對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法及對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法
【專利摘要】提供了對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法及對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法。一種對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以傳送到下游裝置的方法包括：接收圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)具有格式和內(nèi)容色域；確定圖像數(shù)據(jù)的一個或更多個色域特性；至少部分基于色域特性，確定用于圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義；以及對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，將由圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標映射到局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標；以及其中，具有該格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域是能夠由該格式表示的顏色的范圍；圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容色域是圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色的范圍；以及與具有該格式的圖像數(shù)據(jù)的色域相比，局部色域定義限定更少的顏色坐標值。局部色域定義的使用可有利于圖像數(shù)據(jù)壓縮或圖像數(shù)據(jù)的增加顏色深度指定。
【專利說明】對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法及對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法
[0001 ] 本申請是申請日為2011年9月6日、申請?zhí)枮椤?01180049970.5”(國際階段申請?zhí)枮镻CT/US2011/050484)、發(fā)明名稱為“使用局部色域定義的圖像處理方法和設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]對相關(guān)申請的引用
[0003]本申請要求2010年10月18日提交的美國專利臨時申請61/394,294的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及圖像處理、圖像數(shù)據(jù)壓縮、圖像顯示和圖像再現(xiàn)。本發(fā)明的實施例提供了用于對圖像數(shù)據(jù)進行處理以傳送到下游裝置并在下游裝置上進行顯示的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0005]圖像數(shù)據(jù)(包括視頻數(shù)據(jù)和靜止圖像數(shù)據(jù))可以具有多種不同格式中的任意一種。一些示例圖像數(shù)據(jù)格式為:RGB、YLU、GIF、TIFF、JPEG/JIF、PNG、BMP、roF、RAW、FITS、MPEG、MP4、諸如BEF、HDR1、JPEG XR、JPEG HDR、RGBE、ScRGB的高動態(tài)范圍(HDR)格式以及多種其它格式。圖像數(shù)據(jù)格式可以具有在各方面域中顯著不同的能力，諸如，例如，可以指定的不同顏色范圍(即，色域(gamut))、可以指定的亮度級別范圍(S卩，動態(tài)范圍)、可以指定的色域內(nèi)的離散顏色的數(shù)量、可以指定的離散亮度級別的數(shù)量等。一些圖像數(shù)據(jù)格式包括具有不同能力的多個版本。
[0006]可以在很多不同的顏色空間中指定顏色。一些示例包括RGB、HSV、CIE LUV,YCbCr,YIQ、xvYCC、HSL、XYZ、CMYK、CIE LAB、IPT等。不同的圖像數(shù)據(jù)格式可以在不同的顏色空間中指定顏色。
[0007]顯示器可包括廣泛種類的基本顯示器技術(shù)中的任意技術(shù)。顯示器技術(shù)的范圍包括從數(shù)字影院顯示到電視機，其可包括:液晶顯示(LCD)面板顯示器，其中LCD面板由不同類型的背光系統(tǒng)來從背后照亮;發(fā)光二極管(LED)顯示器;有機LED顯示器(0LED顯示器)；等離子顯示器；陰極射線管(CRT)顯示器;激光投影儀;數(shù)字微鏡裝置(DMD)顯示器；電致發(fā)光顯示器等。在這些一般技術(shù)的任意技術(shù)內(nèi)，對于發(fā)光和/或濾波元件可以有廣泛種類的不同構(gòu)造和構(gòu)成。結(jié)果，不同的顯示器可具有在各方面中顯著不同的能力，諸如，例如，可以顯示的不同顏色范圍(即，色域)、可以顯示的亮度值范圍(即，顯示的動態(tài)范圍)等。
[0008]寬色域的顯示器可能能夠再現(xiàn)傳統(tǒng)顯示器上可顯示的色域之外的顏色。然而，能由提供至顯示器的圖像數(shù)據(jù)來指定的離散顏色的范圍和數(shù)量會受到多種因素的約束，諸如，例如，圖像數(shù)據(jù)格式的能力、圖像數(shù)據(jù)帶寬、圖像數(shù)據(jù)壓縮等。
[0009]需要用于對具有不同色域的圖像數(shù)據(jù)進行處理和顯示的方法和設(shè)備。需要用于對圖像數(shù)據(jù)進行處理和顯示以便以高精度在顯示器上再現(xiàn)不同的顏色的方法和設(shè)備。特別期望如下方法和設(shè)備:其可以以高效方式將圖像數(shù)據(jù)傳遞到顯示器或其它下游裝置，并且可以在不同圖像數(shù)據(jù)格式、可用圖像數(shù)據(jù)帶寬和圖像數(shù)據(jù)壓縮的約束內(nèi)進行操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]以下描述了并在附圖中示出了本發(fā)明的多個方面和本發(fā)明的示例實施例。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以傳送到下游裝置的方法，所述方法包括:接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)具有格式和內(nèi)容色域;確定所述圖像數(shù)據(jù)的一個或更多個色域特性;至少部分基于所述色域特性，確定用于所述圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義；以及對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標映射到所述局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標；以及其中，具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域是能夠由該格式表示的顏色的范圍;所述圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容色域是所述圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色的范圍；以及與具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域相比，所述局部色域定義限定更少的顏色坐標值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種對圖像數(shù)據(jù)進行解碼以在顯示器上進行再現(xiàn)的方法，所述圖像數(shù)據(jù)具有格式，所述方法包括:從所述圖像數(shù)據(jù)提取元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)表示局部色域定義;對所述圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮；以及對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，所述色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值；以及其中，具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域是能夠由該格式表示的顏色坐標值的范圍，所述局部色域定義包括所述圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色坐標值的范圍，以及與具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域相比，所述局部色域定義限定更少的顏色坐標值。
【附圖說明】
[0013]附圖示出了本發(fā)明的非限制性實施例。
[0014]圖1A和圖1B是CIE u’V’顏色空間中的色域圖。
[0015]圖2A和圖2C是根據(jù)示例實施例的對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法的流程圖。
[0016]圖2B和圖2D是根據(jù)示例實施例的對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法的流程圖。
[0017]圖3A、圖3B和圖3C是可在圖2A的方法中使用的、根據(jù)示例實施例的選擇局部色域定義的方法的流程圖。
[0018]圖4示出了被劃分成子幀塊的圖像數(shù)據(jù)的幀的區(qū)域。
[0019]圖5示出了用于圖像數(shù)據(jù)的幀的區(qū)域的預(yù)定義色域定義。
[0020]圖6A和圖6B是分別不出根據(jù)不例實施例的編碼設(shè)備和解碼設(shè)備的框圖。
【具體實施方式】
[0021]在以下描述中，闡述了具體細節(jié)以便為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供更透徹的理解。然而，可能沒有詳細示出或描述公知的要素以避免不必要地模糊本公開。因此，描述和附圖應(yīng)被視為說明性意義而非限制性意義。
[0022]可以在三維或三分量顏色空間中表示顏色。內(nèi)容色域可以被定義為圖像數(shù)據(jù)中的局部像素組所占據(jù)的顏色空間的范圍。圖像數(shù)據(jù)格式的色域可以被定義為可由圖像數(shù)據(jù)格式指定的顏色空間的范圍。例如，在每個分量使用四位的三分量顏色空間中指定顏色的圖像數(shù)據(jù)格式允許在圖像數(shù)據(jù)格式的色域內(nèi)指定高達(24)3或4096個顏色或分量組合。除非考慮大樣本圖像數(shù)據(jù)(例如，長幀序列)，否則圖像數(shù)據(jù)中的局部像素組不可能需要可由圖像數(shù)據(jù)格式指定的所有可能顏色。此外，可以理解，某些顏色分量組合趨向于比其它顏色分量組合更頻繁地出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)中。
[0023]本文中描述的方法和設(shè)備的特定實施例可應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的一個或多個幀或者幀的區(qū)域沒有使用可由圖像數(shù)據(jù)格式指定的全色域的情況。在這樣的情況下，可使用局部色域定義來對圖像數(shù)據(jù)進行編碼。如以下所說明的，局部色域定義的使用可有利于圖像數(shù)據(jù)壓縮、圖像數(shù)據(jù)的增加顏色深度指定以及視頻遞送管線(video delivery pipeline)的下游裝置對圖像數(shù)據(jù)的處理。
[0024]圖1A和圖1B例如示出了如下情況:以內(nèi)容色域邊界22為界的內(nèi)容色域(圖像數(shù)據(jù)中的局部像素組占據(jù)的顏色范圍)的區(qū)域占據(jù)了圖像數(shù)據(jù)的各個圖像數(shù)據(jù)格式的整個色域的區(qū)域的一部分。在圖1A中，可以假設(shè)圖像數(shù)據(jù)為具有以色域邊界20為界的色域的Rec.709格式。在圖1B中，可以假設(shè)圖像數(shù)據(jù)為具有以色域邊界26為界的色域的寬色域格式(S卩，具有比Rec.709格式更寬的色域)。對于這些情況中的每種情況，可以使用可至少部分基于內(nèi)容色域邊界22而確定的局部色域定義來對圖像數(shù)據(jù)進行編碼。為了參考目的，在圖1A和圖1B上還繪出了譜軌跡30(表示純譜或單色顏色的點的軌跡)和CIE標準發(fā)光體D65(表示平均日光的白點)。應(yīng)理解，為了易于圖示，圖1A和圖1B在二維空間中示出了色域邊界。如上所指出的，可以在三維或三分量顏色空間中表示顏色。在三維顏色空間中指定的顏色信息可被變換到如下顏色空間:在該顏色空間中，沿著兩條軸(諸如圖1A和圖1B所示)指定色度信息并且沿著第三條軸(圖1A和圖1B中未示出)指定亮度信息。
[0025]在圖1A所示的情況下，可定義具有與內(nèi)容色域邊界22—致的局部色域邊界24的局部色域。在其它實施例中，局部色域邊界24可包圍或包括內(nèi)容色域邊界22和/或接近內(nèi)容色域邊界22。局部色域所占據(jù)的顏色空間的原點可被定義在局部色域內(nèi)的某個點。在對圖像數(shù)據(jù)進行編碼期間，在圖像數(shù)據(jù)中指定的顏色坐標可被映射到局部色域中的相應(yīng)顏色坐標。由于局部色域包括圖像數(shù)據(jù)格式的色域的區(qū)域的一部分，因此可使用減少數(shù)量的位來表示局部色域內(nèi)的顏色坐標。因此，在這樣的情況下可采用局部色域定義來減少用于表示圖像的數(shù)據(jù)量。
[0026]針對無線或有線數(shù)據(jù)傳送的帶寬限制可能限制可傳送到顯示器的圖像數(shù)據(jù)量。因此，可能期望應(yīng)用諸如以上參照圖1A描述的局部色域定義，以在保留圖像的原始顏色深度的同時減少表示圖像中的顏色所需的數(shù)據(jù)量。
[0027]在其它實施例中，可采用局部色域定義來減小在圖像數(shù)據(jù)格式的色域的分區(qū)內(nèi)可指定的顏色之間的步階的大小(即，減少顏色之間的量化級)，從而增加可指定顏色的精度。在圖像中一次可以表示的特定色域內(nèi)的顏色的數(shù)量或顏色深度受到用于表示每個像素的顏色的位數(shù)(即，“位深”)所限制。例如，假設(shè)要編碼的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容色域以圖1A的內(nèi)容色域邊界22為界，并且正使用16位深度顏色方案(使用5位來表示32級紅色、使用6位來表示64級綠色并且使用5位來表示32位藍色，總共為32 X 64 X 32或65，536個不同的顏色)來表示所示出的以色域邊界20為界的Rec.709格式內(nèi)的所有可用顏色。在一些圖像幀或幀區(qū)域中，可能不使用可由這種顏色方案指定的所有65，536級顏色；因此，為了減少顏色之間的量化級，可應(yīng)用新的局部色域定義，在該新的局部色域定義中，所有65，536級顏色被重新定義為該局部色域內(nèi)的顏色。局部色域定義的使用可以以局部色域之外的顏色深度為代價來增加局部色域內(nèi)的顏色深度(從而減少顏色之間的量化級)。例如，如果在Rec.709格式內(nèi)將局部色域定義為具有與內(nèi)容色域邊界22—致的局部色域邊界24，則可定義新的16位深度顏色方案來表示局部色域內(nèi)的所有可用顏色，從而將局部色域內(nèi)可指定的顏色數(shù)量增加到65，536(SP，32X64X32)0
[0028]在顯示器能夠以比可由圖像數(shù)據(jù)格式指定的顏色深度更大的顏色深度來再現(xiàn)顏色和/或期望對顏色之間的量化級的更精細控制的某些情況下，可能期望使用局部色域定義來增加顏色深度。例如，如圖1B所示，如果在不同的圖像數(shù)據(jù)格式之間位深是恒定的，則寬色域格式(具有以色域邊界26為界的色域)中的圖像數(shù)據(jù)的顏色指定精度將比諸如Rec.709格式的較窄色域格式(具有以色域邊界20為界的色域)中的圖像數(shù)據(jù)的顏色指定精度低。較寬色域中的顏色的量化級之間的差必然較大，以允許在增加的色域區(qū)域中指定顏色。為了增加可以指定顏色的精度，可以以較高位深來提供圖像數(shù)據(jù)，但是在多數(shù)情況下這可能是不實際的。
[0029]在圖1B的示例中，圖像數(shù)據(jù)為寬色域格式，并且內(nèi)容色域(由色域邊界22定義)的一些顏色在Rec.709色域之外。圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容色域占據(jù)所示出的以色域邊界26為界的寬色域格式的色域的區(qū)域的一部分。為了增加可以表示圖像數(shù)據(jù)中的顏色的精度，可為圖像數(shù)據(jù)定義具有與內(nèi)容色域邊界22—致的或包括內(nèi)容色域邊界22的局域色域邊界24的局部色域。新的顏色方案可被定義為表示該局部色域內(nèi)的顏色。在圖像數(shù)據(jù)中指定的顏色坐標可被映射到局部色域中的相應(yīng)顏色坐標。
[0030]用于示出如何可通過使用局部色域定義來增加顏色深度的示例如下:假設(shè)由顏色分量碼字的N個組合來描述圖像數(shù)據(jù)格式的全色域，并且與圖像數(shù)據(jù)格式的全色域相比局部內(nèi)容色域較小(例如，局部內(nèi)容色域需要N個可能組合的子集)。可以確定局部內(nèi)容色域邊界，并且可以重新分配N個碼字以占據(jù)直到局部內(nèi)容色域邊界的顏色空間。因此，可以使用N個碼字以比先前高的顏色分辨率(顏色深度)來指定圖像數(shù)據(jù)格式的全色域的較小分區(qū)中的顏色。
[0031]用于局部色域定義的新顏色方案可具有與圖像數(shù)據(jù)格式相同的位深。在其它情況下，用于局部色域定義的新顏色方案可具有比圖像數(shù)據(jù)格式減小的位深，同時仍允許以期望的顏色深度來指定局部色域內(nèi)的顏色。
[0032]在一些實施例中，可在圖像數(shù)據(jù)的后期制作處理期間由專業(yè)的顏色分級機(colorgrader)來選擇和使用對于局部色域定義的新顏色方案，以便以比圖像數(shù)據(jù)格式的現(xiàn)有顏色方案可允許的精度更大的精度來指定顏色。在其它實施例中，可由下游裝置來確定或檢索對于局部色域定義的新顏色方案，并且該新顏色方案被用來增強已應(yīng)用了色域壓縮(例如，將寬色域圖像數(shù)據(jù)壓縮到更常用色域(例如，Rec.709色域)的約束的處理)的處理后圖像數(shù)據(jù)的顏色指定。
[0033]在使用局部色域定義對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的情況下，可將關(guān)于局部色域定義的信息傳輸?shù)较掠窝b置，以使得下游裝置能夠?qū)D像數(shù)據(jù)進行解碼。這樣的信息可被編碼為圖像數(shù)據(jù)中的元數(shù)據(jù)，或者可作為圖像數(shù)據(jù)的幀前面(諸如，在電影、廣播、場景等的開端處)的元數(shù)據(jù)來傳輸。下游裝置(例如，機頂盒或顯示處理器)可通過下述方式來對圖像數(shù)據(jù)進行解碼以進行顯示:從圖像數(shù)據(jù)提取局部色域信息，并且應(yīng)用這樣的信息來將使用局部色域定義所定義的顏色坐標值轉(zhuǎn)換為用于在顯示器上進行再現(xiàn)的顏色坐標值。重新映射后的顏色坐標值可具有與普通顏色坐標值相同的格式和定義，以使得圖像數(shù)據(jù)的傳送、顯示等不受影響。
[0034]在顯示之前，下游裝置可選地對解碼圖像數(shù)據(jù)進行濾波，以減少在解碼之后可能出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)中的視覺假象(visual artifact)。視覺假象可能是由于在幀或幀區(qū)域之間應(yīng)用不同的局部色域定義來對圖像數(shù)據(jù)進行編碼而導致的。
[0035]在特定實施例中，可在視頻遞送管線中的不同級使用局部色域信息，以有利于對顏色信息的指定和取決于局部顏色特性的操作。典型的視頻遞送管線包括各種級，諸如，例如，內(nèi)容捕獲、后期制作編輯、編碼、傳送、解碼和顯示。由上游裝置在管線中較早生成的局部色域信息可在管線向下傳遞(例如，利用元數(shù)據(jù))，以在對視頻數(shù)據(jù)進行處理時對一個或多個下游裝置進行引導。下游裝置可使用局部顏色特性來例如:增強圖像中的細節(jié)、掩蓋或抑制噪聲或假象、執(zhí)行局部色調(diào)映射和/或確定雙調(diào)制顯示器中的有色背光所需要的局部色域?？赏ㄟ^使用已由上游裝置預(yù)先計算的且提供給下游裝置的局部色域信息來降低這樣的操作的總計算成本。
[0036]圖2A示出了根據(jù)一個實施例的使用局部色域定義對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的方法100。方法100以接收內(nèi)容圖像數(shù)據(jù)102來開始，該內(nèi)容圖像數(shù)據(jù)102可包括圖像數(shù)據(jù)的一個或多個幀或者幀的區(qū)域。圖像數(shù)據(jù)102可包括例如視頻數(shù)據(jù)。在塊104處對圖像數(shù)據(jù)102的內(nèi)容色域進行表征。塊104的色域表征可包括例如確定以下中的一個或多個:
[0037]?包括內(nèi)容色域的所有點或內(nèi)容色域的一部分的邊界；
[0038]?包括內(nèi)容色域的所有點或內(nèi)容色域的一部分的邊界內(nèi)的區(qū)域；
[0039]?關(guān)于針對局部像素組指定的顏色坐標或顏色信息的統(tǒng)計信息，諸如
[0040]平均值、標準偏差、方差、最大值和最小值等。
[0041 ]以下還參照圖3A至圖3C來討論色域表征方法。
[0042]在塊107處，對在塊104處確定的色域表征進行評估，以確定條件是否適合于對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域變換。如果在塊107處確定條件是適合的，則在塊108處確定或檢索對于圖像數(shù)據(jù)102的局部色域。局部色域可選自預(yù)定局部色域定義的集合或者可基于塊104處的色域表征來針對圖像數(shù)據(jù)102而生成。以下參照圖3A至圖3C來討論確定局部色域定義的方法?？蔀閳D像的塊或其它區(qū)域指定局部色域定義。在一些實施例中，可將幀劃分成多個子幀塊，這些子幀塊中的一個或多個可與局部色域定義相關(guān)聯(lián)。在其它實施例中，可關(guān)于圖像的色域特性來定義與局部色域相關(guān)聯(lián)的區(qū)域(例如，可為幀內(nèi)具有類似色調(diào)的對象或區(qū)域指定局部色域)。
[0043]塊108的局部色域可由與內(nèi)容色域一致的或包圍內(nèi)容色域的色域邊界來限定。色域邊界可以以多種方式中的任意方式來表示，諸如，例如:
[0044]作為現(xiàn)有色域(例如，Rec.709色域)中的點的子集的點集合;以及多項式表示。
[0045]在圖1A和圖1B中繪出了與由內(nèi)容色域邊界22限定的內(nèi)容色域?qū)?yīng)的局部色域邊界24的示例。局部色域可在與圖像數(shù)據(jù)格式的色域相同或不同的顏色空間中。定義局部色域的顏色空間的原點可位于局部色域內(nèi)的某個點處，但是這不是必須的，并且原點可被定義在某個其它位置。在某些實施例中，原點可位于圖像數(shù)據(jù)的顏色坐標值的平均值處。
[0046]在塊110處，對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域變換，以將由圖像數(shù)據(jù)102指定的顏色坐標映射到局部色域中的相應(yīng)顏色坐標。在一些實施例中，可定義新的顏色方案來表示局部色域中的顏色坐標。新顏色方案可具有與圖像數(shù)據(jù)格式相同或不同的位深;位深確定在局部色域中可指定顏色的精度。例如，在內(nèi)容色域占據(jù)傳統(tǒng)或非寬色域格式的色域的區(qū)域的一部分的情況(例如，圖1A所示的情況)下，則可能對于圖像數(shù)據(jù)不需要使用全位深，并且可使用減小的位深來表示局部色域內(nèi)的顏色坐標。另一方面，在內(nèi)容色域占據(jù)寬色域格式的色域的區(qū)域的一部分并且內(nèi)容色域的至少一部分在傳統(tǒng)或非寬色域格式的色域之外的情況(例如，圖1B所示的情況)下，則可使用圖像數(shù)據(jù)格式的全位深來表示局部色域內(nèi)的所有可用顏色以達到期望精度水平。
[0047]塊110處的局部色域變換可利用例如以下來執(zhí)行:
[0048]?查找表(LUT);
[0049]籲函數(shù)，其接受輸入值并將這些輸入值轉(zhuǎn)換為局部色域中的相應(yīng)輸出值；
[0050]籲等等。
[0051]在某些實施例中，為了表征色域、評估色域特性、確定局部色域變換、和/或應(yīng)用局部色域變換(即，方法100A的塊104、107、108和/或110)的目的，可將顏色信息從其原始顏色空間變換到另一顏色空間中。新的顏色空間可能對于視覺和感知分析更方便。到新顏色空間的變換可有利于圖像數(shù)據(jù)處理以及圖像數(shù)據(jù)的更高效表示。到新顏色空間的變換可以是非線性的。
[0052]可將在原始顏色空間中評估的、關(guān)于圖像數(shù)據(jù)顏色信號的統(tǒng)計信息轉(zhuǎn)換為新顏色空間中的不同統(tǒng)計值。在表征色域時，對于原始和/或新顏色空間中的局部像素組，可以考慮諸如平均值、最大值、最小值、標準偏差、方差等的統(tǒng)計度量。還可以考慮諸如距平均值的距離的一些界限描述。
[0053]根據(jù)一些實施例，可在塊110處應(yīng)用一種或多種變換，以減小變換后的顏色信號信息的范圍，同時保留顯著的顏色特性。在一些實施例中，通過對各種統(tǒng)計度量的非線性變換進行測試，可以選擇并應(yīng)用最優(yōu)變換，以壓縮顏色信號信息，同時使顯著顏色特性的失真最小化或減小該失真。根據(jù)特定實施例，應(yīng)用非線性變換，隨后應(yīng)用一般的最優(yōu)線性變換(例如，奇異值分解或主成分分析)以進一步壓縮顏色信號信息。
[0054]在塊112處，對圖像數(shù)據(jù)102進行壓縮?？墒褂眠m合于圖像數(shù)據(jù)格式的一種或多種技術(shù)來執(zhí)行壓縮，諸如，例如:
[0055]籲如可用于例如JPEG圖像數(shù)據(jù)和MPEG視頻數(shù)據(jù)的、諸如利用離散余弦變換(DCT)的變換編碼；
[0056]?如可用于例如MPEG視頻數(shù)據(jù)的預(yù)測編碼；
[0057]?如可用于例如GIF和TIFF圖像數(shù)據(jù)的無損壓縮(例如，藍波-立夫-衛(wèi)曲壓縮(Lempe1-Ziv-ffeIch compress1n))；
[0058]?基于小波的壓縮；
[0059]?上述一種或多種技術(shù)的組合；
[0060]籲等等。
[0061]在一些實施例中，使用標準圖像編碼技術(shù)(例如，DCT、頻率相關(guān)或頻率無關(guān)量化、頻率掃描排序、固定或可變運行長度編碼等)對殘差圖像數(shù)據(jù)(B卩，在輸入或先前幀圖像數(shù)據(jù)與應(yīng)用預(yù)測技術(shù)之后的預(yù)測輸出或隨后幀圖像數(shù)據(jù)之間的差)進行編碼。使用幀間或幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)來執(zhí)行預(yù)測?？蓪瑒澐譃榫植孔訋瑝K。通過使用先前編碼的圖像數(shù)據(jù)來預(yù)測每個連續(xù)塊。殘差圖像數(shù)據(jù)由于基于塊的預(yù)測技術(shù)而攜帶有輸入圖像的一些統(tǒng)計信息和一些新的局部統(tǒng)計信息。如本文中所述的局部色域表示技術(shù)可以應(yīng)用于殘差圖像數(shù)據(jù)。
[0062]為了輔助下游裝置對圖像數(shù)據(jù)進行處理和解碼，在塊114處，可將元數(shù)據(jù)116嵌入在圖像數(shù)據(jù)中，或者可連同圖像數(shù)據(jù)一起傳送元數(shù)據(jù)116。元數(shù)據(jù)116可提供關(guān)于特定幀或者幀的區(qū)域的局部色域定義的信息。元數(shù)據(jù)116可包括，例如:下游裝置可用的局部色域定義庫40(圖5)的索引；用于標識幀的應(yīng)用了局部色域定義(如例如索引所指定的)的區(qū)域的坐標42(圖5);關(guān)于映射函數(shù)的或者可以從其得到查找表的信息(S卩，用于將使用局部色域定義所定義的顏色坐標映射回到圖像數(shù)據(jù)中的顏色坐標以在顯示器上進行再現(xiàn))，等等。然后，輸出包括元數(shù)據(jù)116的處理后且壓縮后的圖像數(shù)據(jù)118，以傳送到下游裝置。
[0063]可能不是在每種情況下都應(yīng)用局部色域定義。例如，在方法100中，對于圖像數(shù)據(jù)的某些幀或幀的區(qū)域，如果通過塊107對色域特性的評估而確定條件不適合于對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域變換，則可不應(yīng)用局部色域定義。在這樣的情況下，方法100可繞過局部色域確定和變換，并且繼續(xù)到在塊112處對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。在一些實施例中，可將表示沒有對這樣的圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域定義的元數(shù)據(jù)116傳輸?shù)较掠窝b置。
[0064]如例如圖2B的方法120所示，隨后可由顯示器或其它下游裝置對已根據(jù)圖2A的方法100編碼的圖像數(shù)據(jù)118進行解碼，以將該數(shù)據(jù)準備用于輸出到顯示器。方法120以接收處理后的圖像數(shù)據(jù)118來開始。方法120通過從圖像數(shù)據(jù)118提取元數(shù)據(jù)116而繼續(xù)到塊122。在塊124處，對圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮。在塊126處，通過對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆局部色域變換來對解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)的顏色信息進行解碼。塊126的逆變換可至少部分基于元數(shù)據(jù)116，元數(shù)據(jù)116引導從可應(yīng)用的局部色域定義的顏色坐標值到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值的映射，以在顯示器上進行再現(xiàn)。例如，實現(xiàn)方法120的下游裝置可使得局部色域定義庫40(參見圖5)對其可用。元數(shù)據(jù)116可包括用于對局部色域定義庫40進行索引的局部色域標志和用于標識幀的應(yīng)用了特定局部色域定義的區(qū)域的坐標(參見圖5)。在一些實施例中，可使用元數(shù)據(jù)116來配置局部色域定義庫40。
[0065]在其它實施例中，塊126的變換可從可應(yīng)用的局部色域定義的顏色坐標值映射到不同的顏色空間(例如，RGB顏色空間)內(nèi)的顏色坐標值，以在顯示器上進行再現(xiàn)。
[0066]在方法120的塊128處，可選地對解碼圖像數(shù)據(jù)進行濾波，以減少解碼之后可能出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)中的視覺假象。所得到的濾波后解碼圖像數(shù)據(jù)作為輸出圖像數(shù)據(jù)130被輸出到顯示器。
[0067]傳輸元數(shù)據(jù)116需要用于允許下游裝置對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的一些開銷。盡管開銷增加，但是在內(nèi)容色域的區(qū)域是圖像數(shù)據(jù)格式的色域的區(qū)域的一部分的情況下，可通過使用局部色域定義對圖像數(shù)據(jù)進行編碼而在適當?shù)沫h(huán)境中實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的更大壓縮(諸如在圖1A所示的情況下)。
[0068]圖3A、圖3B和圖3C分別示出了根據(jù)示例實施例的、可作為方法100(圖2A)的塊104、107和108的具體示例實現(xiàn)而應(yīng)用的方法200、240和280。在方法200、240和280中的每種方法中，在塊202處接收內(nèi)容圖像數(shù)據(jù)102的幀并且將該幀劃分為子幀塊，每個子幀塊均包括與表示顏色信息的值相關(guān)聯(lián)的NXN個像素。圖4例如示出了被劃分成四個子幀塊32的幀31的區(qū)域。幀實際上可以具有多于所示出的四個子幀塊。在圖4的所示出的示例中，每個子幀塊32具有8X8個像素。如果在CIE LUV顏色空間中表示圖像數(shù)據(jù)，則子幀塊的64個像素中的每個可與L’、u’、v’值相關(guān)聯(lián)。對于在其它顏色空間中表示的圖像數(shù)據(jù)，每個像素可與其它顏色值相關(guān)聯(lián)。
[0069]在方法200、240和280中的每個方法中，在塊204處確定每個子幀塊32的色域特性?；谶@樣的色域特性，可在塊206處評估一個或多個條件。如果滿足某些條件，則在塊208處檢索局部色域定義。
[0070]對于方法200、240和280中的每個方法，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)確定的色域特性可包括表示每個子幀塊的平均顏色的值(如在塊204A處確定的)。在一些實施例中，這樣的值可以是例如DCT系數(shù)矩陣的DC系數(shù)(即，DC值)(參見圖4) AC系數(shù)33的確定可包括對子幀塊32中的像素值應(yīng)用離散余弦變換(DCT)。圖像數(shù)據(jù)的色域特性還可包括每個子幀塊的最小顏色值和最大顏色值(如在塊204B處所確定的)。當在CIE LUV顏色空間中表示圖像數(shù)據(jù)的情況下，可對于L’、u’、v’分量中的每個分量來分開地計算每個子幀塊32的平均值(例如，DC系數(shù)33)以及最小值和最大值。在特定其它實施例中，可利用來自上游裝置(諸如例如顏色分級工具)的傳輸或者圖像數(shù)據(jù)中的元數(shù)據(jù)而將塊204處的色域特性提供到編碼器。
[0071]方法200、240和280在塊206處所評估的條件和在塊208處選擇或生成的局部色域定義方面不同。圖3A的方法200評估條件是否適合于使用局部色域定義以有利于數(shù)據(jù)壓縮。圖3B的方法240評估條件是否適合于使用局部色域定義以增加顏色深度。圖3C的方法280包括方法200和240的方面，并且評估條件是否適合于使用局部色域定義以有利于數(shù)據(jù)壓縮或增加顏色深度。
[0072]如上所述，圖3A的方法200以在塊202處將幀劃分為子幀塊32以及在塊204處確定色域特性來開始。在塊204處確定色域特性之后，方法200通過針對每個子幀塊32來評估(I)平均值與最小值之間的差的絕對值以及(2)平均值與最大值之間的差的絕對值是否分別小于預(yù)定閾值(即，“閾值I”)而繼續(xù)到塊206B。如果這些差不小于閾值，則方法200可通過在塊209處返回條件不適于使用局部色域定義的指示而繼續(xù)。例如，內(nèi)容色域可能覆蓋這樣大的區(qū)域:其使得在考慮了將關(guān)于局部色域定義的使用的信息傳輸?shù)较掠窝b置時的開銷之后，局部色域定義的使用不會減少圖像數(shù)據(jù)超過微小量。
[0073]在替選實施例中，可在方法200的塊206B處評估一個或多個其它條件，以確定是否適合于使用局部色域定義，以用于數(shù)據(jù)壓縮目的。這些其它條件可包括，例如:
[0074]?評估作為圖像數(shù)據(jù)格式的色域的面積的百分比的內(nèi)容色域的面積；
[0075]?評估作為圖像數(shù)據(jù)格式的色域的體積的百分比的內(nèi)容色域的體積(S卩，考慮三維顏色空間中的色域)；
[0076]?評估平均值與圖像數(shù)據(jù)格式的色域的邊界之間的距離；
[0077]?評估相鄰子幀塊的顏色特性；
[0078]?評估應(yīng)用局部色域變換的成本和益處(例如，成本可包括視覺假象)；
[0079]?評估應(yīng)用全局色域變換的成本和益處；
[0080]籲等等。
[0081 ]如果在方法200的塊206B處評估的、平均值與最小值/最大值之間的差小于閾值，則方法200通過在塊208D處檢索對于圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義而繼續(xù)。局部色域定義可:選自預(yù)定局部色域定義的集合，從存儲器檢索，從視頻信號提取，和/或基于在塊204處確定的平均值和/或最小和最大值(或其它色域特性)來生成。局部色域定義可具有與內(nèi)容色域一致的或包圍內(nèi)容色域的邊界。
[0082]圖3B的方法240確定可以用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以增加其顏色深度的局部色域定義。可在例如圖像數(shù)據(jù)格式具有寬色域(比諸如Rec.709格式的傳統(tǒng)色域?qū)挼纳?的情況下應(yīng)用方法240，因為在這樣的情況下，可能期望增加在圖像數(shù)據(jù)中可指定顏色的精度。如以上參照圖1B所說明的，使用局部色域定義對圖像數(shù)據(jù)進行編碼可允許在圖像數(shù)據(jù)格式的色域的一個區(qū)域內(nèi)指定更大數(shù)量的顏色，而不需增加圖像數(shù)據(jù)的位深。
[0083]如圖3B所示，在塊204處確定色域特性之后，方法240通過確定內(nèi)容色域的邊界上的點是否足夠靠近圖像數(shù)據(jù)格式的色域的邊界而繼續(xù)到塊206A。如果邊界不充分靠近，則方法240可通過在塊209處返回條件不適合于使用局部色域定義的指示而繼續(xù)(例如，由于內(nèi)容色域沒有逼近寬色域格式的色域的邊界，因此不需要定義特殊的局部色域;然而，在一些實施例中，可使用另一色域定義來對圖像數(shù)據(jù)進行編碼，諸如，傳統(tǒng)或非寬色域格式的色域定義)。
[0084]如果內(nèi)容色域的邊界足夠靠近圖像數(shù)據(jù)格式的色域的邊界，則方法240通過評估
(I)平均值與最小值之間的差的絕對值以及(2)平均值與最大值之間的差的絕對值是否分別小于預(yù)定閾值(即，“閾值2”)而繼續(xù)到塊206C。如果這些差不小于閾值，則方法240可通過在塊209處返回條件不適合于使用局部色域定義的指示而繼續(xù)。例如，內(nèi)容色域可能覆蓋這樣大的區(qū)域:其使得局部色域定義的使用不會增加顏色深度超過顯著程度。
[0085]如果在方法240的塊206C處評估的平均值與最小值/最大值之間的差小于閾值，則方法240通過在塊208A處檢索對于圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義而繼續(xù)。局部色域定義可選自預(yù)定局部色域定義的集合，或者可基于在塊204處確定的平均值和/或最小和最大值(或其它色域特性)而生成局部色域定義。局部色域定義可具有與內(nèi)容色域一致的或者包圍內(nèi)容色域的邊界?？蔀榫植可蚨x新的顏色方案以增加顏色深度。
[0086]在其它實施例中，可以定義局部色域定義而與內(nèi)容色域邊界與圖像數(shù)據(jù)格式的色域邊界的靠近程度無關(guān)。然而，某些操作(諸如基于局部色域信息的變換)可基于局部內(nèi)容色域邊界與圖像數(shù)據(jù)格式的色域邊界的相對關(guān)系和/或與相鄰子幀塊的局部內(nèi)容色域邊界的相對關(guān)系。
[0087]圖3C的方法280包括方法200和240的方面以檢索局部色域定義，從而有利于數(shù)據(jù)壓縮或增加顏色深度。在方法280中，與方法200和240的步驟類似的步驟標有相同的附圖標記。如在圖3C中可見，在塊204處確定色域特性之后，方法280通過針對每個子幀塊32評估如上參照圖3A的塊206B以及圖3B的塊206A、206C所述的條件而繼續(xù)到塊206(其包括塊206A、206B、206C)。基于這樣的評估的結(jié)果，方法280繼續(xù)到如圖3C所示的以下步驟之一:
[0088]?在塊209處返回條件不適合于使用局部色域定義的指示；
[0089]?在塊208A處檢索局部色域定義以增加顏色深度；以及
[0090]?在塊208D處檢索局部色域定義以有利于數(shù)據(jù)壓縮。
[0091]在方法200、240和280的一些實施例中，如果條件不適合于使用局部色域定義，則方法240可簡單地在塊209處什么都不做(使得圖像處理繼續(xù)接下來的步驟而不選擇和應(yīng)用局部色域定義)，而不是在塊209處返回指示。
[0092]應(yīng)理解，可對圖像數(shù)據(jù)的每個子幀塊(或其它部分)執(zhí)行確定和評估色域特性以及選擇局部色域定義的步驟(如以上對于方法200、240和280所描述的)?？蓪τ趫D像數(shù)據(jù)的連續(xù)幀重復(fù)這些方法。
[0093]圖2C示出了根據(jù)另一實施例的使用局部色域定義對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的示例方法100A。圖2C的方法100A在一些方面與圖2A的方法100類似，并且除了對于方法100A的步驟的附圖標記附有字母“A”之外，將類似的附圖標記用于表示類似的步驟?？蓪D像數(shù)據(jù)102的每幀(或幀的區(qū)域)執(zhí)行方法10A。
[0094]方法10A以接收圖像數(shù)據(jù)102的幀或幀的區(qū)域來開始。在塊104A處表征圖像數(shù)據(jù)102的內(nèi)容色域。在塊107A處，對在塊104A處確定的色域表征進行評估，以確定條件是否適合于對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域變換。在塊104A和107A處執(zhí)行的步驟可與在方法100的塊104和107處執(zhí)行的步驟類似。
[0095]如果在塊107A處確定條件適合，貝Ij方法10A可通過以下方式繼續(xù):確定圖像數(shù)據(jù)的平均顏色坐標值，并且基于這樣的平均顏色坐標值，對圖像數(shù)據(jù)的剩余顏色坐標值應(yīng)用局部色域變換。例如，在所示出的方法100A的實施例中，在塊106A處，可對圖像數(shù)據(jù)的像素值應(yīng)用離散余弦變換(DCT)，以確定圖像數(shù)據(jù)的DCT系數(shù)矩陣的DC系數(shù)33(8卩，DC值)(參見圖4)?；贒C系數(shù)33，可在塊108A處確定局部色域變換?？稍趬KIlOA處對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用局部色域變換，以使得DCT系數(shù)矩陣中的剩余值(S卩，AC系數(shù)34，參見圖4)趨向于隨著局部色域變換將顏色坐標值映射到接近DC系數(shù)33的新值而平均來說變得更小。因此，在塊IllA處對變換后的圖像數(shù)據(jù)進行量化時，可將AC系數(shù)34中的很多個量化為零，從而有利于在塊112A處對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。在塊IlOA處的局部色域變換不會影響DC系數(shù)33。在某些實施例中，可基于幀內(nèi)的塊(或其它區(qū)域)的DC系數(shù)或者基于幀內(nèi)的多個相鄰塊的DC系數(shù)(例如，諸如相鄰塊的DC系數(shù)的平均值)而確定塊I1A處的局部色域變換。
[0096]在方法100A中所使用的、用于在塊106A處確定DC或平均值以及在塊IlOA處應(yīng)用局部色域變換的變換不限于離散余弦變換。在其它實施例中，可應(yīng)用某種其它變換，該變化以確定對于圖像數(shù)據(jù)的DC或平均分量來開始，并且然后對于每個值確定與平均分量的差(或“殘差”)。
[0097]為了輔助下游裝置對圖像數(shù)據(jù)進行處理和解碼，在塊114A處，可將元數(shù)據(jù)116嵌入在圖像數(shù)據(jù)中，或者可連同圖像數(shù)據(jù)一起傳送元數(shù)據(jù)116。元數(shù)據(jù)116可包括對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用了局部色域變換的表示。在特定實施例中，元數(shù)據(jù)116可提供關(guān)于用于確定和應(yīng)用局部色域變換的算法的信息(例如，局部色域變換是基于幀內(nèi)的單個塊的DC系數(shù)還是基于幀內(nèi)的多個相鄰塊的DC系數(shù)而選擇的，等等。)。所得到的變換后的、壓縮后的處理后數(shù)據(jù)118A被輸出到下游裝置。
[0098]在其它實施例中，不需要執(zhí)行方法100A的塊104A和107A。在這樣的實施例中，可基于子幀塊的DC系數(shù)和/或周圍或附近子幀塊的DC系數(shù)，對圖像數(shù)據(jù)的每個子幀塊(或其它區(qū)域)執(zhí)行局部色域變換。在接收到圖像數(shù)據(jù)的子幀塊(或其它區(qū)域)時，方法可通過確定對于圖像數(shù)據(jù)的子幀塊的DC系數(shù)而繼續(xù)，如在例如方法100A的塊106處所描述的那樣。在其它實施例中，可基于由例如顏色分級工具生成的、且利用在圖像數(shù)據(jù)中傳送的元數(shù)據(jù)而傳輸?shù)纳蛐畔?，對圖像數(shù)據(jù)的每個子幀塊執(zhí)行局部色域變換。
[0099]在對圖像數(shù)據(jù)的每個子幀塊(或其它區(qū)域)執(zhí)行局部色域變換的某些實施例中，在方法100A的塊114A處可能不需要將元數(shù)據(jù)116編碼在圖像數(shù)據(jù)中。例如，下游裝置可被配置成通過以下方式來繼續(xù):在基于預(yù)定算法(例如，基于塊的DC系數(shù)和/或周圍或附近子幀塊的DC系數(shù)的算法)對圖像數(shù)據(jù)的每個子幀塊應(yīng)用了局部色域變換這一假設(shè)下，對圖像數(shù)據(jù)進行解碼。
[0100]圖2D示出了可由顯示器或其它下游裝置執(zhí)行、以用于對已根據(jù)例如圖2C的方法100A編碼的圖像數(shù)據(jù)進行解碼的方法120A的示例實現(xiàn)?？蓪μ幚砗髨D像數(shù)據(jù)118的每個幀或幀的區(qū)域來執(zhí)行方法120A，以準備用于輸出到顯示器的圖像數(shù)據(jù)。圖2D的方法120A在一些方面與圖2B的方法120類似，并且除了用于方法120A的步驟的附圖標記附有字母“A”之夕卜，將類似的附圖標記用于表示類似的步驟。
[0101]方法120A以接收處理后圖像數(shù)據(jù)118的幀或幀的區(qū)域來開始。方法120通過從圖像數(shù)據(jù)118提取元數(shù)據(jù)116而繼續(xù)到塊122A。在塊124A處，對圖像數(shù)據(jù)118進行解壓縮。如果在塊124B處元數(shù)據(jù)116表示對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用了局部色域變換，則在塊125A處，從圖像數(shù)據(jù)提取DC系數(shù)33(由于其不受在方法100A的塊IlOA處應(yīng)用的局部變換的影響)?；谶@樣的DC系數(shù)33，可在塊125B處確定逆局部色域變換，S卩，基于DC系數(shù)33(對于特定實施例，可選地連同元數(shù)據(jù)116)，下游裝置可以確定在方法100A的塊108A處確定局部色域變換所用的算法。在塊126A處，對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆局部色域變換，以將可應(yīng)用的局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值以在顯示器上進行再現(xiàn)。在其它實施例中，塊126A的變換可從可應(yīng)用的局部色域定義的顏色坐標值映射到不同的顏色空間(例如，RGB顏色空間)內(nèi)的顏色坐標值以在顯示器上進行再現(xiàn)。
[0102]在方法120A的塊128A處，可對解碼圖像數(shù)據(jù)進行濾波以減少在解碼之后可能出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)中的視覺假象。所得到的濾波后解碼圖像數(shù)據(jù)作為輸出圖像數(shù)據(jù)130被輸出到顯示器。
[0103]圖6A和圖6B分別示出了可用于實現(xiàn)本文中所述的一種或多種方法的編碼設(shè)備和解碼設(shè)備140、160?？墒褂媒獯a設(shè)備160對已由編碼設(shè)備140編碼的圖像數(shù)據(jù)進行解碼。編碼設(shè)備140可實現(xiàn)例如方法100(圖2A)、100A(圖2C)、200(圖3A)、240(圖3B)和280(圖3C)中的一種或多種。解碼設(shè)備160可實現(xiàn)例如方法120 (圖2B)和120A(圖2D)。
[0104]在所示出的圖6A的實施例中，編碼設(shè)備140包括色域表征和選擇單元142。色域表征和選擇單元142可被配置成執(zhí)行例如方法200 (圖3A)、240 (圖3B)和280 (圖3C)中的一種或多種。色域表征和選擇單元142可被配置成接收圖像數(shù)據(jù)102并且確定或獲得圖像數(shù)據(jù)102的色域特性。色域表征和選擇單元142可有權(quán)訪問局部色域定義的存儲庫144。色域表征和選擇單元142可執(zhí)行軟件和/或硬件功能以評估圖像數(shù)據(jù)102的色域特性?？蓪D像數(shù)據(jù)幀的多個子幀塊中的每個子幀塊執(zhí)行這樣的評估。基于這樣的評估，色域表征和選擇單元142可從存儲庫144選擇適當?shù)木植可蚨x146以用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼。如上所述，局部色域定義146的使用可有利于數(shù)據(jù)壓縮或更精確的顏色再現(xiàn)。
[0105]可將局部色域定義146連同圖像數(shù)據(jù)102—起提供到色域變換單元148。色域變換單元148被配置成將由圖像數(shù)據(jù)102指定的顏色坐標映射到局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標，從而得到被提供到編碼設(shè)備140的壓縮單元152的變換后數(shù)據(jù)150。
[0106]對于一些圖像數(shù)據(jù)幀或子幀塊，可能根據(jù)對色域特性的評估而確定條件不適合于使用局部色域定義。在這樣的情況下，色域表征和選擇單元142使得圖像數(shù)據(jù)102被傳遞到壓縮單元152，從而繞過色域變換單元148。
[0107]壓縮單元152可操作用于使用適當?shù)膲嚎s技術(shù)(諸如上述壓縮算法之一)對其所接收的圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。所得到的壓縮圖像數(shù)據(jù)154被傳遞到元數(shù)據(jù)寫入器156，元數(shù)據(jù)寫入器156與色域變換單元148通信并且有權(quán)訪問元數(shù)據(jù)存儲庫中的元數(shù)據(jù)116。基于從色域變換單元148接收的信號，元數(shù)據(jù)寫入器156可對元數(shù)據(jù)(例如，指定局部色域定義的元數(shù)據(jù))進行編碼，該元數(shù)據(jù)將輔助下游裝置對元數(shù)據(jù)進行解碼。然后，輸出包括元數(shù)據(jù)116的所得到的處理后圖像數(shù)據(jù)118以傳送到下游裝置。
[0108]圖6B示出了可對處理后圖像數(shù)據(jù)118進行接收和解碼以在顯示器上進行再現(xiàn)的下游裝置(即，解碼設(shè)備160)。在所示出的實施例中，解碼設(shè)備160包括元數(shù)據(jù)讀取器或提取器162，該元數(shù)據(jù)讀取器或提取器162被配置成從處理后圖像數(shù)據(jù)118提取元數(shù)據(jù)116。隨后將圖像數(shù)據(jù)提供至解壓縮單元164以進行解壓縮。逆變換單元168接收未壓縮數(shù)據(jù)166和元數(shù)據(jù)116。受元數(shù)據(jù)116的引導，逆變換單元168通過對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用可應(yīng)用的局部色域變換的逆來對圖像數(shù)據(jù)進行解碼。逆變換可將局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值以在顯示器上進行再現(xiàn)。濾波器172對所得到的解碼圖像數(shù)據(jù)170進行濾波以減少解碼后的視覺假象，并且將圖像數(shù)據(jù)130輸出到顯示器。
[0109]可實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的一些具體方式包括:
[0110]?包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的圖像處理芯片；
[0111]?包括本文中所述的解碼設(shè)備的機頂盒、電視機、計算機監(jiān)視器、投影儀和/或其它顯示器；
[0112]?包括本文中所述的編碼設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)源，諸如DVD播放器(例如，藍光播放器)、視頻播放器、攝像裝置、移動電話等；
[0113]?包括固件或其它計算機可讀指令的物理或非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，這些固件或其它計算機可讀指令在被執(zhí)行時，配置可編程處理器和/或可配置邏輯設(shè)備來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0114]?一個或多個中央處理單元(CPU)、一個或多個微處理器、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、一個或多個專用集成電路(ASIC)、一個或多個圖形處理單元(GPU)或其任意組合、或者包括能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的硬件和/或軟件的任意其它適當處理單元；以及
[0115]?包括本文中所述的編碼設(shè)備的顏色分級工具。
[0116]此外，本公開提供的技術(shù)可配置如下:
[0117]方案1.一種對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以傳送到下游裝置的方法，包括:
[0118]接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)具有內(nèi)容色域；
[0119]確定所述圖像數(shù)據(jù)的一個或更多個色域特性；
[0120]至少部分基于所述色域特性，確定用于所述圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義；以及
[0121]對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標映射到所述局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標。
[0122]方案2.根據(jù)I所述的方法，包括:在應(yīng)用所述色域變換之后對所述圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。
[0123]方案3.根據(jù)I或2中任一項所述的方法，包括:將與所述局部色域定義對應(yīng)的元數(shù)據(jù)編碼在所述圖像數(shù)據(jù)中。
[0124]方案4.根據(jù)I至3中任一項所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)包括圖像數(shù)據(jù)的子幀塊。
[0125]方案5.根據(jù)4所述的方法，其中，所述色域特性包括表示所述子幀塊的平均顏色的值。
[0126]方案6.根據(jù)5所述的方法，其中，對所述子幀塊應(yīng)用離散余弦變換DCT以提供DCT系數(shù)矩陣，并且所述色域特性包括所述DCT系數(shù)矩陣的DC值。
[0127]方案7.根據(jù)4至6中任一項所述的方法，其中，所述色域特性包括所述子幀塊的最小顏色值和最大顏色值。
[0128]方案8.根據(jù)4至7中任一項所述的方法，其中，所述色域特性包括所述內(nèi)容色域的面積。
[0129]方案9.根據(jù)4至7中任一項所述的方法，其中，所述色域特性包括所述內(nèi)容色域的體積。
[0130]方案10.根據(jù)4至9中任一項所述的方法，其中，所述色域特性包括圖像數(shù)據(jù)的相鄰子幀塊的顏色特性。
[0131]方案11.根據(jù)I至10中任一項所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)具有如下的圖像數(shù)據(jù)格式:該圖像數(shù)據(jù)格式具有比Rec.709色域?qū)挼纳颉?br>[0132]方案12.根據(jù)I至11中任一項所述的方法，其中，所述內(nèi)容色域是所述圖像數(shù)據(jù)格式的色域的子集。
[0133]方案13.根據(jù)12所述的方法，其中，所述局部色域定義限定所述內(nèi)容色域內(nèi)的顏色的范圍。
[0134]方案14.根據(jù)13所述的方法，其中，所述局部色域定義具有與所述圖像數(shù)據(jù)格式相同的位深。
[0135]方案15.根據(jù)I至14中任一項所述的方法，其中，評估色域特性包括將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標變換到新的顏色空間。
[0136]方案16.根據(jù)I至15中任一項所述的方法，其中，應(yīng)用所述色域變換包括將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標變換到新的顏色空間。
[0137]方案17.根據(jù)16所述的方法，其中，所述色域變換是非線性的。
[0138]方案18.—種對圖像數(shù)據(jù)進行解碼以在顯示器上進行再現(xiàn)的方法，包括:
[0139]從所述圖像數(shù)據(jù)提取元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)表示局部色域定義；
[0140]對所述圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮;以及
[0141]對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆色域變換，其中，所述逆色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值。
[0142]方案19.根據(jù)18所述的方法，包括:在應(yīng)用所述逆色域變換之后對所述圖像數(shù)據(jù)進行濾波，以減少視覺假象的出現(xiàn)。
[0143]方案20.—種對圖像數(shù)據(jù)進行解碼以在顯示器上進行再現(xiàn)的方法，包括:
[0144]確定所述圖像數(shù)據(jù)的一個或更多個色域特性；
[0145]基于所述色域特性，確定用于對所述圖像數(shù)據(jù)進行編碼的局部色域定義；
[0146]對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆色域變換，其中，所述逆色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值。
[0147]方案21.根據(jù)20所述的方法，其中，所述色域特性包括所述圖像數(shù)據(jù)的DC值。
[0148]方案22.—種用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼的設(shè)備，包括:
[0149]色域表征和選擇單元，被配置成:
[0150]接收圖像數(shù)據(jù)；
[0151]確定所述圖像數(shù)據(jù)的色域特性；以及
[0152]基于對所述色域特性的評估，從存儲庫選擇局部色域定義；以及
[0153]色域變換單元，被配置成:
[0154]接收所述圖像數(shù)據(jù)和所述局部色域定義；以及
[0155]通過將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標映射到所述局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標，來應(yīng)用局部色域變換。
[0156]方案23.根據(jù)22所述的設(shè)備，包括:壓縮單元，被配置成對由所述色域變換單元變換后的圖像數(shù)據(jù)進行接收和壓縮。
[0157]方案24.根據(jù)22或23中任一項所述的設(shè)備，包括:
[0158]元數(shù)據(jù)寫入器，被配置成將與所述局部色域定義對應(yīng)的元數(shù)據(jù)編碼在所述圖像數(shù)據(jù)中。
[0159]方案25.—種用于對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的設(shè)備，包括:
[0160]元數(shù)據(jù)提取器，被配置成從所述圖像數(shù)據(jù)提取元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)表示局部色域定義；
[0161 ]解壓縮單元，被配置成對所述圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮;以及
[0162]逆變換單元，被配置成對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆色域變換，其中，所述逆色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值。
[0163]方案26.根據(jù)25所述的設(shè)備，包括:濾波單元，被配置成對逆變換后的圖像數(shù)據(jù)進行濾波，以減少視覺假象的出現(xiàn)。
[0164]方案27.—種用于對圖像數(shù)據(jù)進行解碼的設(shè)備，包括:
[0165]局部色域定義單元，被配置成:評估所述圖像數(shù)據(jù)的色域特性，并且基于所述色域特性，確定用于對所述圖像數(shù)據(jù)進行編碼的局部色域定義；
[0166]解壓縮單元，被配置成對所述圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮;以及
[0167]逆變換單元，被配置成對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用逆色域變換，其中，所述逆色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值。
[0168]方案28.—種存儲有計算機可執(zhí)行指令的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令當被加載在處理器上時，使得所述處理器執(zhí)行方法I至21中任一項的步驟。
[0169]盡管以上討論了多個示例性方面和實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到這些示例性方面和實施例的某些變型、置換、添加及子組合。因此，旨在使下面所附權(quán)利要求以及以下給出的權(quán)利要求被理解為包括在其真實精神和范圍內(nèi)的所有這樣的變型、置換、添加和子組合。
【主權(quán)項】
1.一種對圖像數(shù)據(jù)進行編碼以傳送到下游裝置的方法，所述方法包括: 接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)具有格式和內(nèi)容色域； 確定所述圖像數(shù)據(jù)的一個或更多個色域特性； 至少部分基于所述色域特性，確定用于所述圖像數(shù)據(jù)的局部色域定義；以及對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標映射到所述局部色域定義的相應(yīng)顏色坐標；以及 其中，具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域是能夠由該格式表示的顏色的范圍； 所述圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容色域是所述圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色的范圍；以及 與具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域相比，所述局部色域定義限定更少的顏色坐標值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括:在應(yīng)用所述色域變換之后對所述圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括:將與所述局部色域定義對應(yīng)的元數(shù)據(jù)編碼在所述圖像數(shù)據(jù)中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)包括圖像數(shù)據(jù)的子幀塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括表示所述子幀塊的平均顏色的值。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，對所述子幀塊應(yīng)用離散余弦變換DCT以提供DCT系數(shù)矩陣，并且所述色域特性包括所述DCT系數(shù)矩陣的、與所述離散余弦變換相關(guān)聯(lián)的DC系數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括所述子幀塊的最小顏色值和最大顏色值。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括所述內(nèi)容色域的面積。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括所述內(nèi)容色域的體積。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述色域特性包括圖像數(shù)據(jù)的相鄰子幀塊的顏色特性。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域比Rec.709色域?qū)挕?2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)容色域是具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域的子集。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述局部色域定義限定所述內(nèi)容色域內(nèi)的顏色的范圍。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述局部色域定義具有與具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)相同的位深。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定一個或更多個色域特性包括將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標變換到新的顏色空間。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，應(yīng)用所述色域變換包括將由所述圖像數(shù)據(jù)指定的顏色坐標變換到新的顏色空間。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述色域變換是非線性的。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)容色域表示由局部像素組占據(jù)的、所述圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色的范圍；以及所述局部色域定義包括所述內(nèi)容色域內(nèi)的顏色的范圍。19.一種對圖像數(shù)據(jù)進行解碼以在顯示器上進行再現(xiàn)的方法，所述圖像數(shù)據(jù)具有格式，所述方法包括: 從所述圖像數(shù)據(jù)提取元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)表示局部色域定義； 對所述圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮；以及 對所述圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用色域變換，其中，所述色域變換將所述局部色域定義的顏色坐標值映射到圖像數(shù)據(jù)格式的顏色坐標值;以及其中，具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域是能夠由該格式表示的顏色坐標值的范圍， 所述局部色域定義包括所述圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的顏色坐標值的范圍，以及 與具有所述格式的所述圖像數(shù)據(jù)的色域相比，所述局部色域定義限定更少的顏色坐標值。
【文檔編號】H04N1/64GK105915755SQ201610326953
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2011年9月6日
【發(fā)明人】溫臻智, 尼爾·W·梅斯梅爾
【申請人】杜比實驗室特許公司