[发明专利]用于具有编码效率约束的HDR视频的颜色变换

权利要求书

1.一种用于在编码效率约束下生成颜色变换数据的方法，所述方法包括：

接收在第一动态范围中并且在第一颜色空间中的输入图像；

基于从所述第一颜色空间到基于标准的颜色空间的颜色变换来获取第一3×3颜色变换矩阵和第一3×1偏移向量；

将所述第一3×3颜色变换矩阵应用(210)于所述输入图像，以生成具有光亮度分量和色度分量的第一图像；

生成所述第一图像的针对所述光亮度分量的最小像素值和最大像素值；

基于所述第一图像中的最小光亮度像素值和最大光亮度像素值来计算(215)光亮度缩放值；

基于编码效率约束和所述第一3×3颜色变换矩阵来计算2×2色度变换矩阵的元素；

基于所述光亮度缩放值和所述2×2色度变换矩阵来形成3×3中间变换矩阵；

将所述3×3中间变换矩阵应用(225)于所述第一图像以生成第二图像；

生成所述第二图像的针对所述光亮度分量和所述色度分量的最小像素值和最大像素值；

基于所述第一偏移向量以及所述第二图像的光亮度分量和色度分量中的最小像素值和最大像素值来生成中间3×1偏移向量；以及生成(230)：

通过将所述第一3×3颜色变换矩阵与所述3×3中间变换矩阵相乘得到的输出3×3颜色变换矩阵；

将所述第一3×1偏移向量与所述中间3×1偏移向量相加得到的输出3×1偏移向量；以及

将所述输出3×1偏移向量与所述第二图像的像素值相加得到的第二颜色空间中的输出图像。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

生成反向3×3颜色变换矩阵和反向3×1偏移向量，以将图像数据从所述第二颜色空间变换到所述第一颜色空间，其中，所述反向3×1偏移向量等于所述输出3×1偏移向量，并且所述反向3×3颜色变换矩阵包括所述输出3×3颜色变换矩阵的逆矩阵。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一颜色空间包括RGB颜色空间，所述基于标准的颜色空间包括YCbCr颜色空间，并且所述第一3×3颜色变换矩阵和所述第一3×1偏移向量基于Rec.709标准或Rec.2020标准。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述光亮度缩放值被设置为1或者由下式界定

其中，si，0表示归一化到[0,1]中的所述第一图像中的第i个像素的光亮度值，max{s′i，0}表示所述第一图像中的最大光亮度值，并且min{s′i，0}表示所述第一图像中的最小光亮度值。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在计算2×2色度变换矩阵的元素时，所述编码效率约束包括在由所述2×2色度变换矩阵进行的色度变换之前和之后所述第一图像中的像素的色度值的能量保留准则。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述能量保留准则包括

(s″i，1)2+(s″i，2)2＝α2((s″i，1)2+(s′i，2)2)，

其中，对于第i个像素，s′i，1和s′i，2表示在应用所述2×2色度变换矩阵之前所述像素的色度值，并且s″i，1和s″i，2表示在应用所述2×2色度变换矩阵之后所述像素的色度值。

7.如权利要求6所述的方法，其中，对于2×2变换矩阵

在所述能量保留准则下

其中，α是接近1的常数。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述2×2变换矩阵包括

其中，θ与[0,2π]中的自由参数相对应。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，形成所述3×3中间变换矩阵Ws包括形成

其中，β表示所述光亮度缩放值，并且α和θ是参数。

10.如权利要求6或权利要求9所述的方法，其中，α＝1，或者

1-δ≤α≤1+δ，

其中，δ是小于0.5的参数。