[发明专利]对具有扩展动态范围的图像的分层编码中的自适应伪轮廓预防

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年11月1日提交的美国临时专利申请No.61/554,294的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本申请一般地涉及图像。更具体地，本发明的实施方式涉及对具有扩展动态范围的图像的分层编码中的伪轮廓伪影的自适应预防。

背景技术

本文所使用的术语“动态范围”(DR)可以涉及人类心理视觉系统(HVS)感知图像的强度(例如，灰度、亮度)的范围(例如从最暗的暗到最亮的亮)的能力。在这个意义上，DR涉及“场景相关”的强度。DR也可以涉及显示设备充分地或近似地渲染特定宽度的强度范围的能力。在这种意义上，DR涉及“显示相关”的强度。在本文的描述中任何一点上除非明确地指定特定的场景具有特定的意义，否则应当推断出该术语可以使用任何一种意义，例如可互换地进行使用。

本文所使用的术语高动态范围(HDR)涉及跨越人类视觉系统(HVS)的大约14至15个量级的DR宽度。例如，基本正常(例如，在统计、生物计量或眼科意义的一项或更多项上)的适应良好的人具有跨越大约15个量级的强度范围。适应的人可以感知具有少至只有极少数光子的暗淡光源。然而，这些相同的人可以感知沙漠、大海或雪天的正午太阳的接近痛苦的闪耀强度(或者甚至看一眼太阳，然而非常短暂地以防止受到伤害)。然而这个跨度对于“适应的”人(例如其HVS具有重置和调整的时间段的人)来说是可利用的。

相比之下，相对于HDR，在其上人可以同时感知强度范围内的扩展宽度DR可能被稍微截短。本文所使用的术语“扩展动态范围”、“视觉动态范围”或“可变动态范围”(VDR)可以单独地或互换地涉及可由HVS同时可感知的DR。本文所使用的VDR可以涉及跨越5至6个量级的DR。因此，然而也许相对于真实场景相关的HDR，VDR在一定程度上较窄，但是VDR仍然表示宽的DR宽度。本文所使用的术语VDR图像或图片可以涉及其中通过多于8个的比特表示每个像素分量的图像或图片。

直到最近，显示器已经具有比HDR或VDR明显窄的DR。使用典型阴极射线管(CRT)、具有恒定荧光白色背光照明液晶显示器(LCD)或等离子屏技术的电视(TV)和计算机监视器装置可以将其DR渲染能力约束至大约3个量级。因此，相对于VDR和HDR，这样的传统显示器代表低动态范围(LDR)，其也被称为标准动态范围(SDR)。

至于可缩放视频编码和HDTV技术，扩展图像DR通常涉及一种分叉方法。例如，使用现代具有HDR能力的相机捕获的场景相关HDR内容可以用于生成内容的VDR版本或SDR版本，内容的VDR版本或SDR版本可以显示在VDR显示器或传统SDR显示器上。为了节省带宽或出于其他方面的考虑，可以使用分层或分级方法、使用SDR基本层(BL)和增强层(EL)来传输VDR信号。接收分层比特流的传统解码器可以只使用基本层来重构SDR图片；然而，VDR兼容解码器可以使用基本层和增强层二者来重构VDR流。

在这样的分层VDR编码中，可以以不同空间分辨率、比特深度和颜色空间表示图像。例如使用每个颜色分量12比特或更多比特来表示典型VDR信号，而使用每个颜色分量8比特来表示典型SDR信号。另外，基本层信号和增强层信号可以使用多种图像和视频压缩方案进行进一步地压缩，如由运动图像专家组(MPEG)的ISO/IEC建议书中定义的那些方案，如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、第2部分和H.264。

分层VDR编码在编码流水线的至少两个部分引入量化：a)从第一比特深度(例如，每颜色分量12比特)的VDR信号至第二、较低比特深度(例如，每颜色分量8比特)的SDR信号的变换期间；b)在基本层和增强层的压缩处理期间。伪轮廓可以作为这样的量化的伪影出现在所重构的图像上。

本部分中所描述的方法是可以实行的方法，但并不一定是先前已经构思或实行的方法。因此，除非另有说明，否则本部分所描述的任何方法不应当仅仅由于它们包含在本部分中被认为是现有技术。相似地，除非另有说明，否则不应基于该部分而认为关于一种或更多种方法而确定的问题已经在任何现有技术中被意识到。

附图说明

在附图中，通过示例的方式而不是通过限制性的方式例示了本发明的实施方式，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1描绘了根据本发明的实施方式的分层编码系统的示例数据流；

图2描绘了根据本发明的实施方式的示例均匀动态范围压缩函数；

图3描绘了根据本发明的实施方式的用于检测伪轮廓的示例系统；