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第一部分 原理2

第1章 分布式信源编码基础2

1.1 引言2

1.2 集中式信源编码2

1.2.1 无损信源编码2

1.2.2 有损信源编码3

1.2.3 记忆信源的有损信源编码4

1.2.4 实际中的问题5

1.3 分布式信源编码6

1.3.1 无损信源编码6

1.3.2 有损信源编码7

1.3.3 编码器与解码器互通信息9

1.4 远程信源编码10

1.4.1 集中式情况10

1.4.2 分布式：CEO问题12

1.5 联合信源-信道编码14

致谢16

附录A：定义及注记16

A.1 注记16

A.1.1 集中式信源编码17

A.1.2 分布式信源编码18

A.1.3 远程信源编码18

参考文献19

第2章 分布式变换编码23

2.1 引言23

2.2 集中式变换编码基础23

2.2.1 变换编码概论23

2.2.2 无损压缩24

2.2.3 量化器25

2.2.4 比特分配26

2.2.5 变换26

2.2.6 线性估计28

2.3 分布式KLLT变换28

2.3.1 问题描述和注记29

2.3.2 二端信源30

2.3.3 多端情况和分布式KLT算法33

2.4 其他变换方法34

2.4.1 含边信息的分布式变换编码34

2.4.2 解码端含边信息的信源编码的高速率分析34

2.5 基于FRI信号的分布式压缩的新方法35

2.5.1 二维FRI信号的抽样条件35

2.5.2 实例：TBLP编码36

2.6 小结39

参考文献40

第3章 分布式信源编码的量化42

3.1 引言42

3.2 问题的形成44

3.2.1 注记44

3.2.2 网络分布式信源编码44

3.2.3 成本、失真和速率度量44

3.2.4 最优量化和重建函数45

3.2.5 示例：边信息的量化46

3.3 最佳量化器的设计46

3.3.1 最优化条件46

3.3.2 分布式情况下的Lloyd算法47

3.4 实验结果48

3.5 高速率分布式量化50

3.5.1 原始信源的高速率WZ量化50

3.5.2 加噪信源的高速率WZ量化52

3.5.3 高速率网络分布式量化54

3.6 最新实验结果57

3.7 小结58

参考文献59

第4章 零误差分布式信源编码62

4.1 引言62

4.2 图论相关知识64

4.2.1 VLZE编码与图论64

4.2.2 基本定义和注记65

4.2.3 图熵66

4.2.4 图容量68

4.3 补图熵和VLZE编码68

4.4 网络扩展70

4.4.1 扩展1：无边信息的VLZE编码70

4.4.2 扩展2：含边信息的VLZE编码71

4.5 VLZE编码设计73

4.5.1 最佳编码设计的难度73

4.5.2 限制码长的编码难度75

4.5.3 指数时间复杂度的最优VLZE编码设计算法76

4.6 小结77

参考文献78

第5章 稀疏信号的分布式编码79

5.1 引言79

5.1.1 稀疏信号79

5.1.2 压缩采样的信号恢复80

5.2 分布式信源编码的压缩采样81

5.2.1 模型假设82

5.2.2 分析83

5.2.3 仿真结果86

5.3 基于信息论的解决方案87

5.4 结论：压缩采样的发展88

5.5 量化器性能和量化误差89

致谢89

参考文献90

第二部分 算法及应用94

第6章 Slepian-Wolf编码器设计94

6.1 引言94

6.2 非对称SW编码94

6.2.1 非对称SW编码原理95

6.2.2 基于信道码的SW编码器设计97

6.2.3 速率自适应99

6.3 对称式SW编码101

6.3.1 时分复用法102

6.3.2 校验位法102

6.3.3 伴随式法103

6.3.4 信源分解105

6.3.5 速率自适应106

6.4 高级论题107

6.4.1 基于信源编码的实际编码设计107

6.4.2 非二进制信源的情况108

6.4.3 M个信源的情况109

6.5 小结109

参考文献109

第7章 麦克风阵列的分布式压缩112

7.1 引言112

7.2 声场空时特性的演进112

7.2.1 录音场景113

7.2.2 频谱特性115

7.2.3 空时采样和重建116

7.3 惠更斯模型119

7.3.1 模型设置119

7.3.2 编码方案120

7.3.3 率失真函数121

7.4 双耳助听器结构125

7.4.1 结构125

7.4.2 编码方法126

7.4.3 率失真函数127

7.5 小结130

致谢130

参考文献131

第8章 分布式视频编码：基本理论、编解码原理及性能133

8.1 引言133

8.2 分布式视频编码的基础134

8.3 早期WZ视频编码构架136

8.3.1 斯坦福WZ视频编／解码器136

8.3.2 伯克利WZ视频编码138

8.3.3 早期WZ视频编解码的对比139

8.4 WZ帧视频编解码未来的发展140

8.4.1 提升RD性能140

8.4.2 移除反馈信道142

8.4.3 提高抗差错性能143

8.4.4 提供可扩展性143

8.5 DISCOVER Wyner-Ziv视频编解码144

8.5.1 变换和量化146

8.5.2 Slepian-Wolf编码147

8.5.3 边信息生成148

8.5.4 相关噪声建模149

8.5.5 重建149

8.6 DISCOVER编解码性能150

8.6.1 性能评估环境150

8.6.2 RD性能评估152

8.6.3 复杂度162

8.7 小结167

致谢168

参考文献168

第9章 基于分布式信源编码原理的多视点视频编码171

9.1 引言171

9.2 跟踪模型171

9.2.1 刚性物体的图像外观模型172

9.2.2 3D运动和光照的反向合成估计173

9.3 分布式压缩方案175

9.3.1 特征提取与编码176

9.3.2 帧的类型177

9.3.3 边信息的类型177

9.4 实验结果178

9.5 结论183

参考文献183

第10章 超光谱图像分布式压缩185

10.1 引言185

10.1.1 超光谱图像压缩：发展现状186

10.1.2 概述187

10.2 超光谱图像压缩187

10.2.1 数据特性187

10.2.2 带内冗余和带间相关性188

10.2.3 已有的超光谱压缩技术的限制189

10.3 基于DSC的超光谱图像压缩189

10.3.1 基于DSC的超光谱压缩的潜在优势190

10.3.2 DSC用于超光谱图像压缩面临的挑战191

10.4 实例设计191

10.4.1 针对超光谱图像无损压缩的DSC技术192

10.4.2 基于小波变换的超光谱图像有损及无损SW编码193

10.4.3 使用集合理论的多光谱图像分布式压缩197

10.5 小结197

参考文献197

第11章 生物数据安全201

11.1 引言201

11.1.1 研究目的201

11.1.2 结构与系统的安全性201

11.1.3 本章内容安排202

11.2 相关工作202

11.3 基于Syndromes的生物安全技术概论204

11.3.1 符号表示204

11.3.2 注册与认证204

11.3.3 性能指标：安全性和鲁棒性205

11.3.4 安全性表示206

11.3.5 基于Syndrome编码的加密算法208

11.4 虹膜系统209

11.4.1 注册和认证209

11.4.2 实验结果210

11.5 指纹系统：建模方法211

11.5.1 指纹的细节图212

11.5.2 指纹细节图的建模和运动212

11.5.3 安全性和鲁棒性实验评估214

11.5.4 建模法的补充说明215

11.6 指纹系统：基于变换的方法216

11.6.1 特征矢量的特性216

11.6.2 特征变换算法217

11.6.3 安全性和鲁棒性的实验评估218

11.7 小结220

参考文献221