第一单元项目二第二课时 了解声音和图像的数字化 课件-2020-2021学年高中信息技术沪科版（2019）必修1（含素材）

第二课时 了解声音和图像的数字化 第一单元 数据与信息 项目二 探究计算机中的数据表示——认识数据编码 新课导入 一 图片数字化 三 声音数字化 二 目 录 课后作业 四 一、新课导入 二、声音数字化 现实世界的声音是一种连续的波，称为声波。声音有两个参数：幅度和频率。要用计算机处理声音数据，必须把连续变化的波形信转换成为离散的数字信号，将幅度和频率以0和1编码的形式表示出来，这一过程称为声音数字化。 声音数字化 采样 量化 编码 模拟声音信号 数字声音信号 声音数字化的过程 采样 1 2 3 4 声音的采样 声音的采样是指每隔一段时间在模拟声音信号的形上取一个幅度值。 均匀采样 相隔时间相等的采样为均匀采样(又称为线性采样)， 不均匀采样 相隔时间不相等的采样为不均匀采样(又称为非线性采样)。 采样频率 计算机每秒钟在模拟声音信号的波形上采样的次数称为采样频率。 幅度 时间 一段鸟鸣声的模拟声音信号 幅度 时间 等距离地选取若干个离散的点 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 幅度 时间 采样得到的幅度值被记录下来 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 量化 声音的量化是用二进制数表示采样所得到的幅度值的过程。 首先将幅度值范围划分为2个级数，每个级数对应一个幅度值， 然后将采样得到的各个幅度值按一定的规则近似到某个级数值，并用二进制数表示，从而形成一组二进制数序列。 这里的n称为量化位数。量化位数越大，划分的级数越多，采样结果近似到某个级数值时产生的误差就越小。 量化位数越多，数字化精度越高，声音就越保真。 幅度 时间 采样点量化（1） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 幅度 时间 采样点量化（2） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 编码 声音的编码就是按照一定格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来，并在其基础上加入用于纠错、同步和控制的数据，最终转换成数字音频信号。 声音数字化的三要素 采样频率 量化位数 声道数 例如，一张CD-ROM中存放了1小时的数字音乐(未经压缩)，则其数据量可按以下方法计算。 标准CD格式的采样频率为44.1kHz,量化位数为16位，声道数为2(双声道)数据量计算公式中的“÷8”是将位数转换成字节，一个字节由8个二进制位组成1MB=1024KB,1KB=1024B。 数据量(单位：字节)=数据率×持续时间 =(采样频率×量化位数×声道数)÷8×持续时间 数据量=(44100×16×2)÷8×60×60B =635040000B =620156.25KB ≈606MB 三、图片数字化 从小小的商标到大型宣传海报，从各式各样的照片到风格迥异的图画，从茶杯上的图案到教材中的插图…凡此种种，从信息技术的角度看，都属于模拟图像，运用扫描技术或数字摄像技术可以将空间上连续的模拟图像转换成用0、1表示的数字图像，这一过程称为图像数字化。 模拟图像 数字图像 采样 量化 编码 采样 图像的采样是按一定的空间间隔自左到右、自而下提取画面信息，将一幅连续的模拟图像在空间上转换成若干个离散的像素点，每个像素点呈现不同的颜色(彩色图像)或亮度(灰度图像)。 采样 一幅图像所包含的横向和纵向的像素点的数目称为图像分辨率。例如，一幅图像的分辨率为640×480，表示该图像由横向640个像素点、纵向480个像素点，共640×480=307200个像素点组成。 量化 图像的量化是将采样得到的每个像素点的颜色或亮度用若干位二进制数表示出来，其方法与声音数据量化的方法类似。 量化 记录每个像素点的颜色或亮度所需的二进制位数，称为颜色深度（也称色彩位数）。对于彩色图像来说，颜色深度决定