解碼（受傳者將符號還原為信息的過(guò)程）

主要內容

解碼(Decoding)是指受傳者將接受到的符號或代碼還原為信息的過(guò)程，與編碼過(guò)程相對應。解碼活動(dòng)要受到受眾的社會(huì )地位和文化背景的影響，體現社會(huì )的多樣性，受眾的解碼還具有同向性、對抗性、妥協(xié)性三種形態(tài)。編碼和解碼的連通過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是簡(jiǎn)單的傳播過(guò)程。如果說(shuō)符號具或符號的表現層面是由編碼者決定的，那么符號義或符號的內容層面則是由解碼者決定的。

在計算機網(wǎng)絡(luò )中，網(wǎng)絡(luò )通過(guò)通信網(wǎng)將計算機互聯(lián)以實(shí)現資源共享和數據傳輸的。當使用的通信網(wǎng)信號形式和傳輸設備的信號形式不一樣時(shí)，就必須進(jìn)行信號形式的轉換。一般將在發(fā)送方進(jìn)行的信號形式轉換稱(chēng)為編碼，接收方進(jìn)行的信號形式的轉換成為解碼。

術(shù)語(yǔ)算法

對不同的信號通常有著(zhù)不同的解碼算法，日常生活中主要為DTMF信號與PDM信號。

DTMF(Double Tone Multi Frequency，雙音多頻)信令使用在按鍵式電話(huà)機上，因其提供更高的撥號速率，并具有很強的抗干擾能力，從而迅速取代了傳統轉盤(pán)式電話(huà)機使用的撥號脈沖信令。近年來(lái)，DTMF廣泛應用于交互式控制中，如語(yǔ)言菜單、語(yǔ)言郵件、來(lái)電顯示、電話(huà)銀行和ATM終端等，用戶(hù)可發(fā)送DTMF信號來(lái)選擇菜單進(jìn)行操作。DTMF編碼器將數字按鍵信息轉換成雙音信號發(fā)送出去，解碼時(shí)對接收到的DTMF信號進(jìn)行檢測，將其還原為數字鍵。

FFT(快速傅里葉變換)是有限長(cháng)序列離散傅里葉變換(DFT)的快速算法，其基本運算是蝶形算法，可使DFT計算時(shí)間縮短1～2個(gè)數量級，大大推動(dòng)了數字信號處理技術(shù)的發(fā)展。解碼過(guò)程如下:

1.對接收到的DTMF信號做FFT，畫(huà)頻譜圖，從中找出代表各信號的頻率分量。FFT中要求序列長(cháng)度N為2的E次冪(E為整數)，所以N=28=256，由于頻譜分辨率F=fs/N≈31.25Hz<73Hz，因此可在頻譜圖中分辨出各頻率分量。DTMF信號的幅頻譜只含兩根譜線(xiàn)，譜線(xiàn)橫坐標即該信號的兩個(gè)頻率分量點(diǎn)KL和KH。消除頻譜泄漏。由于DTMF信號是有限長(cháng)的，相當于對無(wú)限長(cháng)的信號加矩形窗，因此在頻譜圖中必然會(huì )出現頻譜泄漏現象，使信號能量散布到其他譜線(xiàn)位置。為此應選擇一適當閾值，將出現在這兩條譜線(xiàn)周?chē)姆容^小的譜線(xiàn)消除。

2.將各DTMF信號還原為相應的數字鍵。

用FFT算法解碼，每幀信號要做N=256點(diǎn)FFT，而組成所有DTMF信號的頻率只有8個(gè)，于是可以只對每幀信號算8個(gè)最具有特征的特征點(diǎn)的DFT，以避開(kāi)FFT中許多無(wú)意義的計算。DFT算法解碼過(guò)程如下：

1.對每幀DTMF信號在8個(gè)特定的頻率上做DFT，畫(huà)幅頻譜圖，從中找出代表各信號的特征字。

2.將各DTMF信號還原為相應數字鍵。

1.首先對信號分幀，考慮到頻譜泄露等截斷效應，用漢寧窗可得到更好的頻譜特性。然后根據序列加窗后的頻譜，從頻域上濾波，即對帶外頻譜置零，得到輸入序列理想化低通濾波后的頻譜。

2.由于此時(shí)帶外頻譜已置零，信號帶寬減小，可直接將帶內頻譜進(jìn)行拼接，做傅里葉逆變換恢復時(shí)域波形，相當于抽取。

3.最后除以漢寧窗系數，得到了解碼后的序列。

在濾波中除去漢寧窗系數時(shí)，會(huì )放大序列兩端的絕對誤差。對長(cháng)序列分段解碼時(shí)，需要采用重疊保留法，

即分段時(shí)需要與前后少量重疊，解碼后丟棄前后重疊的部分，保留中間絕對誤差小的部分作為解碼結果。此算法使用DFT進(jìn)行解碼，分段的大小對解碼效果也有重要的影響。對不同頻率輸入信號，采用頻域濾波解碼算法計算出來(lái)的信噪比，在分段較小時(shí)，信噪比隨著(zhù)頻率的升高而下降。因為頻譜分析時(shí)產(chǎn)生頻譜泄露，在理想化濾波時(shí)被去除，導致由此恢復出的帶內頻譜失真。并且頻率越高，泄露到帶外的越多，從而失真越大，信噪比下降。隨著(zhù)分段長(cháng)度的增加，信噪比的損失逐漸減小。分段長(cháng)度為512×64，就可做到基本不損失信噪比，這是因為較大的分段可獲得更細致的頻譜，減少頻譜泄露到帶外而引起的信噪比下降。

視頻解碼

視頻編解碼，是指一個(gè)能夠對數字視頻進(jìn)行壓縮或者解壓縮的程序或者設備。通常這種壓縮屬于有損數據壓縮。歷史上，視頻信號是以模擬形式存儲在磁帶上的。隨著(zhù)Compact Disc的出現并進(jìn)入市場(chǎng)，音頻信號以數字化方式進(jìn)行存儲，視頻信號也開(kāi)始使用數字化格式，一些相關(guān)技術(shù)也開(kāi)始隨之發(fā)展起來(lái)。

一個(gè)復雜的平衡關(guān)系存在于以下因素之間：視頻的質(zhì)量、用來(lái)表示視頻所需要的數據量(通常稱(chēng)之為碼率)、編碼算法和解碼算法的復雜度、針對數據丟失和錯誤的魯棒性(Robustness)、編輯的方便性、隨機訪(fǎng)問(wèn)、編碼算法設計的完美性、端到端的延時(shí)以及其它一些因素。

在日常生活中，視頻編解碼器的應用非常廣泛。例如在DVD(MPEG-2)中，在VCD(MPEG-1)中，在各種衛星和陸上電視廣播系統中，在互聯(lián)網(wǎng)上。在線(xiàn)的視頻素材通常是使用很多種不同的解碼器進(jìn)行壓縮的，為了能夠正確地瀏覽這些素材，用戶(hù)需要下載并安裝編解碼器包--一種為PC準備的編譯好的解碼組件。

由用戶(hù)自己來(lái)進(jìn)行視頻的壓縮已經(jīng)隨著(zhù)DVD刻錄機的出現而越來(lái)越風(fēng)行。由于商店中販賣(mài)的DVD通常容量比較大(雙層)而當前雙層DVD刻錄機還不太普及，所以用戶(hù)有時(shí)候會(huì )對DVD的素材進(jìn)行二次壓縮使其能夠在一張單面DVD上完整地存儲。