[发明专利]使用混合查找表方案对高动态范围视频的预处理

说明书

所公开的方法可以包括(1)接收输入数据，该输入数据将要使用非线性函数来处理，以生成输出数据，(2)将输入数据与查找表的多个索引进行比较，其中索引指定近似于非线性函数的多个分段线性部分的输入端点，并且其中查找表还包括，对于每个索引(a)对应于该索引的分段线性部分的斜率，以及(b)对应于该索引的分段线性部分的轴截距(2)基于将输入数据与多个索引进行比较，选择指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引，以及(4)使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。还公开了采用这种方法的视频处理系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月28日提交的美国临时申请第62/868,549号和2019年9月26日提交的美国非临时申请第16/584,139号的权益。美国临时申请第62/868,549号和美国非临时申请第16/584,139号的公开内容通过该引用以其整体并入。

概述

根据本公开的第一方面，提供了一种方法，包括：接收输入数据，该输入数据将要使用非线性函数来处理以生成输出数据；并将输入数据与查找表的多个索引进行比较。这些索引指定了近似于非线性函数的多个分段线性部分的输入端点。对于每个索引，查找表还包括：对应于该索引的分段线性部分的斜率；和对应于该索引的分段线性部分的轴截距。该方法还包括：基于输入数据与多个索引的比较，选择索引中的指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引；以及使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。

在一些实施例中，计算输出数据可以包括：将输入数据乘以对应于所选索引的斜率以产生乘积；以及将对应于所选索引的轴截距与该乘积相加以生成输出数据。每个索引可以指定对应于该索引的分段线性部分的输入端点的下端点。多个索引的数值之间的间隔可以是恒定的，或者至少部分基于由非线性函数描述的曲线，多个索引的数值之间的间隔可以是可变的。轴截距可以与输出数据相关联。输入数据可以包括亮度/色度格式的视频数据，非线性函数可以包括亮度/色度格式的视频数据的归一化。输入数据可以包括原色格式的视频数据，并且非线性函数可以包括电光转换函数(EOTF)，该转换函数生成指定原色格式的视频数据的光学表示的数字数据。输入数据可以包括指定原色格式的高动态范围(HDR)视频数据的光学表示的数字数据，并且非线性函数可以包括动态范围映射函数，该映射函数将HDR视频数据的光学表示的数字数据映射到原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据。动态范围映射函数还可以包括从HDR视频数据的HDR色域到SDR视频数据的SDR色域的映射。输入数据可以包括原色格式的高动态范围(HDR)视频数据，并且非线性函数可以包括以下各项的组合：电光转换函数(EOTF)，其生成指定原色格式的HDR视频数据的光学表示的数字数据；以及动态范围映射函数，其将指定HDR视频数据的光学表示的数字数据映射到原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据。输入数据可以包括原色格式的标准动态范围(SDR)视频数据的光学表示的数字数据，且非线性函数可以包括逆电光转换函数(EOTF)，该逆电光转换函数(EOTF)从原色格式的SDR视频数据的光学表示的数字数据生成原色格式的SDR视频数据。输入数据可以包括亮度/色度格式的归一化标准动态范围(SDR)视频数据，且非线性函数可以包括量化函数，该量化函数将亮度/色度格式的归一化SDR视频数据量化为亮度/色度格式的量化SDR视频数据。

根据本公开的第二方面，提供了一种分段线性函数电路，包括：包括多个索引的查找表，其中索引指定近似于非线性函数的分段线性部分的端点。对于每个索引，查找表还包括：对应于该索引的分段线性部分的斜率；和对应于该索引的分段线性部分的轴截距。该电路还包括数字比较器电路，该数字比较器电路响应于输入数据，选择索引中的指定与输入数据相关联的分段线性部分的索引；以及计算电路，该计算电路使用对应于所选索引的斜率和轴截距，计算对应于输入数据的输出数据。

在一些实施例中，输入数据可以包括定点值；并且输出数据可以包括浮点值。输入数据和输出数据可以各自包括浮点值。输入数据可以包括浮点值；并且输出数据可以包括定点值。