支持多種目標顯示器類型的制作方法

本發明總體上涉及圖像處理操作。更具體地，本公開的實施例涉及視頻編解碼器。

背景技術：

1、如本文所使用的，術語“動態范圍(dr)”可以涉及人類視覺系統(hvs)感知圖像中的強度范圍(例如，光亮度、亮度)的能力，例如，從最暗的黑色(深色)到最亮的白色(高光)。從這個意義上說，dr與“參考場景的(scene-referred)”強度有關。dr還可以涉及顯示設備充分或近似渲染特定闊度(breadth)的強度范圍的能力。從這個意義上說，dr與“參考顯示的(display-referred)”強度有關。除非在本文的描述中的任何一點明確指定特定的意義具有特定的意思，否則應該推斷為所述術語可以在任一意義上例如可互換地使用。

2、如本文所使用的，術語“高動態范圍(hdr)”涉及跨越hvs的大約14個至15個或更多數量級的dr闊度。實際上，相對于hdr，人類可以同時感知強度范圍中的廣泛闊度的dr可能會被稍微截短。如本文所使用的，術語“增強動態范圍(edr)”或“視覺動態范圍(vdr)”可以單獨地或可互換地與這種dr相關：dr可在場景或圖像內由觀看者或包括眼運動的hvs感知，允許場景或圖像上的一些光適性變化。如本文所使用的，edr可以涉及跨越5個到6個數量級的dr。雖然相對于參考真實場景的hdr可能稍微窄一些，但edr表示寬dr闊度并且也可以被稱為hdr。

3、實際上，圖像包括顏色空間的一個或多個顏色分量/通道(例如，亮度y以及色度cb和cr)，其中，每個顏色分量/通道由每像素n位的精度表示(例如，n＝8)。使用非線性光亮度編碼(例如，伽馬編碼)，其中n≤8的圖像(例如，彩色24位jpeg圖像)被視為標準動態范圍的圖像，而其中n>8的圖像可以被視為增強動態范圍的圖像。

4、給定顯示器的參考電光傳遞函數(eotf)表征輸入視頻信號的顏色值(例如，以表示圖像的碼字中的碼字表示的光亮度等)與由顯示器產生的輸出屏幕顏色值(例如，以用于渲染圖像的顯示器驅動值中的顯示器驅動值表示的屏幕光亮度等)之間的關系。例如，iturec.itu-r?bt.1886,“reference?electro-optical?transfer?function?for?flat?paneldisplays?used?in?hdtv?studio?production[hdtv工作室制作中使用的平板顯示器的參考電光傳遞函數]”(2011年3月)限定了平板顯示器的參考eotf，其內容通過引用以其全文并入本文。在給定了視頻流的情況下，關于其eotf的信息可以作為(圖像)元數據嵌入比特流中。本文術語“元數據”涉及作為已編碼比特流的一部分傳輸并且輔助解碼器渲染經解碼圖像的任何輔助信息。這種元數據可以包括但不限于如本文描述的顏色空間或色域信息、參考顯示器參數和輔助信號參數。

5、如本文所使用的術語“pq”是指感知光亮度幅度量化。hvs以極非線性方式響應于增加的光水平。人類觀察刺激物的能力受到以下因素的影響：刺激物的光亮度、刺激物的大小、構成刺激物的空間頻率以及在觀看刺激物的特定時刻眼睛所適應的光亮度水平。在一些實施例中，感知量化器函數將線性輸入灰度級映射到更好地匹配人類視覺系統中的對比度敏感度閾值的輸出灰度級。在smpte?st?2044:2014“high?dynamic?range?eotf?ofmastering?reference?displays[母版制作參考顯示器的高動態范圍eotf]”(下文稱為“smpte”)中描述了示例pq映射函數，其通過引用以其全文并入本文，其中，在給定固定刺激物大小的情況下，對于每個光亮度水平(例如，刺激水平等)，根據最敏感的適應水平和最敏感的空間頻率(根據hvs模型)來選擇光亮度水平處的最小可見對比度步長。

6、支持302至1,000cd/m2或尼特的光亮度的顯示器代表了與edr(或hdr)相關的較低動態范圍(ldr)，也被稱為標準動態范圍(sdr)。edr內容可以顯示在支持較高動態范圍(例如，從1,000尼特到5,000尼特或更高)的edr顯示器上。這種顯示器可以使用支持高光亮度能力(例如，0到10,000或更高尼特)的替代eotf來限定。在smpte?2044和rec.itu-rbt.2060,“image?parameter?values?for?high?dynamic?range?television?for?use?inproduction?and?international?programme?exchange[用于在制作和國際節目交換中使用的高動態范圍電視的圖像參數值]”(06/2017)中定義了示例(例如，hdr、混合對數伽馬或hlg等)eotf。還參見itu?rec.itu-r?bt.3040-2,“parameter?valuesfor?ultra-highdefinition?television?systems?for?production?and?international?programmeexchange[用于制作和國際節目交換的超高清電視系統的參數值]”(2015年10月)，其通過引用以其全文并入本文并與rec.3040或bt.3040顏色空間相關。如本發明人在此所理解的，期望用于對要用多種顯示設備渲染的高質量視頻內容數據進行編碼的改進技術。

7、在本節中描述的方法是可以采用的方法，但不一定是先前已經設想到或采用過的方法。因此，除非另有指示，否則不應該認為本節中描述的任何方法僅憑其納入本節就可被視為現有技術。類似地，除非另有指示，否則關于一種或多種方法所認定的問題不應該基于本節而認為在任何現有技術中被認定。

技術實現思路

技術特征：

1.一種方法，包括：

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述基本層圖像序列具有第一動態范圍；其中，貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述子集包括用于對所述基本層圖像序列應用縮放操作以生成第二動態范圍的非基本層圖像序列的貝塔縮放圖序列；其中，所述第二動態范圍不同于所述第一動態范圍。

3.如權利要求2所述的方法，其中，貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述子集包括用于對所述基本層圖像序列應用第二縮放操作以生成第三動態范圍的第二非基本層圖像序列的第二貝塔縮放圖序列；其中，所述第三動態范圍不同于所述第一動態范圍和所述第二動態范圍。

4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述顯示圖像序列中的每個顯示圖像表示以下各項之一：標準動態范圍的圖像、高動態范圍的圖像、所述標準動態范圍與所述高動態范圍之間的中間動態范圍的圖像、低于所述標準動態范圍的動態范圍的圖像、高于所述高動態范圍的動態范圍的圖像、或針對在所述目標圖像顯示器上的渲染而優化的顯示映射圖像。

5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述子集是至少部分地基于將所述目標圖像顯示器的所述顯示能力與所述一個或多個非基本參考圖像顯示器的對應顯示能力進行比較而從貝塔縮放圖的多個序列中選擇的。

6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述縮放操作包括以下操作中的一個或多個：利用縮放因子進行簡單縮放；或者應用一個或多個碼字映射關系來映射所述基本層圖像序列的碼字，以生成對應貝塔縮放圖像序列的對應碼字。

7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，執行所述縮放操作來代替以下操作中的一個或多個：全局色調映射、局部色調映射、顯示映射操作、顏色空間轉換、線性映射或非線性映射。

8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述基本層圖像序列被編碼在所述視頻信號的基本層中。

9.如權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，使用共同的源圖像序列來生成以下兩者：用于所述基本參考圖像顯示器的所述基本層圖像序列和與所述一個或多個非基本參考圖像顯示器相對應的貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述集合。

10.一種方法，包括：

11.如權利要求10所述的方法，其中，貝塔縮放圖的一個或多個序列的子集包括以下各項之一：單個貝塔縮放圖序列、或兩個貝塔縮放圖序列。

12.如權利要求10或11所述的方法，其中，所述顯示圖像序列是從外推的貝塔縮放圖序列與所述基本層圖像序列的組合生成的；其中，所述外推的貝塔縮放圖序列是通過使用操作參數進行外推操作而從貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述子集生成的，所述操作參數是至少部分地基于所述一個或多個非基本參考圖像顯示器的顯示能力和所述目標圖像顯示器的所述顯示能力確定的。

13.如權利要求10或11所述的方法，其中，所述顯示圖像序列是從插值的貝塔縮放圖序列與所述基本層圖像序列的組合生成的；其中，所述插值的貝塔縮放圖序列是通過使用操作參數進行插值操作而從貝塔縮放圖的一個或多個序列的所述子集生成的，所述操作參數是至少部分地基于所述一個或多個非基本參考圖像顯示器的顯示能力和所述目標圖像顯示器的所述顯示能力確定的。

14.一種裝置，所述裝置執行如權利要求1至13所述的方法中的任一種方法。

15.一種非暫態計算機可讀存儲介質，所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲軟件指令，所述軟件指令當由一個或多個處理器執行時使得執行如權利要求1至13中任一項所述的方法。

技術總結
生成用于基本參考圖像顯示器的基本層圖像序列和與一個或多個非基本參考圖像顯示器相對應的貝塔縮放圖的一個或多個序列的集合。至少部分地基于目標圖像顯示器的顯示能力來在貝塔縮放圖的一個或多個序列的集合中確定貝塔縮放圖的一個或多個序列的子集。將基本層圖像序列與貝塔縮放圖的一個或多個序列的子集一起編碼到視頻信號中，以使視頻信號的接收設備從基本層圖像序列和貝塔縮放圖的一個或多個序列的子集生成用于在圖像顯示器上渲染的顯示圖像序列。

技術研發人員：A·尼南,G·J·沃德
受保護的技術使用者：杜比實驗室特許公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/14