Was ist Entfaltung?

Dekonvolution ist der Prozess des Entfernens der Signalverschlechterung von aufgezeichneten Daten. Signale können hauptsächlich auf zwei Arten beschädigt werden: Entweder wird das Signal falsch erstellt oder aufgezeichnet, oder das Signal wird auf seinem Weg von Punkt zu Punkt gestört. Jede Form von Signalschaden wird Faltung genannt, und Entfaltung ist der Vorgang, bei dem diese Faltungen entfernt werden, ohne die ursprünglichen Daten zu beschädigen. Diese Prozesse werden häufig in der Signalverarbeitung, Audio- und Videoverarbeitung sowie in der Seismologie eingesetzt, der zugrunde liegende Prozess wird jedoch in fast allen gängigen Wissenschaften eingesetzt.

Jede Störung eines Signals ist eine Faltung. Es spielt keine Rolle, ob die Störung durch ein anderes Signal, ein Spiegelbild des Originals oder sogar ein fehlerhaftes Aufnahmegerät verursacht wird. Kleine Windungen stören das Signal normalerweise nicht genug, um sich Sorgen zu machen. Diese werden oft einfach vom Signal erwartet, das sich durch den Raum bewegt. Auf der anderen Seite machen große Windungen ein Signal unlesbar und müssen entfernt werden.

Die überwiegende Mehrheit der Entfaltung bestimmt, welche Faltungen mit dem ursprünglichen Signal geschehen sind. Sobald die exakte Faltung festgelegt ist, können Sie das Original ändern, um es zu bearbeiten. Meistens bedeutet dies einfach, dass das Signal durch eine andere Faltung erneut modifiziert wird, die genau dem ursprünglichen Disruptor entgegengesetzt ist. Diese beiden Signale heben sich gegenseitig auf und geben die aufgezeichnete Information in ihre ursprüngliche Form zurück.

Dieser Prozess hat eine Vielzahl von realen Anwendungen. Dekonvolution wird häufig als Methode zur Korrektur optischer Bilder verwendet, um Vergrößerungsverzerrungen zu berücksichtigen. Wenn ein Objektiv ein Bild vergrößert, wird das Bild nicht gleichmäßig über das gesamte Feld vergrößert. Selbst in High-End-Mikroskopen und -Teleskopen treten nur geringe Verzerrungen auf. Wenn ein Bild stark vergrößert wird, entweder durch Betrachten eines sehr kleinen oder eines sehr entfernten Objekts, kann die Verzerrung das Bild radikal beeinflussen. Durch Anwenden einer entgegengesetzten Faltung auf das Bild wird eine viel wahrere Version erzeugt.

Dieselbe Technik wird in mehreren anderen Audio- und Videobereichen verwendet, um die Signalstärke zu verbessern und realistischere Aufnahmen zu erstellen. In der Seismologie wird ein Signal durch Entfernung, Medium und Reflexionen von sich selbst verzerrt. Alle diese Windungen ergeben ein nahezu unbrauchbares Signal. Durch die Verwendung der Entfaltung, um alle Verzerrungen rückwärts zu durchlaufen, können Wissenschaftler mehr darüber erfahren, was am Ursprung des Signals geschieht und welche Art von Dingen zwischen dem Senden und Empfangen des Signals bestehen.

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