本發(fā)明涉及一種用于處理圖像數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。具體地，但不排他地，本發(fā)明涉及色差分量的編碼和色差分量的解碼。

背景技術(shù)：

諸如由數(shù)碼相機捕獲的圖像或計算機產(chǎn)生的圖像的圖像包含定義每個像素或一組像素的顏色特性的顏色信息。這種顏色信息可以表示為在顏色空間中定義顏色的顏色分量。顏色分量可以例如表示顏色的強度作為對亮度(luma)輝度和色品度顏色從中性灰度級顏色朝向藍(lán)色或紅色(YUV)偏差的度量，或作為對紅色、綠色或藍(lán)色光分量強度(RGB)的度量。YUV模型通常根據(jù)一個亮度(Y)和兩個色度(UV)分量定義顏色空間。通常，Y表示亮度分量(輝度)，以及U和V是色度(顏色)或色品度分量。

XYZ顏色空間是由CIE(國際照明委員會)開發(fā)的國際標(biāo)準(zhǔn)。該顏色模型基于三原色XYZ，并且使用X、Y和Z的正值來表示所有可見顏色。Y原色被定義為與亮度緊密匹配，而X和Z原色給出顏色信息。

相較于傳統(tǒng)低動態(tài)范圍(LDR)圖像，高動態(tài)范圍成像(也稱作HDR或HDRI)實現(xiàn)在場景的明暗區(qū)域之間的較大動態(tài)范圍的亮度。通過將信號表示擴展到較寬的動態(tài)范圍以便在整個范圍內(nèi)提供高的信號精度，來在HDR成像中實現(xiàn)該目的。在HDR圖像中，像素的顏色分量值通常使用大量比特(例如，從16個比特到64個比特)來表示，包括浮點格式(例如，針對每個分量有32比特或16比特，即，浮點或半浮點)，最常用的格式是openEXR半浮點格式(針對每個RGB分量16比特；即，針對每個像素48比特)或具有長表示的整型，通常至少為16個比特。這種范圍與人類視覺系統(tǒng)的天然靈敏度相對應(yīng)。這樣，HDR圖像更準(zhǔn)確地表示在實際場景內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大范圍的亮度和顏色，從而提供對該場景的更真實表示。

為了減少存儲顏色信息，特別是HDR顏色信息所需的內(nèi)存量，并且為了減少傳輸中的帶寬使用，存在許多將圖像數(shù)據(jù)的顏色信息壓縮成更小、更易于管理的數(shù)據(jù)大小的技術(shù)。

例如，SMPTE 2085標(biāo)準(zhǔn)定義了要用于高動態(tài)范圍XYZ信號的YDzDx色差編碼。由非線性編碼的X′、Y′和Z′值表示的顏色信息被變換為Y′、D′z和D′x色差信號。色品度信號D′z被定義為分量Z′和Y′之間的加權(quán)差，并且D′x是顏色分量X′和Y′之間的加權(quán)差。亮度信號Y′未被變換改變。SMPTE 2085標(biāo)準(zhǔn)定義了從X′Y′Z′到Y(jié)′D′ZD′X的轉(zhuǎn)換以及從Y′D′ZD′X到X′Y′Z′的轉(zhuǎn)換。

色差分量D′z和D′x的動態(tài)取決于用于內(nèi)容的顏色空間。例如，在ITU Rec709中，當(dāng)考慮ITU Rec2020時，D′x在范圍[-0.135；0.131]內(nèi)變化，而偏移范圍為[-0.496；0.147]。因此，有用的動態(tài)在ITU Rec2020中約為全范圍的65％，而在ITU Rec709中僅為27％。減少的輸入數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致在編碼器輸入處引入更多的量化噪聲。

基于上述內(nèi)容，設(shè)計出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一般形式中，本發(fā)明涉及在編碼之前對色差分量應(yīng)用增益以便擴展動態(tài)范圍。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，所述方法包括：對于圖像的至少一部分：從圖像部分的顏色分量獲得色差分量；通過應(yīng)用增益因子來按比例縮放色差分量以擴展它們的動態(tài)范圍；以及對按比例縮放的色差分量進行編碼。應(yīng)用于相應(yīng)色差分量的增益因子可取決于顏色空間的色域。

在本發(fā)明的一個實施例中，應(yīng)用于相應(yīng)色差分量的增益因子使得色差分量在-0.5至0.5的范圍內(nèi)，從其導(dǎo)出色差分量的顏色分量(X′、Y′、Z’)在范圍[0.0，1.0]內(nèi)。

在本發(fā)明的實施例中，在色差分量的量化之前應(yīng)用色差分量的按比例縮放。

在實施例中，在色差分量的量化之后應(yīng)用色差分量的按比例縮放。

在實施例中，圖像部分是具有大于8個比特的比特深度的高動態(tài)范圍圖像部分。

在一個實施例中，該方法包括發(fā)送表示所應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)。例如，表示所應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)被包括在視頻可用性信息的字段中。指示所使用的色域的數(shù)據(jù)例如可以被包括在視頻可用性信息的matrix_coeff字段中。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，所述方法包括：對于圖像的至少一部分：對接收的數(shù)據(jù)比特流進行解碼；從經(jīng)解碼的比特流獲得色差分量；通過應(yīng)用與在編碼之前應(yīng)用于色差分量的增益因子相對應(yīng)的重新按比例縮放因子來對色差分量進行重新按比例縮放；以及處理重新按比例縮放的色差分量以獲得圖像部分的對應(yīng)顏色分量。應(yīng)用于相應(yīng)色差分量的增益因子可取決于顏色空間的色域。

在實施例中，該方法包括例如在視頻可用性信息的字段中接收表示在編碼之前應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)。指示所使用的色域的數(shù)據(jù)可以例如被包括在視頻可用性信息的matrix_coeff字段中。

本發(fā)明的第三方面提供了一種用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的編碼設(shè)備，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，所述編碼器包括：處理模塊，用于從圖像部分的顏色分量中獲得色差分量；按比例縮放器，用于通過應(yīng)用增益因子來按比例縮放色差分量以擴展它們的動態(tài)范圍；以及編碼器，用于對按比例縮放的色差分量進行編碼。

編碼設(shè)備可以被配置為將增益因子應(yīng)用于相應(yīng)色差分量，增益因子取決于顏色空間的色域。

編碼設(shè)備可以被配置為將增益因子應(yīng)用于相應(yīng)的色差分量，使得色差分量在-0.5至0.5的范圍內(nèi)。

編碼設(shè)備可以被配置為在色差分量的量化之前按比例縮放色差分量。

在另一實施例中，編碼設(shè)備可以被配置為在色差分量的量化之后按比例縮放色差分量。

在實施例中，編碼設(shè)備包括用于發(fā)送表示所應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)的發(fā)射機。例如，表示所應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)被包括在視頻可用性信息的字段中。指示所使用的色域的數(shù)據(jù)例如可以被包括在視頻可用性信息的matrix_coeff字段中。

本發(fā)明的第四方面提供了一種用于對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的解碼裝置，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，所述解碼器包括：解碼器，用于對接收的比特流進行解碼；處理模塊，用于從經(jīng)解碼的比特流獲得色差分量；重新按比例縮放器，用于通過應(yīng)用與在編碼之前應(yīng)用于色差分量的增益因子相對應(yīng)的重新按比例縮放因子來對色差分量進行重新按比例縮放；以及成像器處理器，用于處理重新按比例縮放的色差分量以獲得圖像部分的對應(yīng)顏色分量。應(yīng)用于相應(yīng)色差分量的增益因子可取決于顏色空間的色域。

解碼設(shè)備可以被配置為例如在視頻可用性信息的字段中接收表示在編碼之前應(yīng)用的增益因子的數(shù)據(jù)。指示所使用的色域的數(shù)據(jù)可以例如被包括在視頻可用性信息的matrix_coeff字段中。

本發(fā)明的第五方面提供了一種數(shù)據(jù)包，包括：

經(jīng)編碼的圖像數(shù)據(jù)，其包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，所述圖像數(shù)據(jù)是按照根據(jù)本發(fā)明的第一方面的任何實施例的方法來編碼的；表示增益因子的數(shù)據(jù)，所述增益因子在編碼之前應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的色差分量以擴展動態(tài)范圍。

本發(fā)明的另一方面提供了一種電子設(shè)備，包括：

存儲器，一個或多個處理器；以及存儲在存儲器中并且被配置用于由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個模塊，所述一個或多個模塊包括用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的指令，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，包括：

從圖像部分的顏色分量獲得色差分量；

通過應(yīng)用增益因子來按比例縮放色差分量以擴展它們的動態(tài)范圍；以及

對按比例縮放的色差分量進行編碼。應(yīng)用于相應(yīng)色差分量的增益因子可取決于顏色空間的色域。

本發(fā)明的另一方面提供了一種電子設(shè)備，包括：

存儲器，一個或多個處理器；以及存儲在存儲器中并且被配置用于由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個模塊，所述一個或多個模塊包括用于對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的指令，所述圖像數(shù)據(jù)包括定義顏色空間中的圖像部分的顏色特性的顏色分量，包括：

對接收的比特流進行解碼；

從經(jīng)解碼的比特流獲得色差分量；以及

通過應(yīng)用與在編碼之前應(yīng)用于色差分量的增益因子相對應(yīng)的重新按比例縮放因子來對色差分量進行重新按比例縮放；以及

處理重新按比例縮放的色差分量以獲得圖像部分的對應(yīng)顏色分量。

根據(jù)本發(fā)明的方法的至少一部分可以是通過計算機實現(xiàn)的。從而，本發(fā)明可采取全硬件實施例、全軟件實施例(包括固件、駐留軟件、微代碼等)或組合了軟硬件方面的實施例的形式，它們都可在本文被統(tǒng)稱為″電路″、″模塊″或″系統(tǒng)″。此外，本發(fā)明可采取由在任意有形介質(zhì)中實現(xiàn)的計算機可使用程序代碼表達的實現(xiàn)于所述介質(zhì)中的計算機程序產(chǎn)品的形式。

由于本發(fā)明可實現(xiàn)為軟件，所以本發(fā)明可實現(xiàn)為計算機可讀代碼，用于預(yù)配置到任意合適載體介質(zhì)上的可編程裝置。有形載體介質(zhì)可包括存儲介質(zhì)，比如軟盤、CD-ROM、硬盤驅(qū)動器、磁帶設(shè)備或固態(tài)存儲器設(shè)備等。瞬時載體介質(zhì)可包括信號，比如電信號、電子信號、光信號、聲信號、磁信號或電磁信號(例如微波或RE信號)。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖，以僅作為示例的方式對本發(fā)明的實施例進行描述，其中：

圖1是可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的示例的框圖；

圖2是可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的圖像處理設(shè)備的示例的框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的編碼設(shè)備的框圖；

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的編碼方法的步驟的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的編碼設(shè)備的框圖；

圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的編碼方法的步驟的流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的解碼設(shè)備的框圖；

圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的解碼方法的步驟的流程圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的解碼設(shè)備的框圖；

圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的解碼方法的步驟的流程圖；

圖11是可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的接收設(shè)備的示例的框圖；以及

圖12是可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的接收設(shè)備的另一示例的框圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出了可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的示例。雖然在所示示例中考慮了流傳輸場景，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用例如諸如光盤之類的媒體存儲設(shè)備或USB密鑰來執(zhí)行兩個設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。在所示示例中，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)100包括發(fā)送設(shè)備，例如服務(wù)器110，其可操作以經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)150將數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)分組發(fā)送到接收設(shè)備，例如客戶端終端120。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)150可以是廣域網(wǎng)(WAN)或局域網(wǎng)(LAN)。這樣的網(wǎng)絡(luò)可以是例如無線網(wǎng)絡(luò)(Wifi/802.11a或b或g)、以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或由若干不同網(wǎng)絡(luò)組成的混合網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的特定實施例中，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)，其中服務(wù)器110向多個客戶端發(fā)送相同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

由服務(wù)器110提供的數(shù)據(jù)流140包括表示一個或多個靜止圖像或包括圖像序列的視頻數(shù)據(jù)的比特流。在本發(fā)明的一些實施例中，在比特流中表示的圖像數(shù)據(jù)可以由發(fā)送設(shè)備110使用相機捕獲，存儲在發(fā)送設(shè)備110上，由發(fā)送設(shè)備110從另一數(shù)據(jù)提供商接收，或者在發(fā)送設(shè)備110處產(chǎn)生。發(fā)送設(shè)備110被提供有編碼器111，用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以提供用于發(fā)送的經(jīng)壓縮的比特流，其是輸入到編碼器的圖像數(shù)據(jù)的更緊湊的表示。在本發(fā)明的一個或多個實施例中，經(jīng)編碼的圖像數(shù)據(jù)包括表示圖像的顏色信息的經(jīng)編碼的色差信號。

客戶端終端120接收所發(fā)送的比特流140，并且根據(jù)本發(fā)明的實施例通過解碼器121對比特流進行解碼，以在客戶端終端上渲染多媒體數(shù)據(jù)。客戶端終端可以是固定設(shè)備，例如電視或計算機或便攜式電子設(shè)備，包括但不限于便攜式計算機、手持式計算機、平板計算機、移動電話、媒體播放器、個人數(shù)字助理等等。

圖2是示意性地示出了被配置為實現(xiàn)本發(fā)明的至少一個實施例的圖像處理設(shè)備200的功能組件的框圖。根據(jù)本發(fā)明的實施例，處理設(shè)備可以包括用于對圖像進行編碼或解碼的編碼器或解碼器。圖像處理設(shè)備200可以是諸如微計算機、工作站或便攜式設(shè)備(諸如智能電話、平板或便攜式計算機)的設(shè)備。

圖像處理設(shè)備200包括存儲器210、一個或多個處理單元(CPU)220、用于向應(yīng)用傳送數(shù)據(jù)和從應(yīng)用傳送數(shù)據(jù)的輸入/輸出接口230。圖像處理設(shè)備200的組件通過一個或多個通信總線250進行通信。存儲器210可以包括高速隨機存取存儲器(RAM)211和只讀存儲器(ROM)212。ROM 212至少存儲程序代碼和參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的算法可以存儲在ROM 212中。當(dāng)接通時，CPU 220將程序上傳到RAM 211并執(zhí)行對應(yīng)的指令。

RAM 211在寄存器中包括由CPU 220執(zhí)行并在設(shè)備200接通之后上傳的程序、寄存器中的輸入數(shù)據(jù)、寄存器中的算法的不同狀態(tài)的中間數(shù)據(jù)以及用于執(zhí)行寄存器中的算法的其它變量。

存儲器210可以包括非易失性存儲器，諸如一個或多個磁盤存儲設(shè)備、閃存設(shè)備或其他非易失性固態(tài)存儲器設(shè)備。在一些實施例中，存儲器還可以包括遠(yuǎn)離一個或多個CPU 220設(shè)置的存儲設(shè)備。例如，存儲裝置可經(jīng)由接口和/或通信網(wǎng)絡(luò)訪問。

在一些實施例中，例如在處理設(shè)備是解碼設(shè)備的情況下，設(shè)備被提供有顯示器(例如觸敏屏幕)，用于顯示數(shù)據(jù)和/或用作與用戶的圖形界面(借助于鍵盤或任何其他用戶交互裝置)。在一些實施例中，該設(shè)備被提供有電源，例如電池1140。根據(jù)替代實施例，電源可以在設(shè)備外部。

在本實施例中，處理設(shè)備200是使用軟件來實現(xiàn)本發(fā)明的可編程裝置。然而，備選地，處理設(shè)備可以以硬件(例如，以專用集成電路或ASIC的形式)或以硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。

在圖3、5、7和9中，所示模塊對應(yīng)于功能單元，其可以與或可以不與可區(qū)分的物理單元相對應(yīng)。例如，多個這種模塊可以被關(guān)聯(lián)在獨特的組件或電路中，或與軟件功能相對應(yīng)。此外，模塊可以潛在地由分開的物理實體或軟件功能構(gòu)成。

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的編碼設(shè)備300的功能模塊的示意性框圖。圖4是展示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的編碼方法的步驟的流程圖。

到編碼設(shè)備300的輸入數(shù)據(jù)包括圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)可以表示要編碼的圖像或圖像的一部分。在具有高動態(tài)范圍的色域的顏色空間中表示圖像數(shù)據(jù)的顏色信息。顏色分量定義了相關(guān)聯(lián)的顏色空間中的圖像數(shù)據(jù)的顏色信息。在該特定實施例中，以XYZ格式提供顏色分量。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他格式的顏色分量，諸如例如RGB。在步驟S410中，OETF(光電子傳遞函數(shù))模塊310將光電傳遞函數(shù)應(yīng)用于顏色分量。OETF函數(shù)將輸入信號壓縮到有限的動態(tài)，從而在畫面的暗區(qū)中給出更多細(xì)節(jié)。從顏色分量X、Y和Z獲得的變換后的顏色分量分別表示為X′、Y′和Z′。

在步驟S420中，顏色轉(zhuǎn)換模塊320然后對從OETF模塊輸出的顏色分量信號X′、Y′和Z′執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換，以便獲得色差分量。變換后的X、Y和Z分量被轉(zhuǎn)換為Y′、D′z和D′x色差信號。色品度信號D′z被定義為顏色分量Z′和Y′之間的加權(quán)差，并且顏色不同信號D′x是顏色分量X′和Y′之間的加權(quán)差。亮度信號Y′未被變換改變。所應(yīng)用的顏色轉(zhuǎn)換的示例在數(shù)學(xué)上表達如下。色差分量D′Z、D′X表達如下：

其中輸入顏色分量X′、Y′和Z′在范圍[0.0，1.0]中，并且輸出色差分量D′z和D′x在標(biāo)稱范圍[-0.5，+0.5]中。

在步驟S430中，按比例縮放模塊330將各個增益因子gx和gz應(yīng)用于色差分量D′x和D′z，以便擴展它們的對應(yīng)動態(tài)范圍。所應(yīng)用的增益因子gx、gz取決于所使用的色域。在一些實施例中，所應(yīng)用的增益因子使得按比例縮放的色差分量gxD′x和gzD′z在范圍[-0.5；0.5]內(nèi)。

可以應(yīng)用于色域Rec709和Rec2020的增益因子的示例在表1中給出。

表1：要應(yīng)用在Dz和Dx分量上的增益因子的示例

在步驟S440中，量化模塊340對色差分量Y′和按比例縮放的色差分量gxD′x和gzD′z應(yīng)用量化以獲得量化的色差分量QgxD′x、QY′和QgzD′z。

在步驟S450中，由編碼器模塊350將量化的色差分量QgxD′x、QY′和QgzD′z編碼為表示圖像數(shù)據(jù)的比特流。

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的編碼設(shè)備500的功能模塊的示意性框圖。圖6是展示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的編碼方法的步驟的流程圖。

到編碼設(shè)備500的輸入數(shù)據(jù)包括類似于第一實施例的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)，其中以XYZ格式提供圖像數(shù)據(jù)的顏色分量。第二實施例與本發(fā)明的第一實施例的不同之處在于：在色差分量的量化之后對色差分量應(yīng)用按比例縮放。在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法的初始步驟S610中，OETF模塊510將光電傳遞函數(shù)應(yīng)用于顏色分量X、Y、Z，以獲得分別表示為X′、Y′和Z′的變換后的顏色分量。

在步驟S620中，顏色轉(zhuǎn)換模塊520然后對從OETF模塊輸出的顏色分量信號X′和Z′執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換，以便以與本發(fā)明的第一實施例中相同的方式獲得色差分量D′z和D′x。顏色分量Y′保持不變。

在步驟S630中，量化模塊530對色差分量Y′和色差分量D′x和D′z應(yīng)用量化以獲得量化的色差分量QD′x、QY′和QD′z。

在步驟S640中，按比例縮放模塊540然后將相應(yīng)的增益因子gx和gz應(yīng)用于量化的色差分量QD′x和QD′z，以便擴展它們的動態(tài)范圍。

在步驟S650中，按比例縮放的量化的色差分量gxQD′x、QY′和gzQD′z由編碼器模塊550編碼為表示圖像數(shù)據(jù)的比特流。

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的解碼設(shè)備700的功能模塊的示意性框圖。圖8是展示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的解碼方法的步驟的流程圖。

到解碼設(shè)備700的輸入數(shù)據(jù)包括根據(jù)本發(fā)明的第一實施例編碼的表示圖像數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼的比特流。

在步驟S810中，解碼模塊710對輸入比特流進行解碼以獲得量化和按比例縮放的色差分量QgxD′x、QY′和QgzD′z。

在步驟S820中，量化和按比例縮放的色差分量由解量化模塊710解量化，以獲得按比例縮放的色差分量gxD′x、Y′和gzD′z。

在步驟S830中，由顏色轉(zhuǎn)換模塊730處理解量化的色差分量，以獲得如下的顏色分量X′、Y′和Z′：

X’＝2D’_X+c₂Y’

Z’＝(2D’_Z+Y’)/c₁

其中：

其中

X′、Y′和Z′在范圍[0.0，1.0]內(nèi)，并且D′z和D′x在范圍[-0.5，0.5]內(nèi)。

然后可以根據(jù)與解碼設(shè)備相關(guān)聯(lián)的顯示設(shè)備的要求，在步驟S840中進一步處理顏色分量X′、Y′和Z′。

圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的解碼設(shè)備900的功能模塊的示意性框圖。圖10是展示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的解碼方法的步驟的流程圖。

到解碼設(shè)備900的輸入數(shù)據(jù)包括根據(jù)本發(fā)明的第二實施例編碼的表示圖像數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼的比特流。

在步驟S1010中，解碼模塊910對輸入比特流進行解碼以獲得按比例縮放和量化的色差分量gxQD′x、QY′和gz QD′z。

為了處理按比例縮放和量化的色差分量gxQD′x和gz QD′z，由編碼器gx gz應(yīng)用的增益因子的信息由解碼設(shè)備獲得。

表2示出了在表1的增益因子的情況下針對色域Rec709和Rec2020要應(yīng)用的解除按比例縮放(descaling)因子。

表2：要對Dz和Dx分量應(yīng)用的解碼按比例縮放

該信息可以由解碼器以各種方式訪問。例如，信息可以被預(yù)先存儲，或者信息可以從編碼器與圖像數(shù)據(jù)一起或者與圖像數(shù)據(jù)分開地發(fā)送到解碼器。

在本發(fā)明的一個特定實施例中，視頻可用性信息(VUI)可以用于通過三個字段(color_primaries、transfer_characteristics和matrix_coeffs)將按比例縮放信息輸送到解碼器。

color_primaries字段指示根據(jù)如ISO 11664-1中規(guī)定的x和y的CIE 1931定義的源原色的色度坐標(biāo)。該字段可以用于指示所使用的色域例如是Rec709還是Rec2020。

transfer_characteristics字段指示源畫面的光電傳送特性。它可以用于描述XYZ到要編碼的色差分量的轉(zhuǎn)換。

matrix_coeffs字段描述用在從綠色、藍(lán)色和紅色原色導(dǎo)出亮度和色品度信號中的矩陣系數(shù)。

在本發(fā)明的該實施例中，將新值添加到matrix_coeffs字段。對于matrix_coeff的這個特定值，在編碼器側(cè)根據(jù)color_primaries字段按比例縮放分量QD′x和QD′z，如表2所示。

例如，如果color_primaries＝1(指示Rec709)，則在解碼器側(cè)，分別按8和3的因子將QD′x和QD′z按比例縮小到D′x和D′Z。

在步驟S1020中，色差分量由解量化模塊910解量化，以獲得按比例縮放的色差分量D′x、Y′和D′z。

在步驟S1030中，由顏色轉(zhuǎn)換模塊930處理解量化的色差分量，以獲得如下的顏色分量X′、Y′和Z′：

X′＝2D′X+c2Y′

Z’＝(2D’Z+Y’)/c1

其中：

其中

顏色分量X′、Y′和Z′在范圍[0.0，1.0]內(nèi)，并且色差分量D′z和D′x在范圍[-0.5，0.5]內(nèi)。

然后可以根據(jù)與解碼設(shè)備相關(guān)聯(lián)的顯示設(shè)備的要求，在步驟S1050中進一步處理顏色分量X′、Y′和Z′。

本發(fā)明的實施例可以應(yīng)用于視頻流傳輸?shù)母鞣N編碼方案(例如MPEG編碼)中。

圖11示出了示例性發(fā)送系統(tǒng)1300。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在媒體編碼器1310處對輸入媒體數(shù)據(jù)(例如，包括HDR圖像數(shù)據(jù)的音頻和視頻數(shù)據(jù))進行編碼。經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)在復(fù)用器1320處被復(fù)用，并在發(fā)射機1330處被發(fā)送。發(fā)送系統(tǒng)可以在典型的TV廣播環(huán)境中使用，或者可以在提供用于流傳輸或下載的視聽數(shù)據(jù)的任何服務(wù)中使用。

圖12示出了示例性接收系統(tǒng)1400。系統(tǒng)1400的輸入數(shù)據(jù)可以是在比特流中編碼的多媒體數(shù)據(jù)，例如，系統(tǒng)1300的輸出。數(shù)據(jù)在接收機1410處接收，在解復(fù)用器1420處解復(fù)用，然后通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實施例的解碼方法在媒體解碼器1430處解碼。經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)分組可以被放置在解復(fù)用器1420的緩沖器中。渲染引擎1440渲染媒體內(nèi)容，例如以便以彩色顯示HDR圖像。

雖然本發(fā)明在上文是參照具體實施例進行描述的，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于具體實施例，處于本發(fā)明的范圍內(nèi)的修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。

例如，雖然在前述示例中已經(jīng)描述了包括預(yù)處理SMPTE顏色轉(zhuǎn)換處理的編碼或解碼處理，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于用于獲得色差分量的任何特定處理。在本發(fā)明的上下文中，可應(yīng)用于圖像的顏色信息的編碼的其他處理可以被應(yīng)用。例如，編碼處理和補充解碼處理可以基于涉及一些編碼策略優(yōu)化步驟的其他編碼/解碼方法(例如，MPEG2、MPEG4、AVC、H.263等)。

對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，通過參照上述說明性實施例(其僅為作為示例給出而不意在限制僅由所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的范圍)，將想到許多另外的修改和變形。具體地，在適當(dāng)?shù)那闆r下，來自不同實施例的不同特征可互換使用。