图像编码基础PDF电子书下载

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FAP 300

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.263 387

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

14.2.3　H.264/MPEG-4 AVC 409

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