[发明专利]高动态范围、视觉动态范围和宽色域的图像与视频的质量评估

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年4月19日提交的美国专利临时申请No.61/325,614的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明一般地涉及图像和视频质量评估。更具体地，本发明的实施方式涉及高动态范围、视觉动态范围和宽色域的图像与视频的质量评估。

背景技术

高动态范围、视觉动态范围和宽色域

如这里所使用的，术语动态范围可以涉及图像的亮度（例如，强度）的范围。真实场景中的动态范围是很大的。现今用于图像和视频信号的采集、重现和显现所使用的不同图像和视频应用可以具有不同的动态范围。例如，摄影底片可以具有相对大的动态范围，而摄影印刷品、一些目前存在的（例如，传统的）电视机（TV）以及电脑显示器可以具有较小的动态范围。

如这里所使用的，术语“低动态范围”（LDR）可以涉及与许多当前的TV或监控显示器相关联的动态范围。与LDR图像对比，高动态范围（HDR）图像基本上包含HDR图像所基于的原始场景的所有动态范围。LDR图像以现今广泛使用的8位显示器所呈现的图像为代表。HDR图像可以使用10位至14位显示器来呈现。

对于诸如用于分发和显示的压缩之类的许多应用，对HDR进行编码可能是不必要的并且可能事实上有些计算昂贵和/或带宽消耗。然而，对于这些现代应用中的一些应用，LDR图像可能不能简单地满足所有目的。可替代地，这样的应用可能更有利地使用、创造、存储、传输或呈现可以以视觉动态范围（VDR）为特征的图像。VDR图像基本上包括普通人类视觉系统（HVS）可以同时感知（例如，在任意给定时间的视觉感知）的所有亮度和颜色。

背景技术图1描绘了人类可见亮度（例如，HDR，以中心的“适应范围”箭头示出）的整个范围与同时可见的亮度的范围（例如，VDR，以上面的“同时视觉”范围箭头示出）以及常见的8位伽马映射显示器的范围（例如，LDR，以下面的“设备”范围箭头示出）之间的比较。图1因此描绘了在HDR、VDR以及LDR之间就可能与本发明的实施方式有关的背景信息进行的比较。

如这里所使用的，术语色域可以涉及颜色的特定子集。色域通常表示为在CIE 1931色度图内的区域，CIE 1931色度图对于在与颜色、图像、视频、显示、电影和摄影（例如，“颜色、图像和视频”）有关的领域中的普通技术人员而言是熟悉的。这些领域中的普通技术人员意识到CIE 1931色度图表示的差不多“马蹄”形区域是可能色度的整个范围。

然而对于任何显示设备，对能够再现或显示的颜色的设置存在物理限制。例如，现存的显示设备（例如，阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）或等离子体显示器）通常仅覆盖整个颜色空间的相对小的区域。参照CIE1931色度图，在颜色、图像和视频领域中的普通技术人员意识到在多数传统设备中可用的色域可以表示为三角形状，在整个范围内，其显著（例如，基本上）大于表示可以存在的可能色度的整个范围的CIE 1931色度图的马蹄形区域。

在具体颜色模型内不能显示、呈现或再现的特定颜色在这里可以被称为超出色域。通常需要另外的处理来应用、再现和显示这些颜色。在这里这样的另外处理可以被称为色域映射。如这里使用的，术语宽色域（WCG）可以涉及比被划界为在CIE 1931色度图的马蹄形内的更小三角形的设备包括更多颜色的色域，并且基本上在界限处所有的颜色均是能被HVS感知的。背景技术图2描绘了该色度图的示例性灰度表示，其对于在涉及至少图像、颜色、视频、电影、摄像等的领域中的普通技术人员应该是熟悉的。

在本章节中描述的方法是能够执行的方法，但未必是之前设想到或执行过的方法。因此，除非另有说明，否则不应该假定在本章节中描述的任何方法仅仅由于它们包含在本章节中而被视为现有技术。类似地，除非另有说明，否则不应该将关于一种或更多种方法确定的问题假定为以本章节为基础的任何现有技术已经意识到的。

附图说明

通过示例但不受限于示例、以附图中的图形来说明本发明，在附图中用相似的附图标记来表示类似的要素，在附图中：

图1描绘了HDR、VDR与LDR之间就可能与本发明的实施方式有关的背景信息进行的比较；

图2描绘了色度图的就可能与本发明的实施方式有关的背景信息的示例性灰度表示；

图3描绘了使用其可以实行本发明的实施方式的VDP的示例；

图4描绘了使用其可以实行本发明的实施方式的VDP度量至HDR空间的示例性扩展；