第一單元 項(xiàng)目二探究計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示一一認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼 第2課時(shí) 課件

項(xiàng)目二：認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼（必修1）演講人2023-04-0601（第2課時(shí)）02活動(dòng)四：圖像分辨率、圖像深度與圖像文件大小的關(guān)系03活動(dòng)五：小結(jié)04項(xiàng)目二：認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼（必修1）05（第2課時(shí)）06了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程07活動(dòng)四：圖像分辨率、圖像深度與圖像文件大小的關(guān)系08活動(dòng)五：小結(jié)目錄（第2課時(shí)）洛陽(yáng)市第十二高級(jí)中學(xué)衛(wèi)君利學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程2.掌握未經(jīng)壓縮的聲音的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法3.了解圖像數(shù)字化的基本方法與過(guò)程4.掌握未經(jīng)壓縮的圖像的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法導(dǎo)入：聽(tīng)兩段內(nèi)容相同但質(zhì)量不同的音樂(lè)，看兩幅內(nèi)容相同，但質(zhì)量不同的圖片，提出問(wèn)題“如果用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理聲音和圖片，需要將它們數(shù)字化，它們數(shù)字化的過(guò)程如何？影響它們質(zhì)量的因素有哪些？,活動(dòng)一：聲音的數(shù)字化（閱讀17-18，23頁(yè)小組合作完成下列內(nèi)容）（第2課時(shí)）1.聲音數(shù)字化過(guò)程。模擬聲音信號(hào)→（采樣）→（量化）→（編碼）→數(shù)字聲音信號(hào)2.采樣（sampling）即（每隔一段時(shí)間）在（模擬）聲音信號(hào)的波形上采集一個(gè)（幅度值）。上圖是一段聲波在一秒鐘內(nèi)的波形，下圖左側(cè)為一秒鐘采樣8次，右圖為一秒鐘采樣14次，請(qǐng)根據(jù)采樣得到的幅度值，嘗試還原聲音的波形，說(shuō)說(shuō)你的感受。（第2課時(shí)）感受：采樣頻率越高（即采樣間隔時(shí)間越短），單位時(shí)間內(nèi)得到的聲音樣本越（多/少），對(duì)聲音信號(hào)波形的表示越（精確），聲音保真度（越高）。3.量化（quantization），即用二進(jìn)制數(shù)表示采樣所得到的幅度值的過(guò)程。首先將幅度值范圍劃分為2n個(gè)級(jí)數(shù)，每個(gè)級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)幅度值，然后將采樣得到的各個(gè)幅（第2課時(shí)）度值按一定的規(guī)則近似到到某個(gè)級(jí)數(shù)值，并用二進(jìn)制數(shù)表示，從而形成一組二進(jìn)制數(shù)序列。如果量化位數(shù)為2，可用22個(gè)量化級(jí)數(shù)來(lái)表示幅度值，這4個(gè)量化級(jí)數(shù)分別為00、01、10、11，轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)即為0、1、2、3四個(gè)數(shù)值來(lái)表示幅度值。如果某個(gè)幅度值為2.3，則可將其近似為2。如果量化位數(shù)為4，可用（16）個(gè)量化級(jí)數(shù)來(lái)表示幅度值，這16個(gè)量化級(jí)數(shù)分別為（0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111），轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)即為（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15），如果某個(gè)幅度值為13.6，則可將其近似為14。（第2課時(shí)）上圖是一段聲音在一秒內(nèi)波形，下圖左側(cè)是每秒采樣16次，采樣得到幅度值（黑色點(diǎn)），現(xiàn)在需要將這些幅度值量化，下方左側(cè)為量化位數(shù)為2時(shí)、右側(cè)為量化位數(shù)為4時(shí)，請(qǐng)按照就近取值（四舍五入）的原則對(duì)其進(jìn)行量化，并將量化后的點(diǎn)用紅色筆標(biāo)注出來(lái)，根據(jù)量化后的點(diǎn)嘗試還原原波形，并談?wù)勀愕母惺?。感受：量化位?shù)越多，量化級(jí)越多，對(duì)幅度值的表示越精確，聲音保真度越高。（第2課時(shí)）4.聲音編碼，就是按照一定格式把經(jīng)過(guò)（采樣）和（量化）得到的（離散數(shù)據(jù)）記錄下來(lái)，并在其基礎(chǔ)上加入（用于糾錯(cuò)、同步和控制）的數(shù)據(jù)，最終轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)?？偨Y(jié)：數(shù)字聲音的質(zhì)量與采樣頻率和量化位數(shù)成正相關(guān)，采樣頻率越高、量化位數(shù)越大，數(shù)字化后的聲音保真度越高，同時(shí)所占用的存儲(chǔ)空間也越大。活動(dòng)二：未經(jīng)壓縮的聲音的數(shù)據(jù)量計(jì)算（閱讀書(shū)本23頁(yè)內(nèi)容完成下列問(wèn)題）1.（采樣頻率）、（量化位數(shù)）和（聲道數(shù)）是數(shù)字化音頻的技術(shù)指標(biāo)，被成為聲音數(shù)字化的三要素。直接影響數(shù)字化后音頻的質(zhì)量及數(shù)據(jù)量的大小。（第2課時(shí)）2.未經(jīng)壓縮的音頻文件的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法：數(shù)據(jù)量（B）=數(shù)據(jù)率*持續(xù)時(shí)間=（采用頻率*量化位數(shù)*聲道數(shù)）/8*持續(xù)時(shí)間公式中采樣頻率的單位為HZ,時(shí)間的單位為s，數(shù)據(jù)量單位為B。如果題目中給出的單位與公式中的單位不同，則需要先換算下。即時(shí)練1：CD的標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率為44100Hz,量化位數(shù)為16位立體聲雙聲道,每秒數(shù)據(jù)量為（176400）B。解析：數(shù)據(jù)量=（44100*16*2）/8*1=176400(B)即時(shí)練2：錄制一段時(shí)間為10秒，采樣頻率為22050Hz,量化位數(shù)為8位單聲道的WAV格式音頻，文件數(shù)據(jù)量為（215）KB。解析：數(shù)據(jù)量=(（22050*8*1）/8*10)/1024=215(KB)（第2課時(shí)）提示：1TB=1024GB1GB=1024MB1MB=1024KB1KB=1024B1B=8bit活動(dòng)三、圖像數(shù)字化的過(guò)程（閱讀書(shū)本24-25頁(yè)內(nèi)容回答小組合作完成下列問(wèn)題）：1.使用圖描述圖像的的數(shù)字化過(guò)程。模擬圖像→（采樣）→（量化）→（編碼）→數(shù)字圖像2.圖像分辨率：一幅圖像所包含的（橫向）和（縱向）的（像素點(diǎn)）的數(shù)目成為圖像分辨率。一副圖像的分辨率為1024*728，表示該圖像橫向有（1024）個(gè)像素點(diǎn)，縱向有（728）個(gè)像素點(diǎn)，共計(jì)（1024*728）個(gè)像素點(diǎn)。（第2課時(shí)）3.顏色深度：記錄每個(gè)像素點(diǎn)的顏色或亮度所需要的（二進(jìn)制位數(shù)）稱(chēng)為顏色深度。顏色深度越大，可表示的顏色數(shù)目越（多），圖像色彩越豐富。請(qǐng)根據(jù)書(shū)本上相關(guān)介紹，完善下表。4.圖像編碼：按照一定的格式將（位圖）上各個(gè)像素點(diǎn)的（量化）數(shù)據(jù)記錄下來(lái)的過(guò)程。不同的編碼方法形成了（不同格式）的圖像文件，如（BMPJPEGGIF……）等?？偨Y(jié)：數(shù)字圖像的質(zhì)量與圖像分辨率、顏色深度成正相關(guān)。圖像分辨率越高、顏色深度越大，數(shù)字化的圖像就越清晰，同時(shí)所占的存儲(chǔ)空間也越大?；顒?dòng)四：圖像分辨率、圖像深度與圖像文件大小的關(guān)系未經(jīng)壓縮的位圖圖像的數(shù)據(jù)量（B）=圖像分辨率*顏色深度/8ACB即時(shí)練1：一幅分辨率為1024X768像素的24位真彩色RGB位圖，數(shù)據(jù)量為（2）MB。解析：數(shù)據(jù)量=(1024*768*24/8)/1024/1024=2(MB)1.未經(jīng)壓縮的位圖圖像的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法為：（第2課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程2.掌握未經(jīng)壓縮的聲音的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法3.了解圖像數(shù)字化的基本方法與過(guò)程4.掌握未經(jīng)壓縮的圖像的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法活動(dòng)一：聲音的數(shù)字化（閱讀17-18，23頁(yè)小組合作完成下列內(nèi)容）1.聲音數(shù)字化過(guò)程。了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程2.采樣（sampling）即（）在（）聲音信號(hào)的波形上采集一個(gè)（）。上圖是一段聲波在一秒鐘內(nèi)的波形，下圖左側(cè)為一秒鐘采樣8次，右圖為一秒鐘采樣14次，請(qǐng)根據(jù)采樣得到的幅度值，嘗試還原聲音的波形，說(shuō)說(shuō)你的感受。感受：了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程3.量化（quantization），即用二進(jìn)制數(shù)表示采樣所得到的幅度值的過(guò)程。首先將幅度值范圍劃分為2n個(gè)級(jí)數(shù)，每個(gè)級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)幅度值，然后將采樣得到的各個(gè)幅度值按一定的規(guī)則近似到到某個(gè)級(jí)數(shù)值，并用二進(jìn)制數(shù)表示，從而形成一組二進(jìn)制數(shù)序列。如果量化位數(shù)為2，可用22個(gè)量化級(jí)數(shù)來(lái)表示幅度值，這4個(gè)量化級(jí)數(shù)分別為00、01、10、11，轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)即為0、1、2、3四個(gè)數(shù)值來(lái)表示幅度值。如果某個(gè)幅度值為2.3，則可將其近似為2。如果量化位數(shù)為4，可用（16）個(gè)量化級(jí)數(shù)來(lái)表示幅度值，這16個(gè)量化級(jí)數(shù)分別為（0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111），轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)即為（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15），如果某個(gè)幅度值為13.6，則可將其近似為14。了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程上圖是一段聲音在一秒內(nèi)波形，下圖左側(cè)是每秒采樣16次，采樣得到幅度值（黑色點(diǎn)），現(xiàn)在需要將這些幅度值量化，下方左側(cè)為量化位數(shù)為2時(shí)、右側(cè)為量化位數(shù)為4時(shí)，請(qǐng)按照就近取值（四舍五入）的原則對(duì)其進(jìn)行量化，并將量化后的點(diǎn)用紅色筆標(biāo)注出來(lái)，根據(jù)量化后的點(diǎn)嘗試還原原波形，并談?wù)勀愕母惺?。感受：了解聲音?shù)字化的基本方法與過(guò)程5.聲音編碼，就是按照一定格式把經(jīng)過(guò)（）和（）得到的（離散數(shù)據(jù)）記錄下來(lái)，并在其基礎(chǔ)上加入（）的數(shù)據(jù)，最終轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)?？偨Y(jié)：活動(dòng)二：未經(jīng)壓縮的聲音的數(shù)據(jù)量計(jì)算（閱讀書(shū)本23頁(yè)內(nèi)容完成下列問(wèn)題）3.（）、（）和（）是數(shù)字化音頻的技術(shù)指標(biāo)，被成為聲音數(shù)字化的三要素。直接影響數(shù)字化后音頻的質(zhì)量及數(shù)據(jù)量的大小。4.未經(jīng)壓縮的音頻文件的數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法：公式中采樣頻率的單位為HZ,時(shí)間的單位為s，數(shù)據(jù)量單位為B。如果題目中給出的單位與公式中的單位不同，則需要先換算下。了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程即時(shí)練1：CD的標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率為44100Hz,量化位數(shù)為16位立體聲雙聲道,每秒數(shù)據(jù)量為（）B。即時(shí)練2：錄制一段時(shí)間為10秒，采樣頻率為22050Hz,量化位數(shù)為8位單聲道的WAV格式音頻，文件數(shù)據(jù)量為（）KB。提示：1TB=1024GB1GB=1024MB1MB=1024KB1KB=1024B1B=8bit活動(dòng)三、圖像數(shù)字化的過(guò)程（閱讀書(shū)本24-25頁(yè)內(nèi)容回答小組合作完成下列問(wèn)題）：4.使用圖描述圖像的的數(shù)字化過(guò)程。模擬圖像→（）→（）→（）→數(shù)字圖像了解聲音數(shù)字化的基本方法與過(guò)程5.圖像分辨率：一幅圖像所包含的（）和（）的（）的數(shù)目成為圖像分辨率。一副圖像的分辨率為1024*728，表示該圖像橫向有（）個(gè)像素點(diǎn)，縱向有（）個(gè)像素點(diǎn)，共計(jì)（）個(gè)像素點(diǎn)。6.顏色深度：記錄每個(gè)像素點(diǎn)的顏色或亮度所需要的（二進(jìn)制位數(shù)）稱(chēng)為顏色