À retenir
- Sert à nettoyer, extraire ou compresser des informations.
- Permet la passerelle entre le monde physique (analogique) et le monde informatique (numérique).
- Repose sur des outils mathématiques puissants comme la Transformée de Fourier.
Le traitement du signal consiste à utiliser les mathématiques et l'informatique pour transformer des données issues du monde réel (comme du son, de la lumière ou des ondes radio) afin de les rendre plus claires, plus compactes ou plus faciles à analyser. C'est un peu comme une « cuisine mathématique » qui permet, par exemple, de retirer le bruit de fond d'un enregistrement pour n'en garder que la voix.
Étymologie
Traduction de l'anglais signal processing. Le mot « signal » vient du latin signum (signe, marque) et désigne ici une grandeur physique porteuse d'information. Initialement purement électronique et analogique, cette discipline est devenue principalement numérique avec l'apparition des microprocesseurs spécialisés appelés DSP (Digital Signal Processors).
Exemples d'usage
- La réduction de bruit active : vos écouteurs analysent le bruit ambiant pour créer un signal opposé qui l'annule.
- La compression JPEG : réduire la taille d'une image en éliminant les détails imperceptibles à l'œil nu.
- Le radar : analyser l'écho d'une onde pour déterminer la vitesse et la position d'un avion.
Cas d'usage
Il intervient dans presque toutes les technologies modernes : les télécommunications (Wi-Fi, 5G), le multimédia (streaming vidéo), la médecine (IRM, échographie), la musique assistée par ordinateur et l'astronomie.
Bonnes pratiques
Lors de la numérisation d'un son ou d'une image, il faut toujours s'assurer que la fréquence d'échantillonnage est au moins deux fois supérieure à la fréquence la plus élevée que l'on souhaite capturer (théorème de Shannon). Cela évite l'apparition de distorsions appelées « repliement de spectre » ou aliasing.
Synonymes
Antonymes
Conseil
Si vous débutez, essayez de visualiser un signal non pas comme une courbe qui défile dans le temps, mais comme une superposition de fréquences. C'est cette vision « fréquentielle » qui rend le traitement du signal si puissant et magique.
Questions fréquentes
Peut-on restaurer parfaitement un signal dégradé ?
Pas toujours. Si l'information a été totalement masquée par du bruit ou supprimée lors d'une compression trop forte, on ne peut que tenter de la reconstituer par des calculs de probabilités.
Un signal, est-ce forcément du son ?
Non, un signal peut être une image, une mesure de température, une onde radio ou même les battements d'un cœur.
Pourquoi utilise-t-on le terme 'numérique' ?
Parce qu'une fois capturé, le signal est transformé en une suite de nombres que l'ordinateur peut manipuler facilement.