[发明专利]用于减少经压缩及经解压缩数字图像及视频的显示中的可见伪影的系统及方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及图像处理，且更特定来说涉及改进现有图像及视频压缩方法的 感知质量及/或效率。

背景技术

实现良好图像及视频压缩效率需要选择紧密逼近人类视觉系统(下文中，HVS)的差 分敏感性的图像色彩及亮度的符号表示；否则，译码速率被浪费，如以引用的方式并入 本文中的琼L.米切尔(JoanL.Mitchell)等人的“MPEG视频压缩标准(MPEGVideo CompressionStandard)”(查普曼与霍尔有限责任公司，伦敦，英国，1996)中所描述。由 于HVS的感知机制是复杂且非线性的，因此用于视频及图像压缩、发射及显示的色彩 系统及色彩空间的设计遭受准确度及精确度对系统复杂性及实际实施方案的折衷。

国际照明委员会(通常缩写为CIE(Commissioninternationaledel'eclairage))色彩空间 (下文中“CIE1931XYZ”)提出基于人类色彩感知的粗略测量而产生色彩空间的第一次 尝试(即，1931指的是出版年代)。CIE1931XYZ用于基于JPEG2000的编解码器系统(例 如数字电影封包所使用的那些系统，如“数字电影系统规范版本1.2与勘误表”(DCI， LLC，2012年10月10日)中所规定)中，但其在其它方面由于其复杂性及对由系统实施 者(或终端用户)提供标准照明与三色刺激值的需要而未广泛用于视频发射系统中。尽管 CIE1931XYZ有对HVS的色彩感知敏感性的良好逼近，但CIE1931XYZ远不是HVS 对色彩差异的敏感性的完美表示-即便其中使所需三色刺激值及照明值保持恒定-作为对 HVS及其感知敏感性的调查及仔细测量的结果而获得的知识，如国际色彩联盟，“规范 ICC.1:2004-10(特性文件(profile)版本4.2.0.0)图像技术色彩测量-架构、特性文件格式及 数据结构(Imagetechnologycolourmanagement-Architecture,profileformat,anddata structure)”(2006)(其引用的方式并入本文中)中所描述。

在CIE1931XYZ之后且随着后来彩色电视的出现及标准化，在1953年开发照度(Y)、 同相(I)、正交(Q)色彩空间(下文中，“YIQ色彩空间”)主要作为用以在频带严重受限的 发射及接收制度中将彩色信号编码的方式。尽管相比于RGB磷光体阴极射线管彩色电 视在其发明及广泛使用时所需的RGB色彩空间表示，YIQ确实是对人类视觉感知特性 的感知趋势的更佳逼近，但YIQ色彩空间绝不是理想的。YIQ色彩空间主要是出于同时 可用的具成本效益的模拟射频组件的实际实施方案的目的且为了维持与现有“黑白”电 视发射标准的向后兼容性而构想。

YCbCr及Y'CbCr色彩空间是YIQ色彩空间出于对人类视觉感知色彩处理及感知均 匀性的非常有效、但仍非常粗略的逼近的目的的衍生物。尽管这些色彩空间在于1980 年代早期设计时是实际的，但采用YCbCr及Y'CbCr色彩空间的设计限于具有非常有限 的处理能力及数字存储器传送带宽的简单数字电路及系统。YCbCr及Y’CbCr色彩空间 表示形成采用JPEG及MPEG压缩标准的较早及当前视频压缩编解码器系统的基础。尽 管有其实际性，但YCbCr及Y’CbCr色彩空间表示是低效的，这是因为其将显著照度及 色彩深度符号速率或位速率分配给感知上不显著的色彩差异。