本发明专利技术公开了用于对高动态范围图像进行编码、解码和表示的技术。提出了用于高动态范围图像处理的技术。高动态范围(HDR)图像的基本层数据、第一校验和参数和残余比数据分别被接收。第二校验和参数针对基本层数据、基于最后一个APP11标记段后面的第一个SOF而被计算，并且包括所有随后的一直到EOI标记且包括该EOI标记的字节。第一校验和参数和第二校验和参数被比较以确定基本层是否已被改动。
Techniques for encoding, decoding and representation of high dynamic range images
The invention discloses a technique for encoding, decoding and representing high dynamic range images. A technique for high dynamic range image processing is proposed. The basic layer data, first check and parameter data and residual ratio data of high dynamic range (HDR) images are received respectively. The second validation parameter is calculated for the base layer data, based on the first SOF after the last APP11 tag segment, and includes all subsequent bytes up to the EOI tag and the EOI tag. The first and second checks and parameters are compared to determine whether the base layer has been changed.
【技术实现步骤摘要】
用于对高动态范围图像进行编码、解码和表示的技术本申请是基于申请号为201580003894.2、申请日为2015年1月6日、专利技术名称为“用于对高动态范围图像进行编码、解码和表示的技术”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月7日提交的美国临时专利申请No.61/924,345的优先权，该申请的全部内容特此通过引用并入。
本专利技术总体涉及高动态范围数字图像。本专利技术具体涉及用于对高动态范围图像(不管是静止图片、还是运动图片)进行编码和解码的方法和装置以及包含数字高动态范围图像的数据结构。
技术介绍
人类视觉能够意识到高达1:10,000的对比率。也就是说，人可以看到以下的场景并且看见该场景中的最亮的部分和最暗的部分这两个部分中的细节：在该场景中，该场景的一些部分比该场景的其它部分亮10,000倍。此外，人类视觉可以使其敏感性适应于进一步超过6个数量级的更亮或更暗的场景。大多数常规的数字图像格式(所谓的24位格式)使用高达24位来存储图像中的每个像素的颜色和亮度(luminance)信息。例如，像素的红色、绿色和蓝色(RGB)值中的每一个可以存储在一个字节(8位)中。这样的格式能够表示仅在大约2个数量级上的明度(brightness)变化(每个字节可以存储256个可能值中的一个)。存在用于表示数字图像(包括静止图像和视频图像两者)的若干种标准格式。这些包括JPEG(联合图像专家组)、MPEG(运动图像专家组)、AVI(音频视频交错)、TIFF(标签图像文件格式)、BMP(位图)、PNG(便携式网络图形)、GIF(图形交换格式)及其它。这样的格式可以被称作“输出参照标准”，因为它们并不试图保留超出由最通常可用的类型的电子显示器可以再现的图像信息的图像信息。直到最近，诸如计算机显示器、电视、数字运动图像投影仪等的显示器已不能够精确地再现具有好于1:1000左右的对比率的图像。由受让人正在开发的显示技术及其它能够再现具有高动态范围(HDR)的图像。这样的显示器可以再现比常规显示器更忠实地表示真实世界的场景的图像。需要用于存储用于在这些显示器以及在未来将变得可用的其它HDR显示器上再现的HDR图像的格式。若干种格式已被提出以用于将HDR图像作为数字数据存储。这些格式都具有各种缺点。若干种这些格式产生过大的图像文件，这些过大的图像文件仅通过使用专门的软件才可以被查看。数字照相机的一些制造商提供专有的RAW格式。这些格式趋向于是照相机特定的，并且在数据存储要求方面是过度的。需要用于存储、交换和再现高动态范围图像的便利的框架。特别需要与现有的图像查看器技术向后兼容的这样的框架。附图说明本专利技术在附图的图中通过示例的方式、而非限制的方式示出，在附图中，相似的附图标记指的是类似的元素，其中：图1示出根据本专利技术的实施例的示例性解码处理；图2示出根据本专利技术的另一个实施例的示例性解码处理；图3示出根据本专利技术的实施例的APP11头段(segment)中所包含的示例性数据；图4A-4B示出残余比图像(residualratioimage)的示例性段；图5示出在其上可以实现本文中所描述的计算机或计算设备的示例硬件平台。具体实施方式本文中描述了与HDR编码、解码和数据结构相关的示例可能的实施例。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多特定的细节，以便提供本专利技术的透彻理解。然而，将清楚的是，本专利技术可以在没有这些特定的细节的情况下实施。在其它情况下，没有详尽地描述公知的结构和设备，以便避免不必要地封闭、模糊或混淆本专利技术。这就是说，标题为“Apparatusandmethodsforencoding,decoding,andrepresentinghighdynamicrangeimages,”的美国专利No.8,514,934出于所有目的通过引用并入本文。根据本专利技术的一个实施例，HDR数据结构被配置为可被旧有(legacy)图像查看器读取。旧有图像查看器可读取色调图(tonemap)信息，并且忽略HDR信息，诸如比率数据(稍后解释)。在一些实施例中，该数据结构包括JFIF文件，并且色调图信息包括JPEG图像。在一些实施例中，该数据结构包括MPEG文件，并且色调图信息包括MPEG视频的帧。本专利技术的另一个方面提供了用于表示具有初始动态范围的高动态范围图像的数据结构。该数据结构包括色调图部分和高动态范围信息部分。色调图部分包含表示图像的色调图信息，并且具有比初始动态范围小的动态范围。高动态范围信息部分包含描述色调图部分中的(亮度)值与高动态范围图像的亮度值的比率的信息。残余比图像本专利技术的一个方面提供了用于对高动态范围图像数据进行编码的方法。所述方法涉及获得或者以其它方式产生与高动态范围图像数据对应的色调图信息。该色调图信息具有比高动态范围图像数据的动态范围低的动态范围。所述方法计算比率数据，该比率数据包括高动态范围图像数据中的值与色调图信息中的对应值的比率。比率数据(或者从其导出的信息)和色调图信息可以被存储和传输以用于解码。本专利技术的另一个方面提供用于对码流进行解码以重构高动态范围图像的方法。所述方法涉及接收或者以其它方式访问色调图信息和对应的比率数据(或者从其导出的信息)。所述方法包括利用色调图信息中的值和对应的比率数据来计算高动态范围图像。如在整个本申请中被提及的比率数据可以被计算为，但不限于，(i)分子值与分母值的数学除法，包括但不限于进一步的数学运算—诸如该比率的对数，或(ii)可替代地，两个对数值的减法，包括但不限于进一步的数学运算。通常，比率数据描述亮度，但是也可以用于色度通道(例如，Cr、Cb)。为了清晰起见，比率数据有时在本文中被描述为残余数据或者包括有残余数据。图1示出了根据本专利技术的实施例的示例性解码处理。该处理以重构基本图像(baseimage)的旧有解码器块开始。该图像然后可选地被进行色度上采样，之后接着是逆向去相关块。该变换的输出是例如RGB类型颜色空间中每一采样八位的低动态范围、向后兼容的图像。低动态范围分量被基本映射和颜色空间转换块进一步映射到浮点图像，该浮点图像被称为前驱(precursor)图像。该前驱图像可选地被转换到HDR颜色空间，并且亮度可以被计算。噪声水平可以被用于避免除以零以及减小在随后的块中可以被放大的压缩伪影(artifact)。残余解码器路径使用嵌入在APP11标记(marker)中的码流中的残余数据。该数据被重构，并且然后可选地被上采样。它然后被残余映射和逆向去相关块处理。该块将残余数据映射到浮点域，该浮点域可选地被逆向去相关。该映射可以使用由基本映射和颜色空间转换块计算的亮度。映射的残余数据和前驱图像被HDR重构块处理以生成重构的HDR图像。图2示出根据本专利技术的另一个实施例的示例性解码处理。该解码处理依赖于将HDR图像分解为基本层和HDR残余比层的分层方法。基本层是利用局部或全局色调映射器从原始浮点HDR进行色调映射的色调映射图像。该码流将与旧有解码器向后兼容，可被旧有解码器访问。残余比层包含HDR量化的对数亮度比和色度残差，该数据被放在一起，并且被表示为单个残余比图像。由于残余数据被隐藏在APP11标记中，所以旧有解码器可以跳过该残余图像，并且仅访问基本图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于利用编辑检测进行解码的方法，所述方法包括：接收JPEG格式的高动态范围HDR图像的基本层数据，所述基本层数据能够由旧有图像查看器编辑；接收所述基本层数据的以ASCII表示的且嵌入在APP11标记段中的第一校验和参数，所述第一校验和将被HDR解码器利用且被旧有图像查看器忽略；接收所述HDR图像的嵌入在所述APP11标记段中的残余比数据，其中，所述残余比数据包括描述所述HDR图像的亮度值与所述基本层数据的对应亮度值的比率的信息；对于所述HDR解码器：计算最后的APP11标记段之前的所述基本层数据的第二校验和参数；以及比较嵌入在所述APP11标记段中的所述第一校验和参数与所述第二校验和参数。
【技术特征摘要】
2014.01.07 US 61/924,3451.一种用于利用编辑检测进行解码的方法，所述方法包括：接收JPEG格式的高动态范围HDR图像的基本层数据，所述基本层数据能够由旧有图像查看器编辑；接收所述基本层数据的以ASCII表示的且嵌入在APP11标记段中的第一校验和参数，所述第一校验和将被HDR解码器利用且被旧有图像查看器忽略；接收所述HDR图像的嵌入在所述APP11标记段中的残余比数据，其中，所述残余比...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·尼南，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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