[发明专利]使用扩展颜色范围的内容映射

说明书

在高动态范围(HDR)编码中，内容映射将HDR信号转换为较低动态范围的信号。如果内容映射利用超出由传统电光传递函数(EOTF)或其逆(IEOTF或OETF)定义的信号颜色范围的信号颜色范围，那么HDR信号的分层编码中的编码和预测得到改进。扩展EOTF和IEOTF函数基于它们的镜像点而被导出。给出了用于ITU BT.1886和SMPTE ST 2084的扩展EOTF的示例。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月27日提交的美国临时专利申请序列No.62/068,898的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本发明一般涉及图像。更具体地，本发明的实施例涉及当编码高动态范围视频时使用扩展颜色范围来改进内容映射。

背景技术

视频信号可以被特征化为多个参数，诸如位深度、颜色空间、色域和分辨率。视频信号的特征的一个重要方面是其动态范围。动态范围(DR)是图像中的强度(例如，亮度)范围，例如，从最黑的黑色到最亮的白色。如本文所使用的，术语“动态范围”(DR)可以涉及人类心理视觉系统(HVS)感知图像中的强度(例如，亮度)范围(例如，从最黑的黑色到最亮的白色)的能力。在这个意义上，DR涉及“援引场景(scene-referred)”的强度。DR还可以涉及显示设备充分地或近似地渲染特定宽度的强度范围的能力。在这个意义上，DR涉及“援引显示器(display-referred)”的强度。除非特定意义在本文描述中的任何点处被明确指定具有特定意思，否则应该推断该术语可以在任何意义上使用，例如，可互换地使用。

与可伸缩视频编码和HDTV技术一样，扩展图像DR通常涉及分叉方法。例如，用现代的具有HDR能力的相机捕获的援引场景的HDR内容可以用于生成可以在常规标准动态范围(SDR)显示器上显示的较低动态范围(LDR)或SDR版本的内容。在一种方法中，从捕获的VDR版本生成SDR版本可以包括将内容映射操作(诸如全局色调映射运算符(TMO))应用于HDR内容中的强度(例如，亮度)相关的像素值。

分层编码器可以向下游接收机发送基础层(BL)、一个或多个增强层(EL)以及与编码处理有关的元数据。这样的方法通常消耗比在将HDR和SDR内容直接发送到位流中消耗的带宽更少的带宽。接收由编码器发送的位流的兼容解码器可以在常规显示器上解码和呈现SDR。但是，兼容解码器也可以使用增强层和元数据来从中计算HDR内容的预测版本，以便在具有更多能力的显示器上使用。本发明的目的是提供用于在HDR数据的编码中提高效率的新颖方法。

本节中描述的方法是可以被实行的方法，但不一定是先前已经设想或实行的方法。因此，除非另外指出，否则不应当假定本节中描述的任何方法仅仅因为包含在本节中就有资格作为现有技术。类似地，除非另外指出，否则关于一个或多个方法识别出的问题不应当基于本节中而假定已在任何现有技术中被识别出。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于使用计算机改进内容映射的方法，该方法包括：访问视频输入；访问将输入值x映射到输出值y的映射函数y＝f(x)，其中映射函数仅被应用于在包括最小值和最大值的第一范围内的输入值；确定镜像点(X_o，Y_o)，其中X_o表示第一范围的最小值并且Y_o＝f(X_o)；基于映射函数和镜像点确定扩展映射函数，其中针对在第二范围内的输入值定义扩展映射函数，其中第二范围大于第一范围并且包含第一范围，其中确定扩展映射函数进一步包括：对于大于第一范围中的最大值的输入值，根据映射函数将输入值映射到输出值；以及相对于镜像点取映射函数的镜像以生成镜像映射函数，并且对于小于第一范围中的最小值的输入值，根据镜像映射函数将输入值映射到输出值；以及将扩展映射函数应用于视频输入以用计算机生成视频输出。

附图说明

本发明的实施例在附图的各图中是作为例子而不是作为限制示出的，其中附图中相似的标号指代相似的元素并且其中：