[发明专利]三维视觉动态范围编码

说明书

使用单视场SDR基本层和一个或更多个增强层对3D VDR图像和3D SDR图像的序列进行编码。用DVDL编码器对第一VDR视图和第一SDR视图进行编码以输出第一编码信号和第二编码信号。生成预测3D VDR信号，该预测3D VDR信号具有第一预测VDR视图和第二预测VDR视图。第一VDR残留和第二VDR残留基于其相应VDR视图和预测VDR视图来生成。DVDL编码器对第一VDR残留和第二VDR残留进行编码以输出第三编码信号和第四编码信号。具有两个DVDL解码器和两个SDR至VDR预测器的3D VDR解码器使用四个编码输入信号来生成单视图SDR信号、3D SDR信号、单视图VDR信号或3D VDR信号。还描述了相应解码器，该解码器能够对这些编码的3D VDR图像和SDR图像进行解码。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年3月12日提交的美国专利临时申请No.61/609,542的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及图像。更特别地，本发明的实施方式涉及三维(3D)视觉动态范围(VDR)图像的分层编码和分层解码。

背景技术

无论在电影院还是在家中，3D视频系统都非常利于增强消费者的体验。这些系统使用立体呈现方法或自动立体呈现方法，包括：

(i)互补色立体(anaglyph)——通过由两色滤波器(一般针对一只眼睛是红色而针对另一只眼睛是青色)对光进行滤波来提供左/右眼分离；

(ii)线偏振——通过由(通常)竖直定向的线偏振器对左眼进行滤波并且由水平定向的线偏振器对右眼图像进行滤波来在投影仪处提供分离；

(iii)圆偏振——通过由(通常)左旋圆偏振器对左眼图像进行滤波并且由右旋圆偏振器对右眼图像进行滤波来在投影仪处提供分离；

(iv)快门眼镜——通过在时间上对左图像和右图像进行复用来提供分离，以及

(v)光谱分离——通过以左眼和右眼各自接收红色光谱、绿色光谱以及蓝色光谱的互补部分的光谱方式对左眼和右眼进行滤波来在投影仪处提供分离。

遗憾的是，这些系统采用具有较差动态范围的立体图像对，从而导致行人立体感效应(pedestrian illusion of depth)——显著缺乏真正的真实感。动态范围(DR)是图像中例如从最暗的暗色到最亮的亮色的强度(例如亮度(luminance，luma))范围。通过约三个数量级的动态范围(例如标准动态范围，SDR)来表征这些立体图像对，与常规电视机和计算机监视器的有限呈现能力相对应。对于人类视觉系统(在适应情况下)可感知的约14至15个数量级的动态范围(例如高动态范围，HDR)，或者甚至对于可同时感知的5至6个数量级的动态范围(例如VDR)，这是较差的呈现。

特别是针对3D内容，在带宽和存储限制的情况下简单地增大动态范围通常是不可行的。具有双倍图像(例如左眼透视图像和右眼透视图像)的3D立体视频与二维(2D)视频相比可能已经需要两倍的带宽和存储。如本发明人所意识到的，考虑实际带宽和存储需求，改进的3D图像处理技术对于优良的沉浸式体验是希望的。进一步意识到，这些改进的技术优选地与单视图SDR系统、单视图VDR系统以及3D SDR系统后向兼容。

本部分中描述的方法是可以实现的方法，而未必是先前已构思或者已实现的方法。因此，除非另外指示，否则不应该仅由于被包括在本部分中就假设本部分中描述的方法中的任何方法是现有技术。类似地，除非另外指示，否则不应该基于本部分认为在任何现有技术中已经认识到了关于一个或更多个方法而确定的问题。

附图说明

在附图的图中通过示例而非以限制的方式示出了本发明的实施方式，并且在附图中相似的附图标记指代相似的元件，在附图中：

图1描绘了根据本发明的实施方式的用于VDR-SDR系统的示例数据流；