非線性視覺(jué)動(dòng)態(tài)范圍殘留量化器的制造方法
【專利摘要】在分層VDR編碼中，在由后續(xù)編碼器進(jìn)行編碼之前通過(guò)非線性量化器來(lái)量化層間的殘留。呈現(xiàn)了若干非線性量化器。這些非線性量化器可以基于由一個(gè)或多個(gè)控制其中間范圍斜率的自由參數(shù)來(lái)控制的類似sigmoid的傳遞函數(shù)。這些函數(shù)也可以依賴于補(bǔ)償、輸出范圍參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的最大絕對(duì)值。量化器參數(shù)可以是時(shí)變的并且被發(fā)送至分層解碼器。本文中所描述的示例非線性量化器可以基于μ律函數(shù)、sigmoid函數(shù)和/或拉普拉斯分布。
【專利說(shuō)明】非線性視覺(jué)動(dòng)態(tài)范圍殘留量化器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年4月25日提交的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/478，836的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及圖像。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及高動(dòng)態(tài)范圍圖像的分層編碼中殘留信號(hào)的非線性量化和解量化。
【背景技術(shù)】
[0004]如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“動(dòng)態(tài)范圍”(DR)可以涉及人類心理視覺(jué)系統(tǒng)(HVS)感知圖像的強(qiáng)度(例如亮度(luminance、luma))的范圍(例如從最暗到最亮)的能力。在這種意義上，DR涉及“場(chǎng)景相關(guān)”的強(qiáng)度。DR也可以涉及顯示裝置充分地或近似地渲染具體帶寬的強(qiáng)度范圍的能力。在這種意義上，DR涉及“顯示相關(guān)”的強(qiáng)度。除非在本文的描述中的任何點(diǎn)明確指定具體的意義具有具體的含義，否則應(yīng)當(dāng)推斷例如可交換地使用該術(shù)語(yǔ)的任一意義。
[0005]如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)涉及跨越人類視覺(jué)系統(tǒng)(HVS)的大約14至15個(gè)數(shù)量級(jí)的DR寬度。例如，良好地適應(yīng)的具有基本正常(例如，在統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物計(jì)量學(xué)或眼科學(xué)中的一個(gè)或多個(gè)的意義上)的人具有跨越大約15個(gè)數(shù)量級(jí)的強(qiáng)度范圍。適應(yīng)了的人可以感知具有為數(shù)不多的少量光子的黯光源。然而，同樣的人可以感知沙漠、大?；蜓┲姓绲奶?yáng)的近乎刺痛的明亮強(qiáng)度(或甚至看一眼太陽(yáng)，但是短暫地以防止傷害)。然而該跨度可用于“適應(yīng)了的”人，例如，那些HVS具有用于重置和調(diào)整的時(shí)間段的人。
[0006]相比之下，人可以同時(shí)感知強(qiáng)度范圍的廣泛寬度的DR相比于HDR可能有些縮減。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“視覺(jué)動(dòng)態(tài)范圍”或“可變動(dòng)態(tài)范圍”可以單獨(dú)地或可互換地涉及可由HVS同時(shí)感知的DR。如本文所使用的，VDR可以涉及跨越5至6個(gè)數(shù)量級(jí)的DR。因而盡管與涉及真實(shí)情景的HDR相比可能有些窄，VDR仍然呈現(xiàn)寬的DR寬度。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“同時(shí)動(dòng)態(tài)范圍”可以與VDR有關(guān)。
[0007]直到最近，顯示器已經(jīng)具有顯著地比HDR或VDR窄的DR。使用典型的陰極射線管(CRT)、具有恒定的熒光白色背光照明的液晶顯示器(LCD)或等離子屏幕技術(shù)的電視機(jī)(TV)和計(jì)算機(jī)顯示器設(shè)備在其DR渲染能力方面被限制在接近3個(gè)數(shù)量級(jí)。因而與VDR和HDR相比，這種傳統(tǒng)顯示器代表低動(dòng)態(tài)范圍(LDR)，也被稱為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍(SDR)。
[0008]然而，其底層技術(shù)的發(fā)展使得更加現(xiàn)代的顯示器設(shè)計(jì)能夠呈現(xiàn)與在比較不現(xiàn)代的顯示器上呈現(xiàn)的同樣內(nèi)容相比具有顯著的改進(jìn)的各種質(zhì)量特性的圖像和視頻內(nèi)容。例如，更現(xiàn)代的顯示裝置可能能夠呈現(xiàn)高清晰度(HD)內(nèi)容和/或可根據(jù)不同的顯示性能(如圖像縮放器)來(lái)縮放的內(nèi)容。此外，一些更現(xiàn)代的顯示器能夠渲染具有比傳統(tǒng)顯示器的SDR更高的DR的內(nèi)容。
[0009]例如，一些現(xiàn)代IXD顯示器具有包括發(fā)光二級(jí)管(LED)陣列的背光單元(BLU)。BLU陣列的LED可以與有源LCD元件的偏振狀態(tài)的調(diào)制分離地被調(diào)制。該雙調(diào)制方法是可擴(kuò)展的(例如，擴(kuò)展至N調(diào)制層，其中N包括大于2的整數(shù))，如使用在BLU陣列與IXD屏幕元件之間的可控中間層。其基于LED陣列的BLU和雙(或N)調(diào)制有效地增加具有這種特征的IXD顯示器的涉及顯示的DR。
[0010]這種通常稱為“HDR顯示器”(盡管實(shí)際上其性能可能更接近VDR的范圍)以及其能夠進(jìn)行的DR擴(kuò)展，與傳統(tǒng)的SDR顯示器相比在顯示圖像、視頻內(nèi)容和其他可視信息的能力上表現(xiàn)出顯著的進(jìn)步。這種HDR顯示器可呈現(xiàn)的色域也可以顯著地超過(guò)更傳統(tǒng)的顯示器的色域，甚至達(dá)到能夠渲染廣色域(WCG)的程度。場(chǎng)景相關(guān)HDR或VDR以及WCG圖像內(nèi)容(如可以由“下一代”電影和TV相機(jī)生成的)，現(xiàn)在可以使用“HDR”顯示器更加忠實(shí)和有效地顯示(以下稱為“HDR顯示器”)。
[0011]如通過(guò)可伸縮視頻編碼和HDTV技術(shù)，擴(kuò)展圖像DR通常包括分叉方法。例如，使用現(xiàn)代的具有HDR能力的相機(jī)拍攝的場(chǎng)景相關(guān)HDR的內(nèi)容可以用于生成該內(nèi)容的SDR版本，該SDR版本可以在傳統(tǒng)的SDR顯示器上顯示。在一種方法中，根據(jù)所拍攝的VDR版本生成SDR版本可以涉及將色調(diào)映射算子(ΤΜ0)應(yīng)用于在HDR內(nèi)容中強(qiáng)度(例如，亮度(luminance、luma))相關(guān)的像素值。在第二種方法中，如在2011年8月23日提出的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US2011/048861中描述的(其內(nèi)容為所有目的通過(guò)引用合并到本文中)，生成SDR圖像可以包括將可逆算子(或預(yù)測(cè)器)應(yīng)用于VDR數(shù)據(jù)。為保護(hù)帶寬或?yàn)槠渌?，傳輸?shí)際拍攝的VDR內(nèi)容可能不是最好的方法。
[0012]因而，可以將相對(duì)于原始TMO相反的反色調(diào)映射算子(iTMO)、或相對(duì)于原始預(yù)測(cè)算子的反算子應(yīng)用于所生成的SDR內(nèi)容版本，其使得能夠預(yù)測(cè)VDR內(nèi)容的版本?？梢詫⑺A(yù)測(cè)的VDR內(nèi)容版本與原始拍攝的HDR內(nèi)容相比較。例如，從原始的VDR版本中減去所預(yù)測(cè)的VDR版本可以生成殘余圖像。編碼器可以將所生成的SDR內(nèi)容作為基本層(BL)發(fā)送，以及將所生成的SDR內(nèi)容版本、任何殘留圖像以及iTOM或其他預(yù)測(cè)器打包為增強(qiáng)層(EL)或作為元數(shù)據(jù)。
[0013]在比特流中連同其SDR內(nèi)容、殘留和預(yù)測(cè)器發(fā)送EL和元數(shù)據(jù)通常所消耗的帶寬少于在將HDR內(nèi)容和SDR內(nèi)容二者直接發(fā)送至比特流時(shí)消耗的帶寬。接收由編碼器發(fā)送的比特流的兼容解碼器可以解碼SDR并且將SDR在傳統(tǒng)的顯示器上呈現(xiàn)。然而兼容解碼器也可以使用殘留圖像、iTMO預(yù)測(cè)器或元數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算由其產(chǎn)生的HDR內(nèi)容的預(yù)測(cè)版本，以在性能更高的顯示器上使用。
[0014]在這種分層VDR編碼中，殘留比特流可能要求多于傳統(tǒng)的每色彩像素8位以用于適當(dāng)?shù)某尸F(xiàn)。在沒(méi)有任何預(yù)處理的情況下，使用傳統(tǒng)的SDR壓縮器(如由MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)所描述的壓縮器)的VDR殘留的直接編碼，可以造成嚴(yán)重的圖片偽影，如塊化偽影和帶化偽影。本發(fā)明的目的是提供用于VDR分層編碼中的殘留的高效的預(yù)處理和編碼的新方法。
[0015]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在編碼前使用非線性量化器來(lái)預(yù)處理殘留。殘留VDR信號(hào)的這種壓縮擴(kuò)展(或比較)使得后續(xù)編碼器能夠更高效的操作并且降低編碼偽影。
[0016]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，殘留量化器基于μ律非線性量化器和A律非線性量化器。在本發(fā)明的第二種實(shí)施方式中，殘留量化器基于通用的Sigmoid函數(shù)。在本發(fā)明的第三種實(shí)施方式中，殘留量化器基于傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)基于拉普拉斯累積分布函數(shù)。也呈現(xiàn)了共同地修改殘留非線性量化器和后續(xù)殘留編碼器二者的參數(shù)的方法的示例實(shí)現(xiàn)。[0017]在本部分中描述的方法是可以執(zhí)行的方法，但是不一定是先前已經(jīng)構(gòu)思或者執(zhí)行過(guò)的方法。因此，除非另外指明，不應(yīng)該假定在本部分中描述的方法僅由于其被包括在本部分中就被視作現(xiàn)有技術(shù)。類似地，除非另外指明，不應(yīng)該基于本部分假定在任何現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了關(guān)于一個(gè)或多個(gè)方法而確定的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]在附圖的圖形中通過(guò)示例而非以限制的方式示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，并且其中同樣的附圖標(biāo)記指代相似的元件，其中:
[0019]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于VDR-SDR系統(tǒng)的示例數(shù)據(jù)流；
[0020]圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例分層VDR編碼系統(tǒng)；
[0021]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例分層VDR解碼系統(tǒng)；
[0022]圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的非線性量化傳遞函數(shù)的示例；
[0023]圖5A描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示例非線性量化過(guò)程；
[0024]圖5B描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的示例非線性量化過(guò)程；
【具體實(shí)施方式】
[0025]給定一對(duì)相應(yīng)的VDR和SDR圖像,如表現(xiàn)同一場(chǎng)景的圖像,每個(gè)圖像處于不同的動(dòng)態(tài)范圍水平，已完成分層VDR編碼中殘留信號(hào)的改進(jìn)的編碼。通過(guò)結(jié)合基本層(如，SDR圖像)與作為增強(qiáng)層的殘留，對(duì)VDR圖像進(jìn)行編碼。在一種實(shí)施方式中，增強(qiáng)層包括原始VDR圖像與其被預(yù)測(cè)的(例如根據(jù)基本層而預(yù)測(cè)的)版本之間的差。在下面的描述中，為了說(shuō)明的目的，陳述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，顯然本發(fā)明可以不通過(guò)這些具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐。在其他情況下，為避免不必要地遮擋、掩蓋和混淆本發(fā)明，在詳盡的細(xì)節(jié)中沒(méi)有描述眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置。
[0026]概述
[0027]本文中所描述的示例實(shí)施方式涉及具有高動(dòng)態(tài)范圍的圖像的分層編碼。一種實(shí)施方式將非線性、基于Sigmoid的量化器應(yīng)用于殘留VDR圖像，因而產(chǎn)生有利的編碼效率以及改進(jìn)的總體視頻品質(zhì)。
[0028]示例VDR-SDR 系統(tǒng)
[0029]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的VDR-SDR系統(tǒng)100中的示例數(shù)據(jù)流。使用HDR相機(jī)110拍攝HDR圖像或視頻序列。在拍攝之后，由母帶處理(mastering)過(guò)程處理所拍攝的圖像或視頻，以創(chuàng)建目標(biāo)VDR圖像125。該母帶處理過(guò)程可以包括多種處理步驟，如:編輯、初級(jí)色彩校正和次級(jí)色彩校正、色彩轉(zhuǎn)換和噪聲過(guò)濾。這個(gè)過(guò)程的VDR輸出125表現(xiàn)指導(dǎo)者關(guān)于所拍攝的圖像如何在目標(biāo)VDR顯示器上顯示的意圖。
[0030]母帶處理過(guò)程也可以輸出相應(yīng)的SDR圖像145，表現(xiàn)指導(dǎo)者關(guān)于所拍攝的圖像如何在傳統(tǒng)的SDR顯示器上顯示的意圖?？梢詮哪笌幚黼娐?20直接提供SDR輸出145，或可以由單獨(dú)的VDR至SDR轉(zhuǎn)換器140生成SDR輸出145。
[0031]在一種示例實(shí)施方式中，VDR125和SDR145信號(hào)被輸入至編碼器130。編碼器130產(chǎn)生經(jīng)編碼的比特流，該比特流降低傳輸VDR信號(hào)和SDR信號(hào)所需要的帶寬。此外，編碼器130用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼，該信號(hào)使得相應(yīng)解碼器150能夠解碼和呈現(xiàn)SDR信號(hào)分量或VDR信號(hào)分量。在一種示例實(shí)施中，編碼器130可以是分層編碼器，如由MPEG-2和H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)定義的分層編碼器之一，分層編碼器將其輸出呈現(xiàn)為基本層、可選增強(qiáng)層和元數(shù)據(jù)。如本文中所定義的，術(shù)語(yǔ)“元數(shù)據(jù)”涉及作為編碼比特流的一部分傳輸并且?guī)椭獯a器呈現(xiàn)解碼圖像的任何輔助信息。這種元數(shù)據(jù)可以包括但不限于諸如這樣的數(shù)據(jù):色彩空間或色域信息、動(dòng)態(tài)范圍信息、色調(diào)映射信息或如本文中所描述的其他預(yù)測(cè)器和量化器算子。
[0032]在接收器上，解碼器150根據(jù)目標(biāo)顯示器的性能使用所接收的編碼比特流和元數(shù)據(jù)來(lái)呈現(xiàn)SDR圖像或VDR圖像。例如，SDR顯示器可以僅使用基本層和元數(shù)據(jù)來(lái)呈現(xiàn)SDR圖像。相反地，VDR顯示器可以使用來(lái)自所有輸入層的信息和元數(shù)據(jù)來(lái)呈現(xiàn)VDR信號(hào)。
[0033]圖2描述了結(jié)合本發(fā)明的方法的編碼器130的示例實(shí)現(xiàn)。在圖2中，SDR輸入207通常是8位、4:2:0、ITU Rec.709數(shù)據(jù)；然而該實(shí)施方式的方法也適用于其他SDR呈現(xiàn)。例如，一些實(shí)施方式可以使用增強(qiáng)SDR輸入——SDR’，SDR’可以具有與SDR —樣的色彩空間(原色和白度)，但是可以使用高精度，例如每像素12位，在全空間分辨率下具有全部色彩分量(例如，4:4:4RGB)。SDR輸入207被施加到壓縮系統(tǒng)240。取決于應(yīng)用，壓縮系統(tǒng)240可以是有損的如根據(jù)H.264或MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，或無(wú)損的。壓縮系統(tǒng)240的輸出可以作為基本層225傳輸。為降低編碼信號(hào)與解碼信號(hào)之間的偏差，編碼器130可以在壓縮過(guò)程240之后跟隨相應(yīng)的解壓縮過(guò)程230。信號(hào)235表示SDR輸入，因?yàn)樾盘?hào)235將由解碼器所接收。如例如在2012年4月13日提交的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US2012/033605中所描述的，使用輸入VDR205和SDR235數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)器250將產(chǎn)生信號(hào)257，信號(hào)257表示輸入VDR205的近似或估計(jì)。加法器260從原始VDR205減去所預(yù)測(cè)的VDR257以形成輸出殘留信號(hào)265。也可以由另一有損或無(wú)損編碼器220 (如由MPGE標(biāo)準(zhǔn)定義的有損編碼器或無(wú)損編碼器)對(duì)殘留信號(hào)265進(jìn)行編碼，以及可以在輸出比特流中復(fù)用并且作為增強(qiáng)層傳輸至解碼器。
[0034]預(yù)測(cè)器250也可以提供在預(yù)測(cè)處理中作為元數(shù)據(jù)255使用的預(yù)測(cè)參數(shù)。因?yàn)樵诰幋a過(guò)程期間預(yù)測(cè)參數(shù)可以改變(例如，逐幀地，或逐場(chǎng)景地)，可以將這些元數(shù)據(jù)作為也包括基本層和增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)的一部分傳輸至解碼器。
[0035]殘留265表示兩個(gè)VDR信號(hào)之間的差，因而希望使用大于每色彩分量8位來(lái)表示殘留265。在許多可能的實(shí)現(xiàn)中，編碼器220可能不能支持該殘留的全部動(dòng)態(tài)范圍。在一種示例實(shí)現(xiàn)中，殘留可以是16位的而殘留編碼器220可以是標(biāo)準(zhǔn)H.2648位編碼器。為使編碼器220適應(yīng)殘留265的動(dòng)態(tài)范圍，量化器210把殘留265從其原始位深度表示(如12位或16位)量化成較低的位深度表示。也可以將量化器參數(shù)復(fù)用至元數(shù)據(jù)比特流255。
[0036]在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，可以通過(guò)線性量化器來(lái)預(yù)處理殘留265。這樣的編碼是可能的；然而，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下殘留265中輸出值的分布是不均衡的，因此可能經(jīng)歷嚴(yán)重的編碼偽影，如塊化偽影和帶化偽影。
[0037]在本發(fā)明的一種示例實(shí)施方式中，描述了基于Sigmoid傳遞函數(shù)(如μ律傳遞函數(shù))的特性的新的非線性量化器。
[0038]如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“Sigmoid函數(shù)”涉及具有“S”形狀的非線性函數(shù)并且在其中間范圍具有相對(duì)線性的響應(yīng)。圖4描繪了這種傳遞函數(shù)的示例。
[0039]圖3更詳細(xì)地描繪了解碼器150的示例實(shí)現(xiàn)。解碼系統(tǒng)300接收可以將解壓330之后被抽取的基本層337、增強(qiáng)層(或殘留)332和元數(shù)據(jù)335進(jìn)行組合的編碼比特流。例如，在VDR-SDR系統(tǒng)中，基本層337可以表示編碼信號(hào)的SDR呈現(xiàn)而元數(shù)據(jù)335可以包括關(guān)于在編碼器中使用的預(yù)測(cè)(250)步驟和量化(210)步驟的信息。殘留332被解碼(340)、解量化(350)并且與預(yù)測(cè)器390的輸出395相加以生成輸出VDR信號(hào)370。在本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式中，描述了基于Sigmoid傳遞函數(shù)(如μ律傳遞函數(shù))的特性的新的非線性解量化器。
[0040]殘留量化
[0041]殘留量化器210的目的是在由殘留編碼器(或壓縮器220)如H.264編碼器來(lái)編碼之前限制殘留VDR信號(hào)265的動(dòng)態(tài)范圍(位深度)。存在壓縮方法如H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該壓縮方法在高于8位的位深度調(diào)整輸入；然而，大多數(shù)市售的基于硬件的編碼器和解碼器不支持該特性。本發(fā)明的一個(gè)目的是使用目前市售的基于SDR的編解碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)VDR編碼。
[0042]量化殘留265的一種方法是應(yīng)用均勻(線性)量化器。然而，可以發(fā)現(xiàn)VDR殘留的分布不服從均勻分布并且經(jīng)常呈現(xiàn)出類似高斯的非均勻分布。另外，當(dāng)使用均勻量化器時(shí)，所重建的VDR圖像通常包括塊化偽影。
[0043]為克服均勻量化器的這些局限性的一種方法是使用非均勻量化器，如Lloyd-Max最優(yōu)量化器。如果預(yù)先知道輸入信號(hào)的概率分布函數(shù)(PDF)，這種量化器可能是最優(yōu)的。然而，因?yàn)闅埩舻姆植荚趲c幀之間變化，當(dāng)傳輸量化的元數(shù)據(jù)時(shí)，這種解決方案可能意味著較高的總開(kāi)銷成本。本文中在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)中呈現(xiàn)了基于拉普拉斯HF的這種量化器。
[0044]另一方法是使用壓縮擴(kuò)展器如由sigmoid函數(shù)(如μ律函數(shù)或A率函數(shù))定義的壓縮擴(kuò)展器。這種壓縮擴(kuò)展器已經(jīng)成功地用于語(yǔ)音信號(hào)和音頻信號(hào)的編碼和傳輸；然而，據(jù)我們所知，沒(méi)有這種方法被應(yīng)用于殘留VDR信號(hào)的量化。本發(fā)明的替代示例實(shí)施方式中也呈現(xiàn)了這中量化器。
[0045]如本文中所定義的，μ律和A律的正向傳遞函數(shù)和逆?zhèn)鬟f函數(shù)如下所述:
[0046]μ 律`
[0047]
1/1 I Λ'Ι.\η(1 + μ )
y = Φ) = ^max ,,丨 AT —⑴，
ln(l + //)⑴
[0048]



Ivl
c-1 (j) = [(I + μ) Α?χ - 1]?Χ y)
^ 。 (2)
[0049]其中Xniax表示輸入信號(hào)的最大絕對(duì)值。
[0050]A 律
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)VDR圖像進(jìn)行編碼的方法，包括: 接收殘留VDR輸入圖像； 將非線性量化應(yīng)用于所述殘留VDR輸入圖像以輸出量化VDR殘留圖像；以及 使用殘留編碼器對(duì)所述量化VDR殘留圖像進(jìn)行編碼； 其中所述殘留VDR輸入圖像的位深度高于所述殘留編碼器所支持的位深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于非線性量化的方法包括: 根據(jù)非線性傳遞函數(shù)，將所述輸入殘留VDR數(shù)據(jù)的像素值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的量化像素值；所述傳遞函數(shù)由一個(gè)或更多個(gè)自由參數(shù)、補(bǔ)償參數(shù)和輸出動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)來(lái)表征； 其中所述傳遞函數(shù)的中間范圍斜率被一個(gè)或更多個(gè)所述自由參數(shù)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述非線性傳遞函數(shù)還由所述輸入像素值的最大絕對(duì)值來(lái)表征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述殘留VDR圖像的位深度為12位或16位，而所述殘留編碼器支持位深度為8位的輸入信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述自由參數(shù)是μ律函數(shù)或A律函數(shù)的參數(shù)μ和參數(shù)A。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述補(bǔ)償參數(shù)包括等于128的值。`
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述輸出動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)包括O到128之間的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述非線性傳遞函數(shù)包括可由以下表達(dá)式表示的過(guò)程:
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述非線性傳遞函數(shù)包括sigmoid函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述非線性傳遞函數(shù)基于拉普拉斯概率密度函數(shù)(PDF)的累積分布函數(shù)(⑶F)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，用于計(jì)算所述非線性傳遞函數(shù)的所述參數(shù)的方法還包括: 從所述殘留編碼器接收與所述殘留編碼器所使用的量化參數(shù)有關(guān)的信息； 基于所接收的信息調(diào)節(jié)所述非線性傳遞函數(shù)的所述參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，用于計(jì)算所述非線性傳遞函數(shù)的所述輸出動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)的方法包括: Ca)將所述輸出動(dòng)態(tài)范圍設(shè)置為初始值； (b)應(yīng)用所述非線性量化器的參數(shù)來(lái)量化輸入殘留VDR數(shù)據(jù)； (c)針對(duì)所述數(shù)據(jù)計(jì)算所述殘留編碼器所使用的塊量化參數(shù)的平均值； (d)如果所述平均值高于第一閾值，則降低所述輸出動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)，或者如果所述平均值低于第二閾值，則增大所述輸出動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述非線性傳遞函數(shù)的所述參數(shù)作為元數(shù)據(jù)被用信號(hào)通知給解碼器。
14.一種用于對(duì)VDR圖像進(jìn)行解碼的方法，包括: 接收編碼殘留VDR圖像； 對(duì)所述編碼殘留VDR圖像進(jìn)行解碼以輸出量化殘留VDR圖像； 使用非線性解量化器對(duì)所述量化殘留VDR圖像進(jìn)行解量化以輸出殘留VDR輸出圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述非線性解量化器的傳遞函數(shù)是在權(quán)利要求2中使用的非線性量化器的傳遞函數(shù)的逆函數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述非線性量化器的所述傳遞函數(shù)為根據(jù)權(quán)利要求8所述的非線性傳遞函數(shù)，并且所述非線性解量化器的所述傳遞函數(shù)由下式給出:

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述殘留編碼器是MPEG編碼器。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中使用MPEG解碼器對(duì)所述編碼殘留VDR圖像進(jìn)行解碼。
19.一種包括處理器并且被配置成執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的設(shè)備。
20.—種包括處理器并且被配置成執(zhí)行權(quán)利要求18所述的方法的設(shè)備。
21.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
22.—種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
【文檔編號(hào)】H04N19/36GK103493490SQ201280020469
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月25日
【發(fā)明者】蘇冠銘, 袁玉斐, 曲晟 申請(qǐng)人:杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司