1.2.2數(shù)據(jù)編碼課件人教-中圖版高中信息技術(shù)必修1

數(shù)據(jù)編碼與壓縮講課人：***時(shí)間：2023年11月【第一章】【認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)】學(xué)習(xí)目標(biāo)

Learninggoals01能夠描述數(shù)據(jù)與信息的特征02知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式。03掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)的方法04體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)編碼你遇到過這些問題嗎？文檔網(wǎng)頁出現(xiàn)亂碼下載Word文字重疊數(shù)據(jù)編碼影響因素？圖像質(zhì)量圖像顯示圖像大小你遇到過這些問題嗎？數(shù)據(jù)編碼計(jì)算機(jī)是如何處理字符的？數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼指的是用預(yù)先規(guī)定的辦法將文字、數(shù)字或其他對(duì)象編成可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)里的數(shù)值。數(shù)據(jù)編碼字符（文字、符號(hào)等）數(shù)字（二進(jìn)制等）預(yù)先確定的規(guī)則每個(gè)字符擁有對(duì)應(yīng)的

數(shù)字編碼便于不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間

交換信息交換碼編碼方案字符編碼數(shù)據(jù)編碼字符（文字、符號(hào)等）數(shù)字（二進(jìn)制等）預(yù)先確定的規(guī)則編碼方案字符集方案支持的所有抽象字符的集合字符編碼字符集與數(shù)之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的法則字符編碼字符編碼-英文字符編碼ASCII編碼美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，ASCII)字符集：大小寫字母、數(shù)字、常用符號(hào)等128個(gè)字符字符編碼：利用1個(gè)字節(jié)對(duì)128個(gè)字符進(jìn)行數(shù)字編碼數(shù)據(jù)編碼字符編碼-通用字符編碼方案數(shù)據(jù)編碼unicode字符集與編碼方案Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號(hào)的字符編碼方案。UTF-8、UTF-16、UTF-32Unicode（統(tǒng)一碼、萬國碼、單一碼）是一種在計(jì)算機(jī)上使用的字符編碼。它為每種語言中的每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一并且唯一的二進(jìn)制編碼，以滿足跨語言、跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換、處理的要求。字符編碼-中文字符編碼數(shù)據(jù)編碼GB2312-1980GBKGB18030-2005共收錄7445個(gè)字符，其中漢字6763個(gè)。GB2312-1980兼容標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，采用擴(kuò)展ASCII碼的編碼空間進(jìn)行編碼，一個(gè)漢字占用兩個(gè)字節(jié)。收錄了21003個(gè)漢字。是我國繼GB2312-1980和GB13000-1993之后最重要的漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)，是我國計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須遵循的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)之一。收錄了7萬多個(gè)漢字。計(jì)算機(jī)中常見的存儲(chǔ)單位與換算關(guān)系數(shù)據(jù)編碼存儲(chǔ)單位換算關(guān)系B(byte),字節(jié)1B=8b(bit,位)KB(kilobyte),千字節(jié)1KB=1024B=210bMB(megabyte),兆字節(jié)1MB=1024KB=220bGB(gigabyte),吉字節(jié)1GB=1024MB=230bTB(terabyte),太字節(jié)1TB=1024GB=240bPB(petabyte),拍字節(jié)1PB=1024TB=250bEB(exabyte),艾字節(jié)1EB=1024PB=260b計(jì)算機(jī)中常見的存儲(chǔ)單位與換算關(guān)系計(jì)算機(jī)處理字符的過程數(shù)據(jù)編碼存儲(chǔ)、操作、傳輸?shù)忍幚盹@示屏輸出、打印輸出等輸出利用鍵盤等輸入字符輸入計(jì)算機(jī)處理字符的過程數(shù)據(jù)編碼環(huán)節(jié)英文中文輸入鍵盤直接鍵入輸入碼（拼音、五筆等）處理ASCII編碼機(jī)內(nèi)碼輸出字型碼（輸出碼）：點(diǎn)陣&矢量聲音編碼數(shù)據(jù)編碼失真、噪音傳輸中易受環(huán)境的干擾連續(xù)變化的量聲音的數(shù)字化聲音編碼·聲音的數(shù)字化數(shù)據(jù)編碼模擬信號(hào)聲音量化聲音編碼聲音采樣數(shù)字信號(hào)聲音編碼·聲音的數(shù)字化數(shù)據(jù)編碼采樣：采樣是以相等的時(shí)間間隔來測(cè)得聲音模擬信號(hào)的模擬量值，對(duì)其進(jìn)行離散化提取。采樣周期-即相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔，采樣頻率-是采樣周期的倒數(shù)，理論上來說采樣頻率越高，聲音的還原度就越高，聲音就越真實(shí)。為了不失真，采樣頻率需要大于聲音最高頻率的兩倍。量化：將采樣值變換到最接近的數(shù)字值，即用有限個(gè)數(shù)的數(shù)值近似地表示原來連續(xù)變化的值。其量化過后的樣本是用二進(jìn)制表示的，此時(shí)可以理解為已經(jīng)完成了模擬信號(hào)到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。編碼：通過采樣和量化，將一個(gè)連續(xù)的波形轉(zhuǎn)換成由一系列二進(jìn)制數(shù)表示的數(shù)據(jù)，形成二進(jìn)制編碼。數(shù)據(jù)編碼音頻所占的存儲(chǔ)容量=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r長(zhǎng)/8例：一首時(shí)長(zhǎng)為100s的雙聲道音樂，采樣頻率為44.kHz，量化位數(shù)為16，計(jì)算該音樂的音頻所占的存儲(chǔ)容量。音頻所占的存儲(chǔ)容量=44100×16×2×100/8=17640000B

17640000/1024/1024≈17MB聲音編碼數(shù)據(jù)編碼圖像編碼圖像編碼的原因：數(shù)據(jù)是信息的載體，相同的信息可以通過不同的數(shù)據(jù)量去表示，嘗試用不同的表達(dá)方式以減少表示圖像的數(shù)據(jù)量，對(duì)圖像的壓縮可以通過對(duì)圖像的編碼實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)編碼圖像編碼一幅圖像可以看作由許多彩色或各種級(jí)別灰度的點(diǎn)組成的，這些點(diǎn)按橫縱進(jìn)行排列，被稱為像素，如下圖所示。圖像中每個(gè)像素的顏色值都用一個(gè)或多個(gè)二進(jìn)制位來存儲(chǔ)。

圖像編碼也稱圖像壓縮，是指在滿足一定質(zhì)量的條件下，以較少比特?cái)?shù)表示圖像或圖像中所包含信息的技術(shù)。數(shù)據(jù)編碼圖像編碼模擬圖像數(shù)字圖像圖像采樣圖像量化圖像編碼數(shù)據(jù)編碼圖像編碼圖像所占的存儲(chǔ)容量=水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)×顏色深度/8例1：圖像尺寸為90×72像素，顏色深度為1，計(jì)算該圖像所占的存儲(chǔ)容量。圖像所占的存儲(chǔ)容量=90×72×1/8=810B例2：圖像尺寸為90×72像素，顏色深度為24位，計(jì)算該圖像所占的存儲(chǔ)容量。圖像所占的存儲(chǔ)容量=90×72×24/8=19440B

19440/1024≈19KB數(shù)據(jù)編碼視頻編碼視頻編碼方式就是指通過壓縮技術(shù)，將原始視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。常見的視頻文件格式有AⅥ、WMV和MP4等。視頻本質(zhì)：視頻畫面是由以一定速度連續(xù)播放的一組靜態(tài)圖像形成的，這些靜態(tài)圖像被稱之為幀，當(dāng)連續(xù)的圖像變化超過24幀/s時(shí)，根據(jù)視覺暫留原理，就會(huì)形成比較流暢的視覺畫面。數(shù)據(jù)壓縮

是用更少的空間對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的過程，指在不丟失有用信息的前提下，縮減數(shù)據(jù)量以減少存儲(chǔ)空間，提高其傳輸、存儲(chǔ)和處理效率，或按照一定的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，減少數(shù)據(jù)的冗余和存儲(chǔ)的空間的一種技術(shù)方法。數(shù)據(jù)壓縮常用的壓縮方法分為無損壓縮和有損壓縮。數(shù)據(jù)壓縮有損壓縮：是利用了人類對(duì)圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息；雖然不能完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對(duì)理解原始圖像的影響縮小，卻換來了大得多的壓縮比。無損壓縮：對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原后，得到的數(shù)據(jù)與壓縮前完全相同。

（可完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)而不引起任