1.3數(shù)據(jù)采集與編碼（二）-浙教版（2019）高中信息技術(shù)必修一課件

數(shù)據(jù)采集與編碼Dataandinformation編碼智能手機(jī)在我們的日常生活中占的比重越來越多，甚至超過了我們的親人、朋友。離開智能手機(jī)我們吃飯不方便、買衣服不方便、看電影不方便、騎共享單車不方便……沒錯(cuò)，這都取決于智能手機(jī)一個(gè)無敵的功能——掃碼！編碼商品上的條形碼有什么用？自己畫的條形碼能掃出來？為什么有些條形碼掃不出來？微信掃不到信息說明是假貨？未來世界，每個(gè)人手上都會(huì)有個(gè)條形碼？編碼：信息按照某種規(guī)則或格式，從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式的過程。計(jì)算機(jī)對信息進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、傳遞等處理，實(shí)際上是對信息的載體——數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可以是文本、圖形、圖像、聲音、視頻等，但不管是哪種形式的數(shù)據(jù)，最終存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中都是經(jīng)過一定規(guī)則編碼后的二進(jìn)制數(shù)字。編碼生活中常見的編碼

郵政編碼、身份證、電話號(hào)碼……計(jì)算機(jī)中常見的編碼

字符編碼條形碼二維碼聲音編碼圖像編碼視頻編碼編碼數(shù)制1.計(jì)算機(jī)編碼是指()A.僅僅指對輸入到計(jì)算機(jī)中的文字用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的方式B.對輸入到計(jì)算機(jī)中的各種數(shù)據(jù)用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的方式C.僅僅指對輸入到計(jì)算機(jī)中的圖像和聲音用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的方式D.僅僅指對輸入到計(jì)算機(jī)中的十進(jìn)制數(shù)用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的方式B數(shù)制2.關(guān)于數(shù)據(jù)編碼的說法，錯(cuò)誤的是()A.便于存儲(chǔ)、加工B.是一種形式上的轉(zhuǎn)換C.是計(jì)算機(jī)處理信息的關(guān)鍵D.就是十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)D數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量單位計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)容量的最小單位是比特（bit），1位二進(jìn)制數(shù)碼表示1個(gè)bit，但由于1bit所表示的值太小。實(shí)際上計(jì)算機(jī)中以8bit為一個(gè)基本單位，稱為字節(jié)（Byte）。1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1PB=1024TB 常見的字符編碼有ASCII、Uniode以及各種漢字編碼。（1）ASCII碼（信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）ASCII是一套基于拉丁字母的計(jì)算機(jī)編碼系統(tǒng)，主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。由電報(bào)碼發(fā)展而來，是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)。基本的ASCII碼共有128個(gè)，用1個(gè)字節(jié)中的低7位編碼。二進(jìn)制控制范圍為00000000~01111111，即十六進(jìn)制的00~7F。字符編碼（2）漢字編碼計(jì)算機(jī)中的漢字也是采用二進(jìn)制來進(jìn)行編碼的。漢字編碼分為外碼、交換碼、機(jī)內(nèi)碼和字形碼。常用的輸入碼有拼音碼、五筆字形碼等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部和磁盤上記錄漢字代碼都采用機(jī)內(nèi)碼，一個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)中用2個(gè)字節(jié)表示。字符編碼1漢字輸入碼（外碼）漢字輸入漢字存儲(chǔ)漢字顯示漢字打印漢字傳輸123342處理碼（內(nèi)碼）3字形碼4區(qū)位碼(交換碼)（2）漢字編碼如圖“中國China”這幾個(gè)字符，其中“中國”兩個(gè)字漢字內(nèi)碼為D6D0B9FA，用二進(jìn)制表示就是11010110110100001011100111111010；而英文字符“China”是ASCII字符，其中每個(gè)字母都用1個(gè)字節(jié)編碼表示。字符編碼條形碼是將寬度不等的多個(gè)黑條和白條，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠商、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等信息。條形碼二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面上（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。二維碼在為人們的生活提供便利的同時(shí)，也帶來了一定的安全隱患。二維碼在音頻信號(hào)數(shù)字化過程中，聲音的保真度不僅受到采樣頻率的影響，也依賴于量化值。量化值一般用二進(jìn)制數(shù)表示，其二進(jìn)制位數(shù)決定了量化的精度，也稱作量化位數(shù)。量化位數(shù)越大，量化精度也越高。圖乙，量化取值范圍是0~7這8個(gè)數(shù)，需要用3位二進(jìn)制來表示，即量化位數(shù)為3位（23=8）聲音編碼模擬音頻信號(hào)經(jīng)過采樣和量化以后，形成一系列的數(shù)字信號(hào)。將這些數(shù)字信號(hào)按照一定的方式進(jìn)行編碼，以文件的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中。根據(jù)聲音的存儲(chǔ)格式可分為不同的文件類型，常見的聲音文件類型有Wave、MP3、WMA等。Wave格式音頻文件的存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：

存儲(chǔ)容量(位)=采樣頻率(Hz)X量化位數(shù)(bit)X聲道數(shù)X時(shí)長(s)聲音編碼Wave格式音頻文件的存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：

存儲(chǔ)容量(位)=采樣頻率(Hz)X量化位數(shù)(bit)X聲道數(shù)X時(shí)長(s)聲音編碼在GoldWave軟件中錄制了一段10分鐘的Wave格式音頻，狀態(tài)信息如圖所示：請計(jì)算該音頻的存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量（bit）=44100*16*2*10*60（bit）存儲(chǔ)容量（B）=44100*16*2*10*60/8

（B）數(shù)字圖像包括矢量圖形與位圖圖像。矢量圖形：用點(diǎn)、直線或者多邊形等基于數(shù)學(xué)方程的幾何圖元表示的圖像。矢量圖形保存的文件大小一般比位圖小，并且文件大小與圖形的大小無關(guān)，放大不會(huì)失真。圖像編碼

數(shù)字圖像包括矢量圖形與位圖圖像。位圖圖像：又稱柵格圖或點(diǎn)陣圖，圖像的采樣就是把一張圖像分解成一個(gè)一個(gè)大小相同的點(diǎn)，這些點(diǎn)稱為像素，是組成位圖圖像的基本單位。位圖放大會(huì)失真。

圖像編碼圖像的量化是指要使用多大范圍的數(shù)值來表示圖像采樣之后每個(gè)像素的顏色信息。一般用二進(jìn)制數(shù)來表示，其長度也稱為顏色的位深度。位深度為n可以表示2n種色。

比如256種顏色的圖像，位深度為8位。圖像文件格式：BMP、JPEG、GIF、PNG圖像存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：

存儲(chǔ)容量(位)=水平像素

X垂直像素

X顏色位深度圖像編碼圖像編碼位圖色彩模式色彩模式黑白只有黑和白兩種顏色（1位）灰度黑到白之間256級(jí)亮度（8位）RGB以紅綠藍(lán)為三原色構(gòu)成其它顏色由十進(jìn)制0~255表示RGB(0,0,0) 黑色RGB(255,255,255)白色RGB(255,0,0)紅色RGB(0,255,0)綠色RGB(0,0,255)藍(lán)色圖像存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：存儲(chǔ)容量(位)=水平像素

X垂直像素X顏色位深度圖像編碼01010101011010

01101110

1

01存儲(chǔ)容量（bit）=5*5*1

（bit）存儲(chǔ)容量（B）=5*5*1/8

（B）圖像存儲(chǔ)容量計(jì)算公式：存儲(chǔ)容量(位)=水平像素

X垂直像素X顏色位深度圖像編碼存儲(chǔ)容量（bit）=8×8×2

（bit）存儲(chǔ)容量（B）=8×8×2/8

（B）111111111111111111101010101010111110010101011011111001000001101111100100000110111110010101011011111010101010101111111111111111113333333332222223321111233210012332100123321111233222222333333333靜態(tài)的圖像連續(xù)播放就形成視頻。PAL制式：25幀NTSC制式：30幀視頻的編碼一般是指通過特定的壓縮技術(shù)對視頻進(jìn)行壓縮。常見的視頻編碼方式有：MPEG1、MPEG2、MPEG4等。視頻存儲(chǔ)容量＝水平像素×垂直像素×每個(gè)像素所需位數(shù)×幀頻×?xí)r間視頻編碼視頻編碼視頻存儲(chǔ)容量＝水平像素×垂直像素×每個(gè)像素所需位數(shù)×幀頻×?xí)r間如果一段10秒鐘長