信息的数字化表示—视频
合集下载
江苏省高中信息技术学业水平考试
江苏省高中信息技术学业水平考试（一）信息及其特征1．信息、物质和能量是构成人类社会资源的三大支柱。
信息既是人类生存的基本条件，也是人类生存的基本要求。
2．一般我们可以从信息的含义、信息的表现形式、信息的载体这三个方面来认识信息。
3．信息的作用：为决策提供依据的作用，可被用于控制的作用，有告知作用。
4．信息的一般特征：载体依附性、价值性、时效性、共享性、可转换性等。
（二）信息技术及其发展简史1．信息技术：一切与信息的获取、加工、表达、交流、管理和评价等有关的技术都可称之为信息技术。
2．人类社会发展历史上发生过五次信息技术革命：（l）语言的使用；（2）文字的创造；（3）印刷术的发明；（4）电报、电话、广播、电视的发明和普及；（5）计算机技术及现代通信技术的普及与应用。
3．神奇的计算机技术：虚拟现实、语音技术、智能代理技术、中国的超级计算机。
4．丰富多彩的因特网：因特网是基于TCP/IP协议的。
今天的因特网正在从各个方面逐渐改变人们的工作、生活和学习方式，为人们提供了许多方面的应用。
5．信息技术发展趋势：（1）越来越友好的人机界面：友好的人机界面意味着技术工具的简单易学和易于操作，只需花费很少的时间就可以轻松驾驭。
（2）越来越个性化的功能设计：信息技术的产品走向了个性化和集成化的发展方向。
（3）越来越高的性能价格比：信息技术正向低消耗、高速度的方向发展。
（三）信息的获取过程1．信息来源的主要途径。
（l）直接获取信息。
直接获取信息主要是通过人的感官与事物接触，使事物的面貌和特征在人的大脑中留下印象，这是人们认识事物的重要渠道之一。
例，实践活动，包括参加社会生产劳动实践和参与各种科学实验等；参观活动，包括观察自然界和社会的各种现象。
（2）间接获取信息。
间接获取信息就是用科学的分析研究方法，鉴别和挖掘出隐藏在表象背后的信息。
例如，通过人与人之间的沟通，查阅书刊资料、广播电视、影视资料、电子读物等获取的信息。
信息技术教案——信息的数字化5.3.2 内容为视频、音频的数字表示
（2）讲解“采样频率”的概念（并举例说明）
（3）结全课本Ｐ144图５－１４。引出计算声波的存储空间的方法。一般立体声采用为44KHz的采样频率，因此每秒钟需要用２＊44000=88000字节的存储空间。
上图还说明声波采样频率越大，声音越真而存贮量也越大。
（4）通过让学生自己练的方式学习加工处理音频信息。
（5）学生反馈自学情况
（6）音频文件类型：wav、midi、mid、mp3
3、总结
学到现在，我们对图像、视频的数字表示有了一定的了解，它们让我们明白人们能轻松地以更低的低价实现住处的高速率、高品质传播，数字制式终将替代模拟制式。
学生复习并完成下列习题：
1、将一幅分率为800＊600的１６色图像需要多少储空间。
计算１分钟600＊480像素的２５６色灰度图像的视频存储空间。
让学生分析两种情况下
A、在为了节省存储空间。而不需高质量的情况下。
B、为了追求高保真音乐时。
该降低还是该提高采样频率。
计算一张650MB的光盘用立体声３０ＫＨZ的采样频率，可放多少时间的音乐。
让学生交刚才录制的声音进行加工处理，如删除某段音乐，或与其它音混合在一起等。
我们知道图像的数字化可以为我们实现高品质的图像传播。实际上当前的信息领域已逐渐被数字制式所取代。比如，数字化手机代替模拟“大哥大”，数字化高清晰度电视将取代模拟电视，ＣＤ机淘汰了录音机等。那么，这些视频和音视的数字形式在计算机中是如何表示的呢？
1、引入并介绍视频的数字表示（在多媒体教室演示）
（1）用ＧＩＦ Ａnimator将几副简单的图像导入制作一副简单动画。由此让学生理解视频是由一帧帧的静止图像组成的。
５．３．２ 内容为视频、音频的数字表示
教学目标：
（3）结全课本Ｐ144图５－１４。引出计算声波的存储空间的方法。一般立体声采用为44KHz的采样频率，因此每秒钟需要用２＊44000=88000字节的存储空间。
上图还说明声波采样频率越大，声音越真而存贮量也越大。
（4）通过让学生自己练的方式学习加工处理音频信息。
（5）学生反馈自学情况
（6）音频文件类型：wav、midi、mid、mp3
3、总结
学到现在，我们对图像、视频的数字表示有了一定的了解，它们让我们明白人们能轻松地以更低的低价实现住处的高速率、高品质传播，数字制式终将替代模拟制式。
学生复习并完成下列习题：
1、将一幅分率为800＊600的１６色图像需要多少储空间。
计算１分钟600＊480像素的２５６色灰度图像的视频存储空间。
让学生分析两种情况下
A、在为了节省存储空间。而不需高质量的情况下。
B、为了追求高保真音乐时。
该降低还是该提高采样频率。
计算一张650MB的光盘用立体声３０ＫＨZ的采样频率，可放多少时间的音乐。
让学生交刚才录制的声音进行加工处理，如删除某段音乐，或与其它音混合在一起等。
我们知道图像的数字化可以为我们实现高品质的图像传播。实际上当前的信息领域已逐渐被数字制式所取代。比如，数字化手机代替模拟“大哥大”，数字化高清晰度电视将取代模拟电视，ＣＤ机淘汰了录音机等。那么，这些视频和音视的数字形式在计算机中是如何表示的呢？
1、引入并介绍视频的数字表示（在多媒体教室演示）
（1）用ＧＩＦ Ａnimator将几副简单的图像导入制作一副简单动画。由此让学生理解视频是由一帧帧的静止图像组成的。
５．３．２ 内容为视频、音频的数字表示
教学目标：
如何使信息数字化
处理二进制数字信息，而信息的表现形式（信息的载 体）有文字、图像、声音和视频。如何将这些信息转化为数字形态的信息呢？ 1、字符的数字化；2、图像的数字化；3、声音的数字化；4、视频的数字化
一、 字符的数字化
字符的数字化是通过建立字符和数字的对应关系实现的。 目前国际上通用的字符编码规则是“美国信息交换标准码， 简称ASCII码。” ASCII码用7位二进制数来编码，因此ASCII码最多可以 表示128个字符（27）。包含的字符有：英文字母、数字、标 点符号、控制字符和其他字符。 在电脑系统中，一个字节（8个二进制位）来存储一个 ASCII码。如A字符的ASCII码=（0100 0001）2，最高位（第 八位）为0。
汉字编码
由于汉字太多，无法用一个字节（8位二进制） 编码。因此使用两个字节(28 × 28 = 216 ,最多表 示65536个汉字)编码一个汉字。 为了防止与标准ASCII码冲突，将每个字节的最 高位设为1，这就是汉字的国际机内码（简称机内 码）。
二、图像的数字化
图像的数字化采用的编码方式与字符的编码方式不同。 将电脑中的一张图像方大，就可以清楚的看到，电脑中 的图像是由一个个像素点组成。 如果用8位二进制数（即一个像素用8位二进制数表示） 可以表示28=256种颜色；用24位二进制数（即一个像素用24 位二进制数表示）可以表示224种颜色（称为24位真色彩）。 例：现有一张24位真彩色的1024*768像素的数码相片， 这张 相片的总像素为：1024*768=786432px（像素）。一个 像素用24位二进制数表示，这张相片的总二进制数为： 786432*24=18874368bit（比特）。
二、图像的数字化练习
二、声音的数字化
二、声音的数字化
三、视频的数字化
一、 字符的数字化
字符的数字化是通过建立字符和数字的对应关系实现的。 目前国际上通用的字符编码规则是“美国信息交换标准码， 简称ASCII码。” ASCII码用7位二进制数来编码，因此ASCII码最多可以 表示128个字符（27）。包含的字符有：英文字母、数字、标 点符号、控制字符和其他字符。 在电脑系统中，一个字节（8个二进制位）来存储一个 ASCII码。如A字符的ASCII码=（0100 0001）2，最高位（第 八位）为0。
汉字编码
由于汉字太多，无法用一个字节（8位二进制） 编码。因此使用两个字节(28 × 28 = 216 ,最多表 示65536个汉字)编码一个汉字。 为了防止与标准ASCII码冲突，将每个字节的最 高位设为1，这就是汉字的国际机内码（简称机内 码）。
二、图像的数字化
图像的数字化采用的编码方式与字符的编码方式不同。 将电脑中的一张图像方大，就可以清楚的看到，电脑中 的图像是由一个个像素点组成。 如果用8位二进制数（即一个像素用8位二进制数表示） 可以表示28=256种颜色；用24位二进制数（即一个像素用24 位二进制数表示）可以表示224种颜色（称为24位真色彩）。 例：现有一张24位真彩色的1024*768像素的数码相片， 这张 相片的总像素为：1024*768=786432px（像素）。一个 像素用24位二进制数表示，这张相片的总二进制数为： 786432*24=18874368bit（比特）。
二、图像的数字化练习
二、声音的数字化
二、声音的数字化
三、视频的数字化
视频数字信息处理技术
4.3 数字视频的获取
在多媒体计算机系统中，视频处理一般是借助于一些相 关的硬件和软件，在计算机上对输入的视频信号进行接收、 采集、传输、压缩、存储、编辑、显示、回放等多种处理。 数字视频素材，可以通过视频采集卡将模拟数字信号转 换为数字视频信号，也可以从光盘及网络上直接获取数字 视频素材。
4.3 数字视频的获取
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 4． 彩色电视信号的类型 电视频道传送的电视信号主要包括亮度信号、色度信 号、复合同步信号和伴音信号，这些信号可以通过频率域 或者时间域相互分离出来。电视机能够将接收到的高频电 视信号还原成视频信号和低频伴音信号，并在荧光屏上重 现图像，在扬声器上重现伴音。 根据不同的信号源，电视接收机的输入、输出信号有 三种类型： （1）分量视频信号与S-Video （2）复合视频信号 （3）高频或射频信号
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 2． 彩色电视信号制式 （4）数字电视（Digital TV） 1990年美国通用仪器公司研制出高清晰度电视HDTV， 提出信源的视频信号及伴音信号用数字压缩编码，传输信 道采用数字通信的调制和纠错技术，从此出现了信源和传 输通道全数字化的真正数字电视，它被称为“数字电视”。 数字电视（DTV）包括高清晰度电视HDTV、标准清 晰度电视SDTV和VCD质量的低清晰度电视LDTV。 随着数字技术的发展，全数字化的电视HDTV标准将 逐渐代替现有的彩色模拟电视。
4.2 视频的数字化
4.2.2 常见的数字视频格式及特点
1． AVI AVI（Audio Video Interleave） 是微软公司开发的一种符合RIFF 文件规范的数字音频与视频文件格式。 AVI格式允许视频和音频交错记录、同步播放，支持256色和RLE 压缩，是PC机上最常用的视频文件格式，其播放器为VFW（Video For Windows）。 在AVI文件中，运动图像和伴音数据是以交替的方式存储，播放时， 帧图像顺序显示，其伴音声道也同步播放。以这种方式组织音频和视像 数据，可使得在读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信 息。 AVI文件还具有通用和开放的特点，适用于不同的硬件平台，用户 可以在普通的MPC上进行数字视频信息的编辑和重放，而不需要专门 的硬件设备。 AVI文件可以用一般的视频编辑软件如Adobe Premiere进行编辑和 处理。
02 计算机内信息的数字化表示
示例： 示例：
(1011.1) 2 = 1×23+0×22 + 1×21 + 1 ×20 +1 × 2-1 +0× 1×
= 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 = (11.5)10
编码和数制
八与十六进制之间的转换
整数从右向左 小数从左向右
三位并一位
二进制
一位拆三位 四位并一位
八进制
二进制
一位拆四位
Word） 字（Word） 一条指令或一个数据信息，称为一个字。 字是计算机进行信息交换、处理、存储的 基本单元。计算机一次能处理的二进制数 计算机一次能处理的二进制数 字长 CPU中每个字所包含的二进制代码的位数， 称为字长。字长是衡量计算机性能的一个 重要指标。
四、常见名词
指令 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指 令。一条指令规定一种操作，由一系列有序 指令组成的集合称为程序。 容量 容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词， 主要指存储器所能存储信息的字节数。常用 的容量单位有B、KB、MB、GB，它们之间 的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB， 1GB=1024MB。
十六进制
编码和数制
示例： 示例： 100 110 110 111 . 010 100
(4
6
6
7 . 2 4 )8
Hale Waihona Puke 0001 1011 0111.0100 ( 1 B 7 . 4 )16
三、计算机采用二进制的好处
1. 2. 3. 4.
技术上容易实现。 运算规则简单。 可以方便的进行逻辑运算。 与十进制之间关系简单，转换容易 实现。
二、进位计数制
第五章 习题(带答案)
第五章判断题F 1 ASCII、GB2312、GB18030、Unicode是我国为适应汉字信息处理需要制定的一系列汉字编码标准。
（判断）F 2 MPEG－1声音压缩编码是一种高保真声音数据压缩的国际标准，它分为三个层次，层1的编码效果最佳，层3最差。
（判断）F 3 美国标准信息交换码(ASCII码)中，共有128个字符，每个字符都可打印。
（判断）T 4 人们说话的语音频率范围一般在300HZ--3400KHZ之间，数字化时取样频率大多为8kHz。
（判断）F 5 若中文Windows环境下西文使用标准ASCII码，汉字采用GB2312编码，则十六进制内码为C4 CF 50 75 B3 F6的文本中，含有4个汉字。
（判断）F 6 数字声音虽然是一种连续媒体，但与文本相比，数据量不大，对存储和传输的要求并不高。
（判断）T 7 为了与ASCII字符相区别及处理汉字的方便，在计算机内，以最高位均为1的2个字节表示GB2312汉字。
（判断）T 8 西文字符在计算机中通常采用ASCII码表示，每个字节存放1个字符。
（判断）F[01]. 文本处理强调的是使用计算机对文本中所含的文字信息进行分析和处理，因而文本检索不属于文本处理。
（判断）T [02]. 中文Word是一个功能丰富的文字处理软件，它不但能进行编辑操作，而且能自动生成文本的"摘要"。
（判断）F [03]. Linux和Word都是文字处理软件。
（判断）T [04]. 与文本编辑不同的是，文本处理是对文本中包含的文字信息的音、形、义等进行分析、加工和处理。
（判断）T[05]. 文本展现的大致过程是：首先对文本格式描述进行解释，然后生成字符和图、表的映象，然后再传送到显示器或打印机输出。
（判断）F [06]. OFFICE软件是通用的软件，它可以不依赖操作系统而独立运行。
（判断）[07]. 目前广泛使用的Google、百度等搜索引擎大多数是基于全文检索原理工作的。
苏科版(2018)七年级全册信息技术 1.1.3信息的数字化 课件
为什么信息编码要采取 统一的标准？
日常生活中有哪些编码 方式？
• 数字化信息的特点：易于表示与存储、易于处理和检索、易 于传播和集成、易于获取与共享等。
4.二进制表示数据
表现形式：只有0和1两个数码 逢二进一
运算法则： 0+0=0，0+1=1， 1+0=1，1+=10
试一试
快速写出右侧十进制数与 之对应的二进制表示方式
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ASCII码
要用计算机处理数值数据和字符数据，必须将数字、运算符、字母、 标点符号等字符用二 进制编码来表示。目前通用的是美国国家标准学会 规定的ASCII。它由7位二进制数编码字符集组成，共有2^7=128个
字符编码。它包括： A、大小写字母（A~Z、a~z） B、十进制数 （0~9） C、运算符和标识符（*、–） D、控制符（CR） 以后又改进为8位（占一个字节）二进制数组成的扩展的ASCII，共有 2^8=256个字符。
2.信息为什么要用数字化表示
因为计算机是用二进制编码方式工作的、 它无法直接理解人们日常接触到的信息，所 以计算机需要采用数字化编码的形式对信息 进行存储、加工、传送。
3.信息的数字化过程
模拟信号
采样
量化
编码
采样: 是以相等的间隔来测量模拟信号的物理量，完成对连 续模拟信号的离散化提取。 量化：是将采样值变换到最接近的数字值，即用有限个数的 数值近似表达原来连续变化的值。 编码：是把量化后的值用一组二进制数字代码表示。
视频的信息表示
❖数字视频:以一定的采样频率对模拟视频信号进行捕 获、处理并生成数字视频信号的过程。
• 特点：数字视频信号可以在无损的情况下无限次地 复制和长时间地保存，方便进行编辑和加工。 两种方式：
数字图像处理数字图像与视频处理技术.
•教学目标
通过本章的学习，要求掌握多媒体技术中有关 图像、视频数字化的基本概念、方法、技术与应用 等知识。
*
教学内容
1 基本概念 2 数字图像数据的获取与表示 3 图像的基本属性 4 图像处理软件Photoshop 应用举
例
5 视频的基本知识
9/ 12/ 2019
3
教学内容
6 视频的数字化 7 数字视频标准 8 视频信息的压缩编码 9 Windows 中的视频播放软件 10 数字视频的应用9/Fra bibliotek12/ 2019
11
3.2 数字图像数据的获取与表示
3.2.2 数字图像的表示
9/ 12/ 2019
图3.2 彩 色 图 像 的 表 示
红色 分量
绿色 分量
蓝色 分量
12
3.3 图像的基本属性
3.3.1 分辨率
分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 1. 显示分辨率 它是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显 示分辨率为840×480表示显示屏分成480行，每行显 示840个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。 屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率 越高，显示的图像质量也就越高。
9/ 12/ 2019
20
3.4 图像处理软件Photoshop 应用举例
3.4.1 图像处理软件Photoshop简介
2、 PhotoShop运行在Windows图形操作环境中，可支 持TIF、TGA、PCX、GIF、BMP、PSD、JPEG等各种
流行的图像文件格式。 3、 PhotoShop能方便地与如文字处理，图形应用，桌 面印刷等软件或程序交换图像数据。 4、PhotoShop支持的图像类型除常见的黑白、灰度、 索引16色、索引256色和RGB真彩色图像外，还支持 CMYK、HSB以及HSV模式的彩色图像。
通过本章的学习，要求掌握多媒体技术中有关 图像、视频数字化的基本概念、方法、技术与应用 等知识。
*
教学内容
1 基本概念 2 数字图像数据的获取与表示 3 图像的基本属性 4 图像处理软件Photoshop 应用举
例
5 视频的基本知识
9/ 12/ 2019
3
教学内容
6 视频的数字化 7 数字视频标准 8 视频信息的压缩编码 9 Windows 中的视频播放软件 10 数字视频的应用9/Fra bibliotek12/ 2019
11
3.2 数字图像数据的获取与表示
3.2.2 数字图像的表示
9/ 12/ 2019
图3.2 彩 色 图 像 的 表 示
红色 分量
绿色 分量
蓝色 分量
12
3.3 图像的基本属性
3.3.1 分辨率
分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 1. 显示分辨率 它是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显 示分辨率为840×480表示显示屏分成480行，每行显 示840个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。 屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率 越高，显示的图像质量也就越高。
9/ 12/ 2019
20
3.4 图像处理软件Photoshop 应用举例
3.4.1 图像处理软件Photoshop简介
2、 PhotoShop运行在Windows图形操作环境中，可支 持TIF、TGA、PCX、GIF、BMP、PSD、JPEG等各种
流行的图像文件格式。 3、 PhotoShop能方便地与如文字处理，图形应用，桌 面印刷等软件或程序交换图像数据。 4、PhotoShop支持的图像类型除常见的黑白、灰度、 索引16色、索引256色和RGB真彩色图像外，还支持 CMYK、HSB以及HSV模式的彩色图像。
2020年高考浙江版高考信息技术 第2节 多媒体信息的数字化
解析 本题考查音频存储容量的计算方法。音频存储容量的计算 公式为“时间×采样频率×量化位数×声道数/8(单位:字节)”。在采样 频率和量化位数相同的情况下,只需要考虑时间长度和声道数。注意合 成后的音频文件大小不一定是合成前的两个音频文件大小的和。
重难突破
图像存储容量的计算
图像存储容量的计算 影响位图图像存储容量的因素:像素个数和颜色数。 未经压缩的图像存储容量的计算方法:存储容量=水平像素数×垂直像 素数×每个像素编码位数/8(单位:字节)。 位图图像的颜色越丰富,每个像素色彩编码所需位数(位深度)就越多。
5.小王将5秒的单声道音频“朗诵.wav”和10秒的单声道音频“配乐. wav”合成为10秒的双声道音频“配乐诗朗诵.wav”,三个音频均使用 相同采样频率和量化位数,关于3个文件的存储容量,下列描述正确的是 ( C ) A.“配乐诗朗诵.wav”与“配乐.wav”相同 B.“配乐诗朗诵.wav”与“朗诵.wav”相同 C.“配乐诗朗诵.wav”约等于“配乐.wav”的2倍 D.“配乐诗朗诵.wav”约等于“朗诵.wav”与“配乐.wav”之和
例 使用某图像处理软件将800×600像素,24位真彩色BMP格式图像转 换为256级灰度BMP格式图像,其他参数均不变,则灰度图像的存储容量约 为原图像的 ( C )
A.1/8 B.1/4 C.1/3 D.32/3 解析 存储容量与图像总像素以及每个像素的编码位数有关。总像素 不变的情况下,24位真彩色BMP格式图像转换为256级灰度BMP格式图 像,其每个像素的编码位数由24 bit变为8 bit。
4.使用一个存储容量为1024 MB的U盘来存储未经压缩的1280×968像 素、32位色BMP图像,可以存储这种图像大约为 ( C ) A.800张 B.400张 C.200张 D.20张 解析 存储一张未经压缩的图像所需容量为1280×968×32/8(字节), 约4.73 MB,1024/4.73≈216,只有200最接近,故一个容量为1024 MB的U 盘可以存储这种图像200张。
第一单元第1节3《信息的数字化》教学设计苏科版初中信息技术七年级上册
过程：
选择几个典型的信息的数字化案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解信息的数字化的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用信息的数字化解决实际问题。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与信息的数字化相关的主题进行深入讨论。
教学资源准备
1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。本节课使用的是《信息技术》苏科版初中信息技术七年级上册，学生需要提前阅读教材中的相关章节，以便对信息的数字化有初步的了解。
2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些辅助材料将帮助学生更好地理解信息的数字化过程，如数字化的基本概念、数字化的优势和特点等。
-研究数字化技术的最新发展，了解数字化技术在各个领域的应用前景。
-探讨数字化信息的安全性和隐私保护问题，了解如何保护个人和企业的信息安全。
-研究数字化技术的可持续发展问题，了解数字化技术对环境和社会的影响，并提出改进建议。
-学习数字化技术的创新应用，如人工智能、大数据分析等，了解其原理和应用场景。
3.组织课后讨论活动：
板书设计
1.目的明确，紧扣教学内容：
-信息的数字化的定义
-信息的数字化的组成部分
-信息的数字化的优势和特点
-信息的数字化的实际应用案例
2.结构清晰，条理分明：
-信息的数字化的概念和定义
-信息的数字化的组成部分和功能
-信息的数字化的优势和特点
-信息的数字化的实际应用案例
3.简洁明了，突出重点，准确精炼，概括性强：
第一单元第1节3《信息的数字化》教学设计苏科版初中信息技术七年级上册
选择几个典型的信息的数字化案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解信息的数字化的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用信息的数字化解决实际问题。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与信息的数字化相关的主题进行深入讨论。
教学资源准备
1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。本节课使用的是《信息技术》苏科版初中信息技术七年级上册，学生需要提前阅读教材中的相关章节，以便对信息的数字化有初步的了解。
2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些辅助材料将帮助学生更好地理解信息的数字化过程，如数字化的基本概念、数字化的优势和特点等。
-研究数字化技术的最新发展，了解数字化技术在各个领域的应用前景。
-探讨数字化信息的安全性和隐私保护问题，了解如何保护个人和企业的信息安全。
-研究数字化技术的可持续发展问题，了解数字化技术对环境和社会的影响，并提出改进建议。
-学习数字化技术的创新应用，如人工智能、大数据分析等，了解其原理和应用场景。
3.组织课后讨论活动：
板书设计
1.目的明确，紧扣教学内容：
-信息的数字化的定义
-信息的数字化的组成部分
-信息的数字化的优势和特点
-信息的数字化的实际应用案例
2.结构清晰，条理分明：
-信息的数字化的概念和定义
-信息的数字化的组成部分和功能
-信息的数字化的优势和特点
-信息的数字化的实际应用案例
3.简洁明了，突出重点，准确精炼，概括性强：
第一单元第1节3《信息的数字化》教学设计苏科版初中信息技术七年级上册
视频信号数字化2
视频信息的获取技术
视频信号数字化
1.视频的数字化过程
• 要让计算机处理视频信息，首先要解决的 是视频数字化的问题。视频数字化是将模 拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转 为计算机可处理的数字信号，与音频信号 数字化类似，计算机也要对输入的模拟视 频信息进行采样与量化，并经编码使其变 成数字化图像。
4.视频采集卡的安装和使用
• （1）硬件安装 • 步骤1：关闭计算机及所有外围设备的电源，并拔 去电源插头。 • 步骤2：触摸计算机金属外壳并使自己接地，从而 放掉身上的静电。 • 步骤3：打开主机箱。 • 步骤4：将视频采集卡插入到主板上16位插槽内 再用螺钉把视频采集卡紧固在机箱上。 • 步骤5：将机箱重新安装好。 • 步骤6：视频采集卡与视频信号源的连接。
（1）视频信号的采样
• 对视频信号进行采样时必须满足三个方面的要求。 • • 要满足采样定理。对于PAL制电视信号。视频 带宽为6MHz，按照CCIR601建议，亮度信号的 采样频率为13.5MHz ，色度信号为6.75MHz。 • • 采样频率必须是行频的整数倍。这样可以保证 每行有整数个取样点，同时要使得每行取样点数 目一样多，具有正交结构，便于数据处理。 • • 要满足两种扫描制式。数字视频信号的采样频 率和格式现行的扫描制式主要有625行/50场和 525行/60场两种，它们的行频分别为15625Hz和 15734.265Hz。
视频采集的过程
• 采集视频的过程主要包括如下几个步骤：• • 设置音频和视频源，把视频源外设的视像输出与采集卡相 连、音频输出与MPC声卡相连。 • • 准备好MPC系统环境，如硬盘的优化、显示设置、关 闭其他进程等。 • • 启动采集程序，预览采集信号，设置采集参数。启动 信号源，然后进行采集。 • • 播放采集的数据，如果丢帧严重可修改采集参数或进 一步优化采集环境，然后重新采集。 • • 由于信号源是不间断地送往采集卡的视频输入端口的， 可根据需要，对采集的原始数据进行简单的编辑。如剪切 掉起始和结尾处无用的视频序列，剪切掉中间部分无用的 视频序列等，以减少数据所占的硬盘空间。
视频信号数字化
1.视频的数字化过程
• 要让计算机处理视频信息，首先要解决的 是视频数字化的问题。视频数字化是将模 拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转 为计算机可处理的数字信号，与音频信号 数字化类似，计算机也要对输入的模拟视 频信息进行采样与量化，并经编码使其变 成数字化图像。
4.视频采集卡的安装和使用
• （1）硬件安装 • 步骤1：关闭计算机及所有外围设备的电源，并拔 去电源插头。 • 步骤2：触摸计算机金属外壳并使自己接地，从而 放掉身上的静电。 • 步骤3：打开主机箱。 • 步骤4：将视频采集卡插入到主板上16位插槽内 再用螺钉把视频采集卡紧固在机箱上。 • 步骤5：将机箱重新安装好。 • 步骤6：视频采集卡与视频信号源的连接。
（1）视频信号的采样
• 对视频信号进行采样时必须满足三个方面的要求。 • • 要满足采样定理。对于PAL制电视信号。视频 带宽为6MHz，按照CCIR601建议，亮度信号的 采样频率为13.5MHz ，色度信号为6.75MHz。 • • 采样频率必须是行频的整数倍。这样可以保证 每行有整数个取样点，同时要使得每行取样点数 目一样多，具有正交结构，便于数据处理。 • • 要满足两种扫描制式。数字视频信号的采样频 率和格式现行的扫描制式主要有625行/50场和 525行/60场两种，它们的行频分别为15625Hz和 15734.265Hz。
视频采集的过程
• 采集视频的过程主要包括如下几个步骤：• • 设置音频和视频源，把视频源外设的视像输出与采集卡相 连、音频输出与MPC声卡相连。 • • 准备好MPC系统环境，如硬盘的优化、显示设置、关 闭其他进程等。 • • 启动采集程序，预览采集信号，设置采集参数。启动 信号源，然后进行采集。 • • 播放采集的数据，如果丢帧严重可修改采集参数或进 一步优化采集环境，然后重新采集。 • • 由于信号源是不间断地送往采集卡的视频输入端口的， 可根据需要，对采集的原始数据进行简单的编辑。如剪切 掉起始和结尾处无用的视频序列，剪切掉中间部分无用的 视频序列等，以减少数据所占的硬盘空间。
新纲要云南省实验教材信息技术七年级第9册第二版第一单元第一课《信息与信息的数字化》精品课配套课件
2024七年级第一单元C O N T E N T S目录无处不在的信息信息的主要特征信息的数字化20240102032024视觉信息01用眼睛看到的信息视觉信息是我们日常生活中获取信息的主要方式之一，包括颜色、形状、运动等。
例如，交通信号灯、课本知识、电视新闻等。
02听觉信息用耳朵听到的信息通过声音的频率和强度传递给我们，如语言交流、音乐欣赏、学校铃声、校园广播等。
03触觉、嗅觉和味觉信息触觉信息通过皮肤接触感知，如温度、压力等。
嗅觉信息是通过鼻子感知，如食物的香气。
味觉信息通过舌头品尝感知，如米饭甘美如饴，水果香甜可口。
无处不在的信息信息的获取途径信息的表现形式我们可以通过多种途径获取信息，如书籍、广告、广播、电视、电影、手机通知、社交媒体、自我感知等，这些信息影响着我们的知识、情绪和决策。
信息可以是文字、图片、声音、视频、符号，它们以不同的形式存在于我们的周围。
我们身边的信息信息是指包含在文字、图像、声音、视频、符号中的具体内容，是能够传递知识、意义或意图的数据，它是现代社会沟通和决策的基础。
例如，天气预报提供了关于天气状况史书籍提供了关于过去的信息，帮助我们理解现在。
信息、物质、能量是构成世界的三大要素2024信息需要依附于某种载体才能存在和传递，如纸张、动作、电子设备、声波、电磁波等。
载体的不同会影响信息的存储、传播和接收。
载体依附性随着技术的发展，信息载体从竹简、纸张发展到电子设备，载体的演变极大地提高了信息的传播效率和存储容量。
载体的演变载体依附性信息的共享性意味着信息可以被多个接收者同时使用，而不会减少其价值，这促进了知识的传播和文化的交流。
信息的共享信息共享的实例例如，开放源代码软件允许开发者共享和改进代码，促进了技术的创新和发展。
信息的价值信息的价值取决于其对接收者的意义和用途。
有价值的信息能够提供知识、解决问题或创造机会。
信息价值相对性同一条信息对一部分人有用而对另一部分人没有用。
视频编码技术 ppt课件
ppt课件
10
2.视频的采集及数字化
数字视频的采集系统
➢视频源设备：录像机、电视机、影碟机等；
➢视频采集卡：对模拟视频信号进行采样、量化
和编码的设备；
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 视频采集卡的作用是将模拟摄像机、录像机等输出的模拟 视频信号输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字化的视频数据 文件。 目前的视频采集卡是视频采集和压缩同步进行，并被压缩 成MPG格式文件。
1.视频相关的基本概念
（2）隔行扫描
图 隔行扫描方式
ppt课件
6
1.视频相关的基本概念
视频信号有模拟视频信号与数字视频信号之分。
模拟视频即指由连续的模拟信号组成视频图像，它的存储 介质是磁带或录像带；在编辑或转录过程中画面质量会降低。
数字视频是把模拟信号变为数字信号，它描绘的是图像中 的单个像素，可以直接存储在电脑硬盘中，因此在编辑过程 中可以最大限度地保证画面质量几乎没有损失。
－DV-AVI格式，DV的英文全称是Digital Video Format， 是由索尼、松下等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格 式。它可以通过电脑的IEEE 1394端口传输视频数据到电脑， 也可以将电脑中编辑好的的视频数据回录到数码摄像机中。 这种视频格式的文件扩展名一般是.avi，所以也叫DV-AVI格 式。
➢高性能计算机：接收和记录编码后的数字视频 数据。
➢大容量存储设备：存储经过编辑修改的数字视 频文件。
ppt课件
11
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
复合端口 色差分量接口 S-Video信号端子 IEEE1394接口
ppt课件
12
2.视频的采集及数字化
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 视频文件格式
– 流媒体文件 • 流媒体是一种可以使音频、视频等多媒体文件在Internet上 以实时的、无需下载等待的流式传输方式进行播放的技术。 • RealMedia
– 可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，在数 据传输过程中边下载边播放视频影像。
• ASF及WMV
– 是 Microsoft 为了和 Real player 竞争而发展出来的一种在Internet上 实时传播多媒体的技术标准。 – WMV是一种动态图像压缩技术，也是一种在Internet上实时传播多 媒体的技术标准。 – Apple计算机公司开发的一种视音频文件格式，用于保存视频和音 频信息，具有先进的视频和音频功能，被几乎所有主流的个人计 算机平台支持。
• MPEG格式文件——.mpeg /.mpg/.dat
– MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它采用有损 压缩方法减少运动图像中的冗余信息，压缩效率高，图像和音 响的质量非常好。DAT格式文件是VCD专用的格式文件，与 MPEG文件格式的文件结构基本相同。
第四节 多媒体信息的数字化技术
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 量化
• 将采样后的连续像素值转化为有限的离散值。 • 量化位数率决定系统的动态范围，更高的比特率可以 获得更好的性能，但需要的存储空间也更多。
– 编码
• 视频信号数字化后若不经过压缩，数据量非常庞大。 例如：连续显示分辨率为1280× 1024的“真彩色”电 视图像，帧速为30帧/秒，显示1分钟，需要的存储量： 1280 × 1024 × 3 × 30 × 60≈6.6GB • 数字视频编码技术主要有JPEG、MPEG及H.264标准。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的采集与数字化
– 视频信息的采集
• 视频是图像的动态形式
– 动态的图像是由一系列的静态画面按一定的顺序排列组成。 每一幅称为“帧（Frame）”。这些帧以一定的速度连续 地投射到屏幕上，由于视觉的暂留现象产生动态效果
• 视频分为模拟视频和数字视频。 • 视频信号在生成、传递及显示过程中所遵循的标准 即制式，常用的电视制式有NTSC制、PAL制、SECAM 制。美国、日本等国家采用NTSC制式，中国、德国 等国家采用PAL制式，法国、俄罗斯等国家采用 SECAM制式。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 采样
• 在PAL彩色电视制式中采用YUV彩色空间，Y表示亮度 信号，U、V表示压缩幅度的色差信号。 • 计算机的CRT显示器显示时采用RGB彩色空间，这就 要求在显示每个像素前要把YUV彩色分量转换成RGB 值。具体的转换公式如下： Y=0.299R＋0.587G＋0.114B U=－0.169R－0.331G＋0.5B V=0.5R－0.419G－0.081B
• QuickTime
【本章小结】
通过本章学习，应理解和掌握： 1. 各数制之间的转换方法。 2. 二进制数的算术运算和逻辑运算。 3. 整数的补码表示形式。 4. ASCII码及各种汉字编码方案。 5. 多媒体信息的采集与数字化过程。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 采样
• 由于人眼对颜色远没有对亮度敏感， 所以为了减少数字视频的数据量， 色差信号的采样频率可以比亮度信 号的采样频率低一些。如果用Y:U:V 来表示YUV三分量的采样比例，数 字视频的采样格式有：4:1:1格式、 4:2:2格式、4:4:4格式。 4:2:2采样格式 • ITU-R建议使用4:2:2格式，即色差信 亮度信号 号取亮度信号采样频率的一半。 色度信号
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频文件格式
– 影像视频Leabharlann 件• AVI格式文件——.avi
– 将视频与音频信息交错地保存在一个文件中，较好地解决了音 频与视频的同步问题，已成为Windows视频标准格式文件 ，数 据量较大，要压缩。
• MOV格式文件——.mov
– 可以合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。数据量较 大，要压缩。
– 流媒体文件 • 流媒体是一种可以使音频、视频等多媒体文件在Internet上 以实时的、无需下载等待的流式传输方式进行播放的技术。 • RealMedia
– 可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，在数 据传输过程中边下载边播放视频影像。
• ASF及WMV
– 是 Microsoft 为了和 Real player 竞争而发展出来的一种在Internet上 实时传播多媒体的技术标准。 – WMV是一种动态图像压缩技术，也是一种在Internet上实时传播多 媒体的技术标准。 – Apple计算机公司开发的一种视音频文件格式，用于保存视频和音 频信息，具有先进的视频和音频功能，被几乎所有主流的个人计 算机平台支持。
• MPEG格式文件——.mpeg /.mpg/.dat
– MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它采用有损 压缩方法减少运动图像中的冗余信息，压缩效率高，图像和音 响的质量非常好。DAT格式文件是VCD专用的格式文件，与 MPEG文件格式的文件结构基本相同。
第四节 多媒体信息的数字化技术
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 量化
• 将采样后的连续像素值转化为有限的离散值。 • 量化位数率决定系统的动态范围，更高的比特率可以 获得更好的性能，但需要的存储空间也更多。
– 编码
• 视频信号数字化后若不经过压缩，数据量非常庞大。 例如：连续显示分辨率为1280× 1024的“真彩色”电 视图像，帧速为30帧/秒，显示1分钟，需要的存储量： 1280 × 1024 × 3 × 30 × 60≈6.6GB • 数字视频编码技术主要有JPEG、MPEG及H.264标准。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的采集与数字化
– 视频信息的采集
• 视频是图像的动态形式
– 动态的图像是由一系列的静态画面按一定的顺序排列组成。 每一幅称为“帧（Frame）”。这些帧以一定的速度连续 地投射到屏幕上，由于视觉的暂留现象产生动态效果
• 视频分为模拟视频和数字视频。 • 视频信号在生成、传递及显示过程中所遵循的标准 即制式，常用的电视制式有NTSC制、PAL制、SECAM 制。美国、日本等国家采用NTSC制式，中国、德国 等国家采用PAL制式，法国、俄罗斯等国家采用 SECAM制式。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 采样
• 在PAL彩色电视制式中采用YUV彩色空间，Y表示亮度 信号，U、V表示压缩幅度的色差信号。 • 计算机的CRT显示器显示时采用RGB彩色空间，这就 要求在显示每个像素前要把YUV彩色分量转换成RGB 值。具体的转换公式如下： Y=0.299R＋0.587G＋0.114B U=－0.169R－0.331G＋0.5B V=0.5R－0.419G－0.081B
• QuickTime
【本章小结】
通过本章学习，应理解和掌握： 1. 各数制之间的转换方法。 2. 二进制数的算术运算和逻辑运算。 3. 整数的补码表示形式。 4. ASCII码及各种汉字编码方案。 5. 多媒体信息的采集与数字化过程。
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频信息的数字化
– 采样
• 由于人眼对颜色远没有对亮度敏感， 所以为了减少数字视频的数据量， 色差信号的采样频率可以比亮度信 号的采样频率低一些。如果用Y:U:V 来表示YUV三分量的采样比例，数 字视频的采样格式有：4:1:1格式、 4:2:2格式、4:4:4格式。 4:2:2采样格式 • ITU-R建议使用4:2:2格式，即色差信 亮度信号 号取亮度信号采样频率的一半。 色度信号
第四节 多媒体信息的数字化技术
• 视频文件格式
– 影像视频Leabharlann 件• AVI格式文件——.avi
– 将视频与音频信息交错地保存在一个文件中，较好地解决了音 频与视频的同步问题，已成为Windows视频标准格式文件 ，数 据量较大，要压缩。
• MOV格式文件——.mov
– 可以合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。数据量较 大，要压缩。