对彩色图像进行解码的方法和设备技术

本公开总体上涉及一种对来自比特流的彩色图像进行解码的设备和方法。其包括：‑通过向从比特流获得的亮度分量施加非线性动态扩展函数来获得扩展范围的亮度作为第一分量，其中所述非线性动态扩展函数是依赖于已经向对彩色图像进行编码时获得的原始亮度分量施加的动态减小函数的逆来确定的；‑通过计算由第一分量确定的值和另一个值之间的差的平方根，获得第二分量S，所述另一个值计算为从所述比特流获得的两个色度分量的乘积和所述两个色度分量的平方值的线性组合的；以及‑通过将要解码的彩色图像的至少一个颜色分量确定为第二分量和两个色度分量的线性组合，至少从所述第二分量S和所述两个色度分量获得所述至少一个颜色分量。

Method and apparatus for decoding color images

The present disclosure generally relates to an apparatus and method for decoding a color image from a bit stream. It includes: extended function to get the brightness of the extended range as the first component applied by nonlinear dynamic luminance component to obtain from the bit stream, wherein the nonlinear dynamic function is the original brightness has to depend on the dynamic encoding of color image is obtained when the amount applied to determine the inverse function decreases; by calculating the value determined by the first component and another difference between the value of the square root of second component S, the value of another linear computation into a product of two color components obtained from the bit stream and the two chrominance components of the square value of the combination; and at least one a color component by color image to be decoded to determine the linear combination of second components and two chrominance components, at least from the second components of the S and the two color components At least one color component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对彩色图像进行解码的方法和设备
本公开通常涉及图像/视频编码和解码。具体地而非排除地，本公开的
涉及对其像素值属于高动态范围的图像进行解码。
技术介绍
本部分是为了向读者介绍可能与下文所述的和/或所要求保护的本公开各个方面相关的现有技术的各方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便帮助更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解：这些陈述应按这种方式解读，而不是作为对现有技术的承认。在下文中，彩色图像包含特定图像/视频格式的样本(像素值)的若干阵列，所述特定图像/视频格式规定了相对于图像(或视频)的像素值的所有信息以及可以被显示器和/或任意其他设备用于例如对图像(或视频)进行显现或解码的所有信息。彩色图像包括第一样本阵列形式的至少一个分量(通常是luma(亮度)分量)，以及至少一个其他样本阵列形式的至少一个其他分量。或者等价地，相同的信息可以通过一组颜色样本(颜色分量)来表示，例如传统的三原色RGB表示。像素值通过n个值的矢量来表示，其中n是分量的个数。矢量的每一个值由多个比特表示，所述多个比特定义了像素值的最大动态范围。标准动态范围图像(SDR图像)是其亮度值用有限动态表示的彩色图像，该有限动态通常以2的幂或者F制光圈数来度量。SDR图像在线性域中具有约光圈数10的动态(即最亮像素和最暗像素之间的比为1000)，以及在非线性域中以有限数目的比特(在HDTV(高清电视系统)和UHDTV(超高清电视系统)中最常使用8或10个)例如通过使用ITU-RBT.709OEFT(光电传递函数)(Rec.ITU-RBT.709-5，April2002)或ITU-RBT.2020OETF(Rec.ITU-RBT.2020-1，June2014))进行编码，以减小动态。这种有限的非线性表示不允许对小信号变化的渲染进行校正，特别是对在暗的亮度范围和明的亮度范围内的小信号变化。在高动态范围图像(HDR图像)中，信号动态高得多(高达光圈数20，即最亮像素和最暗像素之间的比为一百万)，并且需要新的非线性表示来保持信号在整个范围内的高精度。在HDR图像中，原始数据通常按照浮点格式(每个分量32-比特或16-比特，即浮点或半浮点)表示，最流行的格式是OpenEXR半浮点格式(每个RGB分量16比特，即每个像素48比特)；或者以长整数来表示，通常至少16比特。色域是颜色的某个完整集合。最经常的用法指的是可以在给定环境内(例如在给定的色彩空间内)或者由特定输出设备精确表示的颜色的集合。有时通过CIE1931色彩空间色度图中定义的RGB三原色和白点来定义色域。例如，针对UHDTV，通过RGBITU-RRecommendationBT.2020色彩空间来定义色域。旧的标准ITU-RRecommendationBT.709定义了针对HDTV的较小色域。在SDR中，对于对数据进行编码的色域，动态范围被官方地定义为高达100nitb(每平方米坎德拉)，尽管一些显示技术可以示出更亮的像素。高动态范围图像(HDR图像)是用比SDR图像的动态高的HDR动态来表示亮度值的彩色图像。HDR动态还没有由标准定义，而是可以预期高达几千nits的动态范围。例如，通过RGBBT.2020色彩空间和在所述RGB色彩空间中表示的属于从0至4000nits的动态范围的值来定义一个HDR色域。通过RGBBT.2020色彩空间和在所述RGB色彩空间中表示的属于从0至1000nits的动态范围的值定义了HDR色域的另一示例。对图像(或视频)进行颜色分级是一种更改/增强图像(或视频)的颜色的处理。通常，对图像进行颜色分级涉及颜色容量(色彩空间和/或动态范围)的改变或者相对于该图像的色域的改变。因此，同一图像的两个不同颜色分级版本是在不同色彩空间(或者色域)中表示值的图像或者已经根据不同的颜色分级更改/增强了它们颜色的至少一个的图像。这可以涉及用户相互作用。例如，在电影制作时，使用三原色照相机将图像和视频捕捉为由3个分量(红、绿和蓝)构成的RGB颜色值。RGB颜色值依赖于传感器的三原色特性(颜色要素)。然后获得所捕捉图像的第一颜色分级版本以便(使用特定的剧院分级)得到剧院渲染。典型地，根据例如定义了UHDTV的参数值的标准化YUV格式(例如BT.2020)来表示所捕捉的图像的第一颜色分级版本的值。然后，调色师通常结合摄影导演通过精细调节/稍稍调整某些颜色值对所捕捉图像的第一颜色分级版本的颜色值执行控制，以便逐渐获得有美感的目的。要解决的问题是在分配相关联的SDR图像(或视频)的同时对压缩的HDR图像(或视频)的分配，所述SDR图像表示所述HDR图像(或视频)的颜色分级版本。平常的方案是在分配架构上同时播放SDR和HDR图像(或视频)，但是缺点是与适用于广播SDR图像(或视频)的传统结构(例如HEVCmain10profile(HighEfficiencyVideoCoding”，SERIESH：AUDIOVISUALANDMULTIMEDIASYSTEMS，RecommendationITU-TH.265，TelecommunicationStandardizationSectorofITU，2013年4月))相比，几乎将所需要的带宽加倍。使用传统分配架构要求加速HDR图像(或视频)分配的紧迫性。同样，应该在确保图像(或视频)的SDR和HDR版本的良好质量的同时，使比特率最小化。此外，可以确保后向兼容性，即SDR图像(或视频)应该对于配备有传统解码器和显示器的用户可观看，即具体地，应该保持总的感知明度(即暗场景vs明场景)和感知颜色(例如，色调的保留等等)。另一个直接解决方案是通过合适的非线性函数来减小HDR图像(或视频)的动态范围，典型地减小到有限个数的比特(即10比特)并且直接通过HEVCmain10profile进行压缩。已经存在这种非线性函数(曲线)，像由dolby在SMPTE(SMPTEstandard：HighDynamicRangeElectro-OpticalTransferFunctionofMasteringReferenceDisplays，SMPTEST2084：2014)提出的所谓的PQEOTF。这种解决方案的缺点是缺少后向兼容性，即所获得的图像(视频)的减小版本不具有足够的视觉质量以被认为可以作为SDR图像(或视频)来观看，并且压缩性能较差。在考虑到上述内容的情况下设计了本公开。
技术实现思路
以下呈现了公开的简单概括以便提供对本公开的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
不是本公开的扩展概述。并非意在确定本公开的关键或重要元素。以下
技术实现思路
只是以简化形式呈现本公开的一些方面，作为稍后提供的更详细描述的前言。具体地，针对图像或图像序列的编码和解码描述了分配解决方案的编码侧和解码侧。在编码侧，所述解决方案包括例如将HDR图像映射到按照与传统SDR工作流兼容的格式表示的SDR图像。示例性而非限制性的，所述格式可以是专用于高清TV(由标准ITU-R推荐BT.709定义)的8-比特YUV格式或者专用于超高清TV(由标准ITU-RRecBT.2020定义)的10-比特YUV格式。所述方案还包括通过使用传统SDR图像编码器对获得的SDR图像进行编码。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对来自比特流的彩色图像进行解码的方法，其特征在于所述方法包括：‑通过向从比特流获得的亮度分量施加非线性动态扩展函数来获得扩展范围亮度作为第一分量，其中所述非线性动态扩展函数是依赖于已经向对彩色图像进行编码时获得的原始亮度分量施加的动态减小函数的逆来确定的；‑通过计算由第一分量确定的值和另一个值之间的差的平方根，获得第二分量S，所述另一个值计算为从所述比特流获得的两个色度分量的乘积和所述两个色度分量的平方值的线性组合；以及‑通过将要解码的彩色图像的至少一个颜色分量确定为第二分量和两个色度分量的线性组合，至少从所述第二分量S和所述两个色度分量获得所述至少一个颜色分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 EP 15305147.91.一种对来自比特流的彩色图像进行解码的方法，其特征在于所述方法包括：-通过向从比特流获得的亮度分量施加非线性动态扩展函数来获得扩展范围亮度作为第一分量，其中所述非线性动态扩展函数是依赖于已经向对彩色图像进行编码时获得的原始亮度分量施加的动态减小函数的逆来确定的；-通过计算由第一分量确定的值和另一个值之间的差的平方根，获得第二分量S，所述另一个值计算为从所述比特流获得的两个色度分量的乘积和所述两个色度分量的平方值的线性组合；以及-通过将要解码的彩色图像的至少一个颜色分量确定为第二分量和两个色度分量的线性组合，至少从所述第二分量S和所述两个色度分量获得所述至少一个颜色分量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，-只有当由第一分量确定的值等于或大于所述线性组合时，才能够通过计算由第一分量确定的值和所述线性组合T之间的差的平方根来获得所述第二分量S，以及-另外将所述第二分量设置为等于零，并且将所述两个色度分量与公共因子F相乘。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述公共因子F是所述第一分量与所述线性组合的平方根的比率。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述公共因子F是所述线性组合的平方根的倒数。5.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述非线性动态扩展函数是当已经向对彩色图像编码时获得的原始亮度分量施加的动态减小函数的逆，并且由所述第一分量确定的所述值等于所述原始亮度分量。6.根据权利要求1或4所述的方法，其中-所述非线性动态扩展函数是当已经向对彩色图像编码时获得的原始亮度分量施加的动态减小函数的逆；-由所述第一分量确定的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·拉萨尔，法布里斯·勒林内克，杨妮克·奥利维耶，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR