資源簡介

(共25張PPT)
—— 聲音的數字化過程
數 據 編 碼
課 前 預 習
3分鐘時間預習課本P49-P51，完成以下題目
1.下列信號屬于數字信號的是( )
A、 B、
C、 D、
2.聲音信息數字化的三個主要過程是( )
A、編碼、存儲、量化 B、壓縮、采樣、、編碼 C、采樣、量化、編碼 D、量化、壓縮、編碼
D
C
教 學
目 標
掌握聲音數字化的過程
理解數據編碼的意義和作用
能夠解釋文本、音頻等數據的編碼原理
聲音信號存儲過程
想一想，聲音是如何存儲在電腦里面的,又是如何播放的？
自然界中的各種聲音：
鞭炮
黑猩猩
鳥叫
雷聲
一
麥克風/耳麥/：采集聲音，將聲音轉換成電信號
聲卡：將音頻信號轉換成數字信號
音頻線：
揚聲器: 播放音頻
音頻線：
模擬信號
數字信號
模擬信號
聲音的數字化（A/D轉換）
（D/A轉換）
聲音信號存儲過程
一
預習課本P50-P51頁，
了解聲音數字化過程。
聲音的數字化
二
聲音的數字化
二
1.采 樣
在橫軸上按一定的時間間隔，從信號中取一個瞬時值，這個過程稱為采樣。
錄音設備在1秒內對聲音信號的采樣次數稱為采樣頻率（HZ）
聲音的數字化
二
錄音采樣頻率越高，聲音還原度越好
但記錄的數據越多，存儲容量就越高
聲音的數字化
二
2. 量 化
將第一步所得的振幅瞬時值往最接近的整數取整稱為量化。
用有限個數近似表示原來連續變化的值。
聲音的數字化
二
3. 編碼
將樣本值用二進制表示的過程稱為編碼。
時刻 1 2 3 4 5
十進制 1 5 5 5 1
二進制數值 001 101 101 101 001
量化位數：用以描述該量化振幅值的二進制位數（0或1的個數）。CD音質的量化位數為16位（bit），即用16個二進制位記錄一個數值。
課堂練習
練習1、2
1.采樣頻率和量化位數是數字音頻系統中的兩個基本指標，下列敘述正確的是( )
B
A、48kHz是量化位數 B、16bit是量化位數C、量化位數少的質量高 D、采樣頻率低的質量高
2.下面選項中屬于數字信號的是（ ）
A、膠卷上記錄的照片 B、電話線中傳輸的信號
C、錄音磁帶上記錄的信號 D、計算機中的圖片文件
D
模擬信號
數字信號
【采樣--量化--編碼】
(D/A轉換)
數字信號與模擬信號
三
(A/D轉換)
數字信號與模擬信號
三
模擬信號
模擬信號一般用傳感器直接獲得，如聲音、溫度、壓強等。
模擬信號的值隨時間而連續變化，波形光滑。
這些數據計算機能直接處理嗎？
數字信號與模擬信號
數字信號
數字信號一般隨時間而產生非連續的變化。數字信號可以由模擬信號轉化而來，數字信號的值即數字數據，可直接用計算機所能理解的二進制表示，方便計算機對其處理。
外部信息存入計算機內部必須轉化為二進制形式存儲
三
課堂練習
練習3
關于模擬信號和數字信號，下列說法錯誤的是（ ）
A、按照取值特征，可以將信號分為模擬信號和數字信號
B、用傳感器直接獲得的信號一般為模擬信號
C、模擬信號的值是隨時間連續變化的，波形光滑，數字信號隨時間的變化是非連續的
D、用不同數字的組合表示的信號叫做數字信號
D
聲音編輯軟件：Gold Wave、Cooledit Pro等
聲音文件大小如何計算？
文件大小的計算
四
文件大小的計算
四
計算機存儲數據的最小單位是二進制位，用比特（bit,簡寫為b）表示。
計算機存儲數據的基本單位是字節（Byte,簡寫為B）,8比特為一個字節。
聲音文件大小＝采樣頻率(Hz)×量化位數(bit)×聲道數×時間（秒）
8bit=1Byte
字節單位太小，常用的存儲單位有KB,MB,GB等。
1KB = 210B = 1024B
1MB = 210KB =1024KB
1GB = 210MB = 1024MB
TB、PB、EB……
1.一段時長為1分鐘的雙聲道立體聲的無壓縮音頻（采樣頻率為44.1kHz，量化位數為16位），占用的存儲空間是多少MB（精確到0.1）？
參考解答：
44.1kHz=44.1*1000HZ 1分鐘=60秒
44.1*1000*16*2*60= 84672000（位，比特）
= 84672000/8（B，字節)=10584000B
=10584000/1024/1024MB≈10.1MB
文件大小的計算
四
課堂練習
2.一張CD光盤的容量大約為700MB，能容納多長時間的無壓縮雙聲道立體聲CD音頻（采樣頻率為44.1kHz，量化位數為16位）？
課堂練習
2.一張CD光盤的容量大約為700MB，能容納多長時間的無壓縮雙聲道立體聲CD音頻（采樣頻率為44.1kHz，量化位數為16位）？
參考解答：
1分鐘音頻的存儲空間為：60*44.1*1000*16*2/8/1024/1024=10.1MB
700/10.1≈69.3(分鐘)
課堂拓展
除了聲音信號，生活中還有很多數據類型可以采集，且都有各自的編碼方式。
文本
數字
圖像
視頻
ASCII編碼、Unicode 碼。
與聲音數據類似，圖像數據的數字化也需要先進行采樣，但不同的是，圖像數據是在空間上變化，而不是在時間上變化。
視頻是圖像（稱為幀）在時間上的表示，一段視頻就是一系列的幀連續播放而形成的
轉化為二進制形式。
課堂練習
練習1
A．模擬信號 B．聲音壓縮 C．編碼 D．采樣 E．選擇聲音錄制軟件
E
A
B
C
D
課堂練習
練習2、3
2.聲音信息數字化的三個主要過程是( )
3.6MB的存儲空間，若要存儲大小為1024KB的照片，最多能存放( )
A、編碼、存儲、量化 B、壓縮、采樣、編碼
C、采樣、量化、編碼 D、量化、壓縮、編碼
A、4張 B、5張 C、6張 D、7張
C
C
課堂總結
四
THE END

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