解码

解码是一种用特定方法，把数码还原成它所代表的内容或将电脉冲信号、光信号、无线电波等转换成它所代表的信息、数据等的过程。解码是受传者将接受到的符号或代码还原为信息的过程，与编码过程相对应。

中文名：解码

外文名：Decoding

学科：通信科技

分类：电脉冲信号、光信号

特点：在无线电技术方面广泛应用

1、主要内容

解码(Decoding)是指受传者将接受到的符号或代码还原为信息的过程，与编码过程相对应。解码活动要受到受众的社会地位和文化背景的影响，体现社会的多样性，受众的解码还具有同向性、对抗性、妥协性三种形态。编码和解码的连通过程实质上就是简单的传播过程。如果说符号具或符号的表现层面是由编码者决定的，那么符号义或符号的内容层面则是由解码者决定的。

在计算机网络中，网络通过通信网将计算机互联以实现资源共享和数据传输的。当使用的通信网信号形式和传输设备的信号形式不一样时，就必须进行信号形式的转换。一般将在发送方进行的信号形式转换称为编码，接收方进行的信号形式的转换成为解码。

2、解码算法

对不同的信号通常有着不同的解码算法，日常生活中主要为DTMF信号与PDM信号。

DTMF(DoubleToneMultiFrequency，双音多频)信令使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，并具有很强的抗干扰能力，从而迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。近年来，DTMF广泛应用于交互式控制中，如语言菜单、语言邮件、来电显示、电话银行和ATM终端等，用户可发送DTMF信号来选择菜单进行操作。DTMF编码器将数字按键信息转换成双音信号发送出去，解码时对接收到的DTMF信号进行检测，将其还原为数字键。

FFT算法

FFT(快速傅里叶变换)是有限长序列离散傅里叶变换(DFT)的快速算法，其基本运算是蝶形算法，可使DFT计算时间缩短1～2个数量级，大大推动了数字信号处理技术的发展。解码过程如下:

1.对接收到的DTMF信号做FFT，画频谱图，从中找出代表各信号的频率分量。FFT中要求序列长度N为2的E次幂(E为整数)，所以N=28=256，由于频谱分辨率F=fs/N≈31.25Hz

2.将各DTMF信号还原为相应的数字键。

DFT算法

用FFT算法解码，每帧信号要做N=256点FFT，而组成所有DTMF信号的频率只有8个，于是可以只对每帧信号算8个最具有特征的特征点的DFT，以避开FFT中许多无意义的计算。DFT算法解码过程如下：

1.对每帧DTMF信号在8个特定的频率上做DFT，画幅频谱图，从中找出代表各信号的特征字。

2.将各DTMF信号还原为相应数字键。

频域滤波算法

1.首先对信号分帧，考虑到频谱泄露等截断效应，用汉宁窗可得到更好的频谱特性。然后根据序列加窗后的频谱，从频域上滤波，即对带外频谱置零，得到输入序列理想化低通滤波后的频谱。

2.由于此时带外频谱已置零，信号带宽减小，可直接将带内频谱进行拼接，做傅里叶逆变换恢复时域波形，相当于抽取。

3.最后除以汉宁窗系数，得到了解码后的序列。

在滤波中除去汉宁窗系数时，会放大序列两端的绝对误差。对长序列分段解码时，需要采用重叠保留法，

即分段时需要与前后少量重叠，解码后丢弃前后重叠的部分，保留中间绝对误差小的部分作为解码结果。此算法使用DFT进行解码，分段的大小对解码效果也有重要的影响。对不同频率输入信号，采用频域滤波解码算法计算出来的信噪比，在分段较小时，信噪比随着频率的升高而下降。因为频谱分析时产生频谱泄露，在理想化滤波时被去除，导致由此恢复出的带内频谱失真。并且频率越高，泄露到带外的越多，从而失真越大，信噪比下降。随着分段长度的增加，信噪比的损失逐渐减小。分段长度为512×64，就可做到基本不损失信噪比，这是因为较大的分段可获得更细致的频谱，减少频谱泄露到带外而引起的信噪比下降。

3、视频解码

视频编解码，是指一个能够对数字视频进行压缩或者解压缩的程序或者设备。通常这种压缩属于有损数据压缩。历史上，视频信号是以模拟形式存储在磁带上的。随着CompactDisc的出现并进入市场，音频信号以数字化方式进行存储，视频信号也开始使用数字化格式，一些相关技术也开始随之发展起来。

一个复杂的平衡关系存在于以下因素之间：视频的质量、用来表示视频所需要的数据量(通常称之为码率)、编码算法和解码算法的复杂度、针对数据丢失和错误的鲁棒性(Robustness)、编辑的方便性、随机访问、编码算法设计的完美性、端到端的延时以及其它一些因素。

在日常生活中，视频编解码器的应用非常广泛。例如在DVD(MPEG-2)中，在VCD(MPEG-1)中，在各种卫星和陆上电视广播系统中，在互联网上。在线的视频素材通常是使用很多种不同的解码器进行压缩的，为了能够正确地浏览这些素材，用户需要下载并安装编解码器包--一种为PC准备的编译好的解码组件。

由用户自己来进行视频的压缩已经随着DVD刻录机的出现而越来越风行。由于商店中贩卖的DVD通常容量比较大(双层)而当前双层DVD刻录机还不太普及，所以用户有时候会对DVD的素材进行二次压缩使其能够在一张单面DVD上完整地存储。