3.1 数据编码 课件 2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1

新教科版高中信息技术必修1 3.1 数据编码 1 考号中包含哪些信息？ 学校 年级 班级 在本年级的编号 编码：信息从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程。 计算机中的编码：用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成可以存储在计算机里的数值。 人能读懂的数据 计算机能读懂的数据 转换 1、了解各类常见的数据及其采集方法 3、理解数据编码的意义和作用 2、能够解释音频数据类型的编码原理 学习目标 智能公交系统是智慧城市的重要组成部分，它的应用提高了城市的运营效率，方便了人们的出行。市民在办理市民卡时，一般要到指定地点办理录入信息、拍摄照片等手续。 想一想，在办理市民卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？ 表现形式 实例 采集该类数据的设备 文本 姓名、家庭住址、性别 键盘、手写输入、语音输入 数字 年龄、身份证号 键盘、手写输入、数字化采集仪 图像 照片 手机、相机、摄像头、扫描仪 声音 讲话的声音、音乐 手机、录音机、录音笔 视频 监控视频、电影 摄像机、手机、监控录像头 表现形式 实例 采集该类数据的设备 文本 姓名、家庭住址、性别 键盘、手写输入、语音输入 想一想，在办理市民卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？ 生活中还有哪些数据可以采集以及如何采集？ 模拟信号：用连续变化的物理量表示的信息。用传感器直接获得的信号一般为模拟信号如声音、温度、压强等。 模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑。 模拟信号的的值称为模拟数据。 数字信号：离散化以后的信号，方便在计算机中保存。数字信号可以由模拟信号转化的得来。 数字信号随时间的变化是非连续的。 数字信号的的值称为数字数据。 信号分类（取值特征） 声音数字化 声音数字化：将模拟声音数据转换为数字数据的过程，称为声音的数字化。 采样 在横轴上按一定的时间间隔从信号中取一个瞬时值，这个过程称为采样。 采样频率：1秒内采样的次数。 单位：赫兹Hz 10 9 0 8 7 6 5 4 3 2 1 t x(t) x(n) 声波的振幅是反应波形从波峰到波谷压力变化的物理量。声音与振幅成正比。 采样 思考：不同的采样频率对声音还原度有什么影响？ 声音还原度 采样点 采样频率 存储容量 采样 采样频率多少比较合适呢？ 采样点越多，所占的存储空间也越大 常用的CD音质采样频率为44100Hz 也就是44.1KHz 体验44100Hz与2000Hz的区别 采样频率44100Hz的《歌唱祖国》 采样频率2000Hz的《歌唱祖国》 量化 将采样所得的振幅瞬时值分级量化，往最接近的整数取整。 10 9 0 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 1 2 3 4 3 2 2 2 3 3 t x(n) 将信号波形的纵轴划分为若干区间。落到某一区间的采样点按四舍五入的规则取整选值，这个过程称为量化。即将模拟信号的波形转换为数字。 标准CD音频的量化等级为216，量化位数为16位，即存一个采样点样值用16位二进制位数。 量化位数： 存一个采样点样值所用的二进制位数。 编码 将量化得到的整数转换为二进制数，并把它们用一定的格式存储起来，有些还要按一定的算法进行压缩后存储为文件。 10 9 0 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 1 2 3 4 3 2 2 2 3 3 时刻 1 2 3 4 5 十进制数值 1 2 3 4 3 二进制数值 001 010 011 100 011 时刻 6 7 8 9 10 十进制数值 2 2 2 3 3 二进制数值 010 010 010 011 011 十进制与二进制对应表 十进制 二进制 1 001 2 010 3 011 4 100 t x(n) 时刻 1 2 3 4 5 十进制数值 二进制数值 时刻 6 7 8 9 10 十进制数值 二进制数值 将样本值用计算机能够存储和处理的二进制数值表示的过程称为编码。 编码 常见的音频文件格式 编码方式 文件格式 特点 未压缩 WAV 声音质量高，所占存储容量大 无损压缩 APE 还原压缩数据后与压缩前相同 有损压缩 MP3 损失信息，提高压缩比例，减少存储容量 采样 量化 编码 模拟信号 数字信号 时间的离散化数字化 幅值的离散化数字化 数据的格式化与文件化 声音数字化 模拟信号转换为数字信号后，便可通过计算机进行处理和存储，应用于通信时，加强了通信的保密性和抗干扰能力，更适合远距离传输。 模拟声音数据转化为数字数据有什么好处？ 例：一段时长为1分钟的双声道的未压缩音频，采样频率为44.1KHz，量化位数为16位，所占的存储容量是多少MB？（精确到0.1） （声道数：一次采样所记录产生的声道波形个数，常见的声道数有单声