第5章 (2)谭浩强版C程序设计教学PPT.ppt
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1、第第5章章 数字媒体及应用数字媒体及应用5.1 文本与文本处理文本与文本处理 5.2 图像与图形图像与图形 5.3 数字声音及应用数字声音及应用5.4 数字视频及应用数字视频及应用25.1 文本与文本处理5.1 文本与文本处理文本与文本处理 5.1.1 字符的编码字符的编码5.1.2 文本准备文本准备5.1.4 文本编辑、排版与处理文本编辑、排版与处理5.1.5 文本的展现文本的展现 5.1.3 文本的分类文本的分类与表示与表示35.1 文本与文本处理文字处理是计算机应用的基础文字处理是计算机应用的基础n计算机应用使用计算机进行信息处理计算机应用使用计算机进行信息处理n其中,其中,文字信息的处
2、理是各种计算机应用的基础文字信息的处理是各种计算机应用的基础文字文字数值数值语言语言音乐音乐图像图像信息的形态有多种信息的形态有多种45.1 文本与文本处理传统的文字处理过程传统的文字处理过程写作写作编辑编辑排版排版印刷印刷发行发行55.1 文本与文本处理计算机文字处理过程计算机文字处理过程n文字信息在计算机中称为文字信息在计算机中称为“文本文本”(text),),文本是计算机中最文本是计算机中最常用的一种数字媒体常用的一种数字媒体n文本由一系列文本由一系列“字符字符”(character)组成,每个字符均使用二组成,每个字符均使用二进制编码表示进制编码表示n文本在计算机中的处理过程是:文本在
3、计算机中的处理过程是:(文本编辑器)(文本编辑器)文本编辑文本编辑与排版与排版格式化的格式化的电子文本电子文本(2)文本存储文本存储与传输与传输(4)文本文本展现展现(文本阅读器)(文本阅读器)(5)文本处理文本处理(文本处理软件)(文本处理软件)(3)文本准备文本准备电子电子文本文本(1)(文字与图(文字与图表表 的输入)的输入)65.1 文本与文本处理5.1.1.字符在计算机中的表示字符在计算机中的表示 75.1 文本与文本处理字符、字符集及其码表字符、字符集及其码表 n文字的基本元素是字母和符号,统称为文字的基本元素是字母和符号,统称为“字符字符”(character),它包括:字母、数
4、字、符号等它包括:字母、数字、符号等n字符集:一组特定字符的集合字符集:一组特定字符的集合n不同的字符集包含的字符数目与内容不同,如:不同的字符集包含的字符数目与内容不同,如:n中文字符集、西文字符集、日文字符集等中文字符集、西文字符集、日文字符集等n字符的编码:字符的编码:n字符集中每个字符都使用二进位字符集中每个字符都使用二进位(code)表示,称为该字符的表示,称为该字符的编码编码n不同的字符其编码各不相同不同的字符其编码各不相同n字符集中所有字符的编码的一览表,称为该字符集的码表字符集中所有字符的编码的一览表,称为该字符集的码表85.1 文本与文本处理西文字符的编码西文字符的编码ASC
5、II码码n西文是表音文字西文是表音文字(拼音文字拼音文字),它由拉丁字母、数字、标点,它由拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊符号所组成符号以及一些特殊符号所组成n美国标准信息交换码美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange,简称简称ASCII码码):nASCII字符集包含字符集包含96个可打印字符和个可打印字符和32个控制字符个控制字符n采用采用7个二进位进行编码个二进位进行编码n计算机中使用计算机中使用1个字节存储个字节存储1个个ASCII 字符字符n存在问题:存在问题:n7位代码空间太小(解决方案:位代码空间太
6、小(解决方案:8位的扩充位的扩充ASCII码)码)n不同国家和地区使用不同的字符集及其编码,互不兼容不同国家和地区使用不同的字符集及其编码,互不兼容n东亚地区使用的大字符集无法编码东亚地区使用的大字符集无法编码95.1 文本与文本处理汉字如何编码?汉字如何编码?n汉字是记录汉语(国语,华语)的文字,属于表意汉字是记录汉语(国语,华语)的文字,属于表意文字,它用符号直接表达词或词素文字,它用符号直接表达词或词素n汉字的特点汉字的特点n数量大;多个国家和地区使用;字形复杂,同音字数量大;多个国家和地区使用;字形复杂,同音字多,异体字多多,异体字多n如何编码?如何编码?n确定收入多少字、哪些字?确定
7、收入多少字、哪些字?n汉字在字符集中的排序方式汉字在字符集中的排序方式n确定使用的代码结构和代码空间确定使用的代码结构和代码空间105.1 文本与文本处理常用的汉字编码字符集常用的汉字编码字符集n国家标准国家标准GB2312n汉字扩充规范汉字扩充规范 GBKn国家标准国家标准GB18030n台湾地区的标准汉字字符集台湾地区的标准汉字字符集CNS 11643(BIG 5,俗称俗称“大五码大五码”)n日本工业标准汉字字符集日本工业标准汉字字符集JIS X 0208-90n韩国国家标准汉字字符集韩国国家标准汉字字符集KSC 5601-87115.1 文本与文本处理一级汉字一级汉字(3755个)个)二
8、级汉字二级汉字(3008个)个)(扩充使用)(扩充使用)字母、数字和各种符号字母、数字和各种符号 19423位号位号 191655568794区区 号号(按汉语拼音排列按汉语拼音排列)(按偏旁部首排列按偏旁部首排列)GB2312汉字编码字符集汉字编码字符集n1980年颁布年颁布信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本基本集集GB2312-1980nGB2312字符集由三个部分构成:字符集由三个部分构成:拉丁字母、俄文、拉丁字母、俄文、日文平假名与片日文平假名与片假名、希腊字母、假名、希腊字母、汉语拼音等共汉语拼音等共682个个共共6763个汉字和个汉字和682个符号,个符号,每个每
9、个汉字或符号都有一汉字或符号都有一个确定位置,该位个确定位置,该位置的区号和位号就置的区号和位号就是这个汉字的是这个汉字的“区区位码位码”125.1 文本与文本处理GB2312汉字的编码汉字的编码n每一个每一个GB2312汉字使用汉字使用16位位(2个字节个字节)表示表示n每个字节的最高位均为每个字节的最高位均为“1”n在在16位代码空间中的码位分布:位代码空间中的码位分布:第第1字字节节第第 2字节字节00 7E A1 FE0081A1FEGB2312图形符号图形符号汉字代码空间汉字代码空间(6763个汉字)个汉字)B0F716位的代位的代码空间共码空间共有有216 65536个个码位码位1
10、35.1 文本与文本处理GB2312汉字编码的不足之处汉字编码的不足之处nGB2312汉字字数太少,无法满足一些特殊应汉字字数太少,无法满足一些特殊应用的需要:用的需要:n人名、地名;人名、地名;n古籍整理、古典文献研究。古籍整理、古典文献研究。n没有繁体字没有繁体字n编码效率不高编码效率不高:(6763+682)/65536n与与ASCII码不兼容码不兼容145.1 文本与文本处理5.1.2.文本准备文本准备 文稿如何输入计算机文稿如何输入计算机 155.1 文本与文本处理文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工
11、输入人工输入(1)数字编码数字编码,如电报码、区位码等如电报码、区位码等,(2)字音编码字音编码,如智能如智能ABC等等(3)字形编码,如五笔字形和表形码等字形编码,如五笔字形和表形码等,(4)形音编码形音编码发发展展趋趋势势:基基于于统统计计和和学学习习功功能能的的以以词词语语(短短语语)或或句句子子作作为为输输入入单单位的输入方法位的输入方法165.1 文本与文本处理文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入优点:优点:自然,流畅自然,流畅小型化,适合移动计算小型化,适合移动计
12、算不足:不足:识别速度和正确性还需提高识别速度和正确性还需提高书写要求还要降低书写要求还要降低175.1 文本与文本处理文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入优点:优点:自然,方便,适合移动计算自然,方便,适合移动计算不足:不足:对说话人、说话方式、说话内容的对说话人、说话方式、说话内容的适应能力要大适应能力要大大增强大增强识别速度和正确性还需大大提高识别速度和正确性还需大大提高185.1 文本与文本处理文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法印刷体识别
13、印刷体识别键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入扫描仪扫描仪OCR数字数字文本文本纸介质纸介质文本文本文本的文本的映象映象(image)识别率已达到率已达到98%功能功能:简、繁体字、繁体字混合识别混合识别中文、西文混合识别中文、西文混合识别文字、表格混合识别文字、表格混合识别智能校对功能智能校对功能195.1 文本与文本处理文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法印刷体识别印刷体识别手写体识别手写体识别键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符
14、信息的输入人工输入人工输入 技术上非常困难,还无法实用技术上非常困难,还无法实用目前准备先突破工整的楷书手写体的识别目前准备先突破工整的楷书手写体的识别!205.1 文本与文本处理汉字的键盘输入汉字的键盘输入n 汉字与键盘上的键无法一一对应,因此必须使用汉字与键盘上的键无法一一对应,因此必须使用几个键来表示一个汉字,这就称为汉字的几个键来表示一个汉字,这就称为汉字的“键盘输键盘输入编码入编码”n 优秀的汉字键盘输入编码应具有的特点:优秀的汉字键盘输入编码应具有的特点:n易学习、易记忆易学习、易记忆n效率高效率高(平均击键次数较少平均击键次数较少)n重码少重码少n容量大容量大(可输入的汉字字数多
15、可输入的汉字字数多)215.1 文本与文本处理5.1.5 文本的展现文本的展现(输出输出)225.1 文本与文本处理文本的展现文本的展现(输出输出)n目的:阅读、浏览或打印文本目的:阅读、浏览或打印文本n使用的软件:文本阅读器使用的软件:文本阅读器/文本浏览器文本浏览器n嵌入在文本编辑嵌入在文本编辑(处理处理)软件中,如微软的软件中,如微软的Word,n独立的软件:如独立的软件:如Adobe公司的公司的Acrobat Reader,微软公司的微软公司的IE等等 n文本展现的过程:文本展现的过程:1.1.对文本的格式描述进行解释对文本的格式描述进行解释2.2.生成文字和图表的映像(生成文字和图表
16、的映像(bitmap)3.3.传送到显示器或打印机输出传送到显示器或打印机输出235.1 文本与文本处理附:输出过程中字形的生成附:输出过程中字形的生成 n过程:过程:n先根据字符的字体确定相应的字库(先根据字符的字体确定相应的字库(font),),n再按照该字符的代码从字库中取出该字符的形状描述信息再按照该字符的代码从字库中取出该字符的形状描述信息n然后按形状描述信息生成字形,并按照字号大小及有关属性然后按形状描述信息生成字形,并按照字号大小及有关属性(粗体、斜体、下横线)将字形作必要的变换(粗体、斜体、下横线)将字形作必要的变换n最后将变换得到的字形放置在页面的指定位置处最后将变换得到的字
17、形放置在页面的指定位置处n2种不同的字库:种不同的字库:点阵点阵描述描述轮廓轮廓描述描述轮廓点轮廓点直线直线二次曲线二次曲线245.1 文本与文本处理5.1.3 文本的分类与表示文本的分类与表示255.1 文本与文本处理简单文本简单文本(纯文本纯文本)本本 书书 由由 南南 京京 大大 学学 出出 B1 BE CA E9 D3 C9 C4 CF BE A9 B4 F3 D1 A7 B3 F6 版版 社社 (P u b l i s h i n g B0 E6 C9 E7 28 50 75 62 6C 69 73 68 69 6E 67 H o u s e o f N a n j i n 20 4
18、8 6F 75 73 65 20 6F 66 20 4E 61 6E 6A 69 6E g U n i v e r s i t y )出出 版版 67 20 55 6E 69 76 65 72 73 69 74 79 29 B3 F6 B0 E6 文文本本的的内内容容文文本本在在计计算算机机中中的的表表示示 没有字体、字号的变化,不能插入图片、表格,也不能建立超没有字体、字号的变化,不能插入图片、表格,也不能建立超链接,其文件后缀名是链接,其文件后缀名是.txt 由一串用于表达正文内容的字符编码所组成,几乎不包含任何由一串用于表达正文内容的字符编码所组成,几乎不包含任何其他的格式信息和结构信息
19、其他的格式信息和结构信息 举例:举例:265.1 文本与文本处理超文本超文本n若干文本或文本中的各个部分可按照其内容的关系互相若干文本或文本中的各个部分可按照其内容的关系互相链接起来,从而形成链接起来,从而形成“超文本超文本”ABCDEFGHa1 a2b2c2 f1d1c1 b1e1g1h1a3“超链超链”实际上就是实际上就是一个指针,用于指向一个指针,用于指向其他文本块,也可以其他文本块,也可以指向同一文本块中的指向同一文本块中的其他部分其他部分 超链是有向的,起点位置超链是有向的,起点位置称为链源,它可以是文本称为链源,它可以是文本块中的一个标题、一句句块中的一个标题、一句句子、一个关键词
20、、一幅画、子、一个关键词、一幅画、一个图标等一个图标等文本块可以是一个文本块可以是一个网页,一个文档,网页,一个文档,一段文字,也可以一段文字,也可以是一张图片,甚至是一张图片,甚至一段声音或视频一段声音或视频 5.2 图像与图形图像与图形5.2.1 数字图像的获取数字图像的获取5.2.2 图像的表示与压缩编码图像的表示与压缩编码5.2.3 数字图像处理与应用数字图像处理与应用5.2.4 计算机图形计算机图形285.1 文本与文本处理5.2.1 数字图像的获取数字图像的获取295.1 文本与文本处理图像的获取过程图像的获取过程扫扫 描描模模拟拟图图像像取取 样样取取 样样取取 样样数数字字图图
21、像像分分 色色量量 化化量量 化化量量 化化n从现实世界中获得数字图像的过程称为图像的从现实世界中获得数字图像的过程称为图像的“获取获取”n常用的图像获取设备:扫描仪、数码相机、摄像头、摄像机等常用的图像获取设备:扫描仪、数码相机、摄像头、摄像机等n图像获取过程:图像获取过程:将画面划分为将画面划分为 M N个网格,每个网格,每个网格称为个网格称为 一一个取样点个取样点 将彩色图像取样将彩色图像取样点的颜色分解成点的颜色分解成R,G,B三个三个基色基色测量每个取样点测量每个取样点的每个分量(基的每个分量(基色)的亮度值色)的亮度值对取样点每个分对取样点每个分量的亮度值进行量的亮度值进行A/D转
22、换,使用转换,使用数字整型量表示数字整型量表示 305.1 文本与文本处理5.2.2 图像的表示与压缩编码图像的表示与压缩编码315.1 文本与文本处理数字数字(取样取样)图像的组成图像的组成n数字取样图像由数字取样图像由M(列列)N(行行)个取样点组成个取样点组成n取样点是组成数字取样图像的基本单位,称为取样点是组成数字取样图像的基本单位,称为“像素像素”n彩色图像的像素通常由彩色图像的像素通常由3个彩色分量组成个彩色分量组成n灰度图像和黑白图像的像素只包含灰度图像和黑白图像的像素只包含1个亮度分量个亮度分量 Red分量分量Green分量分量Blue分量分量325.1 文本与文本处理例例1:
23、黑白图象的表示:黑白图象的表示黑白图像黑白图像n黑白图像的每个像素只有一个分量,且只用黑白图像的每个像素只有一个分量,且只用1个二进位表个二进位表示,其取值仅示,其取值仅“0”(黑黑)和和“1”(白白)两种两种335.1 文本与文本处理例例2:灰度图象的表示:灰度图象的表示灰度图像灰度图像n灰度图像的每个像素也只有一个分量,一般用灰度图像的每个像素也只有一个分量,一般用812个二个二进位表示,其取值范围是:进位表示,其取值范围是:02n-1,可表示可表示2n个不同的个不同的亮度亮度345.1 文本与文本处理例例3:彩色图象的表示:彩色图象的表示蓝蓝色色分分量量绿绿色色分分量量红红色色分分量量n
24、彩色图像的每个像素有三个分量,分别表示三个基色的亮度,假设彩色图像的每个像素有三个分量,分别表示三个基色的亮度,假设3个分量分别用个分量分别用n,m,k个二进位表示,则可表示个二进位表示,则可表示2n+m+k种不同的颜色种不同的颜色355.1 文本与文本处理举例:分辨率与图像尺寸的关系举例:分辨率与图像尺寸的关系520 x376260 x188130 x94在显示比例相同时,显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比在显示比例相同时,显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比365.1 文本与文本处理数字图像的数据量数字图像的数据量n数字图像数据量的计算公式(以字节为单位):数字图像数据量的计算公
25、式(以字节为单位):数据量数据量=水平分辨率水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率像素深度像素深度8 n几种常用格式的图像的数据量:几种常用格式的图像的数据量:图图像大小像大小8位位(256色色)16位位(65536色色)24位位(真彩色真彩色)640480300 KB600 KB900 KB1024768768 KB1.5 MB2.25 MB128010241.25 MB2.5 MB3.75 MBn例:数字图像传输时间的计算例:数字图像传输时间的计算假设数据传输速率为假设数据传输速率为56 kb/s(电话上网),则传输一幅分辨电话上网),则传输一幅分辨率为率为640480的的6.5万种颜色的未压缩图
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