1.2信息編碼-非數(shù)值信息編碼課件

1、1.2信息的編碼第一頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.2字符編碼 為了能讓計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理這些數(shù)據(jù)，需要為每個(gè)字符規(guī)定一個(gè)二進(jìn)制形式的代碼。十進(jìn)制中的運(yùn)算規(guī)則是人為規(guī)定的，同樣的，字符轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的規(guī)則也是人為規(guī)定的，但是如果每個(gè)國(guó)家都制定各自的方案，那么世界上將會(huì)有成千上萬(wàn)種的 轉(zhuǎn)換方式，這樣就會(huì)給國(guó)家或地區(qū)之間的通信造成極大的不方便。因此，為了便于信息之間的交換，使通信變得更加快速，國(guó)際上統(tǒng)一制定了一種字符編碼，即ASC碼(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼)。第二頁(yè)，共四十七頁(yè)。ASC碼簡(jiǎn)介 ASC碼是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的7位二進(jìn)制碼，共有128種元素(詳見(jiàn)書(shū)本的第6頁(yè)表1.2.3 ASC字符編碼表)。

2、它包括兩部分：94個(gè)圖形字符碼和34個(gè)控制符碼，圖形字符碼包括52個(gè)大小寫(xiě)英文字母、10個(gè)數(shù)字符號(hào)、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)及其他常用符號(hào)(如$%等)。其中34個(gè)控制符不可以打印顯示，而其余的94個(gè)可以全部打印顯示出來(lái)。 第三頁(yè)，共四十七頁(yè)。 為什么7位二進(jìn)制數(shù)就能夠表示出128個(gè)代碼呢？計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)、程序等，它在存放ASC碼時(shí)，占用1個(gè)字節(jié)（Byte），相當(dāng)于8位二進(jìn)制數(shù)，在存放ASC碼時(shí)占用一個(gè)字節(jié)的右面7位，剩下的最左面一位用“0”填充。 第四頁(yè)，共四十七頁(yè)。第五頁(yè)，共四十七頁(yè)。 如果內(nèi)存中有一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是65，它究 竟代表的是65這個(gè)數(shù)值，還是表示字母“A”, 或是其

3、它呢？計(jì)算機(jī)中會(huì)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型加以區(qū)分這些數(shù)碼，也就是說(shuō)首先將他們歸類(lèi)，然后再進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)器識(shí)別。 例：如果規(guī)定顯示的為字符類(lèi)型，則這個(gè)65就表示字母“A”；如果規(guī)定為數(shù)值類(lèi)型，那么這個(gè)65它就表示65這個(gè)數(shù)值。 第六頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.3漢字編碼 漢字與西文字符一樣，也是一種字符，在計(jì)算機(jī)內(nèi)同樣是以二進(jìn)制代碼形式表示的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B漢字輸入漢字編碼處理的有關(guān)部件漢字輸出漢字信息交換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)A漢字輸入、處理、輸出編碼關(guān)系圖第七頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.漢字輸入 漢字輸入兩大類(lèi)方法： 一類(lèi)是自動(dòng)識(shí)別方式，包括漢字字形的自動(dòng)識(shí)別（例如：手寫(xiě)輸入）和漢字語(yǔ)音的自動(dòng)識(shí)別（例如：語(yǔ)音輸入）； 另一類(lèi)

4、就是將漢字編碼輸入，這種用來(lái)將漢字輸入計(jì)算機(jī)的編碼稱(chēng)為輸入碼（又稱(chēng)外碼）。閱讀教材P7回答輸入碼有那些種類(lèi)？（1分鐘）第八頁(yè)，共四十七頁(yè)。按照漢字的音特征編碼，稱(chēng)為音碼（如只能拼音碼、搜狗拼音輸入法、QQ拼音輸入法等等）；按照漢字的形體結(jié)構(gòu)特征編碼，稱(chēng)為形碼（如五筆字型碼）以字音為主，輔以字型特征的編碼，稱(chēng)為音形碼。反之，則稱(chēng)為型音碼。第九頁(yè)，共四十七頁(yè)。音碼形碼音形碼音碼第十頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.3漢字編碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B漢字輸入漢字編碼處理的有關(guān)部件漢字輸出漢字信息交換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)A漢字輸入、處理、輸出編碼關(guān)系圖第十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。2.交換碼 為了方便各種數(shù)字系統(tǒng)（不僅是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）之間的漢

5、字信息的通信交換，早在1981年，國(guó)家頒布了編號(hào)為GB2312-80的標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼及字符集，這種漢字信息交換用的代碼又稱(chēng)為區(qū)位碼。第十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。010203929394010216啊阿埃包褒剝17薄雹保秉餅炳94位區(qū)區(qū)位碼分成94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)包含94個(gè)位，構(gòu)成一張9494個(gè)單元格。在計(jì)算機(jī)中，用第一個(gè)字節(jié)標(biāo)記區(qū)，第二個(gè)字節(jié)標(biāo)記位。一個(gè)字節(jié)（byte）占用八位二進(jìn)制數(shù)00000001000000100001000000010001010111100000000100000010第十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.3漢字編碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B漢字輸入漢字編碼處理的有關(guān)部件漢字輸出漢字信息交換

6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)A漢字輸入、處理、輸出編碼關(guān)系圖第十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。3.處理碼 處理碼是計(jì)算機(jī)內(nèi)部用于信息處理的漢字代碼，也稱(chēng)漢字機(jī)內(nèi)碼。 計(jì)算機(jī)內(nèi)部怎么區(qū)分漢字編碼和ASC碼？ 為了在計(jì)算機(jī)內(nèi)部能夠區(qū)分是漢字編碼還是ASC碼，將區(qū)位碼的 每個(gè)字節(jié)的最高位設(shè)置為“1”，并將區(qū)號(hào)和位號(hào)各增加一個(gè)適當(dāng)?shù)某?shù)，構(gòu)成漢字機(jī)內(nèi)碼。這樣，漢字機(jī)內(nèi)碼的每個(gè)字節(jié)都大于128，而每個(gè)西文字符的ASC碼值均小于128。第十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.3漢字編碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B漢字輸入漢字編碼處理的有關(guān)部件漢字輸出漢字信息交換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)A漢字輸入、處理、輸出編碼關(guān)系圖第十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。4.字型碼 為了漢字的輸出顯示和打印

7、，需要描述漢字的字形，漢字字形通常有兩種表示方式：點(diǎn)陣方式和矢量方式。這種對(duì)漢字字形的編碼，稱(chēng)為漢字的字形碼。第十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。在圖中，用16進(jìn)制形式顯示了“PC個(gè)人電腦”這幾個(gè)字的內(nèi)碼，共10個(gè)字節(jié)。其中英文字母使用單字節(jié)的ASCII編碼，漢字使用雙字節(jié)的GB18030-2000編碼。“個(gè)”字對(duì)應(yīng)的內(nèi)碼是 B8F6提示：8位二進(jìn)制數(shù)可以轉(zhuǎn)換為2位16進(jìn)制數(shù)P9實(shí)踐體驗(yàn)第十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。 信息的編碼 想一想？一個(gè)文本文件，一般為幾百( )B。一首歌曲，一般為幾( )B。一部電影，一般為幾百( )B。一個(gè)空白VCD光盤(pán)，容量為( )。一個(gè)空白DVD光盤(pán)，容量為( )。KMM700或720

8、MB4.7GB第十九頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.下面存儲(chǔ)容量單位的轉(zhuǎn)換關(guān)系中，正確的包括（ ）A.1KB=1024Bit B.1MB=10248KB C.1GB=10241024KB D.1MB=10241024Bit2、微機(jī)中KB表示的字節(jié)數(shù)是_A.1000 B.8X1000 C.1024 D.8X10243、一只1000G的硬盤(pán)的容量相當(dāng)于1000M的硬盤(pán)_A、1只 B、1000只 C、1024只 D、512只4、一只64M的U盤(pán)的容量相當(dāng)于 _ A、64KB B、640000KB C、1000KB D、65536KBCCCD第二十頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.4多媒體信息編碼 汽車(chē)的速度、鐘擺的位置和

9、水流量這些都是連續(xù)、平滑變化的量，通常稱(chēng)為模擬量。 傳感器（sensor）的作用是進(jìn)行能量方式的轉(zhuǎn)換，例如它可以把各種物理量的變化轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化形式。常見(jiàn)的傳感器有話筒、溫度傳感器、光敏傳感器、紅外傳感器、距離傳感器等。通過(guò)對(duì)它們獲得的電流或電壓波形進(jìn)行取樣和量化，變?yōu)閿?shù)字形式的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)和處理這些信息了。第二十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化過(guò)程：聲音波形（模擬量）二進(jìn)制代碼（數(shù)字量）電流或電壓波形（模擬量）傳感器 采樣量化第二十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。模擬信號(hào)怎么轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)？ 模擬量的采樣示意1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化第二十三頁(yè)，共四

10、十七頁(yè)。模擬信號(hào)怎么轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)？ 對(duì)采樣所得的樣本進(jìn)行量化1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化第二十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。模擬信號(hào)怎么轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)？ 采樣和量化。通過(guò)采樣和量化可以實(shí)現(xiàn)模擬量的數(shù)字化，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）”。相關(guān)定義： 采樣：按一定的頻率，即每隔一小段時(shí)間，測(cè)得模擬信號(hào)的模擬量值。1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化第二十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。量化：將采樣測(cè)得的模擬電壓幅度值，轉(zhuǎn)換成N個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示。N我們稱(chēng)之為量化位數(shù)。 量化位數(shù)越多，數(shù)據(jù)量越大，聲音質(zhì)量越好。1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化第二十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。采樣頻率：每秒對(duì)聲音波形采樣的次數(shù)

11、，即每秒讀的點(diǎn)數(shù)，單位是赫茲(Hz)。采樣頻率越高，數(shù)據(jù)量越大，聲音質(zhì)量越好1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化第二十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。DVD光盤(pán)采用了雙聲道16位采樣，采樣頻率為44.1KHz，可達(dá)多媒體欣賞水平。若某音樂(lè)劇的長(zhǎng)度為5.5分鐘，試計(jì)算其占用的存儲(chǔ)容量為多少M(fèi)B？1.2.4多媒體信息編碼 -聲音的數(shù)字化量化位數(shù)越高、采樣頻率越高，音質(zhì)越好。存儲(chǔ)容量=（采樣頻率 采樣位數(shù) 聲道數(shù) 時(shí)間) / 8. (44.1*1000*16*2*5.5*60)/8=55.52MB 單位：B化為MB ：1MB=1024KB=1024*1024B第二十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。聲音數(shù)字化的硬件和軟件硬件

12、：麥克風(fēng)或話筒、聲卡、音箱或耳機(jī)。軟件：錄音機(jī)、GoldWave、 Windows Media Player、 RealOne等。熱點(diǎn)范例1：聲卡是獲取數(shù)字音頻信息的主要設(shè)備之一，在下列選項(xiàng)中，聲卡具備的功能有（）模擬聲音信號(hào)的數(shù)字化數(shù)字音頻信號(hào)還原為模擬信號(hào)聲音信號(hào)的壓縮和解壓存儲(chǔ)聲音信號(hào) 第二十九頁(yè)，共四十七頁(yè)。 1、聲音素材編輯：常用軟件： Cool Edit、Wave Edit、GoldWave等播放器：具有播放和簡(jiǎn)單處理音頻功能，如格式轉(zhuǎn)換、提高或降低音量、淡入淡出效果、回聲效果等。 2、聲音存儲(chǔ)量的計(jì)算：聲音存儲(chǔ)量=采樣頻率*量化位數(shù)*聲道數(shù)*時(shí)間/8 (字節(jié)B）聲音信息的處理第三

13、十頁(yè)，共四十七頁(yè)。 1、對(duì)一段音樂(lè)，分別用44kHz和11kHz的采樣頻率進(jìn)行采樣后存儲(chǔ)，則采樣頻率大的 ( ) (A)存儲(chǔ)的空間小，音質(zhì)較好 (B)存儲(chǔ)的空間大，音質(zhì)較好 (C)存儲(chǔ)的空間小，音質(zhì)較差 (D)存儲(chǔ)的空間大，音質(zhì)較差互動(dòng)訓(xùn)練： 2、錄制一個(gè)采樣頻率為44.1kHz，量化位數(shù)為32，四聲道立體環(huán)繞的WAVE格式音頻數(shù)據(jù)40秒，需要的磁盤(pán)存儲(chǔ)空間大約是 ( ) (A)27MB (B)225MB (C)7MB (D)27KBBA第三十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。 把一幅圖像看成由許許多多彩色或各種級(jí)別灰度的點(diǎn)組成的，這些點(diǎn)按縱橫排列起來(lái)構(gòu)成一幅畫(huà)，這些點(diǎn)稱(chēng)為像素（pixel）。 掃描儀、數(shù)碼相

14、機(jī)、攝像頭 1.2.4多媒體信息編碼 -圖像和視頻數(shù)字化第三十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。基本思想： 一幅圖像點(diǎn) 像素1.2.4多媒體信息編碼 -圖像和視頻數(shù)字化第三十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化像素多少與圖片質(zhì)量的關(guān)系像素越多，排列越緊密，圖像就越清晰。數(shù)字化：每個(gè)像素的顏色都用二進(jìn)制數(shù)編碼表示。第三十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。每個(gè)像素的顏色都被數(shù)字化成一定的數(shù)值50 50 100 100 300 300 每個(gè)像素有深淺不同的顏色，像素越多，排列越緊密，圖象就越清晰。1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第三十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。黑 1白 0圖像有多少個(gè)像素*每個(gè)像素幾個(gè)位?，F(xiàn)在有一

15、幅圖像只有黑和白兩種顏色，計(jì)算機(jī)可以怎么來(lái)表示呢，它的存儲(chǔ)空間如何計(jì)算？計(jì)算機(jī)中的表示存儲(chǔ)空間：1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第三十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。一幅分辨率為800600的黑白圖像需要多少存儲(chǔ)空間？（單位：B)計(jì)算過(guò)程：800600 1/8=60000（B）58.6(KB) 黑白圖像 黑和白兩種狀態(tài)，一個(gè)位就能表示兩種狀態(tài)。（單位：B)B（字節(jié)），一個(gè)字節(jié)=8個(gè)位步驟分析：“黑” “1”“白” “0”圖像有800600=480000個(gè)像素分辨率為8006001.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第三十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。練習(xí):存儲(chǔ)畫(huà)面為640*480像素的黑白兩色的圖象需要多少字節(jié)空

16、間?640 480的黑白圖像需要多少存儲(chǔ)空間？307200b/8=38400B37.5KB640480 =307200像素307200像素*1bit=307200b1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第三十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。計(jì)算一幅16色圖像，分辨率為400*300，存儲(chǔ)空間是多少？計(jì)算過(guò)程：400 * 300 * 4 / 8=60000B 58.6KB紅蘭淺藍(lán)淡藍(lán)深藍(lán)綠黃青粉紅紫黑白深黃淺黃棕褐0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111彩色位圖圖像存儲(chǔ)空間計(jì)算1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第三十九

17、頁(yè)，共四十七頁(yè)。彩色位圖圖像存儲(chǔ)空間計(jì)算16色(24)：4位二進(jìn)制數(shù)表示1個(gè)像素256色(28) ：8位二進(jìn)制數(shù)表示1個(gè)像素800*600的16色圖像需要多少存儲(chǔ)空間？800*600的256色圖像需要多少存儲(chǔ)空間？(800600 4)/8=240000B(800600 8)/8=480000B1.2.4多媒體信息編碼 -圖像數(shù)字化第四十頁(yè)，共四十七頁(yè)。 下面表格以分辨率800600的位圖圖像為例，計(jì)算各種類(lèi)別位圖圖像的存儲(chǔ)空間。 位圖圖像類(lèi)別總像素一個(gè)像素所占的位數(shù)總的位數(shù)(bit位)容量(B)黑白8006001位(21=2)80060018006001/8256級(jí)灰度8006008位(28=

18、256)80060088006008/816色彩色8006004位(24=16)80060048006004/8256色彩色8006008位(28=256)80060088006008/824位真彩色80060024位8006002480060024/8第四十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。視頻包括：聲音連續(xù)的圖像進(jìn)行聲音的數(shù)字化分解成幀每一幀進(jìn)行圖像的數(shù)字化1.2.4多媒體信息編碼 -視頻數(shù)字化第四十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。 視頻是由連續(xù)的圖像幀組成的。我國(guó)采用的是PAL制式，每秒顯示25幀；而NTSC制式每秒顯示的是30幀。 計(jì)算：1秒鐘PAL制式640480像素的256色 視頻的存儲(chǔ)空間是多少M(fèi)B？(提示：256色圖 像每一像素需要用3個(gè)字節(jié)來(lái)表示)