使用混合查找表方案对高动态范围视频的预处理制造技术

所公开的方法可以包括(1)接收输入数据，该输入数据将要使用非线性函数来处理，以生成输出数据，(2)将输入数据与查找表的多个索引进行比较，其中索引指定近似于非线性函数的多个分段线性部分的输入端点，并且其中查找表还包括，对于每个索引(a)对应于该索引的分段线性部分的斜率，以及(b)对应于该索引的分段线性部分的轴截距(2)基于将输入数据与多个索引进行比较，选择指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引，以及(4)使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。还公开了采用这种方法的视频处理系统。据。还公开了采用这种方法的视频处理系统。据。还公开了采用这种方法的视频处理系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用混合查找表方案对高动态范围视频的预处理
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年6月28日提交的美国临时申请第62/868,549号和2019年9月26日提交的美国非临时申请第16/584,139号的权益。美国临时申请第62/868,549号和美国非临时申请第16/584,139号的公开内容通过该引用以其整体并入。
[0003]概述
[0004]根据本公开的第一方面，提供了一种方法，包括：接收输入数据，该输入数据将要使用非线性函数来处理以生成输出数据；并将输入数据与查找表的多个索引进行比较。这些索引指定了近似于非线性函数的多个分段线性部分的输入端点。对于每个索引，查找表还包括：对应于该索引的分段线性部分的斜率；和对应于该索引的分段线性部分的轴截距。该方法还包括：基于输入数据与多个索引的比较，选择索引中的指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引；以及使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。
[0005]在一些实施例中，计算输出数据可以包括：将输入数据乘以对应于所选索引的斜率以产生乘积；以及将对应于所选索引的轴截距与该乘积相加以生成输出数据。每个索引可以指定对应于该索引的分段线性部分的输入端点的下端点。多个索引的数值之间的间隔可以是恒定的，或者至少部分基于由非线性函数描述的曲线，多个索引的数值之间的间隔可以是可变的。轴截距可以与输出数据相关联。输入数据可以包括亮度/色度格式的视频数据，非线性函数可以包括亮度/色度格式的视频数据的归一化。输入数据可以包括原色格式的视频数据，并且非线性函数可以包括电光转换函数(EOTF)，该转换函数生成指定原色格式的视频数据的光学表示的数字数据。输入数据可以包括指定原色格式的高动态范围(HDR)视频数据的光学表示的数字数据，并且非线性函数可以包括动态范围映射函数，该映射函数将HDR视频数据的光学表示的数字数据映射到原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据。动态范围映射函数还可以包括从HDR视频数据的HDR色域到SDR视频数据的SDR色域的映射。输入数据可以包括原色格式的高动态范围(HDR)视频数据，并且非线性函数可以包括以下各项的组合：电光转换函数(EOTF)，其生成指定原色格式的HDR视频数据的光学表示的数字数据；以及动态范围映射函数，其将指定HDR视频数据的光学表示的数字数据映射到原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据。输入数据可以包括原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据，且非线性函数可以包括逆电光转换函数(EOTF)，该逆电光转换函数(EOTF)从原色格式的SDR视频数据的光学表示的数字数据生成原色格式的SDR视频数据。输入数据可以包括亮度/色度格式的归一化标准动态范围(SDR)视频数据，且非线性函数可以包括量化函数，该量化函数将亮度/色度格式的归一化SDR视频数据量化为亮度/色度格式的量化SDR视频数据。
[0006]根据本公开的第二方面，提供了一种分段线性函数电路，包括：包括多个索引的查找表，其中索引指定近似于非线性函数的分段线性部分的端点。对于每个索引，查找表还包括：对应于该索引的分段线性部分的斜率；和对应于该索引的分段线性部分的轴截距。该电路还包括数字比较器电路，该数字比较器电路响应于输入数据，选择索引中的指定与输入
数据相关联的分段线性部分的索引；以及计算电路，该计算电路使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。
[0007]在一些实施例中，输入数据可以包括定点值；并且输出数据可以包括浮点值。输入数据和输出数据可以各自包括浮点值。输入数据可以包括浮点值；并且输出数据可以包括定点值。
[0008]根据本公开的第三方面，提供了一种视频预处理系统，包括：多个电路，其执行多个操作以将高动态范围(HDR)视频数据转换为标准动态范围(SDR)视频数据。所述多个电路中的至少一个包括分段线性函数电路，该函数电路包括：查找表，该查找表包括多个索引，其中所述索引指定近似于用于操作之一的非线性函数的分段线性部分的端点。对于每个索引，查找表还包括：对应于该索引的分段线性部分的斜率；和对应于该索引的分段线性部分的轴截距。分段线性函数电路还包括数字比较器电路，该数字比较器电路响应于输入数据，选择索引中的指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引；以及计算电路，该计算电路使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。
[0009]在一些实施例中，非线性函数可以包括将HDR视频数据映射到SDR视频数据的动态范围映射函数。动态范围映射函数可以基于HDR视频数据随时间修改。
[0010]附图简述
[0011]附图示出了许多示例性的实施例，并且是说明书的一部分。与以下描述一起，这些附图展示并解释了本公开的各种原理。
[0012]图1是示例性视频传输系统的框图，其中可以采用视频预处理系统的各种实施例。
[0013]图2是可用于图1的视频传输系统的示例性视频预处理系统的框图。
[0014]图3是非线性函数的示例性分段线性近似的曲线图。
[0015]图4是采用分段线性近似的示例性混合查找表(HLUT)功能块的框图，该功能块可以用在图2的视频预处理系统的各种操作中。
[0016]图5是操作混合查找表功能块(例如图4的混合查找表功能块)的示例性方法的流程图。
[0017]图6是示例性视频预处理系统的框图，其中一个或更多个功能块采用混合查找表功能块。
[0018]图7是示例性视频数据归一化器的框图，该归一化器采用多个混合查找表功能块以及视频格式转换器，其可以用在图6的视频预处理系统中。
[0019]图8是可以在图6的预处理系统中采用的示例性电光转换函数(EOTF)、逆EOTF和动态范围映射器的框图，其中这些功能中的一个或更多个可以采用混合查找表功能块。
[0020]图9是与图8的操作相对应的操作的框图，其结合了EOTF和动态范围映射器。
[0021]图10是可以在图6的视频预处理系统中采用的示例性视频数据量化器以及视频格式转换器的框图。
[0022]在全部附图中，相同的附图标记和描述指示相似的但不一定相同的元素。虽然本文描述的示例性实施例易于进行多种修改和替代形式，但是特定的实施例已经通过附图中的示例被示出，并且将在本文被详细地描述。然而，本文描述的示例性实施例不意图限于所公开的特定形式。相反，本公开覆盖了落入所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。
[0023]示例性实施例的详细描述
[0024]随着高动态范围(HDR)视频(例如，超高清(UHD))文件和流变得更加普遍，在各种设备(例如，电视、智能电话、平板电脑等)上观看这种视频的能力变得更加理想，所述各种设备包括不能显示HDR视频的设备。为了实现这一目标，可以在对视频的其他处理(例如，对所得的SDR视频进行压缩、通过通信网络或系统传输SDR视频等)之前，将HDR视频到标准动态范围(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收输入数据，所述输入数据将要使用非线性函数来处理以生成输出数据；将所述输入数据与查找表的多个索引进行比较，其中，所述索引指定近似于所述非线性函数的多个分段线性部分的输入端点，并且其中，对于每个所述索引，所述查找表还包括：对应于所述索引的所述分段线性部分的斜率；和对应于所述索引的所述分段线性部分的轴截距；基于将所述输入数据与所述多个索引进行比较，选择所述索引中的指定与所述输入数据相关联的所述分段线性部分的索引；和使用对应于所选索引的所述斜率和所述轴截距，计算对应于所述输入数据的所述输出数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述输出数据包括：将所述输入数据乘以对应于所述所选索引的所述斜率以产生乘积；和将对应于所述所选索引的所述轴截距与所述乘积相加以生成所述输出数据。3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述索引指定对应于所述索引的所述分段线性部分的所述输入端点的下端点。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述多个索引的数值之间的间隔是恒定的；或者所述多个索引的数值之间的间隔至少部分地基于由所述非线性函数描述的曲线是可变的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴截距与所述输出数据相关联。6.根据权利要求1所述的方法，其中：所述输入数据包括亮度/色度格式的视频数据；和所述非线性函数包括所述亮度/色度格式的所述视频数据的归一化；或者所述输入数据包括亮度/色度格式的归一化的标准动态范围(SDR)视频数据；和所述非线性函数包括量化函数，所述量化函数将所述亮度/色度格式的所述归一化的SDR视频数据量化为所述亮度/色度格式的量化的SDR视频数据。7.根据权利要求1所述的方法，其中：所述输入数据包括原色格式的视频数据；和所述非线性函数包括电光转换函数(EOTF)，所述电光转换函数(EOTF)生成数字数据，所述数字数据指定所述原色格式的所述视频数据的光学表示；并且任选地，其中：所述视频数据是高动态范围(HDR)视频数据；由所述EOTF生成的所述数字数据指定所述原色格式的所述HDR视频数据的光学表示；和所述非线性函数包括所述EOTF和动态范围映射函数的组合，所述动态范围映射函数将指定所述HDR视频数据的所述光学表示的所述数字数据映射到所述原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据。8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述输入数据包括数字数据，所述数字数据指定原色格式的高动态范围(HDR)视频数
据的光学表示；和所述非线性函数包括动态范围映射函数，所述动态范围映射函数将所述HD...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡家扬，李汉东，
申请(专利权)人：脸谱公司，
类型：发明
国别省市：