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1.1　图像与通信1

第1章　概述1

1.2　图像的数字化2

1.3 图像编码的研究对象和重点9

1.4　图像压缩编码方法的分类11

1.5　图像编码的应用13

1.6　图像编码研究的发展简史16

参考文献17

第2章　视觉与图像质量19

2.1　视觉系统的生理基础19

2.1.1　人眼的结构19

2.1.2　视网膜的信息处理机构20

2.2　光觉与色觉24

2.2.1　光的谱能分布24

2.1.3　视觉信息在视网膜外的传递24

2.2.2　视觉心理物理学25

2.2.3　彩色视觉的参量31

2.3　视觉模型34

2.3.1　黑白视觉模型34

2.3.2　彩色视觉模型36

2.3.3　考虑空间和时间滤波特性的视觉模型37

2.4　图像质量38

2.4.1 图像质量的主观评价38

2.4.2　黑白图像的逼真度40

2.4.3　彩色图像的逼真度41

参考文献42

第3章　二维线性变换43

3.1　二维线性移位不变系统43

3.1.1 连续模型43

3.1.2　一维离散模型43

3.1.3　二维离散模型44

3.2　用正交基表示图像45

3.2.1　二维变换的正交基45

3.2.2　沃尔什和哈达马正交基47

3.2.3　傅里叶正交基49

3.2.4　二维傅里叶变换的性质53

3.2.5　二维沃尔什变换的性质60

3.3　其他二维变换63

3.3.1　二维余弦变换63

3.3.2　二维哈尔变换65

3.3.3　二维数论变换66

3.3.4　最佳坐标展开变换68

3.4　小波变换69

3.4.1　时间－频率分析与小波69

3.4.2　小波基的选择73

3.4.3　图像的二维小波变换编码75

3.4.4　整数小波变换81

3.5　视频三维小波变换86

参考文献89

第4章 内插和运动参数估值91

4.1　亚取样和内插91

4.2　1/2、1/K取样和内插93

4.2.1　1/2抽取和内插93

4.2.2　1/K抽取和内插99

4.2.3　三维图像的取样和内插100

4.3　像素递归算法102

4.3.1　像素递归算法的原理102

4.3.2　改善收敛速度的算法104

4.4　基于块的运动估值106

4.4.1 整像素精度的运动估值算法108

4.4.2　亚像素精度的运动估值112

4.4.3　分层算法（金字塔法）114

参考文献117

第5章　图像的统计特性118

5.1　随机变量和随机场119

5.1.1　概率与概率分布函数119

5.1.2　数学期望、n阶中心矩和联合矩120

5.1.3　随机场122

5.1.4　均匀随机场的相关函数及频谱密度123

5.2　图像信号在变换域中的统计特性和自相关函数124

5.2.1 图像信号的一维傅里叶频谱和自相关函数124

5.2.2　图像信号的二维傅里叶频谱和自相关函数126

5.2.3　去相关的K-L变换和霍特林变换129

5.2.4　余弦变换的次优性132

5.3　图像差值信号的统计特性134

5.3.1 图像差值信号的概率分布134

5.3.2 电视图像帧间差值信号的统计特性135

5.4.1 图像的概率分布、信息量和信息熵136

5.4　图像的信息量和信息熵136

5.4.2 图像信号的高阶马尔可夫过程及高阶熵142

参考文献144

第6章　预测编码和块余弦编码方法146

6.1 图像预测编码法的基本原理147

6.1.1　最佳线性预测148

6.1.2　MMSE最佳量化器的设计153

6.1.3　考虑主观视觉效果的量化器和线性预测器156

6.2.1　自适应量化器159

6.2 自适应预测编码159

6.2.2　自适应预测器161

6.3　图像的块余弦变换编码方法163

6.3.1　正交变换编码的物理意义163

6.3.2　余弦变换系数的分布规律165

6.3.3　块变换编码视觉效应的讨论169

6.3.4　图像的二维块余弦变换编码171

6.4.1 电视图像中典型景物的类型176

6.4 帧间预测编码176

6.4.2　空间分辨率和时间分辨率的交换177

6.4.3　帧间预测编码方法178

6.5　数字信道传输误码对图像质量的影响180

参考文献182

第7章　图像分形编码184

7.1　分形的概念和定义184

7.2　分形的测度187

7.3　仿射变换和迭代函数系统192

7.4　拼贴定理196

7.5　分形编码方法197

参考文献202

第8章　信息保持编码和率失真理论203

8.1　信息保持编码203

8.1.1　有记忆信源的去相关处理203

8.1.2　熵编码中的最佳赫夫曼编码法205

8.1.3　Golomb码209

8.1.4　熵保持编码211

8.2　非平稳信源和信源统计未知时的编码211

8.2.1 非平稳信源的开关选择复合信源模型211

8.2.2　普适编码213

8.2.3　算术编码214

8.3　香农率失真理论223

8.3.1　互信息量223

8.3.2　率失真函数226

8.3.3　香农的信源编码定理228

8.4　率失真理论实际处理方法及应用230

8.4.1　典型的率失真函数230

8.4.2　用失真－率函数进行计算236

8.5　有记忆信源的率失真理论，矢量编码242

8.5.1　矢量信源242

8.5.2　有记忆信源246

参考文献247

第9章　矢量量化编码248

9.1　矢量的基本原理248

9.2　矢量编码的码书设计250

9.2.1　LBG算法252

9.2.2　神经网络设计法254

9.3　矢量编码搜索方法254

9.3.1　树搜索原理255

9.3.2　树结构的设计256

9.4　基于图像压缩的矢量编码方法257

9.4.1　空间域矢量量化257

9.4.2　预测矢量量化259

9.4.3　变换域矢量量化260

参考文献261

9.4.4　二值矢量量化编码261

第10章　基于内容的图像编码262

10.1　基于内容图像编码的概述262

10.2　物体基编码263

10.2.1　物体基分析－综合编码概述263

10.2.2　物体基分析－综合编码的图像分析264

10.2.3　物体基分析－综合编码的图像综合264

10.2.4　物体基分析－综合编码的参数编码266

10.2.5　采用不同源模型时的图像分析和参数编码266

10.2.6　形状编码271

10.2.7　基于形状的纹理编码276

10.2.8　物体基分析－综合编码与传统面向块的混合编码的比较278

10.3　模型基编码279

10.3.1　模型基编码的框架与基本步骤279

10.3.2　模型的建立283

10.3.3　图像分析与参数估计284

10.3.4　图像综合295

10.4　语义基编码296

10.4.1　AU的概念296

10.4.2　AU形变规则296

10.4.3　语义参数HMP和FEP的估计297

10.5　模型基和语义基编码的一个实例299

10.5.1　人脸对象参数FDP和FAP300

10.5.2　FAP的编码303

10.5.3　利用FAP生成脸部序列304

参考文献307

第11章　立体图像编码312

11.1 引言312

11.1.1　立体图像及其产生原理312

11.1.2　立体图像的压缩背景313

11.2　立体图像压缩的理论基础313

11.2.1　基于视差补偿的立体图像编码315

11.2.2　基于子空间投影的立体图像编码317

11.3　混合分辨率在立体图像编码中的应用319

11.4　基于对象的立体图像编码320

11.5　其他立体图像编码方法322

11.5.1　应用二维滤波器进行立体图像压缩322

11.5.2　小波立体图像压缩323

11.6　立体图像序列的压缩324

11.6.1 与MPEG-2兼容的压缩方案324

11.6.2　基于对象的立体图像序列压缩方案325

11.7　分布式信源编码325

11.7.1　分布式信源编码326

11.7.2　用于传感器阵列的分布式编码328

11.7.3　用于视频编码的分布式信源编码329

参考文献329

第12章　二值和静态图像编码332

12.1　二值图像和文字编码332

12.1.1　跳过白色块编码333

12.1.2　游程长度编码336

12.1.3　一维修正赫夫曼码340

12.1.4　二维编码342

12.1.5　识别编码350

12.1.6　灰度图像的二值表示编码方法352

12.2　二值图像编码标准和JBIG标准353

12.3　静态图像编码356

12.4　JPEG和JPEG2000编码标准359

12.4.1　JPEG编码标准359

12.4.2　JPEG2000编码标准364

参考文献367

第13章　流媒体和可分层编码369

13.1 流媒体369

13.1.1　流媒体的系统结构369

13.1.2　流媒体服务器技术371

13.1.3　流媒体传输协议376

13.1.4　视频编码的网络适配377

13.2　可分层编码379

13.2.1　信噪比可分层编码379

13.2.2　空域可分层编码380

13.2.3　时域可分层编码381

13.2.4　精细颗粒分层编码382

参考文献385

第14章　视频编码及其相关标准386

14.1　混合编码框架386

14.2　视频编码的系列标准387

14.2.1　H.120、H.261及H.263387

14.2.2 MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4(part 2)393

14.2.3　H.264/MPEG-4 AVC409

14.3 中国自主制订的音视频编码技术标准416

14.3.1　AVS－视频1.0的核心技术416

参考文献418

14.3.2　AVS－视频1.0的性能与应用418

第15章　信息与差错隐藏420

15.1　差错隐藏基础420

15.1.1　传输错误的产生和影响420

15.1.2　传输错误的传播422

15.1.3　错误复原技术的分类423

15.1.4　错误检测425

15.2　前向差错隐藏426

15.2.1　传输优先分级的分层编码427

15.2.2　多重描述编码428

15.2.3　信源信道联合编码429

15.2.4　鲁棒波形编码430

15.2.5　鲁棒熵编码430

15.2.6　前向纠错编码431

15.3　差错隐藏后处理技术432

15.2.7　传输级控制432

15.3.1　时间预测运动补偿433

15.3.2　最大平滑恢复433

15.3.3 凸集投影434

15.3.4　空间与频率域内插434

15.3.5　运动矢量和编码模式的恢复435

15.4　交互式差错隐藏438

15.4.1　错误隐藏的选择性编码438

15.4.2　错误隐藏的自适应传输439

15.4.3　无等待重传439

15.4.4　优先分级、多复制重传440

15.5　图像的信息隐藏441

15.5.1　信息隐藏的原理与基本要求442

15.5.2　数字图像信息隐藏的典型算法443

15.5.3　信息隐藏的应用和展望445

参考文献446