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

江苏省启东市东南中学 2021年5月 少年声 强国梦 数据编码——声音的数字化 1 目 录 01 02 03 04 引入 模拟信号 数字信号 数据编码过程 2 引入——少年（建党百年主题曲MV） 01 3 模拟信号 02 4 模拟信号——声音的特点 02 声音是由物体振动产生的声波 是通过介质（空气或固体、液体）传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。 声音作为一种波，频率在20Hz~20kHz之间的声音是可以被人耳识别的。20Hz以下称为次声波，20000Hz以上称为超声波 声音的高低（高音、低音），由频率决定，频率越高音调越高。 4 3 2 1 5 模拟信号 02 观察：声音的波形变化是连续的，这种信号称为模拟信号，模拟信号的值称为模拟数据。 用传感器获得信号一般称为模拟信号，类似的还有温度、压强、电压等。 6 数字信号 03 计算机中存储的任何信息，都是用二进制数值来表示的，我们把这类信息信号称为数字信号。 7 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。 为实现A／D转换，用拾音器采集模拟信号，转换为数字声波形式记录下来。也就是把时间域或空间域的连续量转换成离散量的过程。 ✭采样频率：每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数 数据编码过程 04 8 量化 将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。 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数值，这个过程称为量化。 ✭量化位数：存储、记录声音振幅所使用的二进制位数，它决定了声音的动态范围。 位数 数值上限 8 256 16 65536 24 16777216 32 4294967296 数据编码过程 04 9 编码 将量化后的幅值转变成相应数值代码的过程称为编码。 ✭进制转换：十进制转二进制 0/1 0/1 0/1 0/1 2³ 2² 2¹ 2° 数据编码过程 04 10 编码 练一练：完成以下表格中的数值转换 十进制数值 1 2 3 8 二进制数值 0001 0010 0011 1000 十进制数值 6 11 13 15 二进制数值 0110 1011 1101 1111 11 数据编码过程 04 量化 采样 为实现A／D转换，用拾音器采集模拟信号，转换为数字声波形式记录下来。也就是把时间域或空间域的连续量转换成离散量的过程。 编码 将量化后的幅值转变成相应数值代码的过程称为编码。 采样频率：每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数 将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。 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。 量化位数：存储、记录声音振幅所使用的二进制位数，它决定了声音的动态范围。 12 声音文件大小的计算 音频数据量（B）=数据传输率 × 持续时间 每秒的音频数据量： 数据传输率(B)=采样频率(Hz) × 量化位数(bit) × 声道数/8 单位换算：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB 练一练： 一段时长为1分钟，采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，双声道立体声的无压缩音频（如基于PCM编码的wav格式），占用的存储空间是____________________MB（表达式） 13 声音文件数字化的过程： 采样----量化----编码 课 堂 小 结 声音文件大小的计算： （采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数/8 ）×音频时长（s） 模拟信号转为数字信号的过程 14 感谢观看 Thank you for you to watch 15 $$