1.2.3数据编码之声音编码、图像编码课件-2024-2025学年人教/中图版（2019）高中信息技术必修一

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 1 声音数字化 不一样？ 微信语音 vs 真实声音 2 声音数字化——1.采样 时间 1s 2s 3s 4s 5s 1 2 3 4 5 振 幅 采样频率：每隔一段时间在模拟声音信号的波形上采集一个幅度值。 单位为赫兹 (Hz) 3 时间 1s 2s 3s 4s 5s 1 2 3 4 5 振 幅 声音数字化——1.采样 时间 1s 2s 3s 4s 5s 1 2 3 4 10 5 6 7 8 9 振 幅 每秒采集1次 每秒采集2次 下列两种采样方式，哪种更好？ 采样频率越高，声音还原度越好； 但记录数据越多，存储容量越高 4 时间 1s 2s 3s 4s 5s 2 1 4 5 1 3 5 7 5 2 0 1 2 3 4 5 6 7 量 化 值 用二进制数将采样得到的幅度值表示出来 时间 1s 2s 3s 4s 5s 5 2 9 10 2 7 11 15 11 5 12 14 0 2 4 6 8 11 9 5 3 1 10 13 15 7 量 化 值 量化位数越多，声音越接近原始信号，音频的质量越好；但所占存储容量也越大。 声音数字化——2.量化 5 声音数字化——3.编码 确立编码规则，优化数据排列。 未 压缩 WAV 声音质量高、所占存储容量较大 AAAEEEEEEEEEE 还原压缩数据后 与压缩前相同 优化数据 排列方式 A03E10 MP3 AMR 用于移动设备音频压缩，压缩比例大， 传输量小，实时性强，多用于语音通话 APE 无损 压缩 有损 压缩 去除人耳不敏感的高频部分声音，失真小、文件小 6 模拟 信号 声音量化 声音编码 声音采样 数字 信号 影响音频质量的因素 采集模拟值 分级量化 确定编码规则 ③数据压缩 (文件格式) ②量化位数 ①采样频率 ④声道数 声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量 单声道 双声道 环绕声 7 声音数字化——3.编码 音频所占的存储容量=（采样频率×量化位数×声道数×时长）÷8 一个字节由8个二进制数组成 一首时长为100s的双声道音乐，采样频率为44.1kHz，量化位数为16，计算该音乐的音频所占的存储容量 音频所占的存储容量=（ 44100×16×2×100 ）÷8=17640000 B 17640000/1024/1024≈17 MB 8 课堂练习 下图表示每隔0.01秒从一个连续声音波形上截取一个振幅的幅度值，这个过程称为声音数字化的（ A ） A、采样 B、量化 C、编码 D、压缩 9 课堂练习 声音的数字化通过采样与量化来实现,如图,其中图a和图b分别表示的是两段时长相同的声音采用不同频率进行采样的示意图。下列叙述正确的是（ B ） A.图a的采样频率高,数字化后的数据量大 B.图b的采样频率高,数字化后的数据量大 C.图a的采样频率低,数字化后的音质好 D.图b的采样频率低,数字化后的音质好 10 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 11 图像数字化 你遇到过这种问题吗？ 12 图像数字化的实现方式 扫描仪 数字照相机 智能手机 连接计算机的摄像头 13 图像数字化——1.采样 3×4 在水平和垂直方向上分割形成像素矩阵 像 素 图像是由许多的像素组成的 像素越多图片质量越好，还是越少质量越好？ 分辨率：单位长度内的像素个数 14 图像数字化——2.量化 像素属性进行分级 每一级对应一个数 用有限的数近似地表示连续变化的各项属性 像素属性分级，用二进制表示 15 图像数字化——2.量化 绿色 黄色 4级颜色 白色 红色 绿色 黄色 6级颜色 白色 橙色 红色 深黄 分级越多越好，还是越少质量越好？ 16 图像数字化——2.量化 6级颜色 4级颜色 2位 二进制 几位 二进制？ 3位 二进制 黄色 绿色 白色 橙色 红色 深黄 000 001 010 011 100 101 黄色 绿色 白色 红色 00 01 10 11 像素颜色所占二进制位数越多， 可表达的色彩越丰富； 但存储容量也越大。 17 图像数字化——2.量化 000 000 010 010 000 000 黄色 绿色 白色 橙色 红色 深黄 000 001 010 011 100 101 000001001001001000 010010011011001000 010001100100001010 000010001001010000 000000010010000000 000101101101101000 000000000101000000 18 图像数字化——3.编码 确立编码的方法，生成不同文件 借助图像压缩技术 图像编码 01010010100… 如何存储？ 19 图像数字化——3.编码 图像格式 名称 特点 BMP Bitmap（位图） 采样量化后的原始数据，清晰度特别高。 文件体积大、占用磁盘空间过大 JPEG 联合照片专家组（Joint Photographic Experts Group） 用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据，获取得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像 有损压缩，图像有缺失 GIF Graphics Interchange Format（图形交换格式） 可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画。 颜色数量偏少 PNG Portable Network Graphics 采用无损压缩方式来减少文件的大小、支持透明图像的制作 20 图像数字化——3.编码 图像所占的存储容量=（水平像素数×垂直像素数×颜色深度）÷8 一个字节由8个二进制数组成 图像尺寸为90×72像素，颜色深度为24位，计算该图像所占的存储容量。 图像所占的存储容量=（ 90×72×24 ）÷8=19440 B 19440/1024≈19 KB 21 图像数字化的过程 模拟图像 数字图像 图像采样 图像量化 图像编码 像素矩阵 属性分级 设备 采集 编码 方法 22 影响图像质量的因素 影响因素： 输入分辨率、颜色位数、图像文件格式 ①拍照设置选择高像素 ②用搜索工具搜索可替换的高清图 ③AI图像放大工具 图像采样 图像量化 图像编码 23 影响图像大小的因素 影响因素： 像素个数、颜色位数、图像文件格式 24 课堂练习 图像数字化的过程分为( C ) A、采样、编码、压缩 B、采样、量化、压缩 C、采样、量化、编码 图像量化：将采样得到的每个像素点的颜色或者亮度，用若干位二进制数表示出来 25 课堂练习 常见的图像文件格式有哪些( ABE ) （多选） A、.BMP B、.jpeg/jpg C、.doc D、.txt E、.png 图像量化：将采样得到的每个像素点的颜色或者亮度，用若干位二进制数表示出来 26 课堂练习 以下有关对自然图像进行数字化的说法中，错误的是( B ) A、“像素”是表示数字图像中某个微小区域内灰度或色彩特征的数值 B、“采样”的过程是对自然图像划分像素的过程 C、“量化”是将自然图像中某一点的灰度或颜色转换成数值 D、“编码”可以对数字图像进行压缩处理,生成不同的图像文件格式 图像量化：将采样得到的每个像素点的颜色或者亮度，用若干位二进制数表示出来 27 课堂练习 下图是西安大雁塔地区的两幅卫星图像，两者的清晰度有很大差别。以下在数字化过程中不会直接影响图像清晰度的因素是（ D ） A、“采样”时在单位面积上划分的像素个数 B、“量化”时表示一个像素色彩状态的二进制数的位数 C、“编码”时对数字图像的压缩程度 D、数字化前先对自然图像进行裁剪后缩小的图像面积 28 图像 编码 图像 数字化 解决图像常见问题 采样：形成像素矩阵 编码：确立编码方法 量化：像素属性分级 质量：输入分辨率、颜色深度等 存储容量：像素个数、颜色位数、图像文件格式等 影响图像的因素 硬件设备配置 图像处理软件 AI智能工具 小结 29 Lavf57.83.100 $$