編碼與信息處理
正文
信源編碼 包括信息的數字表示和數據壓縮。信源輸出多為模擬信息。用脈衝編碼調製 (PCM)技術可以將模擬信號變換為數位訊號。飛行器限制信源的體積、發射功率和天線尺寸，因此需要對各種信息進行數據壓縮。數字表示的原始信息含有重複的東西，即有冗餘性，語音和圖像信號都有冗餘性，可以根據它們的統計特性進行變換，以達到數據壓縮。在一定的保真度的前提下表示同一個信號，數據量越少則傳輸和處理的效率就越高。信道編碼 包括檢錯編碼和糾錯編碼。信息在傳遞過程中會遇到干擾而發生差錯。在數位訊號串中加入一些數字來校驗，可以發現或糾正差錯。這樣做會降低信息傳輸效率，但可提高可靠性。能發現錯誤的編碼稱為檢錯編碼；能發現並糾正錯誤的編碼稱為糾錯編碼，航空航天中多用糾錯編碼。一般信號功率越大，則誤碼率越低。採用糾錯編碼等效於節省信號功率。誤碼率一定時，因使用糾錯編碼而節省的功率的倍數稱為編碼增益。節省功率對於航空航天有很大的實際意義。信道編碼分為以下幾種：
①分組碼：將若干個信息符號分為一組，加入一定的校驗符號組成一個碼字，解碼時對每個碼字獨立驗算。航空航天中最常用的是RS碼(Reed-Salomon),它是BCH碼中糾錯能力很強的一種。RS碼所用的符號是多進制的,能糾正碼字中多個錯誤。例如,深空通信中的幾十比特/秒的慢速傳輸，用128進制的RS碼誤碼率為10-5時，碼的增益可達9分貝，即信號功率可降到1/8。
②卷積碼：將校驗符號均勻地插入信息符號串中。這些校驗符號不僅與插入處信息符號有關，還與前面若干個信息符號有關。衛星通信以20兆比特／秒以下的速率傳輸,用卷積編碼和維特比(Viterbi)解碼。誤碼率為10-5時，碼的增益可達5分貝，即信號功率可降到1/3。
③連結碼：對一種碼要求誤碼率越低，則解碼的設備越複雜。這時宜採用連結碼(級聯碼)，即相繼地進行2種或多種編碼。連結碼的性能高,而且設備不複雜。特別在高速通信中使用更為合理。例如，RS碼與短的分組碼連結，在40兆比特/秒的高速情況下，誤碼率為10-5時，可得增益5分貝，即信號功率可降到1/3。連結碼已用於軍用飛機的新型通信系統中。
圖像處理 除數據壓縮外，對所接收的圖像信息還需要進行復原、增強和信息提取等處理。由於空中條件的限制，鏡頭與目標間的相對移動和各種干擾的影響會造成空中所得圖像失真和模糊，須用濾波的方法去除干擾和模糊，根據一定的數學模型進行幾何校正。然後採用圖像分析和識別技術，從圖像中獲取所需的信息。
語音處理 除了一般的通信系統需要對語音作數據壓縮外，人和機器之間的通信也需要語音處理。如計算機和人之間用語音對話時，首先需要計算機能“聽懂”人的聲音，即具有語音識別能力；其次需要計算機能仿照人的聲音回答問題，即具有語音合成能力。合成語音時，預先將各音節的參數存入唯讀存貯器內，按指令依次調出這些參數而產生語音。為了識別語音，可以用同態處理或線性預測編碼的方法對語音進行分類，判斷出屬於哪一個命令。80年代開始試驗軍用飛機用的聲控系統，這種系統能識別40種不同的指令，駕駛員可用語言控制40個不同的按鈕開關中的任何一個，從而有效地提高駕駛員的作戰能力，這是人-機接口方面的新發展。
參考書目
高遠等編著：《信號數字處理技術及其套用》，黑龍江科學技術出版社，哈爾濱，1983。G.C.Clark, Jr.and J.Bibb Cain,Error-Correcting Coding for Digital Communications，Plenum Press,New York,1981.
