Hvad er dekonvolution?

Deconvolution er processen med at fjerne signalnedbrydning fra registrerede data.Signaler har to primære måder at blive beskadiget på: enten oprettes eller registreres signalet forkert, eller signalet forstyrres, når det bevæger sig fra punkt til punkt.Enhver form for signalskade kaldes en konvolution, og dekonvolution er processen med at tage disse sammenviklinger ud uden at beskadige de originale data.Disse processer bruges stærkt til signalbehandling, lyd- og videobehandling og seismologi, men den underliggende proces bruges i næsten alle mainstream -videnskaber.

Enhver forstyrrelse af et signal er en konvolution.Det betyder ikke noget, om forstyrrelsen er forårsaget af et andet signal, en afspejling af originalen eller endda en defekt optagelsesenhed.Små sammenviklinger forstyrrer normalt ikke signalet nok til at bekymre sig om;Disse forventes ofte simpelthen fra signalet, der bevæger sig gennem rummet.På den anden side vil store konvolutions gøre et signal ulæseligt og skal fjernes.

Langt de fleste dekonvolution bestemmer, hvilke konvolutions der skete med det originale signal.Når den nøjagtige konvolution er bestemt, er det muligt at ændre originalen for at redigere den.Størstedelen af tiden betyder det simpelthen, at signalet ændres igen af en anden konvolution, der er nøjagtigt modsat af den oprindelige forstyrrende.Disse to signaler annullerer hinanden og returnerer de registrerede oplysninger til dens oprindelige form.

Denne proces har et stort antal applikationer i den virkelige verden.Deconvolution er vidt brugt som en metode til korrigering af optiske billeder for at redegøre for forstørrelsesforvrængning.Når en linse forstørrer et billede, forstørres billedet ikke jævnt over hele feltet.Selv i avancerede mikroskoper og teleskoper er der en meget lille mængde forvrængning.Når et billede er stærkt forstørret, enten ved at se på en meget lille eller et meget fjernt objekt, kan forvrængningen radikalt påvirke billedet.Ved at anvende en modsat sammenvikling på billedet oprettes en meget mere sand version.

Denne samme teknik bruges i flere andre lyd- og synsfelter til at forbedre signalstyrken og skabe mere reelle optagelser.I seismologi forvrænges et signal af afstand, mellemstore og refleksioner af sig selv.Alle disse sammenviklinger udgør et næsten nytteløst signal.Ved at bruge dekonvolution til at bevæge sig baglæns gennem alle forvrængninger, kan forskere lære mere om, hvad der sker på punktet med signalets oprindelse, og hvilke slags ting der findes mellem signaloverførsel og modtagelse.