对彩色画面进行编码和解码的方法和装置制造方法及图纸

本公开涉及对具有颜色分量(Ec)的彩色画面进行编码的方法和设备。所述方法包括：根据要编码的彩色画面获得(11)亮度分量(L)和两个色度分量(C1，C2)，获得(12)最终亮度分量(L”)和两个最终色度分量(C”1，C”2)，以及对所述最终亮度分量(L”)和至少一个最终色度分量进行编码(13)，所述方法还包括：基于所述亮度分量(L)的每个像素(i)的值确定第一因子(β

【技术实现步骤摘要】
对彩色画面进行编码和解码的方法和装置本申请是申请日为2016年1月25日、申请号为201680008047.X的中国专利技术专利申请“对彩色画面进行编码和解码的方法和装置”的分案申请。
本公开一般地涉及画面/视频编码和解码。具体地，但非排他地，本公开的
涉及对像素值属于高动态范围的画面进行编码/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各个方面相关的现有技术的各方面。相信该时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个方面。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，彩色画面包含具有特定画面/视频格式的若干样本(像素值)阵列，所述特定画面/视频格式规定了与画面(或视频)的像素值有关的所有信息，其例如可以被显示器和/或任意其他设备用于例如对画面(或视频)进行显现或解码。彩色画面包括具有样本的第一阵列形式的至少一个分量，通常是luma(或亮度)分量，还包括具有样本的至少一个其他阵列形式的至少一个其他分量。或者等价地，可以通过一组彩色样本(颜色分量)阵列来表示相同的信息，例如传统的三色RGB表示。通过具有C个值的矢量来表示像素值，其中c是分量的个数。矢量的每个值由多个比特表示，所述多个比特限定了像素值的最大动态范围。标准动态范围画面(SDR画面)是彩色画面，其亮度值由通常以2的幂或光圈级别(f-stop)的有限动态表示。SDR画面具有大约10的光圈级别的动态，即线性域中最亮像素和最暗像素之间的比率1000，并且在非线性域中使用有限个比特(在HDTV(高清电视系统)和UHDTV(超高清电视系统)中最常见8或10)进行编码，以减小动态，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)。这种受限的非线性表示不会允许对小信号变化的渲染进行校正，尤其是在暗和亮的亮度范围内。在高动态范围画面(HDR画面)中，信号动态高得多(高达光圈级别20，最亮像素和最暗像素之间的比率为一百万)，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(对于每个分量是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)或者具有长表示的整数，典型地至少16比特。色域是颜色的特定完全集。最常用的用法指的是在给定环境下可以精确表示的一组颜色，例如在给定的颜色空间内或者通过特定输出设备表示。有时通过如图1所示的CIE1931颜色空间色度图中提供的RGB原色和白色点来限定色域。在所谓的CIE1931颜色空间色度图中限定原色是常见的。这是独立于亮度分量限定颜色的二维图(x，y)。然后，由于变换，任何颜色XYZ被投射在此图中：z＝1-x-y分量也被限定，但不携带额外的信息。在该图中通过三角形限定色域，其顶点是三原色RGB的(x，y)坐标的集合。白点W是属于三角形的另一给定(x，y)点，通常靠近三角形中心。通过颜色空间和在所述颜色空间中表示的值的动态范围来限定颜色体积。例如，通过针对UHDTV的RGBITU-R推荐BT.2020颜色空间来限定色域。旧的标准ITU-R推荐BT.709限定了针对HDTV的较小色域。在SDR中，对于对数据进行编码的颜色体积，将动态范围官方地限定为高达100nit(坎德拉每平方米)，尽管一些显示技术可以示出更亮的像素。如DannyPascale的“AReviewofRGBColorSpaces”中广泛解释的，色域的改变，即从一个色域到另一个色域映射三原色和白点的变换，可以通过在线性RGB颜色空间中使用3x3矩阵来执行。此外，通过3×3矩阵执行从XYZ到RGB的空间的改变。因此，无论RGB或XYZ是什么样的颜色空间，色域的改变都可以通过3×3矩阵来执行。例如，可以通过3×3矩阵来执行从BT.2020线性RGB到BT.709XYZ的色域改变。高动态范围画面(HDR画面)是用比SDR画面的动态高的HDR动态来表示亮度值的彩色画面。HDR动态尚未由标准限定，但人们可以预期高达几千nit的动态范围。例如，HDR颜色体积由RGBBT.2020颜色空间限定，并且在所述RGB颜色空间中表示的值属于从0至4000nit的动态范围。HDR颜色体积的另一个示例由RGBBT.2020颜色空间限定，并且在所述RGB颜色空间中表示的值属于从0至1000nit的动态范围。对画面(或视频)进行颜色分级是一种更改/增强画面(或视频)的颜色的过程。通常，对画面进行颜色分级涉及颜色体积(颜色空间和/或动态范围)的改变或者与该画面相关的色域的改变。因此，同一画面的两个不同颜色分级版本是值在不同颜色空间(或者色域)中表示的画面版本或者已经根据不同的颜色分级更改/增强了它们颜色中的至少一个的画面版本。这可以涉及用户相互作用。例如，在电影制作时，使用三原色摄像机将画面和视频捕获为由3个分量(红、绿和蓝)构成的RGB颜色值。RGB颜色值取决于传感器的三原色特性(彩色原色)。然后获得所捕获画面的第一颜色分级版本以便(使用特定的剧院分级)得到剧院渲染。典型地，根据例如限定了UHDTV的参数值的BT.2020的标准化YUV格式来表示所捕获的画面的第一颜色分级版本的值。YUV格式通常通过以下来执行：在线性RGB分量上应用非线性函数(所谓的光电子传递函数(OETF))来获得非线性分量R′G′B′，然后在获得的非线性R′G′B′分量上应用颜色变换(通常为3×3矩阵)来获得三个分量YUV。第一分量Y是亮度分量，并且两个分量U、V是色度分量。然后，调色师通常与摄影导演一起通过精细调节/稍稍调整某些颜色值对所捕获画面的第一颜色分级版本的颜色值执行控制，以便逐渐灌输美感的含义。要解决的问题是在分发相关联的SDR画面(或视频)的同时对压缩的HDR画面(或视频)的分发，所述SDR画面(或视频)表示所述HDR画面(或视频)的颜色分级版本。一种简单的方案是在分发结构上同时播放SDR和HDR画面(或视频)，但是与诸如HEVC主要10规格(HighEfficiencyVideoCoding”，SERIESH：AUDIOVISUALANDMULTIMEDIASYSTEMS，RecommendationITU-TH.265，TelecommunicationStandardizationSectorofITU，2013年4月)的适于广播SDR画面(或视频)的传统结构相比，其缺点是将加倍所需要的带宽。使用传统分发结构是加速HDR画面(或视频)分发的紧急性的要求。同样，应该在确保画面(或视频)的SDR和HDR版本的良好质量的同时，使比特率最小化。此外，可以确保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n通过利用因子系数对彩色画面的两个色度分量进行缩放来获得两个另外的色度分量，所述因子系数基于所述彩色画面的亮度分量的像素值；/n通过组合所述亮度分量和所述两个另外的色度分量获得另外的亮度分量；以及/n对所述另外的亮度分量和所述两个另外的色度分量进行编码。/n

【技术特征摘要】
20150130 EP 15305125.5;20151009 EP 15306607.11.一种方法，包括：
通过利用因子系数对彩色画面的两个色度分量进行缩放来获得两个另外的色度分量，所述因子系数基于所述彩色画面的亮度分量的像素值；
通过组合所述亮度分量和所述两个另外的色度分量获得另外的亮度分量；以及
对所述另外的亮度分量和所述两个另外的色度分量进行编码。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，组合所述亮度分量和所述两个另外的色度分量包括：线性地组合所述两个另外的色度分量。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括以下至少之一：
将线性组合所使用的系数m和n存储在本地或远程存储器中；以及
将所述系数m和n添加到比特流中。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述因子系数是针对所述亮度分量的特定像素值从查找表获得的。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过对查找表的值进行内插来获得针对所述亮度分量的特定像素值的所述因子系数。


6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述因子系数还取决于所述系数m和n。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述因子系数，使得在根据所述另外的亮度分量和所述另外的色度分量获得的颜色的色域与要编码的彩色画面的颜色的色域之间计算的色域失真被降低。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，根据要编码的彩色画面获得亮度分量和两个色度分量包括：
获得亮度分量，包括：
根据所述彩色画面的亮度获得调制值；
通过将所述彩色画面的亮度除以所述调制值来获得缩放后的亮度；
通过对所述缩放后的亮度应用非线性函数来获得亮度分量，以使所述亮度分量的动态与所述缩放后的亮度的动态相比减小；
通过以下操作获得两个色度分量：
获得第二因子，该第二因子取决于所述亮度分量的像素的值和在所述彩色画面中的共位像素的亮度值；
通过将每个颜色分量乘以所述第二因子来获得至少一个中间颜色分量；以及
根据所述至少一个中间颜色分量获得所述两个色度分量。


9.一种方法，包括：
通过组合根据比特流获得的亮度分量和两个色度分量来获得另外的亮度分量；
通过利用因子系数对所述两个色度分量进行缩放来获得两个另外的色度分量，所述因子系数基于所述另外的亮度分量的像素值；以及
根据所述另外的亮度分量和所述两个另外的色度分量获得彩色画面。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，组合所述亮度分量和所述两个色度分量包括：线性地组合所述两个色度分量。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括：从比特流或者从本地或远程存储器获得线性组合所使用的系数m和n。


12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述因子系数是针对所述亮度分量的特定像素值从查找表获得的。


13.根据权利要求9所述的方法，其中，通过对查找表的值进行内插来获得针对所述亮度分量的特定像素值的所述因子系数。


14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述因子系数还取决于所述系数m和n。


15.根据权利要求9所述的方法，其中，根据所述另外的亮度分量和所述两个另外的色度分量获得彩色画面包括：
获得第一分量，包括：
通过对所述另外的亮度分量应用非线性函数来获得结果分量，以使所述结果分量的动态与所述另外的亮度分量的动态相比被增加；
根据要解码的彩色画面的亮度获得调制值；
通过将所述结果分量乘以所述调制值来获得所述第一分量；
获得第二因子，该第二因子取决于所述另外的亮度分量的像素的值；
根据所述第一分量、所述两个另外的色度分量和所述第二因子获得至少一个颜色分量；以及
通过组合所述至少一个颜色分量来形成解码画面。


16.一种装置，包括具有所存储的指令的存储器，所述指令用于使处理器执行以下操作：
通过利用因子系数对彩色画面的两个色度分量进...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·拉萨尔，皮埃尔·安德里翁，法布里斯·勒林内克，大卫·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