Qu'est-ce que la déconvolution?
La déconvolution est le processus permettant d'éliminer la dégradation du signal des données enregistrées. Les signaux sont endommagés de deux manières principales: soit le signal est créé ou enregistré de manière incorrecte, soit le signal est perturbé lorsqu’il se déplace d’un point à un autre. Toute forme de dommage au signal est appelée convolution et la déconvolution consiste à supprimer ces convolutions sans endommager les données d'origine. Ces processus sont largement utilisés dans le traitement du signal, le traitement audio et vidéo et la sismologie, mais le processus sous-jacent est utilisé dans presque toutes les sciences classiques.
Toute perturbation d'un signal est une convolution. Peu importe que la perturbation soit causée par un autre signal, par une réflexion de l'original ou même par un appareil d'enregistrement défectueux. Les petites circonvolutions ne perturbent généralement pas le signal suffisamment pour vous inquiéter; ceux-ci sont souvent attendus simplement du signal se déplaçant dans l'espace. D'autre part, de grandes convolutions rendront un signal illisible et devront être supprimés.
La grande majorité de la déconvolution détermine quelles convolutions sont arrivées au signal d'origine. Une fois la convolution exacte déterminée, il est possible de modifier l'original pour le modifier. La plupart du temps, cela signifie simplement que le signal est à nouveau modifié par une autre convolution qui est exactement opposée à celle du perturbateur d'origine. Ces deux signaux s'annulent et ramènent les informations enregistrées à leur forme d'origine.
Ce processus a un grand nombre d'applications dans le monde réel. La déconvolution est largement utilisée comme méthode de correction des images optiques pour tenir compte de la distorsion de l’agrandissement. Lorsqu'un objectif agrandit une image, l'image n'est pas agrandie uniformément sur tout le champ. Même dans les microscopes et les télescopes haut de gamme, il existe une très petite quantité de distorsion. Lorsqu'une image est fortement agrandie, que ce soit en regardant un objet très petit ou très éloigné, la distorsion peut affecter radicalement l'image. En appliquant une convolution opposée à l'image, une version beaucoup plus vraie est créée.
Cette même technique est utilisée dans plusieurs autres champs audio et visuels pour améliorer la force du signal et créer davantage d'enregistrements réels. En sismologie, un signal est déformé par la distance, le milieu et les réflexions de lui-même. Toutes ces convolutions constituent un signal presque inutile. En utilisant la déconvolution pour faire reculer toutes les distorsions, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur ce qui se passe au point d'origine du signal et sur le type de choses qui existent entre la transmission et la réception du signal.