JPEG2000图像压缩基础、标准和实践

第1部分 基本原理
第1章 图像压缩概述
1.1 基本概念
1.1.1 数字图像
1.1.2 无损和有损压缩
1.1.3 压缩度量
1.2 利用冗余性
1.2.1 统计冗余性
1.2.2 不相关性
1.3 压缩系统的组成单元
1.3.1 结构的重要性
1.3.2 编码
1.3.3 量化
1.3.4 交换
1.4 可选择的结构
第2章 熵和编码方法
2.1 信息与熵
2.1.1 数学预备知识
2.1.2 熵的概念
2.1.3 Shannon无噪声信源编码定理
2.1.4 Elias编码
2.2 可变长度编码
2.2.1 Huffman编码
2.2.2 Golomb编码
2.3 算术编码
2.3.1 有限精度实现
2.3.2 二进制编码与解码
2.3.3 长度指示终止
2.3.4 无乘法器的变化形式
2.3.5 自适应概率估计
2.3.6 其他变化形式
2.4 图像编码工具
2.4.1 环境自适应编码
2.4.2 预测编码
2.4.3 游长编码
2.4.4 四叉树编码
2.5 进一步阅读
第3章 量化
3.1 率失真理论
3.1.1 信源代码
3.1.2 互信息与率失真函数
3.1.3 连续随机变量
3.1.4 相关过程
3.2 标量量化
3.2.1 Lloyd-ax标量量化器
3.2.2 Lloyd-Max标量量化器的性能
3.2.3 熵编码标量量化
3.2.4 熵编码标量量化器的性能
3.2.5 标量量化器性能总结
3.2.6 嵌入标量量化
3.2.7 嵌入恒域量化
3.3 差分脉冲编码调制
3.4 矢量量化
3.4.1 VQ的分析
3.4.2 广义Lloyd算法
3.4.3 矢量量化的性能
3.4.4 树结构矢量量化
3.5 格子编码量化
3.5.1 格子编码
3.5.2 固定码率TCQ
3.5.3 Viterbi算法
3.5.4 固定码率TCQ的性能
3.5.5 TCQ中的误差传递
3.5.6 熵编码TCQ
3.5.7 预测TCQ
3.6 进一步阅读
第4章 图像变换
4.1 线性块变换
4.1.1 绪论
4.1.2 Karhunen-Loeve变换
4.1.3 离散余弦变换
4.2 子带变换
4.2.1 矢量卷积
4.2.2 多相转移矩阵
4.2.3 滤波器组解释
4.2.4 矢量空间解释
4.2.5 迭代子带变换
4.3 用于压缩的变换
4.3.1 直观的观点
4.3.2 编码增益
4.3.3 率失真理论
4.3.4 心理视觉性质
第5章 率控制方法
5.1 更多直观知识
5.1.1 一个简单的例子
5.1.2 特别的方法
5.2 优化率分配
5.3 量化问题
5.4 理论改进
5.4.1 非负码率
5.4.2 离散码率
5.4.3 连续码率情况的更好建模
5.4.4 失真模型分析
5.4.5 仍然存在的局限性
5.5 自适应码率分配
第6章 滤波器组与小波
6.1 经典滤波器组的结果
6.1.1 简短的历史回顾
6.1.2 QMF滤波器组
6.1.3 二通道FIR变换
6.1.4 多相因式分解
6.2 小波变换
6.2.1 小波与多分辨率分析
6.2.2 离散小波变换
6.2.3 推广
6.3 小波的构造
6.3.1 来自子带变换的小波
6.3.2 设计过程
6.3.3 压缩考虑
6.4 提升与可逆性
6.4.1 提升结构
6.4.2 可逆变换
6.4.3 因子分解方法
6.4.4 奇数长度对称滤波器
6.5 边界处理
6.5.1 信号延拓
6.5.2 对称延拓
6.5.3 边界与提升
6.6 进一步阅读
第7章 零树编码
7.1 子带系数谱系
7.2 子带系数的显著性
7.3 EZW
7.3.1 显著性过程
7.3.2 改进过程
7.3.3 EZW记号的算术编码
7.4 SPIHT
7.4.1 SPIHT谱系(Genealogy)
7.4.2 SPIHT中的零树
7.4.3 SPIHT中的表
7.4.4 编码过程
7.4.5 SPIHT算法
7.4.6 SPIHT记号的算术编码
7.5 零树压缩的性能
7.6 定量描述父亲-孩子编码增益
第8章 带有嵌入式块编码的高度可伸缩压缩
8.1 嵌入与可伸缩性
8.1.1 分散原理
8.1.2 可伸缩性与排序
8.1.3 EBCOT范例
8.2 优化截断
8.2.1 PCRD-OPT算法
8.2.2 实现建议
8.3 嵌入块编码
8.3.1 位平面编码
8.3.2 位平面的条件编码
8.3.3 动态扫描
8.3.4 四叉树编码方法
8.3.5 失真计算
8.4 摘要质量层
8.4.1 从位平面到层
8.4.2 管理开销
8.5 实验比较
8.5.1 JPEG2000与SPIHT
8.5.2 JPEG2000与SBHP
第2部分 JPEG2000标准
第9章 介绍JPEG2000
9.1 历史展望
9.2 JPEG2000特征集
9.2.1 压缩一次：多种解压缩方式
9.2.2 压缩域图像处理/编辑
9.2.3 渐进性
9.2.4 低位深度图像
9.2.5 感兴趣编码区域
第10章 样本数据变换
10.1 结构概述
10.2 彩色变换
10.2.1 ICT定义
10.2.2 RCT定义
10.3 小波变换基础
10.3.1 双通道基块
10.3.2 2D DWT
10.3.3 分辨率和分辨率级别
10.3.4 交织视图
10.4 小波变换
10.4.1 不可逆DWT
10.4.2 可逆DWT
10.5 量化和界定
10.5.1 不可逆过程
10.5.2 可逆处理
10.6 ROI调整
10.6.1 可伸缩性优先权
10.6.2 最大平移方法
10.6.3 对编码的影响
10.6.4 区域映射
第11章 样本数据划分
11.1 画布中的分量
11.2 画布上的拼接块
11.2.1 拼接块划分
11.2.2 拼接块分量和区域
11.2.3 画布中的子带
11.2.4 分辨率和伸缩
11.3 编码块和分区
11.3.1 分区划分
11.3.2 子带划分
11.3.3 分区和包
11.4 空间操作
11.4.1 任意剪切
11.4.2 旋转和翻转
第12章 样本数据编码
12.1 MQ编解码器
12.1.1 MQ编解码器概述
12.1.2 编码过程
12.1.3 解码过程
12.2 嵌入块编码
12.2.1 概述
12.2.2 状态信息
12.2.3 扫描与邻域
12.2.4 编码过程
12.2.5 解码过程
12.3 MQ码字终止
12.3.1 简单终止
12.3.2 截断长度
12.4 模式变化
12.4.1 单个模式开关
12.4.2 用于编码器并行性的模式
12.4.3 用于错误恢复的模式
12.5 包构成
12.5.1 包流结构
12.5.2 包的剖析
12.5.3 包标头
12.5.4 长度编码
第13章 码流语法
13.1 码流组织
13.2 标头
13.2.1 主标头
13.2.2 拼接块标头
13.2.3 拼接块部分标头
13.2.4 包标头
13.3 标记和标记段
13.3.1 码流起始（SOC）
13.3.2 拼接块起始（SOT）
13.3.3 数据起始（SOD）
13.3.4 码流结束（EOC）
13.3.5 图像和拼接块大小（SIZ）
13.3.6 默认编码形式（COD）
13.3.7 编码形式分量（COC）
13.3.8 默认量化（QCD）
13.3.9 量化分量（QCC）
13.3.10 感兴趣区域（RGN）
13.3.11 渐进顺序改变（POC）
13.3.12 拼接块部分长度：主标头（TLM）
13.3.13 包长度：主标头（PLM）
13.3.14 包长度：拼接块部分（PLT）
13.3.15 打包的包标头：主标头（PPM）
13.3.16 打包的包标头：拼接块部分（PPT）
13.3.17 包起始（SOP）
13.3.18 包标头结束（EPH）
13.3.19 分量配准（CRG）
13.3.20 注释（COM）
第14章 文件格式
14.1 文件格式组织
14.2 JP2框
14.2.1 JPEG2000 SIGNATURE框
14.2.2 FILE TYPE文件类型框
14.2.3 JP2 HEADER框
14.2.4 连续码流框
14.2.5 IPR框
14.2.6 XML框（多个）
14.2.7 UUID框（多个）
14.2.8 UUID INFO框（多个）
14.3 讨论
第15章 第2部分扩展
15.1 可变级别偏移
15.2 非线性点变换
15.3 可变量化恒域
15.4 格子编码量化
15.5 视觉掩蔽
15.6 小波变换扩展
15.6.1 小波分解结构
15.6.2 用户可定义小波核
15.6.3 单一样本重叠变换
15.7 多分量处理
15.7.1 线性块变换
15.7.2 相关变换
15.7.3 小波变换
15.8 感兴趣区域编码
15.9 文件格式
第3部分 JPEG2000实践
第16章 性能指导
16.1 性能优化
16.1.1 基于CSF的优化
16.1.2 彩色图像权重
16.1.3 JPEG2000与JPEG的主观比较
16.1.4 利用视觉掩蔽
16.2 感兴趣区域编码
16.2.1 最大平移ROI编码
16.2.2 隐式ROI编码
16.3 二值图像
第17章 实现考虑
17.1 块编码：软件
17.1.1 MQ编码器技巧
17.1.2 状态传播
17.1.3 反量化发送
17.2 块编码：硬件
17.2.1 示例结构
17.2.2 吞吐量增强
17.2.3 并行的机会
17.2.4 失真估计
17.3 DWT数
17.3.1 BIBO分析增益
17.3.2 可逆变换
17.3.3 定点不可逆变换
17.4 DWT结构
17.4.1 DWT级流水线
17.4.2 存储器和带宽
17.4.3 芯片内资源
17.5 系统考虑
17.5.1 编码数据缓冲
17.5.2 带宽减少
17.5.3 总结
17.6 可用硬件
第18章 兼容性
18.1 保障系统
18.2 码流框架
18.3 解压缩器保障
18.3.1 解析职责
18.3.2 块解码职责
18.3.3 变换职责
18.3.4 兼容性类
第4部分 其他标准
第19章 JPEG
19.1 概述
19.2 基线JPEG
19.2.1 样本变换
19.2.2 类别码
19.2.3 游程值编码
19.2.4 变长编码
19.2.5 分量和扫描
19.3 JPEG中的可伸缩性
19.3.1 逐次逼近
19.3.2 频谱选择
19.3.3 分级改进
19.3.4 与JPEG2000的比较
第20章 JPEG-LS
20.1 概述
20.1.1 领域内容
20.1.2 普通和游程模式
20.1.3 近无损压缩
20.2 普通模式编码
20.2.1 预测
20.2.2 GOLOMB编码和差值
20.3 游程模式编码
20.3.1 游程Golomb编码
20.3.2 中断样本编码
20.4 典型性能
参考文献