解碼是一種用特定方法,把數(shù)碼還原成它所代表的內(nèi)容或?qū)㈦娒}沖信號、光信號、無線電波等轉(zhuǎn)換成它所代表的信息、數(shù)據(jù)等的過程。解碼是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)。

中文名

解碼

外文名

Decoding

學(xué)科

通信科技

特點

在無線電技術(shù)方面廣泛應(yīng)用

分類

電脈沖信號、光信號

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。

在計算機網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)通過通信網(wǎng)將計算機互聯(lián)以實現(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,就必須進行信號形式的轉(zhuǎn)換。一般將在發(fā)送方進行的信號形式轉(zhuǎn)換稱為編碼,接收方進行的信號形式的轉(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(tǒng)轉(zhuǎn)盤式電話機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信號進行檢測,將其還原為數(shù)字鍵。

FFT算法

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。

DFT算法

用FFT算法解碼,每幀信號要做N=256點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。

頻域濾波算法

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的信噪比,在分段較小時,信噪比隨著頻率的升高而下降。因為頻譜分析時產(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,是指一個能夠?qū)?shù)字視頻進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)并進入市場,音頻信號以數(shù)字化方式進行存儲,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。

由用戶自己來進行視頻的壓縮已經(jīng)隨著DVD刻錄機的出現(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刻錄機還不太普及,所以用戶有時候會對DVD的素材進行二次壓縮使其能夠在一張單面DVD上完整地存儲。