数据采集与编码 第一课时（数字化）课件-高中信息技术浙教版（2019）必修1

必修1《数据与计算》第一章数据与信息1.3数据采集与编码案例分析计算机技术的应用，使得数据的处理方式发生了巨大的改变，

数据的处理效率也得到了极大的提高。问题思考1.计算机如何处理数据信息？（数据形式？如何统一处理？）2.数据在计算机中是如何表示的？3.什么是数字化？知识讲解信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、语音、图像等，从表现形式上可归结为两类：模拟信号和数字信号。模拟信号与数字信号的区别可根据幅度取值是否离散来确定。知识讲解模拟信号指幅度的取值是连续的(幅值可由无限个数值表示)。平时我们听到的声音、看到的电视图像都是模拟信号。知识讲解从模拟信号转换到数字信号一般要经过采样、量化和编码这样三个过程，最终变成由一连串由0和1来代表的脉冲数字信号。声音数字化模数转换（A/D）模拟量数字量

电流电压采样”和“量化声音

声音文件

话筒声卡思考：微信发送语音的背后是怎样的过程？模拟音频信号数字化过程1、采样：在时间轴上对信号数字化。也就是，按照固定的时间间隔抽取模拟信号的值，这样，采样后就可以使一个时间连续的信息波变为在时间上取值数目有限的离散信号。2、量化：在幅度轴上对信号数字化。也就是，用有限个幅度值近似还原原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。3、编码：用二进制数表示每个采样的量化值（十进制数）。数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化的分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。思考：结合采样量化示意图，思考影响数字化声音质量的因素有哪些？模拟音频信号数字化过程模拟音频信号数字化过程声音文件格式格式名称特点WAVWAVE波形文件，是一种声音文件的原始存储格式，由于保持了原声，所以占用空间较大，但是音效较好，并且几乎所有的声音处理软件都支持该格式。（无损）MP3经过三层压缩的声音文件格式，音质保持的较好，并且占用空间较小，利于在网络上进行传播和存储。（有损）WMA微软发明的一种声音文件格式，较MP3占用空间更少。RMREALMEDIA公司出品的一种声音文件格式，由于采用有损压缩较厉害，所以占用空间很小，但是存在另外一个问题：音效差，并且采样频率只能保持在11.025KHZ，不能保持立体声。【练习1】对一段音乐，分别用44kHz和11kHz的采样频率进行采样后存储，则采样频率大的()(A)存储的空间小，音质较好

(B)存储的空间大，音质较好

(C)存储的空间小，音质较差

(D)存储的空间大，音质较差模拟音频信号数字化过程【练习2】对某一段音频进行采样，若其他参数都相同，则可使音质最佳的采样频率是（）

A11.025KHZB.22.05KHZC．32KHzD.44.1KHZ图像数字化图像

图像文件扫描仪数码相机摄像头模拟图像数字化过程1、采样：视频采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低用图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。2、量化：量化是指使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。3、压缩编码：数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。图像数字化过程

图像数字化的基本思想是把一幅图像看成由许许多彩色或各种级别灰度的点组成的，这些点按纵横排列起来构成一幅画，这些点称为像素，每个像素有深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，图像就越清晰。每个像素的颜色都被数字化成一定的值。50×50像素100×100像素200×200像素图片图形图像是真实物体的模型化、抽象化和线条化的表现方式。

真实地再现了一个物体的原形位图矢量图由像素组成，可以用“画图”软件创建、数码相机获取等。由一组指令集合描述，可以用“Flash、CorelDRAW”等软件创建。位图与矢量图的区别：位图缩放以后会失真，矢量图缩放以后不会失真。图像数字化过程位图放大会失真图像数字化过程常见位图文件的格式格式名称特点BMPBitMap位图文件包含图像信息丰富，由于几乎不进行压缩，所以磁盘空间过大

JPGJPEG格式是常见的一种图像格式，它由联合照片专家组（JointPhotographicExpertsGroup）开发。JPEG文件的扩展名为.jpg或.jpeg，其压缩技术十分先进，它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，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。目前数码相机和网络上的图片多是以此种格式为主。目前JPEG2000格式正在普及中，它以更高压缩率、支持有损和无损两种压缩方式，以及渐进传输显示方式而优于JPEG。GIFGIF是GraphicsInterchangeFormat（图形交换格式）的缩写。这种格式最适应于网络传输，因为其容量较小，所以传输较快。GIF格式包括静止图像（GIF87a格式）和动画（GIF89格式）位图图像常见格式：psd、bmp、jpg、gif（对同幅图像，此顺序排列按容量从大到小）分辨率：位图图像都是由许多的点即像素（pixel)组成，水平像素与垂直像素的乘积称为分辨率。模拟视频信号数字化过程电视和电影是由多幅连续的图像组成，因此影视文件占用空间是静态图像的数倍以上。其中每一幅静态图像称为一帧（Frame）。当帧快速切换时，利用人眼视觉滞留的特性就形成了动画和视频。视频是由连续的图像组成的PAL制式每秒显示25帧NTSC制每秒30帧模拟视频信号数字化过程【练习1】对一幅图片放大若干倍后，还是清晰无失真，则这幅图片属于()(A)位图图像(B)压缩图像

(C)视频图像(D)矢量图形

【练习2】若用数码相机1024*768模式最多可拍50张照片,为了拍摄多于50张相片，可把相机分辨率调为()(A)800×600(B)1152×864(C)1280×768(D)1600×1200模拟视频信号数字化过程【练习4】将一幅1024*768像素的24位真彩色图像改为黑白图像,其图片存储空间将()A变大B变小

C.不变D.由显示器大小决定【练习3】Windows附件中的