用于解码高动态范围图像的方法和设备技术

本原理涉及用于通过对SDR图像应用重建处理来重建HDR图像的方法和设备，SDR图像的内容类似于HDR图像的内容但所述SDR图像的亮度值的动态范围低于所述HDR图像的亮度值的动态范围，所述重建处理需要从比特流获得的参数。该方法的特征在于，该方法还包括：确定是否所有所需的参数都可从比特流获得，以及从附加数据恢复丢失或损坏的参数，所述重建处理还考虑所述恢复的参数。

Methods and devices for decoding high dynamic range images

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于解码高动态范围图像的方法和设备
本原理通常涉及图像/视频解码。具体地但非排他地，本原理的
涉及对像素值属于高动态范围的图像的解码。
技术介绍
本部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本原理的各个方面有关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本原理的各个方面。因此，应当理解，这些陈述要从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。在下文中，图像包含呈特定图像/视频格式的一个或若干个样本阵列(像素值)，其指定与图像(或视频)的像素值有关的所有信息，以及可以由显示器和/或任何其他设备使用以例如对图像(或视频)进行可视化和/或解码的所有信息。图像包括呈第一样本阵列的形状的至少一个分量，通常是照度(luma)(或亮度(luminance))分量，并且可能包括呈至少一个其他样本阵列的形状的至少一个其他分量，通常是颜色分量。或者，等同地，相同的信息也可以由一组颜色样本阵列来表示，诸如传统的三色RGB表示。像素值由C个值的矢量表示，其中C是分量的数量。矢量的每个值利用定义像素值的最大动态范围的多个比特来表示。低动态范围图像(LDR图像)是其亮度值利用有限比特数(大多是8或10)表示的图像。这种有限的表示不允许小信号变化的正确呈现，特别是在暗和亮的亮度范围内。在高动态范围图像(HDR图像)中，信号表示被扩展以便在其整个范围上保持信号的高精度。在HDR图像中，表示亮度级别的像素值通常以浮点格式表示(每个分量32位或16位，即浮点或半浮点)，最流行的格式是openEXR半浮点格式(每个RGB分量16位，即每个像素48位)，或者以具有长表示的整数表示，通常至少16位。高效视频编码(HEVC)标准(ITU-TH.265ITU电信标准化部门(10/2014)，系列H：视听和多媒体系统，视听服务的基础设施-运动视频编码，高效视频编码，ITU-TH.265推荐)的到来使得能够部署具有增强观看体验的新视频服务，诸如超HD广播服务。除了提高空间分辨率之外，超HD能够带来比当前部署的标准动态范围(SDR)HD-TV更宽的色域(WCG)和更高的动态范围(HDR)。已经提出针对HDR/WCG视频的表示和编码的不同解决方案(SMPTE2014，“母版处理参考显示的高动态范围电光传递函数(HighDynamicRangeElectro-OpticalTransferFunctionofMasteringReferenceDisplays)”，SMPTEST2084，2014，或Diaz,R.、Blinstein,S.和Qu,S.“利用高动态范围视频管线的集成HEVC视频压缩(IntegratingHEVCVideoCompressionwithaHighDynamicRangeVideoPipeline)”，SMPTE运动成像杂志，第125卷，第1期，2016年2月，第14-21页)。在诸如广播或多播系统之类的一些视频分发系统中，与解码和呈现设备的SDR向后兼容性是重要特征。双层编码是支持该特征的一种解决方案。但是，由于其多层设计，该解决方案并不适配于所有分发工作流。替代方案是如ETSI推荐ETSITS103433V.1.1.1(2016-08)所定义的单层HDR分发解决方案。读者还可以参考IBC2016文章(“具有SDR兼容性的单层HDR视频编码框架(Asingle-LayerHDRvideocodingframeworkwithSDRcompatibility)”，和L.VandeKerkhof，IBC2016)以获取更多细节。该单层分发解决方案是SDR兼容的，并且利用已有的SDR分发网络和服务。它使得能够在HDR启用的CE设备上进行高质量HDR呈现，同时也在SDRCE设备上提供高质量SDR呈现。该单层分发解决方案基于单层编码/解码过程，并且与编解码器无关(推荐使用10位编解码器)。该单层分发解决方案使用能在后期处理阶段中使用的侧元数据(sidemetadata)(每个视频帧或场景几个字节的侧元数据)，以从解码的SDR信号重建HDR信号。该单层分发解决方案保留HDR内容的质量(艺术意图)，即，与利用每个样本(具有4：2：0色度采样)8位至10位的位深的HEVC编码(所谓的HEVCmain10配置文件)相比，由于SDR兼容性特征，没有可见的损害。元数据可以是静态的或动态的。静态元数据是指对视频(图像集)和/或程序保持不变的元数据。静态元数据不依赖于图像内容。它们可以定义例如图像格式或颜色空间、色域。例如，SMPTEST2086:2014“支持高亮度和宽色域图像的母版处理显示颜色体积元数据(MasteringDisplayColorVolumeMetadataSupportingHighLuminanceandWideColorGamutImages)”是这样一种用于在生产环境中使用的静态元数据。母版处理显示颜色体积(MasteringDisplayColourVolume，MDCV)SEI(补充增强信息)消息是用于H.264/AVC(“用于通用视听服务的高级视频编码(AdvancedvideocodingforgenericaudiovisualServices)”，系列H：视听和多媒体系统，ITU-TH.264推荐，ITU电信标准化部门，2012年1月)和HEVC视频编解码器二者的ST2086的分发特色。动态元数据与内容有关，也就是说，元数据随着例如用于每个图像或每组图像的图像/视频内容而改变。作为示例，SMPTEST2094:2016标准家族“用于颜色体积变换的动态元数据(DynamicMetadataforColorVolumeTransform)”是用于在生产环境中使用的动态元数据。由于有颜色重映射信息SEI消息，SMPTEST2094-30能够沿着HEVC编码的视频流被分发。但是，由于覆盖、标志和布局管理、拼接，专业设备修剪比特流、附属公司的流处理以及当前缺乏遍及后期制作/专业工厂的对元数据运输的标准化，在实际的现实世界的生产和分发设施中难以保证并且可能会丢失动态元数据传输。如果没有不同的动态元数据串的存在，则这种单层分发解决方案将无法工作，其中一些动态元数据对于确保HDR重建阶段的成功是重要的。
技术实现思路
以下呈现本原理的简化的概述，以便提供对本原理的某些方面的基本理解。该概述并非对本原理的广泛概论。它并不旨在识别本原理的关键或重要元素。以下概述仅以简化形式来呈现本原理的一些方面，作为下面提供的更详细描述的序言。本原理旨在补救现有技术的缺点中的至少一个，其利用一种通过对SDR图像应用重建处理来重建HDR图像的方法，所述SDR图像的内容类似于HDR图像的内容但所述SDR图像的亮度值的动态范围低于所述HDR图像的亮度值的动态范围，所述重建处理需要从比特流获得的参数。该方法的特征在于，该方法还包括：确定是否所有所需的参数都可从比特流获得，以及从附加数据恢复丢失或损坏的参数，所述重建处理还考虑所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过对SDR图像应用重建处理来获得HDR图像的方法，所述SDR图像的亮度值的动态范围低于所述HDR图像的亮度值的动态范围，所述重建处理需要参数，其特征在于，所述方法还包括：/n-确定是否从比特流接收到每个所需的参数；/n-确定接收到的所需的参数是否损坏；以及/n-当没有接收到所需的参数时，称其丢失，并且用恢复的参数代替所述丢失的参数；/n-当接收到的所需的参数被损坏时，用恢复的参数代替所述参数；/n-所述重建处理还考虑所述恢复的参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170224 EP 17305212.7;20170228 EP 17158481.61.一种通过对SDR图像应用重建处理来获得HDR图像的方法，所述SDR图像的亮度值的动态范围低于所述HDR图像的亮度值的动态范围，所述重建处理需要参数，其特征在于，所述方法还包括：
-确定是否从比特流接收到每个所需的参数；
-确定接收到的所需的参数是否损坏；以及
-当没有接收到所需的参数时，称其丢失，并且用恢复的参数代替所述丢失的参数；
-当接收到的所需的参数被损坏时，用恢复的参数代替所述参数；
-所述重建处理还考虑所述恢复的参数。


2.如权利要求1所述的方法，其中，当所需的参数的值超出值范围或者当所述参数不具有根据其他参数值的相干值时，认为所述所需的参数被损坏。


3.如权利要求1-2之一所述的方法，其中，从至少一组预定参数值恢复所述丢失或损坏的参数。


4.如权利要求3所述的方法，其中，根据在所述比特流中用信号发送的指示符，识别用于恢复至少一个丢失或损坏的参数的一组预定参数值。


5.如权利要求3所述的方法，其中，根据从比特流所承载的元数据推导的指示符，识别用于恢复至少一个丢失或损坏的参数的一组预定参数值。


6.如权利要求4所述的方法，其中，所述指示符隐藏在所述比特流所承载的元数据中。


7.如权利要求1所述的方法，其中，从用于解码先前的HDR图像的参数恢复所述丢失的参数。


8.如权利要求1所述的方法，其中，从用于解码先前的HDR图像的参数的加权组合恢复所述丢失的参数。


9.如权利要求8所述的方法，其中，由所述加权组合使用的权重取决于先前解码的HDR图像和要解码的HDR图像的时间距离。


10.一种通过对SDR图像应用重建部件来获得HDR图像的设备，所述SDR图像的亮度值的动态范围低于所述HDR图像的亮度值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P安德里冯，E弗朗索瓦，Y奥利弗，D图泽，
申请(专利权)人：交互数字VC控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US