—第一章 信息與信息技術(shù)
三、多媒體信息編碼：
將聲音、圖像、圖形、視頻轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼存儲(chǔ)的過(guò)程叫數(shù)字化。
將這些連續(xù)、平滑變化的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，需要通過(guò)一定的傳感器來(lái)進(jìn)行量化，從而實(shí)現(xiàn)
數(shù)模轉(zhuǎn)換。
各種傳感器：
１、聲音的數(shù)字化：
聲音是一種波，聲波通過(guò)空氣的振動(dòng)傳遞到人的耳膜，引起振動(dòng)，形成聽(tīng)覺(jué)效果。是一種模擬信號(hào)。
如何將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)呢？
基本方法： 采樣、量化
采樣： 按一定的頻率，每隔一段時(shí)間，測(cè)得模擬信號(hào)的模擬量的值。（如圖）
量化： 將測(cè)得的模擬量值歸入一個(gè)量化區(qū)域，把值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼。（如圖）
數(shù)字聲音的質(zhì)量取決于采樣頻率和量化分級(jí)的細(xì)密程度。采樣頻率越高，量化的分辨率越高，所得數(shù)字化聲音的保真程度也越好，但是它的數(shù)據(jù)量也會(huì)越大。
一般ＣＤ采樣頻率為44.1KHZ，立體聲為雙聲道。
例如：?。茫牟捎?4.1KHZ的采樣頻率，１６位量化分辨率，立體聲雙聲道，每秒的數(shù)據(jù)量是多少字節(jié)？
分析：１６位量化分辨率，是每個(gè)測(cè)試點(diǎn)采用１６位二進(jìn)制數(shù)表示，即每個(gè)點(diǎn)存儲(chǔ)信息需要占用２個(gè)字節(jié)。
（１字節(jié)＝８位）
數(shù)據(jù)量： 44100*2*2=176400字節(jié)。
練習(xí)：
采用30HZ的采樣頻率，８位量化分辨率的聲音，每分鐘的數(shù)據(jù)量是多少字節(jié)？
２、圖像和視頻的數(shù)字化
使用掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭等進(jìn)行圖像和視頻數(shù)字化。
圖像的數(shù)字化：
將圖像分解為許許多多的點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)稱為“像素”，再把每個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼存儲(chǔ)。類似玩拼圖。
黑白圖像的數(shù)字化：
例如１：一幅分辯率為800*600的黑白圖像，存儲(chǔ)時(shí)需要多少字節(jié)空間？
分析：
分辨率為800*600的圖像，其水平方向單元格為800，垂直方向單元格 為600，所以總單元格數(shù)量為800*600=480000。
因?yàn)槭呛诎讏D像，一個(gè)單元格需要一個(gè)位來(lái)存儲(chǔ)，所以總存儲(chǔ)量與總單元格數(shù)量相同。即需要480000位來(lái)存儲(chǔ)。
又因?yàn)椋弊止?jié)＝８位，所以換算成字節(jié)是480000/8=60000字節(jié)。 所以一幅分辯率為800*600的黑白圖像，存儲(chǔ)時(shí)需要60000字節(jié)空間。
練習(xí)１：一幅分辯率為1024*768的黑白圖像，存儲(chǔ)時(shí)需要多少字節(jié)空間?
灰色圖像的數(shù)字化：
每一個(gè)像素的灰色程度不同，需要更多的二進(jìn)制位來(lái)表示。
例如２：
假如一幅800*600圖像具有256級(jí)灰度，存儲(chǔ)需要多少字節(jié)？
分析：
此圖像為256級(jí)灰度，每一個(gè)像素點(diǎn)的色彩深淺是256種灰度中的一種，要表達(dá)256種編碼需要
8位長(zhǎng)度的二進(jìn)制編碼。（28=256）也就是說(shuō)一個(gè)像素存儲(chǔ)時(shí)需要8位，剛好占用1字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)。
所以儲(chǔ)存量為800*600*8/8=480000，即總存儲(chǔ)量等于480000字節(jié)。
練習(xí)２：
假如一幅800*600圖像具有16級(jí)灰度，存儲(chǔ)需要多少字節(jié)？
彩色圖像的數(shù)字化：
每個(gè)像素點(diǎn)信息量更多，每個(gè)像素點(diǎn)可以使用３個(gè)字節(jié)來(lái)表示，每個(gè)字節(jié)分別表示紅、綠、藍(lán)成分，那么
可以表示16777216中顏色的組合。（256*256*256）
例如：
一幅1024*768的彩色圖像，每個(gè)像素使用３個(gè)字節(jié)，則存儲(chǔ)占用多少多少字節(jié)？
分析： 存儲(chǔ)量：1024*768*3=2359296
練習(xí)３： 一幅８００＊６００的彩色圖像，每個(gè)像素使用５個(gè)字節(jié)，則存儲(chǔ)占用多少多少字節(jié)？
視頻的數(shù)字化：
視頻是由連續(xù)的圖像幀組成的。將連續(xù)每個(gè)圖像幀的存儲(chǔ)量求和就是視頻的總存儲(chǔ)量。
我國(guó)采用PAL制，每秒鐘顯示２５幀。
例如：分辨率為720*576的PAL制式的彩色視頻，10秒鐘長(zhǎng)的視頻存儲(chǔ)需要多少字節(jié)？
分析：
720*576*3*25*10=300MB
四、數(shù)據(jù)的壓縮
多媒體信息的數(shù)據(jù)量是非常大的，必須要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮才能被廣泛應(yīng)用。
ＪＰＧ圖像格式壓縮、ＭＰ３音頻格式的壓縮、MPEG-I、MPEG-II視頻格式壓縮等，這種方式的壓縮是保存重要的信息，而丟棄一些信息數(shù)據(jù)為代價(jià)的，所以稱為“有損壓縮”。
