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1、神奇的数字化-辽宁资源共享课v数制数制 数制是人们利用符号进行计数的方法。数制是人们利用符号进行计数的方法。例如十进制、二级制、十二进制、六十进制等。例如十进制、二级制、十二进制、六十进制等。v十进制数（如十进制数（如10241024）由由0 0，1 1，2929十个基本数字符号组成。十个基本数字符号组成。由个、十、百、千由个、十、百、千等组成。等组成。1 计算机中的数制计算机中的数制2数制数制基本概念基本概念(1)(1)数码数码：数字符号数字符号。十进制十进制0909称为称为“数码数码”。(2)(2)基数：全部数码的个数称基数：全部数码的个数称“基数基数”，十进制的基，十进制的基数为数为10
2、10。(3)(3)计数原则计数原则：进位计数制。十进制进位计数制。十进制“逢十进一逢十进一”。(4)(4)位权：数码所处位置的计数单位为位权，位权的位权：数码所处位置的计数单位为位权，位权的大小以基数为底。大小以基数为底。千千10103 3、百、百10102 2、十、十10101 1、个、个10100 03数制数制基本概念基本概念千千 百百 十十 个（个（10103 3、10102 2、10101 1、10100 0）8 4 2 1 8 4 2 1（2 23 3、2 22 2、2 21 1、2 20 0）4数制数制 十进制十进制 二进制二进制 十六进制十六进制 数字符号数字符号 09 09 0
3、,1 0,1 09,A,B,C,D,E,F 09,A,B,C,D,E,F 基数基数 10102 21616位权位权 1010i i 2 2i i1616i i计算机中的数制计算机中的数制计算机能够直接识别的只有计算机能够直接识别的只有二进制数二进制数。这意味着它处理的数字、字符、图形、图像、声这意味着它处理的数字、字符、图形、图像、声音等信息，都是以音等信息，都是以1 1和和0 0 组成的组成的二进制编码二进制编码。在计算机中采用二进制数是因为：在计算机中采用二进制数是因为：二进制数易于表示。电子元件的稳定状态如电路的通、断或电平的高、低等，可以表达二进制的1和0。二进制数运算规则简单。简单的
4、运算规则，使运算器的运算控制容易实现。二进制数适于逻辑运算。二进制数中只有1和0，可代表逻辑代数中的真和假。5计算机中的数制计算机中的数制6二进制是由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现的，莱布尼兹认为，0和1是两个基本素数，其进位制就是二进制，是世界上数学进制中最先进的。据说，莱布尼兹的科学发现来自中国最早的经典易经中的八卦。计算机科学中常用的数制计算机科学中常用的数制二进制的不完美二进制的不完美（位数太长位数太长、不易识别不易识别、书写麻烦书写麻烦）v在编写计算机程序在编写计算机程序和书写数据和书写数据时，经常应用到时，经常应用到十进制、十进制、十六进制十六进制等等，其目的是简化二进制的，
5、其目的是简化二进制的数据数据表示。表示。7 数制转换数制转换 二进制数转换为十进制数二进制数转换为十进制数 方法：方法：把二进制数按位权形式展开为多项式和的把二进制数按位权形式展开为多项式和的形式，求其最后的和，得到其对应的十进制数。形式，求其最后的和，得到其对应的十进制数。例：例：二进制数二进制数1011.011011.01转换为十进制数是多少？转换为十进制数是多少？1011.01=12 1011.01=123 3+02+022 2+12+121 1+12+120 0+02+02-1-1+12+12-2-2=11.25=11.258数制转换数制转换十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数
6、整数部分：采用除二取余法，逆序排列所有余数；整数部分：采用除二取余法，逆序排列所有余数；小数部分：采用乘二取整，正序排列所有的整数。小数部分：采用乘二取整，正序排列所有的整数。例：例：将十进制数将十进制数62.2462.24转换为二进制数是多少？转换为二进制数是多少？（注：小数部分保留（注：小数部分保留3 3位）位）9数制转换数制转换(62.00)(62.00)1010=(111110.000)=(111110.000)2 2 10数制转换数制转换11(0.24)(0.24)1010=(0.00111)=(0.00111)2 2(62.24)(62.24)1010=(111110.00111)
7、=(111110.00111)2 2 r r进制转换为十进制进制转换为十进制 方法：方法：按位权展开并求和按位权展开并求和。其中其中aiai为第为第i i位上的数码，位上的数码，r r为基数为基数 (an a1a0.a-1a-m)r =anrn+a1r1+a0r0+a-1r-1+a-mr-m 12十进制转换为十进制转换为r r进制进制方法：方法：整数部分：整数除以整数部分：整数除以r r，取余数，余数倒排序。，取余数，余数倒排序。小数部分：小数乘以小数部分：小数乘以r r，取整数，整数正排序。，取整数，整数正排序。13进制转换进制转换的疑惑！的疑惑！Q Q1 1：使用计算机时，没有进行过二进制
8、转换，还是：使用计算机时，没有进行过二进制转换，还是用的熟悉的十进制，转换了吗？谁完成的？用的熟悉的十进制，转换了吗？谁完成的？Q2Q2：计算机专业人员为什么能很快地进行二进制和：计算机专业人员为什么能很快地进行二进制和十进制的转换？十进制的转换？14计算机科学中常用的数制计算机科学中常用的数制15v比尔盖茨的经典解析比尔盖茨的经典解析v84218421（四位以内的为例）（四位以内的为例）v9=9=？14=14=？0111=0111=？1101=1101=？计算机科学中常用的数制计算机科学中常用的数制16Q Q：1010是几？是几？2 信息的数字化信息的数字化 数数值值、文文字字、声声音音、图
9、图形形图图像像、动动画画和和视视频频等等信信息息，在在计计算算机机中中都都是是用用二二进进制制来来存存储储和和处理的。处理的。不不同同类类型型的的信信息息在在计计算算机机中中如如何何被被转转换换为为0 0和和1 1数字编码的呢？数字编码的呢？在下面的内容中，我们逐渐揭开在下面的内容中，我们逐渐揭开答案答案。17数值数据的数字化数值数据的数字化位位(bit)(bit)和和 字节字节(Byte)(Byte)Q Q：一个：一个bitbit表示的最大数是多少？表示的最大数是多少？Q Q：大数值怎么表示？：大数值怎么表示？0 1 0 0 1 1 0 08 8个位个位1 1个字节个字节A A：多个字节表示
10、和存储。：多个字节表示和存储。短整型占短整型占2 2字节，范围字节，范围-3276832767-3276832767。长整型占长整型占4 4字节，范围字节，范围-21474836482147483647-21474836482147483647浮点数占浮点数占4 4字节，字节，一个浮点数一个浮点数a a由两个数由两个数m m和和e e来表示：来表示：a=m 2ea=m 2e。m m是尾数、是尾数、e e是是阶码阶码可以在某个固定长度的字节内表示更大范围的数可以在某个固定长度的字节内表示更大范围的数 1819数值数据的数字化数值数据的数字化v例：用八位二进制表示十进制数+76与-76。(+76)
11、10=(01001100)2 (-76)10=(11001100)2 符号位 符号位Q Q：数值数据正负之分，正负数怎么表示？：数值数据正负之分，正负数怎么表示？A A：最高位是符号位：最高位是符号位20数值数据的数字化数值数据的数字化 IP IP查询(搜索IP地址的地理位置)您的您的IPIP是：是：61.161.168.45 61.161.168.45 来自：辽宁省沈阳市来自：辽宁省沈阳市 联通联通Q：192.168.256.112是正确的是正确的IP地址码？地址码？A A：11111111=100000000-1=28-1=256-1=11111111=100000000-1=28-1=2
12、56-1=255255IPIP地址分配给连接在地址分配给连接在InternetInternet上的上的主机主机的一个的一个32bit32bit地址。地址。Q Q：几个字节？：几个字节？Q Q：IPIP地址是地址是0000101000000000000000000000000100001010000000000000000000000001表示的地址表示的地址是什么？是什么？A：IP地址表示为地址表示为“10.0.0.1”。字符数据的数字化字符数据的数字化ASCIIASCII码码（American Standard Code for American Standard Code for Info
13、rmation InterchangeInformation Interchange）美国标准信息交换代码美国标准信息交换代码。vASCIIASCII码由七位二进制数组成。码由七位二进制数组成。用一个字节存储。用一个字节存储。v包括：数码包括：数码0 09 9，2626个大写英文字母，个大写英文字母，2626个小写英文字母以个小写英文字母以及各种运算符号、标点符号及控制字符等及各种运算符号、标点符号及控制字符等1 12828个字符个字符。v使用这些符号时，只要在使用这些符号时，只要在ASCIIASCII码表中找到符号对应的二进制码表中找到符号对应的二进制编码，就实现了符号的数字化。例如，编码，
14、就实现了符号的数字化。例如，A A 01000001 01000001 6565 a a 01100001 01100001 9797 0 0 00110000 00110000 484821字符数据的数字化字符数据的数字化UnicodeUnicode码码UnicodeUnicode码定义了涵盖世界上所有字符的字符集和编码定义了涵盖世界上所有字符的字符集和编码格式，码格式，是当今软件技术最重要的发展趋势是当今软件技术最重要的发展趋势。优势：优势：u每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，即Unicode码点。u共有1,114,112个码点。u避免了不同编码系统交叉使用引起的差异。u提供使用8位
15、、16位和32位编码单元的编码格式，即为UTF-8、UTF-16、UTF-32。2223汉字的数字化汉字的数字化v汉字表示过程汉字表示过程输入码：是用来将汉字输入到计算机中的一组键盘符号。机器自动识别语音识别 汉字的数字化汉字的数字化v汉字表示过程汉字表示过程国标码：国标码：中国标准总局中国标准总局19811981年制定了中华人民共和国国年制定了中华人民共和国国家标准家标准GB2312-80GB2312-80信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集。机内码：机内码：根据国标码的规定，每一个汉字都有了确定的根据国标码的规定，每一个汉字都有了确定的二进制代码二进制代码 。两个字节表示，每个
16、字节高位定为。两个字节表示，每个字节高位定为1 1。24 汉字的数字化汉字的数字化字形码：是一种用点阵记录汉字字形的编码，是汉字的输出形式。汉字按字形排列成点阵。常 用 的 点 阵 有 1616、24242424、3232或更大。2526声音的数字化声音的数字化声音声音 声声音音是是物物体体振振动动产产生生，通通过过介介质质传传播播的的一一种种连连续续的波，即声波。的波，即声波。按频率分类：按频率分类：频率低于20Hz的声波称为次声波；频率20Hz20kHz的声波称为可听波；频率20kHz1GHz的声波称为超声波。声音的数字化声音的数字化采采样样：指指每每隔隔一一个个时时间间间间隔隔在在模模拟
17、拟声声音音波波形形上上取取一个幅度值。一个幅度值。可可以以将将得得到到的的一一组组离离散散的的数数据据点点近近似似代代替替连连续续的的声波。每个数据点的坐标值用二进制数记录。声波。每个数据点的坐标值用二进制数记录。2728声音的数字化声音的数字化采样频率采样频率：指声音在录制过程中，每秒钟采样指声音在录制过程中，每秒钟采样的次数的次数。单位为赫兹（单位为赫兹（HzHz）。一般分为一般分为22.05KHz22.05KHz、44.1KHz44.1KHz、48KHz48KHz三个三个等级等级。l22.05KHz22.05KHz：广播的声音品质：广播的声音品质l44.1KHz44.1KHz：CDCD的
18、声音品质的声音品质l48KHz48KHz：更高标准：更高标准29声音的数字化声音的数字化采样采样位数：位数：每个采样点的数据表示范围。每个采样点的数据表示范围。一般分为一般分为8 8位位、1212位位、1616位位三个等级三个等级。Q Q：计算机的录音软件录制声音时，进行声音：计算机的录音软件录制声音时，进行声音采样的功能部件是什么？采样的功能部件是什么？A A：声卡，模数：声卡，模数/数模转换数模转换图形图像的数字化图形图像的数字化位图图像位图图像 亦称为点阵图像，是由称作像素的单个点组成的。亦称为点阵图像，是由称作像素的单个点组成的。当放大位图时，可以看见构成整个图像的无数单当放大位图时，
19、可以看见构成整个图像的无数单个颜色方块。个颜色方块。一个包含一个包含256256种颜色的调色板，可以用一个字节即种颜色的调色板，可以用一个字节即8 8位二进制来记录这些颜色信息。位二进制来记录这些颜色信息。30图形图像的数字化图形图像的数字化矢量图像矢量图像 是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线。线。矢量图只能靠软件生成。矢量图只能靠软件生成。矢量图它不受图像分辨率的影响，可以任意放大或缩矢量图它不受图像分辨率的影响，可以任意放大或缩小图形而不会影响图像的清晰度。小图形而不会影响图像的清晰度。l图像分辨率：指组成一幅图像的像素密度的
20、度量方法，图像分辨率以像素/英寸表示。31视频数据的数字化视频数据的数字化视频的数字化视频的数字化 指在一定时间内以一定的速度对单帧视频信号进指在一定时间内以一定的速度对单帧视频信号进行捕获和处理以生成数字信息的过程。行捕获和处理以生成数字信息的过程。3233视频数据的数字化视频数据的数字化 视频信息可以看成连续变换的多幅位图图像构成。视频信息可以看成连续变换的多幅位图图像构成。播放视频信息，每秒需传输和处理24幅以上的图像。视频信息数字化后的存储量相当大，所以需要进行压缩处理。34视频数据的数字化视频数据的数字化Q Q：DVDV还需要数字化吗？还需要数字化吗？A：数字摄像机可以完成视频的数字
21、化过程，生成视频的数字信息。需要做的只是将其导入计算机硬盘中。3 媒体信息的处理媒体信息的处理 运用多媒体信息处理技术，计算机能综合处运用多媒体信息处理技术，计算机能综合处理视频、图像、文字、声音、数据等多种媒理视频、图像、文字、声音、数据等多种媒体信息，使它们集成为一个体信息，使它们集成为一个系统系统。3536音频信息的处理音频信息的处理 音频文件格式音频文件格式数字音频文件用来在计算机上存储数字音频。数字音频文件用来在计算机上存储数字音频。音频文件有多种存储格式。音频文件有多种存储格式。原则上不同的音频格式需要不同的播放器，实原则上不同的音频格式需要不同的播放器，实际上现在的播放器大都可以
22、支持多种格式。际上现在的播放器大都可以支持多种格式。音频信息的处理音频信息的处理 常用音频文件格式MIDIMIDI格式格式 WAVWAV格式格式 MP3MP3格式格式 RARA、RAMRAM格式格式 WMAWMA格式格式 CDACDA格式格式 37音频信息的处理音频信息的处理 音频信息处理常用软件音频信息处理常用软件 多轨录音和音频处多轨录音和音频处理软件理软件音频的拼接、合并音频的拼接、合并特效处理特效处理38图像信息的处理图像信息的处理 图像文件格式图像文件格式 图像文件即按照一定的方式组织和存储图像图像文件即按照一定的方式组织和存储图像信息。信息。39图像信息的处理图像信息的处理 常用图
23、像文件格式常用图像文件格式BMPBMP格式格式 JPEGJPEG格式格式 GIFGIF格式格式 PNGPNG格式格式 PSDPSD格式格式 40图像信息的处理图像信息的处理 图像信息处理常用软件图像信息处理常用软件 PhotoShop 著名的图像处理著名的图像处理软件软件图像编辑、修补、图像编辑、修补、修饰修饰改善色彩效果改善色彩效果合并图像合并图像特效制作特效制作41视频信息的处理视频信息的处理 常用视频文件格式常用视频文件格式u 本地视频本地视频AVIAVI格式格式 MPEGMPEG格式格式 l3GP3GP格式格式lMP4MP4格式格式 -(-(移动终端）移动终端）u网络流媒体视频网络流媒
24、体视频RMRM格式格式 /RMVB/RMVB格式格式 MOVMOV格式格式 /MOV/MOV格式格式(QuickTime)(QuickTime)ASF/WMVASF/WMV格式格式 FLV/F4VFLV/F4V格式格式42视频信息的处理视频信息的处理 视频信息处理常用软件视频信息处理常用软件 会声会影是一款面向家庭用户的视频后期处理编会声会影是一款面向家庭用户的视频后期处理编辑软件。辑软件。支持不同格式的支持不同格式的影音素材影音素材剪辑功能可以挑剪辑功能可以挑战专业级软件战专业级软件简单易用、功能简单易用、功能丰富，普及度高丰富，普及度高43格式转换格式转换 完成视频、音频、图像等大多数文件
25、格式的转换，还可以为数字作品增加水印454 数据安全数据安全两方面的含义：两方面的含义：数据本身的安全和保密数据本身的安全和保密 l使用安全技术、数据完整性技术等对数据进行保护防止数据的损坏和丢失防止数据的损坏和丢失l数据备份、异地容灾数据安全数据安全威胁数据安全的因素威胁数据安全的因素硬盘损坏硬盘损坏人为错误人为错误病毒病毒黑客黑客威胁数据安全的因素威胁数据安全的因素 46v计算机病毒计算机病毒 计算机病毒就是能够侵入计算机系统并给计算机计算机病毒就是能够侵入计算机系统并给计算机系统带来故障的一种系统带来故障的一种程序程序程序程序。v病毒的主要来源病毒的主要来源 恶作剧恶作剧 保护软件保护软
26、件 攻击和摧毁系统攻击和摧毁系统 意想不到的结果意想不到的结果v特性特性 破坏性、寄生性、潜伏性、传染性、可激活性破坏性、寄生性、潜伏性、传染性、可激活性计算机病毒和防范计算机病毒和防范47计算机病毒的分类计算机病毒的分类引导区型病毒引导区型病毒文件型病毒文件型病毒宏病毒宏病毒 网络蠕虫病毒网络蠕虫病毒 木马病毒木马病毒黑客病毒黑客病毒 计算机病毒和防范计算机病毒和防范48计算机病毒的传播途径计算机病毒的传播途径 可移动光、磁介质可移动光、磁介质 网络网络计算机病毒的防范计算机病毒的防范 杀毒软件杀毒软件计算机病毒和防范计算机病毒和防范4950数据安全访问技术数据安全访问技术 访问控制技术访问
27、控制技术 访问控制技术可以通过访问控制技术可以通过登录访问登录访问控制、控制、网络权网络权限限控制、控制、目录级目录级控制和控制和属性属性控制等方式，保证网控制等方式，保证网络资源不受到非法或越权的访问，实现对信息的络资源不受到非法或越权的访问，实现对信息的保护。保护。常见实现形式常见实现形式登录控制登录控制权限控制权限控制 51数据安全访问技术数据安全访问技术 防火墙技术 设置在内部网络和外部网络之间的一道屏障，以防止内部网受到不可预测的、潜在破坏性的侵入。52数据安全访问技术数据安全访问技术 防火墙的运行机制一切未被允许的就是禁止的 （安全,效率低）一切未被禁止的就是允许的 （效率高，不安
28、全）5 数据加密数据加密数据加密技术 信息安全领域的核心技术，它的基本原理是通过改变数据原来的内容和形式，将信息进行伪装。密码算法 在加密过程中，原来的数据信息称为明文；加密以后的数据信息称为密文。加密：明文 密文 解密：密文 明文53545 数据加密数据加密数据加密技术数据加密技术 信息安全领域的核心技术，它的基本原理是通过改信息安全领域的核心技术，它的基本原理是通过改变数据原来的内容和形式，将信息进行伪装。变数据原来的内容和形式，将信息进行伪装。密码算法密码算法 明文和密文明文和密文 在加密过程中，原来的数据信息称为明文；在加密过程中，原来的数据信息称为明文；加密以后的数据信息称为密文加密
29、以后的数据信息称为密文。加密：明文加密：明文 密文密文 解密：密文解密：密文 明文明文密码算法：加密算法密码算法：加密算法+解密算法解密算法 复杂性、公开性复杂性、公开性密钥密钥密钥密钥 加密算法中的可变参数称为加密算法中的可变参数称为密钥密钥。l 加密算法公开，但密钥是关键，是保密的。加密算法公开，但密钥是关键，是保密的。对称加密和非对称加密对称加密和非对称加密 对称加密：对称加密：通信双方共同约定一个相同的密钥，通信双方共同约定一个相同的密钥，即用于加密也用于解密即用于加密也用于解密 。非对称加密：非对称加密：通信双方都有一对密钥，公共密通信双方都有一对密钥，公共密钥和私有密钥。双方公开各
30、自的公共密钥，用于钥和私有密钥。双方公开各自的公共密钥，用于加密；私有密钥不公开，用于解密。加密；私有密钥不公开，用于解密。55凯撒密码凯撒密码凯撒密码：凯撒密码：公元前公元前5050年年例：明文：例：明文：System modelsSystem models 密文：密文：Vbvwhp prghovVbvwhp prghov 加密方法：简单代替加密方法：简单代替明文：明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文：密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 5
31、6鉴别技术鉴别技术鉴别技术鉴别技术 保证新型的完整性和用户身份的真实性的技术保证新型的完整性和用户身份的真实性的技术v数字签名数字签名 一种以对整个文件进行加密为基础，确保信息的有效一种以对整个文件进行加密为基础，确保信息的有效性，并可以实现身份鉴别的技术。性，并可以实现身份鉴别的技术。5758数字签名数字签名数字签名的特点数字签名的特点签名是可以被确认的；签名是可以被确认的；签名是不可否认的；签名是不可否认的；签名是无法伪造的；签名是无法伪造的；签名是无法复制的；签名是无法复制的；签名是无法篡改的。签名是无法篡改的。数字签名数字签名u生成报文摘要生成报文摘要 利用函数公式，将明文信息转化成简
32、短的字符利用函数公式，将明文信息转化成简短的字符串，生成报文摘要。串，生成报文摘要。u生成数字签名生成数字签名 用户再用私有密钥对报文摘要进行加密，则生用户再用私有密钥对报文摘要进行加密，则生成用户的数字签名。成用户的数字签名。59数字水印技术数字水印技术 数字水印技术数字水印技术 指把特定的信息嵌入数字作品中，数字作品可以是指把特定的信息嵌入数字作品中，数字作品可以是音频、图片或是影片等。音频、图片或是影片等。数字水印可分为浮现式和隐藏式数字水印可分为浮现式和隐藏式 浮现式水印：可以被看见的水印，其所包含的浮现式水印：可以被看见的水印，其所包含的信息可在观看图片或影片时同时被看见。信息可在观
33、看图片或影片时同时被看见。隐藏式水印：以隐藏的方式将水印数据加入音隐藏式水印：以隐藏的方式将水印数据加入音频、图片或影片中，一般状况下无法看见。频、图片或影片中，一般状况下无法看见。60认证技术认证技术认证技术认证技术 即数字证书技术，数字证书是由认证中心颁发、即数字证书技术，数字证书是由认证中心颁发、管理和确认的。管理和确认的。认证中心是一个受到普遍信任的第三方专门认证中心是一个受到普遍信任的第三方专门机构。机构。认证中心的主要功能有：接受注册申请、批认证中心的主要功能有：接受注册申请、批准或拒绝请求、颁发证书。准或拒绝请求、颁发证书。认证中心接受用户申请，验证用户的有效身认证中心接受用户申
34、请，验证用户的有效身份之后，向用户颁发一个经过认证的数字证份之后，向用户颁发一个经过认证的数字证书。书。6162数字证书数字证书数字证书数字证书 就是一系列数据，记录了用户的公开密钥和身份信就是一系列数据，记录了用户的公开密钥和身份信息，是网络通信各方的身份证明。息，是网络通信各方的身份证明。主要内容有主要内容有：用户的身份信息（姓名、身份证号、地址等）；用户的身份信息（姓名、身份证号、地址等）；证书的序列号；证书的序列号；证书的类别；证书的类别；证书的有效期；证书的有效期；证书所有人的证书所有人的公开密钥公开密钥；证书发布机构的证书发布机构的数据签名数据签名和身份等。和身份等。6 数据压缩数
35、据压缩数据压缩数据压缩 按按照照特特定定的的编编码码机机制制，用用编编码码少少的的数数据据位位表表示示原原有信息的过程。有信息的过程。数据压缩的目标数据压缩的目标不丢失信息减少存储空间提高传输、存储和处理效率6364数据压缩基础数据压缩基础数据压缩的信息论基础数据压缩的信息论基础 从从信信息息的的角角度度来来看看，压压缩缩就就是是去去除除掉掉信信息息中中的的冗冗余余，即即去去除除掉掉确确定定的的或或可可推推知知的的信信息息，而而保保留留不不确确定定的的信信息息，用用一一种种更更接接近近信信息息本本质质的的描描述述来来代代替原有的冗余的描述。替原有的冗余的描述。数据压缩的条件数据压缩的条件空间冗
36、余（图像）时间冗余（视频）65数据解压缩数据解压缩解压缩解压缩 解压缩是数据压缩的逆过程，将一个通过软件压解压缩是数据压缩的逆过程，将一个通过软件压缩的文档、文件等恢复或近似恢复到压缩之前的缩的文档、文件等恢复或近似恢复到压缩之前的状态。状态。数据压缩可以由硬件实现或软件来实现，也可以软、硬件相结合的方法来实现。使用最普遍的是WinRAR、Winzip压缩软件。数据压缩类型数据压缩类型无损压缩无损压缩 不会产生失真，压缩数据解压后与原始数据一模不会产生失真，压缩数据解压后与原始数据一模一样，常用于文档的压缩。压缩比例低，通常在一样，常用于文档的压缩。压缩比例低，通常在2:1-5:12:1-5:
37、1。有损压缩有损压缩 允许一定程度的失真，压缩数据解压后与原始数允许一定程度的失真，压缩数据解压后与原始数据不完全一样，常用于据不完全一样，常用于图像、视频、音频等的压图像、视频、音频等的压缩缩。压缩比例高，通常在。压缩比例高，通常在100:1-200:1100:1-200:1。66文本数据压缩文本数据压缩自适应式替换压缩技术自适应式替换压缩技术 扫描整个文本并且寻找两个或多个字节组成的模扫描整个文本并且寻找两个或多个字节组成的模式。一旦发现一个新的模式，会用文件中其他地式。一旦发现一个新的模式，会用文件中其他地方没有用过的字节来代替这个模式。方没有用过的字节来代替这个模式。例例:文本文本“t
38、he rain in Spain stays mainly on the plain,but the rain in Maine falls again and again”l“the”用用“#”来替换，可以压缩来替换，可以压缩6个字节；个字节；l“ain”用用“”来替换，可以压缩来替换，可以压缩16个字节；个字节；l“in”用用“$”来替换，可以压缩来替换，可以压缩2个字节个字节67图像数据压缩图像数据压缩 行程编码技术行程编码技术 用一个用一个符号值符号值和和串长串长代替具有代替具有相同值相同值的的连续连续符号。符号。例：例：5555557777733322221111111 行程编码为行
39、程编码为：（5，6）（）（7，5）（）（3，3）（）（2，4）（）（1，7）行程编码的位数远远少于原始字符串的位数行程编码的位数远远少于原始字符串的位数图像压缩图像压缩 假设图像中有片含假设图像中有片含200200个像素的白色区域，每个像素个像素的白色区域，每个像素用用1 1个字节来表示。个字节来表示。经过行程编码压缩后，这串经过行程编码压缩后，这串200200个字节的数据被压缩个字节的数据被压缩成成2 2个字节，个字节，1 1个字节存储像素，个字节存储像素，1 1个字节存储串长。个字节存储串长。68视频数据压缩视频数据压缩运动补偿技术运动补偿技术 视频是由一系列的帧组成，每一帧又是一幅位图视
40、频是由一系列的帧组成，每一帧又是一幅位图图像，在相邻的两帧图像之间具有很大的相关性。图像，在相邻的两帧图像之间具有很大的相关性。这种技术只存储每一帧之间变化的数据，而不需这种技术只存储每一帧之间变化的数据，而不需要存储每一帧中所有的数据。要存储每一帧中所有的数据。例：例：一个人在篮球场打球，只有人在变化，背景一个人在篮球场打球，只有人在变化，背景却保持稳定。计算机只需计算出两帧之间的差别，却保持稳定。计算机只需计算出两帧之间的差别，只存储改变的内容即可。只存储改变的内容即可。根据数据的不同，运动补偿的压缩比可以达到根据数据的不同，运动补偿的压缩比可以达到200:1200:1。69音频数据压缩音
41、频数据压缩自适应脉冲编码调制法自适应脉冲编码调制法 采用预测技术减少量化编码器输入信号的冗余度，通采用预测技术减少量化编码器输入信号的冗余度，通过自适应方式，使量化编码器的参数能够根据输入信过自适应方式，使量化编码器的参数能够根据输入信号的统计特性自适应于最佳参数状态。号的统计特性自适应于最佳参数状态。音频文件存储容量计算公式为：音频文件存储容量计算公式为：存储容量存储容量(字节字节)=)=采样频率采样频率采样位数采样位数/8/8声道数声道数时间时间 例：一段持续例：一段持续1 1分钟的双声道音乐，若采样频率为分钟的双声道音乐，若采样频率为44.1KHz44.1KHz，采样位数为，采样位数为1616位，数字化后需要的存储容位，数字化后需要的存储容量为：量为：44.1k44.1k1616/8260=10.584/8260=10.584MBMB 70SYNU此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢