[发明专利]用于高动态范围图像的内容自适应感知量化器

说明书

内容自适应量化器处理器接收具有输入位深的输入图像。噪声掩蔽生成处理被应用于输入图像以生成噪声掩蔽图像，该噪声掩蔽图像在输入图像中的每个像素在掩蔽量化噪声中的感知相关性方面表征每个像素。基于输入图像和噪声掩蔽图像生成噪声掩蔽直方图。掩蔽噪声水平到位深函数被应用于噪声掩蔽直方图以对于噪声掩蔽直方图中的每个区间生成最小位深值。基于输入位深、目标位深和最小位深值生成码字映射函数。码字映射函数被应用于输入图像以生成目标位深的输出图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月2日提交的美国临时申请No.62/126,925的优先权，该美国临时申请No.62/126,925通过其整体引用而特此合并。

技术领域

本发明一般地涉及图像。更特别地，本发明的实施例涉及具有高动态范围的图像的内容自适应感知量化。

背景技术

如这里所使用的，术语‘动态范围’(DR)可以涉及人类视觉系统(HVS)感知图像中的强度(例如，亮度、luma)的范围(例如从最暗的暗色(黑色)到最亮的白色(高亮))的能力。在这个意义上，DR涉及‘参考场景的’强度。DR也可以涉及显示设备充分地或者近似地呈现特定宽度的强度范围的能力。在这个意义上，DR涉及‘参考显示的’强度。除非特定的意义在这里的描述中的任何点被明确地指定为具有特定的含义，否则应当推断该术语可以在任一意义上(例如，可互换地)使用。

如这里所使用的，术语高动态范围(HDR)涉及跨越人类视觉系统(HVS)的一些14-15数量级的DR宽度。在实际中，人类可以在其上同时感知强度范围中的广泛宽度的DR可能相对于HDR稍微截短。如这里所使用的，术语增强动态范围(EDR)或者视觉动态范围(VDR)可以单独地或者可互换地涉及场景或者图像内由包括眼睛运动的人类视觉系统(HVS)可感知的DR，其允许跨场景或者图像的一些光适应改变。如这里所使用的，EDR可以涉及跨越5至6数量级的DR。因此，虽然相对于真实的参考场景的HDR可能稍微略窄，但是EDR代表广的DR宽度并且也可以称作HDR。

在实际中，图像包括一个或多个颜色分量(例如，亮度Y以及色度Cb和Cr)，其中每个颜色分量由每个像素n位的精度代表(例如，n＝8)。使用线性亮度编码，其中n≤8的图像(例如，彩色24位JPEG图像)被看作标准动态范围的图像，而其中n8的图像可以被看作增强动态范围的图像。EDR和HDR图像也可以使用高精度(例如，16位)浮点格式(诸如由Industrial Light and Magic开发的OpenEXR文件格式)存储和分发。

对于给定显示器的基准电光传递函数(EOTF)表征输入视频信号的颜色值(例如，亮度)与由显示器产生的输出屏幕颜色值(例如，屏幕亮度)之间的关系。例如，通过其整体引用而包括在这里的ITU Rec.ITU-R BT.1886，“Reference electro-optical transferfunction for flat panel displays used in HDTV studio production”，(03/2011)基于所测量的阴极射线管(CRT)的特性定义用于平板显示器的基准EOTF。给定视频流，关于它的EOTF的信息典型地作为元数据嵌入在位流中。如这里所使用的，术语“元数据”涉及作为编码位流的部分而传输并且帮助解码器呈现解码图像的任何辅助信息。如这里描述的那些，这种元数据可以包括，但不限于，颜色空间或者色域信息、基准显示器参数以及辅助信号参数。