Декомпозиция уровней в иерархическом кодировании vdr

Декомпозиция уровней в иерархическом кодировании vdr

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/555978, поданной 4 ноября 2011 г., и предварительной заявки на патент США №61/596600, поданной 8 февраля 2012 г., которые обе полностью включаются в настоящее раскрытие посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение, в общем, относится к обработке изображений и, в частности, к кодированию, декодированию и представлению изображений с переменным динамическим диапазоном с использованием иерархического кодека VDR.

ПРЕДПОСЫЛКИ

[0003] Дисплейные технологии, разрабатываемые компанией Dolby Laboratories, Inc., и другими, способны воспроизводить изображения, имеющие расширенный динамический диапазон (HDR). Такие дисплеи могут воспроизводить изображения, которые более верно представляют сцены реального мира, чем традиционные дисплеи.

[0004] Для поддержки обратной совместимости, а также новых технологий HDR-дисплеев, при доставке видеоданных из устройства в восходящем направлении, такого, как многоуровневый видеокодер, к устройствам в нисходящем направлении может использоваться несколько уровней. Видеоданные со стандартным динамическим диапазоном (SDR), переносимые в базовом уровне (BL) из нескольких уровней, являются оптимизированными для режима просмотра на SDR-дисплеях, в то время как видеоданные с визуальным динамическим диапазоном (VDR), переносимые в комбинации базового уровня и уровня расширения (EL) из нескольких уровней, поддерживают режим просмотра VDR-дисплеев, имеющих более широкие динамические диапазоны, чем таковые для SDR-дисплеев. В том смысле, как они используются в настоящем раскрытии, кодеки, вовлеченные в кодирование и декодирование данных таких изображений, обозначаются как кодеки VDR, оптимизированные для SDR-дисплеев.

[0005] Данные изображения BL могут включать SDR-изображения с меньшей битовой глубиной (например, 8 битов на цветовую составляющую), полученные из исходных HDR-изображений с большей битовой глубиной (например, 12 или более битов на цветовую составляющую) из ввода данных изображения. SDR-изображения, кодированные в данных изображения BL, как правило, содержат корректуры цвета, выполняемые художниками-колористами для того, чтобы сделать SDR-изображения выглядящими как можно более реалистично в пределах относительно узкого, или стандартного, динамического диапазона. Например, информация цветовых тонов, относящаяся к некоторым или ко всем пикселам на входном HDR-изображении, может изменяться или корректироваться на SDR-изображении с целью создания реалистично выглядящего изображения в пределах стандартного динамического диапазона. Указанные корректуры цвета приводят к асимметричным отсечениям в различных цветовых каналах и вносят рукотворные изменения цвета, особенно, в относительно недодержанных или передержанных областях исходных HDR-изображений. SDR-изображение с корректурами цвета может позволять SDR-дисплеям демонстрировать детали изображения в темных областях и наиболее ярких участках исходного HDR-изображения.

[0006] Отсечение представляет собой один из типов изменения цвета, который изменяет/модифицирует значения пикселов за пределами границ в цветовых каналах так, чтобы результирующие значения пикселов находились в пределах целевого представляемого диапазона (который может находиться в пределах диапазона, поддерживаемого конкретным типом SDR-дисплеев, или в пределах диапазона, поддерживаемого каким-либо диапазоном SDR-дисплеев, или в пределах диапазона, поддерживаемого диапазоном VDR-дисплеев и т.д.). Отсечение может проявляться в нуле, одном или нескольких цветовых каналах (например, значения пикселов R, G и B в цветовом пространстве RGB в некоторой части HDR-изображения могут являться отсеченными на тонально отображенном изображении). Величины отсечения могут изменяться или могут не изменяться для цветовых каналов (например, большее отсечение - для зеленого, меньшее отсечение - для синего и т.д.).

[0007] Корректуры цвета, такие как отсечение, вносимые в SDR-изображения заставляют SDR-изображения содержать разное содержимое независимого происхождения из эквивалентных им VDR-изображений, и устройству в нисходящем направлении трудно или даже невозможно устранить их с целью реконструкции изображений с расширенным динамическим диапазоном без сложной обработки данных и без достаточно высокой битовой скорости передачи данных. Когда для передачи данных устройству в нисходящем направлении используется несколько уровней, обращение корректур цвета может потребовать передачи устройству в нисходящем направлении большого объема дополнительных данных изображения, например, на уровне расширения.

[0008] Подходы, описываемые в данном разделе, представляют собой подходы, который могут осуществляться, но необязательно являются подходами, которые были сформулированы или осуществлены ранее. Поэтому, если не указано иное, не следует полагать, что любой из подходов, описываемых в данном разделе, квалифицируется как известный уровень техники единственно в силу его включения в данный раздел. Аналогично, проблемы, распознаваемые в отношении одного или нескольких подходов, не следует полагать признанными на известном уровне техники на основе данного раздела, если не указано иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0009] Настоящее изобретение проиллюстрировано на примере, но не в качестве ограничения на фигурах сопроводительных графических материалов, на которых похожие ссылочные позиции относятся к сходным элементам, и на которых:

[00010] ФИГ. 1 иллюстрирует архитектуру кодека визуального динамического диапазона в базовом профиле в соответствии примерным вариантом осуществления;

[0010] ФИГ. 2 иллюстрирует архитектуру кодека визуального динамического диапазона в основном профиле в соответствии с примерным вариантом осуществления;

[0011] ФИГ. 3 иллюстрирует адаптирующееся к сцене квантование корректировки динамического диапазона, которое применяется в цветовом пространстве YCbCr, в соответствии с примерным вариантом осуществления;

[0012] ФИГ. 4А и ФИГ. 4В иллюстрируют примеры последовательностей операций процессов в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0013] ФИГ. 5 иллюстрирует примерную аппаратную платформу, на которой может быть реализован компьютер или вычислительное устройство, описываемое в настоящем раскрытии, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0014] ФИГ. 6 иллюстрирует пример последовательности процесса обнаружения переходных последовательностей и выбора между двумя схемами квантования согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0015] В настоящем раскрытии описываются примерные варианты осуществления, которые относятся к кодированию, декодированию и представлению изображений с переменным динамическим диапазоном с использованием иерархического кодека VDR. В нижеследующем описании с целью разъяснения многочисленные конкретные подробности излагаются для того, чтобы обеспечить исчерпывающее понимание настоящего изобретения. Однако будет очевидно, что настоящее изобретение может применяться на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях, хорошо известные конструкции и устройства не описываются в исчерпывающих подробностях с тем, чтобы избежать излишнего затруднения, усложнения или запутывания настоящего изобретения.

[0016] Примерные варианты осуществления описываются в настоящем раскрытии в соответствии со следующим планом:

1. ОБЩИЙ ОБЗОР

2. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ДОСТАВКА ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЙ

2.1. БАЗОВЫЙ ПРОФИЛЬ

2.2. ОСНОВНОЙ ПРОФИЛЬ

3. УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ КВАНТОВАНИЕ

4. ЛИНЕЙНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

5. ПРИМЕРНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАЦИЙ ПРОЦЕССОВ

6. АДАПТИВНАЯ КОРРЕКТИРОВКА ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

7. МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ - ОБЗОР АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

8. ЭКВИВАЛЕНТЫ, РАСШИРЕНИЯ, АЛЬТЕРНАТИВЫ И РАЗНОЕ

1. ОБЩИЙ ОБЗОР

[0017] Данный обзор представляет базовое описание некоторых особенностей примерного варианта осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что данный обзор не является всесторонним или исчерпывающим изложением особенностей примерного варианта осуществления. Более того, следует отметить, что данный обзор не следует понимать как идентифицирующий любые особенно значительные особенности или элементы примерного варианта осуществления, ни как очерчивающие какой-либо объем примерного варианта осуществления изобретения в частности, ни как очерчивающие изобретение в целом. Данный обзор лишь представляет в сжатой и упрощенной форме некоторые концепции, которые относятся к примерному варианту осуществления, и его следует понимать лишь как концептуальное вступление к более подробному описанию примерных вариантов осуществления изобретения, которое следует ниже.

[0018] В некоторых вариантах осуществления изобретения, иерархические кодеки VDR могут использоваться для доставки сжатых VDR-изображений (например, видеоизображений) в устройства обработки VDR-изображений (например, в VDR-дисплеи). В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «иерархический кодек VDR» может относиться к кодеку VDR, где сам по себе базовый уровень может не просматриваться на SDR-дисплеях. В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «VDR», или «визуальный динамический диапазон», может относиться к более широкому динамическому диапазону, чем стандартный динамический диапазон, и может включать широкий динамический диапазон вплоть до мгновенно воспринимаемого динамического диапазона и цветовую гамму, которую человеческое зрение может воспринимать в любой момент времени, но не ограничиваясь этим.

[0019] Иерархический кодек VDR, описываемый в настоящем раскрытии, который поддерживает VDR-изображения с большей битовой глубиной (например, 12+битов), может реализовываться двумя или большим количеством кодеков с меньшей битовой глубиной (например, 8 битов) на нескольких уровнях. Несколько уровней могут включать базовый уровень и один или несколько уровней расширения.

[0020] В резком противоречии с другими методиками, данные изображения базового уровня согласно методикам, описываемым в настоящем раскрытии, не должны поддерживать оптимизированный просмотр на SDR-дисплеях или создание SDR-изображений, выглядящих как можно лучше и согласующихся с человеческим восприятием, в пределах стандартного динамического диапазона. Вместо этого, данные изображения базового уровня согласно методикам, описываемым в настоящем раскрытии, должны поддерживать оптимизированный просмотр на VDR-дисплеях. В примерном варианте осуществления данные изображения базового уровня согласно методикам, описываемым в настоящем раскрытии, содержат специфическую структуру версии данных VDR-изображения с меньшей битовой глубиной, а остаточная разность между базовым уровнем и оригинальным VDR-изображением переносится на уровне расширения.

[0021] Также, согласно другим методикам, данные VDR-изображения и данные SDR-изображения, относящиеся к одним и тем же исходным изображениям, содержат разное содержимое изображения. Например, данные SDR-изображения на вводе кодера содержат в данном конкретном случае независимые изменения, которые неизвестны или не могут быть определены исходя из данных VDR-изображения на вводе кодера. Часто корректуры цвета или результаты цветокоррекции художником-колористом должны подвергаться экспертному анализу путем сравнения данных SDR-изображения с VDR-изображением после того, как данные SDR-изображения уже были изменены, например, художником-колористом.

[0022] В резком противоречии, согласно методикам, описываемым в настоящем раскрытии, данные VDR-изображения могут использоваться для доставки данных изображения базового уровня (BL) посредством иерархической декомпозиции, например, усовершенствованного квантования с последующим многоуровневым кодированием. Конкретные способы, применяемые при усовершенствованном квантовании, известны и даже целенаправленно выбираются иерархическим кодером VDR. Выбор/определение конкретного усовершенствованного квантователя для выполнения усовершенствованного квантования может основываться, например, на том, каким на стороне декодера VDR может быть качество изображения реконструированных VDR-изображений. Таким образом, усовершенствованное квантование согласно способам, описываемым в настоящем раскрытии, представляет собой одну или несколько операций, известных заранее (например, перед тем, как генерируются входные несжатые данные базового уровня в обработке базового уровня), управляемых и реализуемых иерархическим кодеком VDR, описываемым в настоящем раскрытии. Таким образом, согласно методикам, описываемым в настоящем раскрытии, можно избежать и исключить сложный анализ для определения различий между данными VDR-изображения и данными SDR-изображения, которые, согласно другим методикам, изменялись или генерировались независимо.

[0023] Кодеки, реализующие методики, описываемые в настоящем раскрытии, могут конфигурироваться для включения в них инструментов межуровневого предсказания для того, чтобы в полной мере использовать статистическую избыточность между данными изображения базового уровня (BL) и данными оригинального VDR-изображения. Данные изображений EL могут (возможно, только) переносить остаточные (или разностные) данные изображения вместо переноса большого объема данных VDR-изображения без использования статистической избыточности в данных изображения на различных уровнях.

[0024] В некоторых вариантах осуществления для дальнейшей минимизации объема данных VDR-изображения, которые подлежат переносу на уровнях расширения, может использоваться предсказание. В качестве специфического применения усовершенствованного иерархического кодера VDR, иерархическим кодером VDR может устанавливаться соответствующая взаимосвязь между усовершенствованным квантованием и предсказанием. На основе специфического применения усовершенствованного квантования, используемого для получения входных несжатых данных базового уровня, для обработки базового уровня, иерархический кодер VDR может выбирать среди ряда доступных способов предсказания соответствующий конкретный способ предсказания. В одном из примеров, если для усовершенствованного квантования используется линейное квантование, для предсказания может использоваться способ предсказания на основе многочленов первого порядка. В другом примере, если при усовершенствованном квантовании используется кривая квантования (например, сигмоидальная кривая, функция вида мю, кривая на основе человеческого восприятия и т.д.), для предсказания может использоваться соответствующий кривой квантования способ предсказания на основе многочлена более высокого порядка (второго или более высокого порядка). В другом примере, если при усовершенствованном квантовании используется (векторное) квантование между цветовыми каналами (например, наклон/смещение/мощность/цветовой тон/насыщенность, используемые в операции первичной цветокоррекции), для предсказания может использоваться соответствующее предсказание между цветовыми каналами. В еще одном примере, если при усовершенствованном квантовании используется кусочное квантование, для предсказания может использоваться способ предсказания, соответствующий кусочному квантованию. Соответствующий способ предсказания может предварительно конфигурироваться или динамически выбираться иерархическим кодером VDR, поскольку иерархическому кодеру VDR заранее (например, без анализа результата усовершенствованного квантования) известно, использовалось ли при усовершенствованном квантовании какое-либо квантование, и какого типа квантование использовалось, например, линейное квантование, криволинейное квантование, квантование между цветовыми каналами, кусочное квантование, квантование на основе справочной таблицы (LUT), какое-либо специальное сочетание разных типов квантования и т.д.

[0025] В резком противоречии, согласно другим методикам, так как корректуры цвета в данных входного SDR-изображения на базовом уровне, такие, как корректуры, вносимые художником-колористом, выполняются независимо, трудно определить, какой способ следует применить для предсказания в отсутствие дорогостоящей обработки сравнения и анализа на независимо отличающемся содержимом изображений как для данных входного SDR-изображения на базовом уровне, так и для данных входного VDR-изображения.

[0026] Таким образом, согласно способам, описываемым в настоящем раскрытии, в некоторых вариантах осуществления можно исключить или избежать сложных и дорогостоящих анализов (например, в операциях предсказания) для определения различий в VDR-содержимом и независимо измененном содержимом базового уровня. Иерархический кодек VDR может реализовывать для корреляции усовершенствованного квантования с предсказанием логику усовершенствованного квантования и обработки.

[0027] В некоторых вариантах осуществления даже если иерархический кодек VDR не рассчитан на создание данных изображения базового уровня, оптимизированных для просмотра на SDR-дисплеях, иерархический кодек VDR по-прежнему может широко использовать повторно компоненты в кодеке VDR с оптимизацией базового уровня. В одном из вариантов осуществления иерархический кодер VDR может добавлять один или несколько модулей или модифицировать один или несколько модулей в инфраструктуре кодека VDR, оптимизированной для SDR-дисплеев с целью генерирования входного изображения базового уровня посредством усовершенствованного квантования при обработке базового уровня из данных VDR-изображения. Таким образом, иерархический кодер VDR может нуждаться только в единичном вводе содержимого изображения из данных входного VDR-изображения, а не одного ввода содержимого изображения для VDR и еще одного ввода отличающегося содержимого изображения для SDR. Например, модуль преобразования в иерархическом кодере VDR может реализовывать усовершенствованное квантование для преобразования 16-битных VDR-данных RGB в 8-битные данные YCbCr в качестве данных входного изображения базового уровня в обработку базового уровня.

[0028] В примерном варианте осуществления иерархический кодек VDR может конфигурироваться для широкой поддержки синтаксиса, описания и архитектуры кодирования обработки опорного значения VDR, определяемого, например, в промышленном стандарте, описании, защищенном правами собственности, расширении промышленного стандарта или в сочетании вышеизложенного. В примерном варианте осуществления один или несколько вводов и выводов иерархического кодека VDR (кодера и/или декодера) являются такими же или по существу сходными с таковыми, которые описываются техническими условиями или профилями VDR для кодека VDR, оптимизированного для SDR-дисплеев. Иерархический кодек VDR может представлять собой средство для обработки и представления 12+-битных VDR-изображений через два (недорогих) 8-битных декодера, избегая необходимости в использовании дорогого 12+-битного декодера для обеспечения для VDR-изображений качества изображения, сходного с точки зрения восприятия. В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «N+-битное изображение» может относиться к изображениям, которые представляются с использованием N и более битов на каждую цветовую составляющую, и содержат по меньшей мере одну цветовую составляющую. В некоторых вариантах осуществления, для, по меньшей мере, некоторых операций в устройстве может параллельно действовать более одного декодера с меньшей битовой глубиной в кодеке и/или более одного кодера с меньшей битовой глубиной, и они могут совместно выполнять кодирование и декодирование данных VDR-изображения.

[0029] Практические выгоды вариантов осуществления, описываемых в настоящем раскрытии, включают в качестве неограничивающих примеров доставку высококачественных данных VDR-изображения конечным потребителям, которые озабочены только конечным качеством VDR и не заботятся или даже не смотрят на версию SDR, которая может быть сконструирована из данных изображения базового уровня.

[0030] В некоторых вариантах осуществления для действия в нескольких режимах может использоваться комбинированный кодек (который может представлять собой кодер VDR или декодер VDR). Один из рабочих режимов для комбинированного кодека может размещать комбинированный кодек для работы в качестве иерархического кодека VDR, в то время как один из других рабочих режимов для комбинированного кодека также может допускать кодирование базового уровня, которое является подходящим для просмотра на SDR-дисплеях. Как результат, в некоторых примерных вариантах осуществления кодированные битовые потоки, которые соответствуют любым из технических условий VDR, могут должным образом декодироваться комбинированным декодером VDR. Как результат, в некоторых примерных вариантах осуществления кодированные битовые потоки, которые соответствуют любым из технических условий VDR, могут должным образом генерироваться комбинированным кодером VDR.

[0031] В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения, в данные изображения базового уровня и уровня расширения, подлежащие доставке из устройства в восходящем направлении в устройство в нисходящем направлении, также могут включаться данные, необходимые для других приложений. В некоторых примерных вариантах осуществления базовым уровнем и уровнем расширения, описываемым в настоящем раскрытии, могут поддерживаться дополнительные и/или независимые характерные признаки.

[0032] В некоторых примерных вариантах осуществления механизмы, описываемые в настоящем раскрытии, образуют часть системы обработки медиаданных, включающей в качестве неограничивающих примеров какое-либо из следующих устройств: карманное устройство, игровой автомат, телевизор, портативный персональный компьютер, нетбук, планшетный компьютер, сотовый радиотелефон, электронная книга, терминал торговой точки, настольный компьютер, автоматизированное рабочее место, компьютерный киоск или терминалы и модули обработки медиаданных других видов.

[0033] Специалистам в данной области техники будут легко видны различные модификации предпочтительных вариантов осуществления и общих принципов и характерных признаков, описываемых в настоящем раскрытии. Поэтому данное раскрытие не предполагается как ограничивающееся показанными вариантами осуществления, но должно согласовываться с самым широким объемом в соответствии с принципами и характерными признаками, описываемыми в настоящем раскрытии.

2. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ДОСТАВКА ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЙ

[0034] В некоторых вариантах осуществления базовый уровень и один или несколько уровней расширения могут использоваться, например, устройством в восходящем направлении (например, кодером 102 VDR-изображений по ФИГ. 1 или кодером 202 VDR-изображений по ФИГ. 2) для доставки данных изображения в одном или нескольких видеосигналах (или кодированных битовых потоках) устройству в нисходящем направлении (например, декодеру 150 VDR-изображений по ФИГ. 1). Данные изображения могут содержать данные изображения базового уровня с меньшей битовой глубиной, квантованного из VDR-изображения с большей битовой глубиной (например, 12+битов) и переносимого в контейнере изображения базового уровня (контейнере изображения YCbCr 4:2:0), и данные изображения уровня расширения, содержащие остаточные значения между VDR-изображением и предсказанным кадром, генерируемым исходя из данных изображения базового уровня. Данные изображения базового уровня и данные изображения уровня расширения могут приниматься и использоваться устройством в нисходящем направлении для реконструкции версии VDR-изображения с большей битовой глубиной (12+битов).

[0035] В некоторых вариантах осуществления данные изображения базового уровня не предназначены для генерирования SDR-изображения, оптимизированного для просмотра на SDR-дисплеях; вместо этого, данные изображения базового уровня совместно с данными изображения уровня расширения оптимизированы для реконструкции высококачественных VDR-изображений для просмотра на VDR-дисплеях.

2.1. БАЗОВЫЙ ПРОФИЛЬ

[0036] На ФИГ. 1 показана архитектура кодека VDR в базовом профиле в соответствии с примерным вариантом осуществления. В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «базовый профиль» может относиться к простейшему профилю кодера в системе кодирования VDR. В варианте осуществления базовый профиль ограничивает всю обработку видеоданных на базовом уровне кодирования и уровне расширения цветовым пространством YCbCr 4:2:0. В примерном варианте осуществления изобретения, предсказание может осуществляться в пространстве YCbCr согласно схеме дискретизации 4:2:0; для предсказания может использоваться, например, способ многочленного предсказания/предсказания 1D LUT. В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство в восходящем направлении, которое доставляет данные VDR-изображения в устройства в нисходящем направлении, может содержать кодер 102 VDR-изображений, реализующий одну или несколько методик, описываемых в настоящем раскрытии, и, в то же время, устройство в нисходящем направлении, которое принимает и обрабатывает видеосигналы из кодера 102 VDR-изображений, может содержать декодер 150 VDR-изображений, реализующий одну или несколько методик, описываемых в настоящем раскрытии. Каждое из указанных устройств, кодер 102 VDR-изображений и декодер 150 VDR-изображений, может реализовываться одним или несколькими вычислительными устройствами.

[0037] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений сконфигурирован для приема входного VDR-изображения (106). В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «входное VDR-изображение» относится к данным изображения с широким или расширенным динамическим диапазоном, которые могут использоваться для получения VDR-версии исходного изображения (например, необработанное изображение, зафиксированное устройством высокого класса для получения изображений и т.д.), которое дает начало входному VDR-изображению. Входное VDR-изображение может находиться в любом цветовом пространстве, которое поддерживает цветовую гамму расширенного динамического диапазона. В некоторых вариантах осуществления входное VDR-изображение (106) является единственным вводом относительно исходного изображения, который доставляет данные изображения для кодера (102) VDR-изображений с целью кодирования; данные входного изображения относительно исходного изображения для обработки на базовом уровне согласно способам, раскрываемым в настоящем раскрытии, могут генерироваться на основе входного VDR-изображения (106) с использованием усовершенствованного квантования.

[0038] В примерном варианте осуществления входное VDR-изображение, как показано на ФИГ. 1, представляет собой 12+-битное изображение RGB в цветовом пространстве RGB. В одном из примеров, каждый пиксел, представленный на входном VDR-изображении, содержит значения пиксела для всех каналов (например, для красного, зеленого и синего цветовых каналов), определенных для цветового пространства (например, для цветового пространства RGB). Необязательно и/или в качестве альтернативы каждый пиксел может содержать значения пиксела, подвергнутые повышающей или понижающей дискретизации, для одного или нескольких каналов в цветовом пространстве. Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления в дополнение к трем основным цветам, таким, как красный, зеленый и синий, в цветовом пространстве, описываемом в настоящем раскрытии, могут одновременно использоваться и другие основные цвета, например, для поддержки широкой цветовой гаммы; в таких вариантах осуществления данные изображения, описываемые в настоящем раскрытии, содержат дополнительные значения пиксела для этих других основных цветов, и они могут одновременно обрабатываться по методикам, описываемым в настоящем раскрытии.

[0039] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений сконфигурирован для преобразования значений пикселов входного VDR-изображения из первого цветового пространства (например, цветового пространства RGB) во второе цветовое пространство (например, в цветовое пространство YCbCr). Преобразование цветового пространства может выполняться, например, модулем (108) RGB-2-YCbCr в кодере (102) VDR-изображений.

[0040] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений или понижающий дискретизатор (например, понижающий дискретизатор 110 в диапазоне 444-420) в нем, сконфигурирован для понижающей дискретизации VDR-изображения (например, в формате дискретизации 4:4:4) в цветовом пространстве YCbCr в подвергнутое понижающей дискретизации 12+-битное VDR-изображение 112 (например, в формате дискретизации 4:2:0). Без учета эффектов сжатия, общий объем данных изображения в канале цветности 12+-битного VDR-изображения (112), подвергнутого понижающей дискретизации, может составлять в размере одну четверть от общего объема данных изображения в канале светимости 12+-битного VDR-изображения (112), подвергнутого понижающей дискретизации.

[0041] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений сконфигурирован для выполнения усовершенствованного квантования на данных изображения YCbCr (в настоящем примере, в формате дискретизации 4:2:0), как подвергнутых понижающей дискретизации из VDR-изображения (в формате дискретизации 4:4:4), с целью генерирования 8-битного изображения (114) BL в цветовом пространстве YCbCr. Как проиллюстрировано на ФИГ. 1, оба изображения, 12+-битное VDR-изображение (112) и 8-битное изображение (114) BL, генерируются после одной и той же понижающей дискретизации цветности и поэтому содержат одно и то же содержимое изображения (например, 8-битное изображение 114 BL является более грубо квантованным, чем 12+-битное VDR-изображение 112).

[0042] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений, или первый кодер (116-1) в нем, сконфигурирован для кодирования/форматирования 8-битного изображения (214) BL в цветовом пространстве YCbCr в данные изображения в контейнере изображения базового уровня в формате дискретизации 4:2:0. В некоторых вариантах осуществления указанные данные изображения в контейнере изображения базового уровня не предназначены для генерирования SDR-изображений, оптимизированных для просмотра на SDR-дисплеях; точнее, данные изображения в контейнере изображения базового уровня оптимизированы для содержания оптимального объема данных изображения базового уровня в контейнере изображения с меньшей битовой глубиной с целью минимизации общей потребности в битах для данных VDR-изображения, подлежащих переносу на нескольких уровнях с целью реконструкции в VDR-изображение, оптимизированное для VDR-дисплеев. В том смысле, как он используется в настоящем раскрытии, термин «меньшая битовая глубина» относится к данным изображения, квантованным в кодовом пространстве, которое имеет меньшую битовую глубину; один из примеров меньшей битовой глубины содержит 8 битов, в то время как термин «большая битовая глубина» относится к данным изображения, квантованным в кодовом пространстве, которое имеет большую битовую глубину; одним из примеров большей битовой глубины является битовая глубина 12 битов или более. В частности, термины «меньшая битовая глубина» и «большая битовая глубина» не относятся к самым младшим битам или самым старшим битам значения пиксела.

[0043] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений генерирует на основе данных изображения в контейнере изображения базового уровня видеосигнал базового уровня, который может выводиться в видеодекодер (например, в декодер 150 VDR-изображений или в первый декодер 152-1 в нем) в устройстве в нисходящем направлении.

[0044] В примерном варианте осуществления декодер (120) в кодере (102) VDR-изображений декодирует данные изображения в контейнере изображения базового уровня в декодированное изображение базового уровня, в настоящем примере, в формате дискретизации 4:2:0. Декодированное изображение базового уровня отличается от 8-битного изображения (114) BL, поскольку декодированное изображение базового уровня содержит кодовые изменения, ошибки округления и приближения, вносимые в операции кодирования и декодирования, выполняемые первым кодером (116-1) и декодером (120).

[0045] Данные реконструкции VDR-изображения в дополнение к тем, которые содержатся в видеосигнале базового уровня, могут доставляться кодером VDR-изображений в устройство в нисходящем направлении на одном или нескольких уровнях расширения, отдельных от базового уровня. В некоторых вариантах осуществления изобретения VDR-изображение (112) с большей битовой глубиной в цветовом пространстве YCbCr может предсказываться исходя либо из соседних дискретных значений в том же самом кадре изображения (с использованием внутреннего предсказания), либо из дискретных значений кадров ранее декодированного изображения (внешнее предсказание), которые принадлежат одному и тому же уровню и буферизуются как опорные значения предсказания с компенсацией движения в буфере предсказанного кадра изображения. Межуровневое предсказание также может, по меньшей мере, частично основываться на декодированной информации из других уровней (например, из базового уровня).

[0046] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений содержит модуль (122) обработки предсказания, который выполняет одну или несколько операций, относящихся к предсказанию. Предсказание, реализуемое модулем обработки предсказания (например, модулем 122), может уменьшать непроизводительные затраты при реконструкции VDR-изображения VDR-видеодекодером (например, 150 по ФИГ. 1). В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений сконфигурирован для определения, по меньшей мере, частично на основе 12+-битного VDR-изображения (112) и декодированного изображения базового уровня, посредством внешнего или внутреннего предсказания (или оценки, или других способов), набора параметров отображения для предсказания (134). Модуль (122) обработки предсказания может генерировать 12+-битное предсказанное изображение в цветовом пространстве YCbCr на основе набора параметров (134) отображения и декодированного изображения базового уровня. В том смысле, как они используются в настоящем раскрытии, примеры параметров отображения могут включать, но ограничиваться только параметрами многочлена, используемого для предсказания.

[0047] В примерном варианте осуществления кодер (102) VDR-изображений сконфигурирован для генерирования остаточных значений (130) между 12+-битным VDR-изображением (112) и предсказанным изображением, генерируемым модулем (122) обработки предсказания. Остаточные значения в цветовом канале (например, в канале светимости) могут представлять собой разности, полученные посредством операций вычитания (например, 126) в линейной или логарифмической области. В альтернативном варианте и/или необязательно, остаточные значения в цветовом канале (например, в канале светимости) могут представлять собой отношения, полученные посредством операций деления в линейной или логарифмической области. В различных примерных вариантах осуществления с целью генерирования остаточных значений (130) между 12+-битным VDR-изображением (112) и предсказанным изображением может использоваться одно или несколько математических представлений и соответствующих операций.

[0048] В варианте осуществления, если не принимать во внимание разности, вносимые путем усовершенствованного квантования (или процесса псевдоцветокоррекции), 12+-битное VDR-изображение (112) и 8-битное изображение (114) BL содержат одно и то же содержимое изображения. В варианте осуществления 12+-битное VDR-изображение (112) содержит такую же информацию цветности, что и 8-битное изображение (114) BL, если не принимать во внимание шумы квантования или разности, вносимые усовершенствованным квантованием (или процессом псевдоцветокоррекции). В варианте осуществления области средних тонов и темные области на 12+-битном изображении (112) могут кодироваться на базовом уровне в условиях усовершенствованного квантования, где наиболее яркие области на 12+-битном изображении (112) могут кодироваться на уровнях расширения в условиях того же ус