信源编码原理与应用【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

信源编码原理与应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 通信系统模型1

1.1.2 信源编译码器模型3

1.1.3 信源编码的分类4

1.1.4 信源编码的性能指标4

1.2 信源编码的研究进展5

1.2.1 历史回顾6

1.2.2 熵编码进展6

1.2.3 通用无损压缩进展7

1.2.4 有损压缩编码进展7

1.2.5 数据压缩中的新技术11

本章小结12

思考题13

第2章 信源14

2.1 信源特征的描述14

2.1.1 离散信源的熵14

2.1.2 连续信源的熵16

2.1.3 信源的剩余度17

2.1.4 谱的平坦度18

2.2 信源与信宿的建模19

2.2.1 信源的建模19

2.2.2 信宿的建模20

2.3 文本信源21

2.3.1 概述21

2.3.2 文本信源模型21

2.3.3 上下文树模型22

2.3.4 文本压缩与性能度量24

2.4 音频信源25

2.4.1 音频的基本概念25

2.4.2 心理声学模型25

2.4.3 音频压缩与质量评价27

2.5 语音信源28

2.5.1 语音产生模型28

2.5.2 语音的剩余度29

2.5.3 语音压缩与质量评价29

2.6 图像信源31

2.6.1 概述31

2.6.2 图像的剩余度33

2.6.3 图像压缩与质量评价33

2.7 视频信源35

2.7.1 模拟视频35

2.7.2 视频信号的色彩模型36

2.7.3 数字视频37

2.7.4 视频压缩与质量评价38

本章小结39

思考题39

习题39

第3章 无损压缩编码理论基础42

3.1 概述42

3.2 有根树43

3.2.1 有根树的基本概念43

3.2.2 有根概率树44

3.3 模型参数的估计46

3.3.1 符号概率的估计47

3.3.2 序列概率的贝叶斯估计48

3.3.3 序列概率的K-T估计49

3.4 分组编码51

3.4.1 概述51

3.4.2 定长码51

3.4.3 变长码53

3.4.4 变长消息的编码54

3.5 无失真信源编码定理55

3.6 通用无损压缩理论基础57

3.6.1 通用编码的基本概念57

3.6.2 最佳通用编码60

3.6.3 通用编码剩余度下界63

3.6.4 最小描述长度原理64

本章小结64

思考题66

习题66

第4章 熵编码——分组编码69

4.1 概述69

4.2 哈夫曼编码70

4.2.1 二元Huffman码的构造70

4.2.2 二元Huffman码的性质72

4.2.3 规范Huffman码74

4.2.4 多元Huffman码75

4.2.5 马氏源的编码76

4.2.6 Huffman码决策树77

4.3 自适应Huffman编码78

4.3.1 两次通过Huffman编码78

4.3.2 自适应Huffman编码的基本原理78

4.3.3 自适应Huffman编码的实现81

4.4 游程长度编码83

4.4.1 概述83

4.4.2 独立信源游程长度编码84

4.4.3 马氏链游程长度编码85

4.4.4 游程长度编码的性能87

4.5 格伦码87

4.5.1 单一码（Unary Code）88

4.5.2 Golomb码基本原理89

4.5.3 Golomb码的设计91

4.5.4 Golomb码的性能93

4.5.5 指数Golomb码94

4.5.6 自适应Golomb码95

4.6 Tunstall码96

4.6.1 Tunstall消息集96

4.6.2 Tunstall编码算法97

4.6.3 DMS变长到定长编码定理99

4.7 传真压缩100

4.7.1 一维编码100

4.7.2 二维编码102

本章小结102

思考题103

习题103

第5章 熵编码——算术编码105

5.1 基本概念105

5.1.1 单信源符号积累概率105

5.1.2 信源符号序列积累概率105

5.1.3 二元独立序列积累概率107

5.2 算术编码的性能108

5.2.1 唯一可译性109

5.2.2 编码剩余度109

5.3 算术编码的编译码算法110

5.3.1 编码算法110

5.3.2 译码算法111

5.3.3 算术编码的特点113

5.4 算术编译码器的实现114

5.4.1 二进制小数算术编码114

5.4.2 二元信源的算术编码119

5.5 马氏源的算术编码121

5.6 自适应算术编码121

5.7 算术编码的应用——MQ算术编码器122

5.7.1 MQ算术编码器的基本原理123

5.7.2 MQ算术编码器的实现125

本章小结128

思考题129

习题129

第6章 通用信源编码131

6.1 概述131

6.1.1 通用编码器模型131

6.1.2 通用编码实现的方式132

6.2 整数的编码133

6.2.1 Elias码133

6.2.2 Fibonacci码135

6.3 某些简单的通用编码136

6.3.1 代入码136

6.3.2 枚举码136

6.4 最近间隔和最近队列编码138

6.4.1 最近间隔编码138

6.4.2 最近队列编码138

6.4.3 向前移编码139

6.4.4 编码器的性能140

6.5 基于段匹配的编码140

6.5.1 概述140

6.5.2 LZ77算法140

6.5.3 LZ78算法142

6.5.4 LZW算法143

6.5.5 编码器的性能145

6.5.6 LZ编码的主要应用146

6.6 基于BT变换的编码147

6.6.1 BWT算法描述148

6.6.2 向前移再编码149

6.6.3 游程编码149

6.6.4 BWT的压缩性能150

6.6.5 基于BWT的实用压缩算法150

6.7 部分匹配预测编码151

6.7.1 PPM算法描述151

6.7.2 概率与加权值的计算152

6.7.3 实用的PPM编码154

6.8 上下文树加权编码155

6.8.1 CWT算法描述155

6.8.2 CWT编码的实现157

6.8.3 CWT编码的性能158

本章小结160

思考题160

习题160

第7章 有损压缩理论基础162

7.1 概述162

7.1.1 有损压缩的基本概念162

7.1.2 有损压缩关键技术163

7.2 连续随机变量的AEP164

7.3 率失真（R（D））函数165

7.3.1 失真测度165

7.3.2 R（D）函数的定义167

7.3.3 几种重要的R（D）函数168

7.4 香农下界170

7.4.1 离散香农下界170

7.4.2 连续香农下界171

7.4.3 矢量香农下界172

7.5 限失真信源编码定理173

7.5.1 限失真信源编码定理173

7.5.2 有损信源编码参数173

7.6 高码率量化理论174

7.6.1 高码率量化平均失真174

7.6.2 固定高码率量化平均失真175

7.6.3 熵约束高码率量化平均失真178

7.6.4 高码率量化的性能179

7.6.5 高码率量化理论与率失真理论179

本章小结180

思考题181

习题181

第8章 标量量化182

8.1 量化的基本概念182

8.1.1 量化器的模型182

8.1.2 量化器的性能度量183

8.1.3 量化器的分类185

8.1.4 最佳量化器185

8.2 定码率最佳标量量化器186

8.2.1 最佳标量量化器的条件186

8.2.2 最佳量化器的性质188

8.2.3 最佳量化器设计算法190

8.2.4 离散随机变量的最佳量化191

8.3 均匀量化192

8.3.1 均匀量化的性质192

8.3.2 高分辨率均匀量化193

8.3.3 语音信号的均匀量化195

8.4 非均匀量化196

8.4.1 非均匀量化的基本原理196

8.4.2 对数压扩197

8.4.3 分段均匀量化198

8.4.4 高分辨率非均匀量化199

8.5 自适应标量量化201

8.5.1 前向自适应量化201

8.5.2 后向自适应量化202

8.5.3 自适应信号归一化203

8.6 变码率最佳标量量化203

8.6.1 量化器输出的熵编码203

8.6.2 熵约束最佳标量量化的性能204

本章小结206

思考题207

习题207

第9章 矢量量化209

9.1 概述209

9.1.1 矢量量化的基本概念209

9.1.2 量化器的性能度量210

9.2 定码率最佳矢量量化212

9.2.1 最佳矢量量化器的条件212

9.2.2 最佳矢量量化器的性质213

9.2.3 二维均匀量化213

9.2.4 矢量量化的优点214

9.3 定码率最佳矢量量化算法216

9.3.1 最佳矢量量化基本算法216

9.3.2 初始码书选择218

9.3.3 矢量量化应用举例219

9.4 无结构码书矢量量化220

9.4.1 最近邻量化器220

9.4.2 量化器复杂度221

9.4.3 快速搜索算法221

9.5 有结构码书矢量量化222

9.5.1 树结构量化222

9.5.2 乘积量化223

9.5.3 多级量化225

9.6 格型量化226

9.6.1 格的基本概念226

9.6.2 格矢量量化器227

9.6.3 几何编码格型量化229

9.7 有记忆矢量量化230

9.7.1 反馈VQ230

9.7.2 有限状态VQ232

9.7.3 网格VQ232

9.8 自适应矢量量化233

9.8.1 概述233

9.8.2 均值自适应VQ233

9.8.3 增益自适应VQ234

9.8.4 矢量激励编码234

9.9 高码率矢量量化235

9.9.1 变码率格VQ235

9.9.2 高码率VQ的性能236

本章小结236

思考题237

习题237

第10章 预测编码240

10.1 概述240

10.2 最佳预测基本理论241

10.2.1 最佳预测241

10.2.2 矢量MMSE预测244

10.2.3 线性预测245

10.3 有限记忆线性预测248

10.3.1 线性预测基本原理248

10.3.2 高斯序列线性预测249

10.4 差值编码251

10.4.1 差值量化251

10.4.2 差分脉冲编码调制253

10.4.3 自适应脉冲编码调制255

10.4.4 增量调制256

10.5 语音线性预测编码258

10.5.1 LPC语音编码的基本原理258

10.5.2 码激励线性预测编码器259

10.6 图像压缩中的预测编码261

10.6.1 概述261

10.6.2 JPEG-LS中的预测编码262

10.7 视频压缩中的预测编码263

10.7.1 概述263

10.7.2 运动补偿技术264

10.7.3 帧内预测编码265

10.7.4 帧间预测编码266

本章小结267

思考题267

习题268

第11章 变换编码270

11.1 概述270

11.1.1 变换的一般概念270

11.1.2 变换编码的基本原理272

11.2 连续正交函数集273

11.2.1 连续时间波形的正交展开273

11.2.2 传统正交函数集274

11.2.3 雷德马什（Rademacher）函数275

11.2.4 哈尔（Haar）函数275

11.2.5 沃尔什（Walsh）函数276

11.3 离散正交变换277

11.3.1 离散正交变换的性质277

11.3.2 变换系数的最佳量化279

11.3.3 变换编码增益282

11.3.4 KL变换（KLT）283

11.3.5 正交变换编码的性能285

11.4 常用离散正交变换285

11.4.1 离散傅里叶变换（DFT）285

11.4.2 离散余弦变换（DCT）286

11.4.3 Harr变换287

11.4.4 Walsh变换288

11.4.5 斜变换290

11.4.6 若干正交变换基函数的波形比较291

11.5 二维变换292

11.5.1 可分离的二维变换292

11.5.2 常用的二维变换293

11.6 变换编码实例294

11.6.1 静止图像压缩编码294

11.6.2 音频压缩编码中的修正DCT297

本章小结298

思考题299

习题299

第12章 子带编码302

12.1 概述302

12.1.1 预备知识302

12.1.2 子带编码的基本原理304

12.1.3 子带编码的优缺点305

12.2 双通道分析／综合子带编码系统306

12.2.1 双正交滤波器组307

12.2.2 正交滤波器组309

12.3 多通道子带编码系统310

12.3.1 树结构滤波器组310

12.3.2 伪QMF（PQMF）滤波器组311

12.4 子带编码系统的性能312

12.4.1 双通道子带编码率失真函数312

12.4.2 子带编码的压缩性能312

12.5 子带编码技术的应用314

12.5.1 语音子带编码314

12.5.2 高质量音频编码314

12.5.3 图像子带编码315

12.5.4 视频子带编码317

本章小结318

思考题319

习题319

第13章 小波变换编码321

13.1 小波变换的基本概念321

13.2 多分辨率分析323

13.2.1 概述323

13.2.2 尺度方程分析324

13.2.3 小波方程分析325

13.3 离散快速小波变换327

13.4 小波滤波器的设计329

13.4.1 小波滤波器系数的性质330

13.4.2 正交小波滤波器设计330

13.4.3 双正交小波滤波器设计331

13.5 基于小波变换的图像压缩332

13.5.1 基本原理332

13.5.2 嵌套零树小波（EZW）压缩333

13.5.3 DWT与DCT的比较334

本章小结335

思考题335

习题336

第14章 分布信源编码337

14.1 概述337

14.2 无损DSC的理论基础338

14.2.1 随机装箱338

14.2.2 Slepian-Wolf（SW）定理339

14.3 SW编码的实现：不对称SW编码341

14.3.1 伴随式法342

14.3.2 奇偶校验法346

14.4 SW编码的实现：非不对称SW编码347

14.4.1 时分系统347

14.4.2 奇偶校验法347

14.4.3 伴随式法348

14.4.4 关于SW编码的注释349

14.5 具有边信息的有损DSC理论349

14.5.1 基本定理349

14.5.2 二元对称信源的RWZ X|Y（D）351

14.5.3 高斯信源的RWZ X|Y（D）351

14.6 具有边信息的有损DSC的实现353

14.6.1 嵌套码353

14.6.2 嵌套码用于WZ编码355

14.6.3 实际WZ编码系统与性能比较356

14.6.4 关于WZ编码的注释359

14.7 DSC的应用359

14.7.1 无线传感网络359

14.7.2 分布视频编码360

14.7.3 生物计量安全362

14.7.4 超光谱图像压缩364

本章小结365

思考题366

习题367

参考文献369