[发明专利]单层后向兼容编解码器的实时整形

说明书

实时前向整形，包括：选择以当前帧为索引的统计滑动窗口，所述统计滑动窗口还具有先前帧和后续帧；确定所述先前帧和后续帧是否是当前场景的一部分；确定噪声参数、亮度传递函数，并且基于所述当前场景内的所述亮度传递函数和所述噪声参数来确定亮度前向整形函数；选择具有所述当前场景内的所述当前帧和所述先前帧的集中趋势滑动窗口；以及确定集中趋势亮度前向整形函数。色度整形包括：分析扩展动态范围(EDR)权重和EDR上限的统计值；基于所述集中趋势亮度前向整形函数将扩展动态范围(EDR)权重和EDR上限映射到标准动态范围(SDR)权重和SDR上限；确定色度内容相关的多项式和集中趋势色度前向整形多项式；以及生成色度MMR系数。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月30日提交的美国临时专利申请第62/381,233号和2016年8月30日提交的欧洲专利申请第16186392.3号的优先权，所有这些公开内容通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及图像的编码和解码。更特别地，本发明的实施例涉及图像的后向兼容编码和解码的实时单层整形。

背景技术

如本文所使用的，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(例如明亮度(luminance)、亮度(luma))范围的能力，所述范围例如从最暗的黑色(深色)到最亮的白色(高光)。从这个意义上说，DR与“涉及场景的”强度有关。DR还可以涉及显示设备充分地或近似地呈现(render)特定宽度的强度范围的能力。从这个意义上说，DR与“涉及显示的”强度有关。除非在本文的描述中的任何一点上明确指定特定的意义具有特定的重要性，否则应该推断所述术语可以在任一意义上例如可互换地使用。

如本文所使用的，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个或更多数量级的DR宽度。在实践中，相对于HDR，人类可以同时感知强度范围的广泛宽度的DR可能会被或多或少地截短。如本文所使用的，术语“增强动态范围(EDR)或视觉动态范围(VDR)”可以单个地或可互换地与可在场景或图像内由包括眼运动的人类视觉系统(HVS)感知的DR相关，从而允许场景或图像上的一些光适应变化。如本文所使用的，EDR可以涉及跨越5到6个数量级的DR。因此，虽然相对于涉及真实场景的HDR，EDR可能更窄一些，但EDR表示宽DR宽度并且也可以被称为HDR。

在实践中，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)，其中颜色分量由每像素n比特(例如，n＝8)的精度表示。使用线性亮度编码，其中n≤8的图像(例如，彩色24比特JPEG图像)被视为标准动态范围的图像，而其中n8的图像可被视为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比特)浮点格式来存储和分发，所述高精度浮点格式诸如由工业光魔公司(Industrial Light Magic)开发的OpenEXR文件格式。

给定显示器的参考电光传递函数(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，ITU Rec.ITU-RBT.1886，“HDTV工作室制作中使用的平板显示器的参考电光传递函数(Referenceelectro-optical transfer function for flat panel displays used in HDTV studioproduction)”(2011年3月)基于阴极射线管(CRT)的测量特性定义了平板显示器的参考EOTF，其内容通过引用以其全文并入本文。给定视频流，关于其EOTF的信息通常作为元数据被嵌入比特流中。如本文所使用的，术语“元数据”涉及作为编码比特流的一部分发送的任何辅助信息，并且辅助解码器呈现解码图像。这样的元数据可以包括但不限于颜色空间或色域信息、参考显示参数和辅助信号参数，如本文所描述的那些。