Wat is deconvolutie?
Deconvolutie is het proces van het verwijderen van signaalverslechtering van opgenomen gegevens. Signalen kunnen op twee manieren worden beschadigd: het signaal wordt gecreëerd of onjuist opgenomen of het signaal wordt gestoord terwijl het van punt naar punt reist. Elke vorm van signaalschade wordt een convolutie genoemd en deconvolutie is het proces waarbij die convoluties worden verwijderd zonder de oorspronkelijke gegevens te beschadigen. Deze processen worden veel gebruikt in signaalverwerking, audio- en videoverwerking en seismologie, maar het onderliggende proces wordt in bijna alle gangbare wetenschappen gebruikt.
Elke verstoring van een signaal is een convolutie. Het maakt niet uit of de storing wordt veroorzaakt door een ander signaal, een weerspiegeling van het origineel of zelfs een defect opnameapparaat. Kleine windingen verstoren meestal het signaal niet genoeg om je zorgen over te maken; deze worden vaak verwacht gewoon van het signaal dat door de ruimte beweegt. Aan de andere kant zullen grote windingen een signaal onleesbaar maken en moeten worden verwijderd.
Het overgrote deel van de deconvolutie bepaalt welke convoluties er met het oorspronkelijke signaal zijn gebeurd. Nadat de exacte convolutie is bepaald, is het mogelijk om het origineel te wijzigen om het te bewerken. Het merendeel van de tijd betekent dit simpelweg dat het signaal opnieuw wordt gewijzigd door een andere convolutie die precies tegenovergesteld is aan de oorspronkelijke onderbreker. Deze twee signalen zullen elkaar opheffen en de opgenomen informatie in zijn oorspronkelijke vorm terugbrengen.
Dit proces heeft een groot aantal echte toepassingen. Deconvolutie wordt veel gebruikt als een methode om optische beelden te corrigeren om vervormingsvervorming te verklaren. Wanneer een lens een afbeelding vergroot, wordt de afbeelding niet gelijkmatig over het hele veld vergroot. Zelfs in high-end microscopen en telescopen is er een zeer kleine hoeveelheid vervorming. Wanneer een afbeelding sterk wordt vergroot, hetzij door naar een heel klein of een zeer ver object te kijken, kan de vervorming het beeld radicaal beïnvloeden. Door een tegengestelde convolutie op de afbeelding toe te passen, wordt een veel waardere versie gemaakt.
Deze zelfde techniek wordt gebruikt in verschillende andere audio- en visuele velden om de signaalsterkte te verbeteren en meer echte opnames te maken. In seismologie wordt een signaal vervormd door afstand, medium en reflecties van zichzelf. Al deze convoluties vormen een bijna nutteloos signaal. Door deconvolutie te gebruiken om achteruit te gaan door alle vervormingen, kunnen wetenschappers meer leren over wat er gebeurt op het punt van de oorsprong van het signaal en wat voor soort dingen bestaan tussen signaaloverdracht en ontvangst.