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第1章 绪论1

1.1 什么是数据压缩1

1.2 数据压缩的必要性2

1.3 数据压缩技术的分类3

1.3.1 数据压缩的一般方法3

1.3.2 可逆压缩4

1.3.3 不可逆压缩4

1.3.4 实用的数据压缩技术5

1.4 数据压缩的标准和应用6

习题与思考题7

第2章 信源的数字化与压缩系统评价8

2.1 取样8

2.1.1 取样定理8

2.1.2 内插恢复9

2.1.3 其他表述10

2.2 标量量化11

2.2.1 量化误差11

2.2.2 均匀量化12

2.2.3 最佳量化13

2.2.4 压扩量化14

2.3 矢量量化15

2.3.1 基本原理15

2.3.2 码书的设计17

2.4 信号压缩系统的性能评价18

2.4.1 信号质量：客观度量19

2.4.2 信号质量：主观度量21

2.4.3 比特率23

2.4.4 复杂度23

2.4.5 通信时延24

2.4.6 编码与数字通信系统的性能空间24

习题与思考题25

第3章 理论极限与基本途径27

3.1 离散无记忆信源27

3.1.1 自信息量和一阶熵28

3.1.2 基本途径之一——概率匹配28

3.2 联合信源30

3.2.1 联合熵与条件熵30

3.2.2 基本途径之二——对独立分量进行编码32

3.3 随机序列33

3.3.1 极限熵33

3.3.2 基本途径之三——利用条件概率33

3.3.3 基本途径之四——利用联合概率35

3.3.4 基本途径之五——对平稳子信源进行编码35

3.3.5 基本途径之六——利用方差变换36

3.4 率失真理论36

3.4.1 率失真函数的基本含义36

3.4.2 离散信源的率失真函数38

3.5 分布式信源编码39

3.5.1 无损编码——Slepian-Wolf理论39

3.5.2 基本途径之七——利用联合解码40

3.5.3 有损编码——Wyner-Ziv理论41

3.5.4 基本途径之八——利用边信息解码41

3.6 压缩感知42

3.6.1 模型42

3.6.2 感知矩阵43

3.6.3 重建算法43

3.6.4 基本途径之九——利用压缩感知44

习题与思考题44

第4章 统计编码45

4.1 基本原理45

4.1.1 文件的冗余度类型45

4.1.2 编码器的数学描述46

4.1.3 变长码的基本分析47

4.1.4 唯一可译码的存在49

4.1.5 唯一可译码的构造50

4.2 霍夫曼编码51

4.2.1 霍夫曼码的构造51

4.2.2 信源编码基本定理52

4.2.3 截断霍夫曼编码54

4.2.4 自适应霍夫曼编码55

4.3 哥伦布编码与通用变长码56

4.3.1 一元码56

4.3.2 哥伦布编码57

4.3.3 指数哥伦布码58

4.3.4 通用变长码58

4.4 游程编码59

4.4.1 二值图像的游程编码59

4.4.2 连续色调图像的二维编码62

4.5 算术编码65

4.5.1 多元符号编码原理66

4.5.2 二进制编码67

4.5.3 二进制解码69

4.5.4 Q（s）的确定与编码效率70

4.5.5 算术码评述71

4.6 基于字典的编码72

4.6.1 LZ码基本概念72

4.6.2 LZW算法72

4.6.3 通用编码评述75

习题与思考题75

第5章 预测编码78

5.1 DPCM的基本原理78

5.2 最佳线性预测79

5.2.1 MMSE线性预测79

5.2.2 预测阶数的选择81

5.3 音频信号与听觉感知82

5.3.1 语音信号的时域冗余度82

5.3.2 语音信号的频域冗余度83

5.3.3 单音的听觉感知84

5.3.4 多音的掩蔽效应85

5.4 语音信号的预测编码86

5.4.1 技术与标准的沿革86

5.4.2 LPC语音合成模型88

5.4.3 线性预测合成—分析编码90

5.5 静止图像的预测编码92

5.5.1 帧内预测器的设计92

5.5.2 JPEG的无损压缩模式93

5.5.3 JPEG-LS压缩标准94

5.5.4 H.264和AVS的帧内预测模式95

5.6 视频信号与视觉感知95

5.6.1 电视信号概述96

5.6.2 数字电视的编码参数96

5.6.3 CIF格式与SIF格式99

5.6.4 电视图像信号的时间冗余度99

5.6.5 人的视觉感知特性101

5.7 活动图像的预测编码102

5.7.1 帧间预测编码的发展102

5.7.2 二维运动估计的基本概念及方法103

5.7.3 块匹配运动估计105

5.7.4 预测块划分与亚像素精度106

习题与思考题108

第6章 变换编码110

6.1 基本原理110

6.2 离散正交变换111

6.2.1 基本概念111

6.2.2 KL变换113

6.2.3 图像编码中的正交变换114

6.2.4 DCT115

6.2.5 基于DCT的整数变换117

6.3 图像的正交变换编码118

6.3.1 变换矩阵的选择118

6.3.2 变换域系数的选择120

6.3.3 系数的量化121

6.3.4 JPEG的操作模式和数据组织123

6.3.5 JPEG的系统描述125

6.4 MDCT126

6.5 深化认识127

习题与思考题128

第7章 分析—综合编码130

7.1 子带分析130

7.1.1 子带编码的主要特点130

7.1.2 整数半带滤波器组132

7.1.3 二维子带分解133

7.1.4 正交镜像滤波器组133

7.2 宽带声音的子带编码135

7.2.1 宽带音频编码的特点135

7.2.2 音响信号压缩的分析模型137

7.2.3 宽带音频编码的MPEG标准138

7.2.4 宽带音频编码的中国标准142

7.2.5 MPEG-1音频算法144

7.2.6 MPEG-2 AAC音频算法146

7.2.7 DRA音频算法148

7.2.8 SVAC音频算法148

7.3 小波分析简介150

7.3.1 基本观念151

7.3.2 小波基的选择154

7.3.3 第一代小波构造的统一框架156

7.3.4 第二代小波构造的统一框架157

7.3.5 提升格式的特点159

7.4 静止图像的小波变换编码160

7.4.1 图像DWT系数的零树结构160

7.4.2 图像DWT系数编码的SPIHT算法162

7.4.3 JPEG 2000的发展历程164

7.4.4 JPEG 2000特征集165

7.4.5 JPEG 2000图像编码算法167

7.5 从波形基编码到模型基编码169

7.5.1 基于信源模型的图像编码技术分类170

7.5.2 分形图像编码简介170

7.5.3 模型基图像编码的基本思想173

7.5.4 MPEG-4中的人脸模型化定义175

7.5.5 模型基辅助的视频混合编码示例177

习题与思考题180

第8章 视频编码标准与进展简介181

8.1 视频压缩编码国际标准的发展181

8.1.1 ITU-T H.26x系列181

8.1.2 MPEG-x系列186

8.1.3 现有视频编码标准的共性技术189

8.1.4 早期标准算法的不足190

8.2 MPEG-4基于内容的编码191

8.2.1 基本描述191

8.2.2 视频验证模型193

8.2.3 视频对象的分割194

8.2.4 视频对象编码196

8.3 H.264/AVC视频压缩标准197

8.3.1 基本框架197

8.3.2 视频编码技术特征198

8.3.3 数据传输技术特征200

8.3.4 性能测试200

8.4 AVS视频压缩标准201

8.4.1 标准化过程201

8.4.2 特色技术202

8.4.3 性能与应用203

8.5 SVAC视频压缩标准204

8.5.1 标准化过程204

8.5.2 技术特点205

8.5.3 性能评测206

8.6 H.265视频编码标准简介207

8.6.1 视频编码标准划代207

8.6.2 H.265/HEVC新技术预览207

8.7 立体视频编码技术介绍208

8.7.1 基本原理209

8.7.2 多视角编码210

8.7.3 标准化进展211

习题与思考题213

附录A 习题答案214

附录B 缩写词索引221

参考文献230