La déconvolution est le processus d’élimination de la dégradation du signal des données enregistrées. Les signaux peuvent être 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 d’endommagement du signal est appelée convolution et la déconvolution est le processus consistant 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 traditionnelles.
Toute perturbation d’un signal est une convolution. Peu importe si la perturbation est causée par un autre signal, un reflet de l’original ou même un appareil d’enregistrement défectueux. Les petites convolutions ne perturbent généralement pas suffisamment le signal pour s’en inquiéter ; ceux-ci sont souvent attendus simplement du signal se déplaçant dans l’espace. D’un autre côté, les 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 supprimer. La plupart du temps, cela signifie simplement que le signal est à nouveau modifié par une autre convolution exactement à l’opposé du perturbateur d’origine. Ces deux signaux s’annuleront et ramèneront 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 grossissement. Lorsqu’un objectif agrandit une image, l’image n’est pas agrandie uniformément sur tout le champ. Même dans les microscopes et télescopes haut de gamme, il y a 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 radicalement affecter 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 domaines audio et visuels pour améliorer la force du signal et créer des enregistrements plus 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 reculer à travers toutes les distorsions, les scientifiques peuvent en savoir plus sur ce qui se passe au point d’origine du signal et sur les types de choses qui existent entre la transmission et la réception du signal.