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第1章 图像及图像通信1

1.1 图像信号的基本概念1

1.1.1 图像信号的分类1

1.1.2 彩色基础及模型2

1.1.3 图像信号的表示7

1.2 人眼视觉特性8

1.2.1 相对视敏度8

1.2.2 明暗视觉9

1.2.3 对比灵敏度9

1.2.4 分辨率10

1.2.5 可见度阈值10

1.3 图像质量的评估标准与方法11

1.3.1 主观评价11

1.3.2 客观测量12

1.4 图像通信系统13

1.4.1 模拟图像通信系统14

1.4.2 数字图像通信系统14

习题114

第2章 图像信号的分析与变换15

2.1 图像信号的数字化15

2.1.1 采样16

2.1.2 量化18

2.1.3 视频信号的数字化表达21

2.2 二维离散傅里叶变换24

2.2.1 二维DFT的定义25

2.2.2 二维DFT的性质25

2.2.3 二维DFT的实现26

2.3 离散余弦变换27

2.3.1 一维DCT27

2.3.2 二维DCT30

2.4 离散K—L变换34

2.4.1 协方差矩阵34

2.4.2 K—L变换关系35

2.5 图像的统计特性37

2.5.1 图像的自相关系数37

2.5.2 图像差值信号的统计特性38

2.5.3 图像的变换域统计特性39

习题240

第3章 数字图像压缩的基本理论42

3.1 图像编码理论基础42

3.1.1 图像压缩编码系统的基本结构42

3.1.2 信源模型及其熵43

3.1.3 无失真编码理论45

3.1.4 有失真编码理论47

3.2 统计编码50

3.2.1 霍夫曼编码51

3.2.2 香农编码53

3.2.3 算术编码55

3.2.4 LZW编码65

3.3 变换编码67

3.3.1 正交变换编码原理68

3.3.2 K—L变换69

3.3.3 离散余弦变换（DCT）70

3.4 线性预测编码70

3.4.1 线性预测原理71

3.4.2 最佳线性预测72

3.5 矢量量化编码73

3.5.1 编码方法73

3.5.2 码书的设计74

3.5.3 初始化码书80

习题380

第4章 静止图像编码83

4.1 二值图像编码83

4.1.1 行程长度编码84

4.1.2 二值图像的方块编码85

4.1.3 JBIG标准简介86

4.2 灰度图像编码87

4.2.1 几种典型的灰度图像编码87

4.2.2 渐进编码89

4.3 JPEG标准93

4.3.1 概述93

4.3.2 JPEG标准的基本框架94

4.3.3 基于DCT的编码过程96

4.3.4 多分量图像104

4.3.5 无损压缩105

4.3.6 DCT渐进模式105

4.3.7 分级模式105

4.4 基于分形的图像压缩编码106

4.4.1 压缩映射107

4.4.2 仿射变换108

4.4.3 迭代函数系统108

4.4.4 图像的分形编码方法109

习题4113

第5章 图像的小波变换编码及JPEG2000标准115

5.1 图像的小波变换115

5.1.1 连续小波变换与反变换115

5.1.2 多分辨率分析116

5.1.3 一维离散小波变换与反变换120

5.1.4 二维离散小波变换与反变换123

5.2 提升小波变换126

5.2.1 提升格式的基本原理127

5.2.2 构造的提升方法130

5.2.3 传统小波变换的提升实现131

5.3 整数小波变换138

5.4 小波变换编码142

5.4.1 编码基本原理142

5.4.2 小波图像系数的特点144

5.4.3 小波变换编码的几个主要问题145

5.5 基于小波变换的零树编码146

5.5.1 嵌入式小波零树编码147

5.5.2 SPIHT算法155

5.6 EBCOT编码算法157

5.6.1 概述157

5.6.2 码流的可分级性158

5.6.3 量化和逆量化159

5.6.4 块编码162

5.6.5 率失真优化171

5.6.6 层的格式和表示171

5.7 JPEG2000标准172

5.7.1 概述173

5.7.2 JPEG2000的基本框架174

5.7.3 图像预处理175

5.7.4 核心算法177

5.7.5 码流格式179

5.7.6 感兴趣区域180

5.7.7 可伸缩性及容错性181

习题5183

第6章 序列图像编码及运动估计185

6.1 序列图像编码系统185

6.1.1 视频图像压缩的必要性186

6.1.2 视频图像编码系统的一般结构186

6.1.3 视频编码方案分类187

6.2 视频图像帧间预测编码189

6.2.1 帧间图像预测编码的依据189

6.2.2 基于预测的编码方法190

6.2.3 运动补偿帧间预测编码191

6.3 二维运动估计194

6.3.1 二维运动估计的基本概念194

6.3.2 基于块的运动估计——块匹配算法200

6.3.3 基于像素的运动估计——像素递归方法211

6.3.4 基于网格的运动估计212

6.3.5 全局运动估计214

6.3.6 基于区域的运动估计215

6.4 基于波形的视频编码217

6.4.1 三种常用视频帧217

6.4.2 基于块的混合视频编码219

6.4.3 编码参数选择221

6.5 基于内容的视频编码222

6.5.1 基于物体的视频编码223

6.5.2 基于知识的视频编码226

6.5.3 基于语义的视频编码227

6.5.4 分层编码系统230

习题6230

第7章 视频图像编码标准233

7.1 视频编码标准简介234

7.1.1 MPEG—x系列标准234

7.1.2 H.26x系列标准概述237

7.1.3 AVS标准239

7.1.4 视频编码标准的应用和性能比较241

7.2 MPEG—1视频编码和解码243

7.2.1 MPEG—1的系统结构243

7.2.2 系统层244

7.2.3 音频层244

7.2.4 视频层245

7.3 基于对象的视频编码标准MPEG—4260

7.3.1 MPEG—4标准构成261

7.3.2 MPEG—4视频编码中的分层描述263

7.3.3 MPEG—4视频编码原理264

7.3.4 应用情况271

7.4 H.264/AVC视频编码新技术272

7.4.1 概述272

7.4.2 H.264的总体结构273

7.4.3 H.264/AVC视频编解码器结构276

7.4.4 帧内预测编码277

7.4.5 帧间预测280

7.4.6 整数变换及量化282

7.4.7 变换系数的扫描290

7.4.8 环路滤波291

7.4.9 熵编码292

7.4.10 H.264应用295

习题7296

第8章 图像的传输技术297

8.1 视频传输中的差错控制298

8.1.1 概述298

8.1.2 容错编码300

8.1.3 信道传输层的差错控制305

8.1.4 解码端的差错掩盖306

8.1.5 编码器—解码器交互式差错控制307

8.2 视频传输中的码率控制308

8.2.1 码率控制概述308

8.2.2 码率控制的实现309

8.2.3 码率控制的模式310

8.3 视频的网络传输312

8.3.1 视频的传输模式312

8.3.2 视频的传输网络313

8.3.3 因特网上的数字视频传输协议314

习题8317

第9章 数字图像通信应用系统318

9.1 数字电视318

9.1.1 数字电视概述318

9.1.2 数字电视传输标准319

9.1.3 数字电视系统组成及关键技术321

9.1.4 数字电视的常见分类323

9.1.5 数字电视的应用324

9.2 流媒体325

9.2.1 流媒体概述325

9.2.2 流媒体工作原理及系统组成326

9.2.3 流媒体的主要解决方案328

9.2.4 流媒体的应用330

9.3 IPTV331

9.3.1 IPTV概念及特点331

9.3.2 IPTV的系统架构及关键技术332

9.3.3 IPTV与有线数字电视的异同333

9.4 视频监控334

9.4.1 视频监控概述334

9.4.2 视频监控的发展演变334

习题9337

附录A QM编码器概率估计数据338

附录B JPEG标准编码数据340

参考文献345