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第1部分基本原理3

第1章图像压缩概述3

1.1基本概念3

1.1.1数字图像3

目录3

1.1.2无损和有损压缩4

1.1.3压缩度量6

1.2利用冗余性7

1.2.1统计冗余性7

1.2.2不相关性8

1.3.1结构的重要性9

1.3压缩系统的组成单元9

1.3.2编码10

1.3.3量化11

1.3.4变换11

1.4可选择的结构12

第2章熵和编码方法16

2.1信息与熵16

2.1.1数学预备知识16

2.1.2熵的概念19

2.1.3 Shannon无噪声信源编码定理23

2.1.4 Elias编码25

2.2可变长度编码30

2.2.1 Huffman编码33

2.2.2 Golomb编码37

2.3算术编码40

2.3.1有限精度实现40

2.3.2二进制编码与解码43

2.3.3长度指示终止45

2.3.4无乘法器的变化形式46

2.3.5自适应概率估计51

2.4图像编码工具55

2.3.6其他变化形式55

2.4.1环境自适应编码56

2.4.2预测编码58

2.4.3游长编码58

2.4.4四叉树编码59

2.5进一步阅读60

第3章量化61

3.1率失真理论61

3.1.1信源代码61

3.1.2互信息与率失真函数62

3.1.3连续随机变量63

3.1.4相关过程67

3.2标量量化68

3.2.1 Lloyd-ax标量量化器69

3.2.2 Lloyd-Max标量量化器的性能72

3.2.3熵编码标量量化73

3.2.4熵编码标量量化器的性能75

3.2.5标量量化器性能总结77

3.2.6嵌入标量量化77

3.2.7嵌入恒域量化79

3.3差分脉冲编码调制80

3.4矢量量化82

3.4.1 VQ的分析84

3.4.2广义Lloyd算法88

3.4.3矢量量化的性能88

3.4.4树结构矢量量化89

3.5格子编码量化91

3.5.1格子编码91

3.5.2固定码率TCQ94

3.5.3 Viterbi算法95

3.5.4固定码率TCQ的性能96

3.5.5 TCQ中的误差传递98

3.5.6熵编码TCQ98

3.6进一步阅读100

3.5.7预测TCQ100

第4章图像变换101

4.1线性块变换101

4.1.1绪论101

4.1.2 Karhunen-Loeve变换106

4.1.3离散余弦变换109

4.2子带变换112

4.2.1矢量卷积112

4.2.2多相转移矩阵113

4.2.3滤波器组解释114

4.2.4矢量空间解释117

4.2.5迭代子带变换123

4.3用于压缩的变换127

4.3.1直观的观点128

4.3.2编码增益130

4.3.3率失真理论135

4.3.4心理视觉性质138

第5章率控制方法145

5.1更多直观知识145

5.1.1一个简单的例子145

5.2优化率分配147

5.1.2特别的方法147

5.3量化问题149

5.4理论改进151

5.4.1非负码率151

5.4.2离散码率152

5.4.3连续码率情况的更好建模152

5.4.4失真模型分析154

5.4.5仍然存在的局限性157

5.5 自适应码率分配158

6.1.2 QMF滤波器组161

6.1.1 简短的历史回顾161

6.1 经典滤波器组的结果161

第6章滤波器组与小波161

6.1.3二通道FIR变换164

6.1.4多相因式分解170

6.2小波变换172

6.2.1 小波与多分辨率分析172

6.2.2离散小波变换178

6.2.3推广180

6.3小波的构造182

6.3.1来自子带变换的小波182

6.3.2设计过程190

6.3.3压缩考虑195

6.4.1提升结构197

6.4提升与可逆性197

6.4.2可逆变换200

6.4.3因子分解方法202

6.4.4奇数长度对称滤波器205

6.5边界处理207

6.5.1信号延拓207

6.5.2对称延拓208

6.5.3边界与提升209

6.6进一步阅读211

7.1子带系数谱系212

第7章零树编码212

7.2子带系数的显著性213

7.3 EZW214

7.3.1显著性过程215

7.3.2改进过程216

7.3.3 EZW记号的算术编码217

7.4 SPIHT219

7.4.1 SPIHT 谱系（Genealogy）219

7.4.2 SPIHT中的零树219

7.4.4编码过程220

7.4.3 SPIHT中的表220

7.4.5 SPIHT算法221

7.4.6 SPIHT记号的算术编码223

7.5零树压缩的性能224

7.6定量描述父亲－孩子编码增益226

第8章带有嵌入式块编码的高度可伸缩压缩228

8.1嵌入与可伸缩性228

8.1.1分散原理228

8.1.2可伸缩性与排序229

8.1.3 EBCOT范例232

8.2.1 PCRD-OPT算法235

8.2优化截断235

8.2.2实现建议240

8.3嵌入块编码242

8.3.1位平面编码243

8.3.2位平面的条件编码245

8.3.3动态扫描251

8.3.4四叉树编码方法256

8.3.5失真计算261

8.4摘要质量层263

8.4.1从位平面到层263

8.4.2管理开销265

8.5实验比较270

8.5.1 JPEG2000与SPIHT270

8.5.2 JPEG2000与SBHP274

第2部分JPEG2000标准279

第9章介绍JPEG2000279

9.1历史展望279

9.2 JPEG2000特征集285

9.2.1压缩一次：多种解压缩方式286

9.2.2压缩域图像处理／编辑287

9.2.3渐进性287

9.2.4低位深度图像288

9.2.5感兴趣编码区域289

第10章样本数据变换290

10.1结构概述290

10.2彩色变换292

10.2.1 ICT定义292

10.2.2 RCT定义293

10.3小波变换基础294

10.3.1双通道基块294

10.3.2 2D DWT297

10.3.4交织视图299

10.3.3分辨率和分辨率级别299

10.4小波变换300

10.4.1不可逆DWT300

10.4.2可逆DWT301

10.5量化和界定303

10.5.1不可逆过程303

10.5.2可逆处理306

10.6 ROI调整307

10.6.1可伸缩性优先权307

10.6.3对编码的影响309

10.6.2最大平移方法309

10.6.4区域映射310

第11章样本数据划分312

11.1画布中的分量312

11.2画布上的拼接块313

11.2.1拼接块划分314

11.2.2拼接块分量和区域315

11.2.3画布中的子带316

11.2.4分辨率和伸缩317

11.3编码块和分区318

11.3.1分区划分319

11.3.2子带划分320

11.3.3分区和包322

11.4空间操作323

11.4.1任意剪切323

11.4.2旋转和翻转324

第12章样本数据编码328

12.1 MQ编解码器328

12.1.1 MQ编解码器概述328

12.1.2编码过程330

12.1.3解码过程333

12.2.1概述335

12.2嵌入块编码335

12.2.2状态信息337

12.2.3扫描与邻域338

12.2.4编码过程339

12.2.5解码过程341

12.3 MQ码字终止343

12.3.1简单终止344

12.3.2截断长度345

12.4模式变化349

12.4.1单个模式开关349

12.4.2用于编码器并行性的模式352

12.4.3用于错误恢复的模式353

12.5包构成356

12.5.1包流结构356

12.5.2包的剖析357

12.5.3包标头358

12.5.4长度编码361

第13章码流语法363

13.1码流组织363

13.2.1主标头371

13.2标头371

13.2.2拼接块标头372

13.2.3拼接块部分标头373

13.2.4包标头375

13.3标记和标记段375

13.3.1码流起始（SOC）376

13.3.2拼接块起始（SOT）376

13.3.3数据起始（SOD）378

13.3.4码流结束（EOC）378

13.3.5图像和拼接块大小（SIZ）378

13.3.6默认编码形式（COD）379

13.3.7编码形式分量（COC）382

13.3.8默认量化（QCD）383

13.3.9量化分量（QCC）385

13.3.10感兴趣区域（RGN）385

13.3.11渐进顺序改变（POC）386

13.3.12拼接块部分长度：主标头（TLM）389

13.3.13包长度：主标头（PLM）390

13.3.14包长度：拼接块部分（PLT）392

13.3.15打包的包标头：主标头（PPM）393

13.3.17包起始（SOP）394

13.3.16打包的包标头：拼接块部分（PPT）394

13.3.18包标头结束（EPH）395

13.3.19分量配准（CRG）395

13.3.20注释（COM）397

第14章文件格式398

14.1文件格式组织398

14.2 JP2框400

14.2.1 JPEG2000 SIGNATURE框400

14.2.2 FILETYPE文件类型框401

14.2.3 JP2 HEADER框401

14.2.7 UUID框（多个）410

14.2.6 XML框（多个）410

14.2.8 UUIDINFO框（多个）410

14.2.4连续码流框410

14.2.5 IPR框410

14.3讨论412

第15章第2部分扩展413

15.1可变级别偏移414

15.2非线性点变换414

15.3可变量化恒域414

15.4格子编码量化415

15.5视觉掩蔽415

15.6.1小波分解结构417

15.6小波变换扩展417

15.6.2用户可定义小波核420

15.6.3单一样本重叠变换422

15.7多分量处理424

15.7.1线性块变换425

15.7.2相关变换426

15.7.3小波变换427

15.8感兴趣区域编码427

15.9文件格式428

16.1.1基于CSF的优化431

16.1性能优化431

第16章性能指导431

第3部分JPEG2000实践431

16.1.2彩色图像权重433

16.1.3 JPEG2000与JPEG的主观比较435

16.1.4利用视觉掩蔽437

16.2感兴趣区域编码439

16.2.1最大平移ROI编码440

16.2.2隐式ROI编码441

16.3二值图像441

17.1.1 MQ编码器技巧444

17.1块编码：软件444

第17章实现考虑444

17.1.2状态传播447

17.1.3反量化发送449

17.2块编码：硬件450

17.2.1示例结构450

17.2.2吞吐量增强453

17.2.3并行的机会457

17.2.4失真估计457

17.3 DWT数458

17.3.1 BIBO分析增益458

17.3.2可逆变换459

17.3.3定点不可逆变换460

17.4.1 DWT级流水线464

17.4 DWT结构464

17.4.2存储器和带宽465

17.4.3芯片内资源472

17.5系统考虑473

17.5.1编码数据缓冲474

17.5.2带宽减少475

17.5.3总结476

17.6可用硬件477

18.1 保障系统478

第18章兼容性478

18.2码流框架479

18.3解压缩器保障481

18.3.1解析职责482

18.3.2块解码职责486

18.3.3变换职责487

18.3.4兼容性类489

第4部分其他标准493

第19章JPEG493

19.1概述493

19.2.1样本变换494

19.2基线JPEG494

19.2.2类别码496

19.2.3游程值编码497

19.2.4变长编码499

19.2.5分量和扫描499

19.3 JPEG中的可伸缩性500

19.3.1逐次逼近501

19.3.2频谱选择502

19.3.3分级改进503

19.3.4与JPEG2000的比较504

20.1.1邻域内容505

20.1概述505

第20章 JPEG-LS505

20.1.2普通和游程模式506

20.1.3近无损压缩507

20.2普通模式编码508

20.2.1预测508

20.2.2 GOLOMB编码和差值508

20.3游程模式编码513

20.3.1游程Golomb编码513

20.3.2中断样本编码515

20.4典型性能515

参考文献518