第1部分基本原理 3
第1章图像压缩概述 3
1.1基本概念 3
1.1.1数字图像 3
目录 3
1.1.2无损和有损压缩 4
1.1.3压缩度量 6
1.2利用冗余性 7
1.2.1统计冗余性 7
1.2.2不相关性 8
1.3.1结构的重要性 9
1.3压缩系统的组成单元 9
1.3.2编码 10
1.3.3量化 11
1.3.4变换 11
1.4可选择的结构 12
第2章熵和编码方法 16
2.1信息与熵 16
2.1.1数学预备知识 16
2.1.2熵的概念 19
2.1.3 Shannon无噪声信源编码定理 23
2.1.4 Elias编码 25
2.2可变长度编码 30
2.2.1 Huffman编码 33
2.2.2 Golomb编码 37
2.3算术编码 40
2.3.1有限精度实现 40
2.3.2二进制编码与解码 43
2.3.3长度指示终止 45
2.3.4无乘法器的变化形式 46
2.3.5自适应概率估计 51
2.4图像编码工具 55
2.3.6其他变化形式 55
2.4.1环境自适应编码 56
2.4.2预测编码 58
2.4.3游长编码 58
2.4.4四叉树编码 59
2.5进一步阅读 60
第3章量化 61
3.1率失真理论 61
3.1.1信源代码 61
3.1.2互信息与率失真函数 62
3.1.3连续随机变量 63
3.1.4相关过程 67
3.2标量量化 68
3.2.1 Lloyd-ax标量量化器 69
3.2.2 Lloyd-Max标量量化器的性能 72
3.2.3熵编码标量量化 73
3.2.4熵编码标量量化器的性能 75
3.2.5标量量化器性能总结 77
3.2.6嵌入标量量化 77
3.2.7嵌入恒域量化 79
3.3差分脉冲编码调制 80
3.4矢量量化 82
3.4.1 VQ的分析 84
3.4.2广义Lloyd算法 88
3.4.3矢量量化的性能 88
3.4.4树结构矢量量化 89
3.5格子编码量化 91
3.5.1格子编码 91
3.5.2固定码率TCQ 94
3.5.3 Viterbi算法 95
3.5.4固定码率TCQ的性能 96
3.5.5 TCQ中的误差传递 98
3.5.6熵编码TCQ 98
3.6进一步阅读 100
3.5.7预测TCQ 100
第4章图像变换 101
4.1线性块变换 101
4.1.1绪论 101
4.1.2 Karhunen-Loeve变换 106
4.1.3离散余弦变换 109
4.2子带变换 112
4.2.1矢量卷积 112
4.2.2多相转移矩阵 113
4.2.3滤波器组解释 114
4.2.4矢量空间解释 117
4.2.5迭代子带变换 123
4.3用于压缩的变换 127
4.3.1直观的观点 128
4.3.2编码增益 130
4.3.3率失真理论 135
4.3.4心理视觉性质 138
第5章率控制方法 145
5.1更多直观知识 145
5.1.1一个简单的例子 145
5.2优化率分配 147
5.1.2特别的方法 147
5.3量化问题 149
5.4理论改进 151
5.4.1非负码率 151
5.4.2离散码率 152
5.4.3连续码率情况的更好建模 152
5.4.4失真模型分析 154
5.4.5仍然存在的局限性 157
5.5 自适应码率分配 158
6.1.2 QMF滤波器组 161
6.1.1 简短的历史回顾 161
6.1 经典滤波器组的结果 161
第6章滤波器组与小波 161
6.1.3二通道FIR变换 164
6.1.4多相因式分解 170
6.2小波变换 172
6.2.1 小波与多分辨率分析 172
6.2.2离散小波变换 178
6.2.3推广 180
6.3小波的构造 182
6.3.1来自子带变换的小波 182
6.3.2设计过程 190
6.3.3压缩考虑 195
6.4.1提升结构 197
6.4提升与可逆性 197
6.4.2可逆变换 200
6.4.3因子分解方法 202
6.4.4奇数长度对称滤波器 205
6.5边界处理 207
6.5.1信号延拓 207
6.5.2对称延拓 208
6.5.3边界与提升 209
6.6进一步阅读 211
7.1子带系数谱系 212
第7章零树编码 212
7.2子带系数的显著性 213
7.3 EZW 214
7.3.1显著性过程 215
7.3.2改进过程 216
7.3.3 EZW记号的算术编码 217
7.4 SPIHT 219
7.4.1 SPIHT 谱系（Genealogy） 219
7.4.2 SPIHT中的零树 219
7.4.4编码过程 220
7.4.3 SPIHT中的表 220
7.4.5 SPIHT算法 221
7.4.6 SPIHT记号的算术编码 223
7.5零树压缩的性能 224
7.6定量描述父亲－孩子编码增益 226
第8章带有嵌入式块编码的高度可伸缩压缩 228
8.1嵌入与可伸缩性 228
8.1.1分散原理 228
8.1.2可伸缩性与排序 229
8.1.3 EBCOT范例 232
8.2.1 PCRD-OPT算法 235
8.2优化截断 235
8.2.2实现建议 240
8.3嵌入块编码 242
8.3.1位平面编码 243
8.3.2位平面的条件编码 245
8.3.3动态扫描 251
8.3.4四叉树编码方法 256
8.3.5失真计算 261
8.4摘要质量层 263
8.4.1从位平面到层 263
8.4.2管理开销 265
8.5实验比较 270
8.5.1 JPEG2000与SPIHT 270
8.5.2 JPEG2000与SBHP 274
第2部分JPEG2000标准 279
第9章介绍JPEG2000 279
9.1历史展望 279
9.2 JPEG2000特征集 285
9.2.1压缩一次：多种解压缩方式 286
9.2.2压缩域图像处理／编辑 287
9.2.3渐进性 287
9.2.4低位深度图像 288
9.2.5感兴趣编码区域 289
第10章样本数据变换 290
10.1结构概述 290
10.2彩色变换 292
10.2.1 ICT定义 292
10.2.2 RCT定义 293
10.3小波变换基础 294
10.3.1双通道基块 294
10.3.2 2D DWT 297
10.3.4交织视图 299
10.3.3分辨率和分辨率级别 299
10.4小波变换 300
10.4.1不可逆DWT 300
10.4.2可逆DWT 301
10.5量化和界定 303
10.5.1不可逆过程 303
10.5.2可逆处理 306
10.6 ROI调整 307
10.6.1可伸缩性优先权 307
10.6.3对编码的影响 309
10.6.2最大平移方法 309
10.6.4区域映射 310
第11章样本数据划分 312
11.1画布中的分量 312
11.2画布上的拼接块 313
11.2.1拼接块划分 314
11.2.2拼接块分量和区域 315
11.2.3画布中的子带 316
11.2.4分辨率和伸缩 317
11.3编码块和分区 318
11.3.1分区划分 319
11.3.2子带划分 320
11.3.3分区和包 322
11.4空间操作 323
11.4.1任意剪切 323
11.4.2旋转和翻转 324
第12章样本数据编码 328
12.1 MQ编解码器 328
12.1.1 MQ编解码器概述 328
12.1.2编码过程 330
12.1.3解码过程 333
12.2.1概述 335
12.2嵌入块编码 335
12.2.2状态信息 337
12.2.3扫描与邻域 338
12.2.4编码过程 339
12.2.5解码过程 341
12.3 MQ码字终止 343
12.3.1简单终止 344
12.3.2截断长度 345
12.4模式变化 349
12.4.1单个模式开关 349
12.4.2用于编码器并行性的模式 352
12.4.3用于错误恢复的模式 353
12.5包构成 356
12.5.1包流结构 356
12.5.2包的剖析 357
12.5.3包标头 358
12.5.4长度编码 361
第13章码流语法 363
13.1码流组织 363
13.2.1主标头 371
13.2标头 371
13.2.2拼接块标头 372
13.2.3拼接块部分标头 373
13.2.4包标头 375
13.3标记和标记段 375
13.3.1码流起始（SOC） 376
13.3.2拼接块起始（SOT） 376
13.3.3数据起始（SOD） 378
13.3.4码流结束（EOC） 378
13.3.5图像和拼接块大小（SIZ） 378
13.3.6默认编码形式（COD） 379
13.3.7编码形式分量（COC） 382
13.3.8默认量化（QCD） 383
13.3.9量化分量（QCC） 385
13.3.10感兴趣区域（RGN） 385
13.3.11渐进顺序改变（POC） 386
13.3.12拼接块部分长度：主标头（TLM） 389
13.3.13包长度：主标头（PLM） 390
13.3.14包长度：拼接块部分（PLT） 392
13.3.15打包的包标头：主标头（PPM） 393
13.3.17包起始（SOP） 394
13.3.16打包的包标头：拼接块部分（PPT） 394
13.3.18包标头结束（EPH） 395
13.3.19分量配准（CRG） 395
13.3.20注释（COM） 397
第14章文件格式 398
14.1文件格式组织 398
14.2 JP2框 400
14.2.1 JPEG2000 SIGNATURE框 400
14.2.2 FILETYPE文件类型框 401
14.2.3 JP2 HEADER框 401
14.2.7 UUID框（多个） 410
14.2.6 XML框（多个） 410
14.2.8 UUIDINFO框（多个） 410
14.2.4连续码流框 410
14.2.5 IPR框 410
14.3讨论 412
第15章第2部分扩展 413
15.1可变级别偏移 414
15.2非线性点变换 414
15.3可变量化恒域 414
15.4格子编码量化 415
15.5视觉掩蔽 415
15.6.1小波分解结构 417
15.6小波变换扩展 417
15.6.2用户可定义小波核 420
15.6.3单一样本重叠变换 422
15.7多分量处理 424
15.7.1线性块变换 425
15.7.2相关变换 426
15.7.3小波变换 427
15.8感兴趣区域编码 427
15.9文件格式 428
16.1.1基于CSF的优化 431
16.1性能优化 431
第16章性能指导 431
第3部分JPEG2000实践 431
16.1.2彩色图像权重 433
16.1.3 JPEG2000与JPEG的主观比较 435
16.1.4利用视觉掩蔽 437
16.2感兴趣区域编码 439
16.2.1最大平移ROI编码 440
16.2.2隐式ROI编码 441
16.3二值图像 441
17.1.1 MQ编码器技巧 444
17.1块编码：软件 444
第17章实现考虑 444
17.1.2状态传播 447
17.1.3反量化发送 449
17.2块编码：硬件 450
17.2.1示例结构 450
17.2.2吞吐量增强 453
17.2.3并行的机会 457
17.2.4失真估计 457
17.3 DWT数 458
17.3.1 BIBO分析增益 458
17.3.2可逆变换 459
17.3.3定点不可逆变换 460
17.4.1 DWT级流水线 464
17.4 DWT结构 464
17.4.2存储器和带宽 465
17.4.3芯片内资源 472
17.5系统考虑 473
17.5.1编码数据缓冲 474
17.5.2带宽减少 475
17.5.3总结 476
17.6可用硬件 477
18.1 保障系统 478
第18章兼容性 478
18.2码流框架 479
18.3解压缩器保障 481
18.3.1解析职责 482
18.3.2块解码职责 486
18.3.3变换职责 487
18.3.4兼容性类 489
第4部分其他标准 493
第19章JPEG 493
19.1概述 493
19.2.1样本变换 494
19.2基线JPEG 494
19.2.2类别码 496
19.2.3游程值编码 497
19.2.4变长编码 499
19.2.5分量和扫描 499
19.3 JPEG中的可伸缩性 500
19.3.1逐次逼近 501
19.3.2频谱选择 502
19.3.3分级改进 503
19.3.4与JPEG2000的比较 504
20.1.1邻域内容 505
20.1概述 505
第20章 JPEG-LS 505
20.1.2普通和游程模式 506
20.1.3近无损压缩 507
20.2普通模式编码 508
20.2.1预测 508
20.2.2 GOLOMB编码和差值 508
20.3游程模式编码 513
20.3.1游程Golomb编码 513
20.3.2中断样本编码 515
20.4典型性能 515
参考文献 518