第一單元：了解聲音和圖像的數(shù)字化　　課件　2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1

被錄音設(shè)備錄制下來的聲音和拍照后的照片存入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)歷了怎樣的轉(zhuǎn)換過程？思考圖像和聲音要如何用二進(jìn)制編碼表示呢？００１１００１０１０探究計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示--認(rèn)識數(shù)據(jù)編碼（第三課時）了解聲音和圖像的數(shù)字化項(xiàng)目二項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)02.掌握未經(jīng)壓縮的圖像、

聲音文件存儲容量的計(jì)算方法01.了解聲音、圖像數(shù)字化的基本方法了解聲音的數(shù)字化采樣

量化

編碼了解聲音和圖像的數(shù)字化（１）借助教材，自主學(xué)習(xí)聲音數(shù)字化的過程。（２）任選一段聲音信號，模擬聲音信號的采樣和量化。任務(wù)一：回歸課本（小組活動）建議：（１）選擇合適的軟件，采集聲音信號的波形圖。（２）模擬采樣的過程，每隔一段時間采集一個聲音信號的樣本，畫出采樣示意圖。（３）模擬量化的過程，確定量化位數(shù)、劃分量化級數(shù)，確定各采樣點(diǎn)的量化值，畫出量化示意圖，并設(shè)計(jì)表格，將各采樣點(diǎn)的量化值填入表格。了解聲音和圖像的數(shù)字化現(xiàn)實(shí)世界的聲音是一種連續(xù)的波，稱為聲波。聲音有兩個參數(shù)：幅度和頻率。聲音的數(shù)字化要用計(jì)算機(jī)處理聲音數(shù)據(jù)，必須把連續(xù)變化的波形信轉(zhuǎn)換成為離散的數(shù)字信號，將幅度和頻率以0和1編碼的形式表示出來，這一過程稱為聲音數(shù)字化。采樣量化編碼模擬聲音信號數(shù)字聲音信號聲音數(shù)字化的過程了解聲音和圖像的數(shù)字化聲音如何數(shù)字化？聲波傳遞過程模擬信號：波形傳遞了解聲音和圖像的數(shù)字化1.采樣幅度時間一段鳥鳴聲的模擬聲音信號幅度時間等距離的選取若干個離散的點(diǎn)01234567891011121314151617181920212223242526幅度時間采樣得到的幅度值被記錄下來01234567891011121314151617181920212223242526了解聲音和圖像的數(shù)字化1.采樣聲音的采樣聲音的采樣是指每隔一段時間在模擬聲音信號的形上取一個幅度值。均勻采樣相隔時間相等的采樣為均勻采樣(又稱為線性采樣)，不均勻采樣相隔時間不相等的采樣為不均勻采樣(又稱為非線性采樣)。采樣頻率計(jì)算機(jī)每秒鐘在模擬聲音信號的波形上采樣的次數(shù)稱為采樣頻率。計(jì)算機(jī)每秒鐘在模擬聲音信號的波形上采樣的次數(shù)為采樣頻率。常見的采樣頻率44.1kHz、22.05kHz、11.025kHz聲音數(shù)字化的過程在其他參數(shù)一樣的前提下，采樣頻率越高，即采樣的時間間隔越短，則在單位時間內(nèi)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)越多，對聲音信號波形的表示越精確，聲音的保真度越高。采樣量化編碼了解聲音和圖像的數(shù)字化2.量化采樣之后，要用二進(jìn)制數(shù)將采樣得到的幅度值表示出來，這就是量化。1.首先將幅度值范圍劃分為2的n次方個級數(shù)，每個級數(shù)對應(yīng)一個幅度值聲音數(shù)字化的過程在其他參數(shù)一樣的前提下，量化位數(shù)越大，劃分的級數(shù)越多，采樣結(jié)果近似到某個級數(shù)值時產(chǎn)生的誤差就越小。因此，量化位數(shù)越多，數(shù)字化精度越高，音頻數(shù)據(jù)量就越大，聲音越保真。采樣量化編碼了解聲音的數(shù)字化01010010010100100101……2.然后將采樣得到的各個幅度值按一定的規(guī)則近似到某個級數(shù)值，并用二進(jìn)制數(shù)表示，從而形成一組二進(jìn)制數(shù)序列。了解聲音的數(shù)字化3.編碼在采樣和量化之后，模擬聲音信號轉(zhuǎn)化為一組二進(jìn)制數(shù)序列，再通過編碼將其按照一定的規(guī)則記錄下來。不同的編碼方式形成不同格式的音頻文件，如：WAV格式、MP3格式、MIDI格式、APE格式等十余種。聲音數(shù)字化三要素：采樣頻率，量化位數(shù)，聲道數(shù)，直接影響數(shù)字化后音頻的質(zhì)量和數(shù)據(jù)量的大小。一般情況下，未經(jīng)壓縮的音頻文件，則其數(shù)據(jù)量可按以下方法計(jì)算。數(shù)據(jù)量(單位：字節(jié))=數(shù)據(jù)率×持續(xù)時間=(采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù))÷8×持續(xù)時間一個字節(jié)由8個二進(jìn)制數(shù)組成了解聲音和圖像的數(shù)字化模擬信號——采樣——量化——編碼——數(shù)字信號任務(wù)二：單人活動：例:一首時長為100s的雙聲道音樂，采樣頻率為44.1k