TWI763629B - 將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置 - Google Patents

將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置

Info

Publication number
TWI763629B
TWI763629B TW105119816A TW105119816A TWI763629B TW I763629 B TWI763629 B TW I763629B TW 105119816 A TW105119816 A TW 105119816A TW 105119816 A TW105119816 A TW 105119816A TW I763629 B TWI763629 B TW I763629B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
sdr
hdr
color
decoded
Prior art date
Application number
TW105119816A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201701658A (zh
Inventor
揚尼克 奧利維
法布列斯 拉蘭那克
派翠克 羅培茲
菲利普 波德斯
塞巴斯汀 萊瑟里
大衛 拖茲
Original Assignee
法商內數位梅迪遜專利控股公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 法商內數位梅迪遜專利控股公司 filed Critical 法商內數位梅迪遜專利控股公司
Publication of TW201701658A publication Critical patent/TW201701658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI763629B publication Critical patent/TWI763629B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/30—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/186—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124—Quantisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/172—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a picture, frame or field
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/182—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a pixel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/44—Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/98—Adaptive-dynamic-range coding [ADRC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

本發明係為一種編碼方法及裝置，將一高動態範圍(HDR)圖像(IHDR)與一第一標準動態範圍(SDR)圖像(ISDR1)兩者編碼在至少一位元流(F1、F2、F3、F4)中，第一SDR圖像係從該HDR圖像中得到，該方法包括：藉由將HDR圖像(IHDR)進行色調映射以得到(210)一第二SDR圖像(ISDR2)；得到(230)一色映射函數(CMF)，其允許第二SDR圖像(ISDR2)之色彩映射至一第三SDR圖像(ISDR3)之色彩上，第三SDR圖像係從第一SDR圖像(ISDR1)中得到(220)；將色映射函數之資訊(INF)表示編碼(240)在一位元流中；及將一第四SDR圖像(ISDR4)編碼(260)在一位元流中，第四SDR圖像係從第一SDR圖像(ISDR1)中得到。本發明進一步相關一種解碼方法及裝置。

Description

將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像 得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置
本發明通常相關圖像/視訊編碼及解碼。
本段落希望介紹讀者有關此技術的各種方面，其係可相關本發明在以下所揭示及/或主張的各種方面，咸信本討論有助於提供讀者背景資訊，能用以較佳瞭解本發明的各種方面。因此，應瞭解此等陳述將依此觀點閱讀，並非作為先前技藝的認可。
以下，一圖像包含一或數個樣本(像素值)陣列，依一特定圖像/視訊格式，其例如規定一圖像(或視訊)的像素值關連的所有資訊，及顯示器及/或其他任何裝置可使用以視覺化及/或解碼一圖像(或視訊)的所有資訊。一圖像包括至少一分量，依第一樣本陣列的形狀，通常係一luma(或亮度)分量，及可能地包括至少一其他分量，依至少一其他樣本陣列的形狀，通常係一色彩分量。或等效地，相同資訊亦可由一色彩樣本陣列集合表示，如傳統三色RGB表示法。
一像素值係由C個值的向量表示，其中C係分量數，一向量的各值係以位元數表示，該位元數定義像素值的最大動態範圍。
標準動態範圍圖像(SDR圖像)係亮度值以有限動態表示的彩色圖像，通常依二的乘幂或f光闌測量，SDR圖像具有大約10 f光闌的動態範圍(以下亦稱為動態)，即在線性域的最亮像素與最暗像素之間的比率1000，及在非線性域的HDTV(高畫質電視系統)及UHDTV(超高畫質電視系統)中係以有限位元數(最常是8或10)編碼，例如藉由使用ITU-R BT.709 OETF(光電傳送函數)(ITU-R BT.709-5建議書，2002年4月)或ITU-R BT.2020 OETF(ITU-R BT.2020-1建議書，2014年6月)以縮減動態。此有限非線性表示法不允許小信號變化的正確呈現，尤其在暗淡及明亮的 亮度範圍中。在高動態範圍圖像(HDR圖像)中，信號動態係更高(達到20 f光闌，在最亮像素與最暗像素之間的比率一百萬)，及需要新的非線性表示法，為使信號在其整個範圍中維持高準確度。在HDR圖像中，原始資料通常係以浮點格式表示(32位元或16位元用於各分量，亦即浮點或半浮點)，最通用格式係openEXR半浮點格式(每RGB分量16位元，即每像素48位元)，或以具有長表示法的整數表示，通常至少16位元。
一色域係一特定顏色完整集合，最普遍用法指一顏色集合，其係可準確地表示在一給定環境，如在一給定色空間內或藉由一特定輸出裝置。
一色域有時係藉由在CIE1931色空間色度圖提供的RGB原色及一白點來定義，如圖1所描繪。
將原色定義在所謂的CIE1931色空間色度圖係普遍的，此係定義顏色的二維圖(x,y)，與亮度分量無關。任何色彩XYZ則使用變換以投影在此圖中：
Figure 105119816-A0202-12-0002-1
 亦定義z=1-x-y分量，但未攜帶任何額外資訊。
一色域係以三角形定義在此圖中，三角形的頂點係三原色RGB的(x,y)坐標的集合，白點W係屬於三角形的另一給定(x,y)點，通常靠近三角形中心。
一色域體積係由一色空間及表示在該色空間的值的動態範圍來定義。
例如，一RGB ITU-R建議書BT.2020色空間定義一色域用於UHDTV(超高畫質電視系統)，一較舊標準(ITU-R建議書BT.709)定義一較小色域用於HDTV(高畫質電視系統)。在標準動態範圍(SDR)中，雖然有些顯示技術可顯示較亮像素，但官方定義動態範圍達到100尼特(nit)(新燭光/平方公尺)用於編碼資料的色域體積。
如在Danny Pascale的文章，”RGB色空間概述(A Review of RGB Color Spaces)”所延伸說明，可在線性RGB色空間使用一3×3矩陣以 執行色域變更，即三原色及白點從一色域映射到另一色域的變換。而且，藉由一3×3矩陣以執行從XYZ到RGB的空間變更，結果，不論RGB或XYZ係色空間，皆可藉由一3×3矩陣以執行色域變更，例如，可藉由一3×3矩陣以執行從BT.2020線性RGB到BT.709 XYZ的色域變更。
高動態範圍圖像(HDR圖像)係彩色圖像，其亮度值係以HDR動態(其係高於SDR圖像的動態)表示。
HDR動態尚未由一標準定義，但可預期高達數千尼特(nit)的動態範圍，例如一HDR色域體積係由RGB BT.2020色空間定義，及表示在該RGB色空間的值屬於從0到4000尼特的動態範圍。另一HDR色域體積範例係由RGB BT.2020色空間定義，及表示在該RGB色空間的值屬於從0到1000尼特的動態範圍。
將圖像(或視訊)色彩分級係改變/增強圖像(或視訊)色彩的過程，通常，將圖像色彩分級涉及色域體積(色空間及/或動態範圍)的變更或關連到此圖像的色域的變更。因此，相同圖像的二相異色彩分級版本係此圖像的值表示在不同色域體積(或色域)的版本，或圖像的至少一顏色已根據不同色彩分級而改變/增強的版本，此過程會涉及使用者互動。
例如，在電影製作中，使用三色攝影機將圖像及視訊擷取成3分量(紅、綠及藍)所組成的RGB色彩值，RGB色彩值係依感測器的三色特性(色彩原色)而定。
接著得到所擷取圖像(或視訊)的一HDR色彩分級版本，為要取得劇場呈現(使用特定劇場分級)，通常，表示所擷取圖像(或視訊)的第一色彩分級版本的值係根據一標準化YUV格式如BT.2020(其定義參數值用於UHDTV)。
通常係藉由在線性RGB分量上應用一非線性函數(所謂的光電傳送函數(OETF))以執行YUV格式，用以得到非線性分量R’G’B’，及接著在得到的非線性R’G’B’分量上應用一色彩變換(通常係一3×3矩陣)，用以得到三分量YUV。第一分量Y係亮度分量，及二分量U、V係色度分量。
接著，為要灌輸藝術意圖，一配色師(通常配合攝影指導)係在所擷取圖像(或視訊)的第一色彩分級版本的色彩值上藉由細調/微調 一些色彩值以執行控制。
亦得到所擷取圖像的一SDR色彩分級版本，用以取得家用版本呈現(使用特定家用、藍光碟/DVD分級)。通常表示所擷取圖像的第二色彩分級版本的值係根據一標準化YUV格式如ITU-R建議書BT.601(Rec.601)，其定義標準數位電視的播音室編碼參數用於標準4：3及寬螢幕16：9長寬比，或如ITU-R建議書BT.709，其定義參數值用於高畫質電視系統(HDTV)。
得到所擷取圖像的此一SDR色彩分級版本通常包括縮小所擷取圖像的第一色彩分級版本的色域體積(例如配色師所修改的RGB BT.2020 1000尼特(nit))，為使所擷取圖像的第二色彩分級版本屬於一第二色域體積(例如RGB BT.709 1000尼特)。此係一自動步驟，其使用一色映射函數(CMF)(例如用以映射RGB BT.2020格式到RGB BT.709)，通常係藉由三維查找表(亦稱3D LUT)求近似。請注意到所有考慮的YUV格式以原色參數為其特徵，其允許定義任何RGB至YUV及YUV至RGB色映射。
接著，為在家用版本灌輸藝術意圖，配色師(通常配合攝影指導)係在所擷取圖像的第二色彩分級版本的的色彩值上藉由細調/微調一些色彩值以執行控制。
待解決問題係所擷取圖像(或視訊)的HDR色彩分級版本及SDR色彩分級版本兩者的分配，即分配一壓縮HDR圖像(或視訊)，代表一擷取圖像(或視訊)的一色彩分級版本，同時分配一相關SDR圖像(或視訊)，代表該擷取圖像(或視訊)的SDR色彩分級版本，例如用於傳統SDR顯示器的反向相容性。該相關SDR圖像(或視訊)有時稱為一強加SDR圖像(視訊)。
一直接解決方法係在分配基礎結構上聯播此等HDR及SDR色彩分級圖像(或視訊)兩者，相較於調適用以廣播SDR圖像(或視訊)的舊有基礎結構如HEVC主要10設定檔，此解決方法的缺點係實質上使所需頻寬加倍(“高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding)”，系列H：視聽及多媒體系統(AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS)，ITU-T H.265建議書，ITU電信標準化部門，2014年10月)。
使用傳統分配基礎結構係使HDR圖像(或視訊)的分配加 速發生的必要條件，而且，應使位元率減到最小，同時確保SDR及HDR圖像(或視訊)兩者品質良好。
以下提出本發明的簡化概要，為要提供本發明一些方面的基本瞭解。此概要並非本發明的延伸概述，不希望用以辨識本發明的重要或關鍵元素，以下概要僅以簡化形式提供本發明的一些方面，作為以下所提供詳細說明的序幕。
用以補救先前技術的至少一缺點，本發明提出一種編碼方法，將一高動態範圍(HDR)圖像與從該HDR圖像得到的一第一標準動態範圍(SDR)圖像兩者編碼在至少一位元流中，該方法包括有：- 藉由以下步驟，從HDR彩色圖像中得到一第二SDR圖像：- 藉由在彩色圖像的亮度上應用一非線性函數(其係依彩色圖像的亮度中得到的一調變值而定)以得到一亮度分量，為使該亮度分量的動態係比彩色圖像的亮度的動態縮減；- 藉由以下步驟，得到二色度分量：- 藉由將各色彩分量以一因數(係依亮度分量而定)定標，得到至少一中間色彩分量；及- 從該至少一中間色彩分量中得到該二色度分量；- 藉由將亮度分量與二色度分量組合在一起以得到第二SDR圖像。- 得到一色映射函數，其允許第二SDR圖像的色彩映射到第三SDR圖像(係從第一SDR圖像中得到)的色彩上；- 將色映射函數的資訊表示編碼在一位元流中；及- 將第四SDR圖像(係從第一SDR圖像中得到)編碼在一位元流中。
根據本發明原理的一範例，第三SDR圖像及第四SDR圖像皆係第一SDR圖像。
根據本發明原理的一範例，第四SDR圖像係第一SDR圖像，及第三SDR圖像係已編碼第一SDR圖像的解碼版本。
根據本發明原理的一範例，第三SDR圖像係第一SDR圖像，及得到第四SDR圖像係藉由將色映射函數應用到第二SDR圖像的色彩上。
根據本發明原理的一範例，第三SDR圖像係已編碼第一SDR圖像的解碼版本，及得到第四SDR圖像係藉由將色映射函數應用到第二SDR圖像的色彩上。
根據本發明的另一方面，本發明相關一種將HDR圖像從至少一位元中解碼的方法，包括有：- 從藉由解碼一位元流所得到的已解碼第四SDR圖像中得到一已解碼第一SDR圖像；- 藉由解碼一位元流以得到一色映射函數的資訊表示；- 藉由將色映射函數的逆應用到一已解碼第三SDR圖像的色彩以得到一已解碼第二SDR圖像，已解碼第三SDR圖像係從已解碼第一SDR圖像中得到；及- 藉由以下步驟，從已解碼第二SDR圖像中得到已解碼HDR圖像：- 藉由在從位元流所得到的亮度分量上應用一非線性函數以得到一第一分量，為使該第一分量的動態係比亮度分量的動態增大；- 從該第一分量、從位元流所得到的二色度分量中，及從取決於亮度分量(L)的因數中，得到至少一色彩分量；及- 藉由將該至少一色彩分量組合在一起以得到解碼圖像。
根據本發明的另一方面，本發明相關一種編碼裝置，將一HDR圖像與一第一SDR圖像兩者編碼在一位元流中，第一SDR圖像係從該HDR圖像中得到，其特徵在於該裝置包括一處理器，配置用以：- 藉由以下步驟，從HDR圖像中得到一第二SDR圖像：- 藉由在彩色圖像的亮度上應用一非線性函數(其係依一調變值而定，該調變值係從彩色圖像的亮度中得到)以得到一亮度分量，為使該亮度分量的動態係比彩色圖像的亮度的動態縮減；- 藉由以下步驟，得到二色度分量：- 藉由將各色彩分量以一因數(係依亮度分量而定)定標，得到至少一中間色彩分量；及- 從該至少一中間色彩分量中得到該二色度分量；- 藉由將亮度分量與二色度分量組合在一起以得到第二SDR圖像；- 得到一色映射函數，其允許第二SDR圖像的色彩映射到第三SDR圖 像(係從第一SDR圖像中得到)的色彩上；- 將色映射函數的資訊表示編碼在一位元流中；及- 將第四SDR圖像(係從第一SDR圖像中得到)編碼在一位元流中。
根據本發明的另一方面，本發明相關一種將HDR圖像從至少一位元流中解碼的裝置，其特徵在於該裝置包括一處理器，配置用以：- 從藉由解碼一位元流所得到的已解碼第四SDR圖像中得到一已解碼第一SDR圖像；- 藉由解碼一位元流以得到一色映射函數的資訊表示；- 藉由將色映射函數的逆應用到一已解碼第三SDR圖像的色彩以得到已解碼第二SDR圖像，已解碼第三SDR圖像係從已解碼第一SDR圖像中得到；及- 藉由以下步驟，從已解碼第二SDR圖像中得到已解碼HDR圖像：- 藉由在從位元流所得到的亮度分量上應用一非線性函數以得到一第一分量，為使該第一分量的動態係比亮度分量的動態增大；- 從該第一分量、從位元流所得到的二色度分量中，及從取決於亮度分量的因數中，得到至少一色彩分量；及- 藉由將該至少一色彩分量組合在一起以得到解碼圖像。
根據本發明的其他方面，本發明相關一種裝置，包括有一處理器，配置用以實施上述方法，相關一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行上述方法的步驟，相關一種處理器可讀取媒體，具有指令儲存其中，用以令一處理器至少執行上述方法的步驟，及相關一種非暫態儲存媒體，攜帶有程式碼指令，當一運算裝置上執行該程式時，用以執行上述方法的步驟。
以下將配合附圖說明本發明的實施例，使本發明的特定本質以及本發明的其他目的、優點、特徵及用途明朗化。
111a,DECOMB‧‧‧亮度分量及二色度分量得到步驟(或模組)
112a,ILC‧‧‧色彩分量Ec得到步驟(或模組)
1121a,1122c,ILEC‧‧‧中間分量E，c(或分量Ec)得到步驟(或模組)
11221c,SM‧‧‧第二分量S得到步驟(或模組)
11222c,LC2‧‧‧解算子分量Fc得到步驟(或模組)
11223c‧‧‧平方應用步驟
1121c,1122a‧‧‧除法步驟
113a,IFM‧‧‧非線性函數f -1 應用步驟(或模組)
210,TM‧‧‧色調映射步驟(或模組)
2101,BAM‧‧‧背光圖像得到步驟(或模組)
2102‧‧‧除法步驟
2103,ENC3‧‧‧編碼步驟(或編碼器)
100a,IC‧‧‧亮度分量得到步驟(或模組)
110a,FM‧‧‧非線性函數f應用步驟(或模組)
120a,CC‧‧‧色彩分量得到步驟(或模組)
130a,BMM‧‧‧調變值得到步驟(或模組)
140a‧‧‧定標步驟
150a,RM‧‧‧因數判定步驟(或模組)
160a,LC‧‧‧色度分量C1、C2得到步驟(或模組)
161b‧‧‧OETF應用步驟
161c‧‧‧平方根應用步驟
162b,LC1‧‧‧線性組合步驟(或模組)
170a,COM‧‧‧組合步驟
220,SDR1至SDR3‧‧‧第三SDR圖像得到步驟(或模組)
230,CM‧‧‧色映射函數得到步驟(或模組)
240,ENC1,260,ENC2‧‧‧編碼步驟(或編碼器)
250,SDR1至SDR4‧‧‧第四SDR圖像得到步驟(或模組)
310,DEC2,330,DEC1‧‧‧解碼步驟(或解碼器)
320,SDR4至SDR1‧‧‧已解碼第一SDR圖像得到步驟(或模組)
340,AP-1‧‧‧逆色映射函數應用步驟(或模組)
350,ITM‧‧‧逆色調映射應用步驟(或模組)
3501,DEC3‧‧‧解碼步驟(或解碼器)
3502‧‧‧乘法步驟
610,AP‧‧‧色映射函數應用步驟(或模組)
1200‧‧‧裝置
1201‧‧‧資料及位址滙流排
1202‧‧‧微處理器(CPU)
1203‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
1204‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
1205‧‧‧輸入/輸出(I/O)介面
1206‧‧‧電池
A,B‧‧‧裝置(圖13)
A‧‧‧3×3矩陣(圖10)
Ba‧‧‧背光圖像
Ba 灰階 ‧‧‧具有中灰階等於1的背光圖像
BI‧‧‧背光圖像得到模組
BM‧‧‧背光圖像調變模組
Bm‧‧‧調變值
C,C1,C2‧‧‧色度分量
C’1,C’2,Dc‧‧‧中間色度分量
Ec‧‧‧色彩分量
E’c‧‧‧中間色彩分量
F1,F2,F3,F4‧‧‧位元流
Fc‧‧‧解算子分量
HL‧‧‧亮度平均值計算模組
IHDR‧‧‧高動態範圍(HDR)圖像
ISDR1‧‧‧第一標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR2‧‧‧第二標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR3‧‧‧第三標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR4‧‧‧第四標準動態範圍(SDR)圖像
INF‧‧‧資訊
L‧‧‧亮度分量
L 平均值 ‧‧‧亮度平均值
N‧‧‧正規化模組
NET‧‧‧通訊網路
OETF‧‧‧光電傳送函數
r(L),OETF(r(L))‧‧‧因數
S‧‧‧第二分量
Y‧‧‧第一分量
在附圖中描繪本發明的一實施例，圖中：圖1顯示CIE1931色空間色度圖範例；圖2係根據本發明以方塊圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR圖像及SDR圖像兩者； 圖3係根據本發明的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，用以解碼HDR圖像IHDR及SDR圖像ISDR1；圖4以圖顯示如相關圖2所述編碼方法範例的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及第一SDR圖像ISDR1兩者；圖5係根據圖4的一變化以圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR圖像及SDR圖像兩者；圖6以圖顯示如相關圖2所述編碼方法範例的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及第一SDR圖像ISDR1兩者；圖7係根據圖6的一變化以圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR圖像及SDR圖像兩者；圖8a至8d係根據本發明的範例以圖顯示步驟210的子步；圖9係根據本發明的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，用以解碼HDR圖像及SDR圖像兩者；圖10a至10c係根據本發明的範例以圖顯示步驟210的的子步；圖11a至11d係根據本發明的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，將HDR圖像及SDR圖像從至少一位元流中解碼；圖12係根據本發明的一範例以顯示一裝置的架構範例；及圖13係根據本發明的一範例以顯示二遠程裝置透過一通訊網路通訊。
相似或相同元件係以相同參考數字符號表示。
以下將參考附圖(其中顯示本發明實施例)以更完整說明本發明，然而本發明係可具體表現在許多替代形式中，不應解釋為限定在本文中提出的實施例。因此，雖然本發明可能作出各種修改及替代形式，但在附圖中係藉由範例顯示本發明的特定實施例，並將在本文中詳細說明。然而應瞭解，並不希望將本發明限定在所揭示的特殊形式，相反地，本發明要涵蓋所有包含在本發明如後附申請專利範圍所界定的精神及範疇之內的修改、等效及替代。
本文中使用的術語僅為說明特殊實施例，並不希望限制本發明，本文中使用的單數形"一"、一個"及"該"係希望也包括複數形，除非是上下文另有清楚指明。尚應瞭解，本說明書中使用"包括"、"包括有"、" 包含"及/或"包含有"等詞時，明確指出所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。此外，當表示一元件係"回應"或"連接"到另一元件時，該元件係可直接回應或連接到該另一元件，或可存在***元件。對照地，當表示一元件係"直接回應"或"直接連接"到另一元件時，就無***元件存在。本文中使用的"及/或"一詞包括一或多個相關列出項的任何組合及所有組合，並可縮寫為"/"。
應瞭解，雖然本文中會使用第一、第二等詞來描述各種元件，但此等元件不應受到此等用詞限制，此等用詞只用以區別一元件與另一元件。例如，不背離本發明的教示，第一元件可稱作第二元件，同樣地，第二元件可稱作第一元件。
雖然有些圖包括通訊路徑上的箭頭以顯示主要通訊方向，當然通訊可發生在所繪示箭頭的相反方向。
有些實施例係以方塊圖及操作流程圖說明，其中各區塊表示一電路元件、模組，或部分碼，其包括一或多個可執行指令用以實施規定的(數個)邏輯功能。亦應注意，在其他實作中，區塊中所示該(等)功能可不依所示次序發生，例如，依涉及功能性而定，顯示接連的二區塊事實上係可大體上同時執行或該等區塊有時係可依相反次序執行。
本文中參考到”一範例”、"一實施例"或"一個實施例"意指配合該實施例或範例所說明的一特殊特徵、結構或特點係可包含在本發明的至少一實作中。在本說明書的各種地方出現"在一實施例中"、"根據一實施例"、"在一範例中"，或"根據一範例"等用語，不一定全參考到相同實施例或範例，分開或替代的實施例或範例也不一定與其他實施例或範例互不相關。
在申請專利範圍中出現的參考數字符號係只作為繪示說明，在申請專利範圍的範疇上不應具有任何限制作用。
雖未明顯描述，但本發明的實施例及變化係可運用在任何組合或子組合中。
本發明原理係說明用以編碼/解碼一圖像，卻延伸到一序列圖像(視訊)的編碼/解碼，原因在於該序列的各圖像係循序地編碼/解碼 如以下說明。
圖2係根據本發明原理以圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR彩色圖像IHDR及SDR圖像ISDR1兩者。
如以上說明，HDR圖像IHDR係一擷取圖像(或視訊)根據第一分級的色彩分級版本，及第一SDR圖像ISDR1係該擷取圖像(或視訊)根據第二分級的色彩分級版本。關於此編碼方法的限制在於，為要保留藝術意圖，應在解碼器呈現SDR圖像ISDR1的色彩分級，或至少一SDR圖像具有一視覺內容極接近SDR圖像ISDR1的視覺內容。
在步驟210中，一模組TM藉由將HDR圖像IHDR進行色調映射以得到第二SDR圖像ISDR2。
“色調映射”一詞意指將HDR圖像IHDR的動態範圍縮減到一目標動態範圍的任何措施，在圖8a至8d、圖9、圖10a至10d提供色調映射措施的範例，但本發明係不限於一特定色調映射措施。
在步驟220中，一模組SDR1至SDR3從第一SDR圖像ISDR1中得到第三SDR圖像ISDR3。
在步驟230中，一模組CM得到一色映射函數CMF，其允許第二SDR圖像ISDR2的色彩映射到第三SDR圖像ISDR3的色彩上，為使第二SDR圖像ISDR2與第三SDR圖像ISDR3之間的差異減到最小。
例如，藉由使從SDR圖像ISDR2的像素中減去第三SDR圖像ISDR3的像素值所計算的一均方誤差減到最小以得到色映射函數。一色映射函數範例係由具有色彩重映射資訊SEI信息的標準HEVC提供(附件D.2.32)，本發明係不限於一特定色映射函數，卻延伸到任何一種映射函數。
在步驟240中，一編碼器ENC1將色映射函數CMF的資訊INF表示編碼在一位元流F1中。
根據該方法的一實施例，資訊INF係一索引，允許從一色映射函數列表中擷取色映射函數CMF。
根據該方法的一實施例，資訊INF表示色映射函數CMF的參數。
在步驟250中，一模組SDR1至SDR4從第一SDR圖像 ISDR1中得到第四SDR圖像ISDR4。
在步驟260中，一編碼器ENC2將第四SDR圖像ISDR4編碼在一位元流F2中。
圖3係根據本發明原理的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，用以解碼HDR圖像IHDR及SDR圖像ISDR1。
在步驟310中，一解碼器DEC2係藉由解碼一位元流F2以得到已解碼SDR圖像，稱為已解碼第四SDR圖像ISDR4。
在步驟320中，一模組SDR4至SDR1從已解碼第四SDR圖像ISDR4中得到已解碼第一SDR圖像ISDR1。
在步驟220中，模組SDR1至SDR3從已解碼第一SDR圖像ISDR1中得到已解碼第三SDR圖像ISDR3。
在步驟330中，一解碼器DEC1係藉由至少部分解碼一位元流F1以得到一色映射函數CMF的資訊INF表示。
根據一變化，資訊INF係代表色映射函數CMF的逆。
在步驟340中，一模組AP-1係藉由應用色映射函數CMF的逆CMF-1到已解碼第三SDR圖像ISDR3的色彩以得到已解碼第二SDR圖像ISDR2。
在步驟350中，一模組ITM係藉由應用一逆色調映射到已解碼第二SDR圖像ISDR2以得到已解碼HDR圖像IHDR。
逆色調映射係在圖2的步驟210所使用色調映射的逆。
圖4以圖顯示如相關圖2所述編碼方法範例的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及第一SDR圖像ISDR1兩者。
配置模組SDR1至SDR3及SDR1至SDR4係為使SDR圖像ISDR3及ISDR4等於SDR圖像ISDR1。
換句話說，該等模組未實施任何方法。
在步驟230中，接著得到色映射函數CMF以允許第二SDR圖像ISDR2的色彩映射到第一SDR圖像ISDR1的色彩上，及在步驟260中，編碼器ENC2直接將第一SDR圖像ISDR1編碼。
根據本發明原理的此範例，因此藉由解碼位元流F2，如配色師所色彩分級的第一SDR圖像ISDR1係直接可用，因此在顯示已解碼 第一SDR圖像ISDR1時保留藝術意圖。
圖5係根據圖4的一變化以圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及SDR圖像ISDR1兩者。
配置模組SDR1至SDR4為使第四SDR圖像ISDR4係第一SDR圖像ISDR1。因此藉由解碼位元流F2，如配色師所色彩分級的第一SDR圖像ISDR1係直接可用，因此在顯示已解碼第一圖像ISDR1時保留藝術意圖。
配置模組SDR1至SDR3，藉由使用編碼器ENC2，用以編碼第一SDR圖像ISDR1，及藉由根據一解碼器DEC2(步驟310)以解碼已編碼第一SDR圖像ISDR1，用以得到第三SDR圖像ISDR3。
在步驟230中，接著得到色映射函數CMF，用以允許SDR圖像ISDR2的色彩映射到已編碼第一SDR圖像ISDR1的解碼版本的色彩上。
不從第一SDR圖像ISDR1中，卻從已編碼第一SDR圖像ISDR1的解碼版本中判定色映射函數CMF，導致已解碼第二SDR圖像ISDR2(在解碼端得到)，其內容係較接近在編碼端使用的第二SDR圖像ISDR2的內容。接著，在編碼端的已解碼HDR圖像(係從已解碼第二SDR圖像ISDR2及從該已解碼第二SDR圖像ISDR2判定的色映射函數中得到)具有一視覺內容，係較接近原HDR圖像的視覺內容，使圖4的HDR編碼/解碼方案的效能獲得提升。
圖6以圖顯示如相關圖2所述編碼方法範例的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及第一SDR圖像ISDR1兩者。
配置模組SDR1至SDR3為使SDR圖像ISDR3係SDR圖像ISDR1。
在步驟230中，接著得到色映射函數CMF以允許第二SDR圖像ISDR2的色彩映射到第一SDR圖像ISDR1的色彩上。
模組SDR1至SDR4包括一模組AP(步驟610)，藉由將色映射函數CMF(係從SDR圖像ISDR1中得到)應用到第二SDR圖像ISDR2的色彩上，用以得到第四SDR圖像ISDR4。
因此第四SDR圖像ISDR4的內容係接近第一SDR圖像ISDR1的內容，原因在於判定色映射函數CMF係為使此二圖像之間的差異減到最小。
圖7係根據圖6的一變化以圖顯示一編碼方法的步驟，用以編碼HDR圖像IHDR及SDR圖像ISDR1兩者。
配置模組SDR1至SDR3，藉由使用編碼器ENC2，用以編碼(步驟260)第一SDR圖像ISDR1，及藉由根據解碼器DEC2(步驟310)以解碼已編碼第一SDR圖像ISDR1，用以得到第三SDR圖像ISDR3。
不從第一SDR圖像ISDR1中，卻從已編碼第一SDR圖像ISDR1的解碼版本中判定色映射函數CMF，導致已解碼第二SDR圖像ISDR2(在解碼端得到)，其內容係較接近在編碼端使用的第二SDR圖像ISDR2的內容。接著，在編碼端，從已解碼第二SDR圖像ISDR2及從該已解碼第二SDR圖像ISDR2所判定的色映射函數中得到的已解碼HDR圖像具有一視覺內容，係較接近原HDR圖像的視覺內容，使圖6的HDR編碼/解碼方案的效能獲得提升。
根據本發明原理的一範例，在步驟210中，模組TM將一色調映射運算子應用到HDR圖像IHDR上，為使HDR圖像IHDR的亮度的動態範圍縮減到一目標動態範圍。
本發明係不限於任何特定色調映射運算子，此單一條件在於色調映射運算子應係可逆的。
例如，可使用Reinhard所定義的色調映射運算子(E.Reinhard、M.Stark、P.Shirley及J.Ferwerda等人所發表文章，名稱為”用於數位影像之圖形色調再製(Photographic tone reproduction for digital images)”，ACM(美國計算機學會)圖形學報21(2002年7月))，或R.Boitard、K.Bouatouch、R.Cozot、D.Thoreau及A.Gruson等人(2012年)所定義，文章名稱為”用於視訊色調映射之時序一致性(Temporal coherency for video tone mapping)”，收錄在A.M.J.van Eijk、C.C.Davis、S.M.Hammel及A.K.Majumdar等人編輯的SPIE(國際光學工程學會)會議錄8499，數位影像處理之應用(Applications of Digital Image Processing)(第84990D至84990D-10頁)。
圖8a至8d係根據本發明原理的範例以圖顯示步驟210的子步。
如圖8a所描繪，模組TM包括一模組RAM，配置用以從 HDR圖像IHDR中得到一背光圖像Ba(步驟2101)。
根據步驟2101的一實施例，繪示在圖8b，模組BAM包括一模組BI，其從HDR圖像IHDR的亮度分量L中得到背光圖像Ba。
當HDR圖像IHDR屬於RGB色空間時，得到亮度分量L(例如在709色域中)係藉由一線性組合，其係提供如下：L=0.2127.R+0.7152.G+0.0722.B
根據一實施例，將背光圖像Ba判定為形狀函數ψ i 的加權線性組合，提供如下：Ba=Σ i a i ψ i (1)a i 係加權係數。
因此，從一亮度分量L中判定一背光圖像Ba在於找出最佳加權係數(亦潛在地找出最佳形狀函數(若事先未知的話))，為使背光圖像Ba適合亮度分量L。
要找出加權係數a i 有許多熟知方法，例如可使用最小均方誤差法，使背光圖像Ba與亮度分量L之間的均方誤差減到最小。
可注意到，形狀函數可係一顯示背光的真實物理回應(例如以LED製成，各形狀函數則對應到一LED的回應)，或可係純數學建構，為要最多適合亮度分量。
根據此實施例的一變化，繪示在圖8c，模組BAM尚包括一模組BM，其係以HDR圖像IHDR的亮度平均值L 平均值 (係藉由一模組HL的構件所得到)以調變背光圖像Ba(係由方程式(1)提供)。
根據一範例，模組HL係配置用以計算在整個亮度分量L的亮度平均值L 平均值 。
根據一範例，模組HL係配置用以計算亮度平均值L 平均值 ，係藉由以下式子
Figure 105119816-A0202-12-0014-2
 β係小於1的係數，及E(X)係亮度分量L的數學期望值(平均)。
此最後範例係有利的，原因在於其避免亮度平均值L 平均值 受到具有極高值的數個像素影響，當HDR圖像IHDR屬於一影像序列時， 此等像素通常導致極惱人的時序平均亮度不穩)。
本發明係不限於一特定實施例用以計算亮度平均值L 平均值 。
根據一變化，繪示在圖8d，一模組N將背光影像Ba(由方程式(1)所提供)以其平均值E(Ba)正規化，以便取得一背光圖像Ba 灰階 (具有一中灰階等於1)用於HDR圖像(或用於所有HDR圖像，若HDR圖像屬於一圖像序列或圖像群組的話)：
Figure 105119816-A0202-12-0015-3
接著，模組BM係配置用以利用HDR圖像IHDR的亮度平均值L 平均值 以調變背光圖像Ba 灰階 ，藉由使用以下關係式：
Figure 105119816-A0202-12-0015-4
 cst 調變 係一調變係數，及α係另一小於1的調變係數，通常係1/3。例如，藉由最小均方以得到cst調變
Figure 105119816-A0202-12-0015-69
1.7用於一背光圖像。
實際上，藉由線性，將用以調變背光圖像的所有運算應用到背光係數a i 以作為一校正因數，其將係數a i 變換成新係數
Figure 105119816-A0202-12-0015-70
，以便取得
Figure 105119816-A0202-12-0015-5
本發明係不限於任何方法用以從HDR圖像IHDR中得到一背光圖像Ba。
在步驟2102中，在圖8a中，藉由將HDR圖像IHDR逐像素地除以背光圖像Ba以得到第二SDR圖像ISDR2。
在步驟2103中，一編碼器ENC3將背光圖像Ba編碼在一位元流F3中。
將HDR圖像IHDR除以背光圖像Ba縮減HDR圖像的動態範圍，因此相關圖8a至8d所述方法可視為HDR圖像IHDR的色調映射。
圖9係根據本發明原理的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，用以解碼HDR圖像及SDR圖像兩者。
此範例允許取得HDR圖像及SDR圖像兩者(當該等圖像係已先前藉由相關圖8a至8d所述方法編碼時)。
在步驟350中，模組ITM包括一解碼器DEC3，其藉由解碼一位元流F3以得到已解碼背光圖像Ba(步驟3501)。在步驟3502中，藉由將第二SDR圖像ISDR2乘以已解碼背光圖像Ba，得到已解碼HDR圖像IHDR。
將第二SDR圖像ISDR2乘以已解碼背光圖像Ba，使作為結果的HDR圖像的動態範圍比第二SDR圖像ISDR2增大，即此類乘法係可視為逆色調映射。
圖10a至10c係根據本發明原理的範例以圖顯示步驟210的子步。
在此範例中，HDR彩色圖像IHDR係視為具有三色彩分量Ec(c=1,2或3)，其中表示HDR彩色圖像IHDR的像素值。
本發明並不限於任何色空間，其中表示三分量Ec，但延伸到任何色空間如RGB、CIELUV、XYZ、CIELab等。
基本上，從HDR圖像IHDR的三色彩分量Ec中判定一亮度分量L及二色度分量C1及C2，亮度分量及色度分量形成一SDR彩色圖像，其像素值係表示在色空間(L,C1,C2)中。該SDR彩色圖像係可藉由傳統SDR顯示器觀看，即具有足夠視覺品質，為要藉由傳統SDR顯示器觀看。
在步驟100a中，一模組IC係藉由將三分量Ec線性組合在一起以得到一分量Y，其表示HDR彩色圖像IHDR的亮度：
Figure 105119816-A0202-12-0016-6
 其中A1係一3×3矩陣A的第一列，其定義一色空間從(E1,E2,E3)色空間變換到色空間(Y,C1,C2)。
在步驟130a中，一模組BMM從分量Y中得到一調變值Bm。
根據步驟130a的一範例，調變值Bm係分量Y的像素值 的平均值、中間值、最小值或最大值，此等操作係可執行在線性HDR亮度域Ylin或執行在非線性域像In(Y)或Yγ(γ<1)中。
在步驟110a中，一模組FM係藉由在分量Y上應用非線性函數f以得到亮度分量L：L=f(Bm,Y) (3)
在分量Y上應用非線性函數f縮減該分量的動態範圍，換句話說，亮度分量L的動態係比分量Y的動態縮減。
基本上縮減分量Y的動態範圍為要使用10位元來表示分量L的亮度值。
根據一實施例，在應用非線性函數f前，將分量Y除以調變值Bm：L=f(Y/Bm) (4)
根據一實施例，非線性函數f係一伽馬(gamma)函數：L=B.Y 1 γ
其中根據方程式(3)或(4)，Y 1等於Y或Y/Ba，B係一常數值，γ係一參數(嚴格限制在1以下的實數值)。
根據一範例，非線性函數f係一S-Log函數：L=a.ln(Y 1+b)+c其中a、b及c係所判定SLog曲線的參數(實數值)，以使f(0)及f(1)係不變的，及SLog曲線的導數在藉由1以下的伽馬曲線延長時係連續在1，因此，a、b及c係參數γ的函數。在表一顯示典型值。
Figure 105119816-A0202-12-0017-7
在一有利實施例中，依照HDR壓縮效能以及所得到SDR luma(亮度)的良好可視度，γ的值接近1/2.5係有效率的。因此，該3個參數可有利地採用以下值：a=0.44955114、b=0.12123691、c=0.94855684。
根據一範例，根據分量Y的像素值，非線性函數f係一伽馬(gamma)校正或SLog校正。
在分量Y上應用一伽馬校正，將暗區域上拉但不降低夠高光線以避免亮像素的燃燒。
接著，根據一實施例，模組FM係根據分量Y的像素值以應用伽馬校正或SLog校正。一資訊資料Inf可指出是否應用伽馬校正或SLog校正。
例如，當分量Y的像素值係低於一臨界值(等於1)時，則應用伽馬校正，否則即應用SLog校正。
根據一範例，當使用該方法以編碼屬於一圖像序列的數個彩色圖像時，一調變值Bm係判定用於各HDR圖像、一圖像群組(GOP)，或用於一HDR圖像的一部分，如(但不限於)在HEVC(高效率視訊編碼)所定義的截割或傳送單位。
根據一實施例，值Bm及/或非線性函數f的參數(如a、b、c或γ)及/或資訊資料Inf係儲存在一區域(或遠程)記憶體中及/或加到一位元流F3中。
在步驟120a中，從HDR圖像IHDR中得到至少一色彩分量Ec(c=1,2,3)，一色彩分量Ec係可直接從一區域(或遠程)記憶體中得到，或藉由在HDR圖像IHDR上應用一色彩變換。
在步驟140a中，藉由將各色彩分量Ec以一因數r(L)(其係依亮度分量L而定)定標，得到一中間色彩分量E’c(c=1,2或3)：
Figure 105119816-A0202-12-0018-8
其中r(L(i))係一因數(實數值)(係藉由模組RM所判定(步驟150a))，其係依分量L的像素i的值而定，
Figure 105119816-A0202-12-0018-71
(i)係中間色彩分量E’c的像素i的值，及E c (i)係色彩分量Ec的像素i的值。
以一因數定標意指乘以該因數或除以該因數的逆。
將各色彩分量Ec以因數r(L)(其係依亮度分量L而定)定標，保留HDR圖像IHDR的色彩的色相。
根據步驟150a的一範例，因數r(L)係亮度分量L在分量Y所佔比率：
Figure 105119816-A0202-12-0019-9
Y(i)係分量Y的像素i的值，實際上，分量Y的像素的值Y(i)係明確地依亮度分量L的像素的值L(i)而定，以使該比率係只可寫為L(i)的函數。
此範例係有利的，原因在於將各色彩分量Ec以因數r(L)(其進一步係依分量Y而定)定標，保留HDR圖像IHDR的色彩的色相，及藉此提升解碼彩色圖像的視覺品質。
較精確地，在色彩學及色彩理論中，色彩度(colorfulness)、色度(chroma)及彩度(saturation)指一特定顏色的感知強度，色彩度係一顏色與灰色之間的差異度，色度係關連到另一顏色的亮度(其在類似觀看條件下看似白色)的色彩度，彩度係一顏色關連到其自己亮度的色彩度。
高度色彩繽紛的刺激係生動且強烈，然而較少色彩繽紛的刺激看似較為平淡，較接近灰色。一顏色絲毫不具任何色彩度係”中”灰色(一圖像在其任何顏色不具有色彩度係稱為灰階)，任何顏色係可由其色彩度(或色度或彩度)、明度(或亮度)及色相(hue)來描述。
顏色的色相及彩度的定義係依用以表示該顏色的色空間而定。
例如，當使用CIELUV色空間時，彩度s uv 係定義為色度
Figure 105119816-A0202-12-0019-83
在亮度L *所佔比率：
Figure 105119816-A0202-12-0019-10
接著色相係提供如下
Figure 105119816-A0202-12-0019-11
根據另一範例，當使用CIELAB色空間時，彩度係定義為 色度在亮度所佔比率：
Figure 105119816-A0202-12-0020-12
接著色相係提供如下
Figure 105119816-A0202-12-0020-13
此等方程式係彩度及色相的合理預測子，其符合人類彩度感知，及示範說明在保持角度a * /b *(或u * /v *)固定的同時調整CIELAB(或CIELUV)色空間中的亮度，的確影響色相，及因此影響同一顏色的感知。在步驟140a中，將色彩分量Ec以同一因數定標保留此角度，因此保留色相。
茲考慮到HDR圖像IHDR係表示在CIELUV色空間中，及第二SDR圖像ISDR2係藉由亮度分量L(其動態範圍係比該HDR彩色圖像IHDR的亮度的動態範圍縮減(步驟110a))與CIELUV色空間的二色度分量U(=C1)及V(=C2)組合在一起所形成。因色彩的彩度及色相變更，因此人類不同地感知第二SDR圖像ISDR2的色彩。相關圖10a描述的方法判定第二SDR圖像ISDR2的色度分量C1及C2，為使第二SDR圖像ISDR2的色彩的色相最佳匹配HDR圖像IHDR的色彩的色相。
根據步驟150a的一實施例，因數r(L)係提供如下：
Figure 105119816-A0202-12-0020-14
此最後實施例係有利的，原因在於其防止因數用於極暗像素將歸零，即不管像素值如何仍允許該比率係可逆的。
在步驟160a中，從該至少一中間色彩分量E’c中得到二色度分量C1、C2。
根據步驟160a的一實施例，繪示在圖10b，藉由在每一中間色彩分量(E’c)上應用(步驟161b)一OETF(光電傳送函數)，得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)：
Figure 105119816-A0202-12-0021-15
 例如，OETF係由ITU-R建議書BT.709或BT.2020所定義及陳述如下
Figure 105119816-A0202-12-0021-16
此實施例允許根據一特定OETF以縮減動態範圍，但導致複雜解碼過程，如稍後詳細說明。
根據此範例的一變化，繪示在圖10c，OETF係藉由一平方根來估計，即藉由每一中間色彩分量(E’c)取平方根(步驟161c)以得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)：
Figure 105119816-A0202-12-0021-17
此變化係有利的，原因在於其提供ITU-R建議書BT.709或BT.2020所定義OETF的良好近似，及導致低複雜度解碼器。
根據另一變化，OETF係藉由立方根來估計，即藉由每一中間色彩分量(E’c)取立方根以得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)：
Figure 105119816-A0202-12-0021-18
此變化係有利的，原因在於其提供ITU-R建議書BT.709或BT.2020所定義OETF的良好近似，但與解碼器藉由平方根以估計OETF時得到者相比，導致某程度上較複雜解碼器。
在步驟162b中，一模組LC1係藉由線性組合三中間分量Dc以得到二色度分量C1及C2：
Figure 105119816-A0202-12-0021-19
其中A2及A3係3×3矩陣A的第二列及第三列。
在步驟170a中，如圖10a所繪示，一模組COM係藉由將亮度分量L與色度分量C1及C2組合在一起以得到第二SDR圖像ISDR2。
圖11a至11d係根據本發明原理的一範例以圖顯示一解碼方法的步驟，將HDR圖像及SDR圖像從至少一位元流中解碼。
在步驟111a中，一模組DECOMB從第二SDR圖像ISDR2中得到一亮度分量L及二色度分量C1、C2。
在步驟113a中，一模組IFM係藉由在亮度分量L上應用非線性函數f -1 以得到第一分量Y，為使第一分量Y的動態比亮度分量L的動態增大：Y=f -1(Ba,L) (5)
非線性函數f -1 係非線性函數f(步驟110a)的逆。
因此，函數f -1 的範例係根據函數f的範例來定義。
根據一範例，值Bm及/或非線性函數f -1 的參數(如a、b、c或γ)及/或資訊資料Inf係從一區域(或遠程)記憶體(例如一查找表)中得到，及/或從位元流F3中得到，如圖11a所繪示。
根據一實施例，將亮度分量L在已應用非線性函數f -1 後再乘以調變值Bm：Y=Bm＊f -1(L) (6)
根據一範例，非線性函數f -1 係一伽馬(gamma)函數的逆。
接著分量Y係提供如下：
Figure 105119816-A0202-12-0022-20
其中根據方程式(5)或(6)的實施例，Y 1等於Y或Y/Bm，B係一常數值，γ係一參數(嚴格限制在1以下的實數值)。
根據一實施例，非線性函數f -1 係一S-Log函數的逆，接著分量Y 1係提供如下：
Figure 105119816-A0202-12-0022-21
根據一實施例，根據分量Y的像素值，非線性函數f -1 係一伽馬(gamma)校正的逆或SLog校正的逆，此係由資訊資料Inf指出。
在步驟112a中，一模組ILC係從第一分量Y、二色度分量C1、C2，及從一因數r(L)(其係依亮度分量L而定)中，得到至少一色彩分量Ec，接著係藉由將該至少一色彩分量Ec組合在一起以得到解碼HDR圖像IHDR。
因數r(L)係可從一區域(或遠程)記憶體(如查找表)得到或從一位元流中得到。
當在每一中間色彩分量E’c上應用一般OETF時(在圖10b的步驟161b)，中間分量Dc係相關分量Y、二色度分量C1、C2及因數r(L)：
Figure 105119816-A0202-12-0023-22
 及
Figure 105119816-A0202-12-0023-23
其中EOTF(電光傳送函數)係步驟161b所應用OETF的逆。
方程式(7b)提供
Figure 105119816-A0202-12-0023-24
 其中OETF(E c )=D c ，
Figure 105119816-A0202-12-0023-73
係取決於矩陣A的常數，及L i 係亦取決於矩陣A的線性函數。接著，方程式(7a)成為：r(L)＊Y=A 11EOTF(D 1)+A 12EOTF(D 2)+A 13EOTF(D 3) (9)及接著
Figure 105119816-A0202-12-0023-81
方程式(10)係只關於D 1的隱式方程，取決於EOTF的表式，方程式(10)或多或少可簡單求解，一旦得出解答，即得到D 1，藉由方程式(8)從D 1推斷出D 2、D 3。接著藉由在所得到的三中間分量Dc上應用 EOTF以得到中間色彩分量E’c，即E’c=EOTF(Dc)。
在此一般情形中，意即在各中間色彩分量E’c上應用一般OETF(不具有任何特定性質)時，方程式(10)不存在任何分析解。例如當OETF係ITU-R BT.709/2020 OETF時，藉由使用所謂的牛頓法(Newton’s method)或其他任何數值法，可將方程式(10)以數值求解以找出一規則函數的根。然而此導致高度複雜解碼器。
在此一般情形中，根據步驟112a的第一範例，繪示在圖11b，在步驟1121a中，一模組ILEC係如上述從第一分量Y、二色度分量C1、C2及因數r(L)中得到三中間色彩分量E’c。在步驟1122a中，藉由將各中間色彩分量E’c以因數r(L)定標以得到三色彩分量Ec：Ec(i)=E'c(i)/r(L(i))
其中r(L(i))係步驟150a所提供的因數，其係依亮度分量L(步驟111a的輸出)的一像素i的值而定，
Figure 105119816-A0202-12-0024-74
(i)係一中間色彩分量E’c的像素i的值，及E c (i)係色彩分量Ec的像素i的值。
實際上，步驟1121a在步驟1122a前的此順序係編碼方法(圖10b)中步驟161b後面接著步驟162b的順序的逆。
根據此第一範例的一變化，OETF係平方根函數，EOTF則是平方函數。
根據此第一範例的另一變化，OETF係立方根函數，EOTF則是立方函數。
當步驟161b中使用OETF時，滿足換向條件，亦即OETF(x*y)=OETF(x) * OETF(y)，分量Y與色彩分量Ec係相關如下：
Figure 105119816-A0202-12-0024-25
 其中Fc係等於OETF(Ec)的分量，及
Figure 105119816-A0202-12-0024-26
Figure 105119816-A0202-12-0025-27
 以便換向條件提供
Figure 105119816-A0202-12-0025-28
方程式(11)提供
Figure 105119816-A0202-12-0025-29
 其中，
Figure 105119816-A0202-12-0025-75
係取決於矩陣A的常數，及L i 係亦取決於矩陣A的線性函數。
接著，方程式(11)成為：Y=A 11EOTF(F 1)+A 12EOTF(F 2)+A 13EOTF(F 3) (13)及接著
Figure 105119816-A0202-12-0025-82
當OETF滿足換向條件時，根據步驟112a的第二範例，繪示在圖11c，在步驟1121c中，藉由將二色度分量C1及C2以因數OETF(r(L(i)))定標，得到二中間分量C’1及C’2，其中OETF係圖10b中步驟161b所使用的函數：
Figure 105119816-A0202-12-0025-30
Figure 105119816-A0202-12-0025-31
其中r(L(i))係步驟150a所提供的因數，其係依亮度分量L(步驟111a的輸出)的一像素i的值而定，
Figure 105119816-A0202-12-0025-76
(i),
Figure 105119816-A0202-12-0025-77
(i)分別係分量C’1及C’2的像素i的值，C 1(i),C 2(i)分別係分量C1及C2的像素i的值。
在步驟1122c中，一模組ILEC係如上述從第一分量Y及二中間色度分量C’1、C’2中得到三色彩分量Ec。
根據此第二範例的一變化，OETF係平方根函數，EOTF則是平方函數。接著，在步驟1122c中，藉由將二色度分量C1及C2以因數
Figure 105119816-A0202-12-0026-78
定標，得到二中間分量C’1及C’2
Figure 105119816-A0202-12-0026-32
Figure 105119816-A0202-12-0026-33
方程式(11)成為：
Figure 105119816-A0202-12-0026-34
 及
Figure 105119816-A0202-12-0026-35
 以便換向提供
Figure 105119816-A0202-12-0026-36
方程式(14)成為：
Figure 105119816-A0202-12-0026-37
 及
Figure 105119816-A0202-12-0026-38
方程式(17)係二階方程式，其係可分析地求解。此分析解導致步驟1122c的一特定實施例，如圖11d所繪示。此實施例係有利的，原因在於其允許EOTF(OETF的逆)的分析表式，及藉此允許HDR圖像的 解碼分量的分析表式。此外，EOTF則是平方函數，其在解碼端係低複雜度過程。
在步驟11221c中，一模組SM係藉由將二中間色度分量C’1、C’2與第一分量Y組合在一起以得到一第二分量S：
Figure 105119816-A0202-12-0027-39
其中k 0,k 1及k 2係參數值，及
Figure 105119816-A0202-12-0027-79
意指一分量C' c (c=1或2)的平方。
在步驟11222c中，一模組LC2係藉由將中間色度分量C’1、C’2與第二分量S線性組合在一起以得到三解算子(solver)分量Fc：
Figure 105119816-A0202-12-0027-40
其中C係一3×3矩陣，定義為矩陣A的逆。
在步驟11223c中，藉由取各中間色彩分量(Dc)的平方以得到三色彩分量Ec：
Figure 105119816-A0202-12-0027-41
矩陣A判定待編碼HDR圖像IHDR從色空間(E1,E2,E3)(待編碼HDR圖像的像素值係表示在其中)到色空間(Y,C1,C2)的變換。
此一矩陣係依待編碼HDR圖像IHDR的色域而定。
例如，當待編碼HDR圖像係表示在BT709色域(如ITU-R建議書709所定義)時，矩陣A係提供如下：
Figure 105119816-A0202-12-0027-42
及矩陣C係提供如下：
Figure 105119816-A0202-12-0027-43
根據此第二實施例的一變化，OETF係立方根函數，EOTF則是立方函數。接著，在圖11c的步驟1121c中，則可藉由將二色度分量C1及C2以因數
Figure 105119816-A0202-12-0028-80
定標，得到二中間分量C’1及C’2：
Figure 105119816-A0202-12-0028-44
Figure 105119816-A0202-12-0028-45
EOTF則是立方函數，藉此導致關於F 1的方程式(17)，係較複雜三階方程式，其係可藉由所謂的Cardano方法以分析地求解。
亦存在極複雜分析解用於四階方程式(Ferrari方法)，但不再用於任何五階或更高階，如Abel-Ruffini定理所陳述。
解碼器DEC1(DEC2、DEC3分別)係配置用以解碼資料(其係已由編碼器ENC1(ENC2、ENC3分別)編碼)。編碼器ENC1及/或ENC2及/或ENC3(及解碼器DEC1及/或DEC2及/或DEC3)可係區塊為基的處理。
編碼器ENC1及/或ENC2及/或ENC3(及解碼器DEC1及/或DEC2及/或DEC3)係不限於一特定編碼器(解碼器)。
根據一實施例，編碼器ENC1係配置用以將資訊INF編碼在一SEI信息中，如在HEVC標準(附件D.2.32)所定義的色彩重映射資訊SEI信息中。
根據一實施例，編碼器ENC3係配置用以將背光圖像Ba編碼為一輔助圖像或藉由使用如HEVC標準所述訊框封包(附件D.2.16)，或用以將加權係數(及可能形狀函數)編碼在一SEI信息中(HEVC標準，附件D1)。
根據一實施例，解碼器DEC3係配置用以得到已解碼背光圖像Ba，係從編碼在位元流F1的一輔助圖像或一封包訊框中得到(如說明在HEVC標準中)，或從位元流F1的一SEI信息所得到的加權係數(及可能形狀函數)中得到。
編碼器ENC1及/或ENC2(及解碼器DEC1及/或DEC2)係不限於一特定編碼器，其例如可係具損失的影像/視訊編碼器像JPEG、JPEG2000、MPEG2、HEVC建議書或H264/AVC建議書(“用於同屬視聽服務之先進視訊編碼(Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services)”，系列H：視聽及多媒體系統(AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS)，ITU-TH.264建議書，ITU電信標準化部門，2014年2月)。
位元流F1、F2、F3係可多工在一起以形成單一位元流。
在圖1至11d中，模組係功能單元，其與可區別實體單元係可相關或不相關，例如，此等模組或其中有些模組可共同在唯一組件或電路中，或有助於軟體的功能性，反過來說，有些模組係可潛在地由分開的實體組成。適合本發明的裝置係使用純硬體來實現，例如使用專用硬體如ASIC或FPGA或VLSI，分別指«應用特定積體電路»、«現場可程式閘陣列»、«極大型積體電路»，或由嵌入一裝置中的數個積體電子組件來實現，或由硬體與軟體組件混合來實現。
圖12描繪一裝置1200的示範架構，該裝置係可配置用以實施相關圖1至11d所述方法。
裝置1200包括以下元件，其係藉由一資料及位址匯流排1201鏈接起來：- 一微處理器1202(或CPU)，其例如係一DSP(或數位訊號處理器)；- 一ROM(或唯讀記憶體)1203；- 一RAM(或隨機存取記憶體)1204；- 一I/O(輸入/輸出)介面1205，用以從一應用接收資料用以傳送；及- 一電池1206。
根據一範例，電池1206係在裝置的外部。在各提及記憶體中，本說明書中使用的«暫存器»一詞可對應到小容量區(一些位元)或對應到極大區(如整個程式，或大量接收或解碼資料)。ROM 1203包括至少一程式及數個參數，ROM 1203可儲存演算法及指令用以執行根據本發明原理的技術。當開關打開時，CPU 1202上傳RAM中的程式及執行對應指令。
RAM 1204係在一暫存器包括程式，在裝置1200開關打開後由CPU 1202執行及上傳，在一暫存器包括輸入資料，在一暫存器包括該方法在不同狀態的中間資料，及在一暫存器包括用於該方法執行的其他變數。
在本文說明的實作例如可實現在一方法或處理過程、裝置、軟體程式、資料流，或信號中。即若只在單一形式實作的情境中討論(例如只討論作為一方法或裝置)，所討論特點的實作亦可實現在其他形式(例如一程式)中。一裝置例如可實現在適當硬體、軟體及韌體中，該等方法例如可實現在一裝置如處理器中，其通常指處理裝置，例如包括有電腦、微處理器、積體電路，或可程式邏輯元件。處理器亦包括通訊裝置如電腦、手機、可攜式/個人數位助理器("PDA")，及促成終端用戶之間資訊通訊的其他裝置。
根據編碼或編碼器的一範例，HDR圖像或SDR圖像係從一來源中得到，例如，該來源屬於一集合，包括有：- 一區域記憶體(1203或1204)，如視訊記憶體或RAM(或隨機存取記憶體)、快閃記憶體、ROM(或唯讀記憶體)、硬碟；- 一儲存介面(1205)，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊；- 一通訊介面(1205)，如有線介面(例如滙流排介面、廣域網路介面、區域網路介面)，或無線介面(如IEEE 802.11介面或藍牙®介面)；及- 一圖像擷取電路(如感測器，例如CCD(或電荷耦合元件)或CMOS(或互補金屬氧化物半導體))。
根據解碼或解碼器的一範例，解碼SDR或HDR圖像係傳送到一目的地，明確地，該目的地屬於一集合，包括有：- 一區域記憶體(1203或1204)，如視訊記憶體或RAM、快閃記憶體、硬碟；- 一儲存介面(1205)，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊；- 一通訊介面(1205)，如有線介面(例如滙流排介面(如USB(或通用序列匯流排))、廣域網路介面、區域網路介面、HDMI(高畫質多媒體介面) 介面)，或無線介面(如IEEE 802.11介面、WiFi®或藍牙®介面)；及- 一顯示器。
根據編碼或編碼器的範例，位元流F1、F2及/或F3係傳送到一目的地，作為一範例，位元流F1、F2及F3中的一者(或位元流兩者)係儲存在一區域(或遠程)記憶體中，如視訊記憶體(1204)或RAM(1204)、硬碟(1203)中。在一變化中，一位元流(或位元流兩者)係傳送到一儲存介面(1205)，如具有大量儲存的介面、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊，及/或透過一通訊介面(1205)傳送，如到點對點鏈接、通訊匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路的介面。
根據解碼或解碼器的範例，位元流F1、F2及/或F3係從一來源中得到，舉例來說，位元流係從一區域記憶體中讀取，如視訊記憶體(1204)、RAM(1204)、ROM(1203)、快閃記憶體(1203)或硬碟(1203)。在一變化中，位元流係從一儲存介面(1205)接收，如具有大量儲存的介面、RAM、ROM、快閃記憶體、光碟或磁墊，及/或從一通訊介面(1205)接收，如到點對點鏈接、匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路的介面。
根據範例，裝置1200係配置用以實施相關圖2、圖4至8d、圖10a至10c中的一者所述編碼方法，該裝置屬於一集合，包括有：- 行動裝置；- 通訊裝置；- 遊戲裝置；- 數位板(或平板電腦)；- 膝上型電腦；- 靜態圖像相機；- 視訊攝影機；- 編碼晶片；- 靜態圖像伺服器；及- 視訊伺服器(如廣播伺服器、視訊隨選伺服器或網站伺服器)。
根據範例，裝置1200係配置用以實施相關圖3、圖9、圖11a至11d中的一者所述解碼方法，該裝置屬於一集合，包括有：- 行動裝置； - 通訊裝置；- 遊戲裝置；- 機上盒；- 電視機；- 數位板(或平板電腦)；- 膝上型電腦；- 顯示器；及- 解碼晶片。
根據圖13繪示的實施例，在二遠程裝置A與B之間透過一通訊網路的傳輸情境中，裝置A包括一處理器(相關記憶體RAM及ROM)，其係配置用以實施如相關圖2、圖4至8d、圖10a至10c中的一者所述圖像編碼方法，及裝置B包括一處理器(相關記憶體RAM及ROM)，其係配置用以實施如相關圖3、圖9、圖11a至11d中的一者所述解碼方法。
根據一範例，網路係一廣播網路，調適用以將靜態圖像或視訊圖像從裝置A廣播到解碼裝置(包括有裝置B)。
在本文說明的各種處理過程及特徵的實作係可具體實現在各式各樣不同設備或應用中。此類設備的範例包括編碼器、解碼器、後處理器(處理解碼器來的輸出)、前處理器(提供輸入到編碼器)、視訊編碼器、視訊解碼器、視訊編解碼器、網站伺服器、機上盒、膝上型電腦、個人電腦、手機、PDA，及用以處理圖像或視訊的任何其他裝置或其他通訊裝置。顯然地，該設備可係移動式及甚至安裝在汽車中。
此外，該等方法係可由一處理器正執行的指令來實施，及此類指令(及/或一實作所產生的資料值)係可儲存在一電腦可讀取儲存媒體上。電腦可讀取儲存媒體可採用電腦可讀取程式產品的形式，具體實現在一或多個電腦可讀取媒體中，及具有可由電腦執行的電腦可讀取程式碼具體實現在其上。如在本文所使用的電腦可讀取儲存媒體係考慮一非暫態儲存媒體，提供固有能力用以在其中儲存資訊，以及固有能力用以從其提供資訊擷取。電腦可讀取儲存媒體例如可係(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線，或半導體系統、裝置，或元件，或以上各項的任何合適組 合。應了解，雖然提供可應用本發明的電腦可讀取儲存媒體的較特定範例，但如本領域的普通技術人員所易於理解，以下僅是舉例而非徹查的列表：可攜式電腦磁碟；硬碟；唯讀記憶體(ROM)；可拭除可程式唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)；可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)；光學儲存裝置；磁性儲存裝置；或以上各項的任何合適組合。
該等指令可形成一應用程式，有形具體實現在一處理器可讀取媒體上。
指令例如係可在硬體、韌體、軟體或一組合中，指令例如係可在作業系統、分開的應用程式或二者的組合中找到，因此一處理器的特徵例如作為配置用以執行處理過程的裝置，及兼作包含有處理器可讀取媒體(具有指令用以實施一處理過程)的裝置(如儲存裝置)。此外，一處理器可讀取媒體可儲存(在指令外添加或代替指令)一實作所產生的資料值。
如熟諳此藝者應明顯知道，實作可產生格式化用以攜帶資訊(其例如係可儲存或傳送)的各式各樣信號，該資訊例如可包括指令用以執行一方法，或包括所述實作中的一者所產生的資料。例如，可將一信號格式化用以攜帶為資料，用以寫入或讀取所述一實施例的語法規則，或用以攜帶為資料，所述一實施例寫成的實際語法值。例如可將此一信號格式化作為一電磁波(例如使用頻譜的一射頻部分)或作為一基頻信號。格式化例如可包括編碼一資料流及調變具有已編碼資料流的載波。信號所攜帶的資訊例如可係類比或數位資訊，如已知，信號係可透過各種不同有線或無線鏈接來傳送，信號係可儲存在一處理器可讀取媒體上。
已說明數個實作，然而，應瞭解可作出各種修改，例如可將不同實作的元件組合、增補、修改或移除以產生其他實作。此外，本領域的普通技術人員應瞭解其他結構或處理過程係可替代用於該等揭示者，及作為結果的實作將依至少大體上相同的(數個)方式，執行至少大體上相同的(數個)功能，以達成至少大體上相同的(數個)結果如所揭示實作。因此，本發明涵蓋此等(及其他)實作。
210,TM‧‧‧色調映射步驟(或模組)
220,SDR1至SDR3‧‧‧第三SDR圖像得到步驟(或模組)
230,CM‧‧‧色映射函數得到步驟(或模組)
240,260,ENC1,ENC2‧‧‧編碼步驟(或編碼器)
250,SDR1至SDR4‧‧‧第四SDR圖像得到步驟(或模組)
F1,F2‧‧‧位元流
IHDR‧‧‧高動態範圍(HDR)圖像
ISDR1‧‧‧第一標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR2‧‧‧第二標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR3‧‧‧第三標準動態範圍(SDR)圖像
ISDR4‧‧‧第四標準動態範圍(SDR)圖像
INF‧‧‧資訊

Claims (14)

  1. 一種編碼方法，將一高動態範圍(HDR)圖像(IHDR)，對應根據一第一分級擷取圖像之色彩分級版本與一第一標準動態範圍(SDR)圖像(ISDR1)，其對應根據一第二分級擷取圖像之色彩分級版本，編碼在至少一位元流(F1、F2)中，該方法包括有：藉由色調映射HDR圖像(IHDR)以得到(210)一第二SDR圖像(ISDR2)；得到(230)一色映射函數(CMF)，其允許該第二SDR圖像(ISDR2)之色彩映射至一第三SDR圖像(ISDR3)之色彩上，該第三SDR圖像係從該第一SDR圖像(ISDR1)中得到(220)；藉由應用該色映射函數(CMF)至該第二SDR圖像(ISDR2)之色彩而得到一第四SDR圖像(ISDR4)；將色映射函數之資訊(INF)表示編碼(240)至一位元流中；及將該第四SDR圖像(ISDR4)編碼(260)至一位元流中。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第三SDR圖像(ISDR3)係第一SDR圖像。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第三SDR圖像(ISDR3)係已編碼該第一SDR圖像(ISDR1)之解碼版本。
  4. 一種將高動態範圍(HDR)圖像從至少一位元流中解碼之方法，包括有：藉由解碼一位元流以得到一已解碼第一SDR圖像(ISDR1)；藉由解碼一位元流以得到(330)一色映射函數(CMF)之資訊(INF)表示；藉由將一函數，其根據色映射函數之資訊表示，應用至該已解碼第一SDR圖像(ISDR1)之色彩以得到(340)一已解碼第二SDR圖像(ISDR2)；及藉由應用一逆調映射至該已解碼第二SDR圖像(ISDR2)以得到(350)一已解碼HDR圖像(IHDR)，包括：藉由解碼一位元流以得到一逆調映射資訊；及藉由應用逆調映射資訊至該第二SDR圖像(ISDR2)以得到該已解碼HDR圖像。
  5. 一種編碼裝置，將一高動態範圍(HDR)圖像(IHDR)，對應根據一第一 分級擷取圖像之色彩分級版本與一第一標準動態範圍(SDR)圖像(ISDR1)，其對應根據一第二分級擷取圖像之色彩分級版本，編碼在至少一位元流(F1、F2)中，其特徵在於該裝置包括一處理器，配置用以：藉由色調映射HDR圖像(IHDR)以得到一第二SDR圖像(ISDR2)；得到一色映射函數(CMF)，其允許該第二SDR圖像(ISDR2)之色彩映射至一第三SDR圖像(ISDR3)之色彩上，該第三SDR圖像(ISDR3)係從該第一SDR圖像(ISDR1)中得到(220)；藉由應用該色映射函數(CMF)至該第二SDR圖像(ISDR2)之色彩而得到一第四SDR圖像(ISDR4)；將色映射函數之資訊(INF)表示編碼在一位元流中；及將該第四SDR圖像(ISDR4)編碼在一位元流中。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中逆調映射資訊係一解碼之背光圖像，及藉由應用逆調映射資訊至第二SDR圖像(ISDR2)以得到解碼之HDR圖像，包括：將該第二SDR圖像(ISDR2)乘以解碼之背光圖像Ba以得到(3502)解碼之HDR圖像。
  7. 一種將HDR圖像從至少一位元流中解碼之裝置，其特徵在於該裝置包括一處理器，配置用以：藉由解碼一位元流以得到一已解碼第一SDR圖像(ISDR1)；藉由解碼一位元流以得到色彩映射函數(CMF)之資訊(INF)表示；藉由將一函數，其根據色彩映射函數之資訊表示，應用至該已解碼第一SDR圖像(ISDR1)之色彩以得到一已解碼第二SDR圖像(ISDR2)；及藉由應用一逆調映射至該已解碼第二SDR圖像(ISDR2)以得到一已解碼HDR圖像(IHDR)，包括：藉由解碼一位元流以得到(3501)一逆調映射資訊；及藉由應用逆調映射資訊至第二SDR圖像(ISDR2)以得到(3502)已解碼HDR圖像。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中逆調映射資訊係一解碼之背光圖像，及藉由應用逆調映射資訊至第二SDR圖像(ISDR2)以得到解碼之HDR圖像，包括： 將該第二SDR圖像(ISDR2)乘以解碼之背光圖像Ba以得到(3502)解碼之HDR圖像。
  9. 一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第1項之編碼方法之步驟。
  10. 一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第4項之解碼方法之步驟。
  11. 一種處理器可讀取之媒體，其中儲存有指令，用以令一處理器至少執行如申請專利範圍第1項之編碼方法之步驟。
  12. 一種處理器可讀取之媒體，其中儲存有指令，用以令一處理器至少執行如申請專利範圍第4項之解碼方法之步驟。
  13. 一種非暫態儲存媒體，攜帶有程式碼指令，當在一運算裝置上執行該程式碼指令時，該運算裝置實施如申請專利範圍第1項方法之步驟。
  14. 一種非暫態儲存媒體，攜帶有程式碼指令，當在一運算裝置上執行該程式碼指令時，該運算裝置實施如申請專利範圍第4項方法之步驟。
TW105119816A 2015-06-30 2016-06-24 將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置 TWI763629B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15306048.8 2015-06-30
EP15306048.8A EP3113496A1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method and device for encoding both a hdr picture and a sdr picture obtained from said hdr picture using color mapping functions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201701658A TW201701658A (zh) 2017-01-01
TWI763629B true TWI763629B (zh) 2022-05-11

Family

ID=53724153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105119816A TWI763629B (zh) 2015-06-30 2016-06-24 將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11006151B2 (zh)
EP (2) EP3113496A1 (zh)
JP (1) JP2018524924A (zh)
KR (1) KR102367205B1 (zh)
CN (2) CN114189691A (zh)
TW (1) TWI763629B (zh)
WO (1) WO2017001330A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180139360A1 (en) * 2015-05-18 2018-05-17 Thomson Licensing Method and device for processing color image data representing colors of a color gamut
US10687080B2 (en) * 2015-08-28 2020-06-16 Arris Enterprises Llc Color volume transforms in coding of high dynamic range and wide color gamut sequences
JP7086587B2 (ja) * 2017-02-24 2022-06-20 インターデジタル ヴイシー ホールディングス， インコーポレイテッド 復号された画像データから画像データを再構成する方法および装置
US10574959B2 (en) * 2017-07-05 2020-02-25 Qualcomm Incorporated Color remapping for non-4:4:4 format video content
CN111466117B (zh) * 2017-12-12 2024-05-28 交互数字Vc控股公司 处理图像
US20190356891A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 Synaptics Incorporated High dynamic range (hdr) data conversion and color space mapping
EP3672254A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-24 InterDigital VC Holdings, Inc. Decoding an image
US12003746B2 (en) 2020-02-19 2024-06-04 Dolby Laboratories Licensing Corporation Joint forward and backward neural network optimization in image processing
CN113257174B (zh) * 2021-04-26 2022-07-12 长春希达电子技术有限公司 一种led显示屏色度校正目标色域的确定方法
CN114222187B (zh) * 2021-08-12 2023-08-29 荣耀终端有限公司 视频编辑方法和电子设备
CN115797152A (zh) * 2021-09-10 2023-03-14 北京字跳网络技术有限公司 一种颜色映射色卡生成方法及装置
WO2023140514A1 (ko) * 2022-01-19 2023-07-27 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 제어 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014128586A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Koninklijke Philips N.V. Improved hdr image encoding and decoding methods and devices

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3134784B2 (ja) 1996-08-05 2001-02-13 松下電器産業株式会社 画像合成回路
JP4040171B2 (ja) 1998-04-24 2008-01-30 キヤノン株式会社 信号処理装置
US8698840B2 (en) 1999-03-05 2014-04-15 Csr Technology Inc. Method and apparatus for processing video and graphics data to create a composite output image having independent and separate layers of video and graphics display planes
JP4003399B2 (ja) 2000-10-23 2007-11-07 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、並びに記録媒体
US7106352B2 (en) 2003-03-03 2006-09-12 Sun Microsystems, Inc. Automatic gain control, brightness compression, and super-intensity samples
CN100525471C (zh) 2003-09-12 2009-08-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于控制亮度的亮度控制方法和亮度控制设备以及计算机***
CN101371583B (zh) 2006-01-23 2012-03-21 马普科技促进协会 编码/解码高动态范围图像的方法和设备
US8014445B2 (en) 2006-02-24 2011-09-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for high dynamic range video coding
US7558436B2 (en) 2006-07-20 2009-07-07 Max-Viz, Inc. Image dynamic range control for visual display
RU2460153C2 (ru) 2006-10-12 2012-08-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Способ отображения цветов
US7826673B2 (en) 2007-01-23 2010-11-02 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for inter-layer image prediction with color-conversion
JP5383674B2 (ja) * 2007-06-27 2014-01-08 トムソン ライセンシング ビット深さスケーラビリティのために向上層残差予測を使ってビデオ・データをエンコードおよび／またはデコードする方法および装置
EP2051527A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-22 Thomson Licensing Enhancement layer residual prediction for bit depth scalability using hierarchical LUTs
US8411206B2 (en) 2007-12-27 2013-04-02 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for decoding extended color space data
KR101539379B1 (ko) * 2008-12-31 2015-07-29 주식회사 동부하이텍 실시간 영상 발생기
CN102388612B (zh) 2009-03-13 2014-10-08 杜比实验室特许公司 高动态范围、可视动态范围和宽色域视频的分层压缩
WO2012004709A1 (en) 2010-07-06 2012-01-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Generation of high dynamic range images from low dynamic range images
WO2012122426A1 (en) 2011-03-10 2012-09-13 Dolby Laboratories Licensing Corporation Reference processing for bitdepth and color format scalable video coding
TWI538473B (zh) * 2011-03-15 2016-06-11 杜比實驗室特許公司 影像資料轉換的方法與設備
WO2012142506A1 (en) 2011-04-14 2012-10-18 Dolby Laboratories Licensing Corporation Image prediction based on primary color grading model
TWI624182B (zh) 2011-04-15 2018-05-11 杜比實驗室特許公司 高動態範圍影像的編碼、解碼及表示
RU2013152741A (ru) * 2011-04-28 2015-06-10 Конинклейке Филипс Н.В. Способ и устройство для генерирования сигнала кодирования изображения
RU2616158C2 (ru) 2011-04-28 2017-04-12 Конинклейке Филипс Н.В. Устройства и способы для кодирования и декодирования hdr-изображений
BR112014004064A2 (pt) 2011-08-26 2017-03-14 Koninklijke Philips Nv dispositivo e método para a extração de informações de sinais característicos detectados e programa de computador
EP2745507A1 (en) 2011-09-27 2014-06-25 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for dynamic range transforming of images
EP2792145B1 (en) 2011-12-15 2018-03-21 Dolby Laboratories Licensing Corporation Backwards-compatible delivery of digital cinema content with extended dynamic range
TWI606718B (zh) 2012-01-03 2017-11-21 杜比實驗室特許公司 規定視覺動態範圍編碼操作及參數
US9438904B2 (en) 2012-01-19 2016-09-06 Futurewei Technologies, Inc. Reduced look-up table for LM mode calculation
EP2873237B1 (en) 2012-07-13 2022-03-30 Koninklijke Philips N.V. Improved hdr image decoding methods and devices
CN104364820B (zh) 2012-10-08 2018-04-10 皇家飞利浦有限公司 具有颜色约束的亮度改变图像处理
CN110084755B (zh) 2012-11-16 2023-05-23 交互数字麦迪逊专利控股公司 用于图像处理的方法、装置及介质
WO2014204865A1 (en) 2013-06-17 2014-12-24 Dolby Laboratories Licensing Corporation Adaptive reshaping for layered coding of enhanced dynamic range signals
EP2819414A3 (en) 2013-06-28 2015-02-25 Samsung Electronics Co., Ltd Image processing device and image processing method
JP6351313B2 (ja) 2013-07-11 2018-07-04 キヤノン株式会社 画像符号化装置、画像復号装置、画像処理装置、並びにそれらの制御方法
CN105684412B (zh) * 2013-10-22 2017-04-26 杜比实验室特许公司 用于扩展动态范围图像的引导颜色分级
EP2890129A1 (en) 2013-12-27 2015-07-01 Thomson Licensing Method and device for encoding a high-dynamic range image and/or decoding a bitstream
WO2015097118A1 (en) 2013-12-27 2015-07-02 Thomson Licensing Method and device for encoding a high-dynamic range image into a bitstream and/or decoding a bitstream representing a high-dynamic range image
EP2958327A1 (en) 2014-06-20 2015-12-23 Thomson Licensing Method and device for encoding a sequence of pictures
KR102529013B1 (ko) 2015-01-30 2023-05-08 인터디지털 브이씨 홀딩스 인코포레이티드 컬러 픽처를 인코딩 및 디코딩하는 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014128586A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Koninklijke Philips N.V. Improved hdr image encoding and decoding methods and devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
網路文獻 S. Lasserre, et al., "Modulation-based HDR video coding with SDR backward compatibility," JCTVC-U0085, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 21st Meeting: Warsaw, PL, 19–26 June 2015. http://phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/21_Warsaw/wg11/JCTVC-U0085-v2.zip *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3113496A1 (en) 2017-01-04
KR102367205B1 (ko) 2022-02-23
CN107852501A (zh) 2018-03-27
US20180192077A1 (en) 2018-07-05
KR20180021747A (ko) 2018-03-05
CN114189691A (zh) 2022-03-15
EP3318063A1 (en) 2018-05-09
JP2018524924A (ja) 2018-08-30
US11006151B2 (en) 2021-05-11
WO2017001330A1 (en) 2017-01-05
TW201701658A (zh) 2017-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7356478B2 (ja) カラー・ピクチャを符号化および復号する方法および装置
TWI763629B (zh) 將高動態範圍圖像與使用色映射函數從該高動態範圍圖像得到之標準動態範圍圖像兩者編碼之方法及裝置
RU2710291C2 (ru) Способы и устройства для кодирования и декодирования цветного изображения hdr
US11647213B2 (en) Method and device for decoding a color picture
JP6946325B2 (ja) 高ダイナミックレンジピクチャを符号化する方法及び装置、対応する符号化方法及並びに符号化装置
EP3341918A1 (en) Coding and decoding method and corresponding devices
EP3051489A1 (en) A method and apparatus of encoding and decoding a color picture