Processamento de sinal
O Processamento de Sinais consiste na análise e/ou modificação de sinais utilizando teoria fundamental, aplicações e algoritmos, de forma a extrair informações dos mesmos e/ou torná-los mais apropriados para alguma aplicação específica. O processamento de sinais pode ser feito de forma analógica ou digital. Este processo utiliza matemática, estatística, computação, heurística e representações linguísticas, formalismos e técnicas de representação, modelagem, análise, síntese, descoberta, recuperação, detecção, aquisição, extração, aprendizagem, segurança e forense. Os objeto de interesse do processamento de sinais podem incluir sons, imagens, séries temporais, sinais de telecomunicações, como sinais de rádio e muitos outros.
Imagem: ligia g. diniz · BY · Openverse
De acordo com Alan V. Oppenheim e Ronald W. Shafer, os princípios do processamento de sinal podem ser encontrados nas clássicas técnicas de análise numérica do século XVII. Oppenheim e Schafer acrescentaram que a "digitalização" ou refinamento digital dessas técnicas podem ser encontradas em sistemas de controle digital das décadas de 1940 e 1950.
As técnicas de processamento de sinais podem ser de muita utilidade no controle e análise de sistemas físicos de interesse dos mais diversos pesquisadores, não só engenheiros eletrotécnicos, como engenheiros mecânicos, químicos e físicos. Atualmente, técnicas de processamento de sinais também têm atraído muito a atenção de profissionais de outras áreas como economia, biologia, saúde e os profissionais que conseguem integrar tanto a área da saúde quanto da informática. A filtragem de sinais é uma das principais aplicações do processamento de sinais.
Processamento de sinal analógico
É qualquer tipo de processamento de sinal realizado em sinais analógicos usando meios analógicos (é o oposto do processamento de sinal digital, onde o processamento de sinal é realizado por um processo digital). Valores analógicos são normalmente representados por tensão, corrente elétrica, carga elétrica em componentes de dispositivos eletrônicos. Processamento de sinal analógico é feito para sinais que ainda não foram digitalizados, como em sinais de radio, telefone, radar e sistemas de televisão. Esse processo envolve circuitos eletrônicos lineares e não-lineares. Exemplos de circuitos lineares são filtros passivos, filtros ativos, misturadores aditivos, integrador e delay lines. Circuitos não-lineares incluem equipamentos de compansão, multiplicadores (mixadores de frequência e amplificador controlado por tensão), filtro controlado por tensão, osciladores controlado por tensão e malha de captura de fase.
Processamento de sinal não-linear
Processamento de sinal não-linear envolve a analise e processamento de sinais produzidos por sistemas não-lineares e pode ser determinado por tempo, frequência ou domínios de espaço-tempo. Sistemas não-lineares podem produzir comportamentos muito complexos, como ponto de divergência, teoria do caos, harmônica e sub-harmônica que não podem ser produzidos ou analisados usando métodos lineares.
Processamento de sinal discreto
Sinal discreto é uma série temporal que consiste de uma sequência de quantidades, uma função sobre o domínio de inteiros discretos. Cada valor da sequência é chamado de amostra. Essa amostra é definida apenas em pontos discretos no tempo, e assim sendo quantificados com o tempo, e não em magnitude. Diferente do sinal contínuo, um sinal discreto não é uma função de um argumento contínuo. Entretanto, a função pode ter sido obtida através da amostragem de um sinal contínuo. Pode-se obter sinais discretos de diversas formas, mas geralmente se classifica em dois grupos. O primeiro é a aquisição de valores de um sinal analógico numa determinada taxa de tempo, um processo chamado de amostragem de sinal. O segundo grupo é o acúmulo de uma variável com o tempo, como por exemplo a quantidade de pessoas que usam um determinado elevador por dia.
Processamento de sinal digital
O Processamento Digital de Sinais ou PDS (também chamado de DSP, do inglês, Digital Signal Processing) é o processo de manipulação matemática de um sinal para modificá-lo ou melhora-lo de alguma maneira. Se caracteriza pela representação por sinal discreto, frequência discreta, ou outros sinais de domínios discretos por uma sequência de números ou símbolos e o processamento desses sinais. Possui diversas técnicas computacionais que podem ser utilizadas diretamente em um sistema computacional baseado no IBM-PC padrão, sem necessitar do uso de equipamentos de hardware específicos como FPGAs ou microcontroladores. As transformadas Matemáticas como Fourier e Wavelets são exemplos deste tipo de processamento.
