數據壓縮導論(第4版) (Introduction to Data Compression, 4/e) 图灵计算机科学丛书:数据压缩导论(第4版)

薩尤得 (Khalid Sayood)

  • 出版商: 人民郵電
  • 出版日期: 2014-01-01
  • 定價: $774
  • 售價: 8.5$658
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 548
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7115336008
  • ISBN-13: 9787115336002

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商品描述

<內容簡介>

薩尤得編著的《數據壓縮導論(第4版)》是數據壓縮方面的經典著作,目前已經出到了第4版。數據壓縮技術及其應用從未停止前進的步伐,圖像、語音、文本、音頻、視頻等新的應用領域層出不窮。《數據壓縮導論(第4版)》也與時俱進,不斷更新,這一版基本涵蓋了數據壓縮領域的最新發展。書中首先介紹了基本壓縮方法(包括無損壓縮和有損壓縮)涉及的數學知識,然後從無損壓縮開始,依次講述了霍夫曼編碼、算術編碼以及詞典編碼技術等。對於有損壓縮,還描述了標量、矢量以及微分編碼和分形壓縮技術。《數據壓縮導論(第4版)》在上一版的基礎上,擴展討論了基於小波的壓縮技術,特別是越來越流行的JPEG2000標準,還增加了範式霍夫曼碼以及更多有關二進制算術編碼的信息。
    《數據壓縮導論(第4版)》非常適合從事數據壓縮相關工作的專業技術人員、軟硬件工程師、學生等閱讀,數字圖書館、多媒體等領域的技術人員也可參考。

<目錄>

第1章 引言 1
1.1 壓縮技術 3
  1.1.1 無損壓縮 3
  1.1.2 有損壓縮 4
  1.1.3 性能的測量 4
1.2 建模與編碼 5
1.3 小結 8
1.4 項目與習題 8
第2章 無損壓縮的數學預備知識 9
2.1 概述 9
2.2 信息論簡介 9
2.3 模型 18
  2.3.1 物理模型 18
  2.3.2 概率模型 19
  2.3.3 馬爾可夫模型 19
  2.3.4 複合信源模型 21
2.4 編碼 22
  2.4.1 獨特可解碼 22
  2.4.2 前綴碼 25
  2.4.3 Kraft-McMillan不等式★ 25
2.5 演算法信息論 28
2.6 最小描述長度原則 28
2.7 小結 29
2.8 項目與習題 30
第3章 霍夫曼編碼 32
3.1 概述 32
3.2 霍夫曼編碼演算法 32
  3.2.1 最小方差霍夫曼碼 35
  3.2.2 範式霍夫曼碼 37
  3.2.3 有限長度的霍夫曼碼 39
  3.2.4 霍夫曼碼的最優性★ 41
  3.2.5 霍夫曼碼的長度★ 42
  3.2.6 擴展霍夫曼碼★ 44
  3.2.7 霍夫曼碼的實現 46
3.3 非二進制霍夫曼碼★ 49
3.4 自適應霍夫曼編碼 51
  3.4.1 更新過程 52
  3.4.2 編碼過程 54
  3.4.3 解碼過程 56
3.5 Golomb碼 57
3.6 Rice碼 58
3.7 Tunstall碼 60
3.8 霍夫曼編碼的應用 62
  3.8.1 無損圖像壓縮 62
  3.8.2 文本壓縮 63
  3.8.3 音頻壓縮 64
3.9 小結 65
3.10 項目與習題 66
第4章 算術編碼 68
4.1 概述 68
4.2 引言 68
4.3 為一個序列編碼 69
  4.3.1 生成標籤 70
  4.3.2 解讀標籤 75
4.4 生成二進制碼 77
  4.4.1 算術代碼的獨特性和效率 77
  4.4.2 演算法實現 80
  4.4.3 整數實現 84
4.5 自適應算術編碼 91
4.6 二進制算術編碼 91
  4.6.1 QM編碼器 95
  4.6.2 MQ編碼器 95
  4.6.3 M編碼器 96
4.7 霍夫曼編碼與算術編碼的對比 97
4.8 應用 99
4.9 小結 99
4.10 項目與習題 100
第5章 詞典方法 102
5.1 概述 102
5.2 引言 102
5.3 靜態詞典 103
5.4 自適應詞典 105
  5.4.1 LZ77方法 105
  5.4.2 LZ78方法 109
5.5 應用 114
  5.5.1 文件壓縮——UNIX compress 115
  5.5.2 圖像壓縮——圖形交換格式 115
  5.5.3 圖像壓縮——可移植網絡圖形 116
  5.5.4 調制解調器中的壓縮——V. 42 bis 117
5.6 超越壓縮——Lempel-Ziv複雜度★ 118
5.7 小結 120
5.8 項目與習題 120
第6章 基於上下文的壓縮 123
6.1 概述 123
6.2 引言 123
6.3 部分匹配預測 124
  6.3.1 基本演算法 124
  6.3.2 轉義符號 129
  6.3.3 上下文的長度 130
  6.3.4 排除原則 131
6.4 Burrows-Wheeler變換 131
6.5 Buyanovsky關聯編碼器(ACB) 135
6.6 動態馬爾可夫壓縮 136
6.7 小結 138
6.8 項目與習題 138
第7章 無損圖像壓縮 139
7.1 概述 139
7.2 引言 139
7.3 CALIC 141
7.4 JPEG-LS 144
7.5 使用條件平均值進行預測 146
7.6 多分辨率方法 147
7.7 傳真編碼 151
  7.7.1 游程長度編碼 151
  7.7.2 CCITT第3組與第4組——建議T.4與T.6 152
  7.7.3 JBIG 154
  7.7.4 MH、MR、MMR和JBIG的對比 158
  7.7.5 JBIG2-T.88 159
7.8 MRC-T.44 160
7.9 小結 162
7.10 項目與習題 162
第8章 有損編碼的數學預備知識 164
8.1 概述 164
8.2 引言 164
8.3 失真度標準 166
  8.3.1 人類視覺系統 168
  8.3.2 聽覺 169
8.4 信息論回顧★ 169
  8.4.1 條件熵 170
  8.4.2 平均互信息 171
  8.4.3 微分熵 172
8.5 率失真理論★ 175
8.6 模型 181
  8.6.1 概率模型 181
  8.6.2 線性系統模型 183
  8.6.3 物理模型 187
8.7 小結 187
8.8 項目與習題 188
第9章 標量量化 189
9.1 概述 189
9.2 引言 189
9.3 量化問題 189
9.4 均勻量化器 193
9.5 自適應量化 201
  9.5.1 前向自適應量化 201
  9.2.5 後向自適應量化 203
9.6 非均勻量化 208
  9.6.1 pdf優化量化 209
  9.6.2 壓擴量化 212
9.7 熵編碼量化 217
  9.7.1 Lloyd-Max量化器輸出的熵編碼 217
  9.7.2 熵約束量化★ 217
  9.7.3 高速率最優量化★ 218
9.8 小結 221
9.9 項目與習題 221
第10章 矢量量化 223
10.1 概述 223
10.2 引言 223
10.3 矢量量化器相對於標量量化器的優勢 225
  10.4 Linde-Buzo-Gray演算法 229
  10.4.1 初始化LBG演算法 233
  10.4.2 空單元格問題 237
  10.4.3 用LBG壓縮圖像 237
10.5 樹狀結構的矢量量化器 240
  10.5.1 樹狀結構矢量量化器的設計 243
  10.5.2 剪枝樹狀結構矢量量化器 244
10.6 結構化矢量量化器 244
  10.6.1 金字塔矢量量化 245
  10.6.2 極矢量量化器和球面矢量量化器 246
  10.6.3 格型矢量量化器 246
10.7 矢量量化的變體 250
  10.7.1 增益?形狀矢量量化 250
  10.7.2 去均值矢量量化器 250
  10.7.3 分類矢量量化 251
  10.7.4 多級矢量量化 251
  10.7.5 自適應矢量量化 252
10.8 網格編碼量化 253
10.9 小結 256
10.10 項目與習題 257
第11章 差分編碼 259
11.1 概述 259
11.2 引言 259
11.3 基本演算法 261
11.4 DPCM中的預測 264
11.5 自適應DPCM 268
  11.5.1 DPCM中的自適應量化 269
  11.5.2 DPCM中的自適應預測 269
11.6 增量調製 272
  11.6.1 常因子自適應增量調製(CFDM) 273
  11.6.2 連續可變斜率增量調製 274
11.7 語音編碼 274
11.8 圖像編碼 277
11.9 小結 279
11.10 項目與習題 279
第12章 變換、子帶與小波的數學預備知識 281
12.1 概述 281
12.2 引言 281
12.3 矢量空間 281
  12.3.1 點積或內積 282
  12.3.2 矢量空間 283
  12.3.3 子空間 284
  12.3.4 基 284
  12.3.5 內積的正式定義 285
  12.3.6 正交集與標準正交集 285
12.4 傅里葉級數 286
12.5 傅里葉變換 288
  12.5.1 帕伐瓦爾定理 289
  12.5.2 調製性質 290
  12.5.3 捲積定理 290
12.6 線性系統 290
  12.6.1 時不變 291
  12.6.2 傳遞函數 291
  12.6.3 衝激響應 292
  12.6.4 濾波器 293
12.7 採樣 295
  12.7.1 理想採樣——頻域視角 295
  12.7.2 理想採樣——時域視角 296
12.8 離散傅里葉變換 298
12.9 Z變換 299
  12.9.1 查表法 302
  12.9.2 部分分式展開 302
  12.9.3 長除 306
  12.9.4 Z變換的性質 306
  12.9.5 離散捲積 307
12.10 小結 308
12.11 項目與習題 308
第13章 變換編碼 310
13.1 概述 310
13.2 引言 310
13.3 變換 313
13.4 所關心的變換 317
  13.4.1 Karhunen-Lo?ve變換 317
  13.4.2 離散餘弦變換 318
  13.4.3 離散正弦變換 320
  13.4.4 離散Walsh-Hadamard變換 320
13.5 變換係數的量化與編碼 321
13.6 在圖像壓縮中的應用——JPEG 327
  13.6.1 變換 327
  13.6.2 量化 328
  13.6.3 編碼 329
  13.6.4 格式——JFIF 332
13.7 MDCT在音頻壓縮中的應用 334
13.8 小結 336
13.9 項目與習題 337
第14章 子帶編碼 339
14.1 概述 339
14.2 引言 339
14.3 濾波器 343
14.4 基本子帶編碼演算法 348
  14.4.1 分析 349
  14.4.2 量化與編碼 349
  14.4.3 合成 350
14.5 濾波器組設計★ 350
  14.5.1 降採樣★ 351
  14.5.2 升採樣★ 353
14.6 使用兩通道濾波器組的完美重構★ 354
  14.6.1 兩通道PR正交鏡像濾波器★ 357
  14.6.2 功率對稱FIR濾波器★ 359
14.7 M頻帶正交鏡像濾波器組★ 360
14.8 多相分解★ 362
14.9 比特分配 366
14.10 在語音編碼中的應用G. 722 368
14.11 在音頻編碼中的應用——MPEG音頻 369
14.12 在圖像壓縮中的應用 369
  14.12.1 分解圖像 371
  14.12.2 對子帶進行編碼 373
14.13 小結 374
14.14 項目與習題 375
第15章 小波 377
15.1 概述 377
15.2 引言 377
15.3 小波 379
15.4 多分辨率分析和尺度函數 383
15.5 用濾波器實現 388
  15.5.1 尺度變換與小波係數 390
  15.5.2 小波族 392
15.6 雙正交小波 394
15.7 提升 397
15.8 小結 400
15.9 項目與習題 401
第16章 基於小波的圖像壓縮 402
16.1 概述 402
16.2 引言 402
16.3 嵌入式零樹編碼器 404
16.4 多級樹集合分裂 410
16.5 JPEG 2000 415
  16.5.1 色彩分量變換 416
  16.5.2 分片 417
  16.5.3 小波變換 417
  16.5.4 量化 418
  16.5.5 第I層編碼 419
  16.5.6 第II層編碼 425
  16.5.7 JPEG 2000比特流 426
16.6 小結 430
16.7 項目與習題 430
第17章 音頻編碼 432
17.1 概述 432
17.2 引言 432
  17.2.1 頻譜屏蔽 433
  17.2.2 時間屏蔽 434
  17.2.3 心理聲學模型 434
17.3 MPEG音頻編碼 435
  17.3.1 第I層編碼 435
  17.3.2 第II層編碼 437
  17.3.3 第III編碼——MP3 437
17.4 MPEG高級音頻編碼 440
  17.4.1 MPEG-2 AAC 441
  17.4.2 MPEG-4 AAC 444
17.5 Dolby AC-3(Dolby Digital) 445
17.6 其他標準 446
17.7 小結 447
第18章 分析/合成與合成分析方案 448
18.1 概述 448
18.2 引言 448
18.3 語音壓縮 449
  18.3.1 通道聲碼器 450
  18.3.2 線性預測編碼器(美國政府標準LPC-10) 451
  18.3.3 碼激勵線性預測(CELP) 457
  18.3.4 正弦編碼器 459
  18.3.5 混合激勵線性預測(MELP) 461
18.4 寬帶語音壓縮ITU-T G.722.2 463
18.5 因特網應用的語音編碼 464
  18.5.1 iLBC 464
  18.5.2 G.729 468
  18.5.3 SILK 471
18.6 圖像壓縮 473
18.7 小結 478
18.8 項目與習題 479
第19章 視頻壓縮 480
19.1 概述 480
19.2 引言 480
19.3 運動補償 481
19.4 視頻信號表示 483
19.5 ITU-T建議書H.261 488
  19.5.1 運動補償 488
  19.5.2 環路濾波器 489
  19.5.3 變換 490
  19.5.4 量化與編碼 490
  19.5.5 速率控制 491
19.6 基於模型的編碼 492
19.7 非對稱應用 493
19.8 MPEG-1視頻標準 494
19.9 MPEG-2視頻標準H.262 496
19.10 ITU-T建議書H.263 498
  19.10.1 不受限運動矢量模式 500
  19.10.2 基於語法的算術編碼模式 500
  19.10.3 高級預測模式 500
  19.10.4 PB幀模式和改進的PB幀模式 500
  19.10.5 先進的幀內編碼模式 500
  19.10.6 塊效應消除濾波模式 501
  19.10.7 參考圖片選擇模式 501
  19.10.8 時間、SNR和空間伸縮性模式 501
  19.10.9 參考圖片重新採樣 501
  19.10.10 降低分辨率的更新模式 501
  19.10.11 交替幀間變長編碼模式 501
  19.10.12 改進量化模式 501
  19.10.13 增強型參考圖片選擇模式 502
19.11 ITU-T建議書H.264 502
  19.11.1 運動補償預測 503
  19.11.2 變換 503
  19.11.3 幀間預測 504
  19.11.4 量化 504
  19.11.5 編碼 506
19.12 MPEG-4第二部分 506
19.13 數據包視頻 507
  19.13.1 ATM網絡 508
  19.13.2 ATM網絡中的壓縮問題 508
  19.13.3 數據包視頻的壓縮演算法 509
19.14 小結 510
19.15 項目與習題 510
附錄A 概率與隨機過程 511
A.1 概率 511
  A.1.1 發生頻率 511
  A.1.2 信任度量 512
  A.1.3 公理方法 513
A.2 隨機變量 514
A.3 分佈函數 515
A.4 期望 517
  A.4.1 均值 518
  A.4.2 二階矩 518
  A.4.3 方差 518
A.5 分佈的類型 519
  A.5.1 均勻分佈 519
  A.5.2 高斯分佈 519
  A.5.3 拉普拉斯分佈 519
  A.5.4 伽瑪分佈 519
A.6 隨機過程 520
A.7 項目與習題 521
附錄B 矩陣概念簡要回顧 522
B.1 矩陣 522
B.2 矩陣運算 523
附錄C 根格 527
參考文獻 529
索引 544