解碼（受傳者將符號(hào)還原為信息的過(guò)程）

主要內(nèi)容

解碼(Decoding)是指受傳者將接受到的符號(hào)或代碼還原為信息的過(guò)程，與編碼過(guò)程相對(duì)應(yīng)。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(xiàn)社會(huì)的多樣性，受眾的解碼還具有同向性、對(duì)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(hào)具或符號(hào)的表現(xiàn)層面是由編碼者決定的，那么符號(hào)義或符號(hào)的內(nèi)容層面則是由解碼者決定的。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)通信網(wǎng)將計(jì)算機(jī)互聯(lián)以實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹．?dāng)使用的通信網(wǎng)信號(hào)形式和傳輸設(shè)備的信號(hào)形式不一樣時(shí)，就必須進(jìn)行信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換。一般將在發(fā)送方進(jìn)行的信號(hào)形式轉(zhuǎn)換稱為編碼，接收方進(jìn)行的信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換成為解碼。

術(shù)語(yǔ)算法

對(duì)不同的信號(hào)通常有著不同的解碼算法，日常生活中主要為DTMF信號(hào)與PDM信號(hào)。

DTMF(Double Tone Multi Frequency，雙音多頻)信令使用在按鍵式電話機(jī)上，因其提供更高的撥號(hào)速率，并具有很強(qiáng)的抗干擾能力，從而迅速取代了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤(pán)式電話機(jī)使用的撥號(hào)脈沖信令。近年來(lái)，DTMF廣泛應(yīng)用于交互式控制中，如語(yǔ)言菜單、語(yǔ)言郵件、來(lái)電顯示、電話銀行和ATM終端等，用戶可發(fā)送DTMF信號(hào)來(lái)選擇菜單進(jìn)行操作。DTMF編碼器將數(shù)字按鍵信息轉(zhuǎn)換成雙音信號(hào)發(fā)送出去，解碼時(shí)對(duì)接收到的DTMF信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，將其還原為數(shù)字鍵。

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

1.對(duì)接收到的DTMF信號(hào)做FFT，畫(huà)頻譜圖，從中找出代表各信號(hào)的頻率分量。FFT中要求序列長(zhǎng)度N為2的E次冪(E為整數(shù))，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(hào)的幅頻譜只含兩根譜線，譜線橫坐標(biāo)即該信號(hào)的兩個(gè)頻率分量點(diǎn)KL和KH。消除頻譜泄漏。由于DTMF信號(hào)是有限長(zhǎng)的，相當(dāng)于對(duì)無(wú)限長(zhǎng)的信號(hào)加矩形窗，因此在頻譜圖中必然會(huì)出現(xiàn)頻譜泄漏現(xiàn)象，使信號(hào)能量散布到其他譜線位置。為此應(yīng)選擇一適當(dāng)閾值，將出現(xiàn)在這兩條譜線周?chē)姆容^小的譜線消除。

2.將各DTMF信號(hào)還原為相應(yīng)的數(shù)字鍵。

用FFT算法解碼，每幀信號(hào)要做N=256點(diǎn)FFT，而組成所有DTMF信號(hào)的頻率只有8個(gè)，于是可以只對(duì)每幀信號(hào)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(jì)算。DFT算法解碼過(guò)程如下：

1.對(duì)每幀DTMF信號(hào)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(hào)的特征字。

2.將各DTMF信號(hào)還原為相應(yīng)數(shù)字鍵。

1.首先對(duì)信號(hào)分幀，考慮到頻譜泄露等截?cái)嘈?yīng)，用漢寧窗可得到更好的頻譜特性。然后根據(jù)序列加窗后的頻譜，從頻域上濾波，即對(duì)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(hào)帶寬減小，可直接將帶內(nèi)頻譜進(jìn)行拼接，做傅里葉逆變換恢復(fù)時(shí)域波形，相當(dāng)于抽取。

3.最后除以漢寧窗系數(shù)，得到了解碼后的序列。

在濾波中除去漢寧窗系數(shù)時(shí)，會(huì)放大序列兩端的絕對(duì)誤差。對(duì)長(zhǎng)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(duì)誤差小的部分作為解碼結(jié)果。此算法使用DFT進(jìn)行解碼，分段的大小對(duì)解碼效果也有重要的影響。對(duì)不同頻率輸入信號(hào)，采用頻域?yàn)V波解碼算法計(jì)算出來(lái)的信噪比，在分段較小時(shí)，信噪比隨著頻率的升高而下降。因?yàn)轭l譜分析時(shí)產(chǎn)生頻譜泄露，在理想化濾波時(shí)被去除，導(dǎo)致由此恢復(fù)出的帶內(nèi)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。隨著分段長(zhǎng)度的增加，信噪比的損失逐漸減小。分段長(zhǎng)度為512×64，就可做到基本不損失信噪比，這是因?yàn)檩^大的分段可獲得更細(xì)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?qū)?shù)字視頻進(jìn)行壓縮或者解壓縮的程序或者設(shè)備。通常這種壓縮屬于有損數(shù)據(jù)壓縮。歷史上，視頻信號(hào)是以模擬形式存儲(chǔ)在磁帶上的。隨著Compact Disc的出現(xiàn)并進(jìn)入市場(chǎng)，音頻信號(hào)以數(shù)字化方式進(jìn)行存儲(chǔ)，視頻信號(hào)也開(kāi)始使用數(shù)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(fù)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(shù)據(jù)量(通常稱之為碼率)、編碼算法和解碼算法的復(fù)雜度、針對(duì)數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤的魯棒性(Robustness)、編輯的方便性、隨機(jī)訪問(wèn)、編碼算法設(shè)計(jì)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(yīng)用非常廣泛。例如在DVD(MPEG-2)中，在VCD(MPEG-1)中，在各種衛(wèi)星和陸上電視廣播系統(tǒng)中，在互聯(lián)網(wǎng)上。在線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，用戶需要下載并安裝編解碼器包--一種為PC準(zhǔn)備的編譯好的解碼組件。

由用戶自己來(lái)進(jìn)行視頻的壓縮已經(jīng)隨著DVD刻錄機(jī)的出現(xiàn)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(dāng)前雙層DVD刻錄機(jī)還不太普及，所以用戶有時(shí)候會(huì)對(duì)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(chǔ)。