[发明专利]用于高动态范围图像的色度整形

说明书

讨论了用于自适应色度整形的方法和系统。给定输入图像，基于其亮度分量首先生成亮度整形后的图像。对于输入图像的每个色度分量，亮度整形后的图像中的像素值的范围被分割成区段，并且对于每个区段，基于输入图像中与该区段中亮度整形后的图像的像素对应的色度像素值生成最大缩放因子。基于参考整形函数和最大缩放因子生成正向整形函数，并且基于正向整形函数和亮度整形后的图像中的对应的像素值生成色度分量的整形后的色度像素值。还描述了对于具有有限计算资源的移动平台使用查找表的实现选项。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月19日提交的欧洲专利申请号16170446.5和2016年5月19日提交的美国临时申请号62/338,638的优先权，这两个申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明一般涉及图像。更特别地，本发明的实施例涉及具有高动态范围的图像的色度整形(reshape)。

背景技术

如本文所使用的，术语‘动态范围’(DR)可以涉及人类视觉系统(HVS)感知图像中的强度(例如，辉度(luminance)，亮度(luma))的范围(例如，从最暗的灰色(黑色)到最亮的白色(高亮))的能力。在这个意义上，DR涉及‘参考场景的’强度。DR还可以涉及显示设备充分地或近似地呈现特定宽度的强度范围的能力。在这个意义上，DR涉及‘参考显示的’强度。除非在本文的描述中的任何点明确地指定特定意义具有特定的重要性，否则应当推断该术语可以在任一意义上使用，例如，可互换地使用。

如本文所使用的，术语高动态范围(HDR)涉及跨越人类视觉系统(HVS)的一些14-15数量级的DR宽度。在实践中，相对于HDR，人可以同时感知强度范围中的广泛宽度的DR可能稍微被截断。如本文所使用的，术语增强动态范围(EDR)或视觉动态范围(VDR)可以单独地或可互换地涉及通过包括眼睛移动的人类视觉系统(HVS)在场景或图像内可感知的DR，其允许跨场景或图像的一些光适应改变。如本文所使用的，EDR可以涉及跨越5至6数量级的DR。因此，虽然相对于真实的参考场景的HDR可能稍微窄一些，但是EDR仍然表示广的DR宽度并且也可以被称为HDR。

在实践中，图像包括一个或多个颜色分量(例如，亮度Y以及色度Cb和Cr)，其中每个颜色分量由每像素n位的精度表示(例如，n＝8)。使用线性辉度编码，n≤8的图像(例如，彩色24位JPEG图像)被认为是标准动态范围的图像，而n8的图像可以被认为是增强动态范围的图像。EDR和HDR图像也可以使用高精度(例如，16位)浮点格式(诸如由IndustrialLight and Magic开发的OpenEXR文件格式)存储和分发。

用于给定显示器的参考电光传递函数(EOTF)表征输入视频信号的颜色值(例如，辉度)与由显示器产生的输出屏幕颜色值(例如，屏幕辉度)之间的关系。例如，通过引用整体包括在本文中的ITU Rec.ITU-R BT.1886，“Reference electro-optical transferfunction for flat panel displays used in HDTV studio production”(03/2011)基于测量的阴极射线管(CRT)的特性定义了平板显示器的参考EOTF。给定视频流，关于其EOTF的信息通常作为元数据嵌入位流中。如本文所使用的，术语“元数据”涉及作为编码的位流的一部分发送并且帮助解码器呈现解码的图像的任何辅助信息。这样的元数据可以包括但不限于颜色空间或色域信息、参考显示器参数和辅助信号参数，如本文所描述的那些。