编码和解码方法及对应设备技术

公开了一种解码方法，包括：从比特流中解码至少一个亮度分量和两个色度分量；解码色彩元数据，所述元数据包括以下中的至少一个：表示色彩转换类型的语法元素、表示逆转移(inverse transfer)类型的语法元素和表示色彩转换矩阵的语法元素；响应于表示色彩转换类型的所述语法元素，对亮度和/或色度分量进行色彩转换；响应于表示逆转移类型的所述语法元素，对色彩转换后的亮度和/或色度应用逆转移操作，以获得第一、第二和第三分量；以及响应于表示色彩转换矩阵的所述语法元素，应用色彩转换矩阵以获得RGB大动态范围画面。

Coding and decoding methods and corresponding equipment

A decoding method, including decoding at least one luminance component and two chromaticity components from a bit stream, decodes the color metadata, and the metadata includes at least one of the following: a syntax element representing a color conversion type, a syntax element representing a inverse transfer type, and a color conversion A grammatical element of a matrix; a color conversion to the luminance and / or chromaticity components in response to the said syntax element representing the color conversion type; in response to the syntax element representing the reverse transfer type, the inverse transfer operation for the brightness and / or chromaticity after the color conversion is applied to obtain the first, second and third components; and The syntax elements of the color transformation matrix should be represented, and the color conversion matrix should be applied to obtain the RGB large dynamic range screen.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码和解码方法及对应设备
本公开通常涉及画面/视频编码和解码。具体地，但非排除地，本公开的
涉及对其像素值属于大动态范围的画面进行解码。
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的各个方面相关的各技术方面。这样的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，色彩画面包含特定画面/视频格式的若干样本(像素值)阵列，所述特定画面/视频格式规定了相对于画面(或视频)的像素值的所有信息以及可被显示器和/或任意其他设备用于例如显现或解码画面(或视频)的所有信息。色彩画面包括第一样本阵列形式的至少一个分量(通常是亮度(luma)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，相同的信息还可以通过一组色彩样本阵列(色彩分量)来表示，例如传统的三原色RGB表示。像素值通过矢量n的值来表示，其中n是分量的数目。矢量的每个值由多个比特表示，其限定了像素值的最大动态范围。标准动态范围画面(SDR画面)是其亮度值用有限动态表示的色彩画面，该有限动态通常以2的幂或者F制光圈数来度量。SDR画面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(Optico-Electrical-Transfer-Function)(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亮的亮度范围内的小信号变化。在大动态范围画面(HDR画面)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画面中，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。彩色色域是色彩的某个完全集合。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色彩的集合。在一些情况下，彩色色域由在CIE1931色彩空间色度图中定义的RGB基色和白点来定义。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彩容量，动态范围被官方地限定为高达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。大动态范围画面(HDR画面)是用比SDR画面的动态高的HDR动态来表示亮度值的色彩画面。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色彩空间定义HDR色彩容量，并且在所述RGB色彩空间中表示的值属于从0至4000nits的动态范围。另一示例是通过RGBBT.2020色彩空间定义HDR色彩容量，并且在所述RGB色彩空间中表示的值属于从0至1000nits的动态范围的。对画面(或视频)进行色彩分级是改变/增强画面(或视频)色彩的过程。通常，对画面进行色彩分级涉及改变色彩容量(色彩空间和/或动态范围)或改变关于该画面的色域。因此，两个不同色彩分级版本的同一画面是用不同的色彩容量(或色域)来表示其值的不同版本的画面，或根据不同的色彩分级改变/增强其至少一个色彩的不同版本的画面。这可能涉及用户交互。例如，在电影制作中，使用三色相机将画面和视频拍摄成由3个分量(红色、绿色和蓝色)组成的RGB色彩值。RGB色彩值取决于传感器的三色特性(色彩基色)。然后，获得拍摄画面的第一色彩分级版本，以得到戏剧渲染(使用专门的戏剧分级)。典型地，拍摄画面的第一色彩分级版本的值根据标准化的YUV格式(例如，定义UHDTV的参数值的BT.2020)来表示。然后，色彩师(通常与拍摄导演一起)通过微调/调整某些色彩值来控制所述拍摄画面的第一色彩分级版本的色彩值，以灌输艺术构思。要解决的问题是分发压缩的HDR画面(或视频)，同时分发表示所述HDR画面(或视频)的色彩分级版本的相关SDR画面(或视频)。一种简单的解决方案是在分发基础设施上同时广播SDR和HDR画面(或视频)二者，但缺点是与适用于广播SDR画面(或视频)(诸如HEVC主10配置文件，“HighEfficiencyVideoCoding”，SERIESH：AUDIOVISUALANDMULTIMEDIASYSTEMS，RecommendationITU-TH.265，TelecommunicationStandardizationSectorofITU，2013年4月)的传统基础设施分发相比实际上需要两倍的带宽。使用传统分发基础设施是加速HDR画面(或视频)分发的出现的要求。此外，应使比特率最小化，同时确保SDR和HDR版本的画面(或视频)二者的质量良好。此外，可以确保向后兼容性，即，SDR画面(或视频)应对于配备有传统解码器和显示器的用户是可视的，即，具体地，应保留整体感知亮度(即，暗对亮场景)和感知色彩(例如，保存色调等)。另一直接的解决方案是通过合适的非线性函数将HDR画面(或视频)的动态范围缩小到有限数量的位(例如，10位)，并直接由HEVC主10配置文件压缩。这种非线性函数(曲线)已经存在，如SMPTE(SMPTE标准：HighDynamicRangeElectro-OpticalTransferFunctionofMasteringReferenceDisplays，SMPTEST2084：2014))上由Dolby提出的所谓的PQEOTF。该解决方案的缺点是缺乏向后兼容性，即，所获得的缩小版本的画面(视频)不具备被认为可作为SDR画面(或视频)观看的足够的视觉质量，并且压缩性能较差。在考虑上述内容的情况下设计了本公开。
技术实现思路
公开了一种解码方法，包括：-从比特流中解码至少一个亮度分量和两个色度分量；-解码色彩元数据，所述元数据包括以下中的至少一个：表示色彩转换类型的语法元素、表示逆转移(inversetransfer)类型的语法元素和表示色彩转换矩阵的语法元素；-响应于表示色彩转换类型的所述语法元素，对亮度和/或色度分量进行色彩转换；-响应于表示逆转移类型的所述语法元素，向色彩转换后的亮度和/或色度应用逆转移操作，以获得第一、第二和第三分量；以及-响应于表示色彩转换矩阵的所述语法元素，应用色彩转换矩阵以获得RGB大动态范围画面。还公开了一种视频信号，包括：-表示亮度分量和两个色度分量的编码数据；以及-色彩元数据，所述元数据包括以下中的至少一个：表示色彩转换类型的语法元素、表示逆转移(inverse本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解码方法，包括：‑从比特流中解码(600)一个标准动态范围亮度分量L’和两个标准动态范围色度分量U’和V’；‑对标准动态范围亮度分量和两个解码后的标准动态范围色度分量进行色彩转换(630)，如下所示：L＝L’+max(0，aU’+bV’)，Ur＝β(L)*U’，Vr＝β(L)*V’，其中a和b是常数且β(L)是取决于L的参数；‑向色彩转换后的标准动态范围亮度分量L应用(640，6400)动态扩展函数，以获得大动态范围亮度分量Y，其中所述动态扩展函数是在编码器侧应用于大动态范围亮度分量的动态缩小函数的逆函数；‑向色彩转换后的标准动态范围色度分量Ur和Vr应用(640，6410)色彩转移操作，以获得XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量；‑向大动态范围亮度分量以及第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量应用(650)色彩转换矩阵，以获得RGB色彩空间中的大动态范围画面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.24 EP 15290214.41.一种解码方法，包括：-从比特流中解码(600)一个标准动态范围亮度分量L’和两个标准动态范围色度分量U’和V’；-对标准动态范围亮度分量和两个解码后的标准动态范围色度分量进行色彩转换(630)，如下所示：L＝L’+max(0，aU’+bV’)，Ur＝β(L)*U’，Vr＝β(L)*V’，其中a和b是常数且β(L)是取决于L的参数；-向色彩转换后的标准动态范围亮度分量L应用(640，6400)动态扩展函数，以获得大动态范围亮度分量Y，其中所述动态扩展函数是在编码器侧应用于大动态范围亮度分量的动态缩小函数的逆函数；-向色彩转换后的标准动态范围色度分量Ur和Vr应用(640，6410)色彩转移操作，以获得XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量；-向大动态范围亮度分量以及第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量应用(650)色彩转换矩阵，以获得RGB色彩空间中的大动态范围画面。2.根据权利要求1所述的方法，其中向色彩转换后的标准动态范围色度分量应用(640，6410)色彩转移操作以获得XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量包括：-将T计算为Ur2、Vr2和Ur*Vr的线性组合；-在T≤1的情况下，将S计算为否则将S设置为0并将Ur和Vr除以-通过向S、Ur和Vr应用色彩转换矩阵，计算RGB色彩空间中的中间(R#，G#，B#)分量；-通过向平方后的中间分量应用色彩转换矩阵，计算XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量。3.一种解码器，所述解码器包括被配置为获取比特流的通信接口以及被配置为执行以下操作的至少一个处理器：-从比特流中解码一个标准动态范围亮度分量L’和两个标准动态范围色度分量U’和V’；-对标准动态范围亮度分量和两个解码后的标准动态范围色度分量进行色彩转换，如下所示：L＝L’+max(0，aU’+bV’)，Ur＝β(L)*U’，Vr＝β(L)*V’，其中a和b是常数且β(L)是取决于L的参数；-向色彩转换后的标准动态范围亮度分量L应用动态扩展函数，以获得大动态范围亮度分量Y，其中所述动态扩展函数是在编码器侧应用于大动态范围亮度分量的动态缩小函数的逆函数；-向色彩转换后的标准动态范围色度分量Ur和Vr应用色彩转移操作，以获得XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量；-向大动态范围亮度分量以及第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量应用色彩转换矩阵，以获得RGB色彩空间中的大动态范围画面。4.根据权利要求3所述的解码器，其中向色彩转换后的标准动态范围色度分量应用色彩转移操作以获得XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量包括：-将T计算为Ur2、Vr2和Ur*Vr的线性组合；-在T≤1的情况下，将S计算为否则将S设置为0并将Ur和Vr除以-通过向S、Ur和Vr应用色彩转换矩阵，计算RGB色彩空间中的中间(R#，G#，B#)分量；-通过向平方后的中间分量应用色彩转换矩阵，计算XYZ色彩空间中的第一大动态范围色度分量和第二大动态范围色度分量。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里斯·勒林内克，弗兰克·加尔平，塞巴斯蒂恩·拉塞尔，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR