JPEG2000 Standard for Image Compression

出版者:Wiley-Interscience

作者:Tinku Acharya

页数:296

出版时间:2004-10-18

价格:USD 75.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471484226

具体描述

JPEG2000 Standard for Image Compression presents readers with the basic background to this multimedia compression technique and prepares the reader for a detailed understanding of the JPEG2000 standard, using both the underlying theory and the principles behind the algorithms of the JPEG2000 standard for scalable image compression. It introduces the VLSI architectures and algorithms for implementation of the JPEG2000 standard in hardware (not available in the current literature), an important technology for a number of image processing applications and devices such as digital camera, color fax, printer, and scanners.

用户评价

这本书对 JPEG2000 标准的讲解，不仅停留在理论层面，还触及了实际应用中的一些关键考量。例如，书中对 JPEG2000 文件格式的结构进行了详细的解析，包括各种标记（markers）的作用和意义，以及如何组织图像数据和元数据。这对于开发兼容 JPEG2000 格式的软件至关重要。我特别欣赏书中关于 JPEG2000 的可移植性（portability）和可扩展性（extensibility）的讨论。这种开放的标准设计，使得 JPEG2000 能够适应不断发展的技术需求和应用场景。书中还提到了一些关于 JPEG2000 性能优化的技巧，例如如何根据图像内容选择合适的小波变换类型，以及如何调整 EBCOT 的参数来获得最佳的压缩效果。这些实用的建议，对于希望在实际项目中高效使用 JPEG2000 的开发者来说，具有非常大的参考价值。

对于我这样一位长期沉浸在数字图像处理领域的工程师来说，能够找到一本深度解析 JPEG2000 标准的著作，简直如同在知识的海洋中寻得了一座灯塔。这本书的出现，填补了我过去在理解该标准深层机制上的诸多空白。首先，它不仅仅是罗列标准的各项技术指标，而是以一种抽丝剥茧的方式，深入浅出地剖析了 JPEG2000 核心算法的每一个环节。从离散小波变换（DWT）的原理及其对图像特征的提取，到分层编码（EBCOT）模型如何实现优异的率失真性能和渐进式传输能力，再到各种熵编码技术（如 MQ 编码）如何最大化数据压缩率，每一个概念都被阐述得淋漓尽致。作者并没有回避那些复杂的数学公式，而是巧妙地将它们置于清晰的语境中，并通过大量的图示和代码片段（虽然我还没有细读代码，但其存在的本身就非常有价值）来辅助理解。我尤其欣赏的是，书中对 JPEG2000 在不同应用场景下的表现进行了详尽的分析，例如它如何优于传统的 JPEG 标准，在医学影像、遥感图像以及高清视频存储等方面展现出巨大的优势。这种理论与实践相结合的叙述方式，让我在阅读过程中不仅学到了知识，更获得了解决实际问题的思路。书中对每一种技术组件的起源、发展以及在整个标准中的作用都进行了细致的追溯，这使得我对 JPEG2000 的认知不再停留在表面，而是对其整个设计哲学有了更深刻的理解。

这本书最让我受益匪浅的一点是它对 JPEG2000 编码过程中各个阶段的“为什么”进行了深入的解释。例如，为什么需要进行小波变换？小波变换相比于 DCT 有何优势？为什么 EBCOT 要采用分层编码的方式？这些问题的答案贯穿全书，让我对整个标准的逻辑和设计哲学有了透彻的理解。书中对“码率控制”（rate control）和“失真控制”（distortion control）的讨论也给我留下了深刻印象。作者详细介绍了 JPEG2000 如何通过调整量化步长和截断策略来在图像质量和文件大小之间取得最佳平衡。对于有损压缩，书中深入探讨了量化过程的细节，以及如何通过调整量化步长来影响压缩率和图像的视觉质量。我尤其关注书中对“码块”（code-block）划分策略的分析，以及不同码块大小对编码效率的影响。这些深入的讨论，让我能够更准确地理解 JPEG2000 的设计目标和技术取舍。

作为一名软件开发者，我对图像压缩算法的实现细节尤其感兴趣。这本书在这方面做得非常出色。它不仅解释了 JPEG2000 的理论基础，还提供了对标准实现过程的深刻洞察。我被书中对 EBCOT（Embedded Block Coding with Optimized Truncation）算法的详细讲解所吸引。理解 EBCOT 如何将图像划分为码块，并为每个码块生成一个嵌入式比特流，这对于优化编码器性能至关重要。书中对 EBCOT 中的三层（码率控制层、精确度层和空间层）以及每层中包含的像素数据如何被编码和传递进行了详尽的阐述。此外，书中还讨论了 JPEG2000 在无损压缩（lossless compression）和有损压缩（lossy compression）方面的不同策略。对于无损压缩，书中解释了如何通过小波变换和熵编码来精确地重构原始图像，而对于有损压缩，则详细描述了量化过程以及如何通过调整量化步长来在图像质量和压缩率之间取得平衡。这些细节让我能够更自信地在项目中实现或集成 JPEG2000 编码器，并能够根据实际需求进行精细化的参数调优。

这本书的结构设计非常人性化，无论是对于初次接触 JPEG2000 标准的研究者，还是希望深入理解其技术细节的行业专家，都能从中找到适合自己的阅读路径。我个人属于后者，对于编码器内部的各种参数设置及其对压缩性能的影响有着强烈的求知欲。这本书恰恰满足了我的这一需求。它详细介绍了 JPEG2000 中关键的参数，比如小波变换的类型和阶数，EBCOT 模型中的码块大小和层数，以及量化步长等，并分析了这些参数在不同类型的图像和不同的压缩需求下的最优选择。更令我印象深刻的是，书中对 JPEG2000 的可伸缩性（scalability）特性进行了深入的探讨。这种特性允许在同一个压缩比特流中包含不同分辨率、不同精度或不同色彩空间的图像数据，这在网络传输和多终端访问的场景下具有无可比拟的优势。作者通过详实的案例分析，展示了如何利用 JPEG2000 的可伸缩性来优化用户体验，例如在带宽受限的情况下，能够快速地传输低分辨率的预览图像，然后根据需要逐步加载更高分辨率的版本。这种循序渐进的学习方式，让我对 JPEG2000 的强大功能有了更全面的认识。

这本书的价值远不止于对 JPEG2000 标准本身的解读，它还为我们提供了一个审视图像压缩技术发展历程的窗口。在阅读过程中，我能够清晰地看到 JPEG2000 相较于其前辈 JPEG 在技术上的飞跃。书中不仅仅是简单地列举了 JPEG2000 的优点，而是通过对比分析，清晰地阐述了 JPEG2000 在视觉感知质量、文件大小、抗噪声能力以及处理复杂图像（如高动态范围图像）方面的显著优势。例如，小波变换取代了 JPEG 中的离散余弦变换（DCT），这使得 JPEG2000 能够更好地捕捉图像的局部特征，从而在相同比特率下获得更优异的视觉效果，减少了块状伪影。书中对 JPEG2000 元数据处理的介绍也给我留下了深刻印象。它能够嵌入丰富的元数据，例如图像采集信息、色彩空间信息、以及用户自定义信息等，这对于图像的管理、检索和后期处理都非常重要。这种对历史背景和技术演进的梳理，让我对 JPEG2000 的创新性有了更深的敬意。

我非常赞赏这本书在介绍 JPEG2000 的核心算法时所采用的严谨性和系统性。每一项技术组件，从最初的图像预处理，到小波变换，再到 EBCOT 编码，最后到熵编码，都得到了细致入微的讲解。对于理解小波变换，书中不仅介绍了 Haar 小波、Daubechies 小波等常用的小波族，还深入探讨了不同小波族在图像压缩性能上的差异。而 EBCOT 部分，我认为是整本书的精髓所在。作者通过大量的图示和流程图，将 EBCOT 中复杂的码块划分、上下文建立、比特平面编码和截断逻辑阐述得一清二楚。我尤其喜欢书中对“重要性位”（significance map）和“上下文模型”（context model）的解释，这直接关系到压缩效率。此外，书中还介绍了 JPEG2000 的几个可选的编码流程，如基于内容的编码（content-aware coding）和基于纹理的编码（texture-aware coding），这些高级特性为实现更智能、更高效的图像压缩提供了可能。

这本书的价值在于它提供了一个全面、深入且易于理解的 JPEG2000 标准的学习资源。书中对 JPEG2000 核心算法的细致讲解，以及对技术细节的深入挖掘，让我能够跳出“黑箱”思维，真正理解其工作原理。我尤其欣赏书中对“上下文建模”（context modeling）的详细阐述，这对于理解 EBCOT 如何高效地进行熵编码至关重要。书中解释了如何根据已经编码的像素值和它们在图像中的相对位置来预测当前像素的编码状态，从而优化压缩效率。此外，书中对“比特平面”（bit-plane）编码的描述也让我受益匪浅，清晰地展示了信息是如何按照重要性顺序被编码的，从而实现了渐进式传输和分层访问。书中对 JPEG2000 的元数据支持的介绍，也让我看到了其在图像管理和信息交换方面的潜力。总而言之，这是一本技术含量高，同时又兼顾易读性的优秀著作。

作为一名对图像格式和标准感兴趣的爱好者，我一直在寻找一本能够全面而深入地介绍 JPEG2000 的书籍。这本书完全超出了我的预期。它不仅仅是一本技术手册，更是一部关于图像压缩艺术的杰作。书中对 JPEG2000 的可伸缩性（scalability）的阐述让我印象深刻。它详细解释了如何通过分层编码（layering）的方式，将图像的细节信息按照不同的优先级进行编码，从而实现渐进式传输。这意味着在网络带宽有限的情况下，用户可以首先接收到低分辨率的图像预览，然后根据需要逐步下载更高分辨率的版本，这对于 Web 应用和移动设备尤为重要。书中还详细介绍了 JPEG2000 在处理各种图像类型时的性能表现，例如在医学影像领域，JPEG2000 的无损压缩能力和对细微结构的保留能力使其成为理想选择。此外，书中还探讨了 JPEG2000 在视频压缩、远程传感和数字电影等领域的应用潜力，这为我打开了新的视野。

这本书的排版和插图设计也为我的阅读体验加分不少。作者精心绘制了大量的示意图和流程图，这些图示与文字内容相辅相成，极大地帮助了我理解抽象的技术概念。例如，在解释小波变换的分解和重构过程时，作者提供了一系列清晰的示意图，直观地展示了低频和高频分量的提取和组合。在讲解 EBCOT 的编码过程时，书中更是运用了多层次的图表，清晰地展示了码块内部的比特平面是如何被顺序编码并形成一个嵌入式比特流的。这种可视化的讲解方式，对于我这样以视觉学习为主的人来说，是极其宝贵的。而且，书中对每一个重要概念都提供了准确的数学定义和公式推导，同时又通过简洁易懂的语言来解释其物理意义。这种理论严谨性与直观易懂性之间的平衡，使得这本书能够吸引更广泛的读者群体。