2015CH1-01.ppt

第一章 绪论 信息与信息技术 计算机硬件系统 计算机软件系统 学习目标 了解信息和信息技术的基本概念、发展史及应用，而计算机是信息和信息技术发展的核心技术。 掌握声音和图像信息数字化的基本原理 理解计算机的硬件系统和软件系统的构成。 了解计算机系统的层次结构。 了解计算机系统的发展方向。 什么是信息？ 发信者所发出的信息，就是他在通信符号表中选择符号的具体方式，并主张用所选择的自由度来度量信息。 －－哈特莱，《Transmission of Information》,1928 什么是信息？ “信息是人们在适应外部世界并将这种适应反作用于世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。接收信息和使用信息的过程，就是我们适应外部世界偶然性的过程。” “ 信息就是信息，不是物质，也不是能量。” －－ Nobert Wiener （控制论的创始人之一） 什么是信息？ “信息就是不确定性的消除量。” －－香农(C．E．Shannon ）信息论的创始人。 什么是信息？ 近二十年来，虽然信息一词被广泛使用，但其内涵和外延有许多解释，至今尚无定论。 两点应明确： 信息在客观上是反映某一客观事物的现实情况； 信息在主观上是可接受、利用的，并指导我们的行动。 对信息的理解 信息是表现事物特征为一种普遍形式； 信息是数据加工的结果＊； 信息是数据的含义，数据是信息的载体； 信息是帮助人们做出决策的知识； 信息是实体、属性、价值所构成的三重组。 信息的形态 信息一般表现为4种形态： 数据 文本 声音 图像 信息的十大特征 可量度 可识别 可转换 可存储 可处理 可传递 可再生 可压缩 可利用 可共享 信息技术 信息技术的发展 语言的诞生 文字的创造 造纸与印刷术的发明 电子技术 计算机与互联网 信息技术 信息技术定义: 在信息的获取(采集)、存储、加工处理、传递、利用和服务过程中所涉及的相关技术。 主要的信息技术有：计算机技术、数据库技术、信息处理技术、信息检索技术、信息服务与利用技术、人工智能技术和网络通信技术等。 信息技术 1.信息的采集技术 基于人工系统的信息采集方法 基于计算机系统的信息采集方法 基于计算机系统的信息采集方法 模拟信号 在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。 用模拟信号表示的波形在时间上是连续的 模拟信号的数字化需要三个步骤：采样、量化和编码。 模拟信号的数字化技术 ADC DAC 1.语音信息的采集与数字化 声音有三个要素：音强、音调和音色 音强（或称响度）是指声音的强弱，这是由声 波的振幅决定的。幅度越大、音强越大。 音调与声波的频率有关，频率快则音调高，频率慢则音调低。 音色则是由混入基音的泛音决定的。正是由于泛音的不同，才出现了不同的音色。 声音的数字化需要解决两个基本问题： 一是每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率（fs）是多少， 一个是bps应该是多少，即每个声音样本的位数，也就是量化（采样）精度。 采样：为实现A／D转换，需要把模拟信号波形进行分割，以转变成数字信号，这种方法称为采样（Sampling）。 采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级，22.05只能达到FM广播的声音品质，44.1KHz则是理论上的CD音质界限，48KHz则更加精确一些。由于实际的采样中总会有损失，因此理论上的48KHz实际上只能达到44.1KHz左右，对于一些发烧友来讲，未免美中不足。 对波形幅度的数字化过程称之为量化。 ? 每秒钟数字化后的声音数据量由下式给出： ????每秒声音的数据量=采样频率＊采样精度＊声道数/8（字节） 编码：模拟量经过采样和量化以后，形成一系列的离散信号--脉冲数字信号。这种脉冲数字信号可以一定的方式进行编码，形成计算机内部运行的数据。 PCM DPCM 小练习 1、某次录制声音，采样频率为44.1KHz，采样精度为16位，单声