[發(fā)明專利]用于分層VDR編碼的有效架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280023331.6
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103535038B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇冠銘;曲晟;李臻;沃爾特·C·吉什
• 申請（專利權(quán)）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: H04N19/30
• 分類號: H04N19/30
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所11038
• 代理人: 李曉芳

對相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年5月16日提出的美國臨時專利申請No.61/486,703的優(yōu)先權(quán)，其通過引用全部合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及圖像。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及在高動態(tài)范圍的分層編碼中的有效顏色空間變換。

背景技術(shù)

如這里使用的，術(shù)語‘動態(tài)范圍’（DR）可以涉及人類視覺系統(tǒng)（HVS）察覺圖像中的強度（例如，發(fā)光度、亮度）范圍的能力，例如，從最黑的黑暗到最亮的光亮。在這種意義上講，DR涉及‘關(guān)于場景’的強度。DR也可以涉及顯示設(shè)備充分地或近似地渲染特定寬度的強度范圍的能力。在這種意義上講，DR涉及‘關(guān)于顯示器’的強度。除非在這里的說明書中的任一點特定意義被明確地指定具有特定的重要性，否則應(yīng)該推斷術(shù)語可以例如可互換地用于任一意義。

如這里使用的，術(shù)語高動態(tài)范圍（HDR）涉及跨越人類視覺系統(tǒng)（HVS）的一些14-15個數(shù)量級的DR寬度。例如，具有實質(zhì)上正常的（例如，在統(tǒng)計、生物測定或眼科意義中的一個或更多意義上）最佳適應(yīng)的人類具有跨越大約15個數(shù)量級的強度范圍。適應(yīng)的人類可以察覺如僅僅少數(shù)光子一樣少的暗光源。然而，這些相同的人類可以察覺在沙漠、海或雪中正午太陽的幾乎痛苦地明亮的強度（乃至看一眼太陽，但是短暫地以防止損害）。此跨越可以用來‘適應(yīng)’的人類，例如，那些其HVS具有復(fù)位和調(diào)整的時間周期的人。

相反，與HDR相比，人類可以在強度范圍中同時察覺密集寬度的DR可以被稍微地截斷。如這里使用的，術(shù)語‘視覺動態(tài)范圍’或‘可變動態(tài)范圍’（VDR）可以分別或可互換地涉及由HVS同時可察覺的DR。如這里使用的，VDR可以涉及跨越5-6個數(shù)量級的DR。因此雖然或許與涉及真實場景的HDR相比稍微窄，但是VDR表示寬的DR寬度。如這里使用的，術(shù)語‘同時動態(tài)范圍'可以涉及VDR。

直到最近，顯示器已經(jīng)具有比HDR或VDR顯著窄的DR。使用一般陰極射線管（CRT）、具有恒定螢光白背景光的液晶顯示器（LCD）或等離子屏幕技術(shù)的電視機（TV）和計算機監(jiān)控器裝置可以被局限于它們的近似三個數(shù)量級的DR渲染能力。因此，與VDR和HDR相比，此類常規(guī)顯示器代表低動態(tài)范圍（LDR），也被稱為是標準動態(tài)范圍（SDR）。

但是它們的基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展使得更現(xiàn)代的顯示器設(shè)計，對在不那么現(xiàn)代的顯示器上渲染的相同內(nèi)容，能夠在各種質(zhì)量特性方面具有重要改善地渲染圖像和視頻內(nèi)容。例如，更現(xiàn)代的顯示設(shè)備可以能渲染高清晰度（HD）內(nèi)容和/或可以根據(jù)諸如圖像縮放之類的各種顯示能力縮放的內(nèi)容。而且，一些更現(xiàn)代的顯示器能夠渲染具有比常規(guī)顯示器的SDR高的DR的內(nèi)容。

例如，一些現(xiàn)代的LCD顯示器具有包括發(fā)光二極管（LED）陣列的背光單元（BLU）。可以與有源LCD元件的偏振態(tài)的調(diào)制分離地調(diào)制BLU陣列的LED。此雙重調(diào)制方法是可擴展的（例如，擴展到N-調(diào)制層，其中N包括大于二的整數(shù)），諸如在BLU陣列和LCD屏幕元件之間具有可控的插入層。它們的基于LED陣列的BLU和雙重（或N-）調(diào)制有效地增加具有此類特征的LCD監(jiān)控器的關(guān)于顯示器的DR。

此類常常被稱為的“HDR顯示器”（盡管實際上，它們的能力可以更接近地近似VDR的范圍）和與傳統(tǒng)SDR顯示器相比它們能夠?qū)崿F(xiàn)的DR擴展代表在顯示圖像、視頻內(nèi)容及其他視覺信息的能力方面的重要進步。此類HDR顯示器可以渲染的色域也可以顯著地超出更多常規(guī)顯示器的色域，甚至達到有能力渲染寬色域（WCG）的程度。諸如可以由“下一代”電影和TV攝像機生成的有關(guān)場景的HDR或VDR和WCG圖像內(nèi)容現(xiàn)在可以利用“HDR”顯示器（以下簡稱‘HDR顯示器’）被更如實并有效地顯示。

如同可分級視頻編碼和HDTV技術(shù)一樣，擴展圖像DR一般包含分叉方法。例如，利用現(xiàn)代的有HDR能力的照相機捕獲的有關(guān)場景的HDR內(nèi)容可以用來生成可以內(nèi)容的SDR版本，其可以被顯示在傳統(tǒng)的SDR顯示器上。在一個方法中，從捕獲的VDR版本生成SDR版本可以包含將色調(diào)映射算子（TMO）施加到HDR內(nèi)容中的有關(guān)強度（例如，發(fā)光度、亮度）的像素值。在第二方法中，如由W.Gish等的美國臨時申請61/376,907“Extending Image Dynamic Range”中描述的（其全部通過引用合并于此），生成SDR圖像可以包含對VDR數(shù)據(jù)施加可逆算子（或預(yù)測算子）。為了保存帶寬或為了其它考慮，實際捕獲的VDR內(nèi)容的傳輸可能不是最佳方法。