資源簡(jiǎn)介

(共47張PPT)
數(shù)據(jù)編碼——圖像編碼（第五課時(shí)）
課前準(zhǔn)備
2
安裝圖像處理軟件
安裝好Photoshop軟件或者打開(kāi)在線(xiàn)版Photoshop（https://www.photopea.com/）。
1
學(xué)生資源素材
準(zhǔn)備好學(xué)生資源中的素材以及任務(wù)單。
數(shù)字圖像助防疫
醫(yī)學(xué)影像
診斷
數(shù)字圖像助防疫
疫情圖像記錄
數(shù)字圖像助防疫
行程
二維碼
數(shù)字圖像助防疫
圖像創(chuàng)作作品
你遇到過(guò)這樣的問(wèn)題嗎？
影響因素？
圖像質(zhì)量
圖像顯示
圖像大小
計(jì)算機(jī)如何存儲(chǔ)和處理圖像？
模擬圖像
數(shù)字圖像
圖像
數(shù)字化
一、數(shù)字圖像是如何形成的
圖像數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)方式
掃描儀
數(shù)字照相機(jī)
智能手機(jī)
連接計(jì)算機(jī)的攝像頭
一、數(shù)字圖像是如何形成的
模擬圖像
數(shù)字圖像
圖像采樣
設(shè)備
采集
1.
圖像采樣
圖像采樣
在水平和垂直方向上分割形成矩陣
3×4
1.
圖像采樣
圖像采樣
在水平和垂直方向上分割形成矩陣
用多少像素描述圖像
圖像是由許許多多像素組成的
像
素
像素越多還是越少質(zhì)量更好呢？
3×4=12
1.
圖像采樣
圖像采樣
3×4=12
輸入分辨率：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度(如每厘米)內(nèi)像素個(gè)數(shù)
6×8=48
一、數(shù)字圖像是如何形成的
模擬圖像
數(shù)字圖像
圖像采樣
圖像量化
像素矩陣
設(shè)備
采集
2.
圖像量化
像素屬性進(jìn)行分級(jí)
每一級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)
用有限的數(shù)近似地表示連續(xù)變化的各項(xiàng)屬性
圖像量化
像素顏色、灰度、亮度等屬性還是連續(xù)變化的
2.
圖像量化
綠色
黃色
4級(jí)顏色
白色
紅色
分級(jí)越多還是越少質(zhì)量更好呢？
2.
圖像量化
綠色
黃色
6級(jí)顏色
白色
橙色
紅色
深黃
2.
圖像量化
6級(jí)顏色
4級(jí)顏色
2位
二進(jìn)制
幾位
二進(jìn)制？
3位
二進(jìn)制
2.
圖像量化
黃色
綠色
白色
橙色
紅色
深黃
000
001
010
011
100
101
000
000
010
010
000
000
填一填
請(qǐng)?jiān)谌蝿?wù)單中嘗試將本圖像量化后的二進(jìn)制編碼填寫(xiě)完成。
2.
圖像量化
黃色
綠色
白色
橙色
紅色
深黃
000
001
010
011
100
101
000
000
010
010
000
000
000001001001001000
010010011011001000
010001100100001010
000010001001010000
000000010010000000
000101101101101000
000000000101000000
2.
圖像量化
顏色深度：像素顏色所占二進(jìn)制位數(shù)
圖像量化
黃色
綠色
白色
橙色
紅色
深黃
000
001
010
011
100
101
2.
圖像量化
1位
黑白：
256階灰度：
8位
彩色:
16位、24位、32位等
2.
圖像量化
顏色深度：像素顏色所占二進(jìn)制位數(shù)
顏色深度越多，可表達(dá)的色彩越豐富；但存儲(chǔ)容量也越大。
圖像量化
黃色
綠色
白色
橙色
紅色
深黃
000
001
010
011
100
101
一、數(shù)字圖像是如何形成的
模擬圖像
數(shù)字圖像
圖像采樣
圖像量化
圖像編碼
像素矩陣
屬性分級(jí)
設(shè)備
采集
3.
圖像編碼
確立編碼的方法，生成不同文件
借助圖像壓縮技術(shù)
圖像編碼
01010010100…
如何存儲(chǔ)？
3.
圖像編碼
類(lèi)型
未壓縮
無(wú)損壓縮
有損壓縮
文件格式
BMP
TIFF等
JPEG/JPG等
存儲(chǔ)容量
相對(duì)
較大
不損失信息，壓縮比小
損失一定信息，
壓縮比大
一、數(shù)字圖像是如何形成的
模擬圖像
數(shù)字圖像
圖像采樣
圖像量化
圖像編碼
像素矩陣
屬性分級(jí)
設(shè)備
采集
編碼
方法
你遇到過(guò)這樣的問(wèn)題嗎？
影響因素？
圖像質(zhì)量
圖像顯示
圖像大小
二、影響圖像的因素有哪些
圖像質(zhì)量
圖像采樣
圖像量化
圖像編碼
輸入
分辨率
顏色深度
有損壓縮
二、影響圖像的因素有哪些
圖像大小
圖像所占存儲(chǔ)容量=
水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)×顏色深度/8（字節(jié)）
未壓縮
二、影響圖像的因素有哪些
例：圖像尺寸為90×72像素，顏色深度為24位，該圖像所占存儲(chǔ)容量是多大？
圖像所占存儲(chǔ)容量
=
90×72×24/8=19440B
二、影響圖像的因素有哪些
圖像顯示
圖像是由許許多多的像素組成的
像
素
3×4=12
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何提高圖像質(zhì)量
影響因素：
輸入分辨率等
顏色位數(shù)
圖像文件格式
圖像質(zhì)量
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何提高圖像質(zhì)量
拍照設(shè)置
選擇高像素
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何提高圖像質(zhì)量
保護(hù)個(gè)人
信息安全
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何提高圖像質(zhì)量
用搜索工具搜索可替換的高清圖
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
圖像如何變清晰
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何提高圖像質(zhì)量
AI圖像
放大工具
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何調(diào)整圖像大小（存儲(chǔ)容量）
影響因素：
像素個(gè)數(shù)
顏色位數(shù)
圖像文件格式
圖像大小
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何去掉多余的文字
影響因素：
像素顏色
圖像顯示
三、如何解決圖像處理問(wèn)題
如何去掉多余的文字
圖像顯示
影響因素：
像素顏色
尊重知識(shí)版權(quán)
承擔(dān)信息社會(huì)責(zé)任
四、小結(jié)與練習(xí)
圖像
編碼
圖像
數(shù)字化
解決圖像常見(jiàn)問(wèn)題
采樣：形成像素矩陣
編碼：確立編碼方法
量化：像素屬性分級(jí)
質(zhì)量：輸入分辨率、顏色深度等
存儲(chǔ)容量：像素個(gè)數(shù)、顏色位數(shù)、圖像文件格式等
影響圖像的因素
硬件設(shè)備配置
圖像處理軟件
AI智能工具
四、小結(jié)與練習(xí)
Q1.
圖像數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是什么？
Q2.
一幅640×320像素的256階灰度的BMP格式圖像，其所占的存儲(chǔ)容量是多少？
Q3.
常見(jiàn)的圖像文件格式有哪些？課程基本信息
課題
《數(shù)據(jù)編碼——圖像編碼》
教科書(shū)
書(shū)名：《信息技術(shù)必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》
出版社：人民教育出版社、中國(guó)地圖出版社
出版日期：
2019
年
6月
教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)：1.
理解圖像編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程，知道采樣、量化、編碼三個(gè)步驟。【信息素養(yǎng)】
【計(jì)算思維】
2.
知道圖像尺寸、清晰度和存儲(chǔ)容量的影響因素，掌握?qǐng)D像存儲(chǔ)容量的計(jì)
算方法，能夠選擇合適的工具解決圖像處理的常見(jiàn)問(wèn)題。【信息素養(yǎng)】
【計(jì)算思維】
3.
認(rèn)識(shí)到圖像信息安全風(fēng)險(xiǎn)，尊重他人的知識(shí)版權(quán)，承擔(dān)信息社會(huì)責(zé)任。
【信息社會(huì)責(zé)任】
教學(xué)重點(diǎn)：圖像數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程
教學(xué)難點(diǎn)：常見(jiàn)圖像處理問(wèn)題的解決方法
教學(xué)過(guò)程
時(shí)間
教學(xué)環(huán)節(jié)
主要師生活動(dòng)
3分鐘
情境導(dǎo)入
問(wèn)題提出
1.情境導(dǎo)入
作為信息的載體，圖像在信息社會(huì)中扮演著重要的角色。例如，此次疫情中，圖像就發(fā)揮著自己的作用與價(jià)值。
醫(yī)學(xué)影像診斷疫情圖像記錄
行程二維碼圖像創(chuàng)作作品
2.
問(wèn)題提出
圖像已成為生活中必不可少的元素。在日常使用圖像時(shí)，你遇到過(guò)這樣的問(wèn)題嗎？
為什么有的圖像很清楚、有的圖像卻很模糊？
當(dāng)圖像大小無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)使用要求時(shí)，該怎么辦？
如何去除圖像中不需要的文字等信息？
圖像質(zhì)量、大小和顯示都與什么因素有關(guān)呢？若想知道這個(gè)問(wèn)題的答案，我們首先需要了解計(jì)算機(jī)是如何存儲(chǔ)和處理圖像的。
8分鐘
探究一：數(shù)字圖像是如何形成的
實(shí)現(xiàn)方式
通過(guò)掃描儀、數(shù)字照相機(jī)、智能手機(jī)和連接在計(jì)算機(jī)上的攝像頭等設(shè)備，就可將實(shí)現(xiàn)圖像的數(shù)字化。
2.
實(shí)現(xiàn)過(guò)程
(1)
圖像采樣
圖像采樣是指將模擬圖像在水平和垂直方向上進(jìn)行分割，形成矩陣。
對(duì)圖像采樣后所形成的微小方格稱(chēng)為像素。像素是數(shù)字圖像的基本單位，一副圖像可看做由許多獨(dú)立的像素所組成的。那么在采樣是，像素個(gè)數(shù)是越多還是越少圖像的質(zhì)量會(huì)更好呢？
學(xué)生觀(guān)察兩幅圖像，體會(huì)不同像素個(gè)數(shù)的區(qū)別。并理解輸入分辨率對(duì)于圖像質(zhì)量的影響。
(2)
圖像量化
圖像量化是對(duì)像素屬性進(jìn)行分級(jí)，每一級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)用有限的數(shù)近似地表示連續(xù)變化的各項(xiàng)屬性。
以像素的屬性為例，將其分為4級(jí)，每個(gè)像素選擇這4級(jí)中最接近的顏色。那么分級(jí)越多還是越少，圖像質(zhì)量會(huì)更好呢？
將4級(jí)和6級(jí)顏色進(jìn)行對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)分級(jí)數(shù)量不同對(duì)圖像質(zhì)量的影響。
顏色的每一個(gè)等級(jí)要用對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字表示。以6級(jí)顏色為例，每個(gè)等級(jí)顏色的二進(jìn)制數(shù)字如下。經(jīng)過(guò)量化，每個(gè)像素的顏色屬性就可以轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼。
體驗(yàn)實(shí)踐：請(qǐng)?jiān)谌蝿?wù)單中嘗試將本圖像量化后的二進(jìn)制編碼填寫(xiě)完成。
顏色深度用來(lái)表示像素顏色所占二進(jìn)制位數(shù)。顏色深度越多，可表達(dá)的色彩越豐富；但存儲(chǔ)容量也會(huì)越大。
(3)
圖像編碼
確立編碼方法，形成不同圖像文件格式。由于圖像中會(huì)存在許多的重復(fù)和冗余信息，因此在編碼時(shí)可以通過(guò)壓縮技術(shù)，來(lái)減少圖像文件存儲(chǔ)容量。
3.
小結(jié)圖像編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程
教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)圖像編碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并通過(guò)微課《拍照時(shí)如何生成數(shù)字圖像》短片進(jìn)一步加深理解。
5分鐘
探究二：影響圖像的因素有哪些
影響圖像質(zhì)量的因素
提問(wèn)：在圖像數(shù)字化的過(guò)程中，哪些因素影響著圖像的質(zhì)量呢？
引導(dǎo)學(xué)生分析多種因素共同影響著圖像質(zhì)量。
影響圖像大小（存儲(chǔ)容量）的因素
提問(wèn)：對(duì)于圖像大小（存儲(chǔ)容量），它的影響因素是什么呢？
引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)圖像所占存儲(chǔ)容量的計(jì)算方法：
圖像所占存儲(chǔ)容量（未壓縮）=
水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)×顏色深度/8（字節(jié)）
例題：圖像尺寸為90×72像素，顏色深度為24位，該圖像所占存儲(chǔ)容量是多大？
圖像所占存儲(chǔ)容量
=
90×72×24/8=19440B
影響圖像顯示的因素
提問(wèn)：對(duì)于圖像顯示，它的影響因素是什么呢？
引導(dǎo)學(xué)生理解圖像是由一個(gè)個(gè)獨(dú)立的像素構(gòu)成的，像素顏色匯總在一起就是看到的圖像。
7分鐘
探究三：如何解決圖像處理問(wèn)題
1.
問(wèn)題1：如何提高圖像質(zhì)量？
(1)
拍照設(shè)置選擇高像素
但過(guò)于清晰的圖像也會(huì)帶來(lái)個(gè)人信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)，同學(xué)們要注意慎用超清圖像。
(2)
用搜索工具搜索可替換的高清圖
(3)
利用AI圖像放大工具增強(qiáng)清晰度
問(wèn)題2：如何改變圖像大小（存儲(chǔ)容量）？
解決辦法：利用圖像處理軟件或工具調(diào)整像素個(gè)數(shù)、顏色深度、圖像格式（壓縮方式）。
演示實(shí)踐：演示利用Photoshop調(diào)整圖像尺寸、顏色位數(shù)、圖像文件格式的方法，學(xué)生實(shí)踐練習(xí)。
3.
問(wèn)題3：如何去掉圖像中不需要的文字？
解決辦法：利用鄰近像素顏色進(jìn)行填充
演示實(shí)踐：演示Photoshop去水印的方法，學(xué)生實(shí)踐練習(xí)。
雖然我們可以借助工具去掉水印等標(biāo)識(shí)，但是在使用素材要尊重他人的知識(shí)版權(quán)，承擔(dān)信息社會(huì)責(zé)任。
2分鐘
小結(jié)與練習(xí)
1.
回顧總結(jié)知識(shí)
2.
完成小測(cè)題目
Q1.
圖像編碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是什么？
Q2.
一幅640×320像素的256階灰度圖像，其所占的存儲(chǔ)容量是多少？
Q3.
常見(jiàn)的圖像文件格式有哪些？學(xué)習(xí)任務(wù)單
課程基本信息
課題
《數(shù)據(jù)編碼——圖像編碼》
教科書(shū)
書(shū)名：《信息技術(shù)必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》
出版社：人民教育出版社、中國(guó)地圖出版社
出版日期：
2019
年
6月
學(xué)生信息
姓名
學(xué)校
班級(jí)
學(xué)號(hào)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.
理解圖像編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程，知道采樣、量化、編碼三個(gè)步驟。【信息素養(yǎng)】【計(jì)算思維】2.
知道圖像尺寸、清晰度和存儲(chǔ)容量的影響因素，掌握?qǐng)D像存儲(chǔ)容量的計(jì)
算方法，能夠選擇合適的工具解決圖像處理的常見(jiàn)問(wèn)題。【信息素養(yǎng)】【計(jì)算思維】
3.
認(rèn)識(shí)到圖像信息安全風(fēng)險(xiǎn)，尊重他人的知識(shí)版權(quán)，承擔(dān)信息社會(huì)責(zé)任。【信息社會(huì)責(zé)任】
課前學(xué)習(xí)任務(wù)
1.
準(zhǔn)備好學(xué)生資源中的素材以及任務(wù)單。
2.
在自己的電腦中安裝好Photoshop軟件或者在線(xiàn)版Photoshop（網(wǎng)址如下:https://www.photopea.com/）
課上學(xué)習(xí)任務(wù)
【學(xué)習(xí)任務(wù)一】填寫(xiě)二進(jìn)制編碼
請(qǐng)嘗試將本圖像顏色量化后的二進(jìn)制編碼填寫(xiě)完成。
第一行000000010010000000第二行第三行第四行第五行第六行第七行第八行
【學(xué)習(xí)任務(wù)二】調(diào)整圖像大小（存儲(chǔ)容量）
利用Photoshop打開(kāi)學(xué)生資源中的圖像1，通過(guò)調(diào)整圖像尺寸（像素?cái)?shù)量）、顏色位數(shù)、及存儲(chǔ)圖像格式，以改變圖像文件大小。請(qǐng)將你操作后的結(jié)果截圖放在下面：
【學(xué)習(xí)任務(wù)四】去除圖像不需要的文字
利用Photoshop打開(kāi)學(xué)生資源中的圖像2，通過(guò)畫(huà)筆工具去除水印。請(qǐng)將去除水印后的截圖放在下面：
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1．圖像和圖形
圖形（Graph）和圖像（Image）都是多媒體系統(tǒng)中的可視元素，雖然它們很難區(qū)分，但確實(shí)不是一回事。
圖形是矢量圖（Vector
Drawn），它是根據(jù)幾何特性來(lái)繪制的。圖形的元素是一些點(diǎn)、直線(xiàn)、弧線(xiàn)等。矢量圖常用于框架結(jié)構(gòu)的圖形處理，應(yīng)用非常廣泛，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)中常用矢量圖來(lái)描述十分復(fù)雜的幾何圖形，適用于直線(xiàn)以及其它可以用角度、坐標(biāo)和距離來(lái)表示的圖。圖形任意放大或者縮小后，清晰依舊。
圖像是位圖（Bitmap），它所包含的信息是用像素來(lái)度量的。就像細(xì)胞是組成人體的最小單元一樣，像素是組成一幅圖像的最小單元。對(duì)圖像的描述與分辨率和色彩的顏色種數(shù)有關(guān)，分辨率與色彩位數(shù)越高，占用存儲(chǔ)空間就越大，圖像越清晰。
2.
常用圖像格式
(1)
JPG/JPEG
其優(yōu)點(diǎn)為兼容性高、傳輸速度快、內(nèi)存小。大部分的數(shù)碼相機(jī)都能夠拍
JPEG，它是一種有損壓縮方案，可在保持較高圖片質(zhì)量的前提下，被壓縮到原圖內(nèi)存的二十分之一大小，令細(xì)節(jié)和質(zhì)量流失。但同時(shí)文件比較小，一些相機(jī)能夠拍不同畫(huà)質(zhì)的
JPEG﹙如低、中、高三種﹚。意味著畫(huà)質(zhì)越高，壓縮得越少，文件也會(huì)相對(duì)地大。當(dāng)然，如果是出于對(duì)圖片高質(zhì)量的要求，JPG格式的圖片依然存在失真的情況，故而無(wú)法與PNG或TIF格式相比較。
(2)
TIFF
TIFF是一種靈活的位圖格式，這是最常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，有一些印刷商會(huì)要求
TIFF
檔。使用無(wú)損格式存儲(chǔ)圖像的能力使TIFF文件成為圖像存檔的有效方法。與JPEG不同，TIFF文件可以編輯然后重新存儲(chǔ)而不會(huì)有壓縮損失。在后期上比較容易，但在記憶卡上占用更多空間。
(3)
PNG
PNG“可移植網(wǎng)絡(luò)圖形格式“，是圖像文件存儲(chǔ)格式，其設(shè)計(jì)目的是試圖替代GIF和TIFF文件格式，同時(shí)增加一些GIF文件格式所不具備的特性。對(duì)于圖片本身質(zhì)量的減損非常低。因其能夠支持壓縮不失真、透明背景、漸變圖像的制作要求，PNG格式也是各大制圖軟件例如PS、InDesign輸出或編輯的原始格式。PNG文件非常適合在互聯(lián)網(wǎng)上使用。但它也不足以用作專(zhuān)業(yè)印刷。
(4)
GIF
GIF想必也是大家一個(gè)最熟悉的圖片格式。“GIF”已經(jīng)變成人們心目中約定俗成的動(dòng)圖格式，事實(shí)上，GIF格式的圖片是分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種的。靜態(tài)的GIF格式圖片和JPG格式的圖片無(wú)異，而動(dòng)態(tài)的GIF圖片則是由多幅圖片保存為一個(gè)圖片，形成動(dòng)畫(huà)效果而制成的。然而，它們只能包含最多
256
種顏色，因此并不適合用在照片上，除非照片的顏色比較單一。課后練習(xí)
Q1.
圖像編碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是什么？（
）（單選）
A.
采樣、量化、編碼
B.
采集、量化、壓縮
C.
采樣、編碼、壓縮
Q2.
一幅640×320像素的256階灰度圖像，其所占的存儲(chǔ)容量是多少？
Q3.
常見(jiàn)的圖像文件格式有哪些？（
）（多選）
A.
BMP
B.
JPEG/JPG
C.
doc
D.
TIFF
E.
txt
正確答案：
A
640×320×8/8=204800B
ABD

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