[發(fā)明專利]用于對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍畫面進(jìn)行編碼/解碼的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710306348.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN107438182A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊妮克·奧利維耶;弗朗索瓦·塞利爾;克里斯托夫·舍旺斯;大衛(wèi)·圖澤;愛德華·弗朗索瓦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯姆遜許可公司
• 主分類號(hào): H04N19/85
• 分類號(hào): H04N19/85;H04N19/186;H04N19/46
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 倪斌

技術(shù)領(lǐng)域

本公開通常涉及畫面/視頻編碼和解碼。具體地，但并非排他地，本公開的技術(shù)領(lǐng)域涉及其像素值屬于高動(dòng)態(tài)范圍的畫面的編碼/解碼。

背景技術(shù)

在下文中，彩色畫面包含特定畫面/視頻格式的多個(gè)樣本(像素值)陣列，該格式指定與畫面(或視頻)的像素值相關(guān)的所有信息以及可由顯示器和/或任何其它設(shè)備使用以便例如可視化和/或解碼畫面(或視頻)的所有信息。彩色畫面包括第一樣本陣列形狀的至少一個(gè)分量，通常是亮度(或照度)分量，以及至少另一樣本陣列形狀的至少另一分量。或者，等同地，相同的信息也可以由彩色樣本陣列(顏色分量)集合來(lái)表示，例如傳統(tǒng)的三色RGB表示。

像素值由c個(gè)值的向量表示，其中c是分量的數(shù)量。矢量的每個(gè)值用限定像素值的最大動(dòng)態(tài)范圍的比特?cái)?shù)來(lái)表示。

標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍畫面(SDR畫面)是彩色畫面，其照度值通常以2的冪或焦比(f-stop)測(cè)量的受限動(dòng)態(tài)來(lái)表示。SDR畫面具有大約10焦比的動(dòng)態(tài)，即在線性域中最亮像素和最暗像素之間的比率為1000，并且以有限比特?cái)?shù)(在非線性域的HDTV(高清晰度電視系統(tǒng))和UHDTV(超高清晰度電視系統(tǒng))中通常為8或10)例如通過(guò)使用ITU-R BT.709 OETF(光電傳遞函數(shù))(Rec.ITU-R BT.709-5，2002年4月)或ITU-R BT.2020 OETF(Rec.ITU-R BT.2020-1，2014年6月)編碼以減小動(dòng)態(tài)。這種有限的非線性表示不允許正確渲染小信號(hào)變化，特別是在黑暗和明亮的照度范圍內(nèi)。在高動(dòng)態(tài)范圍畫面(HDR畫面)中，信號(hào)動(dòng)態(tài)要高得多(高達(dá)20焦比，最亮像素和最暗像素之間的比率為一百萬(wàn))，并且需要新的非線性表示以便在其整個(gè)范圍內(nèi)保持信號(hào)的高精度。在HDR畫面中，通常以浮點(diǎn)格式(針對(duì)每個(gè)分量為32個(gè)比特或16個(gè)比特，即浮點(diǎn)或半浮點(diǎn))表示原始數(shù)據(jù)，最流行的格式是openEXR半浮點(diǎn)格式(針對(duì)每個(gè)RGB分量為16個(gè)比特，即每像素48個(gè)比特)或具有長(zhǎng)表示的整數(shù)，通常至少為16個(gè)比特。

色域是特定的完備顏色集合。最常見的用途是指可以在給定情況下，例如在給定的顏色空間內(nèi)或由某個(gè)輸出設(shè)備精確表示的顏色集合。

色域有時(shí)由RGB原色和在CIE1931顏色空間色度圖中提供的白點(diǎn)定義，如圖10所示。

在所謂的CIE1931顏色空間色度圖中定義原色是常見的。這是在照度分量上獨(dú)立地定義顏色的二維圖(x，y)。然后，由于變換，任何顏色的XYZ都會(huì)投影在此圖中：

還定義了z＝1-x-y分量，但該分量不攜帶額外的信息。

在該圖中通過(guò)三角形定義色域，該三角形的頂點(diǎn)是三原色RGB的(x，y)坐標(biāo)的集合。白點(diǎn)W是屬于該三角形的另一給定(x，y)點(diǎn)，通常靠近三角形中心。例如，W可以被定義為三角形的中心。

顏色體積由顏色空間和在所述顏色空間中表示的值的動(dòng)態(tài)范圍定義。

例如，色域由用于UHDTV的RGB ITU-R推薦BT.2020色域來(lái)定義。較舊標(biāo)準(zhǔn)ITU-R推薦BT.709定義了用于HDTV的較小色域。盡管有些顯示技術(shù)可能顯示更亮的像素，但是在SDR中，對(duì)于數(shù)據(jù)被編碼的顏色體積，動(dòng)態(tài)范圍的正式定義高達(dá)100尼特(每平方米坎德拉)。

高動(dòng)態(tài)范圍畫面(HDR畫面)是用HDR動(dòng)態(tài)(高于SDR畫面的動(dòng)態(tài))表示其照度值的彩色畫面。

如Danny Pascale的“A Review of RGB Color Spaces”中所廣泛描述的，可以通過(guò)使用線性RGB顏色空間中的3×3矩陣來(lái)執(zhí)行色域表示的改變，即將三原色和白點(diǎn)從一個(gè)線性顏色空間轉(zhuǎn)換到另一個(gè)的變換。此外，通過(guò)3一個(gè)矩陣執(zhí)行顏色空間從XYZ到RGB的改變。因此，無(wú)論顏色空間是RGB還是XYZ，色域的改變都可以通過(guò)3可以矩陣執(zhí)行。例如，可以通過(guò)3陣執(zhí)矩陣來(lái)執(zhí)行色域表示從BT.2020線性RGB到BT.709 XYZ的改變。

HDR動(dòng)態(tài)還沒有被標(biāo)準(zhǔn)定義，但可以預(yù)期動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)幾千尼特。例如，HDR顏色體積由RGB BT.2020顏色空間定義，并且在所述RGB顏色空間中表示的值屬于0至4000尼特的動(dòng)態(tài)范圍。HDR顏色體積的另一示例由RGB BT.2020顏色空間定義，并且在所述RGB顏色空間中表示的值屬于0至1000尼特的動(dòng)態(tài)范圍。