上课 2.5视频图像信号的数字化与分量编码

《图像及视频信息的编码原理》教学设计作者：葛昊来源：《中国信息技术教育》2011年第04期【教材分析】《图像及视频信息的编码原理》是第一章第二节信息编码部分的内容。

要使计算机能够处理信息，采用正确的编码方法是首先要解决的问题。

因此信息的编码是信息技术的根本也是最本质的内容。

虽然信息的编码这部分内容抽象、枯燥无味，可操作内容偏少，知识与概念偏深，然而了解学习信息编码的原理却有助于学生对信息技术整体的把握，亦有助于扩展学生原有的知识体系结构。

【学情分析】图像及视频的数字化是信息的编码第2课时内容，因此学生对于什么是编码、为何要编码、文字和字符的编码以及存储单位的基本概念等内容已经有所掌握。

而对于图像及视频信息的编码却仍然陌生，且这部分知识在学生原有的知识体系结构中基本没有类似的内容，所以要让学生真正理解图像及视频信息的编码原理并不容易。

【教学目标】知识与技能了解视频产生的原理，理解图像及视频的编码原理；了解像素、分辨率和视频制式的相关概念；掌握位图图像和视频文件编码后所占字节数的计算方法。

过程与方法通过让学生帮助色盲者完成十字绣这样一个问题的分析与思考，让学生理解图像的编码原理；在学生理解图像编码原理的基础上通过教师的讲解让学生了解像素、分辨率和位图的概念；通过教师讲解和学生练习等方法让学生掌握位图图像编码后所占字节数的计算方法；在学生理解图像编码原理及掌握位图图像编码后所占字节数的计算方法的基础上，将知识引申到视频的编码原理及视频编码后所占字节数的计算方法。

情感态度与价值观激发学生学习信息技术的兴趣；培养学生分析问题、解决问题的能力，使学生看问题不再停留在问题的表面，而是能够学会深入思考；促使学生形成良好的思维习惯。

【教学重难点】教学重点：图像及视频的编码原理、位图图像编码后所占字节数的计算方法。

教学难点：图像及视频的编码原理。

【教学过程】（一）创设情境，新课导入展示十字绣作品。

师：有一位慈祥的母亲想亲自绣几幅十字绣作品送给她刚成家的孩子，并挂在新房客厅的背景墙上。

(计算机基础知识)多媒体数据的编码与处理多媒体数据的编码与处理多媒体数据的编码与处理是计算机基础知识中的重要一环。

随着科技的不断发展，多媒体应用越来越普及，对于多媒体数据的处理变得越来越关键，它涉及到视频、音频、图像等各种形式的数据处理。

本文将对多媒体数据的编码与处理进行探讨。

一、多媒体数据的编码原理多媒体数据的编码是将原始的音频、视频和图像等信号转化为数字化的数据形式，以便计算机可以对其进行处理和传输。

在编码过程中，首先需要对原始信号进行采样，然后利用数字信号处理的方法，将采样到的数据转化为二进制形式，最后进行压缩编码。

1. 音频数据的编码在音频数据的编码中，最常用的方法是脉冲编码调制（PCM），它将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

PCM通过对音频信号进行采样和量化，并使用不同的编码方式来表示不同的量化值，实现了音频数据的数字化。

2. 视频数据的编码视频数据的编码一般使用压缩编码技术，最为常见的是基于帧间压缩的视频编码标准，如MPEG系列。

这种编码方式首先对视频信号进行分解，将图像分解为一系列连续的帧，并通过对帧间差异进行压缩来减小数据量，从而实现视频数据的高效编码和传输。

3. 图像数据的编码对于图像数据的编码，最经典的方法是基于离散余弦变换（DCT）的JPEG编码。

JPEG编码将图像分割为8x8或16x16的小块，然后对每个小块进行DCT变换，并利用量化和熵编码来压缩图像数据，以减小文件大小，并实现高质量的图像显示和传输。

二、多媒体数据的处理方法多媒体数据的处理是对编码后的数据进行解码、编辑、处理和显示等操作，以满足不同应用需求。

以下是几种常见的多媒体数据处理方法：1. 数据解码在多媒体播放过程中，首先需要对编码后的数据进行解码。

解码过程是将压缩编码的数据还原为原始的音频、视频或图像数据的过程。

根据不同的编码方式，需要选择相应的解码算法和解码器进行解码处理。

2. 数据编辑多媒体数据的编辑是在完成解码后，对数据进行剪辑、合并、分割等操作，以满足用户对多媒体内容的需求。

图像编码在视频编码中的作用与应用一、引言随着数字技术的快速发展，视频成为了人们生活中不可或缺的一部分。

从电视节目到网络视频，视频的内容呈现方式变得更加多样化和丰富。

然而，视频数据量庞大，传输效率低下，因此需要一种高效的编码方法来压缩视频数据。

图像编码作为视频编码中重要的一环，发挥着至关重要的作用。

二、图像编码的基本原理图像编码是将图像信号转换成数字数据的过程。

在视频编码中，图像编码主要使用的是离散余弦变换（Discrete Cosine Transform, DCT）和运动估计（Motion Estimation）的方法。

1. 离散余弦变换（DCT）离散余弦变换是一种将空间域图像转换为频域图像的数学工具。

它通过将图像分块，并将每个块在水平和垂直方向上进行变换，得到块的频谱系数。

这些频谱系数中，高频的系数可以被舍弃，从而达到压缩图像数据的目的。

2. 运动估计（Motion Estimation）运动估计通过对连续的图像帧进行比较，找出图像中物体的运动信息。

在视频编码中，相邻的帧通常会有很大的相似性，因此只需要保留变化的部分，并表示为运动向量。

通过运动向量来描述图像的运动变化，可以大大减小数据的存储和传输量。

三、图像编码在视频编码中的应用1. 视频压缩图像编码作为视频编码中最关键的一环，可以将视频压缩到较小的体积，降低传输和存储成本。

通过优化图像编码算法，可以有效地减少冗余数据，提高编码的效率。

常用的视频编码标准，如和，就是基于图像编码原理来实现的。

它们在保证视频质量的同时，大幅度地降低了视频文件的大小。

2. 视频传输在视频传输中，图像编码可以将视频数据压缩后再传输，以节约带宽和网络资源。

通过将视频数据切割成一小段小包，并使用图像编码进行压缩，可以有效地提高视频传输的效率。

此外，在实时视频传输中，图像编码还可以根据网络的带宽变化实时调整编码参数，以适应网络状况。

3. 视频存储图像编码在视频存储中的应用十分广泛。

《图像信息的数字化表示和存储》说课稿教材分析。

木节课选自《多媒体技术应用》选修教材第一单元第二节“多媒体技术”，内容是介绍媒体信息数字化表示利存储的原理，阐释多媒体技术的基础和内涵。

使学生进一步认识多媒体技术的实质一一数字化。

从原理上对其有一个理性的认知，为后续单元的学习奠定基础。

其中，图像信息的数字化表示与存储是重点内容。

学生分析。

高一年级下学期的学生，在《信息技术基础》必修课学过相关内容，知道信息数字化的基本原理，是用0和1来表示信息。

但对各种媒体信息数字化的具体原理不清楚，对数字化表示的核心——舟二进制进行编码的思想不了解。

他们缺乏有关二进制的专业知识，对深奥抽象的原理不是特别感兴趣。

所以，如何以一种生动直观的方式，深入浅出地讲解专业的技术和原理这是本课成功与否的关键。

教学目标了解数据冗余和压缩的简单原理；掌握常用图像文件格式。

理解图像信息数字化表示和存储的原理和二进制编码的思想，能计算图像的存储容量。

学习从方法论的方向和角度思考问题，建立科学的原理认知观。

说重点难点图像信息的数字化表示和存储和二进制编码的思想说教法与学法分组教学法、游戏教学法自主实践说教学策略教学中可能遇到的问题解决问题的策略学生对纯理论的内容不感兴趣避免平铺直叙地讲解，将深奥、抽象的知识溶解在贯穿课堂的实践活动中，以课堂游戏“数字拼图”让学生从理论和实践的相互交融中深切感受知识的魅力。

一幅完整的图像包含众多像素，研究起来比较麻烦截取图像的一小部分作为研究对象，并制作模型图作为教具。

使复杂抽象的问题简单化、具体化。

学生缺乏二进制的专业知识，难以理解用二进制编码的思想通过讲解颜色编码引入二进制说教学过程我将整个教学内容分成四个相对独立的环节。

并以循序渐进的方式为主线，分别向学生创设了4个连续的情境。

“黑白图像的数字化-二进制编码-彩色图像的数字化-图像的存储容量”这条主线的环节既独立，又是4个层层递进的问题，从而沿着“图像信息数字化和存储”这个主题，探究、思考、讨论。