數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)用教程

前言

　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，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(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、娛樂(lè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，如高清晰電視、數(shù)字電影、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻監(jiān)控、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)電視、DVD、手機(jī)電視以及剛開(kāi)通的3G手機(jī)等?！　D像壓縮技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，社會(huì)對(duì)這方面的人才需求越來(lái)越大。各高職、大專(zhuān)院校為了適應(yīng)這種需求，相繼開(kāi)設(shè)了數(shù)字圖像壓縮相關(guān)課程，但由于讀者專(zhuān)業(yè)背景和基礎(chǔ)的不同，對(duì)教材的要求也不盡相同?！　”緯?shū)旨在以簡(jiǎn)明易懂的方式介紹圖像壓縮技術(shù)，并結(jié)合算法程序源碼、習(xí)題和課程設(shè)計(jì)以及實(shí)際案例，介紹各項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的背景和思路，啟發(fā)讀者了解各項(xiàng)技術(shù)的基本原理、應(yīng)用方法和適用場(chǎng)合。力求使數(shù)學(xué)和信號(hào)處理基礎(chǔ)較弱的學(xué)生在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)，掌握?qǐng)D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(yīng)用細(xì)節(jié)?；谕瑯拥哪康模緯?shū)沒(méi)有介紹對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求相對(duì)較高的小波變換、分形等方法?！　”緯?shū)包括如下章節(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(yīng)用系統(tǒng)，回答了為什么要進(jìn)行圖像壓縮、為什么能夠進(jìn)行壓縮和怎么用圖像壓縮的問(wèn)題?！　〉?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(zhǔn)備?！　〉?章介紹圖像壓縮的基本方法，回答了怎么進(jìn)行圖像壓縮的問(wèn)題。　　第4章介紹圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，回答了圖像壓縮技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所采用的技術(shù)問(wèn)題?！　〉?章介紹圖像壓縮應(yīng)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?wèn)題。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要介紹圖像信號(hào)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容包括量化、熵編碼、預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、矢量量化編碼、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)染幋a技術(shù)以及JPEG、JPEG一2000、MPEG．X和H．26x等現(xiàn)行國(guó)際編碼標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用案例。對(duì)于編碼標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)介紹其中采用的編碼方法和應(yīng)用，技術(shù)細(xì)節(jié)不做重點(diǎn)講述。    本書(shū)以簡(jiǎn)明易懂的方式介紹編碼技術(shù)，注重介紹各項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的背景和思路，并輔以Matlab和c++源碼、課后習(xí)題、課程設(shè)計(jì)和應(yīng)用案例，啟發(fā)讀者了解各項(xiàng)技術(shù)的基本原理、應(yīng)用方法和適用場(chǎng)合。    本書(shū)還設(shè)計(jì)了一些圖像壓縮實(shí)驗(yàn)，目的在于讓讀者熟悉視頻編碼的整個(gè)過(guò)程，并掌握其中的關(guān)鍵算法。圖像壓縮實(shí)驗(yàn)與各章課后課程設(shè)計(jì)互相補(bǔ)充，相得益彰，對(duì)加深圖像編碼理解和做與圖像壓縮相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)大有裨益。    本書(shū)可作為本專(zhuān)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(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言教學(xué)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(yīng)用及案例  1.5 習(xí)題與課程設(shè)計(jì)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(jué)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(lèi)  2.5 圖像壓縮算法質(zhì)量評(píng)價(jià)    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(fù)雜度  2.6習(xí)題與課程設(shè)計(jì)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(yù)測(cè)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(shí)間采樣  3.7 各種編碼方法總結(jié)  3.8 習(xí)題與課程設(shè)計(jì)第4章 圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)  4.1 發(fā)圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史  4.2 靜止圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)    4.2.1 JPEG標(biāo)準(zhǔn)    4.2.2 JPEG 2000標(biāo)準(zhǔn)  4.3 視頻圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)    4.3.1 視頻編碼技術(shù)    4.3.2 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)概述  4.4 習(xí)題與課程設(shè)計(jì)第5章 圖像壓縮應(yīng)用案例  5.1 本地?cái)?shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)  ……第6章 圖像壓縮實(shí)驗(yàn)第7章 典型編解碼算法的C++實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2．4．2量化誤差　　量化后的值與真實(shí)值之間的差，稱(chēng)為量化誤差或量化噪聲。量化過(guò)程是不可逆的，例如將3．2量化為3后，無(wú)論如何也不會(huì)恢復(fù)到3．2了。量化級(jí)數(shù)越大，量化誤差越小。在圖2—15中，各圖的量化級(jí)數(shù)分別為256、128、64、16、4、2，可以發(fā)現(xiàn)量化級(jí)數(shù)越小，誤差就越大?！　∮捎谌搜塾^察圖像存在可見(jiàn)度閾值，因此只要量化誤差控制在可見(jiàn)度閾值范圍內(nèi)，就不會(huì)影響視覺(jué)感受。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟档土炕?jí)數(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(duì)平滑區(qū)的亮度變化敏感，而對(duì)邊緣區(qū)的亮度變化相對(duì)不敏感，因此在對(duì)低頻系數(shù)量化時(shí)，量化級(jí)數(shù)大一些（量化步長(zhǎng)?。鴮?duì)高頻系數(shù)進(jìn)行量化時(shí)，量化級(jí)數(shù)小一些（量化步長(zhǎng)大）。　　……

編輯推薦

　　圖像信息具有直觀、形象、易懂和信息量大的特點(diǎn)，是人類(lèi)最豐富的視覺(jué)來(lái)源。百聞不如一見(jiàn)說(shuō)的就是圖像這個(gè)特點(diǎn)。但由于圖像信號(hào)的內(nèi)容復(fù)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(shí)現(xiàn)圖像信息的存儲(chǔ)、記錄和傳輸，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、可靠的要求，這就是《數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)用教程》介紹的數(shù)字圖像壓縮技術(shù)要解決的問(wèn)題。　　《數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)用教程》特色：　　簡(jiǎn)明易懂。以淺顯的語(yǔ)言和較少的數(shù)學(xué)知識(shí)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(xiàng)編碼技術(shù)的基本原理?！　“咐虒W(xué)。以解決具體問(wèn)題的簡(jiǎn)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(yīng)用案例。每章配有練習(xí)和課程設(shè)計(jì)題目，這些題目主要取自具體項(xiàng)目中的實(shí)際問(wèn)題。　　源碼豐富?！稊?shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)用教程》講述的每種編碼方法都提供Matlab和c++語(yǔ)言源碼，讀者可結(jié)合算法描述和算法具體實(shí)現(xiàn)來(lái)深入理解和掌握各種編碼方法，并促進(jìn)讀者編程能力的提高。

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