[發明專利]高動態范圍編解碼器

無效

• 申請號: 200910173271.6
• 申請日: 2006-09-07
• 公開（公告）號: CN101742306A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: A·埃弗雷莫維;R·曼蒂尤克;G·克勞克齊克;K·米斯科斯基;漢斯-彼得·塞德爾
• 申請（專利權）人: 馬普科技促進協會
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/46
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李鎮江

本申請是申請號為200680051640.9、申請日為2006年9月7日、發明名稱為“高動態范圍編解碼器”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及編碼圖像數據。本發明具有用于編碼圖像或者用于編碼視頻數據序列的特殊應用。

背景技術

動態范圍是一種圖像的最亮和最暗部分的相對亮度的度量。直到最近，大多數電視機、計算機監視器和其它顯示設備已經能夠再現僅僅幾百到1的動態范圍。這遠遠小于人眼能察覺的動態范圍。具有更大的動態范圍的顯示設備正變得可用。這種高動態范圍的顯示設備能夠提供比由傳統的“低動態范圍”顯示設備產生的圖像更為自然和逼真的圖像。

高動態范圍顯示設備在寬頻帶的應用中十分有益。例如，高動態范圍的顯示設備可以被用來顯示從電影和游戲畫面到諸如飛行模擬器的模擬器中的視覺顯示的范圍的逼真的視頻圖像。高動態范圍的顯示設備還具有要求苛求的成像應用方面的應用，比如醫學成像。

許多當前的圖像數據格式利用每像素24位或更少位數指定像素值。這些位同時指定了像素的亮度和顏色。對于指定可以在高動態范圍顯示器能夠再現的范圍上平滑地變化的整個范圍的色彩和亮度，24位太少。為了從高動態范圍顯示器獲得全部益處，需要提供能夠指定寬范圍的像素值的圖像數據。已經開發或建議了提供每像素更多位數的各種高動態范圍數據格式。這種高動態范圍數據格式與先前的較低動態范圍數據格式不是典型地向后兼容。

例如，如同在R.Mantiuk，G.Krawczyk，K.Myszkowski和H-P.Seidel.的“Perception-motivated?high?dynamic?range?videoencoding”.ACM?Transactions?on?Graphics(Proc.of?SIGGRAPH2004)，23(3)：730-38，2004中描述的HDRV“Perception-motivatedHDR?Video?Encoding”是一種不能提供向后兼容性的有損HDR視頻壓縮方法。該方法針對亮度利用11位以及針對色度利用兩倍8位來編碼HDR像素。這就使得視頻流不包括LDR幀上的任何信息。

在Greg?Ward和Maryann?Simmons.的“Subband?encoding?ofhigh?dynamic?range?imagery”.In?APGV`04：Proceedings?of?the?1stSymposium?on?Applied?perception?in?graphics?and?visualization，83-90頁，紐約，NY，USA，2004.ACM?Press中描述了JPEGHDR。該方法包括子抽樣子帶層，這可能導致高頻損耗。為了防止產生這種損耗，該方法建議三種方法：預先校正LDR層，以在該層內編碼由于子抽樣可能丟失的高頻；事后校正，其試圖恢復已經丟失的高頻，而不是修正LDR圖像和全采樣，這意味著不執行子抽樣。

仍然有對用于編碼和解碼HDR圖像，特別編碼和解碼是HDR視頻圖像的實用的方法和設備的需求。特別是需要這種方法和設備提供與現有硬件的向后兼容性以再現較低動態范圍圖像。

發明內容

本發明提供了用于編碼高動態范圍圖像數據和用于解碼該數據以提供較低動態范圍圖像數據和較高動態范圍圖像數據的方法和設備。可以將該方法和設備應用于編碼視頻數據。在本發明的一些實施例中，以諸如MPEG(運動圖像專家組)格式的標準格式來編碼較低動態范圍的數據。

本發明一方面提供了一種用于編碼高動態范圍圖像的方法。該方法包括獲得對應于高動態范圍圖像的較低動態范圍圖像；識別高動態范圍圖像中的像素組，較低動態范圍圖像中這些對應的像素全部都具有相同的像素值；至少部分基于屬于多個組的每一個的高動態范圍圖像中的像素的像素值，生成預測函數；對較低動態范圍圖像應用該預測函數，以獲得預測的圖像；計算表示預測圖像中的像素值和高動態范圍圖像中的對應的像素值之間的差異的殘留圖像；以及編碼并存儲表示較低動態范圍圖像、預測函數和殘留圖像的數據。

本發明的其它方面提供用于解碼已經根據本發明編碼的高動態范圍圖像的方法，以及用于編碼和/或解碼高動態范圍圖像的設備。

下面描述本發明另外的方面和本發明的特定實施例的特征。

附圖說明

附圖中舉例說明了本發明的非限制性實施例，

圖1是舉例說明根據本發明的一個實施例的編碼方法的流程圖；

圖1A是來自高動態范圍圖像的像素值的直方圖，較低動態范圍版本的圖像中的這些對應的像素全部都具有相同的像素值；