像素预处理和编码制造技术

像素预处理包括对第一颜色空间中的线性颜色进行二次采样，以获得第一颜色空间中的二次采样的线性颜色。对第一颜色空间中的二次采样的线性颜色应用第一转移函数，以获得第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色。对第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色应用第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和/或二次采样的第二非线性彩度分量值。为像素导出第二颜色空间中的非线性亮度分量值，其与二次采样的非线性彩度分量值一起表示像素的颜色。预处理降低了在第一转移函数和第一颜色变换的应用后执行彩度二次采样时以其它方式可发生的彩度伪像。

Pixel preprocessing and coding

Pixel preprocessing includes two sampling of linear colors in the first color space to obtain the linear color of the two sampling in the first color space. The first transfer function is applied to the linear color of the two sampling in the first color space to obtain the nonlinear color of the two sampling in the first color space. The two sampling nonlinear color transformation first used the first color in the color space, to obtain a second color space in the first two nonlinear chrominance component sampling value and / or two times second nonlinear chrominance component sampling value. For nonlinear luminance pixels derived second color space values, and two sampling nonlinear chroma component values together represent the pixel color. The pretreatment reduces the application in the first transfer function and the first color transformation after the implementation of the two chroma artifacts chroma sampling can occur in other ways.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】像素预处理和编码
本实施例一般涉及图片中的像素的预处理和编码，并且具体而言，涉及改进像素的色度值的此类预处理和编码。
技术介绍
高度非线性转移函数、4:2:0或4:2:2二次采样和非恒定光亮度排序的组合引发了饱和颜色中的严重伪像。示例在[1]中描述，其中在类似光亮度的两个颜色之间的改变能够导致具有非常不同的光亮度的重构图像。在本文档中，处理视频的现有技术方式标示为“锚”方式，因为它用于在[2]中描述的在MPEG求证中创建锚。与使用锚处理链有关的问题是除得到不精确的光亮度外，也可得到不精确的色度。这是由于在Y'Cb'Cr'空间中彩度样本Cb'和Cr'被二次采样的事实。存在与此有关的问题，即Y'Cb'Cr'颜色空间的非线性将有利于深色。这不是期望的结果，并且暗示开始时的彩度样本Cb'和Cr'将不精确。二次采样的第一部分是滤波，并且由于滤波是求平均的一种，因此，足以看到在我们对两个颜色求平均时发生了什么。在R'G'B'颜色空间或域中比在Y'Cb'Cr'中更容易看到在我们求平均时发生了什么，因此，首先我们将证明在这两个域中的求平均实际上是相同的事情。为此，先注意Y'Cb'Cr'只是R'G'B'的线性组合，如例如利用BT.709R'G'B'到Y'Cb'Cr'转换矩阵所说明的：Y'=0.212600*R'+0.715200*G'+0.072200*B'Cb'=-0.114572*R'-0.385428*G'+0.500000*B'（等式1）Cr'=0.500000*R'-0.454153*G'-0.045847*B'因此，如果向量q保持R'G'B'中的颜色；q=（q1，q2，q3）=（R'，G'，B'），并且向量p保持（Y'，Cb'，Cr'）中的相同颜色；p=（p1，p2，p3）=（Y'，Cb'，Cr'），则我们得出p=Mq，其中M是上面的矩阵。同样地，q=M-1p。假定我们具有Y'Cb'Cr中的、我们想求平均的两个向量p1和p2。现在我们将示出，首先去到R'G'B'，然后执行求平均，并且然后退回，与仅直接对p1和p2求平均是相同的。通过使用q1=M-1p1和q2=M-1p2，我们去到R'G'B'。R'G'B'空间中的平均是qa=1/2（q1+q2），但这等于qa=1/2（q1+q2）=1/2（M-1p1+M-1p2）=M-11/2（p1+p2）。通过与M相乘，完成到Y'Cb'Cr'的退回，pa=Mqa=MM-11/2（p1+p2）=1/2（p1+p2），但这与如果你直接在Y'Cb'Cr'中求平均而将会得到的是相同的事物。现在我们只必须示出R'G'B'中的二次采样有利于深色。考虑两种RGB颜色（1000，200，0）和（10，200，0）。第一个颜色非常红，并且第二个颜色非常绿。然而，第一个颜色比第二个颜色亮得多。如果在使得它们模糊成一个颜色的距离被看到，则净效应将是微红像素，因为1/2[（1000，200，0）+（10，200，0）]=（505，200，0），这与它是绿色的相比更红。然而，在R'G'B'中，该两个颜色得到值（0.7518，0.5791，0）和（0.2997，0.5791，0）。它们的平均将是1/2[（0.7518，0.5791，0）+（0.2997，0.5791，0）]=（0.5258，0.5791，0），在转换回RGB时其为（119，200，0）。因此，当在R'G'B'域中求平均时所得到的颜色，绿色几乎是红色的两倍。因此，深色（10，200，0）（其为绿色）对平均值已经具有过大的影响。为看到这在实际中能够看起来如何，考虑只有2×2个像素、含有以下线性RGB颜色的小图像：（3.41，0.49，0.12）（0.05，0.08，0.02）（0.05，0.08，0.02）（0.05，0.08，0.02）由于这是高动态范围（HDR）图像，因此，难以在诸如本文档的低动态范围介质中示出它。然而，通过应用以下函数，有可能进行若干低动态范围（LDR）或标准动态范围（SDR）曝光：LDR_red=clamp（0，255*（HDR_red*2c）gam，255），其中c从-3去到1，gam=0.45，并且clamp（a，t，b）确保值t在[a，b]之间。这能够称为HDR图像的LDR“曝光”。HDR像素相当暗（最高系数是4000分之3.41），因此，最暗曝光此处是最相关的。顶部左像素是微红的，并且周围像素看上去是黑的。只在更亮曝光中有可能看到暗像素实际上有点微绿。然而，在跟随锚处理链以从RGB转换成Y'Cb'Cr'4:2:0并且再次转回时，所得到的HDR图像将是（1.14，0.79，0.38）（0.12，0.06，0.01）（0.12，0.06，0.01）（0.12，0.06，0.01）此处的问题是顶部左像素的红色已消失，并且已被替换成灰色/白色像素。原因是在非线性Y'Cb'Cr'域中求平均有利于暗色，这将使所得到的像素过绿。此外，由于存在三个绿像素以及仅存在一个红像素，结果将仍是更绿。结果与原始的不太相似。因此，在使用基于高度非线性转移函数、彩度二次采样和非恒定光亮度排序的组合的现有技术处理链时，存在针对关于色度中的不精确的改进的需要。
技术实现思路
一般目的是提供像素的预处理以防止视觉伪像。这些和其它目的通过如本文中公开的实施例而得以满足。实施例的方面涉及预处理图片中的像素的方法。方法包括对第一颜色空间中的线性颜色进行二次采样，以获得第一颜色空间中的二次采样的线性颜色。方法还包括对第一颜色空间中的二次采样的线性颜色应用第一转移函数，以获得第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色。方法进一步包括对第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色应用第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值中的至少一个。方法另外包括为像素导出第二颜色空间中的非线性亮度分量值。然后，像素的颜色由第二颜色空间中的非线性亮度分量值、二次采样的第一非线性彩度分量值和二次采样的第二非线性彩度分量值来表示。实施例的另一方面涉及用于预处理图片中的像素的装置。装置配置成对第一颜色空间中的线性颜色进行二次采样，以获得第一颜色空间中的二次采样的线性颜色。装置还配置成对第一颜色空间中的二次采样的线性颜色应用第一转移函数，以获得第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色。装置进一步配置成对第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色应用第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和在第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值中的至少一个。装置另外配置成为像素导出第二颜色空间中的非线性亮度分量值。像素的颜色由第二颜色空间中的非线性亮度分量值、二次采样的第一非线性彩度分量值和二次采样的第二非线性彩度分量值来表示。另外的方面涉及用于预处理图片中的像素的装置。装置包括用于对第一颜色空间中的线性颜色进行二次采样，以获得第一颜色空间中的二次采样的线性颜色的确定单元。装置还包括像素处理器，其用于对第一颜色空间中的二次采样的线性颜色应用第一转移函数，以获得第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色，并且用于对第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色应用第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预处理图片中的像素的方法，所述方法包括：对第一颜色空间中的所述像素的线性颜色进行二次采样（S1），以获得所述第一颜色空间中的二次采样的线性颜色；对所述第一颜色空间中的所述二次采样的线性颜色应用（S2）第一转移函数，以获得所述第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色；以及对所述第一颜色空间中的所述二次采样的非线性颜色应用（S3）第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值中的至少一个；以及为所述像素导出（S4）所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值，其中所述像素的颜色由所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值、所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述二次采样的第二非线性彩度分量值来表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.21 US 62/1648581.一种预处理图片中的像素的方法，所述方法包括：对第一颜色空间中的所述像素的线性颜色进行二次采样（S1），以获得所述第一颜色空间中的二次采样的线性颜色；对所述第一颜色空间中的所述二次采样的线性颜色应用（S2）第一转移函数，以获得所述第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色；以及对所述第一颜色空间中的所述二次采样的非线性颜色应用（S3）第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值中的至少一个；以及为所述像素导出（S4）所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值，其中所述像素的颜色由所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值、所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述二次采样的第二非线性彩度分量值来表示。2.如权利要求1所述的方法，其中导出（S4）所述非线性亮度分量值包括基于所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值、所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值和第三颜色空间中的原始线性光亮度分量值，为所述像素导出（S11）所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括基于所述第一颜色空间中的所述像素的所述线性颜色，确定（S10）所述第三颜色空间中的所述像素的所述原始线性光亮度分量值。4.如权利要求2或3所述的方法，其中导出（S11）所述非线性亮度分量值包括导出使得所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的线性光亮度分量值之间的差最小化的、所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值，所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值基于所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值、所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值被确定。5.如权利要求2到4中的任一项所述的方法，进一步包括：（i）对所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值进行升采样（S20），以获得所述第二颜色空间中的升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的升采样的第二非线性彩度分量值；（ii）对所述第二颜色空间中的候选非线性亮度分量值、所述第二颜色空间中的所述升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述升采样的第二非线性彩度分量值应用（S21）第二颜色变换，以获得所述第一颜色空间中的非线性颜色；（iii）对所述第一颜色空间中的所述非线性颜色应用（S22）第二转移函数，以获得所述第一颜色空间中的线性颜色；以及（iv）对所述第一颜色空间中的所述线性颜色应用（S23）第三颜色变换，以获得所述第三颜色空间中的线性光亮度分量值，其中导出（S11）所述非线性亮度分量值包括基于所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值和所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值的比较，导出（S11）所述非线性亮度分量值。6.如权利要求5所述的方法，其中导出（S11）所述非线性亮度分量值包括选择（S11）使得所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值之间的差减小的、所述第二颜色空间中的候选非线性亮度分量值。7.如权利要求6所述的方法，进一步包括为所述第二颜色空间中的不同候选非线性亮度分量值执行（L2）步骤（ii）到（iv），其中选择（S11）所述候选非线性亮度分量值包括在所述第二颜色空间中的所述不同候选非线性亮度分量值之中选择（S11）所述候选非线性亮度分量值，所述候选非线性亮度分量值导致所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值之间的最小的差。8.如权利要求5到7中的任一项所述的方法，进一步包括执行（S24）二分法搜索以选择使得所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值之间的差最小化的、所述第二颜色空间中的候选非线性亮度分量值。9.如权利要求2到4中的任一项所述的方法，进一步包括对所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值进行升采样（S30），以获得所述第二颜色空间中的升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的升采样的第二非线性彩度分量值，其中导出（S11）所述非线性亮度分量值包括基于所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值或其非线性版本、所述第二颜色空间中的所述升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述升采样的第二非线性彩度分量值，或它们的量化版本，从查找表检索（S31）所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值。10.如权利要求1到9中的任一项所述的方法，进一步包括精化（S40）所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值中的所述至少一个，以抵消对于所述像素的所述第二颜色空间中的低分辨率非线性亮度分量值由高分辨率非线性亮度分量值的替换。11.如权利要求1到10中的任一项所述的方法，进一步包括：对所述第一颜色空间中的所述线性颜色应用（S50）第三颜色变换，以获得第三颜色空间中的线性光亮度分量值；对所述第一颜色空间中的所述二次采样的线性颜色应用（S51）第四颜色变换，以获得第四颜色空间中的彩度的二次采样的非线性表示；对所述第四颜色空间中的色度的所述二次采样的非线性表示进行升采样（S52），以获得所述第四颜色空间中的色度的升采样的非线性表示；对所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值和所述第四颜色空间中的色度的所述升采样的非线性表示应用（S53）第五颜色变换，以获得所述第一颜色空间中的线性参考颜色；对所述第一颜色空间中的所述线性参考颜色应用（S54）所述第一转移函数，以获得所述第一颜色空间中的非线性参考颜色；对所述第一颜色空间中的所述非线性参考颜色应用（S55）所述第一颜色变换，以获得所述第二颜色空间中的第一非线性彩度参考分量值和所述第二颜色空间中的第二非线性参考彩度分量值；对所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值进行升采样（S56），以获得所述第二颜色空间中的升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的升采样的第二非线性彩度分量值；计算（S57）所述第二颜色空间中的所述第一非线性彩度参考分量值与所述第二颜色空间中的所述升采样的第一非线性彩度分量值之间的第一彩度差，以及所述第二颜色空间中的所述第二非线性彩度参考分量值与所述第二颜色空间中的所述升采样的第二非线性彩度分量值之间的第二彩度差；对所述第一彩度差和所述第二彩度差进行二次采样（S58），以获得二次采样的第一彩度差和二次采样的第二彩度差；以及将所述二次采样的第一彩度差加（S59）到所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值，以获得所述第二颜色空间中的更新的二次采样的第一非线性彩度分量值，并且将所述二次采样的第二彩度差加到所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值，以获得所述第二颜色空间中的更新的二次采样的第二非线性彩度分量值。12.如权利要求11所述的方法，其中导出（S4）所述非线性亮度分量值包括基于所述第二颜色空间中的所述二次采样的更新的第一非线性彩度分量值、所述第二颜色空间中的所述二次采样的更新的第二非线性彩度分量值和第三颜色空间中的原始线性光亮度分量值，为所述像素导出（S11）所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值。13.一种对图片中的像素进行编码的方法，所述方法包括：根据权利要求1到12中的任一项对所述像素进行预处理（S1、S2、S3、S4），以导出第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值、所述第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值；以及对所述非线性亮度分量值、所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述二次采样的第二非线性彩度分量值进行编码（S12）。14.一种用于预处理图片中的像素的装置（100A、100B、110），其中所述装置（100A、100B、110）配置成对第一颜色空间中的所述像素的线性颜色进行二次采样，以获得所述第一颜色空间中的二次采样的线性颜色；所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第一颜色空间中的所述二次采样的线性颜色应用第一转移函数，以获得所述第一颜色空间中的二次采样的非线性颜色；所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第一颜色空间中的所述二次采样的非线性颜色应用第一颜色变换，以获得第二颜色空间中的二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的二次采样的第二非线性彩度分量值中的至少一个；以及所述装置（100A、100B、110）配置成为所述像素导出所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值，其中所述像素的颜色由所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值、所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述二次采样的第二非线性彩度分量值来表示。15.如权利要求14所述的装置，其中所述装置（100A、100B、110）配置成基于所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值、所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值和第三颜色空间中的原始线性光亮度分量值，为所述像素导出所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值。16.如权利要求15所述的装置，其中所述装置（100A、100B、110）配置成基于所述第一颜色空间中的所述像素的所述线性颜色，确定所述第三颜色空间中的所述像素的所述原始线性光亮度分量值。17.如权利要求15或16所述的装置，其中所述装置（100A、100B、110）配置成导出使得所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的线性光亮度分量值之间的差最小化的、所述第二颜色空间中的非线性亮度分量值，所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值基于所述第二颜色空间中的所述非线性亮度分量值、所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值被确定。18.如权利要求15到17中的任一项所述的装置，其中所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第二颜色空间中的所述二次采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述二次采样的第二非线性彩度分量值进行升采样，以获得所述第二颜色空间中的升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的升采样的第二非线性彩度分量值；所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第二颜色空间中的候选非线性亮度分量值、所述第二颜色空间中的所述升采样的第一非线性彩度分量值和所述第二颜色空间中的所述升采样的第二非线性彩度分量值应用第二颜色变换，以获得所述第一颜色空间中的非线性颜色；所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第一颜色空间中的所述非线性颜色应用第二转移函数，以获得所述第一颜色空间中的线性颜色；所述装置（100A、100B、110）配置成对所述第一颜色空间中的所述线性颜色应用第三颜色变换，以获得所述第三颜色空间中的线性光亮度分量值；以及所述装置（100A、100B、110）配置成基于所述第三颜色空间中的所述原始线性光亮度分量值与所述第三颜色空间中的所述线性光亮度分量值的比较，导出所述非线性亮度分量值。19.如权利要求18所述的装置，其中所述装置（100A、100B、110）配置成选择使得所述第三颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：J施特雷姆，M彼得森，K安德森，J萨米尔森，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE