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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8

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11

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14

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115

第2章　图像信号的分析与变换16

2.1　图像信号的数字化16

2.1.1 图像的采样16

2.1.2　量化19

2.1.3　视频信号的数字化20

2.2　二维离散傅里叶变换（DFT）24

2.2.1 二维DFT的定义24

2.2.2　二维DFT的性质25

2.3.1　一维DCT26

2.2.3　二维DFT的实现26

2.3　离散余弦变换26

2.3.2　二维DCT29

2.3.3　二维DCT的快速计算32

2.4　离散K—L变换36

2.5　图像的统计特性38

2.5.1　图像的自相关系数38

2.5.2　图像差值信号的统计特性39

2.5.3　图像的变换域统计特性40

习题241

第3章　数字图像压缩的基本理论43

3.1　图像编码理论基础43

3.1.1　图像压缩编码系统的基本结构43

3.1.2　信源模型及其熵44

3.1.3　无失真编码理论46

3.1.4　有失真编码理论48

3.2　统计编码51

3.2.1　基本理论51

3.2.2　霍夫曼编码53

3.2.3　香农编码55

3.2.4　算术编码56

3.2.5　LZW编码65

3.3　变换编码67

3.4　线性预测编码70

3.5　矢量量化编码73

习题380

4.1　概述82

第4章　静止图像编码82

4.2　二值图像编码83

4.2.1　行程长度编码83

4.2.2　二值图像的方块编码84

4.2.3　JBIG标准简介86

4.3　灰度图像编码86

4.3.1　几种典型的灰度图像编码86

4.3.2　渐进编码87

4.4　JPEG标准92

4.4.1　概述92

4.4.2　JPEG标准的基本框架93

4.4.3　基于DCT的编码过程95

4.4.4　多分量图像102

4.4.5　无损压缩103

4.4.6　DCT渐进模式104

4.4.7　分级模式104

习题4105

第5章　图像的小波变换编码及JPEG2000标准106

5.1　图像的小波变换106

5.1.1　连续小波变换与反变换106

5.1.2　多分辨率分析108

5.1.3　一维离散小波变换与反变换112

5.1.4　二维离散小波变换与反变换114

5.2　提升小波变换118

5.2.1　提升小波变换的基本步骤118

5.2.2　构造小波基的提升方法121

5.2.3　传统小波变换的提升实现124

5.3　整数小波变换129

5.4　小波变换编码130

5.4.1　编码基本原理131

5.4.2　小波图像系数的特点132

5.5.3　小波变换编码的几个主要问题133

5.5　基于小波变换的零树编码135

5.5.1　嵌入式小波零树编码136

5.5.2　SPIHT算法143

5.6　EBCOT　编码算法147

5.6.1　概述147

5.6.2　码流的可分级性147

5.6.3　量化和逆量化149

5.6.4　块编码152

5.6.5　率失真优化160

5.6.6　层的格式和表示162

5.7　JPEG2000标准163

5.7.1　概述163

5.7.2　JPEG2000的基本框架164

5.7.3　图像预处理167

5.7.4　核心算法169

5.7.5　码流格式172

5.7.6　感兴趣区域175

5.7.7　可伸缩性及容错性180

习题5181

第6章　序列图像编码及运动估计183

6.1　序列图像编码系统183

6.1.1　视频图像压缩的必要性184

6.1.2　视频图像编码系统的一般结构184

6.1.3　视频编码方案分类185

6.2　二维运动估计186

6.2.1　二维运动估计的基本概念187

6.2.2　使用光流方程的估计方法189

6.2.3　基于块的运动估计——块匹配算法193

6.2.4　像素递归方法203

6.2.5 贝叶斯估计法205

6.2.6　基于网格的运动估计209

6.2.7　全局运动估计210

6.2.8　基于区域的运动估计211

6.2.9　三维运动估计介绍213

6.3　采用时间预测和变换编码的视频编码217

6.3.1　三种常用视频帧218

6.3.2　基于块的混合视频编码219

6.3.3　编码参数选择221

6.4　MPEG—1视频编码和解码223

6.4.1　MPEG—1介绍223

6.4.2　输入图像格式与图像类型224

6.4.3　视频编码与解码具体过程226

6.4.4　视频语法231

6.4.5　系统层简介233

6.5　视频图像编码标准234

6.5.1　MPEG系列标准235

6.5.2　H.26x系列标准概述238

6.5.3　视频编码国际标准的应用和性能比较239

习题6241

第7章　基于内容的视频编码及MPEG—4标准243

7.1　基于物体的视频编码243

7.1.1　物体基编码模型244

7.1.2　基于物体的OBASC算法原理245

7.2　基于知识的视频编码247

7.3　语义视频编码248

7.4　分层编码系统251

7.5　基于对象的视频编码标准MPEG—4252

7.5.1　AV对象252

7.5.2　MPEG—4标准构成254

7.5.3　MPEG—4的结构与语法256

7.5.4　形状编码257

7.5.5　运动信息编码257

7.5.6　纹理编码258

7.5.7　可分级扩展编码261

7.5.8　Sprite编码264

7.5.9　应用情况265

习题7266

第8章　H.264/AVC视频编码标准267

8.1　概述267

8.2　H.264标准的分层269

8.3　H.264/AVC视频编码器270

8.4　帧内预测编码272

8.4.1　4×4亮度信号帧内预测273

8.4.2　16×16亮度信号预测275

8.4.3　8×8色度信号帧内预测276

8.4.4　帧内预测模式的选择277

8.5　帧间预测277

8.5.1　可变尺寸块运动补偿278

8.5.3　四分之一像素运动估计279

8.5.2　多参考帧运动补偿279

8.5.4　运动矢量预测282

8.6　十字优先菱形搜索283

8.7　整数变换及量化289

8.7.1　4×4整数离散余弦变换289

8.7.2　量化和反量化292

8.7.3　4×4亮度直流系数的变换及量化294

8.7.4　2×2色度直流系数的变换及量化295

8.7.5　变换系数的扫描296

8.8　环路滤波296

8.8.1　环路滤波顺序297

8.8.2　滤波强度297

8.8.3　环路滤波过程298

8.9　熵编码301

8.9.1　基于指数哥伦布（Exp Golomb）的统一变长编码（UVLC）302

8.9.2　基于上下文的自适应变长编码303

8.9.3　基于上下文的自适应二进制算术编码306

8.10　H.264的优化313

8.10.1　MMX/SSE2及对内存的操作313

8.10.2　对主要运算的优化314

8.10.3　优化结果比较315

8.11　数字音视频编解码技术标准简介317

8.11.1　AVS标准进展概况317

8.11.2　AVS标准的优势与特点318

习题8318

9.1 图像的传输信道320

9.1.1 微波通信320

第9章　图像的传输技术320

9.1.2　卫星通信322

9.1.3　光纤通信323

9.2　图像的传输网络324

9.2.1 SDH传输技术325

9.2.2　ATM交换技术326

9.2.3　宽带接入技术328

9.3　图像通信质量控制330

9.3.1　图像通信中的差错控制331

9.3.2　图像通信中的码率控制343

9.4　基于网络的数字视频传输协议347

9.4.1 实时传输协议RTP与传输控制协议RTCP347

9.4.2 实时流协议RTSP（Real—Time Streaming Protocol）354

9.4.3 资源预留协议RSVP（Resource Reservation Protocol）358

习题9361

第10章　数字图像通信应用系统362

10.1　数字电视系统362

10.2　流媒体原理及应用365

10.2.1　流媒体概述365

10.2.2　流媒体的优点366

10.2.3　流媒体工作原理及系统组成366

10.3　IPTV370

10.3.1　IPTV技术371

10.3.2　IPTV与数字电视的异同373

习题10374

附录A　QM编码器概率估计数据376

附录B　JPEG标准编码数据377

附录C　CAVLC相关码表382

参考文献386