解碼（受傳者將符號還原為信息的過程）

主要內(nèi)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程，與編碼過程相對應(yīng)。解碼活動要受到受眾的社會地位和文化背景的影響，體現(xiàn)社會的多樣性，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程實(shí)質(zhì)上就是簡單的傳播過程。如果說符號具或符號的表現(xiàn)層面是由編碼者決定的，那么符號義或符號的內(nèi)容層面則是由解碼者決定的。

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

術(shù)語算法

對不同的信號通常有著不同的解碼算法，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機(jī)上，因其提供更高的撥號速率，并具有很強(qiáng)的抗干擾能力，從而迅速取代了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤式電話機(jī)使用的撥號脈沖信令。近年來，DTMF廣泛應(yīng)用于交互式控制中，如語言菜單、語言郵件、來電顯示、電話銀行和ATM終端等，用戶可發(fā)送DTMF信號來選擇菜單進(jìn)行操作。DTMF編碼器將數(shù)字按鍵信息轉(zhuǎn)換成雙音信號發(fā)送出去，解碼時對接收到的DTMF信號進(jìn)行檢測，將其還原為數(shù)字鍵。

FFT(快速傅里葉變換)是有限長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計算時間縮短1～2個數(shù)量級，大大推動了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展。解碼過程如下:

1.對接收到的DTMF信號做FFT，畫頻譜圖，從中找出代表各信號的頻率分量。FFT中要求序列長度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信號的幅頻譜只含兩根譜線，譜線橫坐標(biāo)即該信號的兩個頻率分量點(diǎn)KL和KH。消除頻譜泄漏。由于DTMF信號是有限長的，相當(dāng)于對無限長的信號加矩形窗，因此在頻譜圖中必然會出現(xiàn)頻譜泄漏現(xiàn)象，使信號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)在這兩條譜線周圍的幅度較小的譜線消除。

2.將各DTMF信號還原為相應(yīng)的數(shù)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，于是可以只對每幀信號算8個最具有特征的特征點(diǎn)的DFT，以避開FFT中許多無意義的計算。DFT算法解碼過程如下：

1.對每幀DTMF信號在8個特定的頻率上做DFT，畫幅頻譜圖，從中找出代表各信號的特征字。

2.將各DTMF信號還原為相應(yīng)數(shù)字鍵。

1.首先對信號分幀，考慮到頻譜泄露等截斷效應(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.由于此時帶外頻譜已置零，信號帶寬減小，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，會放大序列兩端的絕對誤差。對長序列分段解碼時，需要采用重疊保留法，

即分段時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(jié)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?yàn)V波解碼算法計算出來的信噪比，在分段較小時，信噪比隨著頻率的升高而下降。因?yàn)轭l譜分析時產(chǎn)生頻譜泄露，在理想化濾波時被去除，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。隨著分段長度的增加，信噪比的損失逐漸減小。分段長度為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，視頻信號是以模擬形式存儲在磁帶上的。隨著Compact Disc的出現(xiàn)并進(jìn)入市場，音頻信號以數(shù)字化方式進(jìn)行存儲，視頻信號也開始使用數(shù)字化格式，一些相關(guān)技術(shù)也開始隨之發(fā)展起來。

一個復(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、針對數(shù)據(jù)丟失和錯誤的魯棒性(Robustness)、編輯的方便性、隨機(jī)訪問、編碼算法設(shè)計的完美性、端到端的延時以及其它一些因素。

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)而越來越風(fēng)行。由于商店中販賣的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，所以用戶有時候會對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。