江苏专转本计算机第5章资料

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1、第5章 数字媒体及应用,5.1 文本与文本处理 5.2 图像与图形 5.3 数字声音及应用 5.4 数字视频及应用,5.1 文本与文本处理,5.1.1 字符的编码 5.1.2 文本准备 5.1.4 文本编辑、排版与处理 5.1.3 文本的分类 5.1.5 文本的展现,5.1.1. 字符在计算机中的表示,字符、字符集及其编码表,文字的基本元素是字母和符号，统称为“字符” (character)，它包括：字母、数字、标点、符号等 字符集：一组特定字符的集合 不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如： 中文字符集、西文字符集、日文字符集等 字符的编码： 字符集中每个字符的二进位表示，称为该字符的编码

2、或代码(code) 不同的字符其编码各不相同 字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集的码表,西文字符的编码ASCII码,西文是表音文字(拼音文字)，它由拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊符号所组成 美国标准信息交换码(ASCII码)： (考点) ASCII字符集包含96个可打印字符和32个控制字符 采用7个二进位进行编码 计算机中使用1个字节存储1个ASCII 字符 存在问题： 字符集太小（只有128个字符） 不同国家和地区使用不同的字符集及其编码，互不兼容 东亚地区使用的大字符集无法编码,汉字如何编码？,汉字是记录汉语（国语，华语）的文字，属于表意文字，它用符号直接表达词或词素，有多

3、个国家和地区使用（中、日、韩、新、马） 汉字的特点 数量大；字形复杂，同音字多，异体字多 如何编码？ 确定收入多少字、哪些字？ 在字符集中如何排列？ 使用多少个二进位进行编码？,常用的汉字编码字符集,国家标准GB2312-1980 汉字扩充规范 GBK 国家标准GB18030-2005 台湾地区的标准汉字字符集CNS 11643 (BIG 5，俗称“大五码”) 日本工业标准汉字字符集JIS X 0208-90 韩国国家标准汉字字符集KSC 5601-87 UCS/Unicode多文种大字符集,GB2312汉字编码字符集,1980年颁布信息交换用汉字编码字符集基本集GB2312-1980 GB2

4、312字符集由三个部分构成：,拉丁字母、俄文、日文平假名与片假名、希腊字母、汉语拼音等共682个,共6763个汉字和682个符号，每个汉字和符号都有一个确定位置,GB2312汉字的编码,每一个GB2312汉字使用16位(2个字节)表示 为了与ASCII字符相区别，每个字节的最高位均为“1” （考点）,例如： “南”字的代码是11000100 11001111 （用十六进制表示为C4CF）,GBK汉字内码扩充规范,GB2312的不足： 汉字字数太少，缺少繁体字,无法满足人名、地名、古籍整理、古典文献研究等应用的需要；与ASCII码不兼容 GBK汉字内码扩充规范（1995）： 在GB2312基础上

5、，增加了1万多汉字(包括繁体字)和符号 共有21003个汉字和883个图形符号，如“計算機”、冃、冄、円、冇等繁体字和生僻字 与GB8312保持向下兼容，也使用双字节表示，第1字节最高位必须为“1”：,几种汉字编码的对比,5.1.2. 文本准备 文稿如何输入计算机,文字符号输入计算机的方法,键盘输入,(1)数字编码, 如电报码、区位码等, (2)字音编码, 如智能ABC等 (3)字形编码，如五笔字形和表形码等, (4)形音编码 发展趋势：基于统计和学习功能的以词语(短语)或句子作为输入单位的输入方法,文字符号输入计算机的方法,优点： 自然，流畅 小型化，适合移动计算 不足： 识别速度和正确性还

6、需提高 书写要求还要降低,文字符号输入计算机的方法,优点： 自然，方便，适合移动计算 不足： 对说话人、说话方式、说话内容的适应能力要大大增强 识别速度和正确性还需大大提高,文字符号输入计算机的方法,识别率已达到98% 功能: 简、繁体字混合识别 中文、西文混合识别 文字、表格混合识别 智能校对功能,文字符号输入计算机的方法,技术上非常困难，还无法实用 目前准备先突破工整的楷书手写体的识别!,5.1.3 文本的分类,简单文本(纯文本 ),没有字体、字号的变化，不能插入图片、表格，也不能建立超链接，其文件后缀名是 .txt 由一串用于表达正文内容的字符编码所组成，几乎不包含任何其他的格式信息和结

7、构信息 举例：,丰富格式文本,本书由南京大学出版社(Publishing House of Nanjing University)出版,有字体字号等属性变化、设置了段落和页面排版格式的文本称为“丰富格式文本” 丰富格式文本中，除了正文内容之外，还使用了许多“标记”来描述字符的属性和格式的设置。 举例：下面标题的格式为：中文用黑体，西文用Arial Black体，居中,使用HTML语言描述为：,本书由南京大学出版社(Publishing House of Nanjing University)出版,用一对指出的是标记，如 和 等，用于说明排版的格式和文字属性，它们不属于正文内容,正文内容,超文本

8、,若干文本或文本中的各个部分可按照其内容的关系互相链接起来，从而形成 “超文本”,“超链”实际上就是一个指针，用于指向其他文本块，也可以指向同一文本块中的其他部分,超链是有向的，起点位置称为链源，它可以是文本块中的一个标题、一句句子、一个关键词、一幅画、一个图标等,文本块可以是一个网页，一个文档，一段文字，也可以是一张图片，甚至一段声音或视频,小结：文本的分类,5.2 图像与图形,5.2.1 数字图像的获取 5.2.2 图像的表示与压缩编码 5.2.3 数字图像处理与应用 5.2.4 计算机图形,5.2.1 数字图像的获取,图像的获取过程,从现实世界中获得数字图像的过程称为图像的“获取” 常用

9、的图像获取设备：扫描仪、数码相机、摄像头、摄像机等 图像获取过程：,将画面划分为 M N个网格，每个网格称为 一个取样点,将彩色图像取样点的颜色分解成R，G，B三个基色,测量每个取样点的每个分量（基色）的亮度值,对取样点每个分量的亮度值进行A/D转换，使用数字整型量表示,5.2.2 图像的表示与压缩编码,数字(取样)图像的组成,数字取样图像由M(列) N(行)个取样点组成 取样点是组成数字取样图像的基本单位，称为“像素” 彩色图像的像素通常由3个彩色分量组成 灰度图像和黑白图像的像素只包含1个亮度分量,复习：黑白图象的表示,黑白图像,黑白图像的每个像素只有一个分量，且只用1个二进位表示，其取值

10、仅“0”(黑)和“1”(白)两种,例2：彩色图象的表示,彩色图像的每个像素有三个分量，分别表示三个基色的亮度，假设3个分量分别用n,m,k个二进位表示，则可表示2n+m+k种不同的颜色,数字(取样)图像的主要参数,图像大小（图像分辨率）： 用来表示组成该图像的行列数目，亦即图像所包含的像素数目 使用 水平分辨率x垂直分辨率 表示 对图像清晰度和在屏幕上显示出来的大小有影响 颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法，如： RGB(红、绿、蓝)模型，显示器使用 CMYK(青、品红、黄、黑)模型，彩色打印机使用 HSB(色彩、饱和度、亮度)模型，用户界面中使用 YUV(亮度、色度)模型，彩色电

11、视信号传输时使用 像素深度，即像素的所有颜色分量的二进位数目之和,举例：分辨率与图像尺寸的关系,520 x376,260 x188,130 x94,在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比,数字图像的数据量,数字图像数据量的计算公式（以字节为单位）： 数据量=水平分辨率垂直分辨率像素深度8 几种常用格式的图像的数据量：,例：数字图像传输时间的计算 假设数据传输速率为56 kb/s（电话上网），则传输一幅分辨率为640480的6.5万种颜色的未压缩图像的最小时间为： (640 x480 x16)/56000 = 87.8秒,数字图像的数据压缩,图像数据压缩的必要性： 节省存储数

12、字图像所需要的存储器容量 提高图像的传输速度，减少通信费用 图像数据压缩的可能性： 数字图像中有大量的数据冗余 人眼视觉有局限性，允许图像有一些失真 图像数据压缩的两种类型： 无损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像没有任何误差 有损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像有一定的误差 压缩编码方法的评价,数字图像的常用文件格式,不同的图象文件格式采用了不同的数据压缩技术和数据组织方法，有不同的应用 常用的图像文件格式有：,图像文件格式例1：BMP格式,BMP图像格式是Windows操作系统下使用的一种标准图像格式 支持单色、16色、256色、真彩色图像 一个文件一幅图像，可以进行无损压缩，也可不压缩

13、 非压缩的BMP文件是一种通用的图像文件格式，几乎所有Windows 应用软件都能支持,图像文件格式例2： GIF 图像,颜色数目不超过256色 ，适合用作插图、剪贴画等色彩数要求不高的场合，文件特别小，适合网络传输 GIF图像格式具有累进显示功能，适合网络浏览器观看 GIF图像格式能支持透明背景（JPEG不支持） GIF图像格式能支持动画,透明背景,图像文件格式例3：JPEG图像,JPEG是静止图像数据压缩编码的国际标准，采用JPEG标准的图像文件扩展名是 .jpg JPEG特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像，在计算机和数码相机中已得到广泛应用 JPEG的最新标准是JPEG2000（图像文

14、件扩展名是 .jp2 ），它采用更先进的技术，可取得更好的效果，目前在医学图像处理中使用,5.2.4 计算机图形,什么是计算机图形(graphics),通过计算机和软件对景物的结构、形状与外貌进行描述(称为“建模”)，然后根据该描述和选定的观察位置及光线状况，生成该景物的图形(称为“绘制”或“图像合成”) 计算机图形也称为计算机合成图像 计算机制作图形的步骤如下：,5.3 数字声音及应用,5.3.1 波形声音的获取与播放 5.3.2 波形声音的表示与应用 5.3.3计算机合成声音,5.3.1 波形声音的获取与播放,声音的特性和类型,声音由振动产生，通过空气进行传播 声音是一种波，它由许多不同频

15、率的谐波组成 谐波的频率范围称为声音的“带宽”,计算机处理的声音类型： 话音或语音(speech)，专指人的说话声音，带宽仅为3003400Hz 全频带声音(如音乐声、风雨声、汽车声等)，其带宽可达到20Hz20kHz 人耳可听到的声音统称“可听声”(audio) ，20Hz20kHz,数字波形声音的获取,步骤: (考点),2. 量化（quantization，模数转换 ),3. 编码（encoding）,1. 取样（sampling）,数字波形声音的获取设备,声音的联机获取设备(声卡) （考点）,声波转换为电信号,声音的脱机获取设备：数码录音笔,取样、量化和编码,声音的重建与播放,计算机输出

16、声音分为两步： 1 声音的重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，由声卡完成,2 声音播放：将模拟声音信号经处理和放大后送到音箱(扬声器) 关于音箱： 普通音箱接收的是重建的模拟声音信号 数字音箱直接接收数字声音信号，失真更小,声卡的功能与逻辑组成,波形声音的获取与编码 波形声音的重建与播放 MIDI消息的输入 MIDI音乐的合成,考点,5.3.2 波形声音的 表示与应用,数字波形声音的表示及其参数,数字波形声音是使用二进位表示的一种串行比特流，其数据按时间顺序进行组织，文件扩展名为“.wav” 数字波形声音的主要参数有： 取样频率： 语音的取样频率低，一般为8k 16k Hz 全频带声音(如音乐)取样频率高，一般为44.1k 48k Hz 量化位数：通常为8位、12位或16位 声道数目：单声道为1，双声道为2 码率(比特率)，每秒钟的数据量,数字波形声音码率的计算,未压缩时数字波形声音的码率计算公式 （考点） 码率 = 取样频率 量化位数 声道数 例：,压缩编码之后数字波形声音的码率为： 压缩后的码率 = 未压缩时的码率/压缩倍数 例：上面CD唱片的立体声音乐