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第一部分 基础知识1

第1章 引言1

1.1 JPEG标准1

1.2 MPEG标准3

第2章 图象信息压缩基础5

2.1 图象和视频数据的处理5

2.1.1 图象的数字模型5

2.1.2 图象和视频信号的表示6

2.1.3 数字图象处理系统9

2.2 图象处理技术和基本处理方法10

2.2.1 图象处理技术10

2.2.2 基本处理方法11

2.2.3 图象处理专用硬件12

2.3 图象编码12

2.3.1 图象编码方法分类12

2.3.2 常用编码方法14

2.3.3 DCT编码19

2.4 图象压缩标准20

2.4.1 活动图象压缩标准MPEG21

2.4.2 H.261视频压缩码标准21

2.4.3 图象和视频压缩标准专用硬件22

第二部分 JPEG标准及其实现24

第3章 JPEG标准的基本内容24

3.1 定义和缩略词24

3.2 符号说明29

3.3 基本内容34

3.3.1 JPEG标准中定义的元素34

3.3.2 编码类型35

3.3.3 基本DCT的编码36

3.3.4 无失真编码37

3.3.5 操作模式38

3.3.8 多分量控制40

3.3.7 样本精度40

3.3.6 熵编码40

3.3.9 压缩数据的结构41

3.3.10 图象、帧和扫描42

3.3.11 小结42

3.4 数字定义43

3.4.1 源图象43

3.4.2 源图象数据编码的顺序45

3.4.3 DCT压缩46

3.4.4 点变换49

3.5 无失真和层次操作模式中的算术过程49

第4章 JPEG操作模式50

4.1 编码器和解码器的控制过程50

4.1.1 编码器控制过程50

4.1.2 解码器控制过程52

4.2.1 基于DCT的顺序型编码过程56

4.2 基于DCT的顺序操作模式56

4.2.2 基于DCT的顺序解码过程70

4.3 基于DCT的累进操作模式81

4.3.1 基于DCT的累进型编码过程81

4.3.2 基于DCT的累进型解码过程91

4.4 无失真操作模式91

4.4.1 无失真编码过程92

4.5 层次操作模式95

4.4.2 无失真解码过程95

4.5.1 层次编码96

4.5.2 层次解码99

第5章 压缩数据格式101

5.1 简介101

5.1.1 组成单元101

5.1.2 语法103

5.1.3 语法图约定103

5.2.1 高层语法104

5.2 通用顺序和累进语法104

5.1.4 符号、代码长度和值的约定104

5.2.2 帧头标语法105

5.2.3 扫描头标语法107

5.2.4 表说明和其他标记段语法109

5.2.5 定义行数目段语法114

5.3 层次语法115

5.3.1 高层层次模式语法115

5.3.2 DHP段语法115

5.3.3 EXP段语法115

5.4 压缩图象数据的缩略格式116

5.5 表说明数据的缩略格式116

5.6 小结116

6.1.1 可交换格式119

6.1.2 编码器119

6.1.3 解码器119

6.1 实现要求119

第6章 JPEG标准的实现原理及建议119

6.2 量化表120

6.3 产生指定Huffman代码表的过程120

6.4 Huffman表说明和典型Huffman表124

6.4.1 Huffman表说明124

6.4.2 典型Huffman表126

6.5.1 算术编码过程136

6.5 算术编码136

6.5.2 算术解码过程148

6.5.3 字节中的位序153

6.5.4 算术编码器和解码器的测试序列153

6.6 低通下采样滤波器(层次编码)166

6.7 DCT和空间编码技术的应用领域167

6.8 累进编码模式的应用领域167

6.8.1 DCT系数的累进编码167

6.8.2 层次累进方式168

6.9.1 AC预测169

6.9 消除解码图象中的块--块不连续性169

6.9.2 量化后的AC预测170

6.10 逆量化的修改171

6.11 点变换例子171

第7章 JPEG实现代码172

7.1 简介172

7.2 调用参数172

7.2.1 编码器调用参数172

7.2.2 解码器调用参数175

7.2.3 参数范围177

7.2.4 返回值177

7.3 命令解释器177

7.3.1 术语177

7.3.2 符合规定的JPEG文件178

7.3.3 记号178

7.3.6 结构定义180

7.3.5 打印状态180

7.3.4 注解180

7.3.7 表说明181

7.3.8 打开和关闭文件184

7.3.9 对要发送的表进行排队185

7.3.10 写标记代码185

7.3.11 Number of Lines的定义186

7.3.12 统计命令187

7.3.13 参数定义187

7.3.14 默认值188

7.3.15 例子188

7.3.16 命令解释器的使用191

7.4 程序说明及代码191

7.4.1 程序流程191

7.4.2 C代码及说明195

8.1 简介272

第三部分 MPEG标准及其实现272

第8章 MPEG标准的基本内容272

8.2 定义273

8.3 符号和缩略语279

8.3.1 算术操作符279

8.3.2 逻辑操作符280

8.3.3 关系操作符280

8.3.4 按位操作符280

8.3.5 赋值操作符281

8.3.6 助记符281

8.3.7 常量281

8.4 描述位流语法的方法281

8.5 MPEG系统概述283

8.5.1 多路复合操作(单元层)284

8.5.2 单独流操作(包层)285

8.5.3 系统参考解码器285

8.6.2 算法概述286

8.6 MPEG视频概述286

8.6.1 用途286

8.6.3 编码288

8.6.4 解码290

8.6.5 编码视频位流的结构290

8.6.6 算法支持的特征290

8.7 MPEG音频概述291

8.7.1 编码291

8.7.2 层292

8.7.3 存储292

8.7.4 解码293

第9章 MPEG系统294

9.1 需求说明294

9.1.1 编码结构和参数294

9.1.2 系统目标解码器294

9.1.3 系统流语法说明297

9.1.4 语法域的语义定义299

9.1.5 多路复合流语法304

9.1.6 受阻系统参数流305

9.2 系统编码层概述306

9.3 编码器操作307

9.3.1 自由度307

9.3.2 同步307

9.3.3 多路复合309

9.3.4 由解码器缓冲引起的编码器约束309

9.3.5 流特征310

9.3.6 填补流311

9.3.7 插入私有数据311

9.4 解码器操作311

9.4.1 解码器同步312

9.4.2 解码器启动同步313

9.4.4 时间标识315

9.4.3 解码器中的缓冲区管理和维护315

9.5 CD-ROM多路复合参数316

9.6 ISO/IEC 11172多路复合流例子317

9.6.1 音频317

9.6.2 视频317

9.6.3 多路复合策略317

9.6.4 系统时钟参照(SCR)318

9.6.5 表示时间戳(PTS)319

9.6.6 解码时间戳(DTS)320

9.6.7 缓冲区大小320

9.6.8 遵守系统目标解码器(STD)规定320

9.6.9 数据流例子322

第10章 MPEG视频329

10.1 需求说明329

10.1.1 编码结构和参数329

10.1.2 编码视频位流语法说明331

10.1.3 视频位流语法336

10.1.4 视频编码过程344

10.2 8×8逆向DCT351

10.3 可变长代码表351

10.3.1 宏块寻址351

10.3.2 宏块类型352

10.3.3 宏块图案353

10.3.4 运动向量354

10.3.5 DCT系数355

10.4 视频缓冲检验器(VBV：Video Buffering Verifier)359

10.5 视频编码361

10.5.1 引言361

10.5.2 概述361

10.5.3 预处理366

10.5.4 模型编码器370

10.5.5 MPEG视频位流语法371

10.5.6 MPEG视频的编码385

10.5.7 编码MPEG视频411

10.5.8 后处理413

第11章 MPEG音频415

11.1 需求说明415

11.1.1 编码音频位流语法说明415

11.1.2 音频位流语法的语义420

11.1.3 音频解码过程432

11.2 流程图和结构图440

11.3 编码过程445

11.3.1 编码器445

11.4 错误敏感性(sensitivity)472

11.4.1 简介472

11.4.2 层Ⅰ和层Ⅱ472

11.4.3 层Ⅲ472

11.5 错误隐蔽473

11.6.2 ms_stereo和强度立体声编码层Ⅲ474

11.6 联合立体声编码474

11.6.1 强度立体声编码层Ⅰ和层Ⅱ474

第12章 MPEG实现代码477

12.1 简介477

12.2 调用参数477

12.2.1 编码器477

12.2.2 编码器481

12.2.3 程序跟踪481

12.2.4 返回值485

12.3 程序解释器485

12.3.1 术语485

12.3.2 记号486

12.3.3 注解487

12.3.4 退出487

12.3.5 结构定义487

12.3.6 无效命令488

12.3.8 算术命令489

12.3.7 打印命令489

12.3.9 堆栈命令490

12.3.10 内存访问命令490

12.3.11 程序访问命令490

12.3.12 标号和等价符491

12.3.13 分支命令491

12.3.14 保留的存储器位置491

12.3.15 保留的程序位置493

12.3.16 命令列表493

12.3.17 例子494

12.3.18 使程序解释器起作用：1个例子496

12.4 程序说明及代码497

12.4.1 程序功能497

12.4.2 功能描述和C程序代码498

参考文献558