向后兼容的擴展圖像格式的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本公開整體涉及一種圖像編碼系統和方法，與許多現有圖像文件格式相比，該系統和方法提供增大的精確度、增大的動態范圍和更寬的色域。更具體地，本公開涉及一種與現有設備向后兼容的圖像編碼方法，使得增大的精確度、動態范圍和色域數據不會導致現有設備發生故障。
[0002]如已知的，根據用于定義圖像屬性的參考值來表示數字圖像。例如，可由多個參考值(例如，R或紅色、G或綠色以及B或藍色值)來指定數字圖像的每個像素的屬性。根據色彩模型來定義這些參考值。色彩模型描述可使用參照值的組合表示色彩的方式。可根據特定色彩模型產生的色彩集合是色彩空間。用于在顯示設備諸如電視屏幕、計算機監視器、平板電腦等上產生圖像的最常見的色彩模型是RGB色彩模型。RGB色彩模型定義由變化等級(SP，變化的參考值)的紅、綠和藍原色的組合產生的一組色彩。
[0003]圖1示出了CIE1931色彩空間色度圖。外部曲線邊界105表示可見光譜單色色彩，其中以納米為單位表示波長。色彩沿外部曲線邊界105行進通過波長增大的紫色、藍色、綠色、黃色、橙色和紅色范圍。用于特定RGB色彩空間的紅、綠和藍原色的色度(S卩，其中一種色彩通道具有非零值，另外兩種色彩通道具有零值的色度)形成色彩三角形115的頂點。可由RGB色彩空間表示的色度的色域由色彩三角形115內的色度表示。色彩三角形115對應于sRGB色彩空間，即最常見的RGB色彩空間。頂點I1A是sRGB紅原色，頂點I1B是sRGB綠原色，并且頂點IlOC是sRGB藍原色。在120處示出了D65白色點，即所有色彩通道都等于一的點。
[0004]如圖1中所示，典型色彩空間諸如sRGB色彩空間涵蓋明顯小于人可見的完整色度范圍的色度范圍。此外，典型的色彩空間能夠僅表示可由人感知的亮度等級的小部分。已通過基于顯示器介質能夠產生的色彩的設計來將這些色彩空間限制并入到常用色彩空間中。即色彩空間僅需要涵蓋可由現有顯示介質諸如電視機顯示器和計算機監視器能夠產生的色彩。實際上，在色彩空間僅限于可產生的那些色彩的情況下，可產生色彩(對于給定數據大小)的精度增大。隨著能夠產生更寬色域(即更寬范圍的色度)和更大動態范圍(即更寬范圍的亮度水平)的新顯示技術的出現，將需要根據包括更寬范圍色彩的色彩空間來定義圖像。然而，在此過渡期間，用于承載附加色彩信息的圖像文件還可由現有設備讀取和呈現將也是必要的。因此希望指定一種用于對圖像進行編碼的方法和系統，與現有的圖像文件格式相比，該方法和系統提供增大的精度、增大的動態范圍和更寬的色域，并且還與現有顯示設備兼容。
【發明內容】
[0005]—種對具有擴展圖像內容的圖像進行編碼的方法可包括獲取以第一圖像格式表示的第一圖像，以及獲取與第一圖像對應的并以第二圖像格式表示的第二圖像。可由第一范圍的參考值來定義第一圖像的每個元素，并可由第二范圍的參考值來定義第二圖像的每個元素。第一范圍可以是第二范圍的真子集，使得第一格式和第二格式在第一格式的完整范圍的參考值上一致。在一個實施例中，然后可從第二圖像減去第一圖像以獲取差異圖像。可在圖像文件的標準有效載荷部分中對第一圖像進行編碼，并可在圖像文件的元數據部分中對差異圖像進行編碼。可在程序代碼中實現該方法并且被存儲在非暫態介質上。所存儲的程序代碼可由一個或多個處理器執行，該一個或多個處理器是被配置為實施該方法的系統的一部分或控制該系統。
[0006]—種對具有擴展圖像內容的圖像進行解碼的方法可包括對圖像文件的有效載荷部分進行解碼以生成第一圖像。可以基礎圖像格式來表示第一圖像，其中每個圖像元素由第一范圍的參考值來定義。可對圖像文件的元數據部分進行解碼以生成附加圖像數據。附加圖像數據可與第一圖像組合以生成第二圖像。可使用擴展圖像格式來表示第二圖像，其中每個圖像元素由第二范圍的參考值定義。第一范圍可以是第二范圍的真子集，使得基礎圖像格式和擴展圖像格式在基礎圖像格式的完整范圍的參考值上一致。可在程序代碼中實現該方法并且被存儲在非暫態介質上。所存儲的程序代碼可由一個或多個處理器執行，該一個或多個處理器是被配置為實施該方法的系統的一部分或控制該系統。
【附圖說明】
[0007]圖1示出了具有指定的sRGB色域的CIE1931色彩空間色度圖。
[0008]圖2是示出了根據一個實施例的擴展圖像格式的組分的框圖。
[0009]圖3是示出了根據一個實施例的用于提取以擴展圖像格式進行編碼的附加信息的操作的框圖。
[0010]圖4是示出了根據一個實施例的用于提取以擴展圖像格式進行編碼的附加信息并將所提取的信息分離成不同通道的操作的框圖。
[0011]圖5A至圖5C是示出了根據多個實施例的將基礎圖像和從擴展圖像提取的圖像數據編碼成廣泛支持的圖像格式的過程的框圖。
[0012]圖6是示出了根據一個實施例的基礎圖像的編碼、所提取的附加圖像數據的一個或多個通道，以及用于以廣泛支持的圖像格式重建擴展圖像的指令的框圖。
[0013]圖7是示出了根據一個實施例的用于對使用廣泛支持的圖像格式編碼的擴展圖像進行解碼的過程的流程圖。
[0014]圖8示出了根據一個實施例的示例性電子設備。
【具體實施方式】
[0015]本公開涉及一種用于對擴展圖像進行編碼使其能夠與現有解碼設備兼容的系統、方法和計算機可讀介質。通常，擴展圖像格式被定義為使用匹配現有圖像格式的通道原色。因為擴展圖像格式參考了現有圖像格式的通道原色，所以可通過如下所述的計算廉價的操作提取被包括在擴展圖像格式中的附加圖像信息。
[0016]在以下描述中，為了解釋的目的，闡述了很多具體細節以便提供對發明構思的徹底理解。作為該描述的一部分，本公開的附圖中的一些附圖以框圖形式表示結構和設備，以避免模糊本發明。為了清晰起見，在本說明書中未描述實際具體實施的所有特征。此外，本公開中所使用的語言已主要被選擇用于可讀性和指導性目的，并且可能沒有被選擇為劃定或限定本發明的主題，訴諸于所必需的權利要求以確定此類發明主題。在本公開中提到“一個實施例” (“one embodiment”或“an embodiment”)意指被包括在本發明的至少一個實施例中的結合該實施例所述的特定特征、結構或特性，并且多次提到“一個實施例”(“oneembodiment”或“an embodiment”)不應被理解為必然地全部參考相同的實施例。
[0017]應當理解，在任何實際具體實施的開發中(如在任何開發項目中)，必須要作出許多決策以實現開發者的特定目標(如，符合與系統和商務相關的約束)，并且這些目標將在不同具體實施之間變化。還應當理解，此類開發工作可能是復雜且費時的，但盡管如此，對于受益于本公開的圖像處理的那些普通技術人員而言，這仍然是他們的日常工作。
[0018]參考圖2，基礎圖像格式可根據用于定義圖像像素的屬性的參考值205來描述圖像。例如，以RGB格式表示的圖像的每個像素可包括用于紅色通道、綠色通道和藍色通道的參考值。用于紅色、綠色和藍色通道的參考值共同定義了給定色彩空間(即，由紅色、綠色和藍色通道原色定義的色彩空間)內的像素的屬性。可根據0.0到1.0范圍內的標稱值來描述參考值。例如，具有值(1.0，0.0，0.0)(被表示為(R，G，B))的圖像像素將是具有最高可能亮度的純紅色像素(即，具有紅色通道原色屬性的像素)。在例示的實施例中，對于常見消費者圖像格式通用的是，可將每個參考值表示為8位二進制數。本領域的普通技術人員應認識到其他位深度是可能的。例如，16位。
[0019]在一個實施例中，擴展圖像格式在基礎圖像格式的參考值范圍內與基礎圖像是一致的。因此，擴展圖像格式參考了與基礎圖像格式相同的原色(例如，紅色、綠色和藍色)。然而，可擴展用于參考值210的標稱范圍，以對附加圖