Основними прикладними (інженерними, практичними) задачами обробки сигналів є:
1. Ідентифікація і розпізнавання.
2. Телекомунікації.
3. Обробка музичних і мовних сигналів
4. Вимірювання параметрів (швидкість і обсяг) кровообігу, положення, розмірів і щільності внутрішніх органів.
5. Вивчення акустичних властивостей приміщень, конструкцій, матеріалів.
6. Вивчення фізичних властивостей матеріалів акустичними методами (вимірювання щільності, в’язкості).
7. Діагностика і контроль (дефекти в турбінах авіаційних двигунів, шуми в легенях).
8. Визначення геометричних властивостей об’єктів (товщина стінок труб, рівень рідини).
9. Поліпшення зображень, розпізнавання зображень, факсиміле, супутникові карти погоди, анімація.
10. Візуалізація акустичних сигналів (УЗД, локатори бічного огляду).
Основними математичними задачами обробки сигналів є:
1. Перетворення сигналу для подання його у зручнішому вигляді (наприклад фільтрація служить для погашення шумових складових).
2. Виділення з сигналу інформативних ознак (визначення екстремумів, рівня сигналів).
3. Вимірювання числових параметрів сигналу (енергія, середня потужність, середньоквадратичне значення тощо).
4. Розклад сигналу на елементарні складові з метою їх вивчення чи для порівняння властивостей різних сигналів (це відбувається шляхом застосування розкладу в ряд Фур’є, або перетворення Фур’є).
5. Знаходження кількісних характеристик міри “подібності” різних сигналів (такі вимірювання проводяться шляхом кореляційного аналізу).
Приклади використання ЦОС.
Запис, відтворення, використання звуку
Цифрове мікшування – регулювання і змішування багатоканальних аудіосигналів від різних джерел. Це виконується аудіоеквалайзерами (наборами цифрових смугових фільтрів з регульованими характеристиками), змішувачами і пристроями створення спеціальних ефектів (реверберація, динамічне вирівнювання тощо).
Синтезатори мови - складні пристрої генерації голосових звуків. Мікросхеми синтезаторів разом із процесорами ЦОС звичайно містять у ПЗП словники слів і фраз у формі кадрів (25 мс мовного сигналу) із зовнішнім керуванням інтонацією, акцентом і діалектом, що дозволяє на високому рівні імітувати людську мову.
Розпізнавання мови активно вивчається і розвивається, особливо з метою мовного введення інформації в комп'ютери. Як правило, у режимі навчання виконується їхнє налаштування на мову користувача, у процесі якої система оцифровує і створює в пам'яті еталони слів. У режимі розпізнавання мова також оцифровується і порівнюється з еталонами в пам'яті. Системи розпізнавання мови впроваджуються і у товари побутового призначення (набір телефонних номерів, включення/вимикання телевізора тощо).
Застосування ЦОС у телекомунікаціях
Цифрова стільникова телефонна мережа – двостороння телефонна система з мобільними телефонами через радіоканали і зв'язком через базові радіостанції. У мобільному зв'язку ЦОС використається для кодування мови, вирівнювання сигналів після багатопроменевого поширення, вимірювання сили і якості сигналів, кодування з виправленням помилок, модуляції і демодуляції.
Цифрове телебачення забезпечує споживачам інтерактивність, великий вибір, кращу якість зображення і звуку, доступ до Інтернету. ЦОС у цифровому телебаченні відіграє ключову роль в обробці сигналів, кодуванні, модуляції/демодуляції відео- і аудіосигналів від точки захоплення до моменту появи на екрані. ЦОС лежить в основі алгоритмів кодування стандартів MPEG, які використаються для стиску сигналів перед їхньою передачею і при декодуванні в приймачах.
ЦОС у біомедицині. Основне призначення - посилення сигналів, які звичайно не відрізняються гарною якістю, і/або добування з них інформації, що представляє певний інтерес, на тлі істотного рівня шумів і численних артефактів (помилкових зображень як від зовнішніх, так і від внутрішніх джерел). Так, наприклад, при знятті електрокардіограми плода реєструється електрична активність серця дитини на поверхні тіла матері, де також існує певна електрична активність, особливо під час пологів. Застосування ЦОС у багатьох областях медицини дозволяє переходити від чисто якісних показників до об'єктивних кількісних оцінок, як наприклад, в анестезії до оцінки глибини анестетичного стану пацієнта при операції по електричній активності мозку.