Dekonvolution ist der Prozess zum Entfernen einer Signalverschlechterung aus aufgezeichneten Daten. Signale können hauptsächlich auf zwei Arten beschädigt werden: Entweder wird das Signal falsch erzeugt oder aufgezeichnet oder das Signal wird auf seinem Weg von Punkt zu Punkt gestört. Jede Form von Signalschädigung wird als Faltung bezeichnet und Dekonvolution ist der Prozess, diese Faltungen zu entfernen, ohne die Originaldaten zu beschädigen. Diese Prozesse werden stark in der Signalverarbeitung, Audio- und Videoverarbeitung und Seismologie verwendet, aber der zugrunde liegende Prozess wird in fast allen Mainstream-Wissenschaften verwendet.
Jede Unterbrechung eines Signals ist eine Faltung. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Störung durch ein anderes Signal, eine Reflexion des Originals oder gar ein defektes Aufnahmegerät verursacht wird. Kleine Windungen stören das Signal normalerweise nicht genug, um sich Sorgen zu machen; diese werden oft einfach von dem Signal erwartet, das sich durch den Raum bewegt. Andererseits machen große Windungen ein Signal unlesbar und müssen entfernt werden.
Die überwiegende Mehrheit der Dekonvolution bestimmt, welche Faltungen mit dem ursprünglichen Signal passiert sind. Sobald die genaue Faltung bestimmt ist, ist es möglich, das Original zu modifizieren, um es herauszuschneiden. In den meisten Fällen bedeutet dies einfach, dass das Signal durch eine andere Faltung erneut modifiziert wird, die dem ursprünglichen Disruptor genau entgegengesetzt ist. Diese beiden Signale heben sich gegenseitig auf und bringen die aufgezeichneten Informationen in ihre ursprüngliche Form zurück.
Dieser Prozess hat eine große Anzahl von realen Anwendungen. Die Dekonvolution wird häufig als Verfahren zum Korrigieren 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 sehr geringe Verzerrungen auf. Wenn ein Bild stark vergrößert wird, entweder durch Betrachten eines sehr kleinen oder sehr weit 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 visuellen Bereichen verwendet, um die Signalstärke zu verbessern und realere Aufnahmen zu erstellen. In der Seismologie wird ein Signal durch Entfernung, Medium und Reflexionen seiner selbst verzerrt. Alle diese Faltungen ergeben ein nahezu nutzloses Signal. Durch die Dekonvolution, um sich durch alle Verzerrungen rückwärts zu bewegen, können Wissenschaftler mehr darüber erfahren, was am Entstehungsort des Signals passiert und was zwischen Signalübertragung und -empfang existiert.