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06第二章第一节 信息的数字化


——第一节信息的数字化

授课教师:董占帅

2012.10.29

1

?知识回顾
信息的获取一般过程:
–确定信息的需求 –选择信息的来源 –获取信息的方式和渠道 –获取和评价信息
人与人沟通

书籍、报刊
广播、电视 影视资料 电子

读物 数字设备 互联网

2

?信息的数字化
我们的身边充斥着各种文件和资料:

书籍

录像带

照 片 光盘
3

报纸

?数字化的相关概念
1.非数字化资料:
报纸、书籍、录像带等不能在计算机中直接使用的的 资料,可以归纳为文字、图像、声音、视频四种类型。

2.信息数字化后所具有的优点:
?
? ? ?

易于表示和存储
易于处理和检索 易于传播和集成 易于获取和共享

4

?数字化的相关概念
3.数字化过程:
所谓数字化过程,就是利用一些必要的仪器设备把各类 非数字化资料采集为声光电等物理信号(也称为模拟信 号),再经过采量样化和数字编码,转换成用二进制数字 表示的数字信息(数字信号),最后进入计算机存储保存。
数字化信息 采样量化和数字编码 非数字化的资料 (存储在计算机中)例 (文本、声音、图像、视频) 如:字母A在计算机中的 采集为声光电等模拟信号 存储形式是1000001

数字化过程图示

5

?相关资料
《四库全书》是我国现存最大的一部官修丛书,是清乾隆皇帝诏 谕编修的我国乃至世界最大的文化工程。为编此书,清朝共征募了抄 写人员近4000人,鸿才硕学荟萃一堂,艺林翰海,盛况空前,历时10 载。 全书分经、史、子、集四部,收书3503种,79309卷,分装36000 余册,约10亿字。 现在文渊阁四库全书已出原文电子版,包括经、史、子、集四部 合计153张光盘。

数字化

36000余册
6

153张光盘

? 信息的数字化—二进制
1.进制概念:
用数字符号排列成数位,按由低位到高位的进位方式 来表示数的方法叫做进位计数制,也称计数制或进位制、 进制。

2.进制基本要素:
?基本数字符号:如十进制中0到9这十个数。 ?基数:基本数字符号的个数,即指进位数制中所用到 的数码的个数。 ?位权:每个不同位置上的数被赋予一定的值,称为位权。

234 = 2*102+3*101+4*100

7

? 信息的数字化—二进制
3.生活中常见进制:
? 十进制(0到9这十个数) ? 十二进制(十二个月为一年) ? 六十进制(六十分钟为一小时)

4.十进制数的特点:
?有十个不同的数码,0到9 ?逢十进一 ?任一个十进制数都可写成按位权的展开式

如:(158)10=1*102+5*101+8*100 写写(1298)10=?(1298)10=1*103+2*102+9*101+8*100

8

? 信息的数字化—二进制
5.二进制数的特点:
?有两个不同的的数码 0,1 ?逢二进一. ?任一个二进制数都可以写成按位权展开式.

如:(1101)2=1*23+1*22+0*21+1*20 写写(101011)2=? (101011)2=1*25+0*24+1*23+0*22+1*21+1*20

9

? 信息的数字化—二进制
6.二进制数转十进制数:
方法:按位权展开求和法。 (1100)2 =1*23+1*22+0*21+0*20 =8+4+0+0 =(12)10
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10

二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010

? 信息的数字化—二进制
7.十进制数转换成二进制数:
方法:除2取余,逆序排列法。(除到商等于0为止)

2 2

75 37 2 18 2 9 2 4 2 2 2 1 0

余数 1 1 0 1 0 0 1

二进制位数 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6

转换结果:(75)10=(1001011)2
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? 信息的数字化—二进制
8.二进制数及容量表示:
二进制数:逢二进一的数制。 二进制组成的编码:0、1 位(bit):1b=1个0(或1个1) 字节(Byte):1B=8b 千字节(KB):1KB=1024B=210B 兆字节(MB):1MB=1024KB=210KB=220B 吉字节(GB):1GB=1024MB=210MB=220KB=230B 一个字(Word)=2B 一个字母=1B 问:一张普通光盘的容量为4.7G,可以容纳多少汉字? (4.7×230B)÷2=4.7×1073741824÷2=2523293286(Word)

约为25亿汉字
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? 文本信息的数字化表示
1.ASCII 码——美国标准信息交换码
?是存储英文字母、数字、符号、控制字符等所采用的一 种编码。 ?一个ASCII字符用二进制数表示,存放时占8位即一个字 节(byte)。 ?ASCII码表

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ASCII 码表
48=25+24 =(0110000)2 97 (1100001)2

65 (1000001)2 已知A求F? 70 (1000110)2

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? 文本信息的数字化
?键盘录入:最常用的文本录入方式

?其他方式录入:手写录入、语音录入、光学字符识别 (OCR) ?OCR技术的发展:P32 ?扫描仪的应用:P30

? 文本信息的数字化
?按扫描方式区分,可分三种(各自的优缺点):

手持式

滚动式

平板式
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? 声音信息的数字化
1.声音信息数字化的一般过程:

声波:20-20kHz

采样 量化

编码

? 声音信息的数字化
2.声音信息数字化的两种方式:
?将录音机,麦克风等模拟音源从声卡输入口送入计算机, 运行音频处理软件,将模拟音频转换成数字音频; ?使用数码录音笔等设备录制现场声音直接生成数字音频。

3.数字音频的质量的决定因素:
?采样频率:1秒钟内采样的次数。 (常用:11.025kHz,22.05kHz,44.1kHz) ?量化位数:描述每个采样点值的二进制位数(8位和16位) ?声道数:声音通道的个数(单声道、双声道即立体声)

? 声音信息的数字化
4.数字音频的压缩
优秀音质必然会占用大量的存储空间,所以一般要压缩存储: ?wav:一般用来保存音频的原始素材 ?mp3:经过压缩,压缩后所占的空间较小 ?mid:音频数据为乐器的演奏控制,多用于游戏音乐、 手机铃声等P36: 计算存储空间:用44.1kHz采样,16位量化,录制1秒钟的双 声道声音,在非压缩情况下其波形文件所需要的存储空间? WAV格式文件所占容量计算: 所占容量= (取样频率*量化位数*声道)*时间/8(1B=8bit) 44100*16*2*1.0/8= 1411200 bit/8= 176400B= 172.27KB
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? 图像信息的数字化
1.图像数字化:
将图像上每个点的颜色信息按某种规律编成一系列二进制 编码,既用0和1的组合来表示图象信息的过程。

2.图像数字化的两种方式:
? 利用扫描仪将报纸、杂志、照片等素材数字化,然后以 数字图像的形式存入计算机。 ? 使用数码照相机等设备拍照直接获得数字化图像。

数码相机(DC)
20

? 视频信息的数字化
1.视频数字化:
? 将模拟视频的数字化(一定的采样频率对模拟视频信号 进行捕获、处理并生成数字视频信号的过程。

2.数字视频信号的获取可以分为两种方式:
? 使用视频采集卡对摄像机、录相机、摄像头和其他视频信 号源获得的模拟视频进行捕捉并转化为数字信号。 ? 由类似数码摄像机之类的设备直接摄制。

数码摄像机(DV)
21

? 计 算 机 文 件 类 型
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