目 錄 第1章 概論 1 1.1 概念和術(shù)語 1 1.1.1 信源編碼的信號表示 2 1.1.2 傳輸?shù)膬?yōu)化 4 1.2 信號源與信號的獲取 5 1.3 多媒體信號的數(shù)字表示 7 1.3.1 圖像與視頻信號 8 1.3.2 語音和音頻信號 13 1.3.3 壓縮技術(shù)的必要性 13 1.4 習(xí)題 13 第2章 基礎(chǔ)知識 15 2.1 信號與系統(tǒng) 15 2.1.1 基本信號 15 2.1.2 系統(tǒng)運算 17 2.2 信號與傅里葉頻譜 19 2.2.1 二維和多維坐標(biāo)上的頻譜 19 2.2.2 時空信號 21 2.3 多媒體信號的采樣 23 2.3.1 可分離的二維采樣 24 2.3.2 不可分離的二維采樣 26 2.3.3 視頻信號的采樣 30 2.4 離散信號處理 34 2.4.1 線性移不變系統(tǒng) 34 2.4.2 離散傅里葉變換 34 2.4.3 z變換 35 2.4.4 多維線性移不變系統(tǒng) 37 2.5 統(tǒng)計分析 39 2.5.1 樣點的統(tǒng)計特性 39 2.5.2 聯(lián)合統(tǒng)計特性 43 2.5.3 隨機信號的頻譜特性 47 2.5.4 馬爾可夫鏈模型 48 2.5.5 信息論的統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ) 50 2.6 線性預(yù)測 54 2.6.1 自回歸模型 54 2.6.2 線性預(yù)測 60 2.7 線性塊變換 70 2.7.1 正交基函數(shù) 70 2.7.2 正交變換的類型 73 2.7.3 變換的效率 84 2.7.4 重疊塊變換 84 2.8 濾波器組變換 86 2.8.1 抽取和插值 87 2.8.2 子帶濾波器的性質(zhì) 91 2.8.3 濾波器組結(jié)構(gòu)的實現(xiàn) 96 2.8.4 小波變換 101 2.8.5 二維與多維濾波器組 106 2.8.6 金字塔分解 109 2.9 習(xí)題 112 第3章 感知與質(zhì)量 118 3.1 視覺特性 118 3.1.1 眼生理學(xué) 118 3.1.2 靈敏度函數(shù) 119 3.1.3 彩色視覺 122 3.1.4 雙目視覺與重現(xiàn) 122 3.2 聽覺特性 124 3.2.1 耳生理學(xué) 124 3.2.2 靈敏度函數(shù) 124 3.3 質(zhì)量測度 127 3.3.1 客觀信號質(zhì)量測度 128 3.3.2 主觀評價 133 3.4 習(xí)題 137 第4章 量化與編碼 138 4.1 標(biāo)量量化與脈沖編碼調(diào)制 138 4.2 編碼理論 143 4.2.1 信源編碼定理與率失真函數(shù) 143 4.2.2 相關(guān)信號的率失真函數(shù) 144 4.2.3 多維信號的率失真函數(shù) 147 4.3 量化器的率失真最優(yōu)化 148 4.4 熵編碼 152 4.4.1 變長碼字的特性 152 4.4.2 哈夫曼碼的設(shè)計 154 4.4.3 系統(tǒng)變長碼 155 4.4.4 算術(shù)編碼 159 4.4.5 自適應(yīng)與基于上下文的熵編碼 163 4.4.6 熵編碼與傳輸誤差 166 4.4.7 倫佩爾-齊夫編碼 167 4.5 向量量化 169 4.5.1 向量量化的基本原理 169 4.5.2 使用均勻碼書的向量量化 172 4.5.3 使用非均勻碼書的向量量化 174 4.5.4 結(jié)構(gòu)化碼書 176 4.5.5 自適應(yīng)向量量化 180 4.5.6 碼率約束向量量化 182 4.6 網(wǎng)格編碼量化 183 4.7 習(xí)題 186 第5章 信號壓縮方法 188 5.1 行程編碼 188 5.2 預(yù)測編碼 190 5.2.1 開環(huán)和閉環(huán)預(yù)測系統(tǒng) 190 5.2.2 非線性移變預(yù)測 192 5.2.3 傳輸損耗的影響 193 5.2.4 向量預(yù)測 193 5.2.5 延遲決策預(yù)測編碼 196 5.2.6 多分辨率金字塔中的預(yù)測 197 5.3 變換編碼 200 5.3.1 離散變換編碼的增益 201 5.3.2 變換系數(shù)的量化 203 5.3.3 變換系數(shù)的編碼 206 5.3.4 有損傳輸下的變換編碼 208 5.4 具備多重解碼能力的碼流 208 5.4.1 聯(lián)播與轉(zhuǎn)碼 209 5.4.2 可伸縮編碼 209 5.4.3 多描述編碼 210 5.5 分布式信源編碼 212 5.6 習(xí)題 213 第6章 幀內(nèi)編碼 215 6.1 二值圖像壓縮 215 6.1.1 二級圖像的壓縮 215 6.1.2 二值形狀編碼 218 6.1.3 輪廓編碼 220 6.2 圖像的向量量化 221 6.3 圖像的預(yù)測編碼 223 6.3.1 二維預(yù)測 223 6.3.2 二維塊預(yù)測 224 6.3.3 預(yù)測誤差的量化與編碼 226 6.3.4 二維DPCM中的誤差擴散 227 6.3.5 二維預(yù)測編碼中邊信息的編碼 228 6.4 圖像的變換編碼 230 6.4.1 塊變換編碼 230 6.4.2 變換系數(shù)的量化與編碼 232 6.4.3 重疊塊變換編碼 240 6.4.4 子帶和小波變換編碼 241 6.4.5 針對信號特性的變換基局部自適應(yīng) 246 6.5 無損和近無損圖像編碼 248 6.6 基于合成的圖像編碼 249 6.6.1 基于區(qū)域的編碼 250 6.6.2 顏色和紋理合成 252 6.6.3 照明效果的合成 254 6.7 分形圖像編碼 255 6.8 三維圖像編碼 257 6.9 重構(gòu)濾波 258 6.10 靜止圖像編碼標(biāo)準 261 6.11 習(xí)題 264 第7章 幀間編碼 268 7.1 幀內(nèi)補償編碼 268 7.2 混合視頻編碼 269 7.2.1 運動補償混合編碼器 269 7.2.2 幀內(nèi)預(yù)測誤差信號的特性 272 7.2.3 量化誤差反饋和誤差擴散 274 7.2.4 運動補償預(yù)測中的參考圖像 276 7.2.5 運動補償?shù)木��?287 7.2.6 隔行視頻信號的混合編碼 292 7.2.7 混合編碼器的優(yōu)化 294 7.2.8 采用子帶/小波變換的混合編碼 296 7.3 時空變換編碼 298 7.3.1 幀間變換與子帶編碼 298 7.3.2 運動補償時域濾波 300 7.3.3 基于MCTF表示的量化與編碼 304 7.4 邊信息的編碼(運動、模式、劃分方式) 306 7.5 可伸縮視頻編碼 312 7.5.1 混合視頻編碼中的可伸縮性 313 7.5.2 可伸縮視頻編碼的標(biāo)準化 319 7.6 多視圖視頻編碼 322 7.7 基于合成的視頻編碼 328 7.7.1 基于區(qū)域的視頻編碼 329 7.7.2 超分辨率合成 331 7.7.3 動態(tài)紋理合成 331 7.8 視頻編碼標(biāo)準 333 7.9 習(xí)題 340 第8章 語音與音頻編碼 342 8.1 語音信號編碼 342 8.1.1 線性預(yù)測編碼 342 8.1.2 參數(shù)(合成)編碼 345 8.1.3 語音編碼標(biāo)準 346 8.2 一般音頻、音樂與聲音編碼 347 8.2.1 音頻信號的變換編碼 347 8.2.2 基于合成的音頻與聲音信號編碼 350 8.2.3 立體聲與多聲道音頻信號的編碼 352 8.2.4 音樂與聲音編碼標(biāo)準 358 第9章 多媒體數(shù)據(jù)的傳輸與存儲 362 9.1 數(shù)字多媒體服務(wù) 362 9.2 網(wǎng)絡(luò)接口 363 9.3 對信道特性的適應(yīng)性 366 9.3.1 碼率與傳輸控制 367 9.3.2 錯誤控制 370 9.4 媒體傳送、存儲和再現(xiàn) 374 9.4.1 廣播應(yīng)用 375 9.4.2 通信服務(wù) 378 9.4.3 文件存儲 379 9.4.4 互聯(lián)網(wǎng)和移動流媒體 380 附錄A 向量與矩陣代數(shù) 385 附錄B 符號和變量 391 附錄C 縮略語 395 附錄D 參考文獻 403 附錄E 詞匯表 418