I.1. Bevezetés

Mindennapi életünkben már teljesen természetes, hogy digitális fényképezőgépet, videokamerát, mobiltelefont és internetet használunk az információ előállítására, tárolására, továbbítására. Ezek az eszközök az információt digitális formában kezelik. Azokat az eljárásokat, amikor egy fizikai mennyiség (pl. nyomás, hőmérséklet, elmozdulás izomerő, stb.) valamilyen más fizikai mennyiség függvényében történő megváltozását digitális technikával (pl. számítógép) dolgozzuk fel, digitális jelfeldolgozásnak (angolul Digital Signal Processing – DSP) nevezzük.

A digitális jelfeldolgozás napjaink leggyorsabban fejlődő technológiája. Szinte minden intelligens, okos (smart) eszközben található olyan részegység, melynek működése valamilyen módon kapcsolatba hozható a digitális jelfeldolgozás tudományával. Gondoljunk arra, hogy az otthoni használatra tervezett automata vérnyomásmérők egy gombnyomásra képesek megmérni a vérnyomásunkat, szívfrekvenciánkat. A házimozi rendszerekben DSP processzorok gondoskodnak a kiváló hang- és képminőségről. GPS-szel rendelkező mobil eszközeink a műholdak jelei alapján mozgás közben is képesek az aktuális pozíciónk meghatározására. Fényképezőgépeinkben, kameráinkban a jelfeldolgozáshoz kapcsolódó kifinomult képfeldolgozó algoritmusok gondoskodnak a kiváló képminőségről. A digitális jelfeldolgozás jelen van az iparban, a modern orvostudomány diagnosztikai eszközeiben (CT, ultrahang, EKG, EEG, EMG) szinte mindenütt, ahol mérni, szabályozni kell.

A jelfeldolgozás, mint igazi multidiszciplináris tudomány egyrészt épít a matematika, a fizika, az elektronika, az informatika és a méréstechnika elért eredményeire. Másrészt viszont eljárásokat, megoldásokat kínál más diszciplínák, így a sporttudomány részére. Példaként felsorolunk néhány olyan területet, melyeket a digitális jelfeldolgozás módszerei nélkül nem lehet sikeresen művelni:

• ipari folyamatirányítás, vezérlés,
• radar- és szonártechnika,
• hang-, kép- és videotechnika,
• távközlés.

A digitális jelfeldolgozás jelentőségét mutatja a témában rendelkezésre álló hatalmas mennyiségű (főleg angol nyelvű) elektronikus és nyomtatott irodalom.

A jegyzet a sporttudomány szakos hallgatók képzéshez készült, ezért egy bevezetésnek tekinthető a digitális jelfeldolgozás világába. A lehetőségek szerint – amennyire lehetett –kerültük a bonyolult levezetéseket, és csak az alapfogalmak kifejtésére és ezek alkalmazásaira fektetjük a hangsúlyt. Mindazonáltal fontosnak érezzük megemlíteni, hogy az olvasó a jegyzet elolvasása előtt frissítse fel a trigonometrikus függvényekre, a differenciálszámításra és az integrálszámításra vonatkozó ismereteit.