现代通信理论与技术丛书：图像通信 [Image Communications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何小海 等 著，何小海，滕奇志 编

图书标签:

• 图像通信
• 通信工程
• 图像处理
• 数字通信
• 现代通信
• 信息技术
• 信号处理
• 多媒体技术
• 网络通信
• 通信理论

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560615172

版次：1

商品编码：10036286

包装：平装

丛书名： 现代通信理论与技术丛书

外文名称：Image Communications

开本：16开

出版时间：2005-05-01

用纸：胶版纸

页数：376

字数：572000

正文语种：中文

编辑推荐

　　本书系统地介绍了图像通信的基本理论和方法以及图像通信的前沿技术，内容包括三大部分：首先在图像压缩编码部分介绍了熵编码、预测编码、变换编码、运动估计、小波变换编码等技术以及JPEG、MPEG-1、H.264等国际标准；然后在图像传输部分介绍了RS码、交织码、卷积码、Turbo码以及模拟和数字图像传输技术；最后讲述了会议电视、可视电话、数字电视、VOD、流媒体技术等图像通信应用系统。
　　本书注重基础理论和基本技术的讲述，也对相关前沿技术进行了介绍。书中内容丰富、新颖，叙述深入浅出，图文并茂，并列举有大量实例。
　　本书适合作为通信与信息类、计算机类及相关专业本科生或研究生的专业课教材或教学参考书，也可供从事图像通信、图像处理、多媒体通信、数字电视等领域的科技人员参考。

内容简介

《现代通信理论与技术丛书：图像通信》系统地介绍了图像通信的基本理论和方法以及图像通信的前沿技术，内容包括三大部分：首先在图像压缩编码部分介绍了熵编码、预测编码、变换编码、运动估计、小波变换编码等技术以及JPEG、MPEG-1、H.2 64等国际标准；然后在图像传输部分介绍了RS码、交织码、卷积码、Turbo码以及模拟和数字图像传输技术；最后讲述了会议电视、可视电话、数字电视、VOD、流媒体技术等图像通信应用系统。
《现代通信理论与技术丛书：图像通信》注重基础理论和基本技术的讲述，也对相关前沿技术进行了介绍。书中内容丰富、新颖，叙述深入浅出，图文并茂，并列举有大量实例。
《现代通信理论与技术丛书：图像通信》适合作为通信与信息类、计算机类及相关专业本科生或研究生的专业课教材或教学参考书，也可供从事图像通信、图像处理、多媒体通信、数字电视等领域的科技人员参考。

内页插图

目录

第一章 图像及图像通信
1.1 图像信号的基本概念
1.1.1 图像信号的分类
1.1.2 彩色基础及模型
1.1.3 图像信号的表示
1.2 图像信号处理
1.2.1 数字图像处理
1.2.2 图像处理系统
1.3 人眼的视觉特性
1.4 图像质量的评估标准与方法
1.5 图像通信系统的组成
习题1

第二章 图像信号的分析与变换
2.1 图像信号的数字化
2.1.1 图像的采样
2.1.2 图像的量化
2.1.3 视频信号的数字化
2.2 离散傅里叶变换（DFT）
2.2.1 一维离散傅里叶变换
2.2.2 二维离散傅里叶变换
2.3 离散余弦变换
2.3.1 一维DCT
2.3.2 二维DCT
2.4 离散K-L变换
2.5 图像的小波变换
2.5.1 连续小波变换与反变换
2.5.2 多分辨率分析
2.5.3 一维离散小波变换与反变换
2.5.4 二维离散小波变换与反变换
2.6 图像的统计特性
2.6.1 图像的自相关系数
2.6.2 图像差值信号的统计特性
2.6.3 图像的变换域统计特性
习题2

第三章 数字图像压缩基本理论
3.1 图像编码理论基础
3.1.1 图像压缩编码系统的基本结构
3.1.2 信源模型及其熵
3.1.3 无失真编码理论
3.1.4 有失真编码理论
3.2 统计编码
3.2.1 基本理论
3.2.2 霍夫曼编码
3.2.3 香农编码
3.2.4 算术编码
3.2.5 LZW编码
3.3 变换编码
3.4 线性预测编码
3.5 矢量量化编码
习题3

第四章 静止图像编码
4.1 概述
4.2 二值图像编码
4.2.1 行程长度编码
4.2.2 二值图像的方块编码
4.2.3 JBIG标准
4.3 灰度图像编码
4.3.1 抖动编码
4.3.2 块截止编码
4.3.3 比特面编码
4.3.4 渐进编码
4.4 JPEG标准
4.4.1 JPEG标准概述
4.4.2 JPEG标准的基本框架
4.4.3 基于DCT的编码过程
4.4.4 多分量图像
4.4.5 无损压缩
4.4.6 DCT渐进模式
4.4.7 分级模式
4.4.8 压缩文件
4.5 JPEG2000标准
4.5.1 JPEG-LS标准
4.5.2 JPEG2000标准
习题4

第五章 序列图像编码及运动估计
5.1 序列图像编码系统
5.1.1 视频图像压缩的必要性
5.1.2 视频图像编码系统的一般结构
5.1.3 视频编码方案分类
5.2 二维运动估计
5.2.1 二维运动估计的基本概念
5.2.2 帧间图像预测编码
5.2.3 运动估计与补偿的基本概念
5.2.4 基于块的运动估计——块匹配算法
5.2.5 基于像素的运动估计
5.2.6 基于网格的运动估计
5.2.7 全局运动估计
5.2.8 基于区域的运动估计
5.3 采用时间预测和变换编码的视频编码
5.3.1 三种常用的视频帧
5.3.2 基于块的混合视频编码
5.3.3 编码参数选择
5.4 MPEG -1视频编码和解码
5.4.1 MPEG -1介绍
5.4.2 输入图像格式与图像类型
5.4.3 视频编码与解码的具体过程
5.4.4 视频语法
5.4.5 系统层简介
5.5 视频图像编码标准
5.5.1 MPEG系列标准
5.5.2 H．26x系列标准概述
5.5.3 视频编码国际标准的应用与性能比较
习题5

第六章 图像编码技术及标准的进展
6.1 图像编码技术的发展
6.2 子带编码
6.2.1 基本原理
6.2.2 编解码过程
6.2.3 二维图像的子带分解
6.2.4 图像的子带编码
6.3 小波变换编码
6.3.1 编码基本原理
6.3.2 小波图像系数的特点
6.3.3 小波变换编码的几个主要问题
6.4 基于小波变换的零树编码
6.4.1 嵌入式小波零树编码（EZW算法）
6.4.2 SPIHT算法
6.4.3 小波图像编码的其它方法
6.5 分形编码
6.5.1 迭代函数系统简介
6.5.2 编码方法
6.6 基于模型的编码
6.6.1 模型基编码简介
6.6.2 基于物体的方法
6.6.3 基于知识和语义的方法
6.7 H．264视频编码标准
6.7.1 视频压缩系统
6.7.2 H．264的特点
6.7.3 性能优势
6.7.4 应用情况
6.8 数字音视频编解码技术标准简介
6.8.1 AVS标准进展概况
6.8.2 AVS标准的优势与特点
习题6

第七章 图像通信中的信道编码
7.1 信道的定义及分类
7.2 信道编码
7.2.1 差错控制的方式
7.2.2 纠错码的分类
7.2.3 差错控制编码的几个基本概念
7.3 图像通信中的常用纠错码
7.3.1 线性分组码
7.3.2 交织码
7.3.3 卷积码
7.3.4 网格编码TCM
7.3.5 级联码（Turbo码）
习题7

第八章 图像信号的传输技术
8.1 模拟图像传输技术
8.1.1 模拟基带信号
8.1.2 模拟调制技术
8.1.3 影响模拟图像信号传输的因素
8.2 数字图像的传输
8.2.1 数字基带传输
……
第九章 图像通信应用系统

附录A CCITT T.4（G3）标准编码数据
附录B JPEG标准编码数据
附录C QM编码器概率估计数据
附录D 缩略语英汉对照
参考文献

精彩书摘

5.2.8 基于区域的运动估计
前面我们已经提到，在一个成像的场景中通常有很多类型的运动，它们对应于与不同物体有关的运动。在基于区域的运动估计中，把图像帧分割成多个区域，并估计每个区域的运动参数。这种分割使一个单一的参数运动模型可以很好地表示每个区域所单独进行的平移运动。但是这可能会产生太多小的区域，因为在对应于一个物理物体的区域中的二维运动时，极少能够用一个简单的平移来模型化，这样一个区域必须分割成许多小的子区域，使每一个子区域具有单一的平移运动。对于更高效的运动表示，应该使用仿射（正交）和透视运动模型。
实现基于区域的运动估计一般有3种方法：
（1）首先把参考帧分割成不同的区域——基于纹理的同性质、边缘信息以及有时通过对两帧间不同图像的分析得到的运动边界，然后估计每一个区域中的运动，这种方法称为区域优先。
（2）首先估计整个图像的运动场，然后分割得到的运动场，使得每一个区域的运动可以用单一的参数模型来描述，这种方法称为运动优先。得到的区域可以在一些空间的连通性约束下进一步优化。这个方法中的第一步可以用前面描述的各种运动估计方法来实现，包括基于像素、块和网格的方法。第二步则涉及基于运动的分割.
（3）第三种方法是对区域分割和每一个区域的运动进行联合估计。一般使用一个迭代过程交替地进行区域分割和运动估计。
1.基于运动的区域分割
基于运动的分割是指把运动场分成多个区域，使每个区域中的运动都可以由一个单一的运动参数集来描述。这里给出两种实现方法：第一，使用聚类技术确定相似的运动矢量；第二，采用分层技术从占主导运动的区域开始，相继地估计区域和相应的运动。
1）聚类
这里要求每个区域的运动模型是纯平移的情况。分割是把所有具有类似运动矢量的空间相连的像素分组到一个区域，采用自动聚类方法（例如JC均值方法）。分割过程是一个迭代过程，从一个初始分割开始计算每个区域的平均运动矢量（称为质心），然后每个像素被重新划分到其质心最接近这个像素的运动矢量的区域，从而产生一个新的分割，重复这两步，直到分割不再变化为止。在分割过程中，由于没有考虑空间的连通性，得到的区域可能包含空间不连通像素，这样在迭代的末尾可以加一个后处理步骤，以改进所得到区域的空间连通性。例如，一个单一区域可以分成几个子区域，使得每个区域都是一个空间连通的子集，孤立的像素可以合并到它周围的区域中，最后，区域边界可以使用形态学算子进行平滑。
……

前言/序言

《通信世界：信号、编码与网络演进》 一、 导言 通信，自古至今，一直是人类社会进步的基石。从烽火狼烟的古代信号传递，到电报、电话的出现，再到如今信息爆炸时代的互联网和移动通信，通信技术以前所未有的速度和广度改变着我们的生活。本书《通信世界：信号、编码与网络演进》旨在为读者勾勒出通信领域的核心脉络，深入浅出地剖析支撑现代通信系统的关键理论和技术，并展望其未来的发展趋势。我们不聚焦于某个特定类型的通信（如图像通信），而是力求提供一个宏观而深刻的视角，理解信号如何在不同媒介上传输，如何被有效地编码和解码，以及整个通信网络是如何构建和演进的。 二、 信号的本质与变换 在通信的起点，是信息的载体——信号。信号是物理量随时间或空间变化的表现，它可以是电信号、光信号、声信号，甚至是其他形式的能量。理解信号的本质，是理解通信的第一步。 模拟信号与数字信号： 我们将首先区分模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的，其信息量是无限的；而数字信号则是离散的，用一系列离散的数值来表示。数字信号的引入，极大地提高了通信的可靠性和抗干扰能力，是现代通信的基石。我们将探讨如何将模拟信号转换为数字信号（采样、量化、编码），以及数字信号如何被复原成模拟信号。 信号的频谱分析： 信号的频率构成决定了其传输特性和带宽需求。傅里叶变换是分析信号频谱的强大工具，它能将一个时域信号分解为不同频率的正弦波的叠加。理解信号的频谱，有助于我们设计更有效的滤波器，避免信号失真，并合理分配有限的通信资源。我们将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换的基本原理及其在通信中的应用，例如了解一个复杂信号需要多大的带宽才能传输。 调制： 将要传输的信息信号加载到载波信号上，以便于传输的过程称为调制。调制的目的多种多样，包括改变信号的频率、幅度和相位，使其更好地适应信道特性，或者为了在同一信道中传输多个信号（多路复用）。我们将探讨幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等模拟调制技术，以及数字调制技术，如调幅（ASK）、调频（FSK）、调相（PSK）和正交幅度调制（QAM），并分析它们各自的优缺点和适用场景。 三、 编码的艺术：信息压缩与纠错 信号的有效传输，离不开精妙的编码技术。编码不仅关乎如何尽可能高效地表示信息，更关乎如何在不可避免的噪声干扰下，确保信息的准确无误。 信息论基础： 信息论是理解编码的理论基石。克劳德·香农提出的信息熵概念，量化了信息的“不确定性”或“信息量”，为我们设定了数据压缩和通信速率的理论极限。我们将介绍信息熵、信源编码的无损压缩和有损压缩原理，以及霍夫曼编码、算术编码等经典的无损压缩算法，并探讨 JPEG、MPEG 等有损压缩标准背后的基本思想。 信道编码： 在实际通信中，信号会受到噪声的干扰，导致信息丢失或错误。信道编码的作用是在传输的信息中添加冗余，使得接收端能够检测到错误，甚至纠正错误。我们将深入讲解线性分组码，如汉明码，以及卷积码等，理解它们如何通过添加校验位来提高通信的可靠性。我们还将介绍更先进的纠错编码技术，如Turbo码和LDPC码，它们在现代通信系统（如3G、4G、5G）中扮演着至关重要的角色。 源编码与信道编码的协同： 在实际系统中，源编码（压缩）和信道编码（纠错）通常需要协同工作，以在传输速率、数据压缩率和纠错能力之间取得最优平衡。我们将探讨如何根据具体的应用需求，对这两种编码策略进行合理的设计和组合。 四、 通信网络：连接世界的桥梁 将信号编码并准备好传输后，就需要一个强大的网络将其送达目的地。通信网络是现代社会的血脉，它将无数的设备和信息连接在一起。 网络拓扑与分层模型： 我们将从网络拓扑结构开始，介绍总线型、星型、环型、网状型等基本拓扑，并分析它们的优缺点。接着，我们将重点讲解 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型，这两者是理解网络协议和数据传输流程的框架。每一层都负责特定的功能，从物理传输到应用层服务，协同工作，确保信息的可靠传递。 介质访问控制（MAC）： 在共享通信介质（如以太网、无线信道）上，如何公平高效地访问介质是一个关键问题。我们将介绍 CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）和 CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）等MAC协议，以及轮询、令牌传递等方式，理解它们如何协调多个设备之间的访问冲突。 路由与交换： 数据包在网络中需要经过多台路由器和交换机才能到达目的地。我们将介绍路由协议（如RIP、OSPF、BGP）的基本原理，理解路由器如何根据路由表选择最佳路径。同时，我们将探讨交换机的原理，以及以太网交换机如何实现高效的二层转发。 传输控制协议（TCP）与用户数据报协议（UDP）： 在网络层之上，传输层提供了端到端的通信服务。我们将详细分析 TCP 的可靠性机制，如三次握手、四次挥手、流量控制和拥塞控制，以及 UDP 的无连接、不可靠但高效的特点，并讨论它们各自的适用场景。 无线通信网络： 随着移动通信的飞速发展，无线通信网络已成为通信网络的重要组成部分。我们将简要介绍蜂窝网络、Wi-Fi 等无线接入技术的基本原理，以及它们在现代社会中的地位。 五、 现代通信技术与未来展望 本书的最后部分，我们将聚焦于现代通信系统中的一些重要技术，并对未来的发展趋势进行展望。 多址技术： 如何在同一通信链路中同时支持多用户通信，是提升网络容量的关键。我们将介绍频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDM）等关键的多址技术，并分析它们在不同通信标准中的应用。 信道估计与均衡： 在无线信道中，信号会受到多径效应、衰落等影响。信道估计和均衡技术用于补偿这些不利影响，提高信号接收的准确性。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： 这两种新兴技术正在重塑通信网络的架构，它们使得网络更加灵活、可编程和高效。我们将探讨它们的核心理念及其对未来通信网络的潜在影响。 人工智能在通信中的应用： 人工智能（AI）正在深刻地改变着各行各业，通信领域也不例外。AI可以用于优化网络资源分配、提高信道预测精度、提升网络安全性和用户体验等。 面向未来的通信： 随着物联网（IoT）、5G/6G、边缘计算等技术的发展，通信网络正朝着更高带宽、更低延迟、更广连接的方向发展。我们将对未来的通信需求和可能的技术突破进行探讨。 六、 结论 《通信世界：信号、编码与网络演进》提供了一个系统性的视角，帮助读者理解现代通信的复杂性与精妙之处。我们从信号的最基本形态出发，逐步深入到编码的艺术，再到支撑这一切的网络架构，最后展望未来的发展。本书力求在理论的深度与实践的应用之间取得平衡，旨在为通信工程专业的学生、研究人员以及对通信技术感兴趣的广大读者，提供一本兼具学术价值和阅读乐趣的参考书。希望通过本书的学习，读者能够对通信世界有一个更清晰、更深刻的认识，并激发对这个充满活力的领域更进一步的探索。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在视频编解码领域工作的技术专家，我一直对图像通信技术的发展保持着高度的关注。这次阅读《现代通信理论与技术丛书：图像通信》，让我有机会从一个全新的角度审视我们日常工作中习以为常的技术。书中对不同通信协议在图像传输中的适配性进行了详细的探讨，例如，在移动通信环境下，如何根据带宽和时延的限制，选择最优的传输策略，以及如何在高带宽的固定网络中，实现超高清视频的流畅传输。我尤其对书中关于网络拥塞控制和流量整形在图像通信中的应用部分印象深刻。在实际工作中，我们经常面临网络拥塞导致视频卡顿的问题，而这本书则提供了从理论到实践的解决方案。它不仅解释了拥塞产生的原因，更详细阐述了各种拥塞控制算法（如TCP的各种变种）如何在图像流式传输中发挥作用，以及如何通过QoS（服务质量）保障机制，优先传输重要的图像数据。虽然书中对于一些新兴的网络传输技术，例如基于SDN（软件定义网络）的图像传输优化，论述还不够深入，但这并不影响它作为一本经典著作的价值。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对图像在通信中的“魔法”感到好奇。作为一名对现代科技充满兴趣的普通读者，我总觉得图像通信只是一个遥远的技术名词，直到我接触到《现代通信理论与技术丛书：图像通信》。这本书以一种令人着迷的方式，将复杂的通信原理与我们熟悉的图像世界联系起来。它让我明白了，我们每天看到的那些生动清晰的视频，背后蕴含着多么精妙的设计。书中关于图像的采样、量化和编码过程的讲解，用通俗易懂的语言，让我理解了为什么一张照片可以被压缩成很小的文件，又能在播放时恢复其原有的清晰度。对于那些涉及复杂公式的部分，虽然我可能无法完全理解其推导过程，但书中大量的实例和图示，帮助我建立起了一个宏观的认知框架。我尤其喜欢书中关于多媒体通信标准的发展历程的介绍，它让我看到了技术进步的轨迹，以及人类为了更高效、更便捷地分享图像信息所付出的努力。虽然书中有不少专业术语，但整体而言，它为我打开了一扇通往通信技术世界的大门，让我对未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在通信领域摸爬滚打了近十年的工程师，我最近有幸翻阅了这本《现代通信理论与技术丛书：图像通信》。尽管我对图像通信的各个环节都有所涉猎，但每次接触到这样系统性的著作，总能发现新的视角和更深层次的理解。这本书给我最直接的感受是其严谨的学术态度和对技术细节的精雕细琢。从早期的点对点模拟传输，到如今蓬勃发展的数字视频广播和高清流媒体，图像通信的历史演进被梳理得井井有条。书中对于不同编码标准，如H.264、H.265（HEVC）的原理分析，可以说是不遗余力地进行了剖析，从宏观的帧间预测、帧内预测，到微观的变换编码、熵编码，每一个环节都辅以清晰的数学模型和图示。这对于我这样需要将理论转化为实际应用的设计者来说，无疑是一份宝贵的参考资料。我尤其欣赏书中对信息论在图像压缩中的应用讲解，它让我对“压缩”这个概念有了更深刻的认识，理解了它并非简单的信息剔除，而是基于信息冗余和人眼感知特性的巧妙利用。尽管书中某些章节的数学推导略显密集，但仔细研读，会发现其中蕴含着解决实际工程问题的关键思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的到来，无疑为我这颗已经有些“老油条”的科研心灵注入了一股新的活力。作为一名专注于通信算法研究的研究生，我一直希望能找到一本既有扎实理论基础，又能反映当前最新研究动态的教材。而这本《现代通信理论与技术丛书：图像通信》恰恰满足了我的需求。书中关于信道编码在图像传输中的作用，以及各种纠错码（如LDPC、Turbo码）在提高传输可靠性方面的性能分析，让我对构建稳健的通信系统有了更清晰的认识。我尤其关注书中关于图像在多径衰落、噪声干扰等复杂信道环境下传输时的失真建模和补偿技术。以往在我的认知中，图像失真往往是直接导致的通信失败，但这本书让我明白了，通过精巧的算法设计，我们可以有效地抵御这些不利因素，甚至在一定程度上实现失真的恢复。书中对联合信源-信道编码的研究，更是为我打开了新的思路，预示着未来通信系统设计将朝着更加一体化、高效化的方向发展。虽然书中某些前沿技术的论述还略显初步，但其指引的方向无疑是正确的，足以激发我对更深层次研究的探索欲。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在人工智能领域工作的研究人员，我一直关注如何将AI技术融入到通信系统的优化中。这本《现代通信理论与技术丛书：图像通信》为我提供了宝贵的理论基础和技术视野。书中对于基于深度学习的图像去噪、超分辨率重建等技术，以及它们在通信系统中的应用前景，虽然尚未展开深入的探讨，但其暗示的结合方向让我眼前一亮。我尤其关注书中关于信息论在图像通信中的基础原理阐述，这对于我理解如何从信息量的角度去衡量和优化图像传输过程至关重要。过去，我们往往侧重于信道容量和编码效率的提升，但这本书让我意识到，从信息本体的角度出发，对图像信息进行更深层次的分析和理解，将是未来图像通信技术发展的关键。书中对于图像在不同网络拓扑下（如P2P、CDN）的传输特性分析，也为我研究分布式AI在通信中的部署提供了参考。虽然书中对AI与通信的交叉领域论述尚显初步，但其基础理论的扎实性，足以成为我进行相关研究的坚实基石。