用于分层VDR编码的有效架构制造技术

在分层视觉动态范围（VDR）编码中，层间预测需要输入VDR与标准动态范围（SDR）信号之间的若干颜色格式变换。呈现编码和解码架构，其中在基于SDR的颜色格式变换中执行层间预测，因此在不折衷编码效率或编码质量的情况下，减小在编码器和解码器二者中的计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分层VDR编码的有效架构对相关申请的交叉引用本申请要求2011年5月16日提出的美国临时专利申请N0.61/486，703的优先权，其通过引用全部合并于此。
本专利技术一般涉及图像。更具体地，本专利技术的实施例涉及在高动态范围的分层编码中的有效颜色空间变换。
技术介绍
如这里使用的，术语‘动态范围’(DR)可以涉及人类视觉系统(HVS)察觉图像中的强度(例如，发光度、亮度)范围的能力，例如，从最黑的黑暗到最亮的光亮。在这种意义上讲，DR涉及‘关于场景’的强度。DR也可以涉及显示设备充分地或近似地渲染特定宽度的强度范围的能力。在这种意义上讲，DR涉及‘关于显示器’的强度。除非在这里的说明书中的任一点特定意义被明确地指定具有特定的重要性，否则应该推断术语可以例如可互换地用于任一意义。如这里使用的，术语高动态范围(HDR)涉及跨越人类视觉系统(HVS)的一些14_15个数量级的DR宽度。例如，具有实质上正常的(例如，在统计、生物测定或眼科意义中的一个或更多意义上)最佳适应的人类具有跨越大约15个数量级的强度范围。适应的人类可以察觉如仅仅少数光子一样少的暗光源。然而，这些相同的人类可以察觉在沙漠、海或雪中正午太阳的几乎痛苦地明亮的强度(乃至看一眼太阳，但是短暂地以防止损害)。此跨越可以用来‘适应’的人类，例如，那些其HVS具有复位和调整的时间周期的人。相反，与HDR相比，人类可以在强度范围中同时察觉密集宽度的DR可以被稍微地截断。如这里使用的，术语‘视觉动态范围’或‘可变动态范围’(VDR)可以分别或可互换地涉及由HVS同时可察觉的DR。如这里使用的，VDR可以涉及跨越5-6个数量级的DR。因此虽然或许与涉及真实场景的HDR相比稍微窄，但是VDR表示宽的DR宽度。如这里使用的，术语‘同时动态范围’可以涉及VDR。直到最近，显示器已经具有比HDR或VDR显著窄的DR。使用一般阴极射线管(CRT)、具有恒定萤光白背景光的液晶显示器(LCD)或等离子屏幕技术的电视机(TV)和计算机监控器装置可以被局限于它们的近似三个数量级的DR渲染能力。因此，与VDR和HDR相比，此类常规显示器代表低动态范围(LDR),也被称为是标准动态范围(SDR)。但是它们的基础技术的发展使得更现代的显示器设计，对在不那么现代的显示器上渲染的相同内容，能够在各种质量特性方面具有重要改善地渲染图像和视频内容。例如，更现代的显示设备可以能渲染高清晰度(HD)内容和/或可以根据诸如图像缩放之类的各种显示能力缩放的内容。而且，一些更现代的显示器能够渲染具有比常规显示器的SDR高的DR的内容。例如，一些现代的IXD显示器具有包括发光二极管(LED)阵列的背光单元(BLU)。可以与有源IXD元件的偏振态的调制分离地调制BLU阵列的LED。此双重调制方法是可扩展的(例如，扩展到N-调制层，其中N包括大于二的整数)，诸如在BLU阵列和IXD屏幕元件之间具有可控的插入层。它们的基于LED阵列的BLU和双重(或N-)调制有效地增加具有此类特征的IXD监控器的关于显示器的DR。此类常常被称为的“HDR显示器”(尽管实际上，它们的能力可以更接近地近似VDR的范围)和与传统SDR显示器相比它们能够实现的DR扩展代表在显示图像、视频内容及其他视觉信息的能力方面的重要进步。此类HDR显示器可以渲染的色域也可以显著地超出更多常规显示器的色域，甚至达到有能力渲染宽色域(WCG)的程度。诸如可以由“下一代”电影和TV摄像机生成的有关场景的HDR或VDR和WCG图像内容现在可以利用“HDR”显示器(以下简称‘HDR显示器’)被更如实并有效地显示。如同可分级视频编码和HDTV技术一样，扩展图像DR —般包含分叉方法。例如，利用现代的有HDR能力的照相机捕获的有关场景的HDR内容可以用来生成可以内容的SDR版本，其可以被显示在传统的SDR显示器上。在一个方法中，从捕获的VDR版本生成SDR版本可以包含将色调映射算子(TMO)施加到HDR内容中的有关强度(例如，发光度、亮度)的像素值。在第二方法中，如由W.Gish等的美国临时申请61/376，907“Extending Image DynamicRange”中描述的(其全部通过引用合并于此)，生成SDR图像可以包含对VDR数据施加可逆算子(或预测算子)。为了保存带宽或为了其它考虑，实际捕获的VDR内容的传输可能不是最佳方法。因此，与原始TMO相比逆化的逆色调映射算子(iTMO)，或与原始预测算子相比的逆算子，可以被应用于生成的SDR内容版本，其允许VDR内容的版本能够被预测。预测的VDR内容版本可以与最初捕获的HDR内容相比。例如，从原始VDR版本中减去预测的VDR版本可以生成残差图像。编码器可以将生成的SDR内容作为基本层(BL)发送，并且将生成的SDR内容版本、任何残差图像、以及iTMO或其它预测算子封装为增强层(EL)或为元数据。在比特流中发送具有它的SDR内容、残差和预测算子的EL和元数据一般比将HDR和SDR内容两个直接地发送到比特流中耗费的带宽更少。接收由编码器发送的比特流的兼容解码器可以在常规显示器上解码并且渲染SDR。然而兼容解码器也可以使用残差图像、iTMO预测算子、或元数据来由此计算HDR内容的预测的版本，以便在更有能力的显示器上可以使用。在此类分层的VDR编码中，可以在不同的位深度、在不同的色空间、和以不同的色度二次抽样格式表示信号，所有这些可以强迫从第一颜色格式到第二颜色格式的各种计算机密集的变换。如这里使用的，术语“颜色格式”涉及包括两个变量的颜色表示:a)颜色空间变量(例如:RGB、YUV、YCbCr、等等)和色度二次抽样变量(例如:4:4:4、4:2:0、等等)。例如，VDR信号可以具有RGB4:4:4颜色格式，而SDR信号可以具有YCbCr4:2:0颜色格式。这里呈现与在VDR分层编码中用于有效的颜色格式处理的方法和架构相关的实施例。在示例实施例中，在编码器中，SDR到VDR预测器和残差非线性均衡器以SDR颜色格式操作。这允许解码器需要少得多的有关颜色格式的计算，而在视频质量方面没有降低。在本节中描述的方法是可以采取的方法，但不一定是先前已经构思或采取的方法。因此，除非另有指明，不应当假定本节中描述的任何方法仅仅凭借其在本节中的包括就获得先有技术的承认。类似地，除非另有陈述，关于一个或多个方法确定的问题不应该基于本节就假定已经获得在任何先有技术中的承认。【附图说明】本专利技术的实施例以示例的方式而不是通过限制的方式示出在附图的图中，并且其中类似的参考数字涉及类似的元件并且其中:图1描述根据本专利技术的实施例的用于VDR-SDR系统的示例数据流；图2描述根据本专利技术的示例分层VDR编码系统；图3描述根据本专利技术的实施例的示例分层VDR解码系统；图4A描述在分层VDR编码系统中的颜色格式处理的示例；图4B描述在分层VDR解码系统中的颜色格式处理的示例；图5A描述根据本专利技术的一个实施例的在分层VDR编码系统中的颜色格式处理的示例；图5B描述根据本专利技术的一个实施例的在分层VDR解码系统中的颜色格式处理的示例。【具体实施方式】假定一对对应的VDR和SDR图像，诸如表示相同场景的图像，每个在不同级别的动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在编码视觉动态范围（VDR）的信号中的方法，包括：接收具有第一动态范围和第一颜色格式的第一信号；接收具有第二动态范围和第二颜色格式的第二信号，其中第二动态范围小于第一动态范围并且第二颜色格式不同于第一颜色格式；生成第三信号，其中第一信号被变换以匹配第二信号的颜色格式；利用基本层和增强层编码第一信号，其中基本层包括第二信号的编码的表示并且增强层包括第三信号和预测的信号之间的残差的编码的表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.16 US 61/486,7031.一种在编码视觉动态范围(VDR)的信号中的方法，包括: 接收具有第一动态范围和第一颜色格式的第一信号； 接收具有第二动态范围和第二颜色格式的第二信号，其中第二动态范围小于第一动态范围并且第二颜色格式不同于第一颜色格式； 生成第三信号，其中第一信号被变换以匹配第二信号的颜色格式； 利用基本层和增强层编码第一信号，其中基本层包括第二信号的编码的表示并且增强层包括第三信号和预测的信号之间的残差的编码的表示。2.如权利要求1所述的方法，其中第一信号包括VDR信号并且第二信号包括标准动态范围(SDR)信号。3.如权利要求2所述的方法，其中VDR信号包...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏冠铭，曲晟，李臻，沃尔特·C·吉什，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：
国别省市：