[发明专利]视频编解码方法和视频编解码器

说明书

本发明实施例提供一种视频编解码方法和视频编解码器，该方法包括：获取待编码的HDR图像帧，其中，HDR图像帧包括多个图像块；根据多个图像块中的每个图像块的亮度的统计值，从预设的多个光电转换函数中确定每个图像块对应的光电转换函数；根据每个图像块对应的光电转换函数，对每个图像块进行光电转换；对经光电转换后的多个图像块进行编码。本发明实施例为每个图像块设置一个对应的光电转换函数，可以提高视频编码的效果，并更好地与现有的视频编码框架相适应。

技术领域

本发明实施例涉及视频编解码领域，并且更具体地，涉及一种视频编解码方法和视频编解码器。

背景技术

在很多领域中，动态范围(Dynamic Range)用来表示某个变量最大值与最小值的比率。在数字图像领域中，动态范围表示了图像可显示的范围内的最大亮度值和最小亮度值之间的比率。自然界中的亮度的动态范围相当大，星空下的夜景亮度约为0.001cd/m²，太阳本身亮度高达1,000,000,000cd/m²，这样的动态范围达到1,000,000,000/0.001＝10¹³数量级。但是，在自然界的场景中，不会同时得到太阳的亮度和星光的亮度，因此，一般而言，自然界(或真实世界)的亮度的动态范围在10^-3到10⁶范围内。

在数字图像中，一般情况下，R、G、B各通道分别使用一个字节(8比特)来存储，也就是说，各通道的亮度表示范围是0～255，这里的0～255就是数字图像的动态范围。

由于自然界的动态范围在10^-3到10⁶内，远高于数字图像的动态范围，因此，我们可以称自然界的动态范围为高动态范围(High Dynamic Range，HDR)。相对地，普通的数字图像的动态范围为低动态范围(Low Dynamic Range，LDR)。数码相机的成像过程实际上就是自然界的高动态范围到数字图像的低动态范围的映射。这往往是一个非线性的映射过程。

高动态范围图像(HDR Image，HDRI)是一种可以表示高动态范围变化的图像。由于HDR图像需要表示人眼可见亮度范围，HDR图像的每个颜色通道需要比传统图像更多的数据位。例如，HDR图像的像素经常使用16位“half precision”或者32位浮点数表示。

在HDR图像中存储的信息一般为自然界的真实的光照信息，单位为cd/m²，但显示设备支持的最大照度有限，并不能完全反应自然界的真实的光照。既然人们需要通过显示设备来浏览图像，就需要利用光电转换函数(Optical-Electro Transfer Function，OETF)，将HDR图像中存储的光照信息转换成为显示设备可以显示的电信号。光电转换函数最初应用在传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示设备上，通过光电转换函数可以很好的将光照信息和CRT显示设备的亮度值对应起来，我们这里的光电转换函数可以是从光照信息到显示设备电信号转换函数的一个统称。因此，光电转换函数转换效果的好坏，直接决定了HDR图像在显示设备上的显示效果的好坏。

HDR视频编码一般以HDR图像帧为单位，对HDR视频流中的HDR图像帧依次进行光电转换、色彩空间转换、量化和视频编码等操作。具体而言，首先对输入的HDR图像帧进行光电转换；然后，将转换后的HDR图像帧的RGB信息转换到YCbCr空间；在YCbCr空间对图像的数据信息进行量化；最后基于量化数据进行视频编码。HDR视频解码为上述过程的逆过程，即首先对码流进行解码，得到解码数据，然后将解码数据通过反量化操作，转化为[0，1]的浮点数据；再通过色彩空间转换将YCbCr空间的数据转化到RGB色彩空间；最后通过电光转换函数(Electro-Optical Transfer Function，EOTF)将RGB色彩信息转换到16位或者32位浮点数，以表示真实世界的亮度信息。