1.2 图像的存储与压缩 教学设计
文档属性
| 名称 | 1.2 图像的存储与压缩 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 24.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2020-11-27 14:40:52 | ||
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文档简介
八年级信息技术上册教学设计
课题
1.2 图像的存储与压缩
教学
目标
认识图像的常用存储格式并能够根据需要转换
知道图像压缩的必要性和可行性
了解图像压缩的主要方法
培养合理存储、压缩与应用数字图像的能力
教学
重点
图像文件存储格式的多样性；多媒体文件压缩的宏观原理；无损压缩与有损压缩
教学
难点
无损压缩和有损压缩的区别
教学
过程
教 学 内 容 与 师 生 活 动
设计意图和
关注的学生
图像的存储格式
图像在计算机中总是要以文件的形式存在，存储格式即图像文件的格式。一般来说，在利用某种图像工具软件获取或加工图像后进行存储时，该图像软件采用的不同编码形式就是相应图像文件的格式。出于不同需要，在生成图像会选择不同的存储格式，这样就产生了多种不同格式的文件。当然，每种图像文件的格式都与特定的编码方法相关。
目前图像格式种类剧增，在数以百计的应用程序中所使用的格式有几十种之多。
要想了解某个图像文件是以何种格式存储的，其最直接的方法就是看该文件的扩展名。
常见图像格式有：BMP、JPG、PDF、TIFF、TGA等。
如果同一张图片保存不同格式，那么他们的色彩大小有什么不同？请完成实践活动一“转一转”
课堂教学：
将文件夹中的“小鸟.bmp”利用画图程序分别另存为JPG格式和GIF格式，对比其文件大小和清晰度的变化将其记录在表1中，并根据数据给出结论。
1、用画图程序打开“小鸟.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为JPG格式；
2、用画图程序打开“小鸟.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为GIF格式；
3、分别记录“小鸟.bmp”、 “小鸟.JPG”、 “小鸟.GIF”三个文件的大小和清晰度，对比给出一个结论。
表—1常见格式的图片文件比较
文件格式
文件大小（KB）
清晰程度
*.BMP
*.JPG
*.GIF
4、总结出图像格式还有哪些？各有什么特点？
BMP：标准windows图像文件格式，图像信息丰富，几乎不进行压缩，存储体积比较大，一般制作网页时都不会选用。
JPG（JPEG）：支持有损压缩，在获取较高压缩比的同时能够展现生动的图像。比较受网络的青睐。
GIF：压缩比高，存储容量小，同时支持2D动画。受网络青睐，但色彩表现能力差。
TIF：这种格式有丰富的色彩模式可以选用，如灰度、单色及彩色，同时支持不同操作系统下的儿乎所有图像处理软件，是共享与交换图像文件的最佳选择、节省存储空也是纸质印刷图像时常用的格式
PNG：这种格式支持24位彩色，综合了PEC和GF格式的优点，支持透明背景图像，但不支持动画效果。PNG格式的图像使用高速交替显示方案，在网络中下载部分图像信息以后，就可以在页面中显示出低分辨率的预览图
PCX：较早的图像处理软件 PC Paintbrush的一种存储格式，一般只支持RGB图、位模式。要获得色彩丰富的图像，通常不用这种格式保存。
RAW:这是一种用数字照相机拍图像时可以选择的存储格式，把数字相机中量图感光元件成像后的图像数据直接存储成文件，不经过压缩也不会产生耗损，是图像的原始数。此被称为“数字照片的底片”。而用PEC格式存储拍摄的照片时，
往往先在数字机内部进行处理。然后存储处理后的图像。
数字摄影时、选RAW格式的优势主要有两点:一是相对TIF格式而言可以节省存空间:二是用这种格式存储图像后、后期可以通过专用软件来调整图像的色相、曝光度、亮度、反差、饱和度等，获得更加理想的效果。
PS：这是 Adobe公司开发的一种矢量图文件格式，多数矢量图处理软件都支持这种格式、目前广泛应用于专业印刷领域
EPS：这是矢量绘图软件 Illustrator默认的一种矢量图格式，常用于位图文件与矢量图文件之间的交换，它可以同时在一个文件内记录矢量图、位图和文字。
TF格式和EPS格式
文件中都包含C(青)、M(品红)、Y(黄)、K(黑)四种颜色信息，可以直接输出印刷用的CMYK四色片。
SVG：这种格式的含义是“可任意缩放的矢量图形”。它使用文本符号来描述矢量图形及动画，实现了人们用字处理软件编辑制作矢量图及动画的愿望。这种格式的文件还可以插入HTML网页中，通过浏览器来浏览，其文本格式特性更易于与其他技术标准交流和融合，同时也使它的文件比JPEG和GF格式的文件小很多。
WMF：(Windows Metafile Format)是Windows中常见的一种图元文件格式,属于矢量文件格式。它具有文件短小、图案造型化的特点, 整个图形常1653由各个独立的组成部分拼接而成，其图形往往较粗糙。可以用cdr、cad、wps、Windows自动画图工具都可以打开。
PDF是一种可移植文档文件格式，用于可靠地呈现和交换文档，与软件、硬件或操作系统无关。由Adobe公司开发而成，PDF主要由三项技术组成，衍生自PostScript，可以说是PostScript的缩小版，字型嵌入系统，可使字型随文件一起传输，资料压缩及传输系统。
二、转换图像文件格式
1、把一个图像文件转换为多种格式存储
（1）启动XnView，打开一幅图像
（2）执行“另存为”命令，打开“保存图片”对话框
（3）保存类型框中选定文件的类型，必要时单击“选项”然后保存。
（4）继续把这幅图像别存为其他格式的文件
2、批量转换图像文件格式
（1）将需4102要转化的JPG格式的图1653片放在一个文件夹中，需要注意的是只能放JPG格式的图片，然后新建一个记事本文件，可以将名称命名为“图片批量转化”
（2）双击打开此记事本文件，然后输入内容“ren *.jpg *.png”，需要注意的是，两个星号的前面都有一个空格，然后将记事本进行保存，然后再将记事本后缀名修改为“bat”
（3）接着用鼠标双击刚才新建的后缀名为“bat”的这个文件，然后会自动弹出一个窗口，不用理会，过几秒钟会自动消失，然后就可以将所有的JPG格式的图片转换成了png格式了
三、图像文件的压缩
1、对图像压缩可以不损失过多的视觉信息，主要有三个原因：
（1）由于相邻像素之间的相关性，所以图像包含相当高的空间冗余度。
（2）由于图像中不同色彩组成部分的相关性，所以图像包含一定程度的色谱冗余度。
（3）人类视觉系统也造成了某种程度的心理视觉冗余度。从理论的角度来看，应针对图像数据中的冗余信息获得尽可能小的压缩比。
2、无损压缩与有损压缩
无损压缩：是将相同或相似的数据或数据特征归类，使用较少的数据量描述原始数据，达到减少数据量的目的。无损压缩要求图像在压缩前和解压缩后完全一样，不允许出现任何差错。这种压缩方法在认证图像处理和档案图像领域，以及医疗图像处理中得到广泛应用。例如美国政府已颁布法律规定，在医疗中不再使用有损压缩，因为因图像不清晰而导致的医生误诊会带来很多社会问题。
有损压缩：是利用人眼的视觉特性有针对性地简化不重要的数据，以减少总的数据量。这种压缩一般为，有损压缩允许图像在压缩前和解压缩后有一定程度的不同。有损压缩是相对无损压缩而言的，事实上，只要损失的数据对人眼主观接收的效果的影响不大，就可以采用有损压缩。有损压缩常用于一般图像的压缩，如风景、人物照片等，大家接触的JPG图像格式就是有损压缩。
有损压缩的压缩比很小，能达到1：10、 1：20，甚至1：40，但无损压缩的压缩比很大，一般只有1：2到1：4。
四、音频和视频文件的压缩
音频文件的压缩：是利用人耳听力范围的有限性（人耳只能听到20Hz ~ 20KHz）频率范围内的声音），将一些人耳听不到或者不敏感频率范围的声音去掉，来达到压缩的目的。
视频文件的压缩：是利用人眼对某些图像信息的不敏感，或者是图像信息的相关性对视频文件进行压缩的。举个简单例子，如一个正在说话的人的头部，只有眼睛和嘴在变化，背景是相对稳定的，这时可以使用一种“运动补偿”技术，只存储每一帧之间变化的数据，而不需要存储每一帧所有的数据。
激趣导入，引入话题。
板
书
设
计
一、图像的存储格式
二、转换图像文件格式
三、图像文件的压缩
四、音频和视频文件的压缩
教
学
反
思
课题
1.2 图像的存储与压缩
教学
目标
认识图像的常用存储格式并能够根据需要转换
知道图像压缩的必要性和可行性
了解图像压缩的主要方法
培养合理存储、压缩与应用数字图像的能力
教学
重点
图像文件存储格式的多样性；多媒体文件压缩的宏观原理；无损压缩与有损压缩
教学
难点
无损压缩和有损压缩的区别
教学
过程
教 学 内 容 与 师 生 活 动
设计意图和
关注的学生
图像的存储格式
图像在计算机中总是要以文件的形式存在，存储格式即图像文件的格式。一般来说，在利用某种图像工具软件获取或加工图像后进行存储时，该图像软件采用的不同编码形式就是相应图像文件的格式。出于不同需要，在生成图像会选择不同的存储格式，这样就产生了多种不同格式的文件。当然，每种图像文件的格式都与特定的编码方法相关。
目前图像格式种类剧增，在数以百计的应用程序中所使用的格式有几十种之多。
要想了解某个图像文件是以何种格式存储的，其最直接的方法就是看该文件的扩展名。
常见图像格式有：BMP、JPG、PDF、TIFF、TGA等。
如果同一张图片保存不同格式，那么他们的色彩大小有什么不同？请完成实践活动一“转一转”
课堂教学：
将文件夹中的“小鸟.bmp”利用画图程序分别另存为JPG格式和GIF格式，对比其文件大小和清晰度的变化将其记录在表1中，并根据数据给出结论。
1、用画图程序打开“小鸟.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为JPG格式；
2、用画图程序打开“小鸟.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为GIF格式；
3、分别记录“小鸟.bmp”、 “小鸟.JPG”、 “小鸟.GIF”三个文件的大小和清晰度，对比给出一个结论。
表—1常见格式的图片文件比较
文件格式
文件大小（KB）
清晰程度
*.BMP
*.JPG
*.GIF
4、总结出图像格式还有哪些？各有什么特点？
BMP：标准windows图像文件格式，图像信息丰富，几乎不进行压缩，存储体积比较大，一般制作网页时都不会选用。
JPG（JPEG）：支持有损压缩，在获取较高压缩比的同时能够展现生动的图像。比较受网络的青睐。
GIF：压缩比高，存储容量小，同时支持2D动画。受网络青睐，但色彩表现能力差。
TIF：这种格式有丰富的色彩模式可以选用，如灰度、单色及彩色，同时支持不同操作系统下的儿乎所有图像处理软件，是共享与交换图像文件的最佳选择、节省存储空也是纸质印刷图像时常用的格式
PNG：这种格式支持24位彩色，综合了PEC和GF格式的优点，支持透明背景图像，但不支持动画效果。PNG格式的图像使用高速交替显示方案，在网络中下载部分图像信息以后，就可以在页面中显示出低分辨率的预览图
PCX：较早的图像处理软件 PC Paintbrush的一种存储格式，一般只支持RGB图、位模式。要获得色彩丰富的图像，通常不用这种格式保存。
RAW:这是一种用数字照相机拍图像时可以选择的存储格式，把数字相机中量图感光元件成像后的图像数据直接存储成文件，不经过压缩也不会产生耗损，是图像的原始数。此被称为“数字照片的底片”。而用PEC格式存储拍摄的照片时，
往往先在数字机内部进行处理。然后存储处理后的图像。
数字摄影时、选RAW格式的优势主要有两点:一是相对TIF格式而言可以节省存空间:二是用这种格式存储图像后、后期可以通过专用软件来调整图像的色相、曝光度、亮度、反差、饱和度等，获得更加理想的效果。
PS：这是 Adobe公司开发的一种矢量图文件格式，多数矢量图处理软件都支持这种格式、目前广泛应用于专业印刷领域
EPS：这是矢量绘图软件 Illustrator默认的一种矢量图格式，常用于位图文件与矢量图文件之间的交换，它可以同时在一个文件内记录矢量图、位图和文字。
TF格式和EPS格式
文件中都包含C(青)、M(品红)、Y(黄)、K(黑)四种颜色信息，可以直接输出印刷用的CMYK四色片。
SVG：这种格式的含义是“可任意缩放的矢量图形”。它使用文本符号来描述矢量图形及动画，实现了人们用字处理软件编辑制作矢量图及动画的愿望。这种格式的文件还可以插入HTML网页中，通过浏览器来浏览，其文本格式特性更易于与其他技术标准交流和融合，同时也使它的文件比JPEG和GF格式的文件小很多。
WMF：(Windows Metafile Format)是Windows中常见的一种图元文件格式,属于矢量文件格式。它具有文件短小、图案造型化的特点, 整个图形常1653由各个独立的组成部分拼接而成，其图形往往较粗糙。可以用cdr、cad、wps、Windows自动画图工具都可以打开。
PDF是一种可移植文档文件格式，用于可靠地呈现和交换文档，与软件、硬件或操作系统无关。由Adobe公司开发而成，PDF主要由三项技术组成，衍生自PostScript，可以说是PostScript的缩小版，字型嵌入系统，可使字型随文件一起传输，资料压缩及传输系统。
二、转换图像文件格式
1、把一个图像文件转换为多种格式存储
（1）启动XnView，打开一幅图像
（2）执行“另存为”命令，打开“保存图片”对话框
（3）保存类型框中选定文件的类型，必要时单击“选项”然后保存。
（4）继续把这幅图像别存为其他格式的文件
2、批量转换图像文件格式
（1）将需4102要转化的JPG格式的图1653片放在一个文件夹中，需要注意的是只能放JPG格式的图片，然后新建一个记事本文件，可以将名称命名为“图片批量转化”
（2）双击打开此记事本文件，然后输入内容“ren *.jpg *.png”，需要注意的是，两个星号的前面都有一个空格，然后将记事本进行保存，然后再将记事本后缀名修改为“bat”
（3）接着用鼠标双击刚才新建的后缀名为“bat”的这个文件，然后会自动弹出一个窗口，不用理会，过几秒钟会自动消失，然后就可以将所有的JPG格式的图片转换成了png格式了
三、图像文件的压缩
1、对图像压缩可以不损失过多的视觉信息，主要有三个原因：
（1）由于相邻像素之间的相关性，所以图像包含相当高的空间冗余度。
（2）由于图像中不同色彩组成部分的相关性，所以图像包含一定程度的色谱冗余度。
（3）人类视觉系统也造成了某种程度的心理视觉冗余度。从理论的角度来看，应针对图像数据中的冗余信息获得尽可能小的压缩比。
2、无损压缩与有损压缩
无损压缩：是将相同或相似的数据或数据特征归类，使用较少的数据量描述原始数据，达到减少数据量的目的。无损压缩要求图像在压缩前和解压缩后完全一样，不允许出现任何差错。这种压缩方法在认证图像处理和档案图像领域，以及医疗图像处理中得到广泛应用。例如美国政府已颁布法律规定，在医疗中不再使用有损压缩，因为因图像不清晰而导致的医生误诊会带来很多社会问题。
有损压缩：是利用人眼的视觉特性有针对性地简化不重要的数据，以减少总的数据量。这种压缩一般为，有损压缩允许图像在压缩前和解压缩后有一定程度的不同。有损压缩是相对无损压缩而言的，事实上，只要损失的数据对人眼主观接收的效果的影响不大，就可以采用有损压缩。有损压缩常用于一般图像的压缩，如风景、人物照片等，大家接触的JPG图像格式就是有损压缩。
有损压缩的压缩比很小，能达到1：10、 1：20，甚至1：40，但无损压缩的压缩比很大，一般只有1：2到1：4。
四、音频和视频文件的压缩
音频文件的压缩：是利用人耳听力范围的有限性（人耳只能听到20Hz ~ 20KHz）频率范围内的声音），将一些人耳听不到或者不敏感频率范围的声音去掉，来达到压缩的目的。
视频文件的压缩：是利用人眼对某些图像信息的不敏感，或者是图像信息的相关性对视频文件进行压缩的。举个简单例子，如一个正在说话的人的头部，只有眼睛和嘴在变化，背景是相对稳定的，这时可以使用一种“运动补偿”技术，只存储每一帧之间变化的数据，而不需要存储每一帧所有的数据。
激趣导入，引入话题。
板
书
设
计
一、图像的存储格式
二、转换图像文件格式
三、图像文件的压缩
四、音频和视频文件的压缩
教
学
反
思