JPEG2000圖像壓縮基礎、標準和實踐

第1部分 基本原理
第1章 圖像壓縮概述
1.1 基本概念
1.1.1 數(shù)字圖像
1.1.2 無損和有損壓縮
1.1.3 壓縮度量
1.2 利用冗余性
1.2.1 統(tǒng)計冗余性
1.2.2 不相關性
1.3 壓縮系統(tǒng)的組成單元
1.3.1 結(jié)構(gòu)的重要性
1.3.2 編碼
1.3.3 量化
1.3.4 交換
1.4 可選擇的結(jié)構(gòu)
第2章 熵和編碼方法
2.1 信息與熵
2.1.1 數(shù)學預備知識
2.1.2 熵的概念
2.1.3 Shannon無噪聲信源編碼定理
2.1.4 Elias編碼
2.2 可變長度編碼
2.2.1 Huffman編碼
2.2.2 Golomb編碼
2.3 算術編碼
2.3.1 有限精度實現(xiàn)
2.3.2 二進制編碼與解碼
2.3.3 長度指示終止
2.3.4 無乘法器的變化形式
2.3.5 自適應概率估計
2.3.6 其他變化形式
2.4 圖像編碼工具
2.4.1 環(huán)境自適應編碼
2.4.2 預測編碼
2.4.3 游長編碼
2.4.4 四叉樹編碼
2.5 進一步閱讀
第3章 量化
3.1 率失真理論
3.1.1 信源代碼
3.1.2 互信息與率失真函數(shù)
3.1.3 連續(xù)隨機變量
3.1.4 相關過程
3.2 標量量化
3.2.1 Lloyd-ax標量量化器
3.2.2 Lloyd-Max標量量化器的性能
3.2.3 熵編碼標量量化
3.2.4 熵編碼標量量化器的性能
3.2.5 標量量化器性能總結(jié)
3.2.6 嵌入標量量化
3.2.7 嵌入恒域量化
3.3 差分脈沖編碼調(diào)制
3.4 矢量量化
3.4.1 VQ的分析
3.4.2 廣義Lloyd算法
3.4.3 矢量量化的性能
3.4.4 樹結(jié)構(gòu)矢量量化
3.5 格子編碼量化
3.5.1 格子編碼
3.5.2 固定碼率TCQ
3.5.3 Viterbi算法
3.5.4 固定碼率TCQ的性能
3.5.5 TCQ中的誤差傳遞
3.5.6 熵編碼TCQ
3.5.7 預測TCQ
3.6 進一步閱讀
第4章 圖像變換
4.1 線性塊變換
4.1.1 緒論
4.1.2 Karhunen-Loeve變換
4.1.3 離散余弦變換
4.2 子帶變換
4.2.1 矢量卷積
4.2.2 多相轉(zhuǎn)移矩陣
4.2.3 濾波器組解釋
4.2.4 矢量空間解釋
4.2.5 迭代子帶變換
4.3 用于壓縮的變換
4.3.1 直觀的觀點
4.3.2 編碼增益
4.3.3 率失真理論
4.3.4 心理視覺性質(zhì)
第5章 率控制方法
5.1 更多直觀知識
5.1.1 一個簡單的例子
5.1.2 特別的方法
5.2 優(yōu)化率分配
5.3 量化問題
5.4 理論改進
5.4.1 非負碼率
5.4.2 離散碼率
5.4.3 連續(xù)碼率情況的更好建模
5.4.4 失真模型分析
5.4.5 仍然存在的局限性
5.5 自適應碼率分配
第6章 濾波器組與小波
6.1 經(jīng)典濾波器組的結(jié)果
6.1.1 簡短的歷史回顧
6.1.2 QMF濾波器組
6.1.3 二通道FIR變換
6.1.4 多相因式分解
6.2 小波變換
6.2.1 小波與多分辨率分析
6.2.2 離散小波變換
6.2.3 推廣
6.3 小波的構(gòu)造
6.3.1 來自子帶變換的小波
6.3.2 設計過程
6.3.3 壓縮考慮
6.4 提升與可逆性
6.4.1 提升結(jié)構(gòu)
6.4.2 可逆變換
6.4.3 因子分解方法
6.4.4 奇數(shù)長度對稱濾波器
6.5 邊界處理
6.5.1 信號延拓
6.5.2 對稱延拓
6.5.3 邊界與提升
6.6 進一步閱讀
第7章 零樹編碼
7.1 子帶系數(shù)譜系
7.2 子帶系數(shù)的顯著性
7.3 EZW
7.3.1 顯著性過程
7.3.2 改進過程
7.3.3 EZW記號的算術編碼
7.4 SPIHT
7.4.1 SPIHT譜系(Genealogy)
7.4.2 SPIHT中的零樹
7.4.3 SPIHT中的表
7.4.4 編碼過程
7.4.5 SPIHT算法
7.4.6 SPIHT記號的算術編碼
7.5 零樹壓縮的性能
7.6 定量描述父親-孩子編碼增益
第8章 帶有嵌入式塊編碼的高度可伸縮壓縮
8.1 嵌入與可伸縮性
8.1.1 分散原理
8.1.2 可伸縮性與排序
8.1.3 EBCOT范例
8.2 優(yōu)化截斷
8.2.1 PCRD-OPT算法
8.2.2 實現(xiàn)建議
8.3 嵌入塊編碼
8.3.1 位平面編碼
8.3.2 位平面的條件編碼
8.3.3 動態(tài)掃描
8.3.4 四叉樹編碼方法
8.3.5 失真計算
8.4 摘要質(zhì)量層
8.4.1 從位平面到層
8.4.2 管理開銷
8.5 實驗比較
8.5.1 JPEG2000與SPIHT
8.5.2 JPEG2000與SBHP
第2部分 JPEG2000標準
第9章 介紹JPEG2000
9.1 歷史展望
9.2 JPEG2000特征集
9.2.1 壓縮一次：多種解壓縮方式
9.2.2 壓縮域圖像處理/編輯
9.2.3 漸進性
9.2.4 低位深度圖像
9.2.5 感興趣編碼區(qū)域
第10章 樣本數(shù)據(jù)變換
10.1 結(jié)構(gòu)概述
10.2 彩色變換
10.2.1 ICT定義
10.2.2 RCT定義
10.3 小波變換基礎
10.3.1 雙通道基塊
10.3.2 2D DWT
10.3.3 分辨率和分辨率級別
10.3.4 交織視圖
10.4 小波變換
10.4.1 不可逆DWT
10.4.2 可逆DWT
10.5 量化和界定
10.5.1 不可逆過程
10.5.2 可逆處理
10.6 ROI調(diào)整
10.6.1 可伸縮性優(yōu)先權(quán)
10.6.2 最大平移方法
10.6.3 對編碼的影響
10.6.4 區(qū)域映射
第11章 樣本數(shù)據(jù)劃分
11.1 畫布中的分量
11.2 畫布上的拼接塊
11.2.1 拼接塊劃分
11.2.2 拼接塊分量和區(qū)域
11.2.3 畫布中的子帶
11.2.4 分辨率和伸縮
11.3 編碼塊和分區(qū)
11.3.1 分區(qū)劃分
11.3.2 子帶劃分
11.3.3 分區(qū)和包
11.4 空間操作
11.4.1 任意剪切
11.4.2 旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)
第12章 樣本數(shù)據(jù)編碼
12.1 MQ編解碼器
12.1.1 MQ編解碼器概述
12.1.2 編碼過程
12.1.3 解碼過程
12.2 嵌入塊編碼
12.2.1 概述
12.2.2 狀態(tài)信息
12.2.3 掃描與鄰域
12.2.4 編碼過程
12.2.5 解碼過程
12.3 MQ碼字終止
12.3.1 簡單終止
12.3.2 截斷長度
12.4 模式變化
12.4.1 單個模式開關
12.4.2 用于編碼器并行性的模式
12.4.3 用于錯誤恢復的模式
12.5 包構(gòu)成
12.5.1 包流結(jié)構(gòu)
12.5.2 包的剖析
12.5.3 包標頭
12.5.4 長度編碼
第13章 碼流語法
13.1 碼流組織
13.2 標頭
13.2.1 主標頭
13.2.2 拼接塊標頭
13.2.3 拼接塊部分標頭
13.2.4 包標頭
13.3 標記和標記段
13.3.1 碼流起始（SOC）
13.3.2 拼接塊起始（SOT）
13.3.3 數(shù)據(jù)起始（SOD）
13.3.4 碼流結(jié)束（EOC）
13.3.5 圖像和拼接塊大小（SIZ）
13.3.6 默認編碼形式（COD）
13.3.7 編碼形式分量（COC）
13.3.8 默認量化（QCD）
13.3.9 量化分量（QCC）
13.3.10 感興趣區(qū)域（RGN）
13.3.11 漸進順序改變（POC）
13.3.12 拼接塊部分長度：主標頭（TLM）
13.3.13 包長度：主標頭（PLM）
13.3.14 包長度：拼接塊部分（PLT）
13.3.15 打包的包標頭：主標頭（PPM）
13.3.16 打包的包標頭：拼接塊部分（PPT）
13.3.17 包起始（SOP）
13.3.18 包標頭結(jié)束（EPH）
13.3.19 分量配準（CRG）
13.3.20 注釋（COM）
第14章 文件格式
14.1 文件格式組織
14.2 JP2框
14.2.1 JPEG2000 SIGNATURE框
14.2.2 FILE TYPE文件類型框
14.2.3 JP2 HEADER框
14.2.4 連續(xù)碼流框
14.2.5 IPR框
14.2.6 XML框（多個）
14.2.7 UUID框（多個）
14.2.8 UUID INFO框（多個）
14.3 討論
第15章 第2部分擴展
15.1 可變級別偏移
15.2 非線性點變換
15.3 可變量化恒域
15.4 格子編碼量化
15.5 視覺掩蔽
15.6 小波變換擴展
15.6.1 小波分解結(jié)構(gòu)
15.6.2 用戶可定義小波核
15.6.3 單一樣本重疊變換
15.7 多分量處理
15.7.1 線性塊變換
15.7.2 相關變換
15.7.3 小波變換
15.8 感興趣區(qū)域編碼
15.9 文件格式
第3部分 JPEG2000實踐
第16章 性能指導
16.1 性能優(yōu)化
16.1.1 基于CSF的優(yōu)化
16.1.2 彩色圖像權(quán)重
16.1.3 JPEG2000與JPEG的主觀比較
16.1.4 利用視覺掩蔽
16.2 感興趣區(qū)域編碼
16.2.1 最大平移ROI編碼
16.2.2 隱式ROI編碼
16.3 二值圖像
第17章 實現(xiàn)考慮
17.1 塊編碼：軟件
17.1.1 MQ編碼器技巧
17.1.2 狀態(tài)傳播
17.1.3 反量化發(fā)送
17.2 塊編碼：硬件
17.2.1 示例結(jié)構(gòu)
17.2.2 吞吐量增強
17.2.3 并行的機會
17.2.4 失真估計
17.3 DWT數(shù)
17.3.1 BIBO分析增益
17.3.2 可逆變換
17.3.3 定點不可逆變換
17.4 DWT結(jié)構(gòu)
17.4.1 DWT級流水線
17.4.2 存儲器和帶寬
17.4.3 芯片內(nèi)資源
17.5 系統(tǒng)考慮
17.5.1 編碼數(shù)據(jù)緩沖
17.5.2 帶寬減少
17.5.3 總結(jié)
17.6 可用硬件
第18章 兼容性
18.1 保障系統(tǒng)
18.2 碼流框架
18.3 解壓縮器保障
18.3.1 解析職責
18.3.2 塊解碼職責
18.3.3 變換職責
18.3.4 兼容性類
第4部分 其他標準
第19章 JPEG
19.1 概述
19.2 基線JPEG
19.2.1 樣本變換
19.2.2 類別碼
19.2.3 游程值編碼
19.2.4 變長編碼
19.2.5 分量和掃描
19.3 JPEG中的可伸縮性
19.3.1 逐次逼近
19.3.2 頻譜選擇
19.3.3 分級改進
19.3.4 與JPEG2000的比較
第20章 JPEG-LS
20.1 概述
20.1.1 領域內(nèi)容
20.1.2 普通和游程模式
20.1.3 近無損壓縮
20.2 普通模式編碼
20.2.1 預測
20.2.2 GOLOMB編碼和差值
20.3 游程模式編碼
20.3.1 游程Golomb編碼
20.3.2 中斷樣本編碼
20.4 典型性能
參考文獻