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1、信息数字化表示信息数字化表示5/8/20231第1页，本讲稿共59页2.1计算机中的数据计算机中的数据计算机通过电子开关的状态表示数据计算机通过电子开关的状态表示数据开关的开关的“通通”状态表示状态表示1，开关的，开关的“断断”状态表示状态表示05/8/20232第2页，本讲稿共59页q一个开关有两个状态一个开关有两个状态qn个开关能描述个开关能描述2n个不同的状态个不同的状态q只要有足够的开关，就可以表示任意的数只要有足够的开关，就可以表示任意的数据形式据形式5/8/20233第3页，本讲稿共59页计算机中的数据分类计算机中的数据分类文本文本(text)图像图像(image)音频音频(aud
2、io)视频视频(video)数字数字(number)数据数据(data)5/8/20234第4页，本讲稿共59页2.2二进制、八进制和十六进制二进制、八进制和十六进制一、数制一、数制数制：数制：用一组固定的用一组固定的数码数码和一套统一的和一套统一的规则规则来表来表示数目的方法示数目的方法进位计数制进位计数制：数码表示的值与位置有关：数码表示的值与位置有关基数基数：进位计数制中允许使用的基本数码的个数：进位计数制中允许使用的基本数码的个数位权位权：数码在不同位置上的权值，其大小是以：数码在不同位置上的权值，其大小是以基基数为底数为底、数码所在位置的、数码所在位置的序号为指数序号为指数的整数次幂
3、的整数次幂5/8/20235第5页，本讲稿共59页进制进制基数基数运算原则运算原则实例实例十进制十进制09共十共十个数个数逢十进一逢十进一5651016100二进制二进制01共两共两个数个数逢二进一逢二进一10121020进位计数制进位计数制5/8/20236第6页，本讲稿共59页进位计数制进位计数制一般而言，对于任意的一般而言，对于任意的R进制数进制数An-1An-2.A1A0A-1A-2A-3.A-m(其其中中n为为整整数位数，数位数，m为小数位数为小数位数)其值可以表示为：其值可以表示为：An-1Rn-1An-2Rn-2.A1R1+A0R0A-1R-1+A-2R-2+A-3R-3.A-m
4、R-m5/8/20237第7页，本讲稿共59页二、二进制二、二进制计算机内部只能以二进制形式处理数值数据计算机内部只能以二进制形式处理数值数据二进制允许使用的数码为二进制允许使用的数码为0、1，基数为，基数为2并按并按“逢二进一逢二进一”的原则进行计数的原则进行计数例如：例如：(110010.11)2125124023022121+02012-112-25/8/20238第8页，本讲稿共59页例例：将（将（35.6875）10转换为二进制数。转换为二进制数。用除用除2取余法将取余法将整数部分整数部分(35)10转换为二进制整数：转换为二进制整数：235余数为余数为1低位低位217余数为余数为1
5、28余数为余数为024余数为余数为022余数为余数为021余数为余数为1高位高位0故：故：(35)10=(100011)2验证：验证：125+024+023+022+121+120=32+2+1=35十进制转换成二进制十进制转换成二进制5/8/20239第9页，本讲稿共59页用乘用乘2取整法将取整法将小数部分小数部分(0.6875)10转换为二进制形式：转换为二进制形式：0.687521.3750整数部分为整数部分为1高位高位0.375020.7500整数部分为整数部分为00.750021.5000整数部分为整数部分为10.500021.0000整数部分为整数部分为1低位低位即：即：(0.68
6、75)10=(0.1011)25/8/202310第10页，本讲稿共59页 整整数数部部分分与与小小数数部部分分合合并并，可可得得：(35.6875)10=(100011.1011)2注意：注意：在在上上例例中中，将将十十进进制制小小数数转转换换成成为为二二进进制制小小数数的的过过程程中中，乘乘积积小小数数部部分分变变成成“0”，表表明明转转换换结结束束。实实际际上上将将十十进进制制小小数数转转换换成成二二进进制制、八八进进制制、十十六六进进制制小小数数过过程程中中小数部分可能始终不为零，因此只能限定取若干位为止。小数部分可能始终不为零，因此只能限定取若干位为止。将十进制数转换为八进制、十六进
7、制数的规则和方法与将十进制数转换为八进制、十六进制数的规则和方法与之相同，只是之相同，只是R（基数）的取值不同。（基数）的取值不同。5/8/202311第11页，本讲稿共59页三、八进制和十六进制三、八进制和十六进制八进制具有八个不同的数码符号八进制具有八个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7其基数为其基数为8,并按并按“逢八进一逢八进一”的原则进行计数的原则进行计数例如：例如：(6734)86837823814805/8/202312第12页，本讲稿共59页十六进制具有十六个不同的数码符号十六进制具有十六个不同的数码符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，
8、其基数为，其基数为16十六进制数的计数规则十六进制数的计数规则:逢十六进一。逢十六进一。在十六个数码中，在十六个数码中，A代表十进制代表十进制10，B代表代表11，C代表代表12，D代表代表13，E代表代表14，F代表代表15。例如：例如：(9FC5)169163151621216151605/8/202313第13页，本讲稿共59页十六进制转换成十进制十六进制转换成十进制（26A）16=2162+6161+10160=512+96+10=618八进制转换成十进制八进制转换成十进制（423.2）8=482+281+380+28-1总结总结：十进制、八进制、十六进制之间的转换，比：十进制、八进制
9、、十六进制之间的转换，比较难计算，而且一般用得很少，最常用的方法是将较难计算，而且一般用得很少，最常用的方法是将其转换成二进制，然后再转换一次。其转换成二进制，然后再转换一次。5/8/202314第14页，本讲稿共59页八进制与二进制之间的转换八进制与二进制之间的转换二进制数转换为八进制数二进制数转换为八进制数 三位并一位三位并一位三位并一位三位并一位：以小数点为基准，整数部分从右到左，：以小数点为基准，整数部分从右到左，小数部分从左到右，每三位一组，不足三位添小数部分从左到右，每三位一组，不足三位添0补足补足,然然后把每组的三位二进制数按权展开后相加，得到相应的后把每组的三位二进制数按权展开
10、后相加，得到相应的一位八进制数码，再按权的顺序连接即得相应的八进制一位八进制数码，再按权的顺序连接即得相应的八进制数。数。例如：例如：(1011100.00101011)2=(?)8(001,011,100.001,010,110)2=(134.126)8134.1265/8/202315第15页，本讲稿共59页八进制与二进制之间的转换八进制与二进制之间的转换八进制数转换为二进制数八进制数转换为二进制数 一位拆三位一位拆三位一位拆三位一位拆三位：将每一位八进制数写成对应的三位二进：将每一位八进制数写成对应的三位二进制数，然后按权连接即可制数，然后按权连接即可例如：例如：(123.67)8=(?
11、)2123.67(八进制八进制)001,010,011.110,111(二进制二进制)(123.67)8=(1010011.110111)25/8/202316第16页，本讲稿共59页十六进制与二进制之间的转换十六进制与二进制之间的转换 二进制数转换为十六进制数二进制数转换为十六进制数四位并一位四位并一位四位并一位四位并一位：以小数点为基准，：以小数点为基准，整数整数部分从右到部分从右到左，左，小数小数部分从左到右，每四位一组，不足四位部分从左到右，每四位一组，不足四位添添0 0补足补足,然后把每组的四位二进制数按权展开后然后把每组的四位二进制数按权展开后相加，得到相应的一位十六进制数码，再按
12、权的相加，得到相应的一位十六进制数码，再按权的顺序连接即得相应的十六进制数顺序连接即得相应的十六进制数例如：例如：(1011110.00011)(1011110.00011)2 2=(?)=(?)1616(0101,1110.0001,1000)(0101,1110.0001,1000)2 2=(5E.18)=(5E.18)1616 5 E.1 8 5 E.1 85/8/202317第17页，本讲稿共59页十六进制与二进制之间的转换十六进制与二进制之间的转换 十六进制数转换为二进制数十六进制数转换为二进制数一位拆四位一位拆四位一位拆四位一位拆四位：把一位十六进制数写成对应的四位二：把一位十六进
13、制数写成对应的四位二进制数，然后按权连接即可。进制数，然后按权连接即可。例如：例如：(123.EF)(123.EF)1616=(?)=(?)2 21 2 3.E F(1 2 3.E F(十六进制十六进制)0001,0010,0011.1110,1111 (0001,0010,0011.1110,1111 (二进制二进制)(123.EF)(123.EF)1616=(100100011.11101111)=(100100011.11101111)2 25/8/202318第18页，本讲稿共59页常用数制的对照表常用数制的对照表十进制二进制八进制十六进制00000001000111200102230
14、011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F5/8/202319第19页，本讲稿共59页2.3文本数字化表示文本数字化表示一、数据单位一、数据单位位（比特位（比特/bit）：）：1个电子开关的状态个电子开关的状态字节（字节（byte）：）：8位二进制数串位二进制数串字（字（word）：计算机一次处理的数据宽度，）：计算机一次处理的数据宽度，通常是字节的倍数通常是字节的倍数32-bitmachines64-bitmachinesetc.
15、5/8/202320第20页，本讲稿共59页二、文本数据编码二、文本数据编码要以数字化的形式表示文本，必须表示在文本中可要以数字化的形式表示文本，必须表示在文本中可能出现的每个字符能出现的每个字符要表示的字符数是有限的，最常用的方法就是给每一要表示的字符数是有限的，最常用的方法就是给每一个字符分配一个二进制串个字符分配一个二进制串字符集字符集就是字符和表示它们的代码的清单就是字符和表示它们的代码的清单计算机制造商就关于使用哪种字符集达成一致后，文计算机制造商就关于使用哪种字符集达成一致后，文本数据的处理就容易了本数据的处理就容易了5/8/202321第21页，本讲稿共59页三、三、ASCII编
16、码编码ASCIIstandsforAmericanStandardCodeforInformationInterchange.美国信息交换标准代码，美国信息交换标准代码，7位二进制位，位二进制位，1位校验位位校验位经过发展，采用经过发展，采用8位表示数据位表示数据5/8/202322第22页，本讲稿共59页标准ASCII码可表示128个字符，95个可见，33个控制码5/8/202323第23页，本讲稿共59页 B7b6b5b4b3b2b1 0000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETX
17、DC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?O_oDELASCII码表 5/8/202324第24页，本讲稿共59页ASCII表使用表使用5/8/202325第25页，本讲稿共59页四、四、UNICODE编码编码UNICODE字符集字符集Unicode采用采用16位二进制串表示字符，位二进制串表示字符，216，6万万5千多个字符千多个字符Un
18、icode是是ASCII的超集，前的超集，前256个字符与个字符与ASCII一致一致5/8/202326第26页，本讲稿共59页2.4多媒体信息的数字化表示多媒体信息的数字化表示一、图形图像的表示一、图形图像的表示位图：位图：将一幅彩色图分成许多像素，每个像素用将一幅彩色图分成许多像素，每个像素用若干二进制位来表示该像素的颜色若干二进制位来表示该像素的颜色矢量图：矢量图：用一系列计算机指令来表示一幅图用一系列计算机指令来表示一幅图5/8/202327第27页，本讲稿共59页q 静止的图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点的强度与颜色等信息图像图像图像图像00011000000
19、11000001111000011110000111100001111000001100000011000矩阵表示图像矩阵表示图像矩阵表示图像矩阵表示图像二、位图（二、位图（Bit-MapImage）5/8/202328第28页，本讲稿共59页颜色是我们对到达视网膜的各种频率的光的感觉颜色是我们对到达视网膜的各种频率的光的感觉视网膜的三种颜色感光视锥细胞，负责接收不同频视网膜的三种颜色感光视锥细胞，负责接收不同频率的光。这些感光器分别对应于率的光。这些感光器分别对应于红（红（R）、绿（）、绿（G）和蓝（和蓝（B）三种颜色三种颜色颜色在计算机中常用颜色在计算机中常用RGB值表示值表示例如，例如，
20、RGB值（值（255，255，0）表示在）表示在red和和green值上取最大，值上取最大，blue值取最小，这样的颜色就是我们所说的明黄色值取最小，这样的颜色就是我们所说的明黄色颜色颜色5/8/202329第29页，本讲稿共59页用于用于表示颜色的数据量表示颜色的数据量称为颜色深度，实际就是表示称为颜色深度，实际就是表示颜色的颜色的位数位数的多少的多少增强色增强色用用16bit来表示颜色，每个分量用来表示颜色，每个分量用5bit，多出的一位表，多出的一位表示示透明度透明度真彩色真彩色用用24bit表示，每个分量用表示，每个分量用8bit颜色深度颜色深度5/8/202330第30页，本讲稿共5
21、9页2424位真彩色提供的颜色比人眼能够分辨的颜色多，为了减位真彩色提供的颜色比人眼能够分辨的颜色多，为了减少文件的大小，尝试用一种叫做少文件的大小，尝试用一种叫做索引颜色索引颜色的技术，也就是的技术，也就是说一个特定的程序只支持某些特定的颜色，它将创建一个说一个特定的程序只支持某些特定的颜色，它将创建一个调色板，显示最接近真实的调色板颜色。调色板，显示最接近真实的调色板颜色。颜色深度颜色深度5/8/202331第31页，本讲稿共59页q显示分辨率：显示分辨率：指计算机显示器屏幕显示图象的最指计算机显示器屏幕显示图象的最大显示区，以水平和垂直像素点表示大显示区，以水平和垂直像素点表示q图像分辨
22、率图像分辨率：指数字化的图象的大小，以水平和垂：指数字化的图象的大小，以水平和垂直像素点个数表示直像素点个数表示q例如：在例如：在640480屏幕上显示屏幕上显示320240个像素点个像素点图像图像分辨率分辨率5/8/202332第32页，本讲稿共59页图像数据量图像数据量=图像的总像素图像的总像素色彩深度（色彩数）色彩深度（色彩数）/8（单（单位：位：byte）基于点阵图的图像是由固定像素所组成的，点阵图基于点阵图的图像是由固定像素所组成的，点阵图的缺点在于它限制了分辨率，同样一张图片，打印的缺点在于它限制了分辨率，同样一张图片，打印尺寸较小时，颜色很均匀，边缘过渡也较平滑，而尺寸较小时，颜
23、色很均匀，边缘过渡也较平滑，而放大打印就可以看到单个像素，锯齿状的边缘和块放大打印就可以看到单个像素，锯齿状的边缘和块状结构的过渡明显。状结构的过渡明显。Bitmap点阵图5/8/202333第33页，本讲稿共59页q 计算机绘制的画面q 用一个指令集合来描述的。这些指令用来描述图中线条的形状、位置、颜色等各种属性和参数q 矢量图形格式不像光栅图形那样把颜色赋予像素，而是用线段和几何形状描述图像q由于不需要记录所有的像素，所以采用这种格式的文件一般比较小三、矢量图（三、矢量图（Vector-BasedImage）5/8/202334第34页，本讲稿共59页q矢量图可以自动适应输出设备（激光打印
24、机，激光照排机等）的最大分辨率，因此无论被放大或缩小，矢量图都是均匀和清晰的 5/8/202335第35页，本讲稿共59页5/8/202336第36页，本讲稿共59页BMP格式格式(Windows Bitmap)(Windows Bitmap)格式是微软公司为格式是微软公司为WindowsWindows环境设置的标准图像格式，在环境设置的标准图像格式，在WindowsWindows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。式。BMP BMP格式采用格式采用无损压缩方式无损压缩方式，文件量比较大，不利，文件量比较大，不利于网络传输。于网络传输。JPEG（
25、JointPhotographicExpertsGroup，联合图，联合图形专家组）是我们平时最常用的图像格式。形专家组）是我们平时最常用的图像格式。最有效、最基本的最有效、最基本的有损压缩格式有损压缩格式，被极大多数图形，被极大多数图形处理软件所支持。处理软件所支持。JPEG格式的图像还广泛用于网页的制作。格式的图像还广泛用于网页的制作。四、图形图像的存储形式四、图形图像的存储形式5/8/202337第37页，本讲稿共59页PSD格式是平面设计软件格式是平面设计软件Photoshop中使用的一种标准图形中使用的一种标准图形文件格式，文件格式，PSD格式可以很好地保存层、通道、路径、蒙版格式可
26、以很好地保存层、通道、路径、蒙版以及压缩方案而以及压缩方案而不会导致数据丢失不会导致数据丢失。但是，很少有应用程序。但是，很少有应用程序能够支持这种格式。能够支持这种格式。PDF（PortableDocumentFormat，可移植文件格式）是由，可移植文件格式）是由Adobe公司创建的一种文件格式，在公司创建的一种文件格式，在Windows、Unix、MacOS等操作系等操作系统中都是通用的，这一特点使它成为在统中都是通用的，这一特点使它成为在Internet上进行上进行电子文档电子文档发行和数字化信息传播发行和数字化信息传播的理想文档格式。的理想文档格式。PDF格式文件目前已成为数字化信息
27、事实上的一个工业标准。格式文件目前已成为数字化信息事实上的一个工业标准。5/8/202338第38页，本讲稿共59页GIF格式格式（GraphicsInterchangeFormat）格式是输出图像到网页）格式是输出图像到网页最常采用的格式。最常采用的格式。只支持只支持256色以内的图像色以内的图像，无损压缩存储无损压缩存储，文件，文件量小量小；支持透明色，可以使图像浮现在背景之上；支持透明色，可以使图像浮现在背景之上；GIF文件可以文件可以制作动画制作动画。TGA格式格式（TaggedGraphics）是由美国）是由美国Truevision公司为其显公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，已被
28、国际上的图形、图像工示卡开发的一种图像文件格式，已被国际上的图形、图像工业所接受。业所接受。结构简单，结构简单，图形、图形、图像数据的通用格式图像数据的通用格式；可以做出不规则形状的图形、图像文件；可以做出不规则形状的图形、图像文件；TGA格式支持压缩，使用了不失真的压缩算法。格式支持压缩，使用了不失真的压缩算法。5/8/202339第39页，本讲稿共59页TIFF格式格式（TagImageFileFormat，有标签的图像，有标签的图像文件格式）的目的是使扫描图像标准化。它是跨越文件格式）的目的是使扫描图像标准化。它是跨越Mac与与PC平台最广泛的图像打印格式。平台最广泛的图像打印格式。PN
29、G(PortableNetworkGraphics)格式是一种可格式是一种可以存储以存储32位信息的图像文件格式，采用位信息的图像文件格式，采用无损压缩无损压缩方式方式来减少文件的大小。目前越来越多的软件开来减少文件的大小。目前越来越多的软件开始支持这一格式，而且在网络上也开始流行。它始支持这一格式，而且在网络上也开始流行。它不支持动画。不支持动画。5/8/202340第40页，本讲稿共59页WMF(WindowsMetafileFormat)格式格式是是Windows中常见中常见的一种图元文件格式，是矢量文件格式。它具有文件短的一种图元文件格式，是矢量文件格式。它具有文件短小、图案造型化的特
30、点，整个图形常由各个独立的组成小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的组成部分拼接而成，但其图形往往较粗糙。部分拼接而成，但其图形往往较粗糙。WMF文件的扩展文件的扩展名为名为.wmfDXF(AutodeskDrawingeXchangeFormat)文件文件是是AutoCAD中的矢量文件格式，它以中的矢量文件格式，它以ASCII码方式存储文件，码方式存储文件，在表现图形的大小方面十分精确。在表现图形的大小方面十分精确。DXF文件可以被许多软文件可以被许多软件调用或输出。件调用或输出。DXF文件的扩展名为文件的扩展名为.dxf。SWF(ShockwaveFormat)文件文件是二维动画软件
31、是二维动画软件Flash中的矢中的矢量动画格式，主要用于量动画格式，主要用于Web页面上的动画发布。目前，已成页面上的动画发布。目前，已成为网上动画的事实标准。为网上动画的事实标准。SWF文件的扩展名为文件的扩展名为.swf5/8/202341第41页，本讲稿共59页声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是连连续的模拟信号续的模拟信号模拟音频：用模拟元部件对模拟信号进行处理模拟音频：用模拟元部件对模拟信号进行处理模拟音频易受干扰，模拟信号不适于计算机的加模拟音频易受干扰，模拟信号不适于计算机的加工处理工处理五、数字音频五、数字音频5/8/202342
32、第42页，本讲稿共59页音频数字化音频数字化为了将连续的音频转换为离散的数字化表示，为了将连续的音频转换为离散的数字化表示，需经过需经过采样、量化、编码采样、量化、编码等步骤等步骤采样采样量化量化4 6 4 4 6 4 4 6 4 4 6 4 编码编码00000100 00000100 00000100 00000100 数字音频数字音频5/8/202343第43页，本讲稿共59页采样：每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值，采样：每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值，把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。采样周期（采样周期（T）：采样的时间间隔
33、）：采样的时间间隔采样频率（采样频率（f）常用的采样频率：常用的采样频率：11.025KHz(语音效果语音效果)22.05KHz(音乐效果音乐效果)44.1KHz(高保真效果高保真效果),常见常见CD唱盘的采样频率即唱盘的采样频率即为为44.1KHz等。等。采样采样5/8/202344第44页，本讲稿共59页量化：量化：将采样值映射到一个将采样值映射到一个有限个幅度值有限个幅度值的集合中的集合中量化位数（也即采样精度量化位数（也即采样精度SamplingPrecision）表示）表示存放采样点振幅值的二进制位数，它决定了模拟信号存放采样点振幅值的二进制位数，它决定了模拟信号数字化以后的动态范围
34、数字化以后的动态范围常用的有常用的有8位、位、12位、位、16位位量化量化5/8/202345第45页，本讲稿共59页编码：编码：将采样和量化后的数字数据以一定的格式将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来记录下来编码的方式很多，常用的编码方式是脉冲编码调制编码的方式很多，常用的编码方式是脉冲编码调制（PulseCodeModulation,PCM)，其主要优点是，其主要优点是抗干扰能力强，失真小，传输特性稳定抗干扰能力强，失真小，传输特性稳定通道数：通道数：一次采样的声音波形数一次采样的声音波形数单声道：一次采样一个波形单声道：一次采样一个波形双声道（立体声）：一次采样两个声音波形双声道
35、（立体声）：一次采样两个声音波形编码编码5/8/202346第46页，本讲稿共59页数字音频的存储量计算方法：数字音频的存储量计算方法：存储量=(采样频率量化位数声道数时间)8例如，一个单声道数字激光唱盘的标准采样频率位例如，一个单声道数字激光唱盘的标准采样频率位44.1KHZ,量化位数为量化位数为16位，则位，则1分钟所需的存储量为：分钟所需的存储量为：44.1K16160=42336kb=5292kB5/8/202347第47页，本讲稿共59页常用的音频文件格式CD格式是音质最好的音频格式。标准CD格式也就是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，CD音轨可以说是近似无损的。
36、WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式用于保存WINDOWS平台的音频信息资源。支持多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道。标准格式的WAV文件：44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数。5/8/202348第48页，本讲稿共59页MP3格式格式(MPEG-1AudioLayer3)诞生于八十年代诞生于八十年代的德国，指的是的德国，指的是MPEG标准中的音频部分，也就是标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。音频层。MPEG音频文件是一种音频文件是一种有损压缩有损压缩，在，在12：1的高压的高压缩率的同时基本保持低音频部分不失真，但是牺缩率的同时基本保持低音频部分不失真
37、，但是牺牲了声音文件中牲了声音文件中12KHz到到16KHz高音频这部分的高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，音质要次于质量来换取文件的尺寸，音质要次于CD格式或格式或WAV格式的声音文件。格式的声音文件。5/8/202349第49页，本讲稿共59页MIDI格式格式（MusicalInstrumentDigitalInterface）允许数字合成器和其他设备交换数据。允许数字合成器和其他设备交换数据。MIDI文件存储的是指令，由声卡按指令合成声音。文件存储的是指令，由声卡按指令合成声音。WMA格式格式(WindowsMediaAudio)是微软在互联网音是微软在互联网音频、视频领域的力作。频、
38、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到率一般可以达到1:18。WMA还可以通过还可以通过DRM(DigitalRightsManagement)方案加入防止拷贝。方案加入防止拷贝。5/8/202350第50页，本讲稿共59页六、动画和视频六、动画和视频动画和视频信息是动画和视频信息是连续渐变的静态图像或图形序列连续渐变的静态图像或图形序列，沿时间轴顺次更换显示，从而构成运动视觉的媒体沿时间轴顺次更换显示，从而构成运动视觉的媒体当序列中每帧图像是由人工或计算机产生的图
39、像时，当序列中每帧图像是由人工或计算机产生的图像时，称为称为动画动画当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动对象时，称为对象时，称为视频视频。5/8/202351第51页，本讲稿共59页计算机设计动画有两种：一是帧动画；一种是造型计算机设计动画有两种：一是帧动画；一种是造型（矢量）动画。（矢量）动画。帧动画由一幅幅位图组成的连续的画面，就象电影胶由一幅幅位图组成的连续的画面，就象电影胶片或视频画面一样，制作时要分别设计每帧显示的画片或视频画面一样，制作时要分别设计每帧显示的画面，工作量大。面，工作量大。造型动画是对每一个运动的物体（称为动元）分别
40、是对每一个运动的物体（称为动元）分别进行设计，赋予每一个动元一些特征，如大小、形进行设计，赋予每一个动元一些特征，如大小、形状、颜色等，然后用这些动元构成完整的帧画面。状、颜色等，然后用这些动元构成完整的帧画面。若按照动画应用表现方式分：二维、三维动画。若按照动画应用表现方式分：二维、三维动画。动画动画5/8/202352第52页，本讲稿共59页视频是由一幅幅单独的画面序列（视频是由一幅幅单独的画面序列（Frame）组成，）组成，这些画面以一定的速率连续地投射在屏幕上，使这些画面以一定的速率连续地投射在屏幕上，使观察者具有图象连续运动的感觉。观察者具有图象连续运动的感觉。主要的视频标准主要的视
41、频标准NTSC制：制：NTSC标准为标准为30fps、每帧、每帧525行行PAL制：制：PAL标准为标准为25fps、每帧、每帧625行行视频视频5/8/202353第53页，本讲稿共59页每秒钟非压缩视频大小：每秒钟非压缩视频大小：单帧图像大小单帧图像大小每秒帧数每秒帧数图像大小图像大小=水平像素水平像素垂直像素垂直像素颜色深度颜色深度8(字节字节)电视画面大小电视画面大小720 x480（N制），制），720 x576（P制）制）N制：制：720 x480 x24x3081024=30375(KB)P制：制：720 x576x24x2581024=30375(KB)媒体媒体格式格式压缩与解
42、压缩压缩与解压缩编码方法编码方法媒体媒体播放器播放器压缩！压缩！视频视频5/8/202354第54页，本讲稿共59页q视频压缩采用两种方法，时间压缩和空间压缩。视频压缩采用两种方法，时间压缩和空间压缩。q时间压缩时间压缩/帧间压缩：根据连续帧之间的差别压缩帧间压缩：根据连续帧之间的差别压缩q空间压缩空间压缩/帧内压缩：基于静态图像的压缩方法。帧内压缩：基于静态图像的压缩方法。视频视频5/8/202355第55页，本讲稿共59页视频文件格式视频文件格式AVI格式格式（AudioVideoInterleaved），即音频视频），即音频视频交错格式。它于交错格式。它于1992年被年被Microsof
43、t公司推出。图公司推出。图像质量好，可以跨多个平台使用，其缺点是体积像质量好，可以跨多个平台使用，其缺点是体积过于庞大。过于庞大。MOV格式格式是是美国美国Apple公司开发的一种视频格式，默公司开发的一种视频格式，默认的播放器是苹果的认的播放器是苹果的QuickTimePlayer。具有。具有较高的较高的压缩比率压缩比率和较完美的视频清晰度等特点，但是其最和较完美的视频清晰度等特点，但是其最大的特点还是大的特点还是跨平台性跨平台性，即不仅能支持，即不仅能支持MacOS，同，同样也能支持样也能支持Windows系列。系列。5/8/202356第56页，本讲稿共59页MPEG格式格式（Movin
44、gPictureExpertGroup）即运）即运动图像专家组格式，常用的动图像专家组格式，常用的VCD、SVCD、DVD就是这种格式。就是这种格式。MPEG文件格式是运动图像压缩文件格式是运动图像压缩算法的国际标准。算法的国际标准。有损压缩方法有损压缩方法减少冗余信息，其最大压缩比可达到减少冗余信息，其最大压缩比可达到200:1MPEG压缩标准：压缩标准：MPEG1MPEG2MPEG4MPEG-7MPEG-215/8/202357第57页，本讲稿共59页ASF格式格式（AdvancedStreamingformat）是微）是微软为了和现在的软为了和现在的RealPlayer竞争而推出的一竞争
45、而推出的一种视频格式，用户可以直接使用种视频格式，用户可以直接使用Windows自自带的带的WindowsMediaPlayer对其进行播放。对其进行播放。使用了使用了MPEG-4的压缩算法，所以压缩率和的压缩算法，所以压缩率和图像的质量都很不错。图像的质量都很不错。5/8/202358第58页，本讲稿共59页RM格式格式（RealMedia）是）是RealNetworks公司所制公司所制定的音频视频压缩规范定的音频视频压缩规范。可可进行实况转播进行实况转播，并可以根据不同的网络传输速率制并可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率，实现在线播放。定出不同的压缩比率，实现在线播放。RMVB格式格式，RM的升级的升级打破了打破了RM格式的平均压缩采样的方式，格式的平均压缩采样的方式，图像质量和文件大小之间就达到了平衡。图像质量和文件大小之间就达到了平衡。5/8/202359第59页，本讲稿共59页