Способы и устройства для кодирования hdr-изображений и способы и устройства для использования таких кодированных изображений - заявка 2016150818 на патент на изобретение в РФ

1. Способ кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном, содержащий этапы, на которых:
- преобразуют изображение с широким динамическим диапазоном в изображение (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости посредством применения: a) нормализации изображения с широким динамическим диапазоном к масштабу оси сигнала яркости, равной [0,1], обеспечивая нормализованное изображение с широким динамическим диапазоном с нормализованными цветами, имеющими нормализованные яркости (Yn_HDR), b) вычисления гамма-функции по нормализованным яркостям, обеспечивая преобразованные по гамме яркости (x,g), c) применения первого тонального отображения, обеспечивая сигналы яркости (v), которые определяются как , причем RHO имеет заданное значение, и d) применения произвольной монотонно возрастающей функции тонального отображения, отображающей сигналы яркости для вывода сигналов яркости (Yn_LDR) изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном; и
- выводят в сигнале (S_im) изображения кодификацию цветов пикселей изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, и
- выводят в сигнале (S_im) изображения значения, кодирующие формы функции вышеупомянутых преобразований b-d цвета в качестве метаданных, или значения для их обратных функций, причем упомянутые метаданные позволяют приемнику восстанавливать восстановленное изображение (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном из изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, причем RHO или значение, являющееся функцией RHO, выводится в метаданных.
2. Способ кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном по п.1, в котором вычисление гамма-функции использует значение гаммы, равное 1/(2,4).
3. Способ кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном по п.1, содержащий этап, на котором определяют значение коэффициента усиления (gai) для отображения максимального сигнала яркости изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном на конкретное значение из возможных значений в восстановленном изображении (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном и кодируют это значение коэффициента усиления в сигнале (S_im) изображения.
4. Способ кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном по одному из предшествующих пунктов, содержащий этапы, на которых: после применения любого из вышеупомянутых отображений цвета для определения изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном применяют дополнительное техническое тональное отображение (301) для определения второго изображения (LDR_i) с более узким динамическим диапазоном, которое может использоваться для возбуждения LDR-дисплеев в качестве альтернативного изображения возбуждения, альтернативного изображению (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, причем техническое тональное отображение определяется посредством: a) определения первой геометрической области изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, для которого видимость полосатости в соответствующем восстановленном изображении (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном находится выше допустимого уровня, b) определения диапазона сигналов яркости (L_u) для этой области, c) определения второго диапазона сигналов яркости (L_uu) пикселей, соседних на оси сигнала яркости с диапазоном сигналов (L_u) яркости, причем второй диапазон идентифицируется для выполнения условий, что он имеет количество сигналов яркости, превышающее минимальное количество (MIN), и соответствует второй геометрической области изображения, которая содержит текстуру, которая может быть представлена с использованием меньшего, чем минимальное количество кодов в LDR-изображении (LDR_i), при котором следует применять функции, обеспечивающие восстановленное изображение (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном достаточного визуального качества для этой второй области, и d) определения функции отображения перераспределения, которая перераспределяет сигналы яркости первого и второго диапазона сигналов яркости, так что дополнительные коды доступны для первого диапазона, и вывода в сигнале (S_im) изображения значений, кодирующих форму кривой функции отображения перераспределения или, предпочтительно, ее обратной функции.
5. Способ кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном по п.4, в котором идентификация первой геометрической области выполняется колеровщиком-человеком посредством узла (105) пользовательского интерфейса, и величина полосатости первой геометрической области в восстановленном изображении (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном и визуальное качество восстановления второй геометрической области в восстановленном изображении (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном оцениваются колеровщиком-человеком как приемлемое или неприемлемое, причем в случае приемлемой оценки значения, кодирующие форму функции отображения перераспределения или ее обратной функции, кодируются в сигнале изображения, или, в случае неприемлемой оценки, этапы выполняются снова с другими параметрами, чтобы прийти к альтернативной функции отображения перераспределения.
6. Кодер (100) изображения, выполненный с возможностью кодирования изображения (M_HDR) с широким динамическим диапазоном, содержащий:
- узел (104) преобразования динамического диапазона, выполненный с возможностью преобразования изображения с широким динамическим диапазоном в изображение (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, причем узел (104) преобразования динамического диапазона содержит: a) нормализатор (601), выполненный с возможностью нормализации изображения с широким динамическим диапазоном на ось сигнала яркости, находящегося в диапазоне [0,1], и вывода нормализованных яркостей (Yn_HDR), b) узел (602) преобразования гаммы, выполненный с возможностью применения гамма-функции к нормализованным яркостям и вывода преобразованных по гамме яркостей (xg), c) узел (603) первого тонального отображения, выполненный с возможностью применения первого тонального отображения, которое обеспечивает сигналы (v) яркости, которые определяются как , причем RHO имеет заданное значение, d) узел (604) произвольного тонального отображения, выполненный с возможностью применения произвольной монотонно возрастающей функции, которая отображает сигналы яркости (v) для вывода сигналов яркости (Yn_LDR) изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном; и кодер (100) изображения дополнительно содержит:
- компрессор (108) изображения, выполненный с возможностью применения преобразования с сокращением количества данных к цветам изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном, причем упомянутые цвета организованы в компонентные изображения, и которое преобразование с сокращением количества включает в себя по меньшей мере применение преобразования DCT к блокам значений соседних цветовых составляющих, обеспечивая сжатую кодификацию (LDR_c) цветов пикселей изображения с более узким динамическим диапазоном яркости; и
- устройство (110) форматирования, выполненное с возможностью вывода в сигнале (S_im) изображения сжатой кодификации (LDR_c) и выполненное с возможностью дополнительного вывода в сигнале (S_im) изображения значений, кодирующих форму функции преобразований цвета в качестве метаданных, или значений для их обратных функций, причем упомянутые метаданные позволяют приемнику восстанавливать изображение (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном на основании изображения (LDR_o) с более узким динамическим диапазоном яркости, причем значения содержат RHO или значение, являющееся функцией RHO.
7. Декодер (150) изображения, выполненный с возможностью приема сигнала (S_im) изображения с широким динамическим диапазоном и содержащий:
- устройство (151) устранения форматирования, выполненное с возможностью получения сжатого пикселизированного изображения (LDR_c) с более узким динамическим диапазоном и параметрических данных (P) из сигнала (S_im) изображения; и
- декомпрессор (152), выполненный с возможностью применения по меньшей мере обратного преобразования DCT к сжатому пикселизированному изображению (LDR_c) с более узким динамическим диапазоном для получения пикселизированного изображения (LDR_t) с более узким динамическим диапазоном; и узел (153) преобразования динамического диапазона, выполненный с возможностью преобразования изображения (LDR_t) с более узким динамическим диапазоном в восстановленное изображение (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном, в котором узел (153) преобразования динамического диапазона содержит: a) узел (402) произвольного тонального отображения, выполненный с возможностью применения произвольного монотонно возрастающего тонального отображения, причем параметры, которые определяют его (P_CC), принимаются в параметрических данных (P), b) узел (403) первого тонального отображения, выполненный с возможностью применения отображения, определенного функцией вида: , причем RHO представляет собой постоянную, принятую в параметрических данных (P), и c) узел (404) преобразования гаммы, выполненный с возможностью применения отображения гаммы посредством принятого значения гаммы (GAM).
8. Декодер (150) изображения по п.7, содержащий узел (159) тонального переотображения, выполненный с возможностью применения дополнительного тонального отображения (Ff1, Ff2, …), принимаемого в сигнале (S_im) изображения, к изображению (LDR_t) с более узким динамическим диапазоном для получения второго изображения (LDR_ul) с более узким динамическим диапазоном, которое меняет на противоположное действие перераспределения кодов, ранее примененное кодером изображения с более узким динамическим диапазоном для получения уменьшенной полосатости по меньшей мере в области восстановленного изображения (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном.
9. Способ декодирования сигнала (S_im) изображения с широким динамическим диапазоном, содержащий этапы, на которых:
- получают сжатое пикселизированное изображение (LDR_c) с более узким динамическим диапазоном и параметрических данных (P) из сигнала (S_im) изображения; восстанавливают сжатое пикселизированное изображение (LDR_c) с более узким динамическим диапазоном посредством применения по меньшей мере обратного преобразования DCT к сжатому пикселизированному изображению (LDR_c) с более узким динамическим диапазоном для получения пикселизированного изображения (LDR_t) с более узким динамическим диапазоном; и преобразуют изображение (LDR_t) с более узким динамическим диапазоном в восстановленное изображение (Rec_HDR) с широким динамическим диапазоном посредством: a) применения произвольного монотонно возрастающего тонального отображения, причем параметры, которые определяют его (P_CC), принимаются в параметрических данных (P), b) применения отображения, определяемого по меньшей мере одним принимаемым параметром (RHO), причем отображение определяется функцией вида: , и c) применения отображения гаммы посредством принимаемого значения гаммы (GAM), которое предпочтительно равно 2,4.
Наверх