第一章 课时3　数据采集与编码(二) 教案 浙教版（2019）必修1.docVIP

课时3数据采集与编码(二)

课时目标

1.理解编码的概念与具体应用,掌握常见的字符编码。2.掌握声音和图像数字化的原理并能计算声音与图像的存储容量。

1.编码

编码(Encoding)是信息按照某种规则或格式,从一种形式转换为另一种形式的过程。解码是编码的逆过程。

常见的字符编码有ASCII、Unicode及各种汉字编码。

(1)ASCII码

ASCII主要用于表示英语字符。基本的ASCII码共有128个,用1个字节中的低7位编码。二进制范围01111111,即十六进制的00~7F。

(2)汉字编码

汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。机内码也称为内码,不同的字符集有不同的表示方式,GB2312采用两个字节表示一个汉字。

2.UltraEdit查看字符内码

基本规律:一般以数字开头(0-7)开头的内码,一对内码对应一个英文字符(半角字母、标点符号、其他字符),如甲图中的“2E”对应半角字符“.”。内码“40”对应“@”符号(半角字符,占用1字节)。ASCII码(半角字符)的范围00-7F。

以字母开头内码的两对对应一个字符(全角字符,占用2字节),如乙图中内码“A1A3”对应全角字符“。”,中文“全”的内码为“C8AB”。

3.条形码

条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和白条,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。我国普遍采用的EAN13条形码。

4.二维码

二维条码/二维码(2-dimensionalbarcode)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上(二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。

5.声音编码

(1)将模拟声音数字化需要经过采样、量化、编码三个过程。采样频率越高,量化位数越大,声音保真度越好,存储容量越大。

(2)录音时,声音信号通过麦克风转换成电流信号,通过声卡上的模数转换器(ADC)转换成数字信号,存储为文件。播放时,数字信号送到声卡上的数模转换器(DAC)还原为模拟信号,放大后送到扬声器发声。

(3)常见的声音文件类型有Wave、MP3、WMA等。

(4)Wave格式音频文件的存储容量计算公式:存储容量=采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×时长(s)(单位:位)。

6.图像编码

(1)图像有位图和矢量图两种。位图(又称栅格图、点阵图)是通过“像素”来描述图像的,适合表现层次和色彩比较丰富的图像,所需的存储空间较大,相机拍的都是位图,放大后会失真。矢量图是用一组指令集合或数学公式来描述的,适合线框型作品(比如三视图),放大、旋转等操作后清晰度不会发生变化。

(2)位图图像数字化

①采样:就是把一张图像分解成一个一个大小相同的像素点,点数越多,图像越

真实。

②量化:每个像素的颜色信息进行量化,也称为位深度。图像存储容量可以根据像素与颜色位深度进行计算:存储容量=总像素×颜色位深度/8(单位:字节)

颜色

每个像素点所占的位数

黑白图像

1位(21=2)

128色图像

7位(27=128)

24位真彩色

24位

结论:颜色数≤2n(其中n表示每个像素点的存储位数)

③编码:以多种图像文件格式保存,如BMP、JPEG、GIF、PNG等。

7.视频编码

(1)视频是由连续的画面组成动态图像的一种表示方式,常见的视频数据格式主要有:AVI、MPEG、MOV、电视广播制式:PAL每秒钟播放25帧(我国采用),NTSC每秒钟播放30帧。

(2)视频存储量(B)=帧图像存储量×帧频×播放时间(秒)。

(3)常见的视频编码方式有MPEG1、MPEG2、MPEG4等。

例1用UltraEdit软件观察字符内码,部分界面如图所示,下列说法正确的是 ()

A.字符“:”的内码采用ASCII编码

B.字符“37”的内码用二进制表示C.存储字符“℃”需要2Byte

D.字符“温度:35℃~37℃”存储时占用11个字节

答案C

解析本题考查字符编码。A选项从图中可得字符“:”对应两个字节内码,因此采用GB2312编码;B选项37为两个字符,需要两个字节,16位二进制,因此错误;C选项正确,“℃”编码为A1E6H;D选项共占用13个字节。

变式训练1使用UltraEdit软件观察字符串“期末,Fighting!”的内码,部分界面如图所示,

下列说法正确的是 ()

A.存储该字符串的内码共需要15b

B.该字符串中共有2个GB2312字符

C.字符“J”内码用十六进制表示为50

D.字符“期”的二进制编码11011010

答案D

解析本题考查字符编码。A选项存储该字符串的内码共需要15Byte,b为bit,不正确;B选项该字符串中共有3个GB2312字符;C选项通过推算可得J的十六进制表示为4