信息的编码之多媒体编码课件.ppt
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1、声波示意图声波示意图001.1 信息及其特征信息及其特征回顾1、信息无时不在、无处不在,信息是我们生存的基础,也是我们行动和决策的重要依据;2、,和 是人类社会的三大要素;3、信息的特征:信息具有的特性有好多,如,等等。物质能源信息载体依附性时效性共享性价值性传递性真伪性1 1、信息的编码即采用一定的标准把不可见的信息直观表达;、信息的编码即采用一定的标准把不可见的信息直观表达;2 2、计算机的编码就是把输入计算机的信息全部数字化,也即转化为二进制数;、计算机的编码就是把输入计算机的信息全部数字化,也即转化为二进制数;3 3、二进制编码在计算机内方便表达,存储,处理,电路简单;、二进制编码在计
2、算机内方便表达,存储,处理,电路简单;4 4、十进制编码的编码规则:、十进制编码的编码规则:5 5、二进制编码的编码规则:、二进制编码的编码规则:6 6、二,十进制的互换规则:、二,十进制的互换规则:p二进制数特点:1、两个基本数码:0,1;2、逢二进一,借一当二。3、每个数码在不同的数位上对应着不同权值,权值为2n-1p十进制数特点:1、十个基本数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 2、逢十进一,借一当十。3、每个数码在不同的数位上对应着不同权值,权值为10n-1p二,十进制转换:按权展开法按权展开法p十,二进制转换:除二取余法除二取余法回顾1二进制转化为十进制:每一位系数乘上2(n
3、1)次(n为当前位数)。称为按权展开法(按权展开法(也称为法)法)例:把二进制数10010转化成十进制:二进制转化成十进制数的方法:按权展开按权展开法法(10010)2(18)10(18)10回顾二、十进制数的互相转换:二、十进制数的互相转换:p 十进制 转换为 二进制的方法:除二取余法,除二取余法,示例:示例:4322121021125022121001除到商是除到商是0为止为止从从下下自自上上排排列列(43)10=(1 0 1 0 1 1)2回顾 二进制数不便于书写二进制数不便于书写和记忆,人们经常采用十和记忆,人们经常采用十六进制来表示他们。六进制来表示他们。转换方法为:转换方法为:每每
4、4 4位二进制位二进制数可以用数可以用1 1位十六进制数表位十六进制数表示。示。二二十六进制转换:十六进制转换:分组转换法分组转换法十六十六二进制转换:二进制转换:分组转换法分组转换法分组转换法分组转换法回顾11010010B=1101,0010B=D2H1111011B =0111,1011B=7BH111000B =0011,1000B=38HD2H =1101,0010B =11010010B 7FH =0111,1111B=1111111B1AH =0001,1010B =11010B 回顾216进制转换:进制转换:分组转换法分组转换法:从低位往高位,四位一组,不足从低位往高位,四位一
5、组,不足四位,高位加四位,高位加0,凑足四位,分别转换为一位,凑足四位,分别转换为一位16进制数。进制数。162进制转换:进制转换:分组转换法分组转换法:每位每位16进制数转换为四位进制数转换为四位2进制进制数,转换完成,把高位的数,转换完成,把高位的0去掉。去掉。计算机内字符的编码计算机内字符的编码n计算机内普遍使用的字符编码计算机内普遍使用的字符编码:n ASCII码码(美国信息交换标准码美国信息交换标准码)n(American Standard Code for Information Interchange)。)。nASCII码基本编码数共码基本编码数共128个,刚好可用个,刚好可用7
6、位二进制位二进制位表示该位表示该128个字符编码。个字符编码。nASCII码采用码采用7个二进制位来编码个二进制位来编码,在计算机中存储时在计算机中存储时占一个字节(占一个字节(Byte),字节的最左位用),字节的最左位用“0”填充,填充,共用共用8位二进制位表示一个字符,称为位二进制位表示一个字符,称为1字节(字节(B)。)。回顾计算机存储的最小单位 二进制位(比特、bit或b)计算机存储的基本单位 字节(Byte或B)8位(比特)1个字节、8bit1Byte、8b1B01000001位(位(b)1个字节(个字节(B)计算机内的容量单位计算机内的容量单位回顾存储容量(文件大小)单位B、KB、
7、MB、GB、TB1KB=1024B KB(千字节)1MB=1024KBMB(兆字节)1GB=1024MBGB(千兆字节)1TB=1024GB TB(百万兆字节)依次增大,每一级增大1024倍汉字编码方式汉字编码方式1、国标码:国标码:GB231280,编码方式:一级拼音顺序,二级笔画顺序,编码方式:一级拼音顺序,二级笔画顺序2、输入码:外码,输入码:外码,人机交互编码,常见有拼音,五笔等人机交互编码,常见有拼音,五笔等3、区位码:区位码:以国标码为基础,以行列号标示,二字节存储以国标码为基础,以行列号标示,二字节存储4、机内码:内码或处理码,机内码:内码或处理码,把二进制区位码字节首位改成把二
8、进制区位码字节首位改成1,二字节存储,二字节存储5、字形码:字形码:汉字形状编码,显示或打印用编码,以点阵方式存储汉字形状编码,显示或打印用编码,以点阵方式存储计算机系统计算机系统B交换码交换码输入码输入码(外码)(外码)译码译码处理码处理码(内码)(内码)字形码字形码汉字显示汉字显示OS的汉字服务程序的汉字服务程序计算机系统计算机系统A回顾1.2.4 多媒体信息编码多媒体信息编码n一首美丽动听的歌曲在计算机内部是如何数字化的呢?一首美丽动听的歌曲在计算机内部是如何数字化的呢?n转换方法:转换方法:采样和量化采样和量化n部件:模数转换器部件:模数转换器n模数转换模数转换n关系:采样频率越高,量
9、化的分辨率越高,所得数字化关系: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,数据量也会越大。声音的保真程度也越好,数据量也会越大。录音时模拟信号如何转化为数字信号?录音时模拟信号如何转化为数字信号?采样、量化采样、量化(模数转换器)(模数转换器)模数转换器模数转换器 模拟信号模拟信号 数模转换器(放音)数模转换器(放音)数字信号数字信号1、声音信息数字化、声音信息数字化声音的数字化:基本方法:采样、量化、编码基本方法:采样、量化、编码采样采样量化量化 采样采样采样采样:以固定的时间间隔取得一系列振幅的值;:以固定的时间间隔取得一系列振幅的值;:以固定的时间间隔取得一系列振幅
10、的值;:以固定的时间间隔取得一系列振幅的值;采样时间间隔越小,声波还原度越高,保真度越好,但声音文采样时间间隔越小,声波还原度越高,保真度越好,但声音文采样时间间隔越小,声波还原度越高,保真度越好,但声音文采样时间间隔越小,声波还原度越高,保真度越好,但声音文件容量越大。件容量越大。件容量越大。件容量越大。n n量化量化量化量化:将模拟信号的连续值近似为有限多个离散值,再将:将模拟信号的连续值近似为有限多个离散值,再将:将模拟信号的连续值近似为有限多个离散值,再将:将模拟信号的连续值近似为有限多个离散值,再将这些离散值用若干二进制的位来表示的过程。这些离散值用若干二进制的位来表示的过程。这些离
11、散值用若干二进制的位来表示的过程。这些离散值用若干二进制的位来表示的过程。量化位数越大,声波保真度越高,反之则越差。量化位数越大,声波保真度越高,反之则越差。量化位数越大,声波保真度越高,反之则越差。量化位数越大,声波保真度越高,反之则越差。编码编码编码编码:量化后的二进制音频数据还要按一定的规则进行组:量化后的二进制音频数据还要按一定的规则进行组:量化后的二进制音频数据还要按一定的规则进行组:量化后的二进制音频数据还要按一定的规则进行组织,以利于计算机处理,这就是编码。织,以利于计算机处理,这就是编码。织,以利于计算机处理,这就是编码。织,以利于计算机处理,这就是编码。采样频率采样频率采样频
12、率采样频率f f:1/T1/T,每秒钟的采样次数,每秒钟的采样次数,每秒钟的采样次数,每秒钟的采样次数 ;采样精度采样精度采样精度采样精度 :存放采样点振幅值:存放采样点振幅值:存放采样点振幅值:存放采样点振幅值A A的二进制位数的二进制位数的二进制位数的二进制位数 ;声道数声道数声道数声道数 :声音通道的个数:声音通道的个数:声音通道的个数:声音通道的个数 ,立体声,立体声,立体声,立体声 为双声道。为双声道。为双声道。为双声道。每秒钟存储声音每秒钟存储声音每秒钟存储声音每秒钟存储声音容量容量容量容量的公式为:的公式为:的公式为:的公式为:采样频率采样频率采样频率采样频率 量化位数量化位数量
13、化位数量化位数 声道数声道数声道数声道数/8=/8=字节数字节数字节数字节数 声音文件总容量为:声音文件总容量为:声音文件总容量为:声音文件总容量为:采样频率采样频率采样频率采样频率 量化位数量化位数量化位数量化位数 声道数声道数声道数声道数 时长时长时长时长/8=/8=字节数字节数字节数字节数几种常用的声音文件几种常用的声音文件n nWaveWave格式文件(格式文件(格式文件(格式文件(.WAV.WAV)记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件较大。较大。较大。较大。n
14、nMPEGMPEG音频文件(音频文件(音频文件(音频文件(.MP1/.MP2/.MP3/.MP4.MP1/.MP2/.MP3/.MP4)采用采用采用采用MPEGMPEG音频压缩标准进行压缩的文件。音频压缩标准进行压缩的文件。音频压缩标准进行压缩的文件。音频压缩标准进行压缩的文件。n nMIDIMIDI格式文件(格式文件(格式文件(格式文件(.MID.MID)数字音乐的国际标准数字音乐的国际标准数字音乐的国际标准数字音乐的国际标准.记录的是音符数字,文记录的是音符数字,文记录的是音符数字,文记录的是音符数字,文件小。件小。件小。件小。声音的另一种来源:声音的另一种来源:声音的另一种来源:声音的另
15、一种来源:电子合成电子合成电子合成电子合成数字声音的质量取决于采样频率和量化分级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。声音素材编辑的常用软件GoldWave、CoolEdit、WaveEdit等一般采样频率为一般采样频率为44.1KHZ,量化位数为,量化位数为16位,立位,立体声为双声道。体声为双声道。例:采用44.1KHZ的采样频率,位量化分辨率,立体声双声道,每秒的数据量是多少字节?分析:位量化的细密程度,是每个测试点采用位二进制数表示,即每个点存储信息需要占用个字节。(字节位)(字节位)数据量:44100*2
16、*16/8=176400字节。波形声音文件波形声音文件波形声音文件波形声音文件存储空间的计算公式为存储空间的计算公式为:采样频率采样频率采样频率采样频率 X X 时间(秒)时间(秒)时间(秒)时间(秒)X X 量化位数量化位数量化位数量化位数 X X 声道数声道数声道数声道数 /8/8位位位位 (单位是单位是字节)字节)字节)字节)练习:采用30KHZ的采样频率,位量化分辨率的声音,每分钟的数据量是多少字节?数据量:30000*60*1*8/8=1800000字节。=1800000/1024KB=17578.1KB=17578.1/1024MB=1.72MB采集到的数据点总个数每个点所占用的二
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