Dekonvolusi adalah proses menghilangkan degradasi sinyal dari data yang direkam. Sinyal memiliki dua cara utama untuk rusak: baik sinyal dibuat atau direkam secara tidak benar atau sinyal terganggu saat bergerak dari titik ke titik. Segala bentuk kerusakan sinyal disebut konvolusi dan dekonvolusi adalah proses mengeluarkan konvolusi tersebut tanpa merusak data asli. Proses-proses ini banyak digunakan dalam pemrosesan sinyal, pemrosesan audio dan video, dan seismologi, tetapi proses yang mendasarinya digunakan di hampir semua ilmu arus utama.
Setiap gangguan pada sinyal adalah konvolusi. Tidak masalah jika gangguan tersebut disebabkan oleh sinyal lain, pantulan dari aslinya atau bahkan alat perekam yang rusak. Konvolusi kecil biasanya tidak mengganggu sinyal yang cukup untuk dikhawatirkan; ini sering diharapkan hanya dari sinyal yang bergerak melalui ruang. Di sisi lain, konvolusi besar akan membuat sinyal tidak terbaca dan perlu dihilangkan.
Sebagian besar dekonvolusi menentukan konvolusi apa yang terjadi pada sinyal asli. Setelah konvolusi yang tepat ditentukan, dimungkinkan untuk memodifikasi yang asli untuk mengeditnya. Sebagian besar waktu, ini berarti sinyal diubah lagi oleh konvolusi lain yang persis berlawanan dengan pengganggu asli. Kedua sinyal ini akan membatalkan satu sama lain dan mengembalikan informasi yang direkam ke bentuk aslinya.
Proses ini memiliki sejumlah besar aplikasi dunia nyata. Dekonvolusi banyak digunakan sebagai metode mengoreksi gambar optik untuk memperhitungkan distorsi pembesaran. Ketika lensa memperbesar gambar, gambar tidak diperbesar secara merata di seluruh bidang. Bahkan pada mikroskop dan teleskop kelas atas, ada sedikit distorsi. Ketika sebuah gambar diperbesar, baik dengan melihat objek yang sangat kecil atau sangat jauh, distorsi dapat secara radikal mempengaruhi gambar. Dengan menerapkan konvolusi yang berlawanan pada gambar, versi yang jauh lebih benar dibuat.
Teknik yang sama digunakan di beberapa bidang audio dan visual lainnya untuk meningkatkan kekuatan sinyal dan membuat rekaman yang lebih nyata. Dalam seismologi, sinyal terdistorsi oleh jarak, medium dan refleksi dari dirinya sendiri. Semua konvolusi ini menjadi sinyal yang hampir tidak berguna. Dengan menggunakan dekonvolusi untuk bergerak mundur melalui semua distorsi, para ilmuwan dapat mempelajari lebih lanjut tentang apa yang terjadi pada titik asal sinyal dan hal-hal macam apa yang ada antara transmisi dan penerimaan sinyal.