向后兼容的擴(kuò)展圖像格式的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本公開整體涉及一種圖像編碼系統(tǒng)和方法，與許多現(xiàn)有圖像文件格式相比，該系統(tǒng)和方法提供增大的精確度、增大的動(dòng)態(tài)范圍和更寬的色域。更具體地，本公開涉及一種與現(xiàn)有設(shè)備向后兼容的圖像編碼方法，使得增大的精確度、動(dòng)態(tài)范圍和色域數(shù)據(jù)不會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備發(fā)生故障。
[0002]如已知的，根據(jù)用于定義圖像屬性的參考值來表示數(shù)字圖像。例如，可由多個(gè)參考值(例如，R或紅色、G或綠色以及B或藍(lán)色值)來指定數(shù)字圖像的每個(gè)像素的屬性。根據(jù)色彩模型來定義這些參考值。色彩模型描述可使用參照值的組合表示色彩的方式?？筛鶕?jù)特定色彩模型產(chǎn)生的色彩集合是色彩空間。用于在顯示設(shè)備諸如電視屏幕、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、平板電腦等上產(chǎn)生圖像的最常見的色彩模型是RGB色彩模型。RGB色彩模型定義由變化等級(jí)(SP，變化的參考值)的紅、綠和藍(lán)原色的組合產(chǎn)生的一組色彩。
[0003]圖1示出了CIE1931色彩空間色度圖。外部曲線邊界105表示可見光譜單色色彩，其中以納米為單位表示波長。色彩沿外部曲線邊界105行進(jìn)通過波長增大的紫色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色和紅色范圍。用于特定RGB色彩空間的紅、綠和藍(lán)原色的色度(S卩，其中一種色彩通道具有非零值，另外兩種色彩通道具有零值的色度)形成色彩三角形115的頂點(diǎn)?？捎蒖GB色彩空間表示的色度的色域由色彩三角形115內(nèi)的色度表示。色彩三角形115對(duì)應(yīng)于sRGB色彩空間，即最常見的RGB色彩空間。頂點(diǎn)I1A是sRGB紅原色，頂點(diǎn)I1B是sRGB綠原色，并且頂點(diǎn)IlOC是sRGB藍(lán)原色。在120處示出了D65白色點(diǎn)，即所有色彩通道都等于一的點(diǎn)。
[0004]如圖1中所示，典型色彩空間諸如sRGB色彩空間涵蓋明顯小于人可見的完整色度范圍的色度范圍。此外，典型的色彩空間能夠僅表示可由人感知的亮度等級(jí)的小部分。已通過基于顯示器介質(zhì)能夠產(chǎn)生的色彩的設(shè)計(jì)來將這些色彩空間限制并入到常用色彩空間中。即色彩空間僅需要涵蓋可由現(xiàn)有顯示介質(zhì)諸如電視機(jī)顯示器和計(jì)算機(jī)監(jiān)視器能夠產(chǎn)生的色彩。實(shí)際上，在色彩空間僅限于可產(chǎn)生的那些色彩的情況下，可產(chǎn)生色彩(對(duì)于給定數(shù)據(jù)大小)的精度增大。隨著能夠產(chǎn)生更寬色域(即更寬范圍的色度)和更大動(dòng)態(tài)范圍(即更寬范圍的亮度水平)的新顯示技術(shù)的出現(xiàn)，將需要根據(jù)包括更寬范圍色彩的色彩空間來定義圖像。然而，在此過渡期間，用于承載附加色彩信息的圖像文件還可由現(xiàn)有設(shè)備讀取和呈現(xiàn)將也是必要的。因此希望指定一種用于對(duì)圖像進(jìn)行編碼的方法和系統(tǒng)，與現(xiàn)有的圖像文件格式相比，該方法和系統(tǒng)提供增大的精度、增大的動(dòng)態(tài)范圍和更寬的色域，并且還與現(xiàn)有顯示設(shè)備兼容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種對(duì)具有擴(kuò)展圖像內(nèi)容的圖像進(jìn)行編碼的方法可包括獲取以第一圖像格式表示的第一圖像，以及獲取與第一圖像對(duì)應(yīng)的并以第二圖像格式表示的第二圖像。可由第一范圍的參考值來定義第一圖像的每個(gè)元素，并可由第二范圍的參考值來定義第二圖像的每個(gè)元素。第一范圍可以是第二范圍的真子集，使得第一格式和第二格式在第一格式的完整范圍的參考值上一致。在一個(gè)實(shí)施例中，然后可從第二圖像減去第一圖像以獲取差異圖像。可在圖像文件的標(biāo)準(zhǔn)有效載荷部分中對(duì)第一圖像進(jìn)行編碼，并可在圖像文件的元數(shù)據(jù)部分中對(duì)差異圖像進(jìn)行編碼。可在程序代碼中實(shí)現(xiàn)該方法并且被存儲(chǔ)在非暫態(tài)介質(zhì)上。所存儲(chǔ)的程序代碼可由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，該一個(gè)或多個(gè)處理器是被配置為實(shí)施該方法的系統(tǒng)的一部分或控制該系統(tǒng)。
[0006]—種對(duì)具有擴(kuò)展圖像內(nèi)容的圖像進(jìn)行解碼的方法可包括對(duì)圖像文件的有效載荷部分進(jìn)行解碼以生成第一圖像?？梢曰A(chǔ)圖像格式來表示第一圖像，其中每個(gè)圖像元素由第一范圍的參考值來定義。可對(duì)圖像文件的元數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解碼以生成附加圖像數(shù)據(jù)。附加圖像數(shù)據(jù)可與第一圖像組合以生成第二圖像?？墒褂脭U(kuò)展圖像格式來表示第二圖像，其中每個(gè)圖像元素由第二范圍的參考值定義。第一范圍可以是第二范圍的真子集，使得基礎(chǔ)圖像格式和擴(kuò)展圖像格式在基礎(chǔ)圖像格式的完整范圍的參考值上一致?？稍诔绦虼a中實(shí)現(xiàn)該方法并且被存儲(chǔ)在非暫態(tài)介質(zhì)上。所存儲(chǔ)的程序代碼可由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，該一個(gè)或多個(gè)處理器是被配置為實(shí)施該方法的系統(tǒng)的一部分或控制該系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0007]圖1示出了具有指定的sRGB色域的CIE1931色彩空間色度圖。
[0008]圖2是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的擴(kuò)展圖像格式的組分的框圖。
[0009]圖3是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于提取以擴(kuò)展圖像格式進(jìn)行編碼的附加信息的操作的框圖。
[0010]圖4是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于提取以擴(kuò)展圖像格式進(jìn)行編碼的附加信息并將所提取的信息分離成不同通道的操作的框圖。
[0011]圖5A至圖5C是示出了根據(jù)多個(gè)實(shí)施例的將基礎(chǔ)圖像和從擴(kuò)展圖像提取的圖像數(shù)據(jù)編碼成廣泛支持的圖像格式的過程的框圖。
[0012]圖6是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)圖像的編碼、所提取的附加圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)通道，以及用于以廣泛支持的圖像格式重建擴(kuò)展圖像的指令的框圖。
[0013]圖7是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于對(duì)使用廣泛支持的圖像格式編碼的擴(kuò)展圖像進(jìn)行解碼的過程的流程圖。
[0014]圖8示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性電子設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開涉及一種用于對(duì)擴(kuò)展圖像進(jìn)行編碼使其能夠與現(xiàn)有解碼設(shè)備兼容的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。通常，擴(kuò)展圖像格式被定義為使用匹配現(xiàn)有圖像格式的通道原色。因?yàn)閿U(kuò)展圖像格式參考了現(xiàn)有圖像格式的通道原色，所以可通過如下所述的計(jì)算廉價(jià)的操作提取被包括在擴(kuò)展圖像格式中的附加圖像信息。
[0016]在以下描述中，為了解釋的目的，闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)發(fā)明構(gòu)思的徹底理解。作為該描述的一部分，本公開的附圖中的一些附圖以框圖形式表示結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免模糊本發(fā)明。為了清晰起見，在本說明書中未描述實(shí)際具體實(shí)施的所有特征。此外，本公開中所使用的語言已主要被選擇用于可讀性和指導(dǎo)性目的，并且可能沒有被選擇為劃定或限定本發(fā)明的主題，訴諸于所必需的權(quán)利要求以確定此類發(fā)明主題。在本公開中提到“一個(gè)實(shí)施例” (“one embodiment”或“an embodiment”)意指被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)合該實(shí)施例所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，并且多次提到“一個(gè)實(shí)施例”(“oneembodiment”或“an embodiment”)不應(yīng)被理解為必然地全部參考相同的實(shí)施例。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解，在任何實(shí)際具體實(shí)施的開發(fā)中(如在任何開發(fā)項(xiàng)目中)，必須要作出許多決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)(如，符合與系統(tǒng)和商務(wù)相關(guān)的約束)，并且這些目標(biāo)將在不同具體實(shí)施之間變化。還應(yīng)當(dāng)理解，此類開發(fā)工作可能是復(fù)雜且費(fèi)時(shí)的，但盡管如此，對(duì)于受益于本公開的圖像處理的那些普通技術(shù)人員而言，這仍然是他們的日常工作。
[0018]參考圖2，基礎(chǔ)圖像格式可根據(jù)用于定義圖像像素的屬性的參考值205來描述圖像。例如，以RGB格式表示的圖像的每個(gè)像素可包括用于紅色通道、綠色通道和藍(lán)色通道的參考值。用于紅色、綠色和藍(lán)色通道的參考值共同定義了給定色彩空間(即，由紅色、綠色和藍(lán)色通道原色定義的色彩空間)內(nèi)的像素的屬性?？筛鶕?jù)0.0到1.0范圍內(nèi)的標(biāo)稱值來描述參考值。例如，具有值(1.0，0.0，0.0)(被表示為(R，G，B))的圖像像素將是具有最高可能亮度的純紅色像素(即，具有紅色通道原色屬性的像素)。在例示的實(shí)施例中，對(duì)于常見消費(fèi)者圖像格式通用的是，可將每個(gè)參考值表示為8位二進(jìn)制數(shù)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到其他位深度是可能的。例如，16位。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)展圖像格式在基礎(chǔ)圖像格式的參考值范圍內(nèi)與基礎(chǔ)圖像是一致的。因此，擴(kuò)展圖像格式參考了與基礎(chǔ)圖像格式相同的原色(例如，紅色、綠色和藍(lán)色)。然而，可擴(kuò)展用于參考值210的標(biāo)稱范圍，以對(duì)附加圖