Tín hiệu là biểu hiện vật lý của thông tin. Các thông tin này thờng là thông tin về trạng thái hay hành vi của một hệ vật lý nào đó. Về mặt toán học, tín hiệu đợc coi là một hàm của một hay nhiều biến độc lập.
Ví dụ một số dạng tín hiệu:
• Âm thanh, tiếng nói là sự thay đổi áp suất không khí theo thời gian, mang tin tức truyền đến tai;
• Tín hiệu hình ảnh là hàm độ sáng theo hai biến không gian, mang tin tức tới mắt;
• Tín hiệu điện là sự thay đổi của điện áp, dòng điện theo thời gian.v..v
Phân loại:
Có nhiều cách phân loại tín hiệu.
Trớc hết ta xét phân loại theo tính chất biến độc lập thời gian (liên tục hay rời rạc);
• Tín hiệu liên tục theo thời gian là tín hiệu có biến độc lập (thời gian) liên tục. • Tín hiệu rời rạc là tín hiệu có biến độc lập rời rạc, nghĩa là tín hiệu có thể
biểu diễn bằng một dãy số: hàm tín hiệu chỉ có giá trị xác định ở những thời điểm nhất định. Ta có thể thu nhận tín hiệu rời rạc bằng cách lấy mẫu tín hiệu liên tục, vì vậy tín hiệu rời rạc còn đợc gọi là tín hiệu đợc lấy mẫu.
Tiếp đến ta phân loại theo biên độ tín hiệu:
• Tín hiệu tơng tự là tín hiệu liên tục cả về biên độ và thời gian. • Tín hiệu đợc lợng tử hoá là tín hiệu tơng tự có biên độ rời rạc hoá.
Tín hiệu số là tín hiệu rời rạc đồng thời cả về biên độ cũng đợc rời rạc hoá. Trên hình 3.1 chúng ta chỉ ra các kiểu tín hiệu.
Hình 3.1
Tín hiệu, nh định nghĩa, là vật mang thông tin. Song tín hiệu cần phải đợc xử lý để sao cho dễ dàng rút ra các thông tin mong muốn hay lu trữ thông tin một cách tối u. Do vậy việc phát triển các kĩ thuật cũng nh hệ thống xử lý tín hiệu đóng vai trò quan trọng. Thông thờng việc xử lý tín hiệu là các phép biến đổi biến một tín hiệu thành một tín hiệu có dạng khác mong muốn( hiểu theo nghĩa nào đó), thích hợp cho việc thu nhận thông tin. Cũng nh đối với khi phân loại tín hiệu, các hệ thống xử lý tín hiệu cũng đợc phân loại theo cả tính chất của cả tín hiệu vào và ra.
• Hệ thống xử lý tín hiệu thời gian liên tục hay hệ liên tục là hệ thống có tín hiệu vào và ra là các tín hiệu liên tục.
• Hệ xử lý rời rạc là hệ có tín hiệu vào và ra dều là tín hiệu rời rạc. • Hệ xử lý tơng tự là hệ có tín hiệu vào và ra đều là tín hiệu tơng tự. • Hệ xử lý số là hệ có tín hiệu vào và ra đều là tín hiệu số.
Xử lý tín hiệu số (DSP: Digital Signal Processing) là nghành chuyên môn nghiên cứu và phát triển các kĩ thuật cũng nh các hệ thống xử lý tín hiệu số. Cần chú ý rằng tín hiệu số chỉ là một phần nằm trong tín hiệu rời rạc và vì vậy toàn bộ lý thuyết tín về kĩ thuật xử lý tín hiệu rời rạc cũng sẽ bao hàm và đúng cho cả tín hiệu số. Trong khi đó các tính chất riêng cho tín hiệu số sẽ không đúng cho tín hiệu rời rạc nh hiệu ứng rời rạc biên độ. Song trên thực tế, tín hiệu số tồn tại trong các thiết bị xử lý tín hiệu (máy tính số, các vi xử lý số chuyên dụng, các thiết bị điện tử nh điện não đồ, điện tim, máy ghi âm...) v..v.
Bên cạnh đó, ngời ta còn dùng thuật ngữ xử lý số tín hiệu (Digital Processing Signal) để chỉ ra các phơng pháp số xử lý tín hiệu(bao hàm cả tín hiệu số, tín hiệu rời rạc, tín hiệu tơng tự ...) nên nó bao hàm rộng hơn.