第1章绪论1

1.1图像信息及其数字化1

1.2图像数据压缩2

1.2.1图像数据压缩的必要性2

1.2.2图像数据压缩的可能性3

1.3图像压缩信源编码过程5

1.4信源编码与信道编码6

1.5图像编码算法分类7

1.6图像编码的标准化9

1.7图像编码与数字水印11

参考文献12

第2章视觉特性与图像质量14

2.1视觉系统中的信息处理14

2.1.1视觉与神经系统14

2.1.2眼睛15

2.1.3视皮层19

2.2视觉系统模型20

2.2.1单色视觉模型20

2.2.2彩色视觉模型21

2.3门限视觉22

2.3.1总体门限效应23

2.3.2局部门限效应24

2.3.3多激励的综合25

2.3.4运动觉察和时间掩盖27

2.4图像质量28

2.4.1图像质量的主观评价29

2.4.2图像质量的客观测量31

参考文献32第3章图像信号的统计特性及模型34

3.1图像信号的概率分布、信息量和信息熵34

3.1.1信息量和信息熵34

3.1.2图像信号的概率分布36

3.2图像信号的相关函数39

3.3图像信号的功率谱42

●数字图像压缩编码

[3]目●录

3.4图像差值信号的统计特性43

3.5活动图像的统计特性45

3.6图像信号统计模型48

3.6.1高斯模型49

3.6.2均匀模型50

3.6.3拉普拉斯模型51

3.6.4广义高斯模型52

3.6.5组合信源模型52

参考文献53

第4章统计编码与无损压缩55

4.1单译可逆码和非续长码55

4.2离散、无记忆信源的无失真编码58

4.3离散、有记忆信源的无失真编码60

4.4赫夫曼编码60

4.5准最佳变字长编码62

4.6算术编码64

4.6.1赫夫曼编码存在的问题64

4.6.2算术编码的原理65

4.7比特平面编码68

4.8游程编码70

4.8.1一维游程编码70

4.8.2二维游程编码72

4.9LZW编码75

4.10无损预测编码78

附录4A格雷码81

参考文献82

第5章率失真理论基础83

5.1有损信源编码83

5.2互信息量和传输信息量84

5.2.1离散信源的互信息量84

5.2.2连续信源的互信息量85

5.3失真函数86

5.4率失真函数87

5.5限失真信源编码定理92

5.6离散信源率失真函数的计算93

5.7连续信源率失真函数的计算96

5.8率失真函数的应用及应用中的困难101

附录5A一维高斯信源的熵102

参考文献103

第6章预测编码105

6.1概述105

6.2差分脉冲编码调制系统106

6.3基于最小均方误差准则的DPCM系统优化设计108

6.3.1最小均方误差预测器108

6.3.2最小均方误差量化器110

6.3.3DPCM系统中的量化噪声113

6.4考虑主观视觉特性的DPCM系统优化设计115

6.4.1基于主观视觉特性的量化器优化设计115

6.4.2预测器与量化器间的相互作用117

6.4.3Pirsch预测器119

6.5自适应预测编码120

6.5.1自适应预测器120

6.5.2自适应量化器123

6.6帧间预测编码126

6.6.1条件帧间补偿126

6.6.2帧内/帧间自适应预测编码127

6.6.3运动补偿预测编码128

6.7运动位移估值129

6.7.1块匹配运动位移估值131

6.7.2像素递归运动位移估值138

6.7.3相位相关法位移估值141

参考文献141

第7章变换编码144

7.1变换编码的基本原理144

7.1.1变换编码的基本思想144

7.1.2正交变换的物理意义144

7.1.3变换编码的基本系统147

7.2图像信号的线性变换148

7.2.1离散信号的线性变换148

7.2.2基本图像150

7.3最佳变换152

7.3.1协方差矩阵及其性质152

7.3.2离散KL变换153

7.4离散傅里叶变换158

7.4.1一维离散傅里叶变换158

7.4.2二维离散傅里叶变换159

7.4.3快速傅里叶变换160

7.4.4图像信号的二维傅里叶变换163

7.5离散余弦变换165

7.5.1一维离散余弦变换165

7.5.2二维离散余弦变换167

7.5.3DCT与DFT的关系167

7.5.4快速离散余弦变换169

7.5.5图像信号的二维离散余弦变换173

7.6沃尔什哈达玛变换174

7.6.1非正弦函数的正交变换174

7.6.2雷德马赫函数和沃尔什函数175

7.6.3沃尔什变换176

7.6.4哈达玛变换179

7.6.5快速沃尔什哈达玛变换181

7.7哈尔变换184

7.7.1哈尔函数184

7.7.2离散哈尔变换186

7.7.3快速哈尔变换187

7.8斜变换187

7.8.1斜向量与斜矩阵187

7.8.2斜变换189

7.9变换域的数据压缩190

7.9.1几种变换的比较190

7.9.2比特分配与统计编码191

附录7A关于向量微分算子的运算195

参考文献197

第8章子带编码198

8.1概述198

8.2子带滤波199

8.2.1双信道子带滤波器组199

8.2.2取样率转换200

8.2.3输入输出关系202

8.3正交镜像滤波器203

8.4二维子带编码205

8.5子带树状分割207

8.6子带分解的边界处理207

8.7子带图像的统计特性209

8.8子带图像编码210

8.8.1HDTV的帧内子带编码210

8.8.2运动补偿视频子带编码212

参考文献213

第9章小波变换编码214

9.1时频局部化和加窗傅里叶变换214

9.1.1傅里叶变换的不足214

9.1.2Gabor变换215

9.1.3时频窗与窗函数条件215

9.1.4Gabor变换的局限217

9.2连续小波变换218

9.2.1连续小波基函数218

9.2.2连续小波变换218

9.2.3小波变换的时频窗219

9.3离散小波变换221

9.3.1连续小波变换的冗余221

9.3.2离散小波变换222

9.3.3离散二进小波变换222

9.4多分辨率分析223

9.4.1L2(R)的多分辨率近似223

9.4.2尺度函数225

9.4.3细节信号与正交小波227

9.4.4Mallat算法227

9.4.5二维信号的小波表示231

9.5小波变换的选择234

9.5.1紧支集正交小波234

9.5.2紧支集双正交小波234

9.6图像信号的小波变换编码237

9.6.1图像信号的二维小波变换237

9.6.2图像小波分解的特点238

9.6.3小波变换与矢量量化结合的编码方案240

9.6.4嵌入式零树小波编码241

9.7基于小波变换的视频编码247

参考文献251

第10章分形图像压缩编码252

10.1自相似性与分形252

10.2分形图像压缩的数学基础253

10.2.1仿射变换253

10.2.2度量空间与Hausdorff距离254

10.2.3压缩变换与压缩变换定理255

10.2.4迭代函数系统256

10.3分形图像压缩编码原理258

10.3.1基于IFS的分形图像编码基本原理258

10.3.2局部迭代函数系统LIFS259

10.3.3基于分块的分形图像编码方法260

10.4关于分形编码的进一步讨论264

10.4.1加快分形编码的速度264

10.4.2提高分形编码的质量265

10.5分形视频编码267

10.5.1三维分形块编码267

10.5.2分形与DCT混合编码268

10.5.3区分前景与背景的分形编码268

10.6小结269

参考文献270

第11章模型基图像编码271

11.1前言271

11.2物体基图像编码272

11.2.1物体基分析综合编码的基本方案272

11.2.2参数编码275

11.2.3方块基编码与物体基编码276

11.2.4信源模型277

11.3语义基图像编码277

11.3.1语义基编码的基本思想277

11.3.2人脸图像综合278

11.3.3人脸图像分析281

11.3.4长序列运动跟踪282

参考文献282

第12章矢量量化编码284

12.1从标量量化到矢量量化284

12.2矢量量化与失真测度285

12.2.1矢量量化定义285

12.2.2失真测度286

12.3码书设计287

12.3.1最优码书设计思路287

12.3.2LBG码书设计算法288

12.4VQ的变型及其实现291

12.4.1码树结构291

12.4.2多级VQ291

12.4.3均值残差VQ292

12.4.4块分类自适应VQ293

12.4.5预测VQ293

12.5子空间失真测度技术293

12.5.1矢量子空间293

12.5.2子空间失真测度294

12.5.3子空间LBG算法295

12.5.4子空间选择296

12.6矢量量化编码的性能297

参考文献297

第13章静止图像压缩编码国际标准298

13.1JPEG标准298

13.1.1JPEG基本系统299

13.1.2累进编码309

13.1.3无损编码311

13.1.4分层编码312

13.1.5压缩码流语法313

13.1.6小结316

13.2JPEG 2000标准316

13.2.1JPEG 2000基本系统框图317

13.2.2源图像的预处理318

13.2.3离散小波变换321

13.2.4量化327

13.2.5熵编码329

13.2.6码流组织334

13.2.7其他主要特性340

13.2.8码流语法343

13.2.9基本系统的功能扩展345

13.2.10小结349

参考文献349

第14章视频压缩编码国际标准350

14.1引言350

14.1.1多媒体音视频压缩编码标准的特点350

14.1.2两大系列音视频压缩编码标准的比较351

14.2H.261视频压缩编码标准352

14.2.1H.261编解码系统概述353

14.2.2H.261中的核心编码技术分析357

14.2.3小结360

14.3MPEG1视频压缩编码标准361

14.3.1MPEG1视频编码系统分析362

14.3.2小结366

14.4MPEG2视频压缩编码标准366

14.4.1MPEG2视频编码系统分析366

14.4.2小结374

14.5H.263视频压缩编码标准374

14.5.1H.263视频编码系统分析375

14.5.2小结381

14.6H.263视频压缩编码标准的第二版（H.263+）和第三版（H.263++）…382

14.6.1H.263+与H.263++在预测编码技术上的改进382

14.6.2H.263+与H.263++在变换编码和量化技术上的改进385

14.6.3H.263+与H.263++在统计熵编码技术上的改进386

14.6.4H.263+与H.263++在其他技术环节上的改进386

14.6.5改进编码选项组合方式388

14.6.6小结390

14.7MPEG4多媒体音视频压缩编码标准390

14.7.1MPEG4的系统特点391

14.7.2MPEG4的标准组成392

14.7.3MPEG4基本视频编码系统394

14.7.4MPEG4中的VOP编码技术395

14.7.5MPEG4的类与等级405

14.7.6小结406

14.8H.264视频压缩编码标准407

14.8.1H.264视频系统的分层结构408

14.8.2H.264视频编码层技术分析409

14.8.3H.264中的预测编码技术410

14.8.4H.264中的变换编码与量化技术413

14.8.5H.264中的统计编码技术417

14.8.6H.264的其他特点420

14.8.7小结421

参考文献423

第15章图像和视频中的数字水印425

15.1信息隐藏与数字水印425

15.1.1信息隐藏历史与现状426

15.1.2信息隐藏与密码技术427

15.2数字水印系统的框架模型与特性428

15.2.1数字水印系统的框架模型428

15.2.2数字水印系统的基本特性428

15.3数字水印技术的应用430

15.3.1版权保护430

15.3.2隐含标识432

15.3.3认证433

15.3.4隐蔽通信433

15.4静止图像数字水印技术433

15.4.1图像水印系统基本框图434

15.4.2早期数字水印技术435

15.4.3鲁棒性水印技术435

15.4.4脆弱性水印技术443

15.5视频数字水印技术452

15.5.1视频水印的技术特点452

15.5.2视频水印技术分类453

15.5.3前置式视频水印技术453

15.5.4内置式视频水印技术457

15.5.5后置式视频水印技术460

15.6DVD版权保护系统462

15.6.1DVD版权保护技术的发展现状462

15.6.2DHSG数字水印系统的技术要求464

15.6.3基于DHSG需求的数字水印系统465

参考文献468