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(共27张PPT)
1.2 数据编码
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模拟信号与数字信号
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编码的基本方式
CONTENTE
模拟信号：
模拟信号：是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化，如声音信号、图形信号等。
模拟信号：是传导能量的一种方式。例如，声波通过空气等介质来向远处传送能量，在传播的过程中，能量会不断被损耗而逐渐衰减。
数字信号：
数字信号：是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。例如：开关电路中输出信号和电压脉冲都是离散的信号。
在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制表示。例如：字长为2位的二进制数可表示00、01、10和11四种数字信号
分组探究：
名称 优点 缺点
模拟信号
数字信号
远距离传送时哪种更好？ 保密性强、抗干扰能力强、可靠性强
保密性差、传输距离短、抗干扰能力弱
价格低，直观，容易实现
成本高，技术复杂，要求高
数字信号
编码的基本方式
吉A 88888
在现代技术的信号处理中，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输，文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输 。
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文字编码
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图像编码
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声音编码
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文字编码
文字（字符）编码是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码两种，其中ASCII码和莫尔斯码属于单字节码，国标码（GBK）、统一码（Unicode）属于双字节码。
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文字编码
ASCII码（美国信息交换标准代码）
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文字编码
汉字国标码，创建于1980年，目的为了使每个汉字有一个全国统一的代码而颁布了汉字编码的国家标准。每个汉字有个二进制编码，叫汉字国标码。 在我国汉字代码标准GB2312-80中有6763个常用汉字规定了二进制编码。国标码是一个4位十六进制数。
实践：
通过以下网址查询自己名字对应的国标码https://www./bianma/guobiaoma.php
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图像编码
在满足一定保真度的条件下，对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。
矢量图：用直线和曲线描述图形，数据量小，图形放大或缩小不失真，但色彩不丰富。
位图：图形是由许多像素点组成，数据量大，放大会失真，但色彩丰富。
放大后的位图和矢量图
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图像编码
位图
位图（bitmap），最小单位为光栅点（或称像素），因而也叫点阵图（像素图）。每个像素由深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，图像就越清晰。用数码相机拍摄的照片、扫描仪扫描的图片以及计算机截屏图等都属于位图
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图像编码
位图采用位映射存储格式，即将每一个像素映射为一个数据，存放在以字节为单位 的矩阵中。
每一个像素只有两种可能性的黑白图像
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图像编码
位图文件大小： 在计算机二进制数系统中，每个0或1就是一个位（bit，数据存储的最小单位），8个 位就称为一个字节（Byte）。
黑白图像，每一个像素有2种可选颜色（黑、白），称为1位图像。
图中所包含的图形数据为
6×16÷8=12个字节
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图像编码
①文件头：包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息，共14个字节。
②位图信息头：用于说明位图的尺寸等信息，占40个字节。
③颜色信息：用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表项定义一种颜色。当 图像量化位数为1、4、8时，分别有2、16、256种颜色，每个颜色表项占4个字节；当图像 量化位数为24时，没有颜色表项。
④图形数据：记录位图的每一个像素值，其记录顺序先从左到右，再从下到
位图文件所占用的空间可按以下公式计算：
文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率×图像量化位数÷8
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图像编码
实践：
有一幅24位的位图图像，像素为1024×800。试确定其数据文件的大小。
注：图像分辨率=图像X方向的像素数×图像y方向的像素数。
图像量化位数，也叫图像深度，是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数，如8个字节的灰度图像和索引图像的颜色数为256种。
采样
量化
编码
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声音编码
采样
就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值
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声音编码
奈奎斯特采样定理示意图
量化
是把样值信号的无限多个可能的取值，近似地用有限个数的数值来表示
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声音编码
编码
将量化后的采样值用二进制数码表示，并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。
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声音编码
声音信号的数据编码
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声音编码
声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8
【例】采样频率为44.1 kHz、量化位数为16位的立体声，1秒声音所需字节数为多少？
44.1×1000×16×2×1÷8=176.4（KB）
巩固练习
一首时长为2分钟的双声道音乐，采样频率为44.1kHz，量化位数为16，试计算该音乐的音频所占的存储容量。
课后讨论
1.如何减少声音信号还原时的失真，提高声音的保真度？
2.采样频率对音质有何影响？

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