El procesamiento de señales digitales ( DSP ) es el uso de procesamiento digital , por ejemplo, mediante computadoras o procesadores de señales digitales más especializados , para realizar una amplia variedad de operaciones de procesamiento de señales . Las señales digitales procesadas de esta manera son una secuencia de números que representan muestras de una variable continua en un dominio como el tiempo, el espacio o la frecuencia. En electrónica digital , una señal digital se representa como un tren de pulsos , [1] [2] que normalmente se genera mediante la conmutación de un transistor . [3]
El procesamiento de señales digitales y el procesamiento de señales analógicas son subcampos del procesamiento de señales. Aplicaciones DSP incluyen audio y de procesamiento de voz , sonar , de radar y otra matriz de sensores de procesamiento, estimación de la densidad espectral , el procesamiento estadístico de señales , procesamiento digital de imágenes , la compresión de datos , codificación de vídeo , de codificación de audio , la compresión de imágenes , procesamiento de señales para telecomunicaciones , sistemas de control , biomédica ingeniería , ysismología , entre otros.
DSP puede involucrar operaciones lineales o no lineales. El procesamiento de señales no lineales está estrechamente relacionado con la identificación de sistemas no lineales [4] y puede implementarse en los dominios de tiempo , frecuencia y espacio-temporales .
La aplicación de la computación digital al procesamiento de señales permite muchas ventajas sobre el procesamiento analógico en muchas aplicaciones, como la detección y corrección de errores en la transmisión, así como la compresión de datos . [5] El procesamiento de señales digitales también es fundamental para la tecnología digital , como las telecomunicaciones digitales y las comunicaciones inalámbricas . [6] DSP es aplicable tanto a la transmisión de datos como a los datos estáticos (almacenados).
Para analizar y manipular digitalmente una señal analógica, debe digitalizarse con un convertidor de analógico a digital (ADC). [7] El muestreo se lleva a cabo generalmente en dos etapas, discretización y cuantificación . Discretización significa que la señal se divide en intervalos de tiempo iguales y cada intervalo está representado por una única medida de amplitud. La cuantificación significa que cada medida de amplitud se aproxima mediante un valor de un conjunto finito. Redondear números reales a números enteros es un ejemplo.
El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon establece que una señal se puede reconstruir exactamente a partir de sus muestras si la frecuencia de muestreo es mayor que el doble del componente de frecuencia más alto de la señal. En la práctica, la frecuencia de muestreo suele ser significativamente más alta. [8]