色度子采样制造技术

一种具有减少假象的色度子采样，通过以下方式实现：在要被色度子采样的图像的亮度通道中检测高对比度区域，以便将图像划分为由高对比度区域组成的第一区域以及不同于第一区域的第二区域，其中，使用第一色度子采样器对第一区域中的图像进行色度子采样并且使用第二色度子采样器对第二区域中的图像进行色度子采样，其中，第一色度子采样器具有比第二色度子采样器更高的边缘保持特性。从而，可以至少部分地避免渗色假象，同时可以基本上保持图像的饱和度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】色度子采样的方法、设备及存储介质
本申请涉及色度子采样，诸如，HDR图像的色度子采样。
技术介绍
传统的低动态范围(LDR)图像和视频编码方案利用彩色空间(如具有一个亮度和两个色度通道的YCbCr)以及色度通道的子采样，来采用人眼对色度变化的敏感度比对亮度变化的敏感度低的事实。对于高动态范围(HDR)视频，在[1]中已经提出了自适应的LogLuv彩色空间。在此，也可以对u和v色度通道进行子采样。然而，特别在HDR图像和视频中，可发生具有每个高对比度的边缘，(即，具有很高亮度的区域紧挨着具有很低亮度的区域)。在该边缘处，由于色度子采样所引发的假象可以变得可见。图6示出了根据[2]利用滤波器进行色度子采样并且根据[3]利用滤波器进行上采样之后的色彩映射HDR图像。渗色假象在利用长方形强调并且以放大的方式在图像旁边示出的部分中(也就是在花盆的边缘处以及百叶窗的叶片之间)清楚可见。发生这些假象主要因为来自暗区和亮区的色度值在色度子采样和上采样的过程期间被混合。
技术实现思路
因此，有利的是，具有所探讨的改善的色度子采样概念，在基本上保持图像的其他特征的同时避免或者减少此种渗色假象。因此，本专利技术的目标是提供改善特性的色度子采样概念。该目标通过所附独立权利要求的主题内容来实现。本专利技术的基本思想是具有减少的假象的色度子采样，可以通过如下方式实现：在要被色度子采样的图像的亮度通道中检测高对比度区域，以便将图像划分为由高对比度区域组成的第一区域以及不同于第一区域的第二区域，其中，使用第一色度子采样器在第一区域中对图像进行色度子采样并且使用第二色度子采样器在第二区域中对图像进行色度子采样，其中，第一色度子采样器具有比第二色度子采样器更高的边缘保持特性。从而，至少可以部分避免渗色假象，同时图像的其他特征(诸如，图像的饱和度)可以基本保持，而不会如整体使用中值滤波器那样受到其他方式的影响。附图说明尽管关于附图描述了本申请的优选实施方式，但是有利的实施方式才是从属权利要求的主题，其中：图1A至图1D是不同的色度采样模式的示意图；图2示出了根据实施方式的用于色度子采样的设备的示意性框图；图3A和图3B示出了要被色度子采样的一部分图像与色度子采样的图像的色度样本的目标位置以及示例性执行高对比度检测的位置区域，在图3A的情况下，用于降至图1C的色度样本模式的色度子采样的一个时刻，以及在图3B的情况下，用于降至图1B的色度样本模式的色度子采样的另一个时刻；图4A和图4B示出了使用滤波器内核的第一和第二子采样器的可能操作以及分别关于图3A和图3B的检测区域的滤波器内核的位置，在图3A的情况下，用于降至图1C的色度样本模式的色度子采样的一个时刻，以及在图3B的情况下，用于降至图1B的色度样本模式的色度子采样的另一个时刻；图5A和图5B示出了使用的滤波器内核大小超过分别根据图3A和图3B执行高对比度检测的位置区域的第二色度子采样器的可替代的操作状态，在图3A的情况下，用于降至图1C的色度样本模式的色度子采样的一个时刻，以及在图3B的情况下，用于降至图1B的色度样本模式的色度子采样的另一个时刻；以及图6是通过使用如[2]和[3]中描述的方法的色度下采样和重新色度上采样而获取的图像及其放大部分。具体实施方式在描述本申请的一些实施方式之前，关于图1A至图1D描述了色度子采样的性质。这些附图中的每一个均示出了来自图像或者图片的空间子部分，以及其中包含的亮度和色度样本。具体地，亮度样本示出为白色圈，而色度样本表示为具有用于两个不同的色度分量的不同阴影的影线圈。每个“样本”具有与之相关的某个空间采样位置和样本值。图1A至图1D中仅示出了样本的采样位置。样本的值可以一方面不同地表示为亮度样本以及另一方面表示为色度样本。可替代地，可以使用相同表述。在HDR图像中，通过亮度样本表示所呈现的动态范围经常超过色度样本的可被表示的动态范围。例如，亮度样本可以使用浮点表示来表征。在另一实例中，以下表示为LogLuv表示，通过整数值表示亮度样本，然而，该整数值表示对数标度中的亮度，但是例如，色度样本使用线性标度中的整数值表示它们的色度值。在图1A的实例中，示出的空间子部分内的亮度样本的数量等于第一色度分量的色度样本的数量以及第二色度分量的样本的数量。如示例性示出的，它们的采样位置是彼此共置的。例如，此种颜色表示法被称为4:4:4。在图1B中，然而，亮度样本之间的比值分别是第一和第二色度分量的色度样本的数量的两倍。即，在图1B的情况下，图片的两个色度通道的空间分辨率是亮度通道的空间分辨率的一半。在图1B的情况下，色度样本与每隔一个纵列的亮度样本的亮度样本共置，即，色度通道的空间分辨率沿着水平方向减半并且沿着垂直方向等于亮度通道的空间分辨率。然而，这也可以不同地设计。在任何情况下，图1B中示出的色度采样模式被称为4:2:2。图1C和图1D示出了其中在图像的各个空间子部分内，第一和第二色度通道的色度样本的数量分别是亮度样本的数量的四分之一的两种可能的配置。在图1C的情况下，例如，每个色度通道的一个色度样本放置在一块2x2亮度样本的中间。亮度样本在图1A至图1D的任何色度采样模式中在行和列中有规律布置并且因此2x2块也是如此。在图1D的情况下，色度采样位置与图1C的模式相比沿着水平方向或横列方向转移半个像素距离，(即亮度样本的节距的一半)，使得色度样本放置在每隔一个纵列的亮度样本的连续的亮度样本对的中间。图1C和图1D的色度采样模式被称为4:2:0。从根据图1A的色度采样模式引导至图1B至图1D的任何色度采样模式的操作称为“色度子采样”，并且尽管以下详细描述的实施方式示例性地假设根据图1A的颜色表示形成色度子采样的原点或者起点，但是这自然不是强制性的。与以下描述可替换地，要被色度子采样的图片的色度采样模式可以不同于图1A中示出的一个采样模式。类似地，从颜色子采样产生的具体色度采样模式可不同于图1B和图1D中示出的那些采样模式，并且仅为了更易于理解，下面的描述有时说明性地将图1B和图1C的颜色表示法指示为色度子采样过程的目标。例如，一方面将图1A的颜色表示引导至图1C的颜色表示以及另一方面将图1A的颜色表示引导至图1D的颜色表示的色度子采样，仅仅通过色度采样位置而彼此区别，而不是通过(其中必须进行的色度子采样的)色度样本的数量。考虑到这个差异，可以使用具有不同过滤系数的色度子采样滤波器。为了克服以上本申请的说明书的前言部分中描述的这些问题，即，与通常使用的色度子采样处理有关的渗色假象，本申请的专利技术人具有以下想法。具体地，例如如果只有来自明亮区域的色度值被用于子采样处理，就可以避免渗色假象。例如，实现这个目标的便利方式将是在4:2:0的2x2像素区域中或者在4:2:2的2x1像素区域中找出最高亮度值的位置，并且使用来自各个像素区域的共置位置的色度值作为用于2x2或者2x1像素区域的子采样色度值。然而，如果针对整个图像/图片整体完成这个操作，另一个假象就会出现：图像的总体颜色饱和度降低。因此，根据以下描述的实施方式使用色度子采样的两个方法：避免渗色假象的色度子采样方法，以及避免低饱和度假象的另一个色度子采样方法。例如，避免低饱和度的方法将是根据[2]降频转换滤波器，或者例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于色度子采样的设备，包括：检测器(12)，被配置为在要被色度子采样的图像(18)的亮度通道中检测高对比度区域，以便将所述图像(18)划分为由所述高对比度区域组成的第一区域(20)以及不同于所述第一区域(20)的第二区域(22)；第一色度子采样器(14)，被配置为在所述第一区域中对所述图像进行色度子采样；第二色度子采样器(16)，被配置为在所述第二区域中对所述图像进行色度子采样，其中，所述第一色度子采样器(14)具有比所述第二色度子采样器(16)更高的边缘保持特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.14 EP 13167639.71.一种用于色度子采样的设备，包括：检测器(12)，被配置为在要被色度子采样的图像(18)的亮度通道中检测高对比度区域，以便将所述图像(18)划分为由所述高对比度区域组成的第一区域(20)以及不同于所述第一区域(20)的第二区域(22)；第一色度子采样器(14)，被配置为在所述第一区域中对所述图像进行色度子采样；第二色度子采样器(16)，被配置为在所述第二区域中对所述图像进行色度子采样，其中，所述第一色度子采样器(14)具有比所述第二色度子采样器(16)更高的边缘保持特性。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述检测器(12)被配置为通过局部检查第一局部模板内的最低亮度与最高亮度之间的比值是否超过预定阈值来检测所述高对比度区域。3.根据权利要求2所述的设备，其中，要被色度子采样的所述图像的所述亮度通道在对数标度上表示所述亮度，并且所述检测器(12)被配置为通过减法确定所述局部模板内的最低亮度与最高亮度之间的所述比值。4.根据权利要求2所述的设备，其中，在检测所述高对比度区域中，所述检测器(12)被配置为间隙较小地并且没有重叠地在所述图像上分布所述局部模板，从而限定模板网格，其中，所述第一色度子采样器和所述第二色度子采样器被配置为执行所述图像的所述色度子采样，使得所述色度子采样导致子采样分辨率与所述模板网格的分辨率一致。5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述第一色度子采样器(14)被配置为使用第一滤波器内核执行所述图像的所述色度子采样，所述第一滤波器内核定位为与所述检测器(12)执行所述检测的位置一致。6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第二色度子采样器(16)被配置为使用第二滤波器内核执行所述图像的所述色度子采样，所述第二滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特·托马，克里斯蒂安·舍尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE