资源简介

(共44张PPT)
1.3数据采集与编码（2）
1
1.3.4.1字符编码
2
1.3.4.2条形码、二维码
目录 Contents
3
1.3.4.3声音编码
4
1.3.4.4图像编码
5
1.3.4.5视频编码
1.3.4.1字符编码
位（bit）：度量数据的最小单位，表示一位二进制数字。
字节（Byte）：一个字节由8位二进制数字组成
（1 Byte=8 bit）。字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。
计算机的存储器（包括内存和外存）通常都是以字节作为容
量的单位。常用的单位有:
计算机中的信息单位
K 1KB = 1024 Byte
M（兆）字节 1MB = 1024 KB
G（吉）字节 1GB = 1024 MB
T（太）字节 1TB = 1024 GB
P（拍）字节 1PB = 1024 TB
E（艾）字节 1EB = 1024 PB
Z（泽）字节 1ZB = 1024 EB
Y（尧）字节 1YB = 1024 ZB
……
1.3.4.1字符编码
ASCII码表由128个代码组成，表示了128个西文字符，十进制代码从0-127
一个ASCII码字符占一个字节
0
ASCII码用一个字节的后7位来表示字符，最高位不用，一般为0。
二进制规则：
n个二进制位最多能表示2n种不同的编码状态
7个二进制位最多能表示27=128种不同的编码状态
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）
1.3.4.1字符编码
1.3.4.1字符编码
ASCII码编码特点
1.大写字母的ASCII码值比相对应的小写字母小32
例：A的ASCII值为65，而a的ASCII值为97
2.数字、字母都是按顺序排列的；
3.ASCII码值大小关系：
4.计算机存储器在存放ASCII码时，占用一个字节1Byte=8bit(计算机在存放ASCII码时,只占用1个字节后7位,最左位补0; 形式如0xxxxxxx)。
1.3.4.1字符编码
大写字母X的ASCII码为88,则大写字母V的ASCII值是( )
A 85 B 86 C87 D 88
ASCII码表中的大写字母Z后有6个其他字符，接着便是小写字母。现在已知：字母Y的ASCII码为(1011001)2，则字母a的ASCII码用十六进制表示是( )
A.61H B.62H C.63H D.64H
B
A
1.3.4.1字符编码
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表示的。用计算机处理汉字需要解决以下几个问题：
怎样将汉字输入计算机？
在计算机内部怎样处理汉字？
在各计算机之间怎样交换汉字信息
计算机怎样实现汉字信息的输出（显示）？
汉字编码
1
2
4
3
音码：全拼、双拼、智能ABC、百度、搜狗输入法等
形码：五笔字型法
汉字输入码是如何解决利用西文标准键盘来快捷的输入汉字的编码。
音形码：自然码
(1)怎样将汉字输入计算机——输入码(外码)
汉字输入码使用字母、数字和符号来对汉字进行编码，如“汉”的拼音“han”
1.3.4.1字符编码
处理码是计算机内部用于信息处理的汉字代码，
也称为机内码或内码。
(2)在计算机内部怎样处理汉字——内码
【观察】利用UltraEdit软件查看字符内码，英文字符和中文字符分别占几个字节？
十六进制内码观察器
英文字符占一个字节，中文字符占两个字节
1.3.4.1字符编码
例1. 用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：
则其中内码“32 30”表示的字符为（ ）
（A）2010 （B）20
（C）10 （D）假
例2.用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：
将其前两个字节数据“B8 FC”删除后，则右侧的“更上一层楼”
五字将变成（ ）
（A）上一层楼 （B）更上一层
（C）楼层一上 （D）楼上一层
B
A
1.3.4.1字符编码
UltraEdit：十六进制内码观察器
观察字符内码
字符 二进制编码 查看到的内码 存储
ASCII码字符 8位 2个十六进制数 占1B
汉字 16位 4个十六进制数 占2B
1.3.4.1字符编码
1981年，国家颁布编号为GB2312-80标准，这种汉字交换用的编码又称为区位码。
区位码分94个区，每区94个位，构成94*94个单元的表格。“区号”和“位号”各占一字节（第一个字节标记区号，第二个字节标记位号），所以一个汉字占2个字节。
(3)在各计算机之间怎样交换汉字信息——交换码
比如：
“啊” 的区号是16，位号是01
1.3.4.1字符编码
区号 位号
区内码十进制 16 01
区内码十六进制
国标码
十六进制机内码
二进制机内码
汉字编码（GB2312-80）采用区位码表示汉字。区位码分94个区，每区94个位，构成94*94个单元的表格。“区号”和“位号”各占一字节（第一个字节标记区号，第二个字节标记位号），所以一个汉字占2个字节。
比如：
“啊” 的区号是16，位号是01
国标码=（区位码）16 + 2020H
机内码=国标码+8080H
“啊”在计算机中的内码为1011000010100001
10 01
30 21
BO A1
10110000 10100001
交换码
内码(处理码)
1.3.4.1字符编码
汉字的字形码与输出显示和打印有关。
分为点阵方式和矢量方式。
(4)计算机怎样实现汉字信息的输出——字形码
点阵方式：一个字的点阵，指这个汉字用多少个像素点来描述的。它由离散的点组成的。
1.3.4.1字符编码
1.3.4.1字符编码
考题3：
说法正确的是：
A、“A占用了1个字节” B、“计”占用了1个字节
C、“A”的内码为A3 D、“计”的内码为BC C6
考题4：
图中内码表示的对象可能是（ ）
A、9个ASCII字符 B、2个GB2312字符，5个ASCII字符
C、5个GB2312字符 D、4个GB2312字符，1个ASCII字符
D
B
1.3.4.2条形码、二维码
1.3.4.2条形码、二维码
1.3.4.3声音编码
1.3.4.3声音编码
1.3.4.3声音编码
① 采样频率
采样频率常用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音乐效果)、44.1KHz(高保真效果)
CD立体声音乐的采样频率为44.1KHz。
② 量化位数
数字信号幅值被划分为2N个级数，N称为量化位数，是描述每个采样点值的二进制位数。
常用的量化位数为8位、16位。
影响数字音频质量的技术参数
1.3.4.3声音编码
wav：波形文件格式，是实际声音的采样和编码，文件的容量很大，可用“录音机”工具进行声音的录制。
mid：是记录midi信息的标准格式，是一个由乐器数字接口指令序列组成的计算机乐谱；容量小。
mp3：当前流行的音乐文件格式，音质可与CD媲美，容量小。
wma：Windows Media Player播放软件的专用格式。
声音文件格式
1.3.4.3声音编码
声音的编码
数据量=采样频率(赫兹hz)*量化位数（位bit）*声道数*时间（秒s）
（单位：位bit ）
Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算：
计算mp3格式音频文件的存储容量，在上述音频文件大小公式的基础上还需要：压缩比
1.3.4.3声音编码
声音的编码
存储容量=采样频率(hz)*量化位数（bit）*声道数*时间（s）（单位：bit ）
Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算：
图形与图像是多媒体作品中最重要的信息表现形式之一，它是决定一个多媒体作品视觉效果的关键因素。
图形、图像
1.3.4.4图像编码
观察下图有何区别？
放大
放大
1.3.4.4图像编码
观察下图有何区别？
放大
放大
1.3.4.4图像编码
被计算机接受的数字图像有位图图像和矢量图形两种。通常，我们把位图图像称图像（Image）,而把矢量图形称为图形（Graphic）。
一、图形与图像的概念
图形：用计算机绘制的由简单的点、直线、曲线、圆、方框等基本元素组成，是真实物体的模型化、抽象化和线条化得表现方式。
图像：真实地再现了一个物体的原形，利用数码相机、扫描仪等输入设备获取的实际景物的映像描述。
1.3.4.4图像编码
被计算机接受的数字图像有位图图像和矢量图形两种。通常，我们把位图图像称图像（Image）,而把矢量图形称为图形（Graphic）。
　
1. 位图图像
位图图像是由像素构成的，每个像素点用二进制数据来描述其颜色与亮度等信息。适用于逼真照片或要求精细细节的图像，位图图像像素之间没有内在的联系，而且他们的分辨率是固定的，如果在屏幕上对它们进行缩放，或以低于创建时的分辨率来打印它们，将丢失其中的细节，并会出现锯齿状。位图文件所需要的磁盘空间较大，因为位图必须存储每个像素点的信息。
1.3.4.4图像编码
2. 矢量图形
矢量图形是以抽象的图形表示方法，用矢量表示图的轮廓，用数学公式描述图中所包含的每个直线、曲线段、圆弧和折线等图形元素的形状和大小。矢量图与显示和打印的分辨率无关，放大、缩小、拉伸不会影响图形的清晰度和光滑度，矢量图形需要的存储量较小。它的缺陷就是不易制作色调丰富或色彩变化太多的图像，绘制出来的图形不是很逼真。
1.3.4.4图像编码
文件格式：PNG
文件大小：125KB
文件格式：WMF
文件大小：77.7KB
1.3.4.4图像编码
比较内容
位图图像
矢量图形
表现内容
适用于照片
常用于设计精细的线框型的美术作品
存储空间
较大
较小
放大缩小
失真
不失真
构成
像素
指令
文件格式
JPEG、BMP 、 PSD、TIFF、GIF、PNG等
WMF、EMF、AI、CDR等
获取方式
扫描仪、数码摄像机、摄像头等设备获取。也可用Photoshop、画图程序等软件创作
利用Flash，AutoCAD，CorelDraw
FreeHand等软件创作。也可以通过因特网下载。
位图图像与矢量图形的区别
1.3.4.4图像编码
【典例】[2015浙江改编]有按原始大小显示的2幅图像，如图片①和图片②所示，将图片①和图片②放大后，效果分别如图片③和图片④所示：
则下列说法正确的是( )
A．图片①属于矢量图形、图片②属于位图图像
B．图片①属于位图图形、图片②属于矢量图像
C．图片①②均属于矢量图像
D．图片①②均属于位图图像
【解析】此题考查点是位图和矢量图的概念，属于容易题。
【答案】A
1.3.4.4图像编码
1.3.4.4图像编码
1.3.4.4图像编码
1.3.4.4图像编码
图像数字化是将一副图像在水平和垂直方向上等间距地分割成有限个像素点，量化每个像素的色彩值（或亮度值）时，采用二进制位数量化(颜色位深度)。
位图图像（BMP）存储空间的计算机公式：
存储容量=总像素X颜色位深度（单位：bit）
总像素=水平像素X垂直像素
1.3.4.4图像编码
RGB是色光的彩色模式，R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色。因为三种颜色每一种都有256个亮度水平级，所以三种色彩叠加就能形成1670万种色彩（俗称"真彩"）。这已经足以再现这个绚丽的世界了。
色光三原色 (R.G.B)
常见的图像色彩模式有黑白、灰度和RGB等。
1.3.4.4图像编码
下图是一幅 RGB 格式的 24 位真彩色位图，已知图片的宽和高分别是 600和 400，即像素个数为 600*400，请根据 RGB 真彩色位图的编码方式，计算图像的容量。
RGB 真彩色位图每个颜色通道的强度范围为 0-255，需要 8 位二进制数来存储，3 个颜色通道共 24 位二进制数，即每个像素的颜色位深度为 24。
图像存储容量 = 600 * 400 * 24 = 5760000bit
= 720000B
= 703KB
= 0.69MB
1.3.4.4图像编码
图像的颜色数与每个像素点所占的二进制位数的关系：
颜色 每个像素点所占的二进制位数
黑白图像（即2色图像） 1位（21=2）
256色图像 8位（28=256）
16色图像 4位（24=16）
16位真彩色 16位
32位真彩色 32位
结论：颜色数=2n（其中n表示每个像素点的存储位数，位深度） 1.3.4.4图像编码
在4个黑白图像中，存储量最大的是（ ）
存储量=水平像素X垂直像素X每个像素色彩所需二进制位数/8（单位：字节Byte）
图像位深度:24位
图像位深度:8位
256=28
A
1.3.4.5视频编码
视频是由连续的图像帧组成的。
常见的制式：
中国（PAL）：每秒显示25帧（25张图片）
国际（NTSC）：每秒显示30帧（30张图片）
视频存储容量=每张图片的大小X频率X时间
位图图像存储空间的计算机公式：
每张图片的大小=总像素 X 颜色位深度（单位：bit）
1.3.4.5视频编码
一段图像分辨率为640*480，32种颜色的彩色视频影像，如果该视频以(PAL)25帧/秒的速度进行播放1分钟需要多少B（字节）的存储空间？
640*480*5/8 * 25 *60 =288000000字节
32=25
视频存储容量=每张图片的大小X频率X时间（单位：bit）
每个像素色彩所需二进制位数
总结
存储容量=采样频率(hz)*量化位数（bit）*声道数*时间（s）
（单位：bit）
Wave格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算：
位图图像（BMP）存储空间的计算机公式：
存储容量=总像素X颜色位深度（单位：bit）总像素=水平像素X垂直像素
存储容量=每张图片的大小X频率X时间（单位：bit）
视频存储空间的计算机公式：

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