本书全面、系统地阐述了数据压缩的原理、技术及应用。全书共分为15章,主要内容有数据压缩导论、数据压缩的信息论基础、量化原理、统计编码、字典编码、变换编码、预测编码、子带编码、模型编码、小波变换编码、分形编码、图像压缩、视频压缩、音频压缩、数据压缩的国际标准等。
本书取材新颖,内容丰富,结构合理,阐述清晰,深入浅出,实用性强,既包含近年来数据压缩的许多新的研究成果、新的进展和热点研究课题,也包含许多实用的数据压缩技术。
本书适合用作大学本科相关专业高年级学生的教材,适当精简一些章节内容,也可用作大学专科学生的教材,并可作为从事通信、电子、计算机、导航、雷达、广播、电视、遥测、遥控以及其他信息技术专业工作的广大科技工作者和管理人员的自学或教学参考书。
样章试读
目录
- 前言
第一章 数据压缩导论
1.1 数据压缩概述
1.1.1 什么是数据压缩
1.1.2 数据压缩的参数
1.1.3 为什么进行数据压缩
1.1.4 数据压缩与信源编码
1.1.5 数据压缩系统的组成
1.2 数据压缩的分类
1.2.1 按照信息论的基本概念进行分类的方法
1.2.2 按照压缩所依据的信源输出分布特性进行分类的方法
1.2.3 按照数据压缩所使用的编码技术进行分类的方法
1.2.4 按照被压缩数据的频率范围进行分类的方法
1.2.5 按照被压缩数据的属性进行分类的方法
1.2.6 按照压缩算法的实现手段进行分类的方法
1.2.7 按照数据压缩系统有无自适应能力进行分类的方法
1.2.8 按照压缩器和解压缩器的复杂度及工作量是否相同进行分类的方法
1.2.9 按照数据压缩的应用领域进行分类的方法
1.2.10 按照数据压缩使用的量化技术进行分类的方法
1.2.11 按照数据压缩技术出现和应用时间长短、技术成熟程度等进行分类的方法
1.3 数据压缩的主要性能指标
1.3.1 压缩能力
1.3.2 信号质量
1.3.3 比特率
1.3.4 数据压缩系统的复杂度
1.3.5 编译码时延
1.3.6 坚韧性
1.4 数据压缩技术的发展及应用简介
1.4.1 发展初期
1.4.2 发展中期
1.4.3 发展近期
1.4.4 目前状况及发展趋势
1.4.5 关于数据压缩的主要国际标准
1.5 本书的内容结构安排
复习思考题
练习题
第二章 数据压缩的信息论基础
2.1 概述
2.2 信息和信息论
2.2.1 什么是信息
2.2.2 什么是信息论
2.3 信息、熵和离散无记忆信源的编码定理
2.3.1 信源的分类
2.3.2 信息的量度
2.3.3 互信息
2.3.4 自信息
2.3.5 平均信息
2.3.6 熵
2.3.7 离散无记忆信源的编码
2.4 信道、信道容量和信道编码
2.4.1 信道的分类
2.4.2 信道容量
2.4.3 信道编码定理
2.5 率失真理论
2.5.1 离散无记忆信源情况时的平均失真及平均互信息
2.5.2 率失真函数
复习思考题
练习题
第三章 量化原理
3.1 概述
3.1.1 量化的分类
3.1.2 矢量量化的发展及应用
※3.2 标量量化
3.2.1 无记忆标量量化
3.2.2 有记忆标量量化
3.3 矢量量化原理
3.3.1 矢量量化的定义
3.3.2 失真测度
3.3.3 矢量量化器的结构
3.3.4 矢量量化器的速率
3.3.5 最佳矢量量化器
3.3.6 矢量量化器的设计算法
3.4 无记忆矢量量化器
3.4.1 基本矢量量化器
3.4.2 树搜索矢量量化器
3.4.3 多级矢量量化器
3.4.4 乘积码矢量量化器
3.5 有记忆矢量量化器
3.5.1 反馈矢量量化器
3.5.2 自适应矢量量化器
复习思考题
练习题
第四章 统计编码
4.1 概述
4.1.1 变长码
4.1.2 变长码码字即时唯一可译(即码字可分离性)条件
4.1.3 最佳变长码编码定理
4.1.4 最早的变长编码的例子——莫尔斯电报的英文代码
4.2 香农-范诺编码
4.3 霍夫曼编码
4.3.1 霍夫曼编码的方法
4.3.2 霍夫曼编码的平均码长
4.3.3 霍夫曼编码的编码效率
4.3.4 霍夫曼译码
4.3.5 三进制霍夫曼编码
4.3.6 霍夫曼编码算法流程
4.3.7 自适应霍夫曼编码
4.4 行程(游程)编码
4.4.1 行程编码的基本概念
4.4.2 行程编码的基本原理
4.4.3 变长编码的可靠性
4.5 算术编码
4.5.1 算术编码原理
4.5.2 算术编码过程
4.5.3 算术编码的译码
4.5.4 不用乘法的二进制算术编码
4.5.5 采用浮点运算(左移)的算术编码
4.5.6 自适应算术编码
复习思考题
练习题
第五章 字典编码
5.1 LZ编码的基本原理
5.1.1 基本原理
5.1.2 字符串的压缩
5.2 LZ77算法
5.2.1 LZ77的滑动窗
5.2.2 LZ77的译码
5.3 LZ78算法
5.3.1 LZ78的字典
5.3.2 字典的数据结构
5.3.3 LZ78的译码器
5.4 LZW算法
5.4.1 LZW编码原理
5.4.2 LZW译码原理
5.4.3 LZW字典结构
5.4.4 LZW编码过程
复习思考题
练习题
第六章 变换编码
6.1 变换编码概述
6.1.1 什么是变换编码?为什么进行变换?
6.1.2 正交变换与正交矩阵
6.2 几种常用的正交变换
6.2.1 K-L变换
6.2.2 W-H变换
※6.2.3 离散余弦变换
6.2.4 Haar变换
6.3 变换域系数的量化和编码
6.3.1 变换矩阵的选择
6.3.2 量化系数的选择
复习思考题
练习题
第七章 预测编码
7.1 预测编码的原理
7.1.1 预测编码的基本原理
7.1.2 线性预测
7.2 线性预测方程组及预测系数的确定
7.2.1 线性预测方程组
7.2.2 预测系数的确定
7.2.3 线性预测的几种推演参数
7.2.4 线谱对
7.3 语音及音频预测编码
7.3.1 DM
7.3.2 DPCM
7.3.3 ADPCM
7.4 图像预测编码
7.4.1 图像帧内预测编码
7.4.2 图像帧间预测编码
复习思考题
练习题
第八章 子带编码
8.1 子带编码基本原理
8.1.1 子带编码原理框图
8.1.2 子带编码的比特分配
8.2 整数带滤波器组
8.3 正交镜像滤波器组
复习思考题
练习题
第九章 模型编码
9.1 LPC声码器
9.1.1 LPC语音合成模型
9.1.2 LPC声码器的组成
9.1.3 特征参数的提取
9.2 LPC合成-分析编码
9.2.1 感觉加权滤波器
9.2.2 合成-分析法原理
9.2.3 激励源的改进
9.3 宽频带高音质声频编码
9.3.1 宽频带声频编码的特点
9.3.2 宽频带声频编码的发展历程
9.3.3 宽频带高音质声频编码/译码系统的组成
9.4 图像模型编码
9.4.1 图像模型编码的分类
9.4.2 语义基图像编码
9.4.3 物体基图像编码
复习思考题
练习题
第十章 小波变换编码
10.1 小波分析基础
10.1.1 小波分析出现的背景
10.1.2 连续小波变换
10.1.3 离散小波变换
10.1.4 多分辨率分析
10.1.5 离散小波变换的快速算法
10.2 小波变换编码
10.2.1 小波变换编码图像压缩系统原理框图
10.2.2 嵌入式零树小波编码
复习思考题
练习题
※第十一章 分形编码
11.1 分形图像编码的理论基础
11.1.1 分形几何学
11.1.2 分形图像编码的基本思路
11.1.3 迭代函数系统
11.2 分形图像编码及译码方法
11.2.1 分形图像编码
11.2.2 分形图像译码
复习思考题
练习题
※第十二章 图像压缩
12.1 图像压缩概述
12.1.1 图像压缩的必要性和重要性
12.1.2 图像的类型及其表示
12.1.3 图像的信息冗余度
12.1.4 常用的图像压缩技术
12.1.5 图像编码器的一般组成
12.2 二值图像的压缩
12.2.1 二值图像的类型
12.2.2 图文传真标准
12.2.3 二值图像的统计特性
12.2.4 二值图像的压缩方法
12.3 静止图像的压缩
12.3.1 静止图像压缩的要求及其JPEG压缩标准
12.3.2 灰度图像的分块编码
12.3.3 灰度图像的比特面编码
12.3.4 灰度图像的子带编码
12.3.5 灰度图像的分层编码
12.3.6 彩色图像的编码
12.4 运动图像的压缩
12.4.1 运动图像压缩概述
12.4.2 帧间预测编码
12.4.3 运动补偿帧间预测编码
12.4.4 运动图像的混合编码
复习思考题
练习题
※第十三章 视频压缩
13.1 模拟视频和数字视频
13.1.1 模拟视频
13.1.2 数字视频
13.2 视频压缩方法
13.2.1 可视电话和会议电视的压缩方法
13.2.2 广播电视信号的编码方式
13.2.3 高清晰度电视信号的编码方式
13.3 MPEG视频压缩方法
13.3.1 MPEG-1的图像类型
13.3.2 MPEG-1的专用术语
13.3.3 MPEG-1的主要部分
13.3.4 运动补偿
13.3.5 运动的表示和估算
13.3.6 帧内编码
13.3.7 像素重建
13.4 MPEG标准的特点
复习思考题
练习题
※第十四章 音频压缩
14.1 音频压缩概述
14.1.1 声音、模拟音频和数字音频
14.1.2 人类听觉系统的特性
14.1.3 感知编码原理
14.2 音频压缩方法
14.2.1 常规压缩方法
14.2.2 有损音频压缩
14.2.3 μ律和A律压扩音频编码
14.2.4 DPCM和ADPCM音频压缩
14.2.5 音频编码-1
14.2.6 音频编码-2
14.2.7 音频编码-3——数字杜比
14.2.8 Apt-X100音频编码器
14.3 MPEG-1音频压缩
14.3.1 MPEG-1音频层概述
14.3.2 MPEG-1音频层的数据结构
14.3.3 心理声学模型
14.3.4 MPEG-1的音频层第Ⅰ层
14.3.5 MPEG-1的音频层第Ⅱ层
14.3.6 MPEG-1的音频层第Ⅲ层
14.3.7 MP3
14.4 MPEG-2音频压缩
14.4.1 MPEG-2音频压缩概述
14.4.2 MPEG-2音频编码与译码
14.4.3 MPEG-2AAC(高级音频编码)
14.5 MPEG-4音频压缩
14.5.1 MPEG-4音频压缩概述
14.5.2 交互操作
14.5.3 音频编码
复习思考题
练习题
※第十五章 数据压缩的国际标准
15.1 语音及音频压缩标准
15.1.1 ADPCM压缩的国际标准
15.1.2 A律及μ律压缩的国际标准
15.1.3 码激励线性预测编码(CELP)的国际标准
15.1.4 MPEG-1音频压缩标准
15.2 静止图像压缩标准
15.2.1 二值图像压缩标准
15.2.2 彩色和灰度静止图像压缩的国际标准
15.3 视频压缩标准
15.3.1 视频压缩(MPEG)标准概述
15.3.2 MPEG-1
15.3.3 MPEG-2
15.3.4 MPEG-4
15.3.5 H.261标准
15.3.6 H.263标准
15.3.7 H.264标准
复习思考题
参考文献