第4讲多媒体信息的编码.doc

ASCII码使用一个字节的7位,最高位为0，+ 10000000=80H最高位为1了。
复习：完成下列填空题：（提问、回答）
1、已知字符“9”的ASCII码（111001）的十进制数是：57,请写出字符“2”的ASCII码的十进制数是多少？（不能查ASCII码表）
2、两个字节（2B=16位），可以表示的十进制数的范围是？
A、0-255 B、1-255 C、0～216-1 D、1～216-1
3、汉字的汉字信息交换码的三种形式的名称是什么？
一个汉字的区位码+2020H = 国标码+ 8080H = 机内码(处理码)
4、简单叙述一下汉字的外码和机内码的概念和对应关系？
国标码GB2312或区位码
点阵方式和矢量方式显示
电
外码就是输入汉字时使用的编码，对应唯一的一个汉字的机内码；是电脑中唯一的编码，可对应多个外码。
1011010111100111
如：拼音码、五笔字型码等

第4讲 多媒体信息的编码 Ｐ9-11
多媒体是对多种媒体的融合，将文字、声音、图像、视频等通过计算机技术和通信技术集成在一个数字环境中，以协同表示更多的信息。多媒体技术就是指利用计算机技术把文本、图形、图像、声音、动画和视频等多种媒体综合起来，使多种信息建立逻辑连接，并能对它们进行获取、压缩、加工处理及存储，集成为一个具有交互性的系统。
一、 声音的数字化：P9-11
1、声音的振幅和频率：
一般的声音（包括音乐、声响等）都可以用波形来表示，演示：
用Windows附件中的录音机程序播放：录音.wav），都会看到声音波形。（见P10，图1.2.7/8）
模拟音响的主要参数是振幅和频率：
波形的振幅则表示声音的大小（音量），振幅越大，声音就越响，反之声音就越轻。
频率的高低表示声音音调的高低（我们平时称之为高音、低音），两波峰之间的距离越近，声音越尖锐（平时称之为高音），反之声音越低沉（平时称之为低音）。
2、声波的数字表示 两个字节最大16个
要把声波用数字方法表示，首先要对其进行采样，即每隔一个时间段读取波形中的一个相应的数据（见上:图）；高度用量化值两个字节B记录，振幅高度划分从0～65535(即0～216-1)个级别，然后计算机对一个连续的模拟声波，每秒进行n次采样，每次采样点的数据用二进制数记录。
每秒对声音波形采样的次数称为“采样频率”，用赫兹（Hz）作它的单位。若每秒采样30次即为30Hz，每秒采样1000次即为1000Hz或lKHz。采样频率越小，与原来的声音差异就越大；采样频率越大即每秒钟采样次数越多，采样点所连成的图形就越接近原图，即声音越真实，但过多的采样数将增加存储量。
—般的CD立体声采用44.1KHz的采样频率，由于立体声有两个声道，因此每秒需要用2×44100×2B(或16b) = 88200次（点）×2 B(或16b)振幅的存储空间，存储空间很大。 每秒存储空间=声道数×采样频率（Hz）×量化值（B或位数b）

二、 图象和视频的数字化：
1、图象的数字化：
现实生活中的物体或它们的照片，可以通过扫描仪、数字相机、图像信号采集卡等设备输人到计算机内，计算机以数字化的信息表示和存放图像信息，数字化的图像包含有分辨率、颜色表示和数据压缩等重要概念。
我们把图象处理成许多像小方块一样的“像素（pixels）”组成的图像，演示：我们可把上图（足球明星）用画图工具进行放大、加网格。

我们把一个单色图像用网格将它分成许多单元，每个单元就相当于一个像素（现在常用的数码相机有5百万像素，彩照效果很好）。
由于单色图像只有黑和白两种颜色，我们用0表示黑色、用1表示白色，即如果像素上对应的颜色是黑色则在计算机中用0来表示，如果像素上对应的颜色是白色则在计算机中用1来表示。
由此可见，如果用计算机来存储位图图像信息，一个比特（位）存储一个像素，一个字节则可存储八个像素。我们来计算一下，一幅分辨率为800×600的黑白图像需要多少的存储空间呢？
将图像的水平分辨率与垂直分辨率相乘得到图像的总像素：
800×600＝480000（像素）比特（bit） (bit简记：b)
转换成字节: 480000÷8＝60000 (字节/Byte)。 (B简记：B，1B=8b)）
因此，得到一幅分辨率为800×600的黑白图像需要用60000B存储空间。
*灰度或彩色的位数：1、4、8、16…
一个像素
800

600 (演示：可设置电脑显示属性中的分辨率)*
如： 的代码是：00FF (十六进制) ，用16位存储空间；

现实生活中的黑白图像并不是单纯的用黑和白表示，而是用彩色(或灰度)来表示，彩色的不同的颜色（灰度级）越多组成的图像就越真实。一般计算机用256种颜色来显示图像，即一个像素可以有256种不同的颜色(或灰度)来表示。
我们知道28＝256，{ 0～(11111111)2 = (255)10 }也就是说每一格像素对应的一种颜色要用8个比特即1个字节的存储空间。所以一幅分辨率为800×600的像素的256种颜色的图像要用的存储空间为：
800×600×8个比特＝480000（比特/bit）×8个比特÷8（b/Byte）
＝480000（字节）
如果需要更为真实的图像，计算机可以显示彩色的图像。如果计算机使用16（24）种不同的颜色来显示彩色图像，那么一个像素需要4个比特来存储。计算一下就可以知道，一幅16色分辨率的图像需要：
800×600×4个b＝480000（b）×4个b÷8（b/B）＝240000（B）
事实上，现在我们已不太满足16色的图像效果。更多地使用256色或1670万种颜色来显示图像，更高质量的照片图像甚至已经开始采用真彩色，这种真彩色图像带来优越的图像质量，其代价是需要更多的存储空间和传送时间。
(提问：分辨率为800×600的像素，2种颜色的图像要用的存储空间？长×宽×高=？)
2、视频的数字化：
视频是由一连串相关的静止图像组成，我们将一幅图像称为一个帧，视频每秒显示的帧数是因不同的制式而异的，如中国使用的是PAL制，每秒显示25帧，欧美国家常采用NTSC制，每秒显示30帧。(你今后使用、调节摄象机、录象机、DVD机、电视机等，要注意PAL制和NTSC制的匹配)
假如视频1秒要显示30帧，可以计算1秒钟640×480像素256色（
28＝256，即 8个比特即1个字节）的视频存储空间为：
640×480×8÷8×30 = 640×480×30 = 9216000个字节（约9M B)
如果采用的是24位真彩色，那么90分钟的电影需要139GB(1G=1024M)的存储空间。这样庞大的数据处理对计算机的要求很高，代价很大，因此科学家们通过编码、压缩的方法来减少视频信号的数据量（JPG图片和DVD影片及MP3音乐都是压缩格式的）。

三、 作业：
1、 仔细研究本讲稿，记录有关补充内容到课本P11空白处；
2、 录制一段时长1分钟、双声道、16位量化位数、44.1kHz采样频率的不压缩的音频数据是： 60*2*2B*44000=10312.5KB=10.07MB
A、10.1MB B、80.8MB C、17.2KB D、344.5KB
(2×44100×2B×60/1024 KB/1024 MB)
3、根据下图所示，有一个声音文件“第4讲附件 录音.wav ”，每秒(ps)播放176Kb，那么播放23.40秒，需要多少存储空间（KB）?

176Kb*23.40=4118.4 Kb/8=514.8 (KB) ； 实际是23秒，对应503KB;
4、 一幅1024×768像素的黑白（位图）图象理论上需多少存储空间？
A、1.5MB B、120KB C、96KB D、1.2MB
（1024×768×1=768Kb, 768Kb/8=96KB）
5、一幅1024×768像素、256色的（位图）图象理论上需多少存储空间？
(提示：28＝256，1024×768×8=96KB×8=768 KB)

2009-9-02
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