浙教版高中信息技术_多媒体信息编码(上课用)

采样、量化与声音数据量的关系
• 采样频率越高，量化的分辨率越高，所得 数字化声音的保真程度也越好，但是它的 数据量也会越大。
• 数据量（字节/秒）= 采样频率（Hz）*量 化位数（bit）*声道数/ 8
（其中，单声道的声道数为1，立体声的声道 数为2）
练习
• 对一段音乐，分别用44.1KHZ和11KHZ 的采样频率进行采样后存储，则采样频
率大的（ B ）
（A）存储空间小，音质较好 （B）存储的空间大，音质较好 （C）存储的空间小，音质较差 （D）存储的空间大，音质较差
音频文件大小计算
• （采样频率*采样位数*声道数*时间）/8
• 每秒数据量*时间(不是很精确) 数据量（字节/秒）= (采样频率（Hz）*量化位数
（bit）*声道数)/ 8
采样和量化
• 采样：每隔一小段时间，测得模拟信号的模拟量 值。
• 量化：按整个电压变化的最大幅度划分几个区段， 把落在某个区段的采样到的样本归成一类，并给 出相应的量化值。
• 量化级数越多，数据量越大，声音质量越好。
声音数字化
• 模拟信号转换为数字信号基本方法：采样、 量化
• 通过采样和量化实现模拟量的数字化，这 个过程称为“模数转换”（A/D转换），承 担转换任务的电路或芯片称为“模数转换 器”（ADC）。
计算机内部怎么区分汉字编码和ASCⅡ码？
为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASCⅡ 码，将区位码的 每个字节的最高位设置为“1”，并将 区号和位号各增加一个适当的常数，构成汉字机内码。 这样，汉字机内码的每个字节都大于128，而每个西 文字符的ASCⅡ码值均小于128。
1.2.3汉字编码
计算机系统B 汉字信息交换
浅黄
1101
棕
1110
褐
1111
彩色位图图像存储空间计算
一幅16位位图图像，分辨率为800*600， 存储空间是多少？
16位位图图像，表示每个像素需要16位来表示
计算过程：800*600*16 / 8=960000B ≈937.5KB
彩色位图图像存储空间计算
16色(24)：4位二进制数表示1个像素 256色(28) ：8位二进制数表示1个像素
ASCII是American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码的缩写，由美国国家标 准局（ANSI）制定，被国际标准化组织（ISO）定为国 际标准，称为ISO646标准。 标准的ASCII码用7位二进制数来表示所有的大写和小写 英文字母及符号，其中每一位只能是二进制数的0或1。
ASCⅡ码简介
•
ASCⅡ码是美国信息交换标准委员会制定
的7位二进制码，共有128种元素(详见书本的第6
页表1.2.3 ASCⅡ字符编码表)。它包括两部分：
94个图形字符码和34个控制符码，图形字符码包
括52个大小写英文字母、10个数字符号、32个标
点及其他常用符号(如@$%等)。其中34个控制符
不可以打印显示，而其余的94个可以全部打印显
（如A 1000001 a 1100001）
P23 表2-7 标准ASCII码： 二进制编码的查询： b=bit(位)，b7= 第七位
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1
A1 00 00 0 1 B 1 0000 1 0
写出：% 、H、m、9的编码。
十进制查询： （b7 b6 b5） +（b4 b3 b2 b1）
汉字输出
• 1.汉字输入
汉字输入两大类方法：
一类是自动识别方式，包括汉字字形 的自动识别（例如：手写输入）和汉字 语音的自动识别（例如：语音输入）；
另一类就是将汉字编码输入，这种用 来将汉字输入计算机的编码称为输入码 （又称外码）。
• 按照汉字的音特征编码，称为音码（如 只能拼音码、搜狗拼音输入法、QQ拼音 输入法等等）；
彩色位图图像存储空间计算
红
0000
兰
0001
浅蓝
0010
计算一幅16色图像，分辨率为
淡蓝
0011
400*300，存储空间是多少？
深蓝 绿
0100 0101
黄
0110
青
0111
粉红
1000
紫
1001
计算过程：400 * 300 * 4 / 8=60000B
黑 白
1010 1011
≈58.6KB
深黄
1100
=32+0+8+4+0+1 =45
2、查阅资料，说一说计算机系统中的二进制 编码。
二进制编码是用预先规定的方法将数字、 文字或其他对象编成二进制的数码。在计算 机内，数字、文字、声音、图像和视频等信 息都是用二进制数0和1的编码表示，信息编 码的用途不同，编码方案也不同。
3、了解ASCII码
目前计算机中最广泛使用的键盘字符集编码。
区位码分成94个区，每个区包含94个位， 构成一张94×94个单元格。
00000001 00000010
区 位 01 02 03 … 92 93 94 01 00000001 … … … … … … … 02 00000010 … … … … … … …
…………………… 16 00010000 啊 阿 埃 … 包 褒 剥 17 00010001 薄 雹 保 … 秉 饼 炳
位图文件大小(B)=像素点数*颜色深度(b)/8
一幅分辨率为800×600的黑白图像 需要多少存储空间？（单位：B)
步骤分析：
分辨率为800×600 黑白图像 （单位：B)
图像有800×600=480000个像素
黑和白两种状态，一个位就能表示两种状态。
“黑” —— “1” “白” —— “0”
B（字节），一个字节=8个位
0
1 10
计算：1001+1101、1100+1111、0110+1010、1011+1010
十进制与二进制的数 +1
十进制数 二进制数
0
0
1
1
2
10
3
11
4
100
5
101
6
110
7
111
8
1000
9
1001
二进制换算成十进制
22 21 20 110 22+21+0
=4+2+0 =6
25 24 23 22 21 20 101101 25+0+23+22+0+20
• 8位色：使用8位二进制存储一个像素。
位图文件大小计算
颜色深度
1位色 4位色 8位色 16位色 24位色 32位色
颜色数量
21 4
24 16
28 256
216 65536
224 16777216
232 4294967296
颜色评价
黑白位图 简单色图像 基本色图像 增强色图像 真彩色图像 真彩色图像
示出来。
为什么7位二进制数就能够表示出128个 代码呢？计算机中的存储器用来存储计算 机运行时的数据、程序等，它在存放 ASCⅡ码时，占用1个字节（Byte），相当 于8位二进制数，在存放ASCⅡ码时占用一 个字节的右面7位，剩下的最左面一位用 “0”填充。
如果内存中有一个字节的内容是65，它究 竟 代表的是65这个数值，还是表示字母“A”, 或是 其它呢？计算机中会设置相应的数据类型加以区 分这些数码，也就是说首先将他们归类，然后再 进行相应的机器识别。
…………………… 94 01011110 … … … … … … …
在计算机中，用第一个字节标记区，第二个字节标记位。 一个字节（byte）占用八位二进制数
1.2.3汉字编码
计算机系统B 汉字信息交换
汉字输入
Leabharlann Baidu
汉字编码处理的有关部件 计算机系统A
汉字输入、处理、输出编码关系图
汉字输出
3.处理码
处理码是计算机内部用于信息处理的汉字代码， 也称汉字机内码。
• 按照汉字的形体结构特征编码，称为形 码（如五笔字型码）
• 以字音为主，辅以字型特征的编码，称 为音形码。反之，则称为型音码。
音码 形码
音码 音形码
1.2.3汉字编码
计算机系统B 汉字信息交换
汉字输入
汉字编码处理的有关部件 计算机系统A
汉字输入、处理、输出编码关系图
汉字输出
• 2.交换码
为了方便各种数字系统（不仅是计算机 系统）之间的汉字信息的通信交换，早 在1981年，国家颁布了编号为GB231280的标准《信息交换用汉字编码及字符 集》，这种汉字信息交换用的代码又称 为区位码。
存储空间：
图像有多少个像素* 每个像素几个位。
像素与图像清晰度的关系
128128
128128
64 64
32 32
• 相同尺寸的图像，像素越多，排列越紧密， 图像就越清晰。
颜色深度
颜色深度：记录每个 像素所使用的二进制 位数。
• 黑白位图：使用一位二进制数表示一个像 素。
• 256色：使用256个颜色级别量化表示一个 像素，即用8位二进制存储一个像素。
计算过程：800×600 ×1/8=60000（B）≈58.6(KB)
• 练习:存储画面为640*480像素的黑白两 色的图象需要多少字节空间?
640 × 480的黑白图像需要多少存储空间？
640×480 =307200像素 307200像素*1bit=307200b 307200b/8=38400B≈37.5KB
图像数字化
• 图形数字化的基本思想，把一幅图象看成 由许多彩色和各种级别灰度的点组成。把 这种点称为像素。
• 像素越多，排列越紧密，图象就越清晰。 • 每个像素的颜色都被量化成一定数值。
现在有一幅图像只有黑和白两种颜色，计算机 可以怎么来表示呢，它的存储空间如何计算？
计算机中的表示
黑 —— 1 白 —— 0
例：如果规定显示的为字符类型，则这个65就 表示字母“A”；如果规定为数值类型，那么这个 65它就表示65这个数值。
1.2.3汉字编码
汉字与西文字符一样，也是一种字 符，在计算机内同样是以二进制代码形 式表示的。
计算机系统B
汉字信息交换
汉字输入
汉字编码处理的有关部件 计算机系统A
汉字输入、处理、输出编码关系图
1.2.4多媒体信息编码
模拟信号怎么转换成数字信号？
模拟量的采样示意
1.2.4多媒体信息编码
模拟信号怎么转换成数字信号？
对采样所得的样本进行量化
声音数字化
• 声音的实质 声音是一种波，是连续、平滑变化的量。
• 汽车的速度、钟摆的位置和水流量这些都 是连续、平滑变化的量，通常称为模拟量。
• 传感器的作用 进行能量方式的转换，例如它可以把各种 物理量的变化转换成电流或电压的变化形 式。
800*600的16色图像需要多少存储空间？ (800×600 ×4)/8=240000B
汉字输入
汉字编码处理的有关部件 计算机系统A
汉字输入、处理、输出编码关系图
汉字输出
4.字型码
为了汉字的输出显示和打印，需要 描述汉字的字形，汉字字形通常有两种 表示方式：点阵方式和矢量方式。这种 对汉字字形的编码，称为汉字的字形码。
在图中，用16进制形式显示了“PC个人电脑” 这几个字的内码，共10个字节。其中英文 字母使用单字节的ASCII编码，汉字使用 双字节的GB18030-2000编码。
探究计算机中的信息编码
1、解读二进制数。 十进制与二进制的条件
十进制的条件： 1、由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这十个数字构成 2、逢十进一
二进制的条件： 1、由0、1这两个数字构成 2、逢二进一
十进制与二进制的加运算
十进制的加运算
1 +19 10
二进制的加运算
0
0
1
+ 0 + 1 +11
探究条形码
条形码是由宽度不同、反射率不同的条（黑条） 和空（白条），按照一定的编码规则编制而成的，用 以表达一组数字或字母符号信息的图形标识。（美国 N.J.Woodland 1949年申请的专利）
条形码识别系统：可以将条形码还原成数字或字母符号信息
1.2.2字符编码
为了能让计算机存储、处理这些数据，需要为 每个字符规定一个二进制形式的代码。十进制中 的运算规则是人为规定的，同样的，字符转化为 二进制的规则也是人为规定的，但是如果每个国 家都制定各自的方案，那么世界上将会有成千上 万种的 转换方式，这样就会给国家或地区之间的 通信造成极大的不方便。因此，为了便于信息之 间的交换，使通信变得更加快速，国际上统一制 定了一种字符编码，即ASCⅡ码(美国信息交换标 准代码)。
提示：8位二进制数可以转换为2位16进制数 “个”字对应的内码是 B8F6 P9实践体验
1.2.4多媒体信息编码
汽车的速度、钟摆的位置和水流量这 些都是连续、平滑变化的量，通常称为模 拟量。
传感器（sensor）的作用是进行能量 方式的转换，例如它可以把各种物理量的 变化转换成电流或电压的变化形式。常见 的传感器有话筒、温度传感器、光敏传感 器、红外传感器、距离传感器等。通过对 它们获得的电流或电压波形进行取样和量 化，变为数字形式的数据，计算机可以存 储和处理这些信息了。