數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實用教程

前言

　　20世紀80年代以來，圖像壓縮技術(shù)隨著多媒體和通信技術(shù)的發(fā)展，在科學研究、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、娛樂等方面得到了廣泛的應用，如高清晰電視、數(shù)字電影、遠程醫(yī)療、視頻監(jiān)控、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)電視、DVD、手機電視以及剛開通的3G手機等?！　D像壓縮技術(shù)的應用已經(jīng)成為一個產(chǎn)業(yè)，社會對這方面的人才需求越來越大。各高職、大專院校為了適應這種需求，相繼開設(shè)了數(shù)字圖像壓縮相關(guān)課程，但由于讀者專業(yè)背景和基礎(chǔ)的不同，對教材的要求也不盡相同?！　”緯荚谝院喢饕锥姆绞浇榻B圖像壓縮技術(shù)，并結(jié)合算法程序源碼、習題和課程設(shè)計以及實際案例，介紹各項技術(shù)產(chǎn)生的背景和思路，啟發(fā)讀者了解各項技術(shù)的基本原理、應用方法和適用場合。力求使數(shù)學和信號處理基礎(chǔ)較弱的學生在較短的學時內(nèi)，掌握圖像編碼技術(shù)基本思想，并可根據(jù)需要自行研究相關(guān)技術(shù)應用細節(jié)?；谕瑯拥哪康?，本書沒有介紹對數(shù)學基礎(chǔ)要求相對較高的小波變換、分形等方法?！　”緯ㄈ缦抡鹿?jié)：　　第1章介紹圖像壓縮的必要性、可行性、發(fā)展史以及圖像壓縮應用系統(tǒng)，回答了為什么要進行圖像壓縮、為什么能夠進行壓縮和怎么用圖像壓縮的問題。　　第2章介紹圖像壓縮的基本原理，為第3章圖像壓縮技術(shù)做準備?！　〉?章介紹圖像壓縮的基本方法，回答了怎么進行圖像壓縮的問題。　　第4章介紹圖像壓縮國際標準，回答了圖像壓縮技術(shù)在實際應用中所采用的技術(shù)問題?！　〉?章介紹圖像壓縮應用案例，回答了圖像壓縮技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪杏心男┯锰幰约霸趺从玫膯栴}。

內(nèi)容概要

本書主要介紹圖像信號的壓縮編碼原理、靜態(tài)圖像編碼方法、視頻圖像編碼方法，以及數(shù)字圖像與視頻壓縮編碼的國際標準。主要內(nèi)容包括量化、熵編碼、預測編碼、變換編碼、矢量量化編碼、運動補償?shù)染幋a技術(shù)以及JPEG、JPEG一2000、MPEG．X和H．26x等現(xiàn)行國際編碼標準及其應用案例。對于編碼標準，重點介紹其中采用的編碼方法和應用，技術(shù)細節(jié)不做重點講述。    本書以簡明易懂的方式介紹編碼技術(shù)，注重介紹各項技術(shù)產(chǎn)生的背景和思路，并輔以Matlab和c++源碼、課后習題、課程設(shè)計和應用案例，啟發(fā)讀者了解各項技術(shù)的基本原理、應用方法和適用場合。    本書還設(shè)計了一些圖像壓縮實驗，目的在于讓讀者熟悉視頻編碼的整個過程，并掌握其中的關(guān)鍵算法。圖像壓縮實驗與各章課后課程設(shè)計互相補充，相得益彰，對加深圖像編碼理解和做與圖像壓縮相關(guān)的實際應用系統(tǒng)大有裨益。    本書可作為本專科以及高職院校相關(guān)課程的教材，也可供從事數(shù)字圖像壓縮研究和開發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言教學建議第1章 緒論  1.1 圖像壓縮的必要性  1.2 圖像壓縮的可行性  1.3 圖像壓縮的發(fā)展史  1.4 圖像壓縮應用及案例  1.5 習題與課程設(shè)計第2章 圖像壓縮的基本原理  2.1 信息論基礎(chǔ)    2.1.1 信源、編碼器    2.1.2 信息傳輸模型    2.1.3 信息的度量    2.1.4 基本編碼定理  2.2 視覺特性  2.3 圖像變換    2.3.1 一維離散余弦變換    2.3.2 二維離散余弦變換    2.3.3 二維離散余弦變換的性質(zhì)  2.4 量化和編碼    2.4.1 量化和編碼定義    2.4.2 量化誤差    2.4.3 量化分類  2.5 圖像壓縮算法質(zhì)量評價    2.5.1 壓縮比    2.5.2 視頻碼率    2.5.3 圖像保真度    2.5.4 算法復雜度  2.6習題與課程設(shè)計第3章 圖像壓縮方法  3.1 引言  3.2 熵編碼    3.2.1 行程編碼    3.2.2 赫夫曼編碼    3.2.3 算術(shù)編碼    3.2.4 詞典編碼  3.3 預測編碼  3.4 變換編碼  3.5 矢量編碼  3.6 基于下采樣與插值的圖像壓縮    3.6.1 空間下采樣    3.6.2 色度抽樣    3.6.3 時間采樣  3.7 各種編碼方法總結(jié)  3.8 習題與課程設(shè)計第4章 圖像壓縮國際標準  4.1 發(fā)圖像壓縮國際標準發(fā)展史  4.2 靜止圖像編碼標準    4.2.1 JPEG標準    4.2.2 JPEG 2000標準  4.3 視頻圖像編碼標準    4.3.1 視頻編碼技術(shù)    4.3.2 視頻編碼標準概述  4.4 習題與課程設(shè)計第5章 圖像壓縮應用案例  5.1 本地數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)  ……第6章 圖像壓縮實驗第7章 典型編解碼算法的C++實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2．4．2量化誤差　　量化后的值與真實值之間的差，稱為量化誤差或量化噪聲。量化過程是不可逆的，例如將3．2量化為3后，無論如何也不會恢復到3．2了。量化級數(shù)越大，量化誤差越小。在圖2—15中，各圖的量化級數(shù)分別為256、128、64、16、4、2，可以發(fā)現(xiàn)量化級數(shù)越小，誤差就越大?！　∮捎谌搜塾^察圖像存在可見度閾值，因此只要量化誤差控制在可見度閾值范圍內(nèi)，就不會影響視覺感受。因此，通過適當?shù)亟档土炕墧?shù)可以減少數(shù)據(jù)冗余，如圖2—15a、b、c所示。由人眼的空間頻率特性可知，人眼對平滑區(qū)的亮度變化敏感，而對邊緣區(qū)的亮度變化相對不敏感，因此在對低頻系數(shù)量化時，量化級數(shù)大一些（量化步長?。鴮Ω哳l系數(shù)進行量化時，量化級數(shù)小一些（量化步長大）?！　　?/pre>




編輯推薦
　　圖像信息具有直觀、形象、易懂和信息量大的特點，是人類最豐富的視覺來源。百聞不如一見說的就是圖像這個特點。但由于圖像信號的內(nèi)容復雜，數(shù)據(jù)量非常大，成為圖像信息交流的主要障礙。如何在保證圖像質(zhì)量的前提下用最少量的數(shù)據(jù)實現(xiàn)圖像信息的存儲、記錄和傳輸，達到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、可靠的要求，這就是《數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實用教程》介紹的數(shù)字圖像壓縮技術(shù)要解決的問題?！　　稊?shù)字圖像壓縮技術(shù)實用教程》特色：　　簡明易懂。以淺顯的語言和較少的數(shù)學知識介紹各種方法的產(chǎn)生背景，從特例逐步推廣到一般，啟發(fā)讀者明白各項編碼技術(shù)的基本原理?！　“咐虒W。以解決具體問題的簡化模型為主線，講解各種編碼方法，并給出圖像壓縮的典型應用案例。每章配有練習和課程設(shè)計題目，這些題目主要取自具體項目中的實際問題。　　源碼豐富?！稊?shù)字圖像壓縮技術(shù)實用教程》講述的每種編碼方法都提供Matlab和c++語言源碼，讀者可結(jié)合算法描述和算法具體實現(xiàn)來深入理解和掌握各種編碼方法，并促進讀者編程能力的提高。





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