用于对高动态范围（HDR）视频进行编码和解码的方法和装置制造方法及图纸

为了保留与非HDR设备或服务的后向兼容性，可以使用表示HDR图片的调制值和SDR图片来表示HDR图片。然后可以将所述调制值和所述SDR图片编码到比特流中。在接收侧处，可以对所述调制值和所述SDR图片进行解码。基于所述调制值，可以将所述SDR图片映射到已解码HDR图片。对于非HDR设备或服务，可以丢弃所述调制值信息并且仅对所述SDR图片进行解码。具体地说，可以使用四元树表示信息、帧内编码信息、帧间分区模式信息或运动矢量残差信息来隐式地对所述调制值进行信号传送。

Method and apparatus for encoding and decoding high dynamic range (HDR) video

To retain backward compatibility with non HDR devices or services, you can use the modulation values and SDR pictures that represent HDR images to represent HDR images. The modulation value and the SDR picture can then be encoded into a bit stream. At the receiving side, the modulation value and the SDR picture can be decoded. Based on the modulation value, the SDR picture can be mapped to the decoded HDR picture. For non HDR devices or services, the modulation value information can be discarded and decoded only for the SDR picture. Specifically, the four bit tree representation information, intra frame coding information, inter frame partition mode information, or motion vector residual information can be used to transmit the modulation value implicitly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对高动态范围(HDR)视频进行编码和解码的方法和装置
本专利技术涉及一种用于对高动态范围(HDR)视频进行编码和解码的方法和装置，更具体地说，涉及用于传递关于HDR视频的光照信息的方法和装置。
技术介绍
该部分旨在为读者介绍可能与本专利技术的以下描述的和/或要求保护的各个方面有关的本领域的各个方面。该讨论据信有助于为读者提供
技术介绍
信息，以促进对本专利技术的各个方面的更好的理解。相应地，应理解的是，这些陈述是针对于此来阅读的，而并非认为是现有技术。图片中的照度的动态范围可以被定义为图像的最高照度值与图像的最低照度值之间的比率：r＝bright/dark(1)其中，“bright”表示图像的最高照度值，“dark”表示图像的最低照度值。动态范围“r”通常表示为以2为幂的数字，称为f光圈(f-stops)或等效地称为光圈。例如，比率1000大约是10个f光圈，其为标准非HDR视频的典型动态范围，又称为SDR(标准动态范围)视频或等效地称为LDR(低动态范围)视频。当前消费者市场中所使用的视频信号通常表示为8比特，并且可以处理多达10个f光圈，如以下所示。如果视频信号不线性地表示而使用非线性动态压缩曲线，则8比特视频可以表示比明显8个f光圈更高的动态范围。例如，在线性光视频信号上应用ITU-R所定义的并且近似地等效于对8比特视频信号应用伽玛(幂函数)1/2.2的BT.709OETF(光-电传递函数)曲线，这将允许多于10个f光圈的动态范围。具体地说，在输入范围V∈[0，1]上，逆OETF曲线表示为：V＝1处的峰值在L＝1处输出最亮值，最低非零编码值V＝1/255在L＝0.00087处输出最暗值。因此，用于使用OETF曲线的8比特视频信号的动态范围是r＝1/0.00087＝1147，大致为10个f光圈。由于8比特视频信号可以具有约10个f光圈的动态范围，因此HDR视频通常指代具有显著高于10个f光圈的动态范围的视频。HDR视频应用所支持的准确动态范围可以变化。例如，SMPTE(电影与电视工程师协会)定义了感知量化器EOTF(电-光传递函数)，又称为PQEOTF(定义于SMPTEST.2084中)非线性传递曲线，其优选地在12比特上编码，可以对从0.005尼特到10000尼特的范围上的照度进行编码(尼特(nit)是指代坎德拉每平方米单位或cd/m2的术语)，致使2兆或大约21个f光圈的比率。实际上，HDR在家庭的首要开发可以预期是提供并非远大于1000尼特的峰值亮度和15个f光圈的动态范围的电视机，如果可能则优选地在10比特数据格式上。这种受限的HDR又称为扩展动态范围(EDR)。典型地，SDR视频具有8比特或10比特的比特深度，并且HDR视频具有10比特以及更高的比特深度。例如，SDR视频可以是4：2：0Y’CbCr10比特视频，HDR视频可以是PQOETFY’CbCr12比特视频。
技术实现思路
根据本原理一方面，提出一种用于生成用于高动态范围(HDR)图片的比特流的方法，包括：响应于所述HDR图片，确定调制值；以及响应于所述HDR图片和所确定的调制值，生成包括标准动态范围(SDR)图片的比特流，其中，在所述比特流中隐式地对所确定的调制值进行信号传送。根据本原理另一方面，提出一种用于对包括高动态范围(HDR)图片的比特流进行解码的方法，包括：确定所述比特流中被隐式地信号传送的调制值；以及响应于所述比特流中所包括的所确定的调制值和标准动态范围(SDR)图片，确定所述HDR图片。根据本原理另一方面，提出一种用于生成用于高动态范围(HDR)图片的比特流的装置，包括：处理器，被配置为响应于所述HDR图片确定调制值，以及响应于所述HDR图片和所确定的调制值生成包括标准动态范围(SDR)图片的比特流，其中，在所述比特流中隐式地对所确定的调制值进行信号传送；以及通信接口，被配置为输出所述比特流。根据本原理另一方面，提出一种用于对包括高动态范围(HDR)图片的比特流进行解码的装置，包括：通信接口，被配置为存取所述比特流；以及解码器，被配置为确定所述比特流中被隐式地信号传送的调制值，以及响应于所述比特流中所包括的所确定的调制值和标准动态范围(SDR)图片确定所述HDR图片。附图说明图1示出示例性SDR/HDR分发工作流。图2示出根据本原理实施例的用于对HDR视频进行编码的示例性方法。图3示出根据本原理实施例的用于对HDR视频进行解码的示例性方法。图4示出根据本原理实施例的将HDR照度映射到SDR照度的函数的图解示例。图5示出描述可以实现本原理示例性实施例的各个方面的示例性系统的框图。图6示出描述可以与一个或多个实现方式一起使用的视频处理系统的示例的框图。图7示出描述可以与一个或多个实现方式一起使用的视频处理系统的另一示例的框图。图8A示出待编码的图片的具有64x64像素的典型大小的示例性第一LCU(最大编码单元)，图8B示出根据本原理实施例的以隐式方式对二进制表示Ba_bin的比特进行信号传送的示例性实施例。图9是描述利用以及不利用所提出的技术的H.265/HEVC的率失真性能的示例性图解示例。具体实施方式关于SDR视频已经开发很多视频编码标准和视频编解码器，例如但不限于MPEG-2标准、H.264/AVC标准、H.265/HEVC标准以及符合这些标准的编解码器。在本申请中，支持SDR视频而不支持HDR视频的各种编码器、解码器和设备分别称为SDR(或非HDR)编码器、解码器和设备，并且支持HDR视频的各种编码器、解码器和设备分别称为HDR编码器、解码器和设备。在本申请中，我们互换地使用术语“帧”和“图片”，以标识一般包含用于多个分量的值的采样数组。当处理HDR视频(例如，对HDR视频进行编码或分发)时，期望系统也可以对仅支持SDR视频的设备或服务提供后向兼容性。在本申请中，我们将处理HDR视频的、具有与SDR视频的后向兼容性的系统称为SDR/HDR系统。具体地说，通过后向兼容性，SDR/HDR系统内的SDR解码器应能够生成表示HDR视频但具有比HDR视频更有限的动态范围的相关联的SDR视频。设计SDR/HDR分发系统的直接解决方案可以是在分发基础架构上同时联播SDR视频流和HDR视频流，这样实际上与仅分发SDR视频的基础架构相比使得所需的带宽加倍。当带宽有限时，SDR/HDR分发系统通常应将带宽消耗纳入考虑。另一解决方案是使用非线性函数将HDR视频的动态范围减少为有限数量的比特(例如10比特)，压缩减少后的HDR视频(例如，使用H.265/HEVC的Main10简档)，并且分发所压缩的视频流。用于减少HDR视频的动态范围的示例性非线性函数包括PQOETF、伽玛补偿曲线以及BT.709/BT.2020OETFITU-R曲线。更一般地，可以使用“绝对”非线性映射曲线将HDR视频转换为SDR视频，其中，“绝对”应理解为所映射的SDR值对应于唯一HDR输入亮度(即，曲线并非适配于内容)。使用“绝对”映射曲线，减少后的HDR视频通常并不提供如SDR视频那样的良好的可观看性(即，保留对应HDR视频的整体感知亮度(即，暗场景vs亮场景)和感知色彩(例如，对色调和感知饱和度(又称为色彩度)的保留))，并且因此，该解决方案缺少后向兼容性。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成用于高动态范围(HDR)图片的比特流的方法，包括：响应于所述HDR图片，确定(210)调制值；以及响应于所述HDR图片和所确定的调制值，生成(230)包含标准动态范围(SDR)图片的所述比特流，其中，在所述比特流中隐式地对所确定的调制值进行信号传送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 EP 15305112.31.一种用于生成用于高动态范围(HDR)图片的比特流的方法，包括：响应于所述HDR图片，确定(210)调制值；以及响应于所述HDR图片和所确定的调制值，生成(230)包含标准动态范围(SDR)图片的所述比特流，其中，在所述比特流中隐式地对所确定的调制值进行信号传送。2.如权利要求1所述的方法，其中，使用多个比特来表示所述调制值，所述多个比特用于确定以下信息中的至少一个：(a)四元树表示信息，(b)指示最可能的帧内预测模式是否被使用的句法元素，(c)指示帧间分区模式的句法元素，以及(d)运动矢量差信息，并且其中，基于所确定的信息中的所述至少一个对所述SDR图片进行编码。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述多个比特用作四元树划分信息，以将所述SDR图片的部分划分为多个编码单元。4.如权利要求2所述的方法，其中，将所述多个比特中的每一个编码为以下之一：(1)划分标志以及(2)指示变换大小的标志。5.如权利要求2所述的方法，其中，对于所述SDR图片的第一最大编码单元(LCU)确定所述以下信息中的所述至少一个。6.一种用于对包含高动态范围(HDR)图片的比特流进行解码的方法，包括：确定(320)在所述比特流中被隐式地进行信号传送的调制值；以及响应于所述比特流中所包含的所确定的调制值和标准动态范围(...

【专利技术属性】
技术研发人员：F勒利内克，S拉塞尔，P安德里冯，P博德斯，E弗朗索瓦，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR