信息编码非数值信息编码课件.ppt

1.2信息的编码,1.2.2字符编码,为了能让计算机存储、处理这些数据，需要为每个字符规定一个二进制形式的代码。十进制中的运算规则是人为规定的，同样的，字符转化为二进制的规则也是人为规定的，但是如果每个国家都制定各自的方案，那么世界上将会有成千上万种的 转换方式，这样就会给国家或地区之间的通信造成极大的不方便。因此，为了便于信息之间的交换，使通信变得更加快速，国际上统一制定了一种字符编码，即ASC码(美国信息交换标准代码)。,ASC码简介,ASC码是美国信息交换标准委员会制定的7位二进制码，共有128种元素(详见书本的第6页表1.2.3 ASC字符编码表)。它包括两部分：94个图形字符码和34个控制符码，图形字符码包括52个大小写英文字母、10个数字符号、32个标点及其他常用符号(如$%等)。其中34个控制符不可以打印显示，而其余的94个可以全部打印显示出来。,为什么7位二进制数就能够表示出128个代码呢？计算机中的存储器用来存储计算机运行时的数据、程序等，它在存放ASC码时，占用1个字节（Byte），相当于8位二进制数，在存放ASC码时占用一个字节的右面7位，剩下的最左面一位用“0”填充。,如果内存中有一个字节的内容是65，它究 竟代表的是65这个数值，还是表示字母“A”, 或是其它呢？计算机中会设置相应的数据类型加以区分这些数码，也就是说首先将他们归类，然后再进行相应的机器识别。 例：如果规定显示的为字符类型，则这个65就表示字母“A”；如果规定为数值类型，那么这个65它就表示65这个数值。,1.2.3汉字编码,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形式表示的。,计算机系统B,汉字输入,汉字编码处理的有关部件,汉字输出,汉字信息交换,计算机系统A,汉字输入、处理、输出编码关系图,1.汉字输入 汉字输入两大类方法： 一类是自动识别方式，包括汉字字形的自动识别（例如：手写输入）和汉字语音的自动识别（例如：语音输入）； 另一类就是将汉字编码输入，这种用来将汉字输入计算机的编码称为输入码（又称外码）。,阅读教材P7回答输入码有那些种类？（1分钟）,按照汉字的音特征编码，称为音码（如只能拼音码、搜狗拼音输入法、QQ拼音输入法等等）；按照汉字的形体结构特征编码，称为形码（如五笔字型码）以字音为主，辅以字型特征的编码，称为音形码。反之，则称为型音码。,音码,形码,音形码,音码,1.2.3汉字编码,2.交换码 为了方便各种数字系统（不仅是计算机系统）之间的汉字信息的通信交换，早在1981年，国家颁布了编号为GB2312-80的标准信息交换用汉字编码及字符集，这种汉字信息交换用的代码又称为区位码。,区位码分成94个区，每个区包含94个位，构成一张9494个单元格。,在计算机中，用第一个字节标记区，第二个字节标记位。一个字节（byte）占用八位二进制数,00000001,00000010,00010000,00010001,01011110,00000001,00000010,1.2.3汉字编码,3.处理码 处理码是计算机内部用于信息处理的汉字代码，也称汉字机内码。 计算机内部怎么区分汉字编码和ASC码？ 为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASC码，将区位码的 每个字节的最高位设置为“1”，并将区号和位号各增加一个适当的常数，构成汉字机内码。这样，汉字机内码的每个字节都大于128，而每个西文字符的ASC码值均小于128。,1.2.3汉字编码,4.字型码 为了汉字的输出显示和打印，需要描述汉字的字形，汉字字形通常有两种表示方式：点阵方式和矢量方式。这种对汉字字形的编码，称为汉字的字形码。,在图中，用16进制形式显示了“PC个人电脑”这几个字的内码，共10个字节。其中英文字母使用单字节的ASCII编码，汉字使用双字节的GB18030-2000编码。,“个”字对应的内码是 B8F6,提示：8位二进制数可以转换为2位16进制数,P9实践体验,信息的编码 想一想？,一个文本文件，一般为几百( )B。一首歌曲，一般为几( )B。一部电影，一般为几百( )B。一个空白VCD光盘，容量为( )。一个空白DVD光盘，容量为( )。,K,M,M,700或720MB,4.7GB,1.下面存储容量单位的转换关系中，正确的包括（ ）A.1KB=1024Bit B.1MB=10248KB C.1GB=10241024KB D.1MB=10241024Bit2、微机中KB表示的字节数是_A.1000 B.8X1000 C.1024 D.8X10243、一只1000G的硬盘的容量相当于1000M的硬盘_A、1只 B、1000只 C、1024只 D、512只4、一只64M的U盘的容量相当于 _ A、64KB B、640000KB C、1000KB D、65536KB,C,C,C,D,1.2.4多媒体信息编码 汽车的速度、钟摆的位置和水流量这些都是连续、平滑变化的量，通常称为模拟量。 传感器（sensor）的作用是进行能量方式的转换，例如它可以把各种物理量的变化转换成电流或电压的变化形式。常见的传感器有话筒、温度传感器、光敏传感器、红外传感器、距离传感器等。通过对它们获得的电流或电压波形进行取样和量化，变为数字形式的数据，计算机可以存储和处理这些信息了。,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,过程：,声音波形（模拟量）,二进制代码（数字量）,电流或电压波形（模拟量）,采样量化,模拟信号怎么转换成数字信号？,模拟量的采样示意,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,模拟信号怎么转换成数字信号？,对采样所得的样本进行量化,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,模拟信号怎么转换成数字信号？ 采样和量化。通过采样和量化可以实现模拟量的数字化，这个过程称为“模数转换（A/D）”。相关定义： 采样：按一定的频率，即每隔一小段时间，测得模拟信号的模拟量值。,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,量化：将采样测得的模拟电压幅度值，转换成N个二进制数表示。N我们称之为量化位数。 量化位数越多，数据量越大，声音质量越好。,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,采样频率：每秒对声音波形采样的次数，即每秒读的点数，单位是赫兹(Hz)。采样频率越高，数据量越大，声音质量越好,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,DVD光盘采用了双声道16位采样，采样频率为44.1KHz，可达多媒体欣赏水平。若某音乐剧的长度为5.5分钟，试计算其占用的存储容量为多少MB？,1.2.4多媒体信息编码 -声音的数字化,量化位数越高、采样频率越高，音质越好。,存储容量=（采样频率 采样位数 声道数 时间) / 8.,(44.1*1000*16*2*5.5*60)/8=55.52MB 单位：B化为MB ：1MB=1024KB=1024*1024B,声音数字化的硬件和软件,硬件：麦克风或话筒、声卡、音箱或耳机。软件：录音机、GoldWave、 Windows Media Player、 RealOne等。热点范例1：声卡是获取数字音频信息的主要设备之一，在下列选项中，声卡具备的功能有（）模拟声音信号的数字化数字音频信号还原为模拟信号声音信号的压缩和解压存储声音信号,1、声音素材编辑：常用软件： Cool Edit、Wave Edit、GoldWave等播放器：具有播放和简单处理音频功能，如格式转换、提高或降低音量、淡入淡出效果、回声效果等。,2、声音存储量的计算：声音存储量=采样频率*量化位数*声道数*时间/8 (字节B）,声音信息的处理,1、对一段音乐，分别用44kHz和11kHz的采样频率进行采样后存储，则采样频率大的 ( ) (A)存储的空间小，音质较好 (B)存储的空间大，音质较好 (C)存储的空间小，音质较差 (D)存储的空间大，音质较差,互动训练：,2、录制一个采样频率为44.1kHz，量化位数为32，四声道立体环绕的WAVE格式音频数据40秒，需要的磁盘存储空间大约是 ( ) (A)27MB (B)225MB (C)7MB (D)27KB,B,A,把一幅图像看成由许许多多彩色或各种级别灰度的点组成的，这些点按纵横排列起来构成一幅画，这些点称为像素（pixel）。 扫描仪、数码相机、摄像头,1.2.4多媒体信息编码 -图像和视频数字化,基本思想：,一幅图像,点,像素,1.2.4多媒体信息编码 -图像和视频数字化,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,像素多少与图片质量的关系,像素越多，排列越紧密，图像就越清晰。,数字化：,每个像素的颜色都用二进制数编码表示。,每个像素的颜色都被数字化成一定的数值,50 50 100 100 300 300,每个像素有深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，图象就越清晰。,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,黑 1白 0,图像有多少个像素*每个像素几个位。,现在有一幅图像只有黑和白两种颜色，计算机可以怎么来表示呢，它的存储空间如何计算？,计算机中的表示,存储空间：,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,一幅分辨率为800600的黑白图像需要多少存储空间？（单位：B),计算过程：800600 1/8=60000（B）58.6(KB),黑白图像,黑和白两种状态，一个位就能表示两种状态。,（单位：B),B（字节），一个字节=8个位,步骤分析：,“黑” “1”“白” “0”,图像有800600=480000个像素,分辨率为800600,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,练习:存储画面为640*480像素的黑白两色的图象需要多少字节空间?,640 480的黑白图像需要多少存储空间？,307200b/8=38400B37.5KB,640480 =307200像素,307200像素*1bit=307200b,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,计算一幅16色图像，分辨率为400*300，存储空间是多少？,计算过程：400 * 300 * 4 / 8=60000B 58.6KB,红兰浅蓝淡蓝深蓝绿黄青粉红紫黑白深黄浅黄棕褐,0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111,彩色位图图像存储空间计算,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,彩色位图图像存储空间计算,16色(24)：4位二进制数表示1个像素,256色(28) ：8位二进制数表示1个像素,800*600的16色图像需要多少存储空间？,800*600的256色图像需要多少存储空间？,(800600 4)/8=240000B,(800600 8)/8=480000B,1.2.4多媒体信息编码 -图像数字化,下面表格以分辨率800600的位图图像为例，计算各种类别位图图像的存储空间。,视频包括：,声音连续的图像,进行声音的数字化,分解成帧,每一帧进行图像的数字化,1.2.4多媒体信息编码 -视频数字化,视频是由连续的图像帧组成的。我国采用的是PAL制式，每秒显示25帧；而NTSC制式每秒显示的是30帧。 计算：1秒钟PAL制式640480像素的256色 视频的存储空间是多少MB？(提示：256色图 像每一像素需要用3个字节来表示),(256404803)/1024=22500KB,=21.97MB,1.2.4多媒体信息编码 -视频数字化,一幅画、一首歌或一段视频，经过数字化后产生的数据量很大，为了提高存储、处理和传输这信息的效率，我们需要进行压缩。 JPG 是图片的压缩格式 MP3 是音乐的压缩格式 VCD和DVD格式的影视内容分别使用 MPEG-1和MPEG-2格式压缩。,1.2.4多媒体信息编码 -视频数字化,有损压缩,1.2.4多媒体信息编码 -视频数字化,图像：BMP声音：WAVWinRAR,无损压缩,图像：JPG(JPEG)声音：MP3VCD：MPEG-1DVD：MPEG-2,媒体类型,数字化编码方案,存储空间,数据压缩：无损压缩、有损压缩（格式压缩）,处理软件,结束,