信息编码非数值信息编码课件.ppt

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1、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

2、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

3、。 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

4、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

5、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

6、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=10

7、24Bit 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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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 5

13、0 100 100 300 300,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”

14、 “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,00000001001000

15、11010001010110011110001001101010111100110111101111,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

16、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,