1.2数据编码课件-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修一

1.2 数据编码 1 目录 01 模拟信号与数字信号 02 文字编码 03 图像编码 04 声音编码 2 模拟信号与数字信号 01 3 人类通过声、光、触觉等感官信号感知世界，这些信号在时间与强度上连续变化，被称为模拟信号。 人类感知世界的信号 计算机只能识别离散的高低电平，即数字信号。要实现人机交互，必须将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。 计算机的信号需求 理解模拟信号与数字信号的本质差异，是后续所有编码技术的认知基础。数据编码是实现人机交互的关键环节。 数据编码的重要性 01 03 02 感官信号与电信号桥梁 4 模拟信号用连续物理量传递信息，波形可简可繁。例如，单一音叉产生纯净正弦波，管风琴声音则由多重频率叠加而成。 模拟信号的特点 模拟信号在有线电话、广播中广泛应用，技术简单直观，但存在能量随距离衰减、噪声易叠加、复制即失真、保密性差等痛点。 模拟信号的局限性 模拟信号 5 数字信号的定义 数字信号把自变量与因变量同时离散化，用有限位二进制表示。例如，两位二进制可呈现四种电平。 数字信号的优势一 数字信号的高低电平反差大，抗干扰能力强，可复制千万次无失真。 数字信号的优势二 数字信号便于存储、加密和纠错，已在数字电视、计算机网络中全面取代模拟方式。 数字信号的广泛应用 数字信号成为现代信息基础设施，是实现高效、可靠信息传输与处理的关键。 数字信号 6 文字编码 02 7 文字编码分为单字节与双字节两类。ASCII、莫尔斯码用七位或点划序列，适合英文；GBK、Unicode用双字节容纳汉字及全球符号，实现跨语言通用。 文字编码的分类 单字节码与双字节码 8 图像编码 03 9 1位黑白、8位256色、24位真彩直接记录RGB，位深决定了图像的颜色丰富度。 不同位深的图像 位映射存储把像素值顺序写入字节矩阵，从左到右、从下到上排列，是数字照片、屏幕显示的共同基础。 位映射存储 位图把图像拆成像素矩阵，每个像素按量化深度映射为数据位，实现视觉信息的离散化。 位图的构成 图像编码 10 位图文件的组成 位图文件由14字节文件头、40字节信息头、可选颜色表和像素数据组成。 文件大小的计算 位图文件所占用的空间可按以下公式计算： 文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率×图像量化位数÷8 文件头与大小计算 11 声音编码 04 12 采样是按相等时间间隔测量声波幅度，得到时间上离散、幅度上连续的样本序列。 采样的定义 奈奎斯特采样定理指出，采样率须高于信号最高频率两倍才能无失真重建，CD采用44.1千赫正是为了覆盖人耳20千赫上限。 奈奎斯特采样定理 1 2 采样 13 量化是把采样后幅度划分为有限等级，等级越多噪声越小，16位可提供65536级动态范围。 量化的概念 量化值再用二进制编码表示，形成可由存储、传输的数字信号。 编码的作用 声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8 数据量的计算 量化与编码 14 【例题1】采样频率为22.05 kHz、量化位数为16位的立体声，1秒声音所需字节数为 ？ 22.05×1000×16×2÷8=88200（B） 量化与编码成字节 15 感谢您的观看 THANK YOU FOR READING！ 16 $