浙江高考一轮 多媒体技术应用 第2单元 多媒体信息编码.docx

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浙江高考一轮多媒体技术应用第2单元多媒体信息编码

第二单元　多媒体信息编码

[浙江考试标准]

考试内容

考试要求

1.二进制、十六进制与十进制的相互转换（正整数位）

b

2.ASCⅡ码和汉字编码

b

3.图像、音频与视频数字化的概念

b

4.图像、音频、视频存储量的计算

c

考点一|二进制与编码

一、二进制与十六进制的相互转换

1．信息编码

信息代码是指用来表示信息的符号组合。

信息编码指编制代码的过程。

信息在传递和存储之前都需要进行编码，计算机采用①________。

2．二进制编码、十进制、十六进制的相互转换

日常生活中我们用十进制数来表示信息，而计算机采用二进制数来存储、处理和传送信息。

由于二进制数不便于书写和记忆，人们经常将二进制数转换为十六进制数来表示，因为两者之间的转换非常方便。

（1）二进制数：

只有②________两个基本数码，运算规则为“③________”，依此类推“借一当二”。

（2）十进制数：

由④________共十个数码组成，运算规则为“⑤________”，依此类推“借一当十”。

（3）十六进制数：

由⑥________和⑦________共十六个数码组成，运算规则为“⑧________”，依此类推“借一当十六”。

二进制用字母B标识，十进制用字母D标识，十六进制用字母H标识。

3．关于二进制数的两个规则

（1）n个二进制位最多能表示的不同信息个数是2n个。

（2）n位二进制数能表示的最大十进制数是2n－1。

4．计算机存储容量单位

（1）计算机存储容量的最小单位：

⑨________（比特、bit或b）。

（2）计算机存储容量的基本单位：

⑩________（Byte或B）1B＝8b。

（3）计算机存储容量的其他单位：

KB、MB、GB、TB。

1KB＝1024B　1MB＝1024KB　1GB＝1024MB　1TB＝1024GB

二、ASCⅡ码和汉字编码

1．ASCⅡ码和汉字编码

（1）ASCⅡ码的概念

目前计算机在存储、处理英文字符时普遍采用的是⑪________（即美国国家标准信息交换码）。

标准的ASCⅡ码用一个字节中的⑫________位来表示，可以表示⑬________种编码。

计算机存储ASCⅡ码时，占用⑭________个字节。

ASCⅡ码编码表中的两个规律：

数字、字母都是按⑮________排列的；小写字母的编码比对应的大写字母大32。

如A的ASCⅡ码是65，a的ASCⅡ码是97。

（2）汉字编码

汉字在计算机内也是以⑯________形式表示的，这些编码称为⑰________。

常见的汉字编码有输入码、交换码、处理码、字形码等。

①输入码是利用汉字的音、形或其他的相关特征信息，按照一定的规则，对指定的汉字集编制相应的代码，包括音码、形码、音形码、形音码等。

②交换码又称为区位码，是用于不同的计算机系统之间的汉字信息的通信交换。

在计算机中用第一个字节标记区码，第二个字节标记位码。

最常用的编码是GB2312，用2个字节表示一个汉字。

③处理码是计算机内部用于信息处理的汉字代码，也称汉字内码。

④汉字的字形码通常有两种表示方式：

点阵方式和矢量方式。

用WinHex或UltraEdit软件观察内码时，ASCⅡ码（英文字符）只占⑱________个字节，汉字通常占⑲________个字节，全角状态的字符通常也占⑳________个字节。

【自我校对】　①二进制编码　②0和1　③逢二进一　④0～9　⑤逢十进一　⑥0～9　⑦A～F⑧逢十六进一　⑨二进制位　⑩字节　⑪ASCⅡ码　⑫7　⑬27＝128　⑭1　⑮顺序　⑯二进制编码　⑰汉字编码　⑱1　⑲2　⑳2

1．（2015年3月浙江学考）十六进制数F5H转换成二进制数是（　　）

A．（10111110）2　　　B．（11111010）2

C．（11110101）2D．（11111101）2

C　[本题主要考查十六进制数与二进制数的转换。

十六进制数转换为二进制数的方法是每一位十六进制数转换为4位二进制数。

十六进制数“F”转换成二进制数是“1111”，十六进制数“5”转换成二进制数是“101”，前面最高位添“0”，补足4位，即“0101”为一组，合在一起就是（11110101）2。

]

2.（2015年10月浙江学考）用UltraEdit软件观察字符内码，结果如图所示：

则字符“23”的十六进制内码值为（　　）

A．31　32B．32　33

C．B9　BAD．B8　B9

B　[本题考查字符的编码。

每个英文字母和数字字符由8位二进制编码组成，对应2个十六进制编码。

每个汉字由16位二进制编码组成，对应4个十六进制编码。

观察题图可得“2”的编码为32，由于数字字符和字母字符都是按顺序编码的，因此可推出“3”的编码为33。

]

一、二进制、十进制、十六进制间转换

二进制数由“0”与“1”两个数码组成，运算规则为“逢二进一”，每个数码在不同的数位上对应不同的权值。

（1）二进制整数转换为十进制数——“按权展开，逐项相加”。

例如：

110101B＝（　　）D。

二进制数：

　1　1　0　1　0　1

权值：

　　　25　24　23　22　21　20

换算：

1×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20＝53。

（2）十进制整数转换为二进制数——“除2取余，倒序输出”。

例如：

43D＝（　　）B。

运算结果：

43D＝101011B。

（3）二进制整数转换为十六进制数——“从最低位开始分组，每4位1组（不足4位，可在最高位添0），逐组转换”。

例如：

110110111110111B＝（　　）H。

二进制整数：

　　0110　1101　1111　0111

十六进制数：

　　6　　D　　F　　7

运算结果：

110110111110111B＝6DF7H。

（4）十六进制整数转换为二进制数——“逐个转换，每一位十六进制数转换成四位二进制数”。

例如：

5DF7H＝（　　）B。

十六进制数：

　　5　　　D　　　F　　　7

二进制整数：

　0101　　1101　　1111　　0111

运算结果：

5DF7H＝101110111110111B。

二、用UltraEdit或WinHex工具软件

观察字符内码，及区分字母与汉字

用UltraEdit或WinHex工具软件观察字符内码时，1个ASCⅡ码字符只占1个字节，1个GB2312编码字符（如常见汉字）占2个字节。

1．下列将二进制数（11010）2转换成十进制数的算式中，正确的是（　　）

A．0×24＋1×23＋0×22＋1×21＋1×20

B．1×24＋1×22＋1×22＋1×21＋0×20

C．1×24＋1×23＋0×22＋1×21＋0×20

D．1×24＋0×23＋1×22＋1×21＋0×20

C　[考查数制相互转换，在新的学业考试中不能借助计算器完成答题，但是对二进制的概念及实质，是需要理解的。

]

2．算式（3E）16－（1001）2的运算结果是（　　）

A．（110101）2B．（101011）2

C．（63）10D．（3D）16

A　[（3E）16＝（3×161＋14×160）10＝（62）10，

（1001）2＝（1×23＋0×22＋0×21＋1×20）10＝（9）10，

则（3E）16－（1001）2＝（53）10，

A选项（110101）2＝（1×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20）＝（53）10，

B选项（101011）2＝（1×25＋0×24＋1×23＋0×22＋1×21＋1×20）＝（43）10，

D选项（3D）16＝（3×161＋13×160）10＝（61）10，

综上所述，A选项正确。

]

3．某电子设备的电路板上有一个6位的“跳板开关”，此开关每一位都只有“打开”和“闭合”两种状态。

这个“跳板开关”最多可以表示的状态数是（　　）

A．120B．64

C．60D．6

B　[在n位二进制数中，表示数的个数为2的n次方个。

本题6位开关相当于6位二进制数，则状态数最多为26＝64，故B选项正确。

]

4．用UltraEdit软件查看字符“PC乐园”的十六进制内码，结果如下图所示：

图中字母“P”的内码是（　　）

A．50B．5043

C．C0D．C0D6

A　[用软件查看英文、汉字字符在电脑中的内码是学考中常见的试题类型，解这类题目的关键是要明确：

一个英文字符的内码占用一个字节，一个汉字的内码占用两个字节。

当用工具软件观察内码时，按从左至右的顺序进行判断，左边的显示内容是字符对应的十六进制格式的内码，2位十六进制内码占1个字节的存储空间，一个汉字的内码是2个2位的十六进制数，占用两个字节。

依据上述推理，我们可以得出字符和内码间对应关系：

P（50）C（43）乐（C0D6）园（D4B0）。

]

5．用UltraEdit软件观察“苹果apple”这几个字符的内码，如图所示：

则“iPhone”中的小写英文字母“o”的二进制编码是（　　）

A．01000101B．01101001

C．01101111D．01000111

C　[本题考查的内容是观察字符内码以及二进制数与十六进制数之间的转换。

本题图片显示小写字母“p”的内码是70H，ASCⅡ码中字母是按顺序排列的，由此推出小写字母“o”的内码是6FH，转换成二进制数是01101111B。

]

考点二|多媒体信息的数字化

一、图像、音频和视频的数字化

模拟量是指在一定范围连续变化的物理量。

把表示模拟量的信号叫模拟信号。

数字量是指在时间上和数量上都是离散的物理量。

把表示数字量的信号叫数字信号。

多媒体信息数字化就是将模拟量表示的多媒体信息用计算机能够处理的①________进行②________的过程。

1．图像数字化

（1）图像数字化的概念

图像数字化是将连续色调的模拟图像经采样量化后转换成数字图像的过程。

像素：

图像数字化的基本思想是把一幅图像看成是由许许多多彩色或各种级别灰度的点组成，这些点称为像素。

像素是描述图像的最小单位。

图像的颜色：

每个像素的颜色被数字化成一定的数值，由若干个二进制位来表示，黑白位图图像一个像素只需要一位二进制就可以表示。

（2）图像数字化方法

图像信息采集技术的主要方法是③________，该技术已非常成熟。

另外的方法是直接运用数字摄影技术，如利用数码相机、手机等拍摄数码相片。

（3）图像数字化过程

图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。

图像采样：

实质就是要用多少点来描述一幅图像。

将二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素，一幅图像就被采样成有限个像素构成的集合。

图像量化：

是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。

量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了怎样的质量。

量化位数越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果，但是也会占用更大的存储空间。

分辨率越大，存储每个像素点的颜色位数越多，图像质量越好，储存容量也越大。

（4）图像压缩

常用的静态图像压缩标准是④________标准。

2．音频数字化

（1）声音数字化概念

声音数字化是将连续变化的模拟声音信号经采样量化后转换成数字声音信号的过程。

声音信号是通过采样和量化实现模拟量的数字化，这个过程称为“模数转换（A/D）”。

在利用计算机等数码设备放音的过程称为“数模转换（D/A）”。

（2）声音数字化方法

数字音频的来源有很多，如通过计算机中的“录音机”程序进行录音，其他比较方便的方法如录音笔等。

（3）声音数字化过程

声音的数字化过程主要通过采样、量化与编码来完成。

声音采样：

就是按一定的频率，每隔一小段时间，测得模拟声音信号的模拟量值。

采样频率：

单位时间内的采样次数。

声音采样频率的单位为Hz，CD采用的采样频率为44.1kHz。

声音量化：

就是将采样到的模拟声音信号归到有限个信号等级上的过程。

量化方法是按整个电压变化的最大幅度划分成几个区段，把落在某个区段的采样得到的样本值归为一类，并给出相应的量化值。

量化位数：

模拟信号值划分的等级数。

一般按二进制位数衡量。

采样频率越高，量化位数越高，声音的保真度越好，数据量越大。

（4）音频压缩

⑤________是音乐信息常用的音频压缩格式。

3．视频数字化

（1）视频数字化概念

视频是由连续的画面组成的动态影像图像信号。

视频数字化就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数字载体中的过程。

常见的有PAL、NTSC制式。

我国视频采用PAL制式，每秒显示25帧；其他国家有使用NTSC制式，每秒显示30帧。

（2）视频数字化方法

数字视频的来源有很多，如来自于摄像机、录像机、影碟机的视频源的信号，通过视频采集卡转储至计算机中；还有计算机软件生成的图形、图像和连续的画面等。

（3）视频数字化过程

多媒体信息数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。

而视频的基本单位是帧，帧就如同一幅图像一样，其采样、量化的基本原理与图像数字化过程类似。

（4）视频压缩

VCD和DVD格式的影视内容是分别使用MPEG－1和MPEG－2压缩标准来压缩、存储数据。

二、图象、音频和视频存储量的计算

1．图像存储量的计算

未经压缩的位图图像存储空间的计算公式：

存储容量＝水平像素*垂直像素*每个像素色彩所需二进制位数/8（单位：

字节B）。

颜色

颜色数量

每个像素点所需的二进制位数

黑白图像

2

1位

256色图像

256

8位

16位真彩色

216

16位

32位真彩色

232

32位

下面表格以分辨率800×600的位图图像为例，介绍计算机各种类别BMP位图图像的存储空间。

位图图像类型

总像素

一个像素所占的位数

总的位数（bit位）

容量（B）

黑白

800×600

1位（21＝2）

800×600×1

800×600×1/8

256级灰度

800×600

8位（28＝256）

800×600×8

800×600×8/8

16色彩色

800×600

4位（24＝16）

800×600×4

800×600×4/8

256色彩色

800×600

8位（28＝256）

800×600×8

800×600×8/8

24位真彩色

800×600

24位

800×600×24

800×600×24/8

常见图形图像文件的扩展名：

bmp、⑥________、⑦________、wmf、tif、psd等。

2．音频存储量的计算

未经压缩的音频存储空间的计算公式：

存储容量＝采用频率（Hz）*量化位数（b）*声道数*时间（秒）/8（单位：

字节B）。

常见音频文件的扩展名：

wav、⑧________、mid、wma等。

3．视频存储量的计算

未经压缩的无声视频存储空间的计算公式：

存储容量＝每帧图像的存储容量（B）*帧频*时间（秒）/1024/1024（单位：

MB）。

常见视频文件的扩展名：

avi、mpg、asf、⑨______、rm、mp4等。

【自我校对】　①二进制数　②编码　③扫描技术

④JPEG　⑤mp3　⑥jpg　⑦gif　⑧mp3　⑨wmv

1．（2015年3月浙江学考）用ACDSee软件浏览4幅未经压缩的图片，如图所示：

这4个文件中，存储容量最小的是（　　）

A．frog.bmp　　　　　B．horse.bmp

C．panda.bmpD．rooster.bmp

C　[图像存储容量＝水平像素数×垂直像素数×每个像素编码位数/8（单位：

字节）。

panda.bmp图像的分辨率为300×300，颜色数量为2种，每个像素编码为“0”或“1”，其编码位数为1bit，因此存储容量最小。

]

2．（2015年10月浙江学考）使用某视频编辑软件编辑一段影片，在输出视频文件时有如下选项：

①1280×720,25fps　②720×576,25fps

③640×480,30fps　④320×240,15fps

在其他参数相同的情况下，要使输出的文件清晰度最高，应选择（　　）

A．①B．②

C．③D．④

A　[决定清晰度的参数是分辨率，在4个选项中，①中的分辨率最大。

]

一、图像、音频、视频存储容量的计算方法

（1）图像存储量的计算

未经压缩的位图图像存储空间的计算公式：

存储量＝水平像素*垂直像素*每个像素色彩所需二进制位数/8（单位：

字节B）。

（2）未经压缩的音频存储空间的计算公式：

存储量＝采用频率（Hz）*量化位数（b）*声道数*时间（秒）/8（单位：

字节B）。

（3）未经压缩的无声视频存储空间的计算公式：

存储量＝每帧图像的存储容量（B）*帧频*时间（秒）/1024/1024（单位：

MB）。

二、影响图像、音频、视频存储容量的因素

（1）图像文件存储容量与水平像素、垂直像素和量化位数有关。

（2）音频文件存储容量与采样频率、量化位数、声道数和播放时间有关。

（3）视频文件存储容量与每帧图像的存储容量、帧频和播放时间有关。

1．有一大小为1.2MB的多媒体文件，经压缩处理后（压缩比为3∶1），其大小约为（　　）

A．100KBB．300KB

C．400KBD．1024KB

C　[本题主要考查存储容量的有关计算。

将本题中的1.2MB转化成1.2×1024KB，根据3∶1的压缩比，经压缩后该文件的大小约为400KB。

要掌握存储容量单位间的换算：

1MB＝1024KB,1KB＝1024B,1B＝8b。

]

2．小东分别采用以下参数录制一段30秒的音频：

序号

编码标准

采样频率

量化位数

声道

①

PCM

22.050KHz

8位

单声道

②

PCM

22.050KHz

16位

双声道

③

PCM

44.100KHz

8位

单声道

④

PCM

44.100KHz

16位

双声道

下列选项正确的是（　　）

A．①比③的音质好

B．④比①的音质好

C．②比①的存储容量小

D．③比④的存储容量大

B　[本题考查声音数字化原理。

声音信号是通过采样和量化实现模拟量的数字化。

采样频率越高，音质越好，存储容量也越大。

量化位数越大，音质越好，存储容量越大。

在其他指标都相同的情况下，立体声即双声道比单声道质量好。

]

3．存储一幅未经压缩的800×600像素黑白位图图像，所占的磁盘空间约为（　　）

A．59KBB．117KB

C．469KBD．938KB

A　[该题考查分辨率、每个像素色彩所需位数与位图图像存储空间之间的数量关系。

黑白位图图像存储只需要1位二进制进行存储，即每个像素点只需要用1位二进制数来表示，所以计算时只需算出共有多少个像素点即可。

按照位图图像存储空间的计算公式，可算出

＝60000B，由于1KB＝1024B再转化为KB，即

≈58.9KB。

]

4．某未经压缩的视频参数为：

尺寸为400×300像素、16位色，若采用25帧/秒播放，则每分钟视频数据量约为（　　）

A．5.72KBB．343.3KB

C．5.72MBD．343.3MB

D　[本题主要考查视频文件的存储容量计算。

每分钟的数据量是（400×300×16/8）×25×60÷1024÷1024≈343.3MB。

]

5．使用某图像处理软件将800×600像素，24位真彩色BMP格式图像转换为256级灰度BMP格式图像，其他参数均不变，则灰度图像的存储容量约为原图像的（　　）

A．1/8B．1/4

C．1/3D．32/3

C　[存储容量与图像总像素以及每个像素的编码位数有关。

总像素不变的情况下，24位真彩色BMP格式图像转换为256级灰度BMP格式图像，其每个像素的编码位数由24bit变为8bit。

]