信息媒体的表示及数字化.ppt

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1、第3章信息媒体的表示及数字化教学目标►计算机中的信息表示►了解音频媒体的表示与数字化►了解图像媒体的表示与数字化►了解视频媒体的表示与数字化3.1.1为什么要用二进制3.1计算机中的信息表示容易实现开关的“断开”与“接通”；晶体管的“导通”与“断开”；脉冲电位的“高”与“低”等等，均可用来表示二进制的0和14条运算规则十进制55条运算规则运算规则简单3.1.1为什么要用二进制3.1计算机中的信息表示可靠性高系统在进行设计时，使用的元件状态和规则越少，运行时出错的概率就越小。传送数据时，两种状态也比十

2、种状态容易分辨，因此可以提高系统运行的可靠性。采用二进制，不仅能适用于数值信息编码，也适用于非数值信息的数字化编码。特别是，二进制数码0和1恰好对应逻辑代数的取值“假”和“真”，从而是计算机能实现逻辑运算和各种逻辑判断功能。通用性强3.1.2计算机机中的数据及编码(1)计算机中存储信息的最小单元是一个字节即8个bit，所以能表示的字符范围是0～255个(2)人类要表示的符号太多，无法用一个字节来完全表示3.1计算机中的信息表示1、为什么要编码3.1.2计算机机中的数据及编码（1）数值型数据通过数制转

3、换得到二进制数（或二进制代码）。这种转换能保证数量的大小关系不变。例如：有300元人民币，不会因为数制的转换而使这300元人民币增加或减少。（2）非数值型数据是通过编码的方式得到二进制代码。3.1计算机中的信息表示2、信息是怎样变成二进制代码的3.1.2计算机机中的数据及编码ASCII码是美国标准信息交换编码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)的字头缩码。它是用1个字节的低7位(最高位为0)表示128个不同的字符，包括大写和小写的26个英文字

4、母，0～9的10个数字，33个通用运算符和标点符号，以及33个控制码。（参看附录B）ASCII虽然是一个美国国家标准，但是目前已经成为了一种事实上的国际通用标准。英文字符“a”对应的ASCII码为“01100001”转换为十进制数为“97”。3.1计算机中的信息表示3、ASCII码3.1.2计算机机中的数据及编码GB2312-80：我国早期规定了GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集基本集》国家标准。GB2312-80共收录6763个简体汉字、682个符号GBK：全称叫《汉字内码扩展规范》为了

5、扩展GB2312，能表示21003个汉字GB180303.1计算机中的信息表示4汉字编码3.1.2计算机机中的数据及编码Unicode是为了解决传统的字符编码方式的局限而产生的Unicode的功用是为每一个字符（包含了世界上的大部分语言）提供一个唯一的代码（即一组数字）编码方式UTF-32UTF-16UTF-83.1计算机中的信息表示6Unicode编码多媒体（Multimedia），在计算机系统中，组合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图片、照片、声音(包含

6、音乐、语音旁白、特殊音效)、动画和影片。3.2媒体与多媒体信息3.3.1音频信号的特征频率与音调谐波与音色幅度与音强音宽与频带3.3音频媒体的表示与数字化3.3.2音频信号的数字化采样是将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。采样定理：如果信号是带限的，采样频率高于信号带宽的一倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。3.3音频媒体的表示与数字化1、采样3.3.2音频信号的数字化声音采样：声波通常使用44.1k次/秒(CD)或48k次/秒(p

7、rofessionalaudio)的采样频率。这已经足够用在大部分实际用途，因为人类的听觉系统所能听到最高频的声音大概在15-20kHz。3.3音频媒体的表示与数字化1、采样3.3.2音频信号的数字化量化指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。量化主要应用于从连续信号到数字信号的转换中。连续信号经过采样成为离散信号，离散信号经过量化即成为数字信号。例如CD音频信号就是按照44110Hz的频率采样，按16位元量化为有着65536（=216）个可能取值的数字信

8、号。3.3音频媒体的表示与数字化2、量化3.3.2音频信号的数字化数据率为每秒bit数，它与信息在计算机中的实时传输有直接关系数据率=采样频率（Hz）×量化位数（bit）×声道数（bit/s）一张CD的容量大约为650MB，也就只能存储61.4分钟音乐。3.3音频媒体的表示与数字化3数据率3.3.2音频信号的数字化无损压缩：信号经过压缩和解压缩以后，必须和原来的信号完全一样，不能有一个比特的错误因为人的耳朵对某些失真并不灵敏，对音频信号可以采用有损压缩3.3音频媒体的