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第1章 概论1

1.1 概念和术语1

1.1.1 信源编码的信号表示2

1.1.2 传输的优化4

1.2 信号源与信号的获取5

1.3 多媒体信号的数字表示7

1.3.1 图像与视频信号8

1.3.2 语音和音频信号13

1.3.3 压缩技术的必要性13

1.4 习题13

第2章 基础知识15

2.1 信号与系统15

2.1.1 基本信号15

2.1.2 系统运算17

2.2 信号与傅里叶频谱19

2.2.1 二维和多维坐标上的频谱19

2.2.2 时空信号21

2.3 多媒体信号的采样23

2.3.1 可分离的二维采样24

2.3.2 不可分离的二维采样26

2.3.3 视频信号的采样30

2.4 离散信号处理34

2.4.1 线性移不变系统34

2.4.2 离散傅里叶变换34

2.4.3 z变换35

2.4.4 多维线性移不变系统37

2.5 统计分析39

2.5.1 样点的统计特性39

2.5.2 联合统计特性43

2.5.3 随机信号的频谱特性47

2.5.4 马尔可夫链模型48

2.5.5 信息论的统计学基础50

2.6 线性预测54

2.6.1 自回归模型54

2.6.2 线性预测60

2.7 线性块变换70

2.7.1 正交基函数70

2.7.2 正交变换的类型73

2.7.3 变换的效率84

2.7.4 重叠块变换84

2.8 滤波器组变换86

2.8.1 抽取和插值87

2.8.2 子带滤波器的性质91

2.8.3 滤波器组结构的实现96

2.8.4 小波变换101

2.8.5 二维与多维滤波器组106

2.8.6 金字塔分解109

2.9 习题112

第3章 感知与质量118

3.1 视觉特性118

3.1.1 眼生理学118

3.1.2 灵敏度函数119

3.1.3 彩色视觉122

3.1.4 双目视觉与重现122

3.2 听觉特性124

3.2.1 耳生理学124

3.2.2 灵敏度函数124

3.3 质量测度127

3.3.1 客观信号质量测度128

3.3.2 主观评价133

3.4 习题137

第4章 量化与编码138

4.1 标量量化与脉冲编码调制138

4.2 编码理论143

4.2.1 信源编码定理与率失真函数143

4.2.2 相关信号的率失真函数144

4.2.3 多维信号的率失真函数147

4.3 量化器的率失真最优化148

4.4 熵编码152

4.4.1 变长码字的特性152

4.4.2 哈夫曼码的设计154

4.4.3 系统变长码155

4.4.4 算术编码159

4.4.5 自适应与基于上下文的熵编码163

4.4.6 熵编码与传输误差166

4.4.7 伦佩尔-齐夫编码167

4.5 向量量化169

4.5.1 向量量化的基本原理169

4.5.2 使用均匀码书的向量量化172

4.5.3 使用非均匀码书的向量量化174

4.5.4 结构化码书176

4.5.5 自适应向量量化180

4.5.6 码率约束向量量化182

4.6 网格编码量化183

4.7 习题186

第5章 信号压缩方法188

5.1 行程编码188

5.2 预测编码190

5.2.1 开环和闭环预测系统190

5.2.2 非线性移变预测192

5.2.3 传输损耗的影响193

5.2.4 向量预测193

5.2.5 延迟决策预测编码196

5.2.6 多分辨率金字塔中的预测197

5.3 变换编码200

5.3.1 离散变换编码的增益201

5.3.2 变换系数的量化203

5.3.3 变换系数的编码206

5.3.4 有损传输下的变换编码208

5.4 具备多重解码能力的码流208

5.4.1 联播与转码209

5.4.2 可伸缩编码209

5.4.3 多描述编码210

5.5 分布式信源编码212

5.6 习题213

第6章 帧内编码215

6.1 二值图像压缩215

6.1.1 二级图像的压缩215

6.1.2 二值形状编码218

6.1.3 轮廓编码220

6.2 图像的向量量化221

6.3 图像的预测编码223

6.3.1 二维预测223

6.3.2 二维块预测224

6.3.3 预测误差的量化与编码226

6.3.4 二维DPCM中的误差扩散227

6.3.5 二维预测编码中边信息的编码228

6.4 图像的变换编码230

6.4.1 块变换编码230

6.4.2 变换系数的量化与编码232

6.4.3 重叠块变换编码240

6.4.4 子带和小波变换编码241

6.4.5 针对信号特性的变换基局部自适应246

6.5 无损和近无损图像编码248

6.6 基于合成的图像编码249

6.6.1 基于区域的编码250

6.6.2 颜色和纹理合成252

6.6.3 照明效果的合成254

6.7 分形图像编码255

6.8 三维图像编码257

6.9 重构滤波258

6.10 静止图像编码标准261

6.11 习题264

第7章 帧间编码268

7.1 帧内补偿编码268

7.2 混合视频编码269

7.2.1 运动补偿混合编码器269

7.2.2 帧内预测误差信号的特性272

7.2.3 量化误差反馈和误差扩散274

7.2.4 运动补偿预测中的参考图像276

7.2.5 运动补偿的精度287

7.2.6 隔行视频信号的混合编码292

7.2.7 混合编码器的优化294

7.2.8 采用子带/小波变换的混合编码296

7.3 时空变换编码298

7.3.1 帧间变换与子带编码298

7.3.2 运动补偿时域滤波300

7.3.3 基于MCTF表示的量化与编码304

7.4 边信息的编码（运动、模式、划分方式）306

7.5 可伸缩视频编码312

7.5.1 混合视频编码中的可伸缩性313

7.5.2 可伸缩视频编码的标准化319

7.6 多视图视频编码322

7.7 基于合成的视频编码328

7.7.1 基于区域的视频编码329

7.7.2 超分辨率合成331

7.7.3 动态纹理合成331

7.8 视频编码标准333

7.9 习题340

第8章 语音与音频编码342

8.1 语音信号编码342

8.1.1 线性预测编码342

8.1.2 参数（合成）编码345

8.1.3 语音编码标准346

8.2 一般音频、音乐与声音编码347

8.2.1 音频信号的变换编码347

8.2.2 基于合成的音频与声音信号编码350

8.2.3 立体声与多声道音频信号的编码352

8.2.4 音乐与声音编码标准358

第9章 多媒体数据的传输与存储362

9.1 数字多媒体服务362

9.2 网络接口363

9.3 对信道特性的适应性366

9.3.1 码率与传输控制367

9.3.2 错误控制370

9.4 媒体传送、存储和再现374

9.4.1 广播应用375

9.4.2 通信服务378

9.4.3 文件存储379

9.4.4 互联网和移动流媒体380

附录A 向量与矩阵代数385

附录B 符号和变量391

附录C 缩略语395

附录D 参考文献403

附录E 词汇表418