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信号(しんごう・英: signal)は、電気通信や信号処理、さらには電気工学全般において、時間や空間に伴って変化する任意の量を意味する。
実世界では、時間と共に測定可能な量や、空間において測定可能な量を信号という。また人間社会では、人間の発する情報や機械のデータも信号とされる。そのような情報やデータ(例えば画面上のドット、紙上にインクで書かれたテキスト、あるいはこれを読んでいる人が見ている単語の列)は全て、何らかの物理的システムや生体的システムの一部として存在している。
システムの形態は様々だが、その入力と出力は時間または空間に伴って変化する値として表すことが可能である。20世紀後半、電気工学はいくつかの分野に分かれ、その一部は物理的信号とそのシステムを設計および解析する方向に特化してきた。また、一方では人間や機械の複雑なシステムの機能動作や概念構造を扱う分野も登場した。これらの工学分野は、単純な測定量としての信号を利用したシステムの設計/研究/実装の方法を提供し、それによって情報の転送/格納/操作の新たな手段が生み出されてきた。 情報理論における信号とは、符号化されたメッセージであり、メッセージを符号化する通信路の状態の並びである。通信システムでは、送信機がメッセージを符号化して信号にし、伝送路を通してそれを受信機に送る。例えば、電話に向かって「メリーさんのひつじ」という言葉を放ったとする。電話の送信機はその音を電気的な電圧信号に変換する。その信号は電話線を介して別の受信用電話に送られ、受信機が音に変換する。 信号の分類には様々な方法がある。最も典型的は分類は、その信号の定義域が離散空間か連続空間かで分類するもので、例えば離散時間と連続時間のような分類がある。離散時間信号は、分野によっては時系列とも呼ばれる。連続時間信号は、数学的には連続でなくとも連続信号と呼ばれ、例えば矩形波がある。 第二の重要な分類は、離散値か連続値かである。デジタル信号は離散値をとるが、連続値をとる物理的プロセスに基づいていることが多い。 信号の値が離散的(ばらばらな)時間についてのみ定義されている場合、これを離散時間信号という。離散時間の実数(または複素数)信号は、整数の集合から実数(または複素数)の集合への関数と見ることができる。 一方、連続時間の実数(または複素数)信号は、ある区間(通常、無限の区間)における全ての時間 t について定義されている実数値(または複素数値)関数 (数学)ということができる。 上述のような理論的分類に比べると形式的ではないが、一般に信号はアナログ信号とデジタル信号に分類される。その違いは、デジタル信号の方が(後述のように)離散化され量子化されている点にある。アナログ信号にはどちらも施されていない。 信号の基本的分類の1つに、連続時間か離散時間 離散時間信号は、連続時間信号の標本化によって生成されることが多い。例えば、センサは連続的にデータを生成することが多いが、連続なデータを記録するのは難しいため、近似的に離散時間信号として記録される。コンピュータなどのデジタル機器は離散時間しか扱えない。
いくつかの定義
離散時間信号と連続時間信号
アナログ信号とデジタル信号
離散化詳細は「離散信号」を参照
量子化詳細は「量子化」を参照