資源簡介

(共31張PPT)
3.1數據編碼
學 科：教育學科出版社 信息技術必修一
目 錄
知 識 拓 展
5
進 制 轉 換
1
字 符 編 碼
2
圖 像 編 碼
3
小 結
6
聲 音 編 碼
4
進制轉換
數的基本要素
數的進制：
基數：組成該數制的數碼個數
數碼：組成該數制的基本數字
位權：每一個數位上的1對應的數值
進制轉換
數制 基數 數碼 位權（從右往左） 基本計數規則
二進制 2 0，1 ，2 ，2 ，2 … （2的若干次冪） 逢二進一
八進制 8 0，1，2，3，4，5，6，7 ，8 ，8 ，8 … （8的若干次冪） 逢八進一
十進制 10 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 ，10 ，10 …（10的若干次冪） 逢十進一
十六進制 16 0，1，……，8，9，A，B，C，D，E，F ，16 ，16 … （16的若干次冪） 逢十六進一
進制轉換
數制 十進制 二進制 八進制 十六進制
下標表示 （29）10 （29）2 （29）8 （29）16
字母表示 29D 29B 6o 29EH
不同進制的下標數字表示及字母表示
進制轉換 二進制轉換成十進制
10010（2）=0×20+1×21+0×22+0×23+1×24= 18（10）
在二進制數中，每一個數字在不同的位置上具有不同的權值，各位上的權值是基數2的若干次冪。
比如二進制10010，5個位置上的權值從右往左可以表示為20，21，22，23，24，將二進制數轉換為十進制時，只要將該二進制數的每個位置上的數字與其對應位置的權值相乘，然后求和即可，即按權展開求和法。
進制轉換 任意進制都有這樣類似的規律
把R（R為不小于2的整數)進制整數轉換為十進制整數，使用上面的“按權展開求和法”即可。
練習：請將8進制數2071轉換為十進制數。
進制轉換
整數部分：除2取余法
例：29(10)=( )(2)
十進制數轉換成二進制數
11101
2 9
1 4
7
3
1
2
2
2
2
2
……1
……0
0 ……1
……1
……1
（高位）
（低位）
將十進制整數29轉換為16進制
2 9
1
0
16
16
……13
……1
（高位）
（低位）
29(10)=( )(16)
1d
進制轉換
將十進制整數29轉換為8進制
2 9
3
0
8
8
……5
……3
（高位）
（低位）
余數
29(10)=( ) (8)
35
十進制非負數轉換成R進制數（R≥2）采用“除R取余法”。
計算機內存儲單位與換算
計算機存儲的最小單位——二進制位，也叫比特(bit或b)
計算機存儲的基本單位——字節(Byte或B)
8個位(比特)=1個字節 8bit=1Byte
0 1 0 0 0 0 0 1
位bit
1個字節(B)
數據編碼
編碼是信息按照某種規則和格式從一種形式或者格式轉換為另一種形式或格式的過程。通過編碼，人們可以方便地存儲、檢索和使用數據。
湘J 58888
數據編碼
數據編碼指的是用預先規定的辦法將文字、數字或其他對象編成可以存儲在計算機里的數值。
現實世界的各種符號
（文本、圖形、圖像、音頻、視頻等）
二進制數
現實世界的感覺
（視、聽、觸）
計算機
計算機
(編碼)
(解碼)
字符編碼
字符是人與計算機交互過程中不可或缺的重要內容,它是多種文字和符號的總稱。由于計算機只識別0和1,因此在處理各種字符時,就需要將字符轉換為計算機可以識別的二進制數據。
ASCII碼：ASCII ((American Standard Code for Information Interchange): 美國信息交換標準代碼）是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統，主要用于顯示英文字母、常用的數字符號、標點符號和一些控制符號。到目前為止共定義了128個字符。
字符編碼
國家信息交換用漢字編碼字符標準
1980年頒布信息交互用漢字編碼字符集GB2312-80，選用6763個漢字：一個漢字占兩個字節。
2000年擴充字符集,發布新國家標準GB18030，收錄27484個漢字；采用單字節、雙字節和四字節的變長編碼。
Unicode稱為統一編碼、標準萬國碼。目前廣泛使用的UTF-8是它的一種編碼方案，采用1-4字節的變長方案，英文單字節，常用漢字采用3字節編碼。
字符編碼
環節 英文 中文
輸入 鍵盤直接輸入 輸入碼
（拼音、五筆等）
處理 ASCII編碼 機內碼
輸出 字型碼（輸出碼）：點陣&矢量
計算機處理字符的過程
圖像編碼
圖像的數字化：將現實中的圖像信息，通過數碼相機、智能手機、電腦攝像頭、掃描儀等等，以及相關軟件將其數字化過程。
一幅圖像可以看作由許多彩色或各種級別灰度的點組成的，這些點按橫縱進行排列，被稱為像素，每個像素的顏色值都用一個或多個二進制位來存儲。這就是我們常說的位圖，在windows中未經壓縮的位圖一般是指BMP文件。
圖像編碼
位圖圖像由像素構成，像素是描述圖像的最小單位。
分辨率：水平方向的像素個數*垂直方向的像素個數。
圖像的采樣：按一定的空間間隔自左到右、自上而下提取畫面信息，將一副連續的模擬圖像在空間上轉換成若干個離散的像素點，每個像素點呈現不同的顏色。
分辨率越高圖像還原度越高，也就越清晰，圖像占用的存儲空間就越大
圖像編碼
圖像的量化：將采樣得到的每個像素點的顏色或亮度用若干位二進制數表現出來。
量化位數也稱為顏色深度：記錄每個像素點的顏色或亮度所需的二進制位數。
顏色深度越大，圖像的色彩就越豐富，圖像占用的存儲空間就越大。
圖像編碼
類型 未壓縮 無損壓縮 有損壓縮
文件格式 BMP TIFF等 JPEG/JPG等
存儲容量 相對較大 不損失信息， 壓縮比小 損失一定信息，
壓縮比大
圖像編碼 圖像存儲空間計算
未經壓縮的位圖存儲空間=分辨率x顏色深度/8（字節）
64x64x1/8=512(Byte) 64x64x4/8=2048(Byte) 64x64x8/8=4096(Byte)
聲音編碼
模擬信號
采 樣
量化
編碼
數字信號
聲音編碼
模擬信號
采 樣
量化
編碼
數字信號
聲音編碼
模擬信號
采 樣
量化
編碼
數字信號
采 樣
量化
編碼
采樣頻率越大，聲音越真實，數據量越大。
量化級數越大，聲音質量越好，但占存儲空間也越大，量化位數一般為8位和16位。
轉化為二進制數，二進制位數越多，占存儲空間越大。
數字音頻的質量取決于：
采樣頻率 量化位數 聲道數
聲音編碼
聲音編碼
知識拓展 視頻的數字化
視頻是連續的圖像序列，由連續的圖像幀構成，一幀即為一幅圖像。由于人眼的視覺暫留效應，當幀序列以一定的速率播放時，我們看到的就是動作連續的視頻。我國使用的PAL制式每秒25幀，有些國家使用的是NTSC制式，每秒顯示30幀。
思考：一段未經壓縮的PAL制式視頻，時長5秒，16位色彩，分辨率1080x720，需要占用多大的存儲空間（Byte）
小 結
1、進制轉換：將二進制轉換為八進制|十進制|十六進制，將八進制|十進制|十六進制轉換為二進制
2、什么是數據編碼
3、字符編碼：美國信息交換標準代碼（ASCII碼），漢字編碼（GB2312，GB18030等），Unicode碼（萬國碼，UTF-8）
4、圖像編碼：利用掃描、攝像等技術將模擬圖像采樣，量化，編碼為數字圖像。
5、聲音編碼：將聲音模擬信號，采樣，量化，編碼為數字信號。
6、視頻編碼
謝謝觀看

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