聲音編碼和圖像編碼(教案).doc

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1、課題：信息編碼中的聲音編碼和圖像編碼教學(xué)目標(biāo)：一、知識與技能：1、了解聲音編碼的兩個(gè)步驟。2、理解并學(xué)會采樣頻率、量化級數(shù)與存儲聲音的容量之間的關(guān)系及其計(jì)算方法。3、了解計(jì)算機(jī)中顯示的圖像的兩大分類的特點(diǎn)與區(qū)別。4、理解并學(xué)會圖像的分辨率、顏色與存儲容量之間的關(guān)系及其計(jì)算方法。二、過程與方法：1、通過對“采樣”和“量化”的解說，掌握聲音編碼的原理。2、通過觀察一張放大的位圖圖像，掌握圖像編碼的原理。3、通過例題與練習(xí)，加深對聲音及圖像文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過對聲音和圖像的編碼的學(xué)習(xí)和了解，讓學(xué)生對二進(jìn)制在編碼中的

2、運(yùn)用有一個(gè)更深入地了解，同時(shí)與生活中出現(xiàn)的各種音頻及圖像格式相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)信息編碼的興趣。教學(xué)重點(diǎn)：聲音和圖像文件的存儲數(shù)據(jù)量的計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：量化的概念、位圖教學(xué)方法：講解法、演示法、問答法教學(xué)媒體：自制多媒體教學(xué)課件教學(xué)過程：新課導(dǎo)入（課前準(zhǔn)備）：在平時(shí)的生活中，我們都習(xí)慣于用電腦或者M(jìn)P3之類的工具來聽音樂。但是，同學(xué)們有沒有想過存儲在電腦或MP3中的聲音和現(xiàn)實(shí)生活中人們發(fā)出的聲音有什么不同呢？同學(xué)們在初中都學(xué)過聲音的傳播，都知道聲波吧。聲音是一種波，是連續(xù)變化、平滑的量。而我們通常把這種連續(xù)、平滑的量稱作模擬量。我們前課學(xué)過在計(jì)算機(jī)

3、中的各類信息都是以二進(jìn)制數(shù)的形式進(jìn)行存儲的，我們把各種信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)形式的過程叫做信息的數(shù)字化或者信息的編碼。那么，編碼之后得到的二進(jìn)制數(shù)的量我們就叫做數(shù)字量。數(shù)字量是一串?dāng)?shù)字的序列，并不是連續(xù)的。聲音和圖像是否也是編碼之后存放在計(jì)算機(jī)中的，但是它們又是如何進(jìn)行編碼的呢？這堂課我們就來研究聲音和圖像是以何種形式如何存儲于計(jì)算機(jī)中的。課的進(jìn)行：聲音編碼PCM（脈沖編碼調(diào)制）：1.強(qiáng)調(diào)一下聲音的概念，說明聲音編碼的兩個(gè)步驟：采樣、量化（也是模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的基本方法）及其概念。采樣：采集模擬信號的樣本。采樣頻率：每秒鐘采樣的樣本數(shù)（單

4、位：Hz）。量化：把采集得到的模擬量值序列轉(zhuǎn)換成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)序列。2.觀察圖片，加深對采樣及量化的理解。采樣量化采樣頻率越高，文件越大（數(shù)據(jù)量），音質(zhì)越好。采樣周期越短，文件越大（數(shù)據(jù)量），音質(zhì)越好。3.把采樣得到的模擬量值序列轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)序列。由圖可知，模擬量值序列為：5；2；5；10；10；7；9；14；14；12；8；4；1；2；5。則它的數(shù)字量值序列是什么？0101；0010；0101；1010；1010；0111；1001；1110；1110；1100；1000；0100；0001；0010；0101。若連續(xù)兩個(gè)采樣點(diǎn)的模擬量序

5、列為4,6，則轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)序列為。（引出量化級數(shù)，也就是用幾位二進(jìn)制數(shù)表示。）量化級數(shù)與聲音的強(qiáng)弱（振幅）成正比。4.用一道例題引出每秒數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式。提問：紅色部分?jǐn)?shù)據(jù)室如何得出的？2個(gè)字節(jié)數(shù)每秒數(shù)據(jù)量（bit）=采樣頻率（Hz）*量化級數(shù)（bit）*聲道數(shù)每秒數(shù)據(jù)量（Byte）=采樣頻率（Hz）*量化級數(shù)（bit）*聲道數(shù)÷85.練習(xí)：某種音頻文件的采樣頻率為22.050kHz,量化的值用16位二進(jìn)制數(shù)表示，立體聲雙聲道，則這個(gè)音頻文件每分鐘的數(shù)據(jù)量為多少？（22050*16*2÷8）*60=B=5167.97KB=5.05MB6.

6、目前音質(zhì)最好的是CD音頻格式和WAV格式，MP3格式和WMA格式的音質(zhì)次之，RA格式的聲音文件適用于在線播放。圖像編碼：矢量圖1.圖像的兩大類：位圖觀察圖片比較兩幅圖的不同點(diǎn)。并根據(jù)書本上的內(nèi)容找出矢量圖和位圖的優(yōu)缺點(diǎn)。矢量圖：用直線和曲線等屬性來描述圖形，均通過數(shù)學(xué)公式獲得。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量較??；無論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等都不會失真。缺點(diǎn)：難以表現(xiàn)色彩層次豐富的逼真圖像效果；打開和制作矢量圖都需要專門的軟件。位圖：由許許多多的小點(diǎn)按行列排序組成，這些小點(diǎn)稱為像素。優(yōu)點(diǎn)：像素越多，圖像的信息越完整，所還原的圖像精度越高。缺點(diǎn)：像素越多所帶來的數(shù)據(jù)量

7、也就越大；放大到一定比例就會失真。分辨率：像素的數(shù)量。分辨率=水平方向上的像素?cái)?shù)量*垂直方向上的像素?cái)?shù)量。2.位圖的格式：.bmp(未壓縮，數(shù)據(jù)量比較大).TIF(非失真壓縮，用于叫專業(yè)的用途).jpg(靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比高，失真不明顯).gif(壓縮比較高，文件長度較小，用于網(wǎng)頁應(yīng)用)3.顏色深度：記錄每個(gè)像素所使用的二進(jìn)制位數(shù)。黑白位圖：一位二進(jìn)制表示一個(gè)像素。（21）如果把白色與黑色之間分為256個(gè)等級，那么這樣的灰度圖每個(gè)像素需要幾位二進(jìn)制數(shù)來表示顏色？8位。計(jì)算機(jī)中彩色圖像的每一種顏色是由紅、綠、藍(lán)三種原色組成，每種原色又可

8、以分為256個(gè)等級。那么這樣的圖像每個(gè)像素需要幾位二進(jìn)制數(shù)來表示顏色？24位。4.圖像編碼的數(shù)據(jù)量的計(jì)算：若采用4000*3000的分辨率來拍照，且圖像中每個(gè)像素用16位二進(jìn)制數(shù)