[发明专利]改进的HDR图像编码和解码方法及设备

说明书

为了允许分级者针对各种呈现显示器做出HDR场景的最优样子内容，我们发明了一种图像编码器（202），包括：用于高动态范围输入图像（M_HDR）的输入（240）；图像分级单元（201），其被布置成允许人类颜色分级者借助于人类确定的颜色映射算法来指定从根据预定义准确度所限定的高动态范围输入图像的表示（HDR_REP）向低动态范围图像（Im_LDR）的颜色映射，并且被布置成输出指定所述颜色映射（Fi(MP_DH)）的数据；以及自动分级单元（203），其被布置成通过对高动态范围输入图像（M_HDR）或低动态范围图像（Im_LDR）之一应用自动颜色映射算法来导出第二低动态范围图像（GT_IDR）。我们还描述了在新出现的高动态范围图像操作技术中有用的感兴趣的新饱和度处理策略。

技术领域

本发明涉及用于相比所谓低动态范围（LDR）图像的传统图像以增大的动态亮度范围对至少一个图像或视频的改进编码的装置和方法及得到的产品，如数据存储产品或例如存储在存储器中的编码信号。

背景技术

新出现的高动态范围（HDR）成像领域使自身有别于传统系统，如今相比之下我们能够将传统系统称作低动态范围（LDR）成像（其包括像以下这样的图像或视频编码系统：PAL或MPEG2、AVC、HEVC或MPEG家族的另一成员或类似的视频标准，如同例如VC1、VC2等或针对静止画面的JPEG等）。

在谈论HDR时，我们需要查看链(chain)的各种组件。因为这是非常新近的技术领域，其中也许不是每个人都有相同水平的领会，所以我们想要关于几个重要的定义快速地建立基准思维模式，以避免误解。最终，存在显示介质能够生成的呈现动态范围。呈现动态范围通常被定义为RDR=图像中的所有像素的（画面内RDR）或连续图像中的像素的（画面间RDR，例如在显示器（几乎）关断，并且人们仅看到周围环境在前面玻璃上的反射时）brightest_white_luminance/darkest_black_luminance。然而，当还耦合到peak_white值（即，brightest_white_luminance值）时这更有意义。LDR呈现器通常在由100 nit的peak_white限定的范围和大约100:1的动态范围内或其周围。这就是CRT显示器可能已经产生的，其中当然darkest_black_luminance非常依赖于观看环境照明，因此人们可以选取40:1以便安全可靠，并且当人们在阳光下观看显示器上的图像时2:1也能够是实用的动态范围。制约人类观看者明亮度调节的观看环境与这有关，例如典型地peak_white的20%。EBU、SMPTE等若干标准指定人们应当如何对视频信号分级使得能够以标准方式使用视频信号，例如如果在规定的观看环境下示出则它是最优的。对于分级，我们的意思是以改变的像素颜色来产生图像，所述改变的像素颜色是根据某种偏好而改变/指定的。例如，在向直接可用的显示相关编码给出呈现意图的情况下，摄像机能够自动对RAW摄像机画面分级（其只是依赖于作为线性亮度测量工具的摄像机细节），人们据此能够例如在基准条件下掌控这样的CRT显示器使得其将会向观看者示出整洁的画面。