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文檔簡介
數(shù)據(jù)編碼一模擬信號與數(shù)字信號二編碼的基本方式目錄CONTENTS模擬信號與數(shù)字信號觀看微課A模擬信號與數(shù)字信號聲信號光信號電信號識別和接受識別和運作一、什么是模擬信號?模擬信號:是指用連續(xù)變化的物理量所表達的信息。其信號的幅度、頻率或相位隨時間作連續(xù)變化,如聲音信號、圖形信號等。模擬信號是傳導(dǎo)能量的一種方式。例如,聲波通過空氣等介質(zhì)來向遠處傳送能量,在傳播的過程中,能量會不斷被損耗而逐漸衰減。模擬信號二、什么是數(shù)字信號?數(shù)字信號:是離散時間信號的數(shù)字化表示。其信號的自變量、因變量都是離散的。例如:開關(guān)電路中輸出信號和電壓脈沖都是離散的信號。
在計算機中,數(shù)字信號的大小常用有限位的二進制表示。字長為2的二進制數(shù)可表示00、01、10、11四種數(shù)字信號課堂活動討論:模擬信號和數(shù)字信號的優(yōu)缺點名稱優(yōu)點缺點模擬信號數(shù)字信號遠距離傳輸哪個更好?價格低,簡單容易實現(xiàn)傳輸距離短、抗干擾能力弱,保密性差抗干擾能力強,保密性、可靠性強成本高,技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字信號一模擬信號與數(shù)字信號二編碼的基本方式目錄CONTENTS編碼在生活中的應(yīng)用身份證A編碼在生活中的應(yīng)用條形碼A二維碼B文字編碼A圖像編碼B聲音編碼C編碼的基本方式
在現(xiàn)代技術(shù)的信號處理中,數(shù)據(jù)基本上是通過編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行存儲和傳輸,文字、圖像、聲音等類型的數(shù)據(jù)都可經(jīng)過編碼進行存儲和傳輸。三、文字編碼01ASCII碼1960年,香農(nóng)創(chuàng)立了的基本字符編碼系統(tǒng),即ASCII碼(美國標準信息交換代碼),用7位二進制碼為所有的英文字母(大小寫52個)、阿拉伯?dāng)?shù)字(10個)和常用的不可見控制符33個以及標點符號、運算符等(33個)建立了轉(zhuǎn)換碼,第一次將符號轉(zhuǎn)化為“0”和“1”構(gòu)成的編碼。02國標碼
創(chuàng)建于1980年,目的為了使每個漢字有一個全國統(tǒng)一的代碼而頒布了漢字編碼的國家標準。每個漢字有個二進制編碼,叫漢字國標碼。在我國漢字代碼標準GB2312-80中有6763個常用漢字規(guī)定了二進制編碼。國標碼是一個4位十六進制數(shù)。
文字(字符)編碼是效率相對較低的編碼方式,有單字節(jié)碼和雙字節(jié)碼兩種,其中ASCII碼和莫爾斯碼屬于單字節(jié)碼,國標碼(GBK)、統(tǒng)一碼(Unicode)屬于雙字節(jié)碼。ASCII碼3、計算機相關(guān)概念位(bit)指一位二進制代碼,它只具有“0”和“1”兩種狀態(tài),是計算機最小的存儲單位。字節(jié)(Byte)8位二進制代碼為一個字節(jié),是計算機中表示存儲空間的最基本容量單位K千,存儲空間的容量單位,kilobyte,1K=1024字節(jié)M兆,megabyte,1M=1024KG吉,gigabyte,1G=1024MT太,terabyte,1T=1024G各存儲容量單位之間的換算比是多少?漢字編碼用計算機處理漢字信息需要解決的幾個問題:(1)怎樣將漢字輸入計算機?(2)在計算機之間怎樣交換漢字信息?(3)在計算機內(nèi)部怎樣處理漢字?(4)計算機如何實現(xiàn)漢字信息的輸出?漢字輸入內(nèi)碼內(nèi)碼字形碼輸入碼:音碼和形碼音碼:是用漢字拼音字母組成的編碼。如拼音碼等。形碼:是把組成漢字的基本構(gòu)件如偏旁、部首和字根等分類,以不同的鍵相對應(yīng),組成編碼。如五筆字型碼、表形碼、首尾碼等。內(nèi)碼內(nèi)碼是用于各種數(shù)字系統(tǒng)(不僅是計算機系統(tǒng))之間交換信息的標準漢字代碼。這種代碼的編制單位通常是國家或國際標準化組織,帶有法定的強制性。區(qū)位碼部分示意圖字形碼漢字字形碼用在輸出時產(chǎn)生漢字的字型,通常有兩種方式:點陣方式和矢量方式,一般采用點陣形式產(chǎn)生例如,以8×8點陣記錄“人”字字形為例漢字點陣圖漢字字節(jié)數(shù)=點陣行數(shù)×點陣列數(shù)/8例題例題:漢字的字型可用點陣來表示和存儲。如果一個漢字要用24*24點陣來存儲,則要存儲2048個漢字需要()KB的存儲空間。 A.288 B.144 C.125D.72B當(dāng)堂檢測1.下列字符中ASCII碼值最小的是()A.BB.aC.kD.M2.大寫字母B的ASCII碼為十進制數(shù)66,ASCII碼為十進制數(shù)69的字母是()A.BB.CC.DD.E3.根據(jù)漢字國標GB2312-80的規(guī)定,1KB的存儲容量能存儲的漢字機內(nèi)碼的個數(shù)是()A.128B.256C.512D.10244.在標準ASCII碼表中,已知英文字母D的ASCII碼是01000100,英文字母A的ASCII碼是()A.01000001B.01000010C.01000011D.01000000ADCA課后練習(xí)1、漢字“人”的內(nèi)碼是1100100011001011,那么它的十六進制編碼是多少。2、存儲800個24×24點陣的漢字字形所需存儲容量是多少KB。THANKYOU數(shù)據(jù)編碼復(fù)習(xí)鞏固1.ASCII碼是一種對
進行編碼的計算機代碼。2.計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位是二進制的
。3.通常用的KB、MB、GB表示存儲容量,他們之間的大小關(guān)系是
。4.32×32點陣的字形碼需要
存儲空間。字符位
1KB<1MB<1GB128B圖像編碼圖像編碼:在滿足一定保真度的條件下,對圖像(位圖、矢量圖)數(shù)據(jù)進行變換、編碼和壓縮,以較少比特數(shù)表示圖像或圖像中所包含的信息的技術(shù)。0102矢量圖:用直線和曲線描述圖形,數(shù)據(jù)量小,圖形放大或縮小不失真,但色彩不豐富。位圖:圖形是由許多像素點組成,數(shù)據(jù)量大,放大會失真,但色彩豐富。1、圖像編碼——以位圖為例
位圖,最小單位為光柵點(或稱像素),因而也叫點陣圖或像素圖。每個像素由深淺不同的顏色,像素越多,排列越緊密,圖像就越清晰。50×50像素100×100像素200×200像素1、圖像編碼——以位圖為例
位圖采用映射存儲格式,即每個像素映射為一個數(shù)據(jù),存放在以字節(jié)為單位的矩陣中。11111111000001101000011011111111100000010110001101111100100000011個像素黑白像素分別映射為0和1,通常采用16進制編碼,表示為:FF,06,86,FF,81,63,7C,812、位圖文件的大小
計算機二進制系統(tǒng)中,每個0或1就是1位(bit,數(shù)據(jù)存儲的最小單位),8位稱為1個字節(jié)(Byte)。黑白圖像,每個像素有2種顏色(黑、白)可選,稱為1位圖像(圖像深度),16色圖像,每一個像素有16種可選顏色,稱為4位圖像,256色圖像稱8位圖像。文件頭位圖信息頭顏色信息圖形數(shù)據(jù)包含文件的類型、大小和位圖起始位置等信息,共14個字節(jié)用于說明位圖的尺寸等信息,占40字節(jié)用于說明位圖的顏色,有若干個表項記錄位圖的每一個像素,記錄順序按從左到右,從下到上的方式掃描位圖文件組成位圖文件所占用的空間,可以按以下公式計算:文件大小=文件頭+信息頭+顏色表項+圖像分辨率*圖像量化位數(shù)/8圖像分辨率=圖像X方向的像素數(shù)*圖像Y方向的像素數(shù)圖像量化位數(shù),也叫圖像深度,是指圖像中每個像素點記錄顏色所用的二進制位數(shù)黑白位圖圖像存儲空間計算800×600的黑白圖像需要多少存儲空間?14+40+4×21+800×600/8=60062B/1024≈60KB黑白位圖圖像存儲空間計算16色(24):4位二進制數(shù)表示1個像素256色(28):8位二進制數(shù)表示1個像素800×600的16色圖像需要多少存儲空間?14+40+4×24+(800×600×4)/8=240118B800×600的256色圖像需要多少存儲空間?14+40+4×28+(800×600×8)/8=481078B聲音編碼聲音是模擬信號,對聲音進行數(shù)據(jù)編碼,必須經(jīng)過前期的數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)量化。采樣:采樣就是把輸入的模擬信號按適當(dāng)?shù)臅r間間隔(如1秒鐘)得到各個時刻的樣本值,量化:是把樣值信號的無限多個可能的取值,近似地用有限個數(shù)的數(shù)值來表示編碼:是將量化后的采樣值用二進制數(shù)碼表示,并轉(zhuǎn)換為由二進制編碼0和1組成的數(shù)字信號。常用的采樣頻率有三種:44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。聲音編碼聲音編碼傳感器將聲波轉(zhuǎn)化為電壓波形——一種連續(xù)、平滑的模擬信號模數(shù)轉(zhuǎn)換“采樣”和“量化”,實現(xiàn)模擬量的數(shù)字化數(shù)模轉(zhuǎn)換將數(shù)字化的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號,通過喇叭播放數(shù)字化聲音的質(zhì)量取決于采樣頻率和量化分級的細密程度。采樣頻率越高,量化的分辨率越高,所得數(shù)字化聲音的保真程度也越好,但是它的數(shù)據(jù)量也會越大。聲音存儲空間=采樣頻率(Hz)×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間(秒)÷8聲音文件的大小例1:1秒鐘雙聲道的立體聲CD(CD通常采用44.1kHz的采樣頻率,16位音頻)音樂,大約需要多少MB的存儲量題目分析:44.1kHz:采樣頻率(單位:赫茲Hz)16位:采樣位數(shù),即為16位音頻,所表達的聲波的振幅立體聲:雙聲道時間:以秒為單位(44.1×1000×16×2×1)/8=176400B≈0.168MB1.一幅1024*768像素的圖像,每一個像素占用2個字節(jié)的存儲空間,為了記錄這幅圖像所需的字節(jié)數(shù)是()A.1.5K B.192K C.1.5M D.3M2、錄制一段時長10秒的WAVE格式音頻,文件屬性設(shè)置如下圖,存儲該音頻文件需要的磁盤空間約為(
)
(A)62KB (B)312.5KB (C)625KB (D)5000KB當(dāng)堂檢測CD當(dāng)堂檢測1.某編碼盤如圖所示:該編碼盤由四道圓環(huán)組成,沿半徑方向的四個色塊依次組成一組數(shù)據(jù),如果圖中2號位的數(shù)據(jù)用二進制編碼為0010,則6號位的二進制編碼為()A.0101B.0110C.0111D.1001B當(dāng)堂檢測2.英文字母“A”的8*16字形編碼圖,若用“0”表示白色的點,用“1”表示黑色的點,如下圖所示,其中第12行用二進制表示正確的是(
)A.10110101 B.01101100C.11000110 D.11111110C當(dāng)堂檢測3.使用UltraEdit軟件觀察字符內(nèi)碼,結(jié)果如下圖所示:則字符"apple"
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