1、课程基本信息 课题数据编码图像编码 教科书 书名：信息技术必修 1：数据与计算 出版社：人民教育出版社、中国地图出版社出版日期： 2019 年 6 月 教学目标 教学目标：1. 理解图像编码实现过程，知道采样、量化、编码三个步骤。【信息素养】 【计算思维】 2. 知道图像尺寸、清晰度和存储容量的影响因素，掌握图像存储容量的计 算方法，能够选择合适的工具解决图像处理的常见问题。【信息素养】 【计算思维】 3. 认识到图像信息安全风险，尊重他人的知识版权，承担信息社会责任。 【信息社会责任】 教学重点：图像数字化的实现过程 教学难点：常见图像处理问题的解决方法 教学过程 时 间 教学 环节 主要师
2、生活动 3 分 钟 情境情境 导入导入 问题问题 提出提出 1.1.情境导入情境导入 作为信息的载体， 图像在信息社会中扮演着重要的角色。 例如， 此次疫情中，图像就发挥着自己的作用与价值。 医学影像诊断疫情图像记录 行程二维码图像创作作品 2 2. . 问题提出问题提出 图像已成为生活中必不可少的元素。在日常使用图像时，你遇 到过这样的问题吗？ 为什么有的图像很清楚、有的图像却很模糊？ 当图像大小无法满足系统使用要求时，该怎么办？ 如何去除图像中不需要的文字等信息？ 图像质量、大小和显示都与什么因素有关呢？若想知道这个问 题的答案，我们首先需要了解计算机是如何存储和处理图像的。 8 分 钟
3、探究探究 一：一： 数字数字 图像图像 是如是如 何形何形 成的成的 1.1. 实现方式实现方式 通过扫描仪、数字照相机、智能手机和连接在计算机上的摄像 头等设备，就可将实现图像的数字化。 2.2. 实现过程实现过程 (1) 图像采样 图像采样是指将模拟图像在水平和垂直方向上进行分割，形成 矩阵。 对图像采样后所形成的微小方格称为像素。像素是数字图像的 基本单位，一副图像可看做由许多独立的像素所组成的。那么在采 样是，像素个数是越多还是越少图像的质量会更好呢？ 学生观察两幅图像，体会不同像素个数的区别。并理解输入分 辨率对于图像质量的影响。 (2) 图像量化 图像量化是对像素属性进行分级，每一
4、级对应一个数，从而实 现用有限的数近似地表示连续变化的各项属性。 以像素的属性为例，将其分为 4 级，每个像素选择这 4 级中最 接近的颜色。那么分级越多还是越少，图像质量会更好呢？ 将 4 级和 6 级颜色进行对比，引导学生体会分级数量不同对图 像质量的影响。 颜色的每一个等级要用对应的二进制数字表示。以 6 级颜色为 例，每个等级颜色的二进制数字如下。经过量化，每个像素的颜色 属性就可以转换成对应的二进制编码。 体验实践：请在任务单中尝试将本图像量化后的二进制编码填 写完成。 颜色深度用来表示像素颜色所占二进制位数。颜色深度越多， 可表达的色彩越丰富；但存储容量也会越大。 (3) 图像编码
5、 确立编码方法，形成不同图像文件格式。由于图像中会存在许 多的重复和冗余信息，因此在编码时可以通过压缩技术，来减少图 像文件存储容量。 3 3. . 小结图像编码实现过程小结图像编码实现过程 教师引导学生小结图像编码的实现过程， 并通过微课 拍照时如 何生成数字图像短片进一步加深理解。 5 分 钟 探究探究 二：二： 影响影响 图像图像 的因的因 素有素有 哪些哪些 1.1. 影响图像影响图像质量质量的因素的因素 提问：在图像数字化的过程中，哪些因素影响着图像的质量呢？ 引导学生分析多种因素共同影响着图像质量。 2.2. 影响图像影响图像大小（存大小（存储容量储容量）的因素的因素 提问：对于图
6、像大小（存储容量），它的影响因素是什么呢？ 引导学生学习图像所占存储容量的计算方法： 图像所占存储容量（未压缩）= 水平像素数垂直像素数颜 色深度/8（字节） 例题：图像尺寸为 9072 像素，颜色深度为 24 位，该图像所 占存储容量是多大？ 图像所占存储容量 = 907224/8=19440B 3.3. 影响图像影响图像显示显示的因素的因素 提问：对于图像显示，它的影响因素是什么呢？ 引导学生理解图像是由一个个独立的像素构成的，像素颜色汇总在 一起就是看到的图像。 7 分 钟 探究探究 三：三： 如何如何 解决解决 图像图像 处理处理 问题问题 1.1. 问题问题 1 1：如何：如何提高提
7、高图像图像质量质量？ (1) 拍照设置选择高像素 但过于清晰的图像也会带来个人信息泄露的风险，同学们要注 意慎用超清图像。 (2) 用搜索工具搜索可替换的高清图 (3) 利用 AI 图像放大工具增强清晰度 2.2. 问题问题 2 2：如何改变图像大小：如何改变图像大小（存储容量）（存储容量）？ 解决办法：利用图像处理软件或工具调整像素个数、颜色深度、 图像格式（压缩方式）。 演示实践：演示利用 Photoshop 调整图像尺寸、颜色位数、图像 文件格式的方法，学生实践练习。 3.3. 问题问题 3 3：如何去掉图像中：如何去掉图像中不需要的文字不需要的文字？ 解决办法：利用邻近像素颜色进行填充 演示实践：演示 Photoshop 去水印的方法，学生实践练习。 虽然我们可以借助工具去掉水印等标识， 但是在使用素材要尊重 他人的知识版权，承担信息社会责任。 2 分 钟 小小结与结与 练习练习 1.1. 回顾总结知识回顾总结知识 2.2. 完成完成小测小测题目题目 Q1. 图像编码的实现过程是什么？ Q2. 一幅 640320 像素的 256 阶灰度图像， 其所占的存储容量是 多少？ Q3. 常见的图像文件格式有哪些？
