本节书摘来自华章出版社《计算机科学概论》一书中的第3章，第3.6节，作者［美]内尔·黛尔（Nell Dale）约翰·路易斯（John Lewis），更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

3.6　视频表示法视频信息的捕捉和压缩方法使它成了最复杂的信息类型之一。视频片段包含许多压缩的静态图像。网络上充满了质量不等的视频片段。随着视频压缩技术（即视频编译码器）的发展，一些质量问题在未来的几年中可能会得到改善。视频编译码器编译码器（codec）表示压缩器/解压缩器（COmpressor/DECompressor）。视频编译码器指用于缩减电影大小的方法，使电影能够在计算机或网络上播放。几乎所有的视频编译码器都采用有损压缩，以最小化与视频相关的数据量，因此，压缩的目标不是舍弃影响观众视觉的信息。视频编译码器（video codec）：用于缩减电影大小的方法。大多数编译码器是面向块的，也就是说，视频的每个帧将被分成一组矩形块。各个编译码器的不同之处在于如何对这些块编码。有些视频编译码器完全是由软件实现的，而有的则需要专用的硬件。视频编译码器采用的压缩方式有两种，即时间压缩和空间压缩。时间压缩将查找连续帧之间的差别。如果两个帧中的图像大部分都没有改变，那么何必浪费空间来复制所有近似的信息呢？关键帧是比较帧之间差别的参照物，它的完整图像都会被保存。对于连续的图像，只保存改变的部分（增量帧）。对于帧与帧之间变化不大的视频片段（如几乎没有活动实体的场景），时间压缩是一种有效的方法。空间压缩将删除一个帧中的冗余信息。空间压缩的基本问题与压缩静态图像时遇到的问题一样。空间视频压缩常把颜色相同的像素（如湛蓝的天空）聚集在块（矩形区域）中，存储的不是每个像素的信息，而是块的颜色和坐标。这种思想与前面介绍的行程长度编码的思想近似。**时间压缩（temporal compression）：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术。空间压缩（spatial compression）：基于静态图像的压缩技术的电影压缩技术。**当今流行的视频编译码器有Sorenson、Cinepak、MPEG和Real Video。关于这些编译码器如何表示和压缩视频不属于本书介绍的范围。**Bob Bemer从1945年起，Bob Bemer就常出现在计算圈中。他的供职履历读起来就像20世纪后半期最具影响力的计算技术公司的清单。他曾经在Douglas Aircraft、RKO Radio Pictures、the Rand Corporation、Lockheed Aircraft、Marquardt Aircraft、Lockheed Missiles and Space、IBM、Univac Division of Sperry Rand、Bull General Electric（Paris）、GTE、Honeywell工作过，最后成立了自己的软件公司Bob Bemer Software。在Bemer的简历上出现过很多飞机制造厂商，这一点都不奇怪，因为他的专业是数学，而且从Curtiss-Wright技术学院获得了航空工程学的毕业证书（1941）。在计算历史的早期，飞机制造商是工业界使用计算机的先驱。在他的职业生涯中，Bemer致力于程序设计语言的开发。他开发了早期的FORTRAN编译器FORTRANSIT，还积极参与COBOL语言和CODASYL语言（一种早期的数据库建模和管理方法）的开发。此外，他还负责SIMULA语言开发基金的授权工作，这是一种引入了多个面向对象特性的模拟语言。Bemer还是为新兴的计算业制定全球标准的委员会的成员。他是IFIP Computer Vocabulary Committee的美国代表、ISO/TC97/SC5 on Common Programming Languages的主席以及X3/SPARC Study Group on Text Processing的主席。但是，Bemer最著名的工作是关于ASCII编码这种8位PC的标准内部码。当初，Bemer认识到如果一台计算机要与另一台计算机通信，它们需要传送文本信息的标准代码。Bemer发布了关于60多种计算机代码的调查报告，从而说明了对标准代码的需要。他拟订了标准委员会的工作计划，促使美国标准代码与国际代码相对应，编写了大量关于编码的文献，为ASCII的备用符号和适用其他语言的控制集争取到了正式的注册。也许Bemer最重要的贡献是提出了转义符这种概念。转义符将通知系统转义符后的字符不再使用它的标准含义。例如，ESC(N)通知系统下列字符是与ASCII字符等价的Cyrillic字符。1991年10月发布了16位编码的第一个版本Unicode。促使这种扩大的编码出现的原因有两个，一是16位计算机体系结构越来越流行了，二是Internet和万维网的盛行需要一种能直接包含全世界各种字母的编码。但是，ASCII并没有退出历史舞台，它是Unicode的一个子集。2003年5月，Bemer得到了IEEE Computer Society颁发的计算机先驱奖（Computer Pioneer Award），以表彰他“通过ASCII、ASCII备用字符集和转义序列为满足世界对各种字符集和符号的需要”所做出的贡献。Bob Bemer于2004年6月22日在位于得克萨斯州Possum Kingdom Lake的家中逝世。——http://www.bobbemer.com/AWARD.HTM**

小结计算机是多媒体设备，操作的数据从数字到图形，再到视频，无所不包。由于计算机只能操作二进制数值，所以所有类型的数据都必须表示为二进制形式。数据可以分为两类：连续的（模拟的）和离散的（数字的）。整数值由它们对应的二进制值表示，负数的表示方法有符号数值表示法和补码表示法。实数由三部分构成，即符号、尾数和指定小数点位置的指数。字符集是字母与数字字符以及表示它们的代码的清单。最常用的字符集是Unicode（每个字符由16位表示），ASCII是它的子集。使用8位字符集ASCII足够表示英语，但却不足以表示其他语言。压缩文本的方法有很多，可以减小存储文本的空间或减少在机器之间传递文本的时间。音频信息被表示为数字化的声波。颜色由三个值表示，每个值说明了红色、蓝色或绿色的份额。表示图像的基本方法有两种，即位图和矢量图形。视频被分割成了一系列表示为图像的静态图像。**道德问题：道德准则［2］在计算领域有两个主要的组织：美国计算机协会（Association of Computing Machinery，ACM）以及电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）。IEEE代表了硬件方面，而ACM代表了软件方面。然而，在许多大学中，这种区别是模糊的。我们将展示两者的道德准则，这样你就可以将它们进行比较和对比。IEEE道德准则作为IEEE成员，我们认识到技术的重要性，它影响着世界各地的生活质量，我们接受对于我们的职业、成员和我们服务的社会的个人责任，我们特此致力于遵守最高的道德和职业准则，并且同意：

ACM道德准则（略）不仅仅是单纯地复制，现为大家展示一张ACM制作的传单。**

A.?符号数值表示法 B.?小数点（radixpoint）C.?使用频率 D.?采样E.?模拟 F.?数字

用下列位数可以表示多少种状态：

尽管从二年级开始你就会计算简单的算术运算，请做下列小测试，确定你是否完全理解了有符号整数的运算。计算下列表达式，其中W等于17，X等于28，Y等于- 29，Z等于- 13。

使用十进制实数直线图验证下列运算的解决方法，其中A等于5，B等于- 7。

将本章中提到过的十进制补码公式中的k为设为定长的数字6，回答下列问题。

使用练习36c中绘制的实数直线图，计算下列表达式，其中A等于- 499?999，B等于3。

使用十进制补码的公式和3.2.1节中描述的模式，计算下列数字。

在计算练习38中的十进制补码时，是不是遇到很多从0借位的问题？这种计算易于出错。有种窍门可以使这种计算变得容易，而且不会出错，即让被减数中的每一位都是9，得到的结果再加1。如果被减数的每一位都是9，则得到的数字被称为数的九进制补码。

　　　的十进制补码。

　　　和d中的值。

　　　进制补码，还是用九进制补码加1？请给

　　　出理由。

使用二进制补码计算下列表达式，其中A等于11111110，B等于00000010。

设计一个以11为基数的记数系统。

把下列实数转换成二进制的（5个二进制位）。

把下列实数转换成八进制的（5个八进制位）。