[发明专利]分层编码方案中的颜色转换

说明书

提供了一种用于处理输入信号(700)的方法。至少通过将输入信号(700)从第一颜色空间转换到第二颜色空间来处理该输入信号(700)，以生成第一处理信号。通过第一编码模块(703)编码该处理信号，以生成第一编码信号(710)。通过解码第一编码信号(710)来生成解码信号。至少通过将解码信号从第二颜色空间转换到第一颜色空间来处理该解码信号，以生成第二处理信号。通过第二编码模块(707)处理第二处理信号和输入信号(700)，以生成第二编码信号(720)。

技术领域

本发明涉及用于处理信号的方法，特别是处理视频信号的方法。对信号的处理可以包括但不限于获取、导出、输出、接收和重构数据，例如用于增加视频信号中的动态颜色范围的数据。

背景技术

技术进步意味着有众多不同的处理信号的技术和方法，尤其是用于信号的压缩、存储和传输。例如，多年来，已经开发了许多编码图片和视频信号以压缩信息的方法。这有益于减少借助无线地面广播、有线广播、卫星广播或借助因特网或其它数据网络的任何传输路径的存储需求和带宽需求。随着技术的进步，已经开发了更复杂的压缩和传输方法。人们需要更高质量的信号，例如，需要具有更高的视频分辨率的信号(表现为每帧更多的像素点或每秒更高的帧数)。因此，存在多种信号格式，并且众多类型的信号编码器和解码器也许能够或也许不能够使用那些格式的信号。这给内容创建者和发行者带来了问题，因为他们希望确保其内容能提供给最广泛的受众。因此，创建者和发行者必需以许多不同的编码格式提供其内容，例如，使用MPEG-2、MPEG-4Part 10、高效视频编码(HEVC)等标准编码技术进行编码。另外，标准和非标准的广播和流媒体技术也促进了编码信号的分流。总之，这造成了复杂状况，增加了内容发行者的成本，并且由于仍然很普遍的旧技术(例如，传统的解码器和机顶盒)缺乏兼容性，采用更新更好的技术会更加困难。

高动态范围(HDR)视频已经展示了通过增加一维的质量改进来传输更高质量视频的潜力，即除了提高分辨率(即每帧更多像素点)和提高运动保真度(即每秒更多帧)之外，运营商还可以增加动态范围(即更大的亮度范围和更多的色调，由此使对比度和颜色更生动)。HDR显示器的广泛使用使HDR视频变得越来越重要。

高动态范围(HDR)通常指的是比标准动态范围(SDR)更高的亮度和/或颜色范围，后者使用常规的伽玛曲线来代表各种颜色。HDR通常通过更改最亮和最暗颜色的值以及使用不同的颜色平面(通常从标准颜色平面扩展到更宽的色域平面)来工作。

当前市场上存在多种HDR实施方式，通常需要颜色分量(例如亮度Y和色度Cb和Cr)的10位(甚至更高的位深度)表示，以具有足够大的可用值范围。该类HDR实施方式的其中一种是HDR10，它利用视频信号中的静态元数据调整视频流中表示的亮度和颜色的范围。这样，单个HDR设置将被应用于整个视频序列。使用动态元数据的不同实施方式具有不同的商业名称，例如HDR10+或Vision。通过动态元数据，可以逐帧地更改HDR设置，从而允许更大的粒度和对场景变化更好的适应性。

然而，HDR视频的传输目前需要能够解码本地10位视频格式的解码器，例如HEVC。这需要经常重复视频工作流程，因为大多数运营商需要继续为他们的大部分客户群提供服务，而这些客户群仅拥有能够解码8位AVC/H.264视频的传统设备。同样，这也阻止了运营商使用8位格式的HDR，例如VP9。此外，HDR所需的色调映射不一定是优化压缩效率的最佳选择。有关这方面的更多信息，请参考以下论文：A.Banitalebi-Dehkordi、M.Azimi，M.T.Pourazad和P.Nasiopoulos，“利用HEVC和H.264/AVC标准压缩高动态范围视频”，关于异构网络质量、可靠性、安全性和鲁棒性的第十届国际会议，罗得岛，2014年，第8-12页。