各种媒体信息在计算机中的表.ppt

3 2各种媒体信息在计算机中的表示 授课教师 申绩勋 后来他觉得还是应该让读者认识一下轻舞飞扬的音容笑貌 因此他又扫描了一张轻舞飞扬的照片 录制了一段她的声音和生活录像 同样想通过软盘寄到出版社 它能实现目标吗 网络作家痞子蔡完成了 第一次亲密接触 以后 出版权经投标被一家出版社投得 出版社让痞子蔡把小说最新修改版发过去 但刚好碰上网络大塞车 QQ 邮箱 网络硬盘都打不开 痞子蔡想通过1 44M软盘寄到出版社 5万字的小说 软盘能装下吗 你能帮助痞子蔡吗 他的想法能实现么 我们是不是应该先弄明白文本 图像 声音 视频等在计算机中是怎样表示的 得出文件的大小后才能下定论 在计算机中不管是文本 图像 还是声音都实现转换成二进制数字后以文件形式来存放 它们到底占多大空间呢 信息编码 计算机中的信息是用二进制表示的 因为 物理上容易实现可靠性强运算简单通用性强在计算机中只能识别二进制数码信息 因此 一切字母 数字 符号 图像 声音等信息都必须用二进制特定编码来表示 信息才能传送 存储和处理 信息的表示 信息编码 信息的表示 信息的存储单位 位 二进制数 位 bit 字节 Byte 字节 8位 信息的表示 最小单位 位 bit 转换关系 1B 字节 8b 位 基本单位 字节 byte 信息的存储单位 除字节外 还有千字节 KB 兆字节 MB 吉字节 GB 太字节 TB 拍字节 PB 它们的换算关系是 1KB 1024B 210BlMB l024KB 210KB 220B1GB l024MB 210MB 220KB 230B1TB 1024GB 210GB 220MB 230KB 240B1PB 1024TB 210TB 220GB 230MB 240KB 250B 信息的表示 计算机处理的信息除了数值数据以外 还有其他大量的非数值数据 非数值数据中主要是字符数据 由字符数据转换成二进制数值数据 最好的方法就是为字符编码 即对字符进行编号 每一个字符有一个唯一的编码 编码的方法 确定有多少字符需要进行编码对每一个字符进行编号 一 字符数据的编码 信息的表示 ASCII AmericanStandardCodeforInformationInterchange 码 即美国标准信息交换代码 规定了常用的数字 字符的编码 标准ASCII码是7位二进制编码 所以最多可以表示128个字符 在这种编码方案中 用八位二进制 一个字节 来存放一个字符 字节的最高位为0 西文字符 1 字符数据的编码 信息的表示 ASCII码表显示字符 范围为32 126 指那些能从键盘输入 显示器上显示或打印机上打印的字符 控制字符 范围是0 31 主要用来控制输入 输出设备或通信设备 ASCII码表的扩展 ASCII码表中并没有列出所有人们希望处理的符号 比如德文中有字母 就不在ASCII码的范围之内 扩展的ASCII码使用8位二进制编码 可以表示256个字符 其中0 127编码和标准ASCII一样 在编码范围128 255内 又增加了一些其它的字符 如特殊的德文字母和法文字母 ISO 8859 ISO 8859 x 例子 句子 Hello World 在计算机中如何表示 01001000011001010110110001101100011011110010110000100000010101110110111101110010011011000110010000100001 ASCII编码很好地解决了英文等语言的字符问题 但是对汉语却没有解决 英文字符在计算机上的输入及输出也非常简单 因此 英文字符的输入 存储 内部处理都可以只用同一个编码 如ASCII码 对于汉字而言 8位或者7位的编码空间远远不能解决问题 因为汉字有上万个 常用的也有六 七千个 128个或256个编码不够 因此在计算机中表示汉字 要采用另外的编码方案 2 字符数据的编码 汉字的编码 要在计算机中处理汉字 必须解决以下几个问题 1 首先是汉字的输入 即如何把结构复杂的方块汉字输入到计算机中去 这是汉字处理的关键 2 汉字在计算机内如何表示和存储 如何与西文兼容 3 如何将汉字的处理结果从计算机内输出 汉字编码转换过程 汉字输入码 为了将汉字通过键盘输入计算机而设计的编码称为汉字输入码 也称为汉字外部码 简称外码 音码类 全拼输入法 微软拼音 搜狗拼音和智能ABC等形码类 五笔字型法 郑码输入法等 汉字国标码 1980年 我国颁布了第一个汉字编码字符集标准 即GB2312 80 信息交换用汉字编码字符集基本集 该标准编码简称国标码 是我国大陆地区及新加坡等海外华语区通用的汉字交换码 汉字的机内码 汉字机内码是计算机系统内部对汉字进行存储 处理 传输统一使用的代码 又称为汉字内码 由于汉字数量多 一般用2个字节来存放汉字的内码 汉字机内码 汉字国标码 8080H 汉字国标码汉字内码中8680 0101011001010000 B 1101011011010000 B华5942 0011101100101010 B 1011101110101010 B 汉字字形码 字形码是表示汉字字形信息 汉字的结构 形状 笔划等 的编码 用来实现计算机对汉字的输出 显示 打印 在输出汉字时 计算机要先到字库中去找到它的字形描述信息 然后再把字形送去输出 汉字字形码de种类 汉字字形码通常有 点阵和矢量两种表示方式点阵 汉字字形点阵的数字代码16 16 24 24 32 32 48 48矢量 存储的是描述汉字字形的轮廓特征的代码 汉字的字形点阵表示 字形码 16 16点阵汉字 汉字点阵字模的分类 汉字的 是计算机用于汉字输入 内部处理 输出三种不同用途的编码 练习 1 字节是计算机中表示 的基本单位 2 在计算机系统中 西文通常采用 编码 3 若1的ASCII码为 49 10 那么8的ASCII码为 105 国家标准字符集中收入的一级汉字共 个 6 1KB的内存空间可以存放 个汉字机内码 7 五笔字型属于 类输入编码 8 一个24 24点阵汉字需要 存储容量 A 72BB 36BC 32BD 64B 二 图像与图形 计算机中使用的图片有两种形式 即矢量图和位图 它们也是构成动画和视频的基础 位图 矢量图 矢量图形 矢量图形指用计算机绘制的画面 是用一组绘制指令描述的 它不直接描述数据的每一点 而是描述产生这些点的过程及方法 这些指令给出了生成该图的所有直线 曲线 矩形 椭圆等各种图元的属性和参数 包括图形的位置 颜色 形状 位图图像 位图也称为点阵图像 在计算机中的一幅位图图像可以理解为一个矩阵 该矩阵由若干个排列成行 列的点构成 这些点被称为像素 像素是构成位图图像的最小单位 它记录了图像中每一点上颜色 亮度等信息 图形与图像的比较 图形放大 图形与图像的比较 分辨率与量化位数 图像分辨率是指图像的水平方向和垂直方向的像素个数 用来表示组成该图像的行列数目 亦即图像所包含的像素数目使用水平分辨率x垂直分辨率表示 一般来说 分辨率愈高 图像愈细腻 图像文件也越大 由于一幅位图的分辨率是确定的 所以对其进行放大时 会出现马赛克现象 图像量化位数 若图像可出现的颜色数为8 则用3个二进制位表示 23 8 称为8色图像或3位图像 像素 1 8 7 6 5 4 3 2 彩色模拟图像 图像量化位数是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数 它规定了彩色图像中可出现的最多颜色数 或者灰度图像中的最大灰度等级数 往往把量化位数说成是图像深度或像素深度 表示一个像素的位数越多 能表达的颜色数目就越多 位图图像 位图图像文件大小的计算 数字图像数据量的计算公式 以字节为单位 文件字节数 水平分辨率 垂直分辨率 图像量化位数 8几种常用格式的图像的数据量 文件字节数 水平分辨率 垂直分辨率 量化位数 8例1 一幅像素为640 480的256色 8位 图像文件大小 640 480 8 8 300KB例2 一幅1024 768的RGB8 8 8真彩色图像文件大小1024 768 24 8 2 4MB 2 2视觉媒体技术 有一幅未经压缩的图像 它的图像分辨率是400 300 其颜色深度是24 则这个文件的大小是 三 音频 1 模拟信号 在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号 2 数字信号 在时间和幅度上都是离散的信号称为数字信号 1 模拟音频的数字化 用计算机对音频信息处理 就要将模拟信号 如语音 音乐等 转换成数字信号 采样 每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值 量化 将每个采样点得到的幅度值以数字存储 编码 将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来 模拟信号 采样 量化 编码 数字信号 a 模拟音频信号 b 音频信号的采样 c 采样信号的量化 数字化音频的过程如下图所示 声音数字化示意图 声音进入计算机的第一步就是数字化 即把模拟信号转变成数字信号 连续的弯曲弧线代表模拟信号 而曲线上一个个点就是代表数字信号 用一点代替一段曲线 就是数字化过程 声音1 采样频率22 05KHz 数字化16Bit 双声道录音 离散信号的信息与采样频率的关系 示例 声音1 采样频率1 38KHz 数字化16Bit 双声道录音 声音1 采样频率689Hz 数字化16Bit 双声道录音