解碼

解碼是一種用特定方法，把數碼還原成它所代表的內容或將電脈衝信號、光信號、無線電波等轉換成它所代表的信息、數據等的過程。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。

基本介紹

• 中文名：解碼
• 外文名：Decoding
• 學科：通信科技
• 分類：電脈衝信號、光信號
• 特點：在無線電技術方面廣泛套用

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程，與編碼過程相對應。解碼活動要受到客群的社會地位和文化背景的影響，體現社會的多樣性，客群的解碼還具有同向性、對抗性、妥協性三種形態。編碼和解碼的連通過程實質上就是簡單的傳播過程。如果說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。

在計算機網路中，網路通過通信網將計算機互聯以實現資源共享和數據傳輸的。當使用的通信網信號形式和傳輸設備的信號形式不一樣時，就必須進行信號形式的轉換。一般將在傳送方進行的信號形式轉換稱為編碼，接收方進行的信號形式的轉換成為解碼。

解碼算法

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，並具有很強的抗干擾能力，從而迅速取代了傳統轉盤式電話機使用的撥號脈衝信令。 近年來，DTMF 廣泛套用於互動式控制中，如語言選單、語言郵件、來電顯示、電話銀行和 ATM 終端等，用戶可傳送 DTMF 信號來選擇選單進行操作。 DTMF 編碼器將數字按鍵信息轉換成雙音信號傳送出去，解碼時對接收到的 DTMF 信號進行檢測，將其還原為數字鍵。

FFT算法

FFT(快速傅立葉變換)是有限長序列離散傅立葉變換(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個數量級，大大推動了數位訊號處理技術的發展。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)，所以N=28=256，由於頻譜解析度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，譜線橫坐標即該信號的兩個頻率分量點KL和KH。消除頻譜泄漏。由於DTMF信號是有限長的，相當於對無限長的信號加矩形窗，因此在頻譜圖中必然會出現頻譜泄漏現象，使信號能量散布到其他譜線位置。為此應選擇一適當閾值，將出現在這兩條譜線周圍的幅度較小的譜線消除。

2.將各DTMF信號還原為相應的數字鍵。

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，於是可以只對每幀信號算 8 個最具有特徵的特徵點的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徵字。

2.將各 DTMF 信號還原為相應數字鍵。

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，用漢寧窗可得到更好的頻譜特性。然後根據序列加窗後的頻譜，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後的頻譜。

2.由於此時帶外頻譜已置零，信號頻寬減小，可直接將帶內頻譜進行拼接， 做傅立葉逆變換恢復時域波形，相當於抽取。

3.最後除以漢寧窗係數，得到了解碼後的序列。

在濾波中除去漢寧窗係數時， 會放大序列兩端的絕對誤差。 對長序列分段解碼時，需要採用重疊保留法，
即分段時需要與前後少量重疊， 解碼後丟棄前後重疊的部分， 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，採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。因為頻譜分析時產生頻譜泄露，在理想化濾波時被去除，導致由此恢復出的帶內頻譜失真。並且頻率越高，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緻的頻譜， 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，是指一個能夠對數字視頻進行壓縮或者解壓縮的程式或者設備。通常這種壓縮屬於有損數據壓縮。歷史上，視頻信號是以模擬形式存儲在磁帶上的。隨著Compact Disc的出現並進入市場，音頻信號以數位化方式進行存儲，視頻信號也開始使用數位化格式，一些相關技術也開始隨之發展起來。

一個複雜的平衡關係存在於以下因素之間：視頻的質量、用來表示視頻所需要的數據量(通常稱之為碼率)、編碼算法和解碼算法的複雜度、針對數據丟失和錯誤的魯棒性(Robustness)、編輯的方便性、隨機訪問、編碼算法設計的完美性、端到端的延時以及其它一些因素。

在日常生活中，視頻編解碼器的套用非常廣泛。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，在網際網路上。線上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，用戶需要下載並安裝編解碼器包--一種為PC準備的編譯好的解碼組件。

由用戶自己來進行視頻的壓縮已經隨著DVD刻錄機的出現而越來越風行。由於商店中販賣的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。