用于动态范围映射的饱和度处理指定制造技术

为了服务在解码策略中的不同的动态范围的图像的高动态范围操纵和转换的新的不同的需要，发明专利技术人发明专利技术了图像编码器(201)，所述图像编码器用于编码针对至少一个时刻的至少一幅高动态范围图像(HDR_ORIG)以及针对相同时刻的具有第二亮度动态范围的至少一幅图像(Im_LDR_out)，所述第二亮度动态范围以至少因子二与所述高动态范围图像的亮度动态范围不同，所述图像编码器被布置为编码针对那两幅图像中的至少一幅图像的像素颜色的矩阵，所述图像编码器包括指定单元(212)，所述指定单元包括根据权利要求1所述的颜色饱和度修改装置(202)，以及饱和度指定单元(204)，所述饱和度指定单元被布置为将指定颜色相关饱和度变换的饱和度修改指定函数指定为针对像素颜色(Y’，Cb，Cr)的至少两个颜色差异值(R’‑Y’、B’‑Y’)中的最大一个颜色差异值的每个可能值的一组增益(g)，所述颜色差异值被定义为所述像素颜色的非线性RGB加性颜色分量的值减去所述像素颜色的亮度，并且所述图像编码器还包括格式化器(210)，所述格式化器被布置为在图像信号(S_im)中输出对包括像素颜色的所述矩阵的图像(Im_in_DCT)的编码以及作为元数据的所述一组增益(g)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于动态范围映射的饱和度处理指定
本专利技术涉及用于编码分别地解码图像或者视频(要连续地示出的多组静止图像)的方法和装置，其与旧有图像/视频编码技术相比较可以操纵增加的亮度动态范围，本专利技术具体地涉及指定根据第一动态范围图像导出的第二动态范围图像的颜色饱和度(两者在亮度动态范围中改变至少因子二，并且例如根据具有PB_C＝100尼特的接收到的标准动态范围SDR图像在接收侧装置中重建1000尼特的编码峰值明亮度PB_C的HDR图像)当导出具有其第二动态范围的第二图像时应该如何通过饱和度处理来偏离。本专利技术还涉及很好地调谐到涉及相当地不同的亮度动态范围的图像的映射的图像处理链的饱和度处理(至少因子2，但是可以仅是：需要以因子100减少动态范围，从10000尼特到100尼特图像，或者反之亦然)。
技术介绍
饱和度是比得到故事的小部分的外行人看起来的那样更难的技术量。在精神视觉上，其是可以通过具有带三个不同的锥体类型的眼睛的大脑导出的(对象的)颜色的有意义的性质之一。在光度学/色度学上，其是颜色多么接近于相同色调的单色光谱或者换言之其距白色多么远的量度，并且其通常被称为纯度。在那里，其涉及这样的物理性质(如例如在对象的外部层中的着色剂的量)，例如，如果存在吸收蓝色和绿色波长而反射红色波长的许多着色剂，则我们具有强或纯的红色对象。在数学上，对于图像颜色处理技术，其涉及通过移动更接近或者更远离某种白色进行的一些颜色空间中的一些径向轴处理。而且，该处理必须建模自然如何生成纯度，并且更具体地，人类将如何感知其。此外，由于色彩依赖于亮度，因而大脑可以导出三种“饱和度”，其分别地被称为色彩度、色度和饱和度，但是在该文本中为了简单起见我们将使用词语饱和度，因为对于技术人员而言我们意指什么将是更清楚的。“复杂性”的另一来源在于，饱和度处理(和定义)可以在所有种类的空间中完成(具有圆柱体，分别为锥体或者双锥形)，其中的一些固有地缩放到色域范围，但是与光的线性性质相比较具有变形关系，以及其他可以是简单的，但是可以导致削波(clipping)，尤其是由于3(或多)原色加性显示器的非线性帐篷形状。现有技术已经得到一群一般饱和度教导，其大部分逻辑地涉及图像处理，通常为对图像的美化。如果人们对针对图像的人类偏好进行建模，那么突出的一件事情通常是人类常常偏好高度饱和图像。当然，去饱和的粉彩图像也可以是漂亮的，并且因此颜色技术也需要能够生产那些颜色。并且，这样做给定技术的细节，我们将假定此处(为了阐述的简单性，非限制性的)其为加性显示器的细节。这些技术不关心任何编码问题，例如，如果HDR图像被传递到接收器作为唯一HDR图像，则(一个或多个)HDR图像的重建质量应当具有最小条带、DCT分块伪影等。但是具体地，如果期望传递相同HDR场景的两个不同分级的外观，即例如1000尼特或者5000尼特PB_CHDR分级和SDR100尼特PB_C分级，并且具体地如果人们想要接收实际上被传递作为SDR图像的HDR图像，人们应当在人们如何完成根据另一图像重建一幅图像所要求的处理的所有定义中是仔细的(其实际上是第二图像的功能编码，比如说例如1000尼特HDR(通过传递一组函数以变换实际上接收到的图像，例如，SDR图像))。在相机捕获并且格式化标准图像格式(如例如PAL)的有限色域中的捕获的图像的领域中还存在特定现有技术。注意，所有饱和度相关现有技术将具有至少一些相似性，其然而不应当关于本专利技术的部分的其差异和对比度被混淆或者被误解。应当注意，由于饱和度从(零饱和度)亮度轴沿着向外方向在色度方面起作用，因而所有等式将可能具有类型颜色_分量减去不饱和_亮度_分量的特定形式。然而，具有例如两个特定色度尺度的特定坐标系对数学的特定三维指定之间的差异，并且尤其是线性对非线性颜色表示，以及那些相应空间中的颜色变换的操纵，可以具有非常不同的比色行为，即需要被小心预期，并且因此并非平凡地彼此变换。还应当理解，应用的数学变换可以是线性的(例如，颜色矩阵)，但是如果其被应用在非线性空间中，则最终比色行为关于潜在地不同的比色行为仍然是非线性的，其可以针对一些应用或者图像被忽视，但是对于其他重要。EP0647069涉及一种系统，用于正确地格式化较高明亮度的区域中的相机输出，使得例如没有或者减少的面部褪色发生。这些相机具有亮度部件上的所谓的软削波器或者拐点电路(图1、2)，以减少但保持一些突出显示。还应当记住，基于扫描的较旧类型的相机可能已经具有稍微更多的非线性溢出行为，但是CCD相机将通常地具有很充分的限制，但是仍然，这样的拐点行为可以仍然帮助保持图像中的几个突出显示，同时不使关于操作符的主要部分变暗太多。依据该拐点系统行为，该专利然后添加影响饱和度的电路部分。首先，我们要注意，这些系统未实际上旨在最佳地操纵HDR场景，其可以具有比相机暴露在其上的主要明亮度区域亮10或者甚至50倍的更高的明亮度区域。保持软拐点，但是利用该电路无论如何将大多数实际上更亮的区域削波到白色。DE19812526是另一颜色饱和度修改电路，其当然对颜色差异分量起作用，但是再次除了以上差异，如不允许人类可指定饱和度增益(更不用说其在创建侧和消费侧之间将是可通信的，或者其将形成编码不同动态范围外观的光谱的新颖基本原理的基础，能够用作对绘制图像的最佳，在现场具有不同的显示峰值明亮度PB_D输出的多个显示器)，该专利仅在两个颜色差异上以标准的方式起作用并且甚至从任何有用的教导朝向我们下面所描述的技术进一步移除。众所周知，这样的“UV”型饱和度电路先前地存在，因为在已经得到YUV视频作为输入的电视中(即，在转换到用于控制显示器的所要求的RGB之前)进行一些饱和度处理是非常便宜的方便的方式。其次，最近已经搜索如何编码一组(一幅或多幅)HDR图像，尤其是以这样的方式：其还可以服务经典视频应用(视频是任何一组移动图像，即其要在时间演替中呈现，在这样的应用领域中作为例如有线电视、基于因特网的OTT视频供应、专业电影院和其他相关视频应用)。存在可以影响用于(一幅或多幅)HDR图像或者视频的好的编码技术的设计的多个特定要求。在WO2015180854中教导了申请人的编码技术的一个范例(关于允许这样的国家的可组合的教导将其整体内容被并入本文)。从中可以看到，可以存在得到HDR编码技术的各种方式(尤其取决于应用，例如，是否其用于电视节目的实时广播，或者用于离线电影通信)，因此我们不旨在比在本申请或其权利要求中必要的更多地限制我们自己。重要的是要理解该技术允许将第一动态范围的图像实际上作为第二动态范围的图像进行传递(假设没有限制，以便容易理解人类创建者已经制作了图像的主5000尼特PB_C表示，并手动将其重新分级为100尼特SDR表示或要实际传递的外观图像，并通过分级我们意指从第一HDR图像到第二HDR图像改变对象的颜色，并至少以某种方式改变它们的亮度，如期望地并可通过数学函数计算，其也要被传递)。在一些变型中，人们期望具有仅亮度变换，但是一般而言人们还可以期望颜色处理，并且尤其是很适于从第一亮度动态范围到第二亮度动态范围的变换的需要的饱和度处理，所述第二亮度动态范围通常是相当不同的(至少2x更高的PB_C，但是通常地5x、10x或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像编码器(201)，其用于编码针对至少一个时刻的至少一幅高动态范围图像(HDR_ORIG)以及针对相同时刻的至少一幅图像(Im_LDR_out)，所述至少一幅图像具有以至少因子二与所述高动态范围图像的亮度动态范围不同的第二亮度动态范围，所述图像编码器被布置为编码针对那两幅图像(HDR_ORIG、Im_LDR_out)中的至少一幅图像的像素颜色的矩阵，所述图像编码器包括指定单元(212)，所述指定单元包括饱和度指定单元(204)，所述饱和度指定单元被布置为将指定颜色相关饱和度变换的饱和度修改指定函数指定为针对像素颜色(Y’，Cb，Cr)的至少两个颜色差异值(R’‑Y’、B’‑Y’)中的最大一个颜色差异值的每个可能值的一组增益(g)，所述颜色差异值被定义为所述像素颜色的非线性RGB加性颜色分量的值减去所述像素颜色的亮度，并且所述图像编码器还包括格式化器(210)，所述格式化器被布置为在图像信号(S_im)中输出对包括像素颜色的所述矩阵的图像(Im_in_DCT)的编码以及作为元数据的所述一组增益(g)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.14 US 62/307,6391.一种图像编码器(201)，其用于编码针对至少一个时刻的至少一幅高动态范围图像(HDR_ORIG)以及针对相同时刻的至少一幅图像(Im_LDR_out)，所述至少一幅图像具有以至少因子二与所述高动态范围图像的亮度动态范围不同的第二亮度动态范围，所述图像编码器被布置为编码针对那两幅图像(HDR_ORIG、Im_LDR_out)中的至少一幅图像的像素颜色的矩阵，所述图像编码器包括指定单元(212)，所述指定单元包括饱和度指定单元(204)，所述饱和度指定单元被布置为将指定颜色相关饱和度变换的饱和度修改指定函数指定为针对像素颜色(Y’，Cb，Cr)的至少两个颜色差异值(R’-Y’、B’-Y’)中的最大一个颜色差异值的每个可能值的一组增益(g)，所述颜色差异值被定义为所述像素颜色的非线性RGB加性颜色分量的值减去所述像素颜色的亮度，并且所述图像编码器还包括格式化器(210)，所述格式化器被布置为在图像信号(S_im)中输出对包括像素颜色的所述矩阵的图像(Im_in_DCT)的编码以及作为元数据的所述一组增益(g)。2.根据权利要求1所述的图像编码器，其中，所述指定单元(212)包括确定至少两个权重的集合(Wr、Wb)的单元，所述至少两个权重的集合用于通过所述图像信号(S_im)的任何接收器与所述至少两个颜色差异值(R’-Y’、B’-Y’)相乘，并且所述格式化器(210)被布置为在所述图像信号(S_im)中输出那些权重。3.一种图像解码器(301、701)，其被布置为能够接收图像(Im_in_DCT)并且根据所述图像计算不同的亮度动态范围的图像(HDR_ORIG)，所述不同的动态范围具有编码峰值明亮度(PB_C)，所述编码峰值明亮度以至少为2.0的大小的乘法因子与接收到的图像(Im_in_DCT)的峰值明亮度不同，这两幅图像中的至少一幅图像是高动态范围图像(HDR_ORIG)，所述解码器包括颜色映射器(304)，所述颜色映射器被布置为通过针对所述接收到的图像的像素执行以下操作来导出不同的亮度动态范围的所述图像：-计算像素颜色(Y’，Cb_in，Cr_in)的至少两个颜色差异值(R’-Y’、B’-Y’)中的最大一个颜色差异值，所述颜色差异值被定义为所述像素颜色的非线性RGB加性颜色分量的值减去所述像素颜色的亮度；并且-接收一组增益(ST_g)，所述一组增益表示针对至少两个颜色差异值(R’-Y’、B’-Y’)中的所述最大一个颜色差异值的每个可能值的对应的增益(g)；并且确定针对当前被处理的像素的颜色的增益(g)；并且-将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·C·J·斯特森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL