用于预测图像采样以进行编码或解码的方法与装置制造方法及图纸

编码与解码高动态范围图像的至少一部分的方法，图像被定义在具有亮度分量以及色差度量的高动态范围的感知空间中，方法包括针对图像的至少一部分中的块：将用于块的预测的参考采样转换到将要被预测的块的低动态范围(LDR)空间，参考采样在其相关联的LDR空间中已被重构，并且使用已转换的参考采样来预测块，以使用适于LDR图像的编码或解码技术对块进行编码或解码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与用于预测图像数据以进行编码或解码处理的方法与装置相关。具体地但不排他地，本专利技术与用于对高动态范围(HDR)应用的视频数据进行编码与解码的图像数据预测相关。技术背景由图像设备所捕捉的场景中的光的变化可以是巨大的。例如，位于场景的阴影中的对象与被直射的阳照明亮的对象相比会显得非常暗。由传统的低动态范围(LDR)图像所提供的有限动态范围以及色域不提供用于这样的场景内的亮度与颜色变化的精确重现的充足范围。通常表示图像像素的亮度或颜色的LDR图像的分量值由有限数量的比特(通常是8、10或12比特)来表示。由这样的表示所提供的有限范围的亮度并不能使得微小的信号变化能够有效地重现，尤其在亮度的亮度与暗度的范围中。高动态范围成像(也被称为HDR或HDRI)使得场景的亮与暗区域之间的亮度与传统的LDR图像相比，能够有更大的动态范围。这通过将信号表示扩展到更宽的动态范围从而提供横跨整个范围的高信号精确度而实现在HDR成像中。在HDR图像中，像素的分量值通常用更大数量的比特(诸如从16比特到64比特)来表示，包括以浮点格式(诸如每个分量32比特或16比特，即浮点或半浮点的)，最常用的格式是openEXR半浮点格式(每个红绿蓝颜色标准(RGB)分量16比特，即每个像素48比特)，或以具有长表示的整型，通常至少16比特。这样的范围对应人类视觉系统的自然敏感度。以这种方式HDR图像更加精确地表示在真实场景中所发现的宽的亮度范围，因此提供场景的更加真实的表示。然而，因为提供了值的更大范围，HDR图像消耗大量的存储空间和带宽，使得HDR图像与视频的存储以及传输出现问题。因此要求高效的编码技术从而将数据压缩到更小、更易管理的数据尺寸。找到适合的编码/解码技术来有效地压缩HDR数据同时保留亮度的动态范围以用于精确渲染被证明是有挑战性的。用于编码HDR图像的通常的方法是降低图像的动态范围，以通过用于编码LDR图像的传统的编码方案来编码图像。例如在一个这样的技术中，色调映射算子被应用到输入HDR图像并且经过色调映射的图像然后以传统的8-10比特深度编码方案(诸如JPEG/JPEG200或MPEG-2、用于视频的H.264/AVC(KarstenSuhring，H.264/AVCReferenceSoftware，http：//iphome.hhi.de/suehring/hml/download/，2003年9月发表于J.Wiley&Sons的标题为《H.264andMPEG-4videocompression》的I.E.Richardson的书))的方法来编码。之后逆色调映射算子被应用到经解码的图像并且计算在输入图像与经解码且经逆色调映射的图像之间的残余。最后，以第二传统8-10比特深度编码器方案的方式来编码残余。此第一种方法的主要缺点是使用了两种编码方案，以及输入图像的动态范围是传统编码方案(16-20比特)的动态范围的两倍的局限。根据另一方法，输入HDR图像被转换从而获得图像像素在颜色空间中的视觉无损的表示，在该颜色空间中值属于与传统的8-10比特或扩展的12、14或16比特深度编码方案(诸如高效视频编码(HEVC)(B.Bross，W.J.Han，G.J.Sullivan，J.R.Ohm，T.WiegandJCTVC-K1003，“HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)textspecificationdraft9”2012年10月)以及它的高比特深度扩展)相兼容的动态范围。即使传统的编解码器可以操作高像素(比特)深度，但贯穿图像以统一的方式在这样的比特深度进行编码通常是困难的，因为获得的压缩比例针对传输应用来说太低。使用可应用于LDR图像的编码技术的其他方法使得在经解码的图像中出现伪影。本专利技术考虑到以上所述而设计。
技术实现思路
根据专利技术的第一个方面，提供了一种编码或解码高动态范围图像的至少一部分的方法，该图像被定义在高动态范围的颜色空间中，该方法包括，针对该图像的至少一部分中的块：将用于该块的预测的参考采样转换到将要被预测的该块的本地LDR颜色空间中，该参考采样先前已在其相关联的本地LDR颜色空间中被重构，其中要被预测的该块的本地LDR颜色空间基于该块的代表性的亮度值；以及使用经转换的参考采样来预测该块，以使用适于LDR图像的编码或解码技术来对该块进行编码或解码。块的本地LDR感知空间的特征在于基于的块的代表性亮度的块的参考照明条件。例如参考照明条件可以从块的平均亮度值中推导出来。在实施例中参考采样的转换包括：将该参考采样从其相应的经重构的LDR颜色空间缩放到高动态范围的本地感知颜色空间；在该图像的原始HDR感知颜色空间中重构经缩放的参考采样；将重构后的经缩放的参考采样映射到将要被预测的该块的本地感知颜色空间；以及将经转换的参考采样的动态范围减小到用于将要被预测的该块的编码/解码的LDR颜色空间。在实施例中，在该图像的原始HDR感知颜色空间中重构经缩放的参考采样取决于相应地与该参考采样相关联的共同代表性的亮度分量。在实施例中，将重构后的经缩放的采样映射到将要被预测的该块的本地感知颜色空间取决于与将要被预测的该块相关联的共同代表性的亮度分量值。每一个共同亮度分量表示构成该参考采样所属的块的采样的亮度。在实施例中，针对参考采样的共同代表性的亮度分量值基于该采样所属的图像块的图像采样的亮度值而获得。在实施例中，针对将要被预测的该块的共同代表性的亮度分量值基于该块的图像采样的亮度值而获得。在实施例中，该方法包括：通过应用包括至少一个编码参数的编码参数集合，使用适于低动态范围(LDR)图像的编码处理来编码该图像的至少一部分中的该块；在高动态范围的空间中重构经编码的块；在高动态范围的空间中估计针对经编码的块的速率失真代价；以及基于所估计的速率失真代价来调整用于该块的编码处理的编码参数集合。在实施例中，估计速率失真代价包括估计与对将要被编码的该块的共同代表性的分量值进行编码相关联的速率。在实施例中，将要被预测的图像块在对该块进行编码之前，基于相应的共同代表性的亮度分量值而表示在高动态范围的本地感知空间中。在实施例中，该方法包括针对将要被预测的该块获得在低动态范围的本地空间中的至少一个本地残余亮度分量，至少一个本地残余亮度分量对应于原始图像的相应亮度分量与该块的共同代表性的亮度值之间的差。。在实施例中，该方法包括针对该块获得在本地感知空间中的至少一个图像部分，该至少一个图像部分对应于本地残余亮度分量或图像部分的颜色分量，其根据该块的至少一个共同代表性的亮度值被标准化。在实施例中，估计速率失真代价包括估计与至少一个图像部分的编码相关联的速率。在实施例中，估计速率失真代价包括估计与在高动态范围的感知空间中的经编码的块的重构相关联的失真。在实施例中，该方法包括在本地感知空间中所重构的残余图像部分的采样与原始结构的采样以及该图像的相应采样之间执行视觉无损的细化。本专利技术的第二方面提供了用于编码被定义在具有亮度分量以及色差度量的感知空间中的高动态范围的图像的至少一部分的编码设备，该设备包括：参考采样转换器，用于将用于该图像的块的预测的参考采样转换到将要被预测的该块的本地LDR颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码或解码高动态范围图像的至少一部分的方法，该图像被定义在高动态范围的颜色空间中，该方法包括，针对所述图像的至少一部分中的块：将用于所述块的预测的参考采样转换到将要被预测的所述块的本地LDR颜色空间中，所述参考采样先前已在其相关联的本地LDR颜色空间中被重构，其中要被预测的所述块的本地LDR颜色空间基于所述块的代表性的亮度值；以及使用经转换的参考采样来预测所述块，以使用适于LDR图像的编码或解码技术来对所述块进行编码或解码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 EP 14306029.11.一种编码或解码高动态范围图像的至少一部分的方法，该图像被定义在高动态范围的颜色空间中，该方法包括，针对所述图像的至少一部分中的块：将用于所述块的预测的参考采样转换到将要被预测的所述块的本地LDR颜色空间中，所述参考采样先前已在其相关联的本地LDR颜色空间中被重构，其中要被预测的所述块的本地LDR颜色空间基于所述块的代表性的亮度值；以及使用经转换的参考采样来预测所述块，以使用适于LDR图像的编码或解码技术来对所述块进行编码或解码。2.根据权利要求1所述的方法，其中，每一个参考采样的转换包括：将所述参考采样从其相应的经重构的LDR颜色空间缩放到高动态范围的本地感知颜色空间；在所述图像的原始HDR感知颜色空间中重构经缩放的参考采样；将重构后的经缩放的参考采样映射到将要被预测的所述块的本地感知颜色空间；以及将经转换的参考采样的动态范围减小到用于将要被预测的所述块的编码/解码的LDR颜色空间。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述图像的原始HDR感知颜色空间中重构经缩放的参考采样取决于相应地与所述参考采样相关联的共同代表性的亮度分量，每一个共同亮度分量表示构成所述参考采样所属的块的采样的亮度。4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，将重构后的经缩放的采样映射到将要被预测的所述块的本地感知颜色空间取决于与将要被预测的所述块相关联的共同代表性的亮度分量值。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，针对参考采样的共同代表性的亮度分量值基于所述采样所属的图像块的图像采样的亮度值而获得。6.根据权利要求4或权利要求5所述的方法，其中，针对将要被预测的所述块的共同代表性的亮度分量值基于所述块的图像采样的亮度值而获得。7.根据前述的任何权利要求所述的方法，还包括：通过应用包括至少一个编码参数的编码参数集合，使用适于低动态范围(LDR)图像的编码处理来编码所述图像的至少一部分中的所述块；在高动态范围的空间中重构经编码的块；在高动态范围的空间中估计针对经编码的块的速率失真代价；以及基于所估计的速率失真代价来调整用于所述块的编码处理的所述编码参数集合。8.根据权利要求7所述的方法，当权利要求7基于权利要求6时，其中估计所述速率失真代价包括估计与对将要被编码的所述块的共同代表性的分量值进行编码相关联的速率。9.根据权利要求8所述的方法，包括针对将要被预测的所述块获得在低动态范围的本地空间中的至少一个本地残余亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里斯·勒·利安纳西，塞巴斯蒂安·拉塞尔，多米尼奇·梭罗，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR