第一单元 项目二探究计算机中的数据表示一一认识数据编码 第2课时 课件 2022—2023学年沪科教（2019）高中信息技术必修1

项目二：认识数据编码（必修1） 演讲人 2023-04-06 1 01 （第2课时） 02 活动四：图像分辨率、图像深度与图像文件大小的关系 03 活动五：小结 04 项目二：认识数据编码（必修1） 05 （第2课时） 06 了解声音数字化的基本方法与过程 07 活动四：图像分辨率、图像深度与图像文件大小的关系 08 活动五：小结 目录 （第2课时） 洛阳市第十二高级中学 卫君利 学习目标： 1.了解声音数字化的基本方法与过程 2.掌握未经压缩的声音的数据量的计算方法 3.了解图像数字化的基本方法与过程 4.掌握未经压缩的图像的数据量的计算方法 导入： 听两段内容相同但质量不同的音乐，看两幅内容相同，但质量不同的图片，提出问题“如果用计算机存储和处理声音和图片，需要将它们数字化，它们数字化的过程如何？影响它们质量的因素有哪些？, 活动一：声音的数字化（阅读17-18，23页小组合作完成下列内容） （第2课时） 1.声音数字化过程。 模拟声音信号→（采样）→（量化）→（编码）→数字声音信号 2.采样（sampling）即（每隔一段时间）在（模拟）声音信号的波形上采集一个（幅度值）。 上图是一段声波在一秒钟内的波形，下图左侧为一秒钟采样8次，右图为一秒钟采样14次，请根据采样得到的幅度值，尝试还原声音的波形，说说你的感受。 （第2课时） 感受： 采样频率越高（即采样间隔时间越短），单位时间内得到的声音样本越（多/少），对声音信号波形的表示越（精确），声音保真度（越高）。 3.量化（quantization），即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2n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 （第2课时） 度值按一定的规则近似到到某个级数值，并用二进制数表示，从而形成一组二进制数序列。 如果量化位数为2，可用22个量化级数来表示幅度值，这4个量化级数分别为00、01、10、11，转化为十进制数即为0、1、2、3四个数值来表示幅度值。如果某个幅度值为2.3，则可将其近似为2。如果量化位数为4，可用（16）个量化级数来表示幅度值，这16个量化级数分别为（0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111），转化为十进制数即为（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15），如果某个幅度值为13.6，则可将其近似为14。 （第2课时） 上图是一段声音在一秒内波形，下图左侧是每秒采样16次，采样得到幅度值（黑色点），现在需要将这些幅度值量化，下方左侧为量化位数为2时、右侧为量化位数为4时，请按照就近取值（四舍五入）的原则对其进行量化，并将量化后的点用红色笔标注出来，根据量化后的点尝试还原原波形，并谈谈你的感受。 感受：量化位数越多，量化级越多，对幅度值的表示越精确，声音保真度越高。 （第2课时） 4.声音编码，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。 总结：数字声音的质量与采样频率和量化位数成正相关，采样频率越高、量化位数越大，数字化后的声音保真度越高，同时所占用的存储空间也越大。 活动二：未经压缩的声音的数据量计算（阅读书本23页内容完成下列问题） 1.（采样频率）、（量化位数）和（声道数）是数字化音频的技术指标，被成为声音数字化的三要素。直接影响数字化后音频的质量及数据量的大小。 （第2课时） 2.未经压缩的音频文件的数据量的计算方法： 数据量（B）=数据率*持续时间=（采用频率*量化位数*声道数）/8*持续时间 公式中采样频率的单位为HZ,时间的单位为s，数据量单位为B。如果题目中给出的单位与公式中的单位不同，则需要先换算下。 即时练1：CD的标准采样频率为44100Hz,量化位数为16位立体声双声道,每秒数据量为（176400）B。 解析：数据量=（44100*16*2）/8*1=176400(B) 即时练2：录制一段时间为10秒，采样频率为22050Hz,量化位数为8位单声道的WAV格式音频，文件数据量为（215）KB。 解析：数据量=(（22050*8*1）/8*10)/1024=215(KB) （第2课时） 提示：1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 1B=8bit 活动三、图像数字化的过程（阅读书本24-25页内容回答小组合作完成下列问题）： 1.使用图描述图像的的数字化过程。 模拟图像→（采样）→（量化）→（编码）→数字图像 2.图像分辨率：一幅图像所包含的（横向）和（纵向）的（像素点）的数目成为图像