תחום עיבוד האותות מתרכז בניתוח ומיצוי של מידע המתקבל משלל סוגי אותות: אותות תקשורת, מכ"מ, חוזי, דיבור, רדיו, אותות אנלוגיים ועוד. פלא שהוא הפך לאחד התחומים המבוקשים ביותר בתעשיית ההייטק לשנת 2022? בואו לקרוא ולדעת הכל על אחד התחומים המרתקים בתעשיית הנדסאי האלקטרוניקה, שהעולם המודרני פשוט לא יכול להתקיים בלעדיו.

מהו עיבוד אותות?

בעולם הפיזיקלי המוכר לנו, קיימים אלפי תהליכים שמתרחשים לנגד עינינו, חלקם אנלוגיים לחלוטין: אנו קולטים את גלי הקול המתפזרים בחלל ומתרגמים אותם במוחנו לאותות חשמליים. מזהים בעינינו גלי אור ומתרגמים אותם לאותות חשמליים. רואים תמונה מסוימת ומעניקים לה פרשנות שנובעת מאותות מעובדים. גופנו קולט את כל האותות האנלוגיים הקיימים בסביבה ומתרגם אותם לידע המתפענח בתוך המוח.

ואם כך פועלים האותות שבגופנו – כיצד פועל התהליך דרך המחשב? על מנת ליישם את אותו תהליך פיזיקלי, כלומר לתרגם פעולות לאותות חשמליים ולהפיק לגביהם מידע, פותח תהליך בשם עיבוד אותות ספרתי. בתהליך זה, המחשב מבצע פעולות מתמטיות המאפשרות לו להפיק מידע חדש ללא שימוש ביכולת, בינה או פעולה מצד בני אדם.

עיבוד אותות במסגרת הנדסאות אלקטרוניקה

את מעבדי האותות השונים נוכל לפגוש במגוון מוצרים. מכשירי ה-mp3 למשל, או המצלמה הדיגיטלית מבצעים בדיוק את זה וגם שידור של גלי רדיו שונים מתרחש דרך שימוש במעבד DPS המנתח ומתרגם את המידע. פלא שכיום מדובר בתחום העולה והנחשק ביותר בתעשיות הסייבר והביטחון?

תחום עיבוד האותות שנלמד בהרחבה וביסודיות רבה במסגרת לימודי הנדסאות אלקטרוניקה, מכיל מגוון קורסים המשמשים ככלים הכרחיים ללימודי אלקטרוניקה, בהם ניתן להמשיך גם כמסלול לימודים ייחודי בו ניתן להתמחות בעיבוד אותות לתקשורת, עיבוד תמונה וחוזי, עיבודי אותות רדיו ועוד.

כיום, חלק מרכזי מאוד מהצמיחה וההתפתחות של המשק הישראלי מבוסס על ענף האלקטרוניקה. התחום זקוק תמיד לכוח אדם איכותי ומיומן, מה שמגדיל את הביקוש, תורם להיצע מעולה של משרות ומעלה משמעותית את המשכורות.

הדרישה להנדסאי אלקטרוניקה שמתמחים בעיבוד אותות הפכה לאחת המרכזיות ביותר של מציאות ההייטק הישראלית בשנת 2022. ההכשרה לכך מתרחשת במגוון קורסים תיאורטיים ומעשיים, ביניהם עיבוד ספרתי של אותות 1 ו-2, אלגוריתמים סטטיסטיים לעיבוד של אותות, ניתוח סטטיסטי של המידע המתקבל, עיבוד ספרתי של תמונה, כריית מידע, ניתוח מתמטי לרשתות, עיבוד דיגיטלי של אמצעים גיאומטריים ועוד.

שווה להכיר: פיתוחים יומיומיים שמבוססים על עיבוד אותות

כיום, אותות (או סיגנלס – signals) נקלטים הן באמצעות החושים שלנו והן באמצעות גלאים שפותחו על ידי הנדסאי אלקטרוניקה. עיבוד אותות מתרכז למעשה בתיווך בין העולם החיצוני על שלל האותות הקיימים בו, לבין הייצוג המדויק שלהם במחשב.

כאשר לדוגמה נשמעת התראה במערכת הכריזה של מפעל מסוים שמושמעת בתדר גבוה מזה שהאוזן האנושית מסוגלת לקלוט, היא תהיה חסרת משמעות משום שהעובדים לא זיהו גירוי חריג ולכן לא ביצעו את הפעולה הנדרשת. אם רק יהיה להם גלאי שמחובר למערכת ההתראה ושקולט את האזעקה, יהיה ניתן לשמור על ביטחון העובדים ולעתים אפילו להציל חיים.

לכן תחום עיבוד האותות נחשב כיום לבלתי נפרד מעולמות התכנות, התכנון והפיתוח בתחומים ביטחוניים ואזרחיים מגוונים. קחו את הא.ק.ג למשל – גם הוא אות חשמלי של הלב, הדורש עיבוד אותות שנועד לזיהוי בעיות בפעילות הלב ולטפל בהן במהירות. גם הפוליגרף עובר תהליך עיבוד אותות פיזיולגיים, במטרה להסיק האם הנבדק דובר אמת.

גם מצלמות, טלפונים ואפילו חיישני הרברס ברכב – כולם תוצרתם של הנדסאי אלקטרוניקה מיומנים שמעניקים בתהליך עיבוד האותות את המשמעות הרצויה מאותו סוג של אמצעי. כך למשל, פילטרים של תמונות עוברים עיבוד אותות ויזואלי, כך שהתמונה עוברת דרך אלגוריתמים שמשנים את תכונותיה: מדגישים או מטשטשים את התמונה, משנים את צבעיה ואף "מכינים" אותה להמשך עבודה, למשל זיהוי פנים. כל אלה נקשרים ולא בכדי גם לתחומי המשך בהם יכולים ההנדסאים להתמחות ובראשם פיתוח התוכנה, כך שהם נחשבים למשרות מבטיחות בתעשיית ההייטק, המסוגלות להשפיע על דרכי החשיבה האנושיות ועל הפונקציות בהן כולנו משתמשים מידי יום.