1第2 2章信息在计算机中的表示2信息、数据n数据数据就是描述人、事件、事务和思想的词语、就是描述人、事件、事务和思想的词语、数字、图形等。当你使用数据作为行动或决策数字、图形等。当你使用数据作为行动或决策时，数据就成为信息时，数据就成为信息。n信息就是作为人们行动和决策依据的词语、数信息就是作为人们行动和决策依据的词语、数字和图形等。字和图形等。3信息的表示方法n二进制数表示法二进制数表示法n十六进制数的表示方法十六进制数的表示方法nASCII码码n汉字码汉字码n多媒体信息表示多媒体信息表示4二进制数表示法用用0 0，1 1两个不同的符号表示数量两个不同的符号表示数量遵循遵循“逢二进一逢二进一”的原则的原则0+0=00+0=01+0=11+0=10+1=10+1=11+1=101+1=10218218218218110110101101101011011010110110105各进制之间的对应关系各进制之间的对应关系6 十进制数转换为二、八、十六进制数十进制数转换为二、八、十六进制数 除以基数，取其余数，倒排列除以基数，取其余数，倒排列- - 整数转换整数转换 乘以基数，取其整数，顺排列乘以基数，取其整数，顺排列 小数转换小数转换1052522262132623211010011例：例：(105.625)D -（1101001.101)B0.625 21 .250 20 . 500 2 1.000710581381151例：例：(105.625)D -（151.5)O0.625 85 .000 810516696例：例：(105.625)D -（69.A)H0.625 1610 .000 9二十进制转换二十进制转换采用按权相加法采用按权相加法举例举例: (11001)B=124+ 123 + 022 + 021 + 120 =16+8+1=(25)D八、十六十进制转换？八、十六十进制转换？10二八、十六进制转换二八、十六进制转换原则：原则： 三位二进制数对应一位八进制数三位二进制数对应一位八进制数 1,101,001.101 (151.5)O 四位二进制数对应一位十六进制数四位二进制数对应一位十六进制数 110,1001.1010 (69.A)H11ASCII码美国标准信息交换代码 American Standard Code for Information Interchange规定规定：字节：字节(位位)最高位为，最高位为， 位给出位给出128个编码。个编码。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b00 1 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 1A位位(bit)是存储信息的最小单位是存储信息的最小单位12编码字符或动作对应十进制数00111101=6101000001A6501100001a9700001010换行1000001101回车13128种字符：95个可见字符，33个控制码 13汉字国标码汉字编码标准：汉字编码标准：国家标准国家标准GB2312-80：信息交换用信息交换用 汉字编码字符集、基本集汉字编码字符集、基本集 收录汉字和图形符号收录汉字和图形符号(682(682个个)7445)7445个，个， 其中汉字其中汉字67636763个。个。 00110000 00100001啊 01001011 00101110水14汉字其它编码输入码输入码为将汉字输入到计算机中而设计的编码称为汉字为将汉字输入到计算机中而设计的编码称为汉字输入码。例如：搜狗拼音输入法、智能输入码。例如：搜狗拼音输入法、智能ABCABC输入法、五笔字型输入法等。输入法、五笔字型输入法等。机内码机内码汉字的机内码是供计算机内部进行汉字存储、处汉字的机内码是供计算机内部进行汉字存储、处理和传输而统一使用的代码。用两个字理和传输而统一使用的代码。用两个字节来存储一个汉字。节来存储一个汉字。字形码字形码汉字字形码用于汉字在显示屏或打印机上输出。汉字字形码用于汉字在显示屏或打印机上输出。每一个汉字的字形都必须预先存放在计每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内，称为字形信息库，简称字库。算机内，称为字形信息库，简称字库。15国家标准GB18030-2000 GB 18030GB 18030是是GB 2312GB 2312的扩展，收录的扩展，收录2.72.7万个汉万个汉字。汉字编码的标准还没有完全统一字。汉字编码的标准还没有完全统一 台湾、香港：台湾、香港：BIG-5BIG-5码码 假如有一种编码，将世界上所有的符号都假如有一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，那么，就不会有乱码问题。这就是编码，那么，就不会有乱码问题。这就是UnicodeUnicode。Page 16声音n声音的两个基本参数是频率和振幅。声波的振幅指音量，它是声波波形的高低幅度，表示声音信号的强弱。n人的发音器官发出的声音频率大约是3003400Hzn高保真声音的频率范围为 1020000Hz，它的带宽约为20kHzn声音质量是用声音的频率范围来衡量,带宽越宽带来的音质越好nDAT（Digital Audio Tape） 20Hz20kHznCD（Compact Disc） 20Hz20kHznFM（Frequency Modulation） 20Hz15kHznAM（Amplitude Modulation）50Hz7kHzn数字电话200Hz3.4kHzPage 17声音的数字化n采样: 在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样,得到的信号称为离散时间信号n量化: 把信号幅度取值的数目加以限定，由有限个数值组成的信号就称为离散幅度信号n编码: 将量化后的有限个幅度值用合适的二进制代码表示。 PCM是一种把模拟信号转换成数字信号的最基本的编码方法。是一种把模拟信号转换成数字信号的最基本的编码方法。Page 18采样频率n根据奈奎斯特理论（Nyqust theory）：如果采样频率不低于信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原来的声音。 n对于话音信号，最高频率为3400Hz，采样频率为8000Hz，能以数字声音还原原来的声音 n对于一般音频信号，最高频率为20kHz，采样频率为40kHz以上时，就能无失真地还原出原来的声音。n采样频率越高，得到的数据占用的存储空间越大。Page 19采样精度n用以表示量化级别的二进制数据的位数，称为采样精度（Sampling precision），也叫样本位数或位深度，用每个声音样本的位数用（bit或b）表示.Page 20数据率n数据率指还原1秒钟的声音所需传输的数据位数，也是数字化1秒钟的声音的所需传输的数据位数。未经压缩的数字声音的数据率为: 数据率（b/s）=采样频率（Hz）*样本精度（bit）*声道数Page 21实例n如果采样频率为8kHz，样本精度为8位，则产生的数据率为：8（bit）*8kHz=64.0kb/s如果使用双声道，则要对两个通道上的声音同时采样和量化，数据量是单声道数字化的两倍，即：8（bit）*8kHz*2（声道数）=128kb/s1分钟的双声道声音文件的数据量为：8（bit）*8000Hz*2（声道数）*60（秒）/8 =960000/1024=937.5KBPage 22图像n人之所以能看到五彩缤纷、变换无穷的彩色景象，是因为有光的照射。光是一种电磁波，也称光波。人的视觉系统可以感觉到光的强度（即亮度），也可以感觉出光的颜色（即色彩）。人能感觉到的光的波长范围在780nm380nm之间，这个波长范围的光称为可见光。n波长与人对颜色感觉之间的关系，如下表所示。 颜色色红橙橙黄黄绿青青蓝紫紫波波长(nm)700620580546480436380Page 23颜色模型n在计算机中，把在屏幕上显示或打印图像时表示颜色的数字方法叫颜色模型。在不同的应用领域，人们使用的颜色模型往往不同。 Page 24RGB模型模型n国际照明委员会（CIE） 规定以700nm(红)、546.1nm (绿)、435.8nm (蓝)三个色光为三基色。又称为物理三基色。自然界的所有颜色都可以通 过选用这三基色按不同比例混合而成。有源物体为相加混色有源物体为相加混色Page 25CMYK模型模型n在理论上说，任何一种颜色都可以用青色（Cyan）、品红（Magenta）和黄色（Yellow）三种基本颜料按一定比例混合得到，通常写成CMY，称为CMY模型n由于彩色墨水和颜料的化学特性，用等量的三种基本颜色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷术中常加一种真正的黑色（Black），所以 CMY又写成 CMYK 无源物体为相减混色无源物体为相减混色Page 26HSB模型模型n这种彩色系统格式的设计反映了人类观察彩色的方式。如：红色又分为浅红和深红色等等。它使用颜色的三个特性来区分颜色，色调（Hue）、饱和度（Saturation）和明度（Brightness）。颜色模型与用途颜色模型与用途CMYKCMYK模式模式模式模式( (用于印刷用于印刷用于印刷用于印刷) ) 特点特点特点特点: :色彩灰暗色彩灰暗色彩灰暗色彩灰暗分色胶片分色胶片分色胶片分色胶片印版印版印版印版印辊印辊印辊印辊印纸印纸印纸印纸成品成品成品成品RGBRGB模式模式模式模式( (用于显示打印用于显示打印用于显示打印用于显示打印) ) 特点特点特点特点: :色彩鲜艳色彩鲜艳色彩鲜艳色彩鲜艳Page 28图像的数字化n如果对连续图像f(x,y)的坐标，按一定顺序进行等间隔的采样，而对每一点的灰度也用等间隔进行整量，并且假设在x、y方向上均取N个间隔，那么就可以得到一个NN的数组n数组中的每一个数据都是数字图像的一个元素，称为图像元素，简称像素（Pixel）Page 29图像分辨率n图像采样的点数，称为图像分辨率n用点的“行数列数”表示 n如数码像机常用的图像分辨率为640480、1024786、1128764等。n对相同尺幅的图像，如果组成该图的像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。n图像分辨率越高，图像文件占用的存储空间越大。Page 30扫描分辨率n用每英寸多少点（dots per inch，DPI）表示。n如果用300DPI来扫描一幅810 的图像，就得到一幅24003000个像素的数字图像。n分辨率越高，像素就越多，获得的图像越细腻扫描分辨率是采样时，单位尺寸内采样的点数，而图像分辨率是组成数字图像的像素数Page 31像素深度n数字图像中表示每个像素的颜色使用的二进制位数称为像素深度或位深度。n像素深度值越大，图像能表示颜色数越多，色彩越丰富逼真，占用的存储空间越大。n常见的像素深度有1位、4位、8位和24位，分别用来表示黑白图像、16色或16级灰度图像、256色或256级灰度图像和真彩色（22416 777 216种颜色）图像 Page 32实例:n 知道了图像的分辨率和颜色深度，就可以计算出图像的文件大小。文件大小（kB）=图像横向点数图像纵向点数颜色深度/8/1024如一幅分辨率为1024768的16位图像的文件大小为：102476816/8/1024=1536kB1.5MBPage 33数据压缩 n在多媒体计算机系统中要表示、传输和处理声文图信息，特别是数字化图像和视频要占用大量的存储空间，因此高效的压缩和解压缩算法是多媒体系统运行的关键。 n数据压缩是一种对原始数据进行重新编码、去除原始数据中的冗余，以较小的数据量来表示原始数据的技术，它是实现在计算机上处理音频和视频等多媒体信息的前提。Page 34声音文件格式n文件格式是数据在存储器中的存放形式。相同的数据，可以有不同的存放形式，所以也就有多种文件格式。 nWAV是Windows采用的波形声音文件存储格式，主要用于自然声的保存与回放，其特点是声音层次丰富，还原性好，表现力强。如果使用足够高的采样频率和采样精度，可以获得极好的音质，但文件的数据量比较大。该格式的文件可以被几乎所有的多媒体软件使用，易于编辑。 Page 35声音文件格式nMP3是MPEG（Moving Picture Expert Group运动图像专家组）第三层压缩文件格式，提供8kb/s到128kb/s的数据率和高达96:1的压缩比，有较好的音质。主要应用于因特网上的声音传输。常见的MP3音乐就使用了该压缩标准，是MP3播放器的主要格式 nRM、RA是RealNetworks公司制定的声音文件格式，有较高的压缩比，可以采用流媒体的方式在网络上实时播放，主要使用RealNetworks公司的播放器播放 Page 36声音文件格式n电子合成音乐 MIDI文件的扩展名为“.MID”，它与波形文件不同，记录的不是声音本身，而是将每个音符记录为一个数字，如按了哪一个键、力度多大、时间多长等。因此比较节省空间，可以满足长时间音乐的需要。主要限制是缺乏重现真实自然的能力。nWMA的全称是Windows Media Audio，它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式。Page 37图像文件格式 nBMP是指位图文件(Bitmap File)，其文件后缀名是.bmp，是微软公司为其Windows环境设置的标准图像格式，随着Windows 的不断普及，BMP文件格式事实上也是PC机上的流行图像文件格式，一般的图像处理软件都能打开该类文件。Page 38图像文件格式 nGIF是Graphics Interchange Format即图形交换格式的缩写，该格式文件的后缀名为.gif，可以用18位表示颜色，因此最多为256色.n一个GIF文件中可以有多幅图像，而且这多幅图像可以按一定的时间间隔显示，形成简单的动画。Page 39图像文件格式 nJPEG是Joint Photographic Experts Group的缩写，意思是联合影像专家小组，这是一个由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合组成的专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为JPEG算法，并且成为国际上通用的标准，相应的文件后缀为.JPG。JPEG标准是一个静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像。Page 40图像文件格式 nTIF是Tagged Image Format的缩写，意思是标志图像文件，这是一种多变的最复杂的图像文件格式标准，支持的颜色从单色到真彩色，图像文件可以是压缩的和非压缩的，其中压缩的文件中，压缩的方法很多，而且还可以扩充，有很大的选择余地，由于这种灵活性，这种格式是图像处理软件支持的格式之一，大部分的OCR软件也采用这种格式。 Page 41声音编辑nGoldWave是一个专业级的数字音频处理软件。它可以以不同的采样频率录制声音，声源可以是通过CD-ROM播放的激光音乐盘，也可以是通过音频电缆传送过来的录音机信号，还可以通过麦克风直接进行现场录音。Page 42录音n新建声音n声道n采样频率n时间长度n控制器属性n录音选项n录音设备选取n麦克风的选择Page 43时间标尺和显示缩放 nShift+放大和用Shift+缩小标尺nCtrl+、Ctrl+放大缩小显示比例Page 44声道选择 n使用编辑菜单的声道命令，直接选择将要进行编辑的声道就行了（上方表示左声道，下方表示右声道）。n快捷菜单（右击）进行循环选择 Page 45选择音频(编辑的对象) n左击鼠标就确定了选择部分的起始点n在另一位置上右击鼠标,选择部分的终止点.n高亮度显示，现在我们的所有操作都只会对这个高亮度区域进行，其它的阴影部分不会受到影响。nCtrl+A (W)，重新进行音频事件的选择。 Page 46剪切、复制、粘贴、删除n首先选择nCtrl+X 剪切nCtrl+V 粘贴nCtrl+C 复制nDel 删除 nCtrl+Z 恢复(可多次）Page 47降噪Page 48使用剪切板n 使用此设置，您必须先复制的一部分声音，如噪音。这是最好的设置方法。Page 49音量效果n当我们获取的音频文件音量过大或过小时，可通过效果菜单中音量命令完成调整。n如果是音频文件中部分需要调整，就要先选择，再进行调整。Page 50静音和插入静音n静音n先选择音频，再在编辑菜单下选择静音命令，可使选择的音频变为静音。n插入静音n确定插入点，选择编辑菜单下的插入静音命令，在弹出的对话窗中输入插入的时间，然后按下OK键。 Page 51 回声效果n选择效果菜单下的回声命令，在弹出的对话框中输入延迟时间、音量大小就行了。n延迟时间值越大，声音持续时间越长，回声反复的次数越多，效果就越明显。而音量控制的是指返回声音的音量大小，这个值不宜过大，否则回声效果就显得不真实了 。Page 52背景音乐背景音乐解说声音解说声音音量定型音量定型n当要在解说声音中加入背景音乐时，需要降低背景音乐音量音量，以避免喧宾夺主。n音量定型原理如下：n单击工具栏中的音量定型按钮 ，显示对话框：Page 53合成声音(1) 在文件1中设定编辑区域(2) 单击 Copy按钮，获取声音素材(3) 关闭文件1(4) 打开文件2(5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置(6) 单击 按钮(7) 调整合成素材的音量(8) 单击确定按钮Page 54图像编辑nMicorsoft的“画图”程序是Windows操作系统附带的一个图像处理软件，使用“开始程序附件画图”命令启动。该软件简单、方便，虽比不上其他专业软件功能强大，但其非常小巧，做一些图形的绘制、擦除、裁剪非常方便。如果不是对图像做很多艺术上的加工，“画图”是个很好的软件。nPhotoshop是美国Adobe公司的图像处理软件。Photoshop可以对图像的各种属性，如色彩的明暗、浓度、色调、透明度等进行细致的调整，使用变形功能可以对图像进行任意角度的旋转、拉伸、倾斜等变形操作，使用滤镜可以产生特殊效果，如浮雕效果、动感效果、模糊效果、马赛克效果等等，图层、蒙板和通道处理功能提供丰富的图像合成效果。 Page 55视频n人的眼睛有一种视觉暂留的生物现象，即人们观察的物体消失后，物体的影像在眼睛的视网膜上会保留一个非常短暂的时间(大约0.1秒)。利用这一现象，将一系列物体位置或形状变化很小的图像以足够快的速度连续播放，人眼就会感觉画面变成了连续活动的场景。 n连续地随时间变化的一组图像就称为视频。 Page 56视频的数字化n视频数字化是将视频信号经过视频采集卡转换成数字视频文件存储在硬盘中。在使用时，将数字视频文件从硬盘中读出，再还原成为电视图像加以输出。n一般的视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成AVI格式文件，高档一些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG格式的文件。Page 57视频的压缩 n数字视频标准主要由MPEG(Moving Picture Expert Group)即运动图像联合专家组制定，这是由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合成立的专家组，负责制定关于运动图像在不同速率的传输介质上传输的一系列压缩标准，目前，已出台的标准有MPEG1、MPEG2、MPEG4、MPEG7等。Page 58视频文件格式 nAVI（Audio Video Interleave）是一种音频和视频交叉记录的数字视频文件格式。在AVI文件中，运动图像和伴音数据是以交织的方式存储，并独立于硬件设备。按交替方式组织音频和视像数据可使得读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信息。Page 59视频文件格式 nRM格式是RealNetworks公司开发的一种流媒体视频文件格式 .n可以根据网络数据传输的不同速率制定不同的压缩比率，从而实现在低速率的Internet上进行视频文件的实时传送和播放 .n在数据传输过程中可以边下载边播放，而不必完全下载后再播放。也可以利用RealVideo对重大事件进行实时转播。Page 60视频文件格式 nASF(Advanced Streaming Format)是由Microsoft公司推出的一种高级流媒体格式，也是一个可以在Internet上实现实时播放的标准，使用MPEG-4的压缩算法。Page 61视频文件格式 nFLV流媒体格式是一种新的视频格式，全称为Flash Video。由于它形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频更加流畅。Page 62视频编辑nPremiere是Adobe公司的专业非线性编辑软件。Premiere提供与线性编辑机一致的操作方式，可以组接多种格式的视频和图像，提供多种镜头切换方式、视频叠加方式，可对图像的色调和亮度等色彩参数进行调整，方便地在视频图像上添加字幕或徽标，也可以进行音频的编辑和合成，很方便地为图像配音或为语音添加背景音乐，支持多种视频格式的导入和导出，如avi格式、mpge格式等。