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(共39张PPT)
数字化
01 数字化
文本
图像
声音
视频
……
二进制数字
加工处理
在计算机内部，信息的存储和处理都采用二进制
01 数字化
如你唱的歌、水银温度计等
（自然界）模拟信号
以连续变化的物理量存在
（计算机）数字信号
取值上是离散的，不连续的信号
被计算机存储、处理的信号
存入计算机中的歌、存入计算机中的视频
01 数字化
· 数字化：将数据转化为计算机可处理的。也就是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模数转换：模拟信号——数字信号
数模转换：数字信号——模拟信号
01 数字化
数字化：将模拟信号转换为数字信号的过程
计算机存储单位
计算机存储的最小单位：位（比特、bit或b）
计算机存储的基本单位：字节（Byte、B）
1Byte=8bit 1B=8b
每一位存储一个“0”或一个“1”
“A”的ASCII码：
0 1 0 0 0 0 0 1
1b
1B
常见的单位转换：
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
02 音频的采样、量化与编码
采样：也称取样，采集信号样本
采样频率：每秒采集到的样本数，单位是赫兹（Hz）
采样频率越高，采集的样本数量越多，信号保真度越高
02 音频的采样、量化与编码
量化：将采样到的信号用数字表示出来
量化位数：用几位二进制数表示，单位bit（位）
量化位数越大，量化精度越高，信号保真度越高
量化位数：3bit
量化位数：4bit
02 音频的采样、量化与编码
编码：对量化后的值用一组二进制数表示。
第二个采样点的编码：101B
第二个采样点的编码：1100B
02 音频的采样、量化与编码
①常见的声音文件类型：Wave（未经压缩）、Mp3、WMA等
②未经压缩Wave音频文件存储容量计算公式：
存储量= 采样频率(Hz）×量化位数（位）×声道数×时间(s)
（单位：位（b、bit或比特））
例：录制一段10秒钟单声道，16位量化精度、22.05kHz的声音，大约需要多少KB的存储容量？
22.05*1000*16*1*10/(8*1024)≈430.6KB
03 图像的采样、量化与编码
数字图像包括矢量图形与位图图像
矢量图形：指用点、直线或者多边形等表示的图像,单一、放大后不失真
位图图像：又称栅格图或点阵图，由像素点组成，丰富，放大后失真
矢量图形
位图图像
03 图像的采样、量化与编码
位图图像采样：采集图像样本，划分为一个个大小相同的点
被划分的点称为像素，是组成位图图像的基本单位
总像素 = 水平像素 × 垂直像素
03 图像的采样、量化与编码
图像的量化：用几位二进制能将颜色表示全，也称为位深度，单位bit（位）
位深度：
1bit
8bit
24bit
03 图像的采样、量化与编码
图像的编码：将量化后的值用一组二进制数表示
黑白
0
1
11000011
4色
00
01
01
11
1111010000011111
练一练：列出第一行的编码
03 图像的采样、量化与编码
图像颜色模式 总像素 1个像素所占位数 总的位数（bit位） 容量（B字节）
黑白 800×600 1位（=2） 800×600×1 800×600×1/8
16色彩色 800×600 4位（=16） 800×600×4 800×600×4/8
256色彩色 800×600 8位（=256） 800×600×8 800×600×8/8
24位RGB真彩色 800×600 24位（） 800×600×24 800×600×24/8
颜色数 2 ^ n 800×600 n位 800×600×n 800×600×n/8
①常见的图像文件类型：BMP（未经压缩）、JPEG、GIF、PNG等
②未经压缩图像存储容量计算公式：
存储量= 水平像素*垂直像素*颜色位深度（单位：位（b、bit或比特））
练一练
一幅未经压缩的1080×512像素、16色的BMP图像，其存储容量约（ ）
A. 0.25MB 　 B. 1MB 　 C. 2MB 　 D. 8MB
A
未经压缩的BMP图像文件a.bmp和b.bmp，其参数分别为80万像素、256色和40万像素、24位真彩色，则图像文件a.bmp与b.bmp存储容量之比约为（ ）　　
A. 4：1 　 B. 2：3 　 C. 21：1 　 D. 32 ： 1
B
04 视频的采样、量化与编码
视频是由静态的图像连续播放所形成的，其中每一幅单独的图像称为一帧，是视频最小单位。
04 视频的采样、量化与编码
未经压缩的视频文件存储空间的计算公式为（单位：字节B）
= 每张图像的存储容量 × 图像总数
每秒播放的图像数 × 播放时间
= 每张图像存储量×帧频×播放时间
= 水平像素×垂直像素×颜色位深度×帧频×播放时间／8
常见的视频压缩标准有：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等
也称为帧频，单位是fps
04 视频的采样、量化与编码
未经压缩的视频文件存储空间的计算公式为（单位：字节B）
存储量 = 水平像素×垂直像素×颜色位深度×帧频×播放时间／8
若导出后的视频文件存储容量是43.95MB，则动画总频数约为（ ）
A.38 B.150 C.300 D.1200
43.95=320×240×16×图像总数（也称为动画总频数）/8/1024/1024
动画总频数=43.95×1024×1024×8/（320×240×16）
C
07 小结
数字化过程
无压缩音频存储量计算公式
采样、量化、编码
存储量= 采样频率(HZ）×时间(s) ×量化位数（位）×声道数 （单位：位）
无压缩图片存储量计算公式
存储量=水平像素*垂直像素*颜色位深度
256色位图、16色位图、16位位图的量化位数
未经压缩的视频文件存储空间的计算公式
＝每张图像的存储容量 × 图像总数
（动画总频数）
＝每张图像存储量×帧频×播放时间
＝水平像素×垂直像素×颜色位深度×帧频×播放时间／8
字符编码
01 编码与解码
编码：信息按照某种规则从一种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程。
省
市
区
出生日期
序列号及校验码
01 字符编码
(1)ASCII码（美国信息交换标准代码）
对西文输入法下字符的编码，包括字母、数字、标点符号
33个控制字符
10个阿拉伯数字
26个大写字母
26个小写字母
33个标点符号及运算符号组成
字符
（多种文字和符号的总称）
二进制数字
加工处理
01 字符编码
(1)ASCII码（美国信息交换标准代码）
1个ASCII码用8位二进制数中的低7位表示：
□□□□□□□
0
思考：一共有多少个ASCII码？其范围用二进制表示是什么？用十进制表示是什么？十六进制表示是什么？
其范围用二进制表示为00000000~01111111,用十进制表示为0~127，十六进制表示为00-7F
01 字符编码
(1)ASCII码（美国信息交换标准代码）
常见ASCII码值： “a”为97；“A”为65； “0”为 48；
常用ASCII码从大到小的排列顺序：小写字母>大写字母>数字
01 字符编码
（2）汉字编码
计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。汉字的编码有外码、交换码、机内码和字形码
汉字输入到计算机
音码、形码、音形码
计算机内部用来进行汉字的存储、处理的二进制代码
不同的计算机系统之间交换汉字信息时所使用的代码标准
将汉字在显示器或打印机上输出
汉字在同一台计算机内部的内码是唯一的。
01 字符编码
GB2312
GBK(过渡)
GB2312中一个字符在计算机中用两个字节表示
1个字符占2个字节(2Byte)
每个字符码值范围大于80H
□□□□□□□
1
1
□□□□□□□
GB18030-2005
所有字符都使用2个字节表示，
可表示6763个汉字,非汉字图形字符682个
所有字符都使用2个字节表示，
可表示20902个汉字,非汉字图形符号 883 个
使用4个字节表示，
可表示70244个汉字，若干个非汉字图形符号
01 字符编码
某计算机系统中，英文字符采用ASCII码，汉字采用GB2312编码，使用UltraEdit软件观察字符内码如下，则图中内码包含多少个汉字？
ASCII码一个字符用1字节表示，十六进制码值范围00-7F
GB2312编码中字符用2字节表示，每个字节码值范围大于80H
01 字符编码
某计算机系统中，所有字符均采用GB2312编码，使用UltraEdit软件观察字符内码如下，则字母I对应的内码是什么？
GB2312编码中字符用2字节表示，每个字节码值范围大于80H
02 条形码与二维码
条形码：将宽度不等的黑条和白条按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符，我国普遍采用EAN13条形码。
二维码：用某种特定的集合图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息，存储量更大，功能更强大。
使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如图所示。则图中字符“！”的内码是( )
A.CA B.A1 C.CA C7 D.A3 A1
练一练
D
使用UltraEdit软件观察字符内码，结果如下图所示：　
D
这些内码所对应的字符可能为（ ）
A. 热搜排行榜 B. 热搜Search C. 热搜引擎SE D. 热搜度TOP1
使用UltraEdit软件观察字符“2018加油！”的内码，部分界面如图所示。下列说法正确的是( )
练一练
CD
A.字符“！”的内码占1个字节
B.字符“加”的十六进制码是“20 BC”
C.字符“8”的内码是“38”，所以字符“10”的内码是“3A”
D.字符“4”的二进制码是“00110100”
03 小结
计算机存储最小的单位
计算机存储的基本单位
位（比特、bit或b）
字节（Byte、B）
ASCII码
一个字节中的低7位表示，共有128个，十六进制码值范围为00-7F
常用ASCII码从大到小排列顺序
小写字母>大写字母>数字
1B=8b
常用ASCII码
“a”为97；“A”为65； “0”为 48；
GB2312编码
一个字符用2字节表示，每个字节码值范围大于80H
01 字符编码
算一算：你的名字首写大写字母在计算机中的编码是怎么样的？
Z —— 01011010
X —— 01011000
M —— 01001101
字符乱码之谜
乱码是由于数据在传递和接受过程中字符编码格式不一致导致的。
07 小结
数字化过程
无压缩音频存储量计算公式
采样、量化、编码
存储量= 采样频率(HZ）×时间(s) ×量化位数（位）×声道数 （单位：位）
无压缩图片存储量计算公式
存储量=水平像素*垂直像素*颜色位深度
256色位图、16色位图的量化位数
8位、4位
未经压缩的视频文件存储空间的计算公式
＝每张图像的存储容量 × 图像总数
（动画总频数）
＝每张图像存储量×帧频×播放时间
＝水平像素×垂直像素×颜色位深度×帧频×播放时间／8
02 音频的采样、量化与编码
①采样频率：每秒的采样样本数，单位是赫兹（Hz）
②采样频率越高，采集的样本数量越多，信号保真度越高
02 音频的采样、量化与编码
量化：对采样测得的模拟量值进行分级量化。
①量化位数：表示采样点值的二进制位数，单位是比特（位、bit或b）
②量化位数越大，量化精度越高，信号保真度越高
量化位数：3bit
量化位数：4bit
03 图像的采样、量化与编码
类型 存储形式 放大缩小的效果 表现内容 存储空间 适用范围
矢量图 数学方程 放大、缩小或拉伸后不易失真 单一 小 工业制图、文字设计、标志设计等
位图 像素点 放大、缩小或拉伸后易失真，层次和色彩丰富，生活中大多数图片都是位图 丰富 大 摄影、
平面设计、网页图片等

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