270 编码的奥秘 Chinapub- coM 下载 最重要的用于位图的有损失的压缩技术统称为JPEG。JPEG表示联合图像专家组( photography experts group),它描述了几种压缩技术,一些是无损失的,一些是有损失的。 把元文件转换成位图文件很简单。因为视频显示存储器与位图在概念上是一致的。如果 个程序知道如何在视频显示存储器中画一个元文件,则它也知道如何在位图上画元文件 但是,把位图文件转换成元文件就没那么容易,有些复杂的图像甚至不能转换。与这项 工作相关的一项技术是光学字符识别,即OCR( optical character recognition)。如果一个位图 上有一些字符(从复印机来的,或扫描页面得到的)并且需要转换成ASCI码吗,就可用OCR OCR软件需要分析位的模式并确定它们代表什么字符。由于这项工作的算法很复杂,OCR软 件并不是100%准确。即使有些不准确,OCR软件也试图把手写体转换成ASCI码字符 位图和元文件都是用数字表示的可视信息。音频信息也可以转换成位和字节 1983年,随着激光唱机的出现,数字化音响激起了消费者的热情,它也成为了最大的电 子消费品。CD由 Philips和Sony公司开发,在一个直径12cm的盘上一面可存储74分钟的数字化 声音。之所以选择74分钟是因为贝多芬的第九交响曲刚好可以放在一张CD上 CD上的声音编码采用脉冲编码调制技术,即PCM( pulse code modulation)。不管它的名 字多么奇怪,从概念上讲,PCM是很简单的处理过程。 声音是振动产生的。人们的声音是振动,大号的声音是振动,森林里树倒下的声音也是振 动,它们使得空气分子移动,空气一会儿挤压一会儿弹开,一会儿压缩一会儿放松,一会儿向 后一会儿向前,每秒钟进行着成百上千次运动。空气最终震动耳膜,使得我们能够听到声音。 声波可以用1877年爱迪生的第一台电唱机上用来录制和播放背景音乐的锡箔圆桶表面上 的凸起和凹陷来模拟。直到出现CD之前,这种录制技术也很少改变,虽然圆桶换成了盘片, 锡箔换成了塑性材料即塑料。早期的电唱机是全机械的,后来使用电子放大器来放大声音。 麦克风上的可变电阻把声音转换成电流,喇叭中的电磁铁把电流转换回声音。 代表声音的电流并非本书中所讲的1/0数字信号。声波是连续变化的,而产生这种电流的 电压也是如此。电流是声波的模拟。一种称作模拟数字转换器(ADC)的器件—通常在 个芯片上实现——把模拟电压转换成二进制数。ADC的输出是若干位数字信号—通常为8 12或16位一用来表明电压的相对级别。例如,12位ADC把电压转换成000h~FFFh之间的数 从而区分4096个不同的电压级别。 在脉冲编码调制这种技术里,代表声波的电压按照恒定的速率转换成数值。这些数以小 孔的形式刻在光盘表面,从而存储在CD上。通过从CD表面反射的激光可以读出这些信息。 在播放的时候,这些数又通过数字/模拟转换器即DAC转换成电流。(DAC也用在彩色图形板 上,用来把像素值转换成模拟的彩色信号送到显示器。) 声波电压以恒定的速率转换成数字,该速率称为采样速率。1928年,贝尔实验室的 Harry Nyquist证明了釆样速率至少为需要记录和播放的信号的最大频率的两倍。通常认为人们能听 到的声音的频率范围为20~20000赫兹。CD所用的采样频率比最大频率的两倍还要大一些 定义为每秒采样44100次 每个样本所用的位数取决于CD的动态范围,即记录和播放的声音的最高频率与最低频率 之差。这有些复杂:电流不断地变化来模拟声波,尖峰称为声波的振幅。我们所感受到的声 音强度是振幅的两倍。1贝尔(bel)表示强度的10倍增强:1分贝( decibel)是1贝尔的1/10,表 示人们所能感受的声音的几乎最小的强度变化。最重要的用于位图的有损失的压缩技术统称为 J P E G。J P E G表示联合图像专家组（ j o i n t photography experts group），它描述了几种压缩技术，一些是无损失的，一些是有损失的。 把元文件转换成位图文件很简单。因为视频显示存储器与位图在概念上是一致的。如果 一个程序知道如何在视频显示存储器中画一个元文件，则它也知道如何在位图上画元文件。 但是，把位图文件转换成元文件就没那么容易，有些复杂的图像甚至不能转换。与这项 工作相关的一项技术是光学字符识别，即 O C R（optical character recognition）。如果一个位图 上有一些字符（从复印机来的，或扫描页面得到的）并且需要转换成 A S C I I码，就可用O C R。 O C R软件需要分析位的模式并确定它们代表什么字符。由于这项工作的算法很复杂， O C R软 件并不是1 0 0 %准确。即使有些不准确，O C R软件也试图把手写体转换成 A S C I I码字符。 位图和元文件都是用数字表示的可视信息。音频信息也可以转换成位和字节。 1 9 8 3年，随着激光唱机的出现，数字化音响激起了消费者的热情，它也成为了最大的电 子消费品。C D由P h i l i p s和S o n y公司开发，在一个直径1 2 c m的盘上一面可存储7 4分钟的数字化 声音。之所以选择7 4分钟是因为贝多芬的第九交响曲刚好可以放在一张 C D上。 C D上的声音编码采用脉冲编码调制技术，即 PCM (pulse code modulation)。不管它的名 字多么奇怪，从概念上讲， P C M是很简单的处理过程。 声音是振动产生的。人们的声音是振动，大号的声音是振动，森林里树倒下的声音也是振 动，它们使得空气分子移动，空气一会儿挤压一会儿弹开，一会儿压缩一会儿放松，一会儿向 后一会儿向前，每秒钟进行着成百上千次运动。空气最终震动耳膜，使得我们能够听到声音。 声波可以用1 8 7 7年爱迪生的第一台电唱机上用来录制和播放背景音乐的锡箔圆桶表面上 的凸起和凹陷来模拟。直到出现 C D之前，这种录制技术也很少改变，虽然圆桶换成了盘片， 锡箔换成了塑性材料即塑料。早期的电唱机是全机械的，后来使用电子放大器来放大声音。 麦克风上的可变电阻把声音转换成电流，喇叭中的电磁铁把电流转换回声音。 代表声音的电流并非本书中所讲的 1 / 0数字信号。声波是连续变化的，而产生这种电流的 电压也是如此。电流是声波的模拟。一种称作模拟数字转换器（A D C）的器件—通常在一 个芯片上实现—把模拟电压转换成二进制数。 A D C的输出是若干位数字信号—通常为8、 1 2或1 6位—用来表明电压的相对级别。例如， 1 2位A D C把电压转换成0 0 0 h～F F F h之间的数， 从而区分4 0 9 6个不同的电压级别。 在脉冲编码调制这种技术里，代表声波的电压按照恒定的速率转换成数值。这些数以小 孔的形式刻在光盘表面，从而存储在 C D上。通过从 CD 表面反射的激光可以读出这些信息。 在播放的时候，这些数又通过数字/模拟转换器即D A C转换成电流。（D A C也用在彩色图形板 上，用来把像素值转换成模拟的彩色信号送到显示器。） 声波电压以恒定的速率转换成数字，该速率称为采样速率。1 9 2 8年，贝尔实验室的 H a r r y N y q u i s t证明了采样速率至少为需要记录和播放的信号的最大频率的两倍。通常认为人们能听 到的声音的频率范围为 2 0～20 000赫兹。C D所用的采样频率比最大频率的两倍还要大一些， 定义为每秒采样44 100次。 每个样本所用的位数取决于 C D的动态范围，即记录和播放的声音的最高频率与最低频率 之差。这有些复杂：电流不断地变化来模拟声波，尖峰称为声波的振幅。我们所感受到的声 音强度是振幅的两倍。 1贝尔（b e l）表示强度的1 0倍增强；1分贝( d e c i b e l )是1贝尔的1 / 1 0，表 示人们所能感受的声音的几乎最小的强度变化。 270 编码的奥秘 下载