第一單元：了解聲音和圖像的數(shù)字化　　課件　2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1

被錄音設(shè)備錄制下來的聲音和拍照后的照片存入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)歷了怎樣的轉(zhuǎn)換過程？思考圖像和聲音要如何用二進(jìn)制編碼表示呢？００１１００１０１０探究計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示--認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼（第三課時(shí)）了解聲音和圖像的數(shù)字化項(xiàng)目二項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)02.掌握未經(jīng)壓縮的圖像、

聲音文件存儲(chǔ)容量的計(jì)算方法01.了解聲音、圖像數(shù)字化的基本方法了解聲音的數(shù)字化采樣

量化

編碼了解聲音和圖像的數(shù)字化（１）借助教材，自主學(xué)習(xí)聲音數(shù)字化的過程。（２）任選一段聲音信號(hào)，模擬聲音信號(hào)的采樣和量化。任務(wù)一：回歸課本（小組活動(dòng)）建議：（１）選擇合適的軟件，采集聲音信號(hào)的波形圖。（２）模擬采樣的過程，每隔一段時(shí)間采集一個(gè)聲音信號(hào)的樣本，畫出采樣示意圖。（３）模擬量化的過程，確定量化位數(shù)、劃分量化級(jí)數(shù)，確定各采樣點(diǎn)的量化值，畫出量化示意圖，并設(shè)計(jì)表格，將各采樣點(diǎn)的量化值填入表格。了解聲音和圖像的數(shù)字化現(xiàn)實(shí)世界的聲音是一種連續(xù)的波，稱為聲波。聲音有兩個(gè)參數(shù)：幅度和頻率。聲音的數(shù)字化要用計(jì)算機(jī)處理聲音數(shù)據(jù)，必須把連續(xù)變化的波形信轉(zhuǎn)換成為離散的數(shù)字信號(hào)，將幅度和頻率以0和1編碼的形式表示出來，這一過程稱為聲音數(shù)字化。采樣量化編碼模擬聲音信號(hào)數(shù)字聲音信號(hào)聲音數(shù)字化的過程了解聲音和圖像的數(shù)字化聲音如何數(shù)字化？聲波傳遞過程模擬信號(hào)：波形傳遞了解聲音和圖像的數(shù)字化1.采樣幅度時(shí)間一段鳥鳴聲的模擬聲音信號(hào)幅度時(shí)間等距離的選取若干個(gè)離散的點(diǎn)01234567891011121314151617181920212223242526幅度時(shí)間采樣得到的幅度值被記錄下來01234567891011121314151617181920212223242526了解聲音和圖像的數(shù)字化1.采樣聲音的采樣聲音的采樣是指每隔一段時(shí)間在模擬聲音信號(hào)的形上取一個(gè)幅度值。均勻采樣相隔時(shí)間相等的采樣為均勻采樣(又稱為線性采樣)，不均勻采樣相隔時(shí)間不相等的采樣為不均勻采樣(又稱為非線性采樣)。采樣頻率計(jì)算機(jī)每秒鐘在模擬聲音信號(hào)的波形上采樣的次數(shù)稱為采樣頻率。計(jì)算機(jī)每秒鐘在模擬聲音信號(hào)的波形上采樣的次數(shù)為采樣頻率。常見的采樣頻率44.1kHz、22.05kHz、11.025kHz聲音數(shù)字化的過程在其他參數(shù)一樣的前提下，采樣頻率越高，即采樣的時(shí)間間隔越短，則在單位時(shí)間內(nèi)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)越多，對(duì)聲音信號(hào)波形的表示越精確，聲音的保真度越高。采樣量化編碼了解聲音和圖像的數(shù)字化2.量化采樣之后，要用二進(jìn)制數(shù)將采樣得到的幅度值表示出來，這就是量化。1.首先將幅度值范圍劃分為2的n次方個(gè)級(jí)數(shù)，每個(gè)級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)幅度值聲音數(shù)字化的過程在其他參數(shù)一樣的前提下，量化位數(shù)越大，劃分的級(jí)數(shù)越多，采樣結(jié)果近似到某個(gè)級(jí)數(shù)值時(shí)產(chǎn)生的誤差就越小。因此，量化位數(shù)越多，數(shù)字化精度越高，音頻數(shù)據(jù)量就越大，聲音越保真。采樣量化編碼了解聲音的數(shù)字化01010010010100100101……2.然后將采樣得到的各個(gè)幅度值按一定的規(guī)則近似到某個(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。了解聲音的數(shù)字化3.編碼在采樣和量化之后，模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為一組二進(jìn)制數(shù)序列，再通過編碼將其按照一定的規(guī)則記錄下來。不同的編碼方式形成不同格式的音頻文件，如：WAV格式、MP3格式、MIDI格式、APE格式等十余種。聲音數(shù)字化三要素：采樣頻率，量化位數(shù)，聲道數(shù)，直接影響數(shù)字化后音頻的質(zhì)量和數(shù)據(jù)量的大小。一般情況下，未經(jīng)壓縮的音頻文件，則其數(shù)據(jù)量可按以下方法計(jì)算。數(shù)據(jù)量(單位：字節(jié))=數(shù)據(jù)率×持續(xù)時(shí)間=(采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù))÷8×持續(xù)時(shí)間一個(gè)字節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制數(shù)組成了解聲音和圖像的數(shù)字化模擬信號(hào)——采樣——量化——編碼——數(shù)字信號(hào)任務(wù)二：單人活動(dòng)：例:一首時(shí)長為100s的雙聲道音樂，采樣頻率為44.1k