[發明專利]用于編碼HDR圖像的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580054851.7
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN107005720B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: M·J·W·梅坦斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H04N19/98
• 分類號: H04N19/98
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉紅;陳嵐

為了能夠實現大范圍的HDR視頻的未來視頻傳輸并在可變動態范圍或者峰值明度能力的顯示器上渲染這些HDR視頻，我們描述一種編碼器(301)，用于將具有像素顏色的輸入高動態范圍視頻集合的圖像(Im_5000)編碼為編碼的高動態范圍視頻(Im_2000)，其中像素顏色具有的亮度低于第一最大亮度(L_max_M)，編碼的高動態范圍視頻(Im_2000)為高動態范圍圖像，即具有最大亮度用于顯示在具有至少900尼特的對應峰值明度的顯示器上，其特征在于，編碼定義允許編碼像素顏色亮度高達第二最大亮度(L_max_C)，其等于或者小于第一最大亮度的50％，該編碼器包括：重新分級單元(320)，其被安排為允許內容創建器至少指定音調映射函數(F_2Tu，601)，用于將較低的第二最大亮度(L_max_C)的編碼的高動態范圍視頻(Im_2000)顏色映射到高動態范圍視頻(Im_5000)的HDR視頻重建(Im_5000^*)；以及格式化器，其被安排為在視頻信號(S_im)中寫入編碼的高動態范圍視頻(Im_2000)并且作為元數據寫入至少音調映射函數(F_2Tu，601)，以及相關的編碼器與解碼器實施例與方法，以及傳輸技術組成部分和技術。

技術領域

本發明涉及一個(即靜止)但是優選更多(即視頻)(多個)高動態范圍(HighDynamic Range)圖像的編碼和用于將必要的編碼圖像信息傳遞至接收側的對應的技術系統與方法以及用于解碼編碼的圖像并最終使之可用于顯示器的解碼器。

背景技術

在使用經典的圖像/視頻編碼技術(從NTSC開始并利用MPEG2直至MPEG-HEVC繼續)的許多年之后，我們現在將經典的圖像/視頻編碼技術稱為低動態范圍(LDR)編碼，最近的研究和發展已開始確定下一代的視頻編解碼器，其能夠處理所謂的HDR場景(scene)的高動態范圍(HDR)圖像。

這將在一方面要求這樣的照相機(camera)，其能夠捕獲增加的動態范圍，至少超過11檔(stop)(例如，獲得大約14檔的ARRI的當前照相機)或者優選地甚至超過16檔。一些照相機使用例如慢速和快速曝光并且混合那些，或者其他的照相機能夠使用朝向不同靈敏度的兩個或者多個傳感器分裂的光束。

而在經典的成像中，許多信息被扔掉(被硬剪切(clip))，例如在房間或者汽車外面，目前成像系統能夠捕獲所有那個信息，并且問題是隨后尤其當在顯示器上渲染它時怎么處理它。16檔應該已足以捕獲許多(雖然不是所有的)HDR場景，但是在顯示器上不一定需要如同在真實場景中一樣將例如焊接電弧渲染得與平均明度(brightness)相比而言明亮，也不能在典型顯示器上這樣做。較高動態范圍顯示器當前正在興起，其具有比LDR顯示器的當前典型的500尼特(或者用于100尼特的分級參考監視器)峰值明度(PB)更高的峰值明度，例如如同800-1000尼特電視正在興起，并且SIM2已制作5000尼特監視器。

但是LDR編解碼器規范不能夠充分地編碼HDR圖像中的細節至接收器，尤其是在也需要考慮當前典型限制如同尤其以表示例如亮度(luminance)(如被稱為盧馬(luma)的代碼)的碼字的比特的數量為單位的字長時，這些限制不得不利用各種IC來處理(例如每個顏色分量10比特至少在一些視頻通信應用中可能是所希望的)。尤其是如果短期想要運行系統，其不應偏離本領域中的現有技術太多，但是仍允許圖像的編碼、處理和最后顯示，具有比LDR圖像漂亮得多的HDR外觀(look)(例如，更明亮的燈或者真實的火、更精細比例(scale)的陽光下的蜥蜴等等)。