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(共25张PPT)
—— 声音的数字化过程
数 据 编 码
课 前 预 习
3分钟时间预习课本P49-P51，完成以下题目
1.下列信号属于数字信号的是( )
A、 B、
C、 D、
2.声音信息数字化的三个主要过程是( )
A、编码、存储、量化 B、压缩、采样、、编码 C、采样、量化、编码 D、量化、压缩、编码
D
C
教 学
目 标
掌握声音数字化的过程
理解数据编码的意义和作用
能够解释文本、音频等数据的编码原理
声音信号存储过程
想一想，声音是如何存储在电脑里面的,又是如何播放的？
自然界中的各种声音：
鞭炮
黑猩猩
鸟叫
雷声
一
麦克风/耳麦/：采集声音，将声音转换成电信号
声卡：将音频信号转换成数字信号
音频线：
扬声器: 播放音频
音频线：
模拟信号
数字信号
模拟信号
声音的数字化（A/D转换）
（D/A转换）
声音信号存储过程
一
预习课本P50-P51页，
了解声音数字化过程。
声音的数字化
二
声音的数字化
二
1.采 样
在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个瞬时值，这个过程称为采样。
录音设备在1秒内对声音信号的采样次数称为采样频率（HZ）
声音的数字化
二
录音采样频率越高，声音还原度越好
但记录的数据越多，存储容量就越高
声音的数字化
二
2. 量 化
将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整称为量化。
用有限个数近似表示原来连续变化的值。
声音的数字化
二
3. 编码
将样本值用二进制表示的过程称为编码。
时刻 1 2 3 4 5
十进制 1 5 5 5 1
二进制数值 001 101 101 101 001
量化位数：用以描述该量化振幅值的二进制位数（0或1的个数）。CD音质的量化位数为16位（bit），即用16个二进制位记录一个数值。
课堂练习
练习1、2
1.采样频率和量化位数是数字音频系统中的两个基本指标，下列叙述正确的是( )
B
A、48kHz是量化位数 B、16bit是量化位数C、量化位数少的质量高 D、采样频率低的质量高
2.下面选项中属于数字信号的是（ ）
A、胶卷上记录的照片 B、电话线中传输的信号
C、录音磁带上记录的信号 D、计算机中的图片文件
D
模拟信号
数字信号
【采样--量化--编码】
(D/A转换)
数字信号与模拟信号
三
(A/D转换)
数字信号与模拟信号
三
模拟信号
模拟信号一般用传感器直接获得，如声音、温度、压强等。
模拟信号的值随时间而连续变化，波形光滑。
这些数据计算机能直接处理吗？
数字信号与模拟信号
数字信号
数字信号一般随时间而产生非连续的变化。数字信号可以由模拟信号转化而来，数字信号的值即数字数据，可直接用计算机所能理解的二进制表示，方便计算机对其处理。
外部信息存入计算机内部必须转化为二进制形式存储
三
课堂练习
练习3
关于模拟信号和数字信号，下列说法错误的是（ ）
A、按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和数字信号
B、用传感器直接获得的信号一般为模拟信号
C、模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑，数字信号随时间的变化是非连续的
D、用不同数字的组合表示的信号叫做数字信号
D
声音编辑软件：Gold Wave、Cooledit Pro等
声音文件大小如何计算？
文件大小的计算
四
文件大小的计算
四
计算机存储数据的最小单位是二进制位，用比特（bit,简写为b）表示。
计算机存储数据的基本单位是字节（Byte,简写为B）,8比特为一个字节。
声音文件大小＝采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×时间（秒）
8bit=1Byte
字节单位太小，常用的存储单位有KB,MB,GB等。
1KB = 210B = 1024B
1MB = 210KB =1024KB
1GB = 210MB = 1024MB
TB、PB、EB……
1.一段时长为1分钟的双声道立体声的无压缩音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位），占用的存储空间是多少MB（精确到0.1）？
参考解答：
44.1kHz=44.1*1000HZ 1分钟=60秒
44.1*1000*16*2*60= 84672000（位，比特）
= 84672000/8（B，字节)=10584000B
=10584000/1024/1024MB≈10.1MB
文件大小的计算
四
课堂练习
2.一张CD光盘的容量大约为700MB，能容纳多长时间的无压缩双声道立体声CD音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位）？
课堂练习
2.一张CD光盘的容量大约为700MB，能容纳多长时间的无压缩双声道立体声CD音频（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位）？
参考解答：
1分钟音频的存储空间为：60*44.1*1000*16*2/8/1024/1024=10.1MB
700/10.1≈69.3(分钟)
课堂拓展
除了声音信号，生活中还有很多数据类型可以采集，且都有各自的编码方式。
文本
数字
图像
视频
ASCII编码、Unicode 码。
与声音数据类似，图像数据的数字化也需要先进行采样，但不同的是，图像数据是在空间上变化，而不是在时间上变化。
视频是图像（称为帧）在时间上的表示，一段视频就是一系列的帧连续播放而形成的
转化为二进制形式。
课堂练习
练习1
A．模拟信号 B．声音压缩 C．编码 D．采样 E．选择声音录制软件
E
A
B
C
D
课堂练习
练习2、3
2.声音信息数字化的三个主要过程是( )
3.6MB的存储空间，若要存储大小为1024KB的照片，最多能存放( )
A、编码、存储、量化 B、压缩、采样、编码
C、采样、量化、编码 D、量化、压缩、编码
A、4张 B、5张 C、6张 D、7张
C
C
课堂总结
四
THE END

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