信息数字化-正式.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,信息数字化 正式,计算机,是处理,01,的工具,为什么采用,二进制？,可行性：电子元件易实现,可靠性：状态稳定,简易性：算法简单,求和法则,0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=10,求积法则,0,*,0=0,，,0,*,1=1,*,0=0,，,1,*,1=1,逻辑性：可用进制的,0,，,1,直接代表逻辑代数中的“假”和“真”。,0,1,0,0,0,1,1,1,位、比特（,bit）,最小单位,字节（,Byte）,基本单位,1,Byte=8 bit,1,KB=1024 B 1 MB=1024 KB,1 GB=1024 MB 1 TB=1024 GB,1,、信息为什么要用数字化表示,因为计算机是用二进制编码方式工作的、它无法直接理解人们日常接触到的信息，所以计算机需要采用数字化编码的形式对信息进行,存储、加工、传送,。,我们大致可以将这些非数字化资料归纳成文本、图像、声音和视频等几类，它们要经过数字化的过程才能由计算机处理。,二进制表示数据,只有,0,和,1,两个数码,逢二进一,表现：,十进制,二进制,0,0,1,1,2,10,3,11,4,100,5,101,6,110,7,111,8,1000,9,1001,十进制与二进制的转换,（,1,）十进制转换为二进制的法则是：,除以,2,反序取余法,（,65,）,10,=,（,1000001,）,2,65,余数,32 1,低,2,16 0,2,2,8 0,2,4 0,2,2 0,2,1 0,2,0 1,高,除二求余倒着数,(2),二进制转换为十进制的法则是：,乘权求和法。,（,1000001,）,2,=,（,65,）,10,1*2,6+0*25+-0*21+1*20=65,二进制转换为十进制,2,、信息的数字化过程,信息的数字化过程,：就是利用仪器设备把非数字化资料采集为声光电等物理信号（模拟信号），再经过采样量化和数字编码，转换成用二进制数字表示的数字信息，最后进入计算机存储保存。,模拟信号 采样 量化 编码,采样,:,是,以相等的间隔来测量模拟信号的物理量，完成对连续模拟信号的离散化提取。,量化：,是将采样值变换到最接近的数字值，即用有限个数的数值近似表达原来连续变化的值。,编码：,是把量化后的值用一组二进制数字代码表示。,（参考,P32,“,数字化原理,”,）,数字化信息的特点：易于表示与存储、易于处理和检索、易于传播和集成、易于获取与共享等。,一、文字信息的数字化,你有没有想过敲击的字符如何显示到屏幕,?,01100001,a,1.,字符编码,ASCII,是“美国信息交换标准码”的英文缩写，用来制订计算机中每个符号对应的代码，这也叫做,计算机的内码,(code),。,一个字节的低,7,位表示，共有,128,个编码。,如：,A-65,（,1000001),a-97 (1100001),目前通用的是美国国家标准学会规定的,ASCII,。它由,7,位二进制数编码字符集组成，共有,2,7=128,个,字符编码。它包括：,A,、大小写字母（,AZ,、,az,）,B,、十进制数（,09,）,C,、运算符和标识符（*、,）,D,、控制符（,CR,）,以后又改进为,8,位（,占一个字节,）二进制数组成的扩展的,ASCII,，共有,2,8=256,个字符。,ASCII,码值,A B C-a b c-0 1 2-CR ,65 66 67 97 98 99 48 49 50 13 32,ASCII,码,ASCII,码表,2,、汉字的编码：,汉字字符的编码技术相对复杂。具体有,GB2312,汉字编码标准,（信息交换用汉字编码字符集），简称国标码。,GB2312,收录简化汉字及符号、字母、日文假名等共,7445,个图形字符，每个汉字,占两个字节，共,6763,个。,GBK,是,GB2312,的扩展，收录汉字,20902,个。台湾地区用的是,BIG5,码。,GB2312-2000-94,区,94,位,区码,+,位码：一个汉字用两个字节存储。,16 01 “,啊”,3.,计算机处理汉字的过程,2,、计算机处理汉字的过程,4,、,OCR,技术：,OCR,（,Optical Character Recongition,），叫做光学字符识别技术，它要求首先把要输入的文稿通过扫描仪转化为图形才能识别，一般最好是印刷体的文字，比如图书、杂志等，文字识别包括以下几个步骤：图文输入、预处理、单字识别和后处理等。在系统对图形进行识别后，系统会把不能肯定的字符标记出来，让用户自行修改。,演示,文本的信息表示,OCR,技术的应用,:,扫描仪的应用,:,用于图象制作、文字识别和图象识别等领域,滚筒式的扫描仪,手持式的扫描仪,平板式扫描仪,将图像上每个点的颜色信息按某种规律编成一系列二进制编码，即用,0,和,1,表示图像信息的过程就是图像数字化。,主要有两个参数：,采样频率,图像样本的量化等级,2,、图像的信息表示,实现过程：,拼出图像,非数字化图像,采样,量化,数字化图像,原始图,每个人对应图上某一点,人为表示该点,采样频率,:,采样点之间的间隔大小，采样频率越高，获取的样本就细腻逼真，图像的质量越高,量化等级,:,是指图像样本量化后每个采样点用多少位二进制数表示，它反映了采样的质量,图像的数字化,了解数码相机,与传统相机相比，数码相机,(Digital Camera),有许多诱人的魅力，例如“即拍即得”，刚刚拍摄的照片立即可以显示在相机的显示屏上，如果照片不满意还可以马上删掉重拍。数码相机通过镜头拍摄人物或景物，又将这个图像转换成数字的图像文件，通过,PC,卡或者电缆转送至计算机。,数码相机,分辨率,的高低决定了所拍摄影像最终所能打印出画面的大小，或在计算机显示器上所能显示画面的大小。数码相机分辨率的高低，取决于相机中,CCD,（,Charge Coupled Device:,电荷耦合器件）芯片上像素的多少，,像素越多，分辨率越高,。,使用数码相机拍照时，往往有几组数字供我们选择：,640480,1024768,16001200,，,20481536,，,每一组数字中，前一数字表示在照片的长度方向上所含的像素点数，后一数字表示在宽的方向上所含的像素点数，两者的乘积，就是像素数；例如,16001200,19200002000000,，就是,200,万（像素）。,1,、图像是如何输入计算机的,通过扫描仪、数码相机、绘图软件等,图像的数字化表示,图片通过某种方式输入计算机后，需要在计算机内部进行处理。而计算机内部是用,二进制,处理信息的。,所以，在处理图片之前，要先将图片转换成,二进制信息,。,如何转换？,计算机内部表示图片的方法,位图、矢量图,所谓位图，又称光栅图，是由许多像小方块一样的,像素,组成的图形。简单地说，位图就是以无数的色彩点组成的图案。,当你无限放大时你会看到一块一块的像素色块，效果会失真。,首先要把图片打格子分成若干小块，每块用一个数字来表示一种颜色。如果图像是纯黑白两色的，那每块只用,1,或,0,表示即可。若图像是,16,色的，每块用,4,位二进数表示，因为,24=16,，即,4,位二进制有,16,种组合，每种组合表示一种颜色就行了。真彩色位图的每个小块，都是由不同等级的红绿蓝三种色彩组合的，如图所示，每种颜色有,28,个等级，所以共有,224,种颜色，因此每小块需要,24,位二进制数来表示。,Think,“黑”,“1”,“,白”,“0”,计算机中的表示,：,存储空间：,图像有多少个像素，乘上每个像素几个位。,现在有一幅图像只有黑和白两种颜色，计算机可以怎么来表示呢，它占的二进制位有多少位？,图像的数字化表示,练习一,一幅分辨率为,800600,的黑白图像需要占几个二进制位？,计算过程：,=800600 1=60000,（位）,分辨率为,800600,图像有,800600=480000,个像素,黑白图像,黑和白两种状态，,一个位就能表示两种状态,。,步骤分析：,一幅,16,位位图图像，分辨率为,800*600,，占多少二进制位？,16,位位图图像，表示每个像素需要,16,位来表示,计算过程：,=800*600*16,练习二,4,、声音的信息表示,文字符号可以通过编码的方法在计算机中存储表示（数字化）,声音图像如何数字化，在计算机中又存储表示呢,?,声音信号,模拟信号,采样,量化,编码,二进制编码,数字音频,过程：声音,-,采样,-,量化,-,编码,-,数字音频,数字音频的质量取决于,:,采样频率、量化位数、声道数,声音的数字化原理,对于声波，通用是根据声波在指定点位于,0,线之上或之下的量，用一个二进制数记录。,声卡的工作原理,4,、声音的信息表示,采样频率,:,是指,1,秒钟内的采样次数。计算机音频处理中，常用的采样频率有,11.025kHz,、,22.05kHz,和,44.1kHz,。,量化位数,:,是指描述每个采样点值的二进制数位。常用的量化位数为,8,位和,16,位。,声道数,:,又称为声音通道的个数，是指一次采样同时记录的声音波形个数。随着声道数的增加，存储容量也相应增大。,5,、视频的信息表示,特点：数字视频信号可以在无损的情况下无限次地复制和长时间地保存，方便进行编辑和加工。两种方式：,1,、将模拟视频信号数字化,2,、由数码摄像机之类的设备直接摄制。,数字视频,:,以一定的采样频率对模拟视频信号进行捕获、处理并生成数字视频信号的过程。,视频是由一连串相关的静止图象组成，我们将一幅图象,称为一个,帧,。,视频的数字化表示,第一帧,第二帧,计算：假如视频一秒钟要显示,30,帧，那么一段播放时间为,1,秒钟，分辨率为,640*480,像素的,256,色的视频占多少存储容量（单位,KB）？,640*480*8*30=73728000,（,bit）,73728000/8/1024=9000（KB）,信息的数字化表示,文本信息,声音信息,图像信息,视频信息,.txt .doc,.mp3 .wma .wav .rm .mid,.jpg(jpeg).gif .bmp,.avi .mpeg .mov .flv .rmvb,上机实践,