资源简介

(共22张PPT)
1.2 数据编码与数据压缩
**中学 **
认识数据与大数据
字符
编码
图像
编码
声音
编码
视频
编码
1.2.3 数据编码
1.2.3 数据编码——字符编码
字符编码
字符是人与计算机交互过程中不可或缺的重要内容，它是多种文字和符号的总称，由于计算机只识别0和1，因此在处理各种字符时，就需要将字符转换为计算机可以识别的二进制数据。
1.2.3 数据编码——字符编码
计算机中存储一个“0”或“1”占用1个二进制位（bit），8个二进制位组成1字（byte），ASCII编码用1字节表示英文字母、数字和常见字符。在GB 18030-2005中，大部分常用汉字采用2字节编码。
存储单位 换算关系
B(byte)，字节 1B=8b（bit，位）
KB(kilobyte)，千字节 1KB=1024B=210B
MB(megabyte)，兆字节 1MB=1024KB=210KB=220B
GB(gigabyte)，吉字节 1GB=1024MB=210MB=230B
TB(terabyte)，太字节 1TB=1024GB=210GB=240B
PB(petabyte)，拍字节 1PB=1024TB=210TB=250B
EB(exabyte)，艾字节 1EB=1024PB=210PB=260B
计算机中常见的存储单位与换算关系
ASCII码对照表http://c./c/ascii/
1.2.3 数据编码——字符编码
体验活动：利用ASCII码输入字符
ALT键 + 数字(十进制)
1.2.3 数据编码——图像编码
图像编码
一幅图像可以看作由许多彩色或各种级别灰度的点组成的，这些点按横纵进行排列，被称为像素，如下图所示。图像中每个像素的颜色值都用一个或多个二进制位来存储。
1.2.3 数据编码——图像编码
　　用记事本打开图像文件是一堆乱码。
　　用编码查看器（Free Hex Editor Neo）打开图像，可以查看图像的二进制编码。
你看到过图像的编码吗？
1.2.3 数据编码——图像编码
图像的数字化
采 样
编 码
量 化
1.2.3 数据编码——图像编码
图像的采样
　　用若干个纵横排列的点来描述一幅图像，这些点称为像素。
　　采样质量的高低用图像分辨率（也称像素密度）来衡量。
1.2.3 数据编码——图像编码
图像的量化
　　要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。
　　量化的参数之一是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。
　　量化位数也称颜色深度。量化位数越多，图像的色彩就越丰富，图像占用的存储空间也就越大。
1.2.3 数据编码——图像编码
图像的编码
　　数字化后得到的图像上的每个像素都需要用相应的颜色编码来表示。
　　例如，在1位位图中，只要用1位二进制数表示黑色或白色，但在24位位图中，要用24位二进制数表示每一种颜色，白色的二进制编码是111111111111111111111111，转换成十六进制是#FFFFFF。
　　BMP位图格式是图像文件的一种基本格式，由于未经压缩，BMP文件占用的存储空间通常会比较大，不适合网络传输。
　　网络上常见的JPG/JPEG、PNG等图像格式都采用了特殊的编码技术来压缩其信息量。
1.2.3 数据编码——图像编码
不同格式的图片
bmp
jpg
png
项目 bmp jpg png
压缩模式 无压缩 有损压缩 无损压缩
大小
清晰度
尺寸 大
小
较小
高
高
低
相同
1.2.3 数据编码——图像编码
图像编码
P17实践活动
https://www./yingyong/yanse-rgb-16/
自主学习P21图像存储容量公式完成P24.1
1.2.3 数据编码——图像编码
=水平像素数×垂直像素数×颜色深度/8（bit）
例：图像尺寸为90×72像素，颜色深度为24位，该图像所占存储容量是多大？
图像所占存储容量 = 90×72×24/8=19440B
19440/1024 ≈ 19KB
图像所占的存储容量
1.2.3 数据编码——视频编码
视频编码
视频画面是由以一定的速度连续播放的一组静态图像形成的，这些静态图像被称为帧。当连续的图像变化超过24帧/s时，根据视觉暂留原理，就会形成比较流畅的视频画面了。
当前，通过智能手机、平板计算机和数字摄像机等设备可以直接录制数字视频。此外，通过视频采集卡的输入端口可以采集模拟视频信号，对其进行数字化处理后，就可生成数字视频文件。常见的视频文件格式有AⅥ、WMV和MP4等。
1.2.3 数据编码——声音编码
自主学习
自主学习P20音频存储容量公式
完成P24.1
1.2.3 数据编码——声音编码
= 采样频率×量化位数×声道数
× 时间（秒）/8（字节）
音频文件存储容量
例：一首100s的双声道音频，采样频率为44.1kHz，量化位数为16，计算该音频所占的存储容量。
44100×16×100×2 /8 = 17640000B ≈ 17MB
1.2.3 数据压缩
分享成果的文件形式
文字
图片
音频
视频
动画
问题汇总：
文件大，不能上传
上传速度慢
查看文件时，打开时间过长
压缩
.zip
.rar
工具软件
数据压缩的目的：
使文件更少地占用存储空间和缩短传输时间。
1.2.3 数据压缩
有损压缩和无损压缩
无损压缩指对压缩后的数据进行还原后，得到的数据与压缩前完全相同。
有损压缩指在压缩过程中会损失一定的信息，压缩后的数据无法还原成压缩前的样子。
1.2.3 数据压缩
知识拓展：常见的音频文件格式
WAⅤ格式：是声音经过数字化后的文件格式。这种格式记录了经过离散化的声音波形数据。其优点是与原声基本一致，声音质量较高;缺点是文件相对较大。（无损音乐）
APE格式：是一种无损压缩格式，以更精炼的记录方式来缩减体积，还原后数据可与原始数据保持一致，但压缩比例通常较小。（大小大概为WAV的一半左右）
MP3格式：是一种通过有损压缩存储声音的文件格式。其原理是去除了人耳不敏感的高频部分声音，特点是声音失真较小，文件较小。
AMR格式：主要用于移动设备的音频压缩，压缩比例较大，相对其他的压缩格式质量较差。该格式传输量较小，实时性较强，因此多用于语音通话。（类似于mp3）
练习提升
练习提升
小明是学生会的宣传干事，学期初为了招募社团新成员，他需要组建一个小团队，策划制作一部社团宣传片。试帮助小明考虑以下两个问题：
（1）制作团队需要哪些成员，分别担任什么角色；
（2）制作宣传片需要哪些素材，如何获取、分类和处理等。
最后将以上方案绘制成思维导图，供小明参考。
THANKS
数据编码

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