[发明专利]编码方法和设备、重建方法和设备及非临时性存储介质

说明书

本发明人意识到使用LDR内容和HDR残差表示HDR内容并非是没有问题的。因此，本发明提出代替地使用LDR内容、LDR残差和全局照度数据表示HDR内容。也就是说，提出一种用于将高动态范围的HDR视频和LDR视频编码在一起的方法，LDR视频提供HDR视频内容的更低动态范围描绘，所述方法包括使用处理装置用于对LDR视频的一个视频以及与LDR视频的其他视频和HDR视频独立的从HDR视频提取的另一LDR视频进行编码，并且使用一个视频作为参考对另一视频进行预测编码，并且对从HDR视频进一步提取的全局照度数据进行无损编码。这具有预测更稳定并且更容易找到全局最优预测值的优点。

技术领域

本发明在对高动态范围的视频进行编码的领域中做出。具体地，本发明在对高动态范围的视频和描绘与高动态范围的视频相同内容的低动态范围视频编码在一起的领域中做出。

背景技术

视频通常表示在有限数量的比特(例如，8、10、12或更多比特)上，对应于表示亮度信号的有限范围的值。以这种方式表示的视频被称为低动态范围的视频，或简而言之，LDR视频。然而，人类视觉系统能够感知更宽范围的亮度。有限的表示通常不允许正确地重建具体地在极其黑暗或明亮的视频图像区域(即高或低亮度区域)中较小的信号变化。HDR(高动态范围)格式在于将信号表示的比特深度显著扩展到具有更多比特(例如20到64比特)的整数表示或甚至浮点表示，以便保持信号在其整个亮度范围上的高精度。

HDR图像或视频可以以各种方式捕捉。例如，数字单反相机可以使用包围技术(bracketing technique)来以不同曝光捕捉相同场景的连续图像，其中曝光是在拍摄图像的过程期间允许落在成像介质(感光底片或图像传感器)上的总的光密度。那些不同曝光的图像被表示为LDR图像。如在图1中对于不同曝光值EV示例性描绘的，曝光不足的图像捕捉明亮区域中的细节，而过度曝光的图像捕捉黑暗区域中的细节。

通过融合这些不同曝光的LDR图像，可以以浮点表示产生HDR图像/视频，所产生的HDR图像/视频包含在黑暗区域中的细节以及明亮区域中的细节的全部细节。

在指定用于LDR图像的设备中，例如机顶盒、PVR和传统设备，HDR图像/视频不能以其源格式使用。无论如何，被称为色调映射的过程允许具体地在高和低强度范围中表示图像同时确保不同信号强度部分的良好恢复。色调映射从HDR图像创建LDR图像，其中全部元素被正确地曝光。LDR图像在黑暗区域和白光区域两者中都具有更多细节。这在图2中示例性描绘。

具体地，HDR在后期制作中使用。大多数(若非全部)特效工具处理以浮点表示的HDR图像。自然场景和特效的混合也在HDR表示中实现。在后期制作过程结束时，色调映射通常应用于在摄影导演的控制下创建标准的(例如8/10/12-比特)原版(master)。

在后期制作中应用的色调映射通常是已知的色调映射。

在美国专利申请2008/0175494中描述了用于预测高动态范围图像元素的方法，所述方法包括：接收低动态范围图像数据；接收包括预测数据和HDR残差图像元素的高动态范围图像数据；从所述LDR图像数据提取LDR图像值；基于所述预测数据修改所述LDR图像值；以及结合所述修改后的LDR图像值和所述HDR残差图像元素以形成HDR图像元素。

发明内容

本发明人意识到使用LDR内容和HDR残差表示HDR内容并非是没有问题的。因此，本发明提出代替地使用LDR内容、LDR残差和全局照度数据表示HDR内容。

也就是说，提出一种用于将高动态范围的HDR视频和LDR视频编码在一起的方法和设备，LDR视频提供HDR视频内容的更低动态范围描绘。所提出的方法包括使用处理装置用于对LDR视频的一个视频以及与LDR视频的其他视频和HDR视频独立的从HDR视频提取的另一LDR视频进行编码，并且使用一个视频作为参考对另一视频进行预测编码，并且对从HDR视频进一步提取的全局照度数据进行无损编码。编码设备包括所述处理装置。