使用局部色域定义的图像处理方法和设备技术

提供了使用局部色域定义对图像数据进行编码和解码的方法和设备。可基于图像数据的色域特性来定义局部色域定义。对图像数据应用色域变换，其中，将由图像数据指定的颜色坐标映射到局部色域定义中的相应颜色坐标。局部色域定义的使用可有利于图像数据压缩或图像数据的增加颜色深度指定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像处理、图像数据压缩、图像显示和图像再现。本专利技术的实施例提供了用于对图像数据进行处理以传送到下游装置并在下游装置上进行显示的方法和设备。
技术介绍
图像数据(包括视频数据和静止图像数据)可以具有多种不同格式中的任意一种。一些示例图像数据格式为:RGB、YLU、GIF、TIFF、JPEG/JIF、PNG、BMP、PDF、RAW、FITS、MPEG、MP4、诸如BEF、HDR1、JPEG XR, JPEG HDR、RGBE、ScRGB的高动态范围(HDR)格式以及多种其它格式。图像数据格式可以具有在各方面域中显著不同的能力，诸如，例如，可以指定的不同颜色范围(即，色域(gamut))、可以指定的亮度级别范围(S卩，动态范围)、可以指定的色域内的离散颜色的数量、可以指定的离散亮度级别的数量等。一些图像数据格式包括具有不同能力的多个版本。可以在很多不同的颜色空间中指定颜色。一些示例包括RGB、HSV、CIE LUV,YCbCr,HQ、xvYCC、HSL、XYZ、CMYK、CIE LAB、IPT等。不同的图像数据格式可以在不同的颜色空间中指定颜色。显示器可包括广泛种类的基本显示器技术中的任意技术。显示器技术的范围包括从数字影院显示到电视机，其可包括:液晶显示(IXD)面板显示器，其中IXD面板由不同类型的背光系统来从背后照亮；发光二极管(LED)显示器；有机LED显示器(0LED显示器);等离子显示器；阴极射线管(CRT)显示器；激光投影仪；数字微镜装置(DMD)显示器；电致发光显示器等。在这些一般技术的任意技术内，对于发光和/或滤波元件可以有广泛种类的不同构造和构成。结果，不同的显示器可具有在各方面中显著不同的能力，诸如，例如，可以显示的不同颜色范围(即，色域)、可以显示的亮度值范围(即，显示的动态范围)等。宽色域的显示器可能能够再现传统显示器上可显示的色域之外的颜色。然而，能由提供至显示器的图像数据来指定的离散颜色的范围和数量会受到多种因素的约束，诸如，例如，图像数据格式的能力、图像数据带宽、图像数据压缩等。需要用于对具有不同色域的图像数据进行处理和显示的方法和设备。需要用于对图像数据进行处理和显示以便以高精度在显示器上再现不同的颜色的方法和设备。特别期望如下方法和设备:其可以以高效方式将图像数据传递到显示器或其它下游装置，并且可以在不同图像数据格式、可用图像数据带宽和图像数据压缩的约束内进行操作。
技术实现思路
以下描述了并在附图中示出了本专利技术的多个方面和本专利技术的示例实施例。附图说明附图示出了本专利技术的非限制性实施例。图1A和图1B是CIE u’ V’颜色空间中的色域图。图2A和图2C是根据示例实施例的对图像数据进行编码的方法的流程图。图2B和图2D是根据示例实施例的对图像数据进行解码的方法的流程图。图3A、图3B和图3C是可在图2A的方法中使用的、根据示例实施例的选择局部色域定义的方法的流程图。图4示出了被划分成子帧块的图像数据的帧的区域。图5示出了用于图像数据的帧的区域的预定义色域定义。图6A和图6B是分别不出根据不例实施例的编码设备和解码设备的框图。具体实施例方式在以下描述中，阐述了具体细节以便为本领域技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的要素以避免不必要地模糊本公开。因此，描述和附图应被视为说明性意义而非限制性意义。可以在三维或三分量颜色空间中表示颜色。内容色域可以被定义为图像数据中的局部像素组所占据的颜色空间的范围。图像数据格式的色域可以被定义为可由图像数据格式指定的颜色空间的范围。例如，在每个分量使用四位的三分量颜色空间中指定颜色的图像数据格式允许在图像数据格式的色域内指定高达(24)3或4096个颜色或分量组合。除非考虑大样本图像数据(例如，长帧序列)，否则图像数据中的局部像素组不可能需要可由图像数据格式指定的所有可能颜色。此外，可以理解，某些颜色分量组合趋向于比其它颜色分量组合更频繁地出现在图像数据中。本文中描述的方法和设备的特定实施例可应用于图像数据的一个或多个帧或者帧的区域没有使用可由图像数据格式指定的全色域的情况。在这样的情况下，可使用局部色域定义来对图像数据进行编码。如以下所说明的，局部色域定义的使用可有利于图像数据压缩、图像数据的增加颜色深度指定以及视频递送管线(video delivery pipeline)的下游装置对图像数据的处理。图1A和图1B例如示出了如下情况:以内容色域边界22为界的内容色域(图像数据中的局部像素组占据的颜色范围)的区域占据了图像数据的各个图像数据格式的整个色域的区域的一部分。在图1A中，可以假设图像数据为具有以色域边界20为界的色域的Rec.709格式。在图1B中，可以假设图像数据为具有以色域边界26为界的色域的宽色域格式(即，具有比Rec.709格式更宽的色域)。对于这些情况中的每种情况，可以使用可至少部分基于内容色域边界22而确定的局部色域定义来对图像数据进行编码。为了参考目的，在图1A和图1B上还绘出了谱轨迹30 (表示纯谱或单色颜色的点的轨迹)和CIE标准发光体D65 (表示平均日光的白点)。应理解，为了易于图示，图1A和图1B在二维空间中示出了色域边界。如上所指出的，可以在三维或三分量颜色空间中表示颜色。在三维颜色空间中指定的颜色信息可被变换到如下颜色空间:在该颜色空间中，沿着两条轴(诸如图1A和图1B所示)指定色度信息并且沿着第三条轴(图1A和图1B中未示出)指定亮度信息。在图1A所示的情况下，可定义具有与内容色域边界22 —致的局部色域边界24的局部色域。在其它实施例中，局部色域边界24可包围或包括内容色域边界22和/或接近内容色域边界22。局部色域所占据的颜色空间的原点可被定义在局部色域内的某个点。在对图像数据进行编码期间，在图像数据中指定的颜色坐标可被映射到局部色域中的相应颜色坐标。由于局部色域包括图像数据格式的色域的区域的一部分，因此可使用减少数量的位来表示局部色域内的颜色坐标。因此，在这样的情况下可采用局部色域定义来减少用于表示图像的数据量。针对无线或有线数据传送的带宽限制可能限制可传送到显示器的图像数据量。因此，可能期望应用诸如以上参照图1A描述的局部色域定义，以在保留图像的原始颜色深度的同时减少表示图像中的颜色所需的数据量。在其它实施例中，可采用局部色域定义来减小在图像数据格式的色域的分区内可指定的颜色之间的步阶的大小(即，减少颜色之间的量化级)，从而增加可指定颜色的精度。在图像中一次可以表示的特定色域内的颜色的数量或颜色深度受到用于表示每个像素的颜色的位数(即，“位深”)所限制。例如，假设要编码的图像数据的内容色域以图1A的内容色域边界22为界，并且正使用16位深度颜色方案(使用5位来表示32级红色、使用6位来表示64级绿色并且使用5位来表示32位蓝色，总共为32X64X32或65，536个不同的颜色)来表示所示出的以色域边界20为界的Rec.709格式内的所有可用颜色。在一些图像帧或帧区域中，可能不使用可由这种颜色方案指定的所有65，536级颜色；因此，为了减少颜色之间的量化级，可应用新的局部色域定义，在该新的局部色域定义中，所有65，536级颜色被重新定义为该局部色域内的颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.18 US 61/394,2941.一种对图像数据进行编码以传送到下游装置的方法，包括: 接收图像数据，所述图像数据具有内容色域； 确定所述图像数据的一个或更多个色域特性； 至少部分基于所述色域特性，确定用于所述图像数据的局部色域定义；以及 对所述图像数据应用色域变换，其中，将由所述图像数据指定的颜色坐标映射到所述局部色域定义的相应颜色坐标。2.根据权利要求1所述的方法，包括:在应用所述色域变换之后对所述图像数据进行压缩。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，包括:将与所述局部色域定义对应的元数据编码在所述图像数据中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述图像数据包括图像数据的子帧块。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括表示所述子帧块的平均颜色的值。6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述子帧块应用离散余弦变换DCT以提供DCT系数矩阵，并且所述色域特性包括所述DCT系数矩阵的DC值。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述色域特性包括所述子帧块的最小颜色值和最大颜色值。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述色域特性包括所述内容色域的面积。9.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述色域特性包括所述内容色域的体积。10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其中，所述色域特性包括图像数据的相邻子帧块的颜色特性。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述图像数据具有如下的图像数据格式:该图像数据格式具有比Rec.709色域宽的色域。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述内容色域是所述图像数据格式的色域的子集。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述局部色域定义限定所述内容色域内的颜色的范围。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述局部色域定义具有与所述图像数据格式相同的位深。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，评估色域特性包括将由所述图像数据指定的颜色坐标变换到新的颜色空间。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，应用所述色域变换包括将由所述图像数据指定的颜色坐标变换到新的颜色空间。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述色域变换是非线性的。18.—种对图像数据进行解码以在显示器上进行再现的方法，包括: 从所述图像数据提取元数据，所述元数据表示局部色域定义；对所述图像数据进行解压缩；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：温臻智，尼尔·W·梅斯梅尔，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：
国别省市：