Dekonvoliucija yra signalo pablogėjimo pašalinimo iš įrašytų duomenų procesas. Signalai gali būti sugadinti dviem pagrindiniais būdais: arba signalas sukuriamas arba įrašomas neteisingai, arba signalas trikdomas, kai jis keliauja iš taško į tašką. Bet kokios formos signalo pažeidimas vadinamas konvoliucija, o dekonvoliucija yra tų posūkių pašalinimo procesas, nepažeidžiant pradinių duomenų. Šie procesai intensyviai naudojami signalų apdorojimui, garso ir vaizdo apdorojimui bei seismologijai, tačiau pagrindinis procesas naudojamas beveik visuose pagrindiniuose moksluose.
Bet koks signalo sutrikimas yra konvoliucija. Nesvarbu, ar sutrikimą sukėlė kitas signalas, originalo atspindys ar net sugedęs įrašymo įrenginys. Maži posūkiai paprastai nesuardo signalo tiek, kad būtų galima nerimauti; to dažnai tikimasi vien iš signalo, judančio erdvėje. Kita vertus, dėl didelių vingių signalas bus neįskaitomas ir jį reikės pašalinti.
Didžioji dalis dekonvoliucijos yra nustatyti, kokios konvoliucijos įvyko su pradiniu signalu. Nustačius tikslią konvoliuciją, galima pakeisti originalą, kad jį būtų galima redaguoti. Daugeliu atvejų tai tiesiog reiškia, kad signalas vėl pakeičiamas kita konvoliucija, kuri yra visiškai priešinga pradiniam trikdytojui. Šie du signalai panaikins vienas kitą ir grąžins įrašytą informaciją į pradinę formą.
Šis procesas turi daugybę realaus pasaulio programų. Dekonvoliucija plačiai naudojama kaip optinių vaizdų koregavimo metodas, siekiant atsižvelgti į padidinimo iškraipymus. Kai objektyvas padidina vaizdą, vaizdas nėra padidinamas tolygiai visame lauke. Net aukščiausios klasės mikroskopuose ir teleskopuose iškraipymai yra labai nedideli. Kai vaizdas labai padidinamas, žiūrint į labai mažą arba labai tolimą objektą, iškraipymas gali radikaliai paveikti vaizdą. Vaizdui pritaikius priešingą posūkį, sukuriama daug tikresnė versija.
Ta pati technika naudojama keliose kitose garso ir vaizdo srityse, siekiant pagerinti signalo stiprumą ir sukurti tikroviškesnius įrašus. Seismologijoje signalą iškraipo atstumas, terpė ir savęs atspindžiai. Visi šie posūkiai yra beveik nenaudingas signalas. Naudodami dekonvoliuciją, norėdami judėti atgal per visus iškraipymus, mokslininkai gali daugiau sužinoti apie tai, kas vyksta signalo kilmės vietoje ir kokie dalykai yra tarp signalo perdavimo ir priėmimo.