（Ｄ－Ａ変換）するものもあります、

１．
アナログ信号処理の代表的な例はフィルタで、入力された波形の各周波数成分の中から、必要な周波数のものだけを取り出すもので、ラジオやテレビのチューナーがそうです。（１チャンネルの放送を見たいとき、１ｃｈの電波の周波数の信号だけを取り出す）

２．
デジタル信号処理の一例としては、例えば、液晶ディスプレイで、６０分の１秒ごとに更新される１画面のデータはシリアルデータですが、それを、画像の１列ごとのパラレルデータに分割して、各行の信号線に供給するのが、そうです。（シリアル－パラレル変換と言う。業界人の間ではシリパラ変換とも。）
最も単純なディジタル信号処理は、ＮＡＮＤ、ＮＯＲなどの論理回路です。

３．
Ａ－Ｄ変換の例は、今の世の中で、ありすぎるぐらいあると思いますが、例えば、コンピュータで扱えるのはデジタルデータなので、アナログデータを扱いたいときはＡ－Ｄ変換します。わかりやすい例えで言えば、取り込んだ画像をＢＭＰやＪＰＥＧに変換して保存することです。
デジタルオシロスコープなどのデジタル計測器は、Ａ－Ｄ変換の代表例です。方式の一例としては、単位時間当たりにインプットされる電荷の数みたいなのをカウントして、それを「電流計」とすることなどです。

４．
Ｄ－Ａ変換は、Ａ－Ｄ変換の逆なので、イメージは湧くと思いますが、例えば、デジタルの音楽データをスピーカーで鳴らすまでに至る回路などです。

信号処理を設計するため、あるいは、理解するための数学は、微分・積分は当たり前、フーリエ変換等の“なんちゃら”変換、ブール代数（論理）等々・・・。
扱う「数字」は、実数はもちろん、複素数もあり、行列さえも使います。

なお、
最近ですと、「信号処理」という言葉を、もっぱら「デジタル信号処理」の意味で使う人も増えてきているらしいです。

お礼

回答ありがとうございます。一口に信号処理といってもこんなにも種類があるんですね。信号処理は数学てんこ盛りの分野なんですね！

回答No.3

Pesuko

良く使うのはFFT（高速フーリエ変換）
ノイズに埋もれた信号波を取り出す。
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/newreport/analyzer/FFT1/fft_1.htm#mark2

お礼

ありがとうございます。この分野は、実験をする感じなんですか？ひたすら計算を鉛筆と紙で解く感じなのかな・・・

回答No.1

tatsumi01

信号処理の信号とは、音声信号や音楽信号を指します。画像処理も分野としては近いので研究者も共通していることがあります。
分野としては通信工学、音響工学、コンピュータ応用などに含まれます。
昔は電話で使用できる帯域が狭かったため、狭い帯域でも良く聞こえるような通信方式の研究などが主流でしたが、現在では雑音を除去する方法や音声合成・認識の研究が盛んです。音楽の分野ではＣＤ処理も信号処理研究の賜物です。
軍事関係でも非常に研究がなされており、潜水艦を音響的に発見するためのソナーなどが代表的な産物です。

お礼

回答ありがとうございます。通信工学ですか・・・う～む・・・
ところで信号処理には数学が含まれますか？そうだとしたら、それは微分積分ですか？複素数ですか？