第一单元项目二 3.声音和图像的数字化 课件 2021—2022学年沪科版（2019）必修1（36张PPT）

(共36张PPT)
认识数据编码
图像数字化
声音数字化
CONTENTS
真实语音 VS 微信语音
真实语音 VS 微信语音
真实语音 微信语音
乡村基使用蜻蜓发券
实现50%核销率
模拟信号
其信号波形可以表示为时间的连续函数
数字信号
它在取值上是离散的、不连续的，例如以“0”和“1” 来表示二进制数字信号。
声音的表示
时间
振幅反映响度的强弱
频率反映音调的高低
人耳能听到的声波频率范围为20-20000Hz
振幅
失真、噪音
声音的表示
多次传输失真严重、不易保存
声音的表示
声音数字化的实现过程
采样
幅度
时间
一段鸟鸣声的模拟声音信号
采样频率：每秒采样声音的次数，单位为赫兹（Hz）
采样频率越高声音还原度越高，记录数据越多，存储容量越高
采样
声音采样
以相等的时间间隔测得多少个声音模拟信号的值，就用多少个采样点来表示
采样
幅度
时间
等距离地选取若干个离散的点
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
采样
幅度
时间
采样得到的幅度值被记录下来
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
分级越多还是越少越好？
声音量化
将采样点的值分级量化，变换到最接近的数字。
用有限个数近似表示原来连续变化的值
量化
量化位数：表示量化值的二进制位数。
量化位数越多，声音越接近原始信号，音频的质量越好，所占存储容量也越大
量化
幅度
时间
采样点量化（1）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
幅度
时间
采样点量化（2）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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15
16
17
18
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20
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量化
声音编码
确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、有损压缩、无损压缩
编码
声音数字化的实现过程
采样
量化
编码
模拟信号
数字信号
影响音频质量的因素
采集模拟值
采样频率
分级量化
量化位数
编码规则
数据压缩
声道数
声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。
单声道、双声道、环绕声
影响音频质量的因素
音频文件存储容量的计算
音频文件存储容量=采样频率*量化位数*声道数*时间（秒）/8（字节）
一首100s的双声道音频，采样频率为44.1kHz，量化位数为16，计算该音频所占的存储容量。
44100*16*100*2/8=17640000B≈17MB
移动支付
语音播报
数字音频的价值
地图
语音导航
数字音频的价值
医学影像
诊断
数字图像的价值
健康码
数字图像的价值
图像数字化的实现过程
3位二进制
模拟图像
数字图像
像素越多还是越少质量越好？
图像采样
在水平和垂直方向上分割形成矩阵。
每一个微小方格称为像素
图像采样就是用多少像素描述图像
图像采样
像素
图像是由许许多多个像素组成的
3*4=12
图像采样
输入分辨率：单位长度（如每厘米）内像素个数
形成像素矩阵
图像采样
图像量化
像素属性进行分级
每一级对应一个数
用有限的数近似表示连续变化的各项属性
图像量化
颜色深度：像素颜色所占的二进制位数，与颜色种类有密切关系。
颜色深度越多，可表达的色彩越丰富，所需存储容量也越大。
图像量化
图像编码
确定编码的方法，生成不同的文件
借助图像压缩技术
图像编码
图像编码
文件格式
存储容量
BMP
相对较大
TIFF等
不损失信息，压缩比小
JPG/JPEG等
损失一定信息，压缩比大
图像数字化的实现过程
采样
量化
编码
像素矩阵
属性分级
模拟图像
数字图像
设备采集
编码方法
影响图像质量的因素
图像采样
图像量化
图像编码
输入分辨率
颜色深度
有损压缩
图像存储容量的计算
图像所占存储容量=水平像素数*垂直像素数*颜色深度/8（字节）
图像尺寸为90*72像素，颜色深度为24位，该图像所占存储容量位多大
图像所占存储容量=90*72*24/8=19440B
拍照设置高像素
提高图像质量
小结
采样
量化
编码
模拟信号
数字信号
声音
图像
采样频率
量化位数
数据压缩
像素矩阵
属性分级
数据压缩