CN109891888A - 基于内部的局部层间预测方法 - Google Patents

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Abstract

当执行层间预测时，本方法和装置通过基于用于使用内部LDR模式对LDR块进行内部预测的、LDR层中使用的像素，并且还基于用于使用相同的内部LDR模式的中间内部预测块的、HDR层中的同源像素，做出预测层间确定(诸如从LDR层到HDR层)。通过使用这些基础，可以估计逆色调映射函数，并且然后将该估计的函数应用到LDR块，以便确定层间HDR预测块。

Description

基于内部的局部层间预测方法
技术领域
本发明涉及数字视频压缩，并且更具体地，涉及用于通过利用基于内部的局部层间预测、经由基层的预测块来改进增强层块的预测的方法。
背景技术
可扩展视频编码和解码的高动态范围(HDR)通常涉及色调映射基层，Ib专用于低动态范围视频(LDR)编码，以及增强层，Ie′专用于HDR编码。LDR图像帧具有低于HDR图像的动态范围的动态范围。
通常，当在视频编码布置中使用时，色调映射运算符(TMO)被直接应用到HDR图像信号，以便获得LDR图像信号。色调映射运算符可以再现HDR图像中可用的各种值，以便在LDR显示器上显示。然后，LDR图像能够被显示在标准LDR显示器上。
在该领域中，有各种各样的色调映射运算符可供使用。这些运算符的两种类型称为全局运算符和局部运算符。这些运算符中的许多(如果不是大多数)是非线性的。这些类型的色调映射运算符的示例在本领域中是公知的，并且在以下示例性文献中给出：Z.Mai等人的“On-the-fly tone mapping for backward-compatible high dynamic rangeimage/video compression”，2010年IEEE电路与系统国际研讨会(ISCAS)会议录(2010年5月至6月)；M.Grundland等人的“Nonlinear multiresolution blending”，MachineGraphics&Vision International Journal，第15版，第3号，第381-390页(2006年2月)；Z.Wang等人“Interactive tone mapping for high dynamic range video”，ICASSP2010；P.Burt等人的“The Laplacian Pyramid as a compact image code”，IEEE Transactionson Communications，第31版，第4号，第532-540页(1983年4月)；P.Burt的“The Pyramid asStructure for Efficient Computation”，多分辨率图像处理和分析，信息科学中Springer系列的第12版第6-35页(1984)；Z.Jiedu等人的，WIPO国际公布号WO 2011/002505，题为“Zone-based tone mapping”；以及D Thoreau等人的，WIPO国际公布号WO2010/018137，题为“Method for modifying a reference block of a reference image，method for encoding or decoding a block of an image by help of a referenceblock and device therefore and storage medium or signal carrying a blockencoded by help of a modified reference”。
全局运算符使用HDR帧的特征来计算用于整个图像的单调增加的色调映射曲线。因此，这些运算符可以确保空间亮度的一致性。但是，这些色调映射运算符通常无法再现HDR图像帧中包含的更精细的细节。为了执行逆色调映射，必须将某些参数发送到解码器，使得解码器“获知”在编码期间应用的全局色调映射曲线。
与全局色调映射运算符相比，局部运算符基于其空间邻域对帧中的每个像素进行色调映射。这些局部色调映射技术增加了局部空间对比度，从而提供更详细的帧。
虽然已知这些运算符的应用会导致时间相干性降低的某些问题，但是色调映射运算符的这种非线性特性会在对某些类型的预测(诸如层间预测等)执行逆色调映射(即iTMO)时产生显着的低效率和潜在问题。层间预测的一个示例涉及预测来自来自基层Ib的预测块的增强层Ie的块be，基层预测块是否已经在空间可扩展性环境中被上采样或者在SNR可扩展性环境中未被上采样。
发明内容
当执行层间预测时，现有技术图像编码和解码系统的问题和低效率通过本文公开的主题方法和装置通过以下方式克服：通过基于用于使用内部LDR模式对LDR块进行内部预测的、LDR层中使用的像素，并且还基于用于使用相同的内部LDR模式的中间内部预测块的、HDR层中的同源像素，做出预测的层间确定(诸如从LDR层到HDR层)。通过使用这些基础(bases)，可以估计逆色调映射函数，以及然后将该估计的函数应用到LDR块，以便确定层间HDR预测块。然后，这允许图像编码和解码操作更有效地进行。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本发明的教导，其中：
图1图示了空间预测；
图2图示了内部(intra)4×4预测；
图3图示了内部8×8预测；
图4图示了根据HEVC标准的内部预测模式；
图5(a)和(b)分别从基层和增强层的角度示出了根据本发明原理的概念操作、图像块和其他参数；
图6示出了根据本发明原理实现的编码器的框图表示；和
图7示出了根据本发明原理实现的解码器的框图表示。
图8示出了根据本文实施例的方法的一个实施例。
图9示出了根据本文实施例的方法的另一实施例。
图10示出了执行本文实施例的方法的装置的一个实施例。
应当理解，附图是出于说明本发明的概念的目的，并不一定是用于说明本发明的唯一可能的配置。为了便于理解，在可能的情况下，相同的附图标记已经被用于表示附图中共有的相同元件。
具体实施方式
本方法和装置旨在改进LDR-HDR可扩展视频编码的上下文中的层间预测的处理。可扩展性可以涉及SNR可扩展性和空间可扩展性，这两者在本领域中是公知的。尽管下面的描述可能主要集中在SNR可扩展应用上，但是应该理解，本方法和装置同样适用于执行块上采样的空间可扩展性环境。
为了理解本文描述的某些概念，相信提供关于在数字视频压缩技术中使用的各种标准中的两个的空间预测原理的以下背景信息是有益的。这两个标准被称为高效视频编码(HEVC)和高级视频编码(AVC)。有关这些众所周知的标准的信息如下：
·高效视频编码(HEVC)，也称为H.265和MPEG-H第2部分，于2014年作为ITU-T，高效视频编码(HEVC)，ITU-T H.265建议书|国际标准ISO/IEC 23008-2发布；
·高级视频编码(AVC)，也称为H.264或MPEG-4第10部分，于2002年作为ITU-T，Rec.H264|ISO/IEC 14496-10 AVC(MPEG-4)发布。
在H.264标准中，内部4×4和内部8×8预测对应于基于相邻重构像素的要被编码的当前块的像素的空间估计。要被编码的当前块在图1中示出为“blc”。
在H.264的内部4×4模式预测中，预测取决于重构的相邻像素，如图1所示。应该理解，在图1中，“blc”表示要被编码的当前块，blc上方和左侧的阴影区域对应于重构的像素或因果区域，图片(图像)的剩余非阴影部分尚未被编码，并且因果部分内的左列和顶线的像素(示出为与blc相邻的黑点)用于进行对blc的空间预测。
关于内部4×4预测，图2中图示了不同的模式。H.264标准指定了不同的方向预测模式，以便详细说明像素预测。在宏块(MB)的4×4和8×8块大小上定义了九个内部预测模式，示出为模式0-8。如关于图2所描述的那样，这些方向模式中的八个包括基于当前块周围的像素(左列和顶线)进行预测的1D方向外推。内部预测模式2(DC模式)将预测块像素定义为可用周围像素的平均。
示例性4×4预测进行如下：
·在模式1(水平)中，利用重构的像素“J”(左列)预测像素“e”、“f”、g“和”h“。
·在模式5中，例如，“a”由(Q+A+1)/2预测，“g”和“p”由(A+2B+C+2)/4预测。
图3示出了内部8×8预测的原理。这些8×8预测进行如下，例如：
·设“prd(i，j)”表示预测当前块的像素，以及坐标(i，j)表示块中的排(行)和列，使得块中的第一个像素位于当前块中最左边的列的顶行，并由索引(0，0)表示。
·在模式1(水平)中，例如，利用重构的“Q”像素预测像素prd(0，0)、prd(0，1)、...和prd(0，7)。
·在模式5中，例如，prd(0，0)由(M+A+1)/2预测，以及prd(1，2)和prd(3，3)都由(A+2B+C+2)/4预测。
使用与内部16×16宏块中的亮度分量类似的预测技术来预测宏块的色度样本。支持四种预测模式。预测模式0是垂直预测模式，模式1是水平预测模式，并且模式2是DC预测模式。指定这些预测模式类似于内部4×4中的模式。
然后使用不同的预测方向执行内部预测。在残余(其是当前块和预测块之间的差)之后，使用诸如离散余弦变换的技术进行频率变换。然后在最终被发出之前对其进行量化和熵编码。
在编码之前，从可用的九种预测模式中选择最佳预测模式。对于方向预测，例如，可以使用绝对差度量之和(SAD)。在要被编码的当前块和被预测的块之间计算该度量。针对每个子分区编码预测模式。
HEVC内部预测根据块大小进行操作。来自空间相邻块的先前解码的边界样本用于形成预测信号。对于从4×4到32×32的块大小，定义了具有33种不同方向取向或方向模式的方向预测。可能的预测方向如图4所示。可替换地，也可以使用平面预测和DC预测。平面预测假设振幅表面具有从边界导出的水平和垂直斜率，而DC预测假设平坦表面具有与边界样本的平均值匹配的值。
对于色度，可以明确地发信号通知水平、垂直、平面和DC预测模式。可替换地，可以将色度预测模式指示为与亮度预测模式相同。
如上所述示出的方向预测模式和模式索引的概念被认为已经为读者充分开发，以便继续描述本发明的主题。
内部预测是图像和视频压缩方法的关键组成部分。给定观察或在空间邻域中的已知样本，内部预测的目标是估计要被预测的块的未知像素。
在可缩放HDR视频编码的上下文中，本文公开的实施例的目的是改进来自专用于当前HDR增强层Ie的基层Ib的HDR预测。由于图像在基层中被色调映射，因此需要对来自基层的预测进行逆色调映射。本文公开的方法和装置旨在通过局部考虑LDR层中用于LDR块的内部预测的像素和HDR层中的同源像素以便估计逆色调映射函数，然后将该函数应用到LDR块以便产生层间HDR预测块，来改进现有技术的层间预测LDR至HDR。也就是说，诸如从LDR层到HDR层的预测层间确定是要基于用于使用内部LDR模式对LDR块进行内部预测的、LDR层中使用的像素，并且还基于用于使用相同的内部LDR模式的中间内部预测块的、HDR层中的同源像素。本系统和方法避免在所考虑的LDR和HDR块周围使用预定模板(即，形状)的像素。
本文描述的技术适用于HDR SNR可扩展视频编码，其中由特定色调映射运算符导出的色调映射基层Ib专用于LDR视频编码，而相应的增强层Ie专用于HDR视频编码。在这种情况下，对于增强层的给定分量be，i(要编码)的当前块的编码，其中分量I是R、G或B，例如，有必要找到从基层bb＞i中的并置(即，同源)块中提取的预测块。使用估计函数对该基层块进行逆色调映射，以产生层间预测块。从LDR层到HDR层的这种层间预测通过在局部考虑以下因素来实现：
·用于LDR块的内部预测块的、LDR层中使用的像素，和
·用于使用相同的内部LDR模式的中间内部预测块的、HDR层中的同源并置像素。
以便估计逆色调映射函数，以及然后将该估计的函数应用到LDR块。
从以下描述性概述可以理解编码方法和等效编码器装置。对于给定HDR图像像素块的任何分量(例如，R、G、B)的编码，必须考虑并置(并因此同源)的重构LDR块。如果LDR块是内部编码的，则该方法通过保持或构造使用LDR内部模式nrib计算的LDR内部预测块来进行。然后使用相同的LDR内部模式nrib来构造中间HDR内部预测块。在LDR内部预测块和中间内部HDR预测块之间估计变换函数F()。然后将估计的变换函数F()应用到给定分量的LDR块，以便产生层间预测块。然后，对当前块和层间预测块之间计算的预测误差进行量化和编码以进行传输。
以类似的方式，可以从以下描述性概述中理解解码方法和等效解码器装置。接收给定的HDR像素块用于解码。如果LDR并置块(即，同源块)是内部编码的，则对于给定HDR图像像素块的任何分量(例如，R、G、B)，使用LDR内部模式nrib来构造中间HDR内部预测块。在LDR内部预测块和中间内部HDR预测块之间估计变换函数F()。然后将估计的变换函数F()应用到给定分量的LDR块，以便产生层间预测块。在当前块和层间预测块之间计算预测误差块。对预测误差块执行解码和去量化。最后，通过将预测误差块添加到层间预测块来重构HDR解码块。
上面描述的用于编码和解码的关键操作在图5(a)和(b)中示出。图5(a)涉及在基层中重构过程中的图像块，而图5(b)涉及在增强层中的重构过程中的图像块。图像块的阴影部分表示块的重构部分，而非阴影部分表示尚未重构的部分。
图5(b)中所示的、与增强层图像Ie的给定I分量的当前块有关的符号是：
·预测增强层的当前块(未知并被示为非阴影框)为3/4；和
·与当前块相邻的已知重构的(或解码的)像素是3/4，并且被示为小的相邻点。
下标索引k、u和I分别表示“已知”、“未知”和分量索引(例如，i＝r、g或b)。这样，用于编码的当前块被表示为
图5(b)中所示的、与基层Ib的图像有关的符号是：
·基层的并置块，已知为3/4-应该理解该块与当前块并置或同源，以便预测增强层中的块；和
·和与当前块并置或同源的块相邻的已知重构的(或解码的)像素是X^。
块被引用为同源或并置的事实意味着它们适合于增强层和基层中的块的基本相同的部分。
目标是针对每个分量I，确定来自并置的基层块的当前增强层块3/4的预测块。如图5(a)和5(b)所示，层间预测基于从基层和增强层内部预测块和估计的功能变换F()。
该变换F()基于偏移o和扩展因子s。在利用内部预测块和进行层间预测的情况下，变换F()给出如下：
F(x)＝s·x+o (1)
通过来自增强层和基层预测块的像素y和x的线性回归来获得扩展因子s。每个块由n个像素组成，并且小写符号表示由大写符号表示的块内的像素。扩展因子s确定如下：
其中：
并且
j是块内像素的索引。偏移值o确定如下：
当从和估计F(X)时，增强层的当前块3/4的预测3/4从基层的块计算为：
其中χε3/4且
使用当前块和当前块的预测来计算预测残余的块如下所示：
然后将诸如离散余弦变换(DCT)的变换应用到预测残余的块得到经变换的系数：
最后，在进行熵编码和在比特流中发送之前，变换后的系数re可以被量化为req。为了重新用于帧间图像、内部图像和层间预测，从去量化的预测误差redq中局部重构块，并将块添加到预测3/4，以产生重构的(或解码的)块其中上标“′”旨在表示“重构的”或“解码的”，下标“K”表示该块现在在编码器或解码器侧已知。
在采用主题方法的技术时，显而易见的是，通过估计变换函数F()的参数获得的优点，其基于用于内部预测的、LDR层中使用的像素，以及HDR层和整个预测块中的同源像素，即，LDR预测块和中间HDR预测块，来自使用由例如H.264和HEVC的空间内部外推预测模式给出的外推像素以及在估计F()函数的参数(参见方程1、2和3)的估计中预测块内的“良好”外推像素的影响，而不是仅由现有技术指定的相邻像素。
图6是图示根据本发明中的原理实现的编码器的示例性实施例的示意性框图。将参考图6描述可扩展编码处理的示例。
如图6所示，编码器200通常包括两个部分，一个是用于编码基层的第一编码器元件205-245，以及另一个是用于编码增强层的第二编码器元件250-295。
编码器在基层和增强层中的每一个中将HDR图像块be序列编码为像素块序列。通过色调映射运算器205(TMO)对HDR增强层(el)的原始图像块be进行色调映射，以生成LDR基层(bl)的原始色调映射图像块bbc。HDR增强层的原始图像块be可能已经存储在装置的缓冲器或存储设备中。
如下所述，在基层中，第一编码器元件205-245执行将HDR图像块bbc的色调映射表示到基层的块序列中包括的基层残差块rb的第一编码，而在由包括在多个模式索引中的模式索引mb标识的内部图像预测模式中，其中该第一编码被配置用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块(也被示为)。
利用LDR基层的原始图像块bbc和存储在参考帧缓冲器210中的先前解码的图像，运动估计器215利用模式索引mb确定最佳图像预测图像块
当用于模式决定处理的元件220从空间预测器225选择图像预测图像块时，通过组合器230利用原始图像块bbc和内部预测图像块之间的差来计算残余预测误差rb。
残余预测误差rb经由离散余弦变换来进行变换，并由变换器/量化器235量化，然后来自元件235的输出rbq由熵编码器240进行熵编码并发送以便在基层比特流中传输。另外，在组合器245中通过将由逆变换器/去量化器242生成的逆变换和量化预测误差rb添加到预测图像块来局部重构解码块bb。重构的(或解码的)的帧存储在基层参考帧缓冲器210中。
应当注意，根据本实施例，除了元件255-260之外，增强层中的第二编码器元件250-295的结构在操作上与基层中的第一编码器元件210-245相同。第二编码器元件在增强层中执行将HDR图像块be到增强层的块序列中包含的增强层残差块re的第二编码，其中该第二编码利用来自基层编码的相同的模式索引mb来执行，并且其中该第二编码被配置用于产生与所述基层内部预测块同源的至少一个中间增强层内部预测块第二编码还包括：估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块(也被示为)之间的变换函数F()；通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块3/4；以及确定增强层残差块re作为HDR图像块be和层间预测块之间的差。
在该示例中，LDR基层Ib的块bb以内部图像模式被编码。用于LDR基层的并置块bb的模式索引mb被用于HDR增强层的当前块。利用该模式索引mb，运动补偿器250确定处于HDR增强层级别的预测块并且运动补偿器215确定处于LDR基层级别的预测块
变换函数F()估计器255估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块(也被示为)之间的变换函数F()。层间预测元件260通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块3/4。
由组合器275利用原始增强层图像块be和HDR增强层(层间)预测块3/4(也被示出为)之间的差来计算HDR增强层残余(残余预测误差)re。HDR增强层残差(残余预测误差)由变换器/量化器280变换和量化为req。然后，量化的HDR增强层残差(残余预测误差)由熵编码器285进行熵编码并在增强层比特流中发送。
最后，通过组合器290将来自逆变换/去量化器287(redq)的逆变换和量化预测误差re添加到HDR增强层(层间)预测块来局部重建解码块be。重构的(或解码的)的图像存储在增强层参考帧缓冲器295中。
图7是图示根据本公开的实施例的解码器的示例的示意性框图。将参考图7描述可扩展解码处理的示例。
如图7所示，解码器400通常包括两个部分，一个是用于解码基层的第一解码器元件405-430，另一个是用于解码增强层的第二编码器元件440-475。解码器将图像的至少一个增强层比特流解码为增强层图像块序列。解码器还可以将图像的基层比特流解码为基层图像块序列。解码器被配置为接收增强层比特流和对应的基层比特流。
第一解码器元件405-430在基层中执行基层比特流的第一解码，而处于由包括在多个模式索引中的模式索引mb标识的内部图像预测模式中，该第一解码器用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块(也被示为)。
在基层(bl)上的解码中，基层(bl)比特流被输入到熵解码器405。对于给定块，熵解码器405从基层比特流中对经变换和量化的预测误差rbq和相关联的模式索引mb进行解码。基层(bl)比特流可以从外部源提供给解码器400或者由解码器400接收，其中外部源已经通过通信或传输或者从已经记录它的计算机可读存储介质存储。
解码的残余预测误差rt＞q由逆变换器/去量化器410进行逆变换和去量化。利用从基层参考帧缓冲器415中存储的和提供的参考图像、以及从熵解码器405提供的模式索引mb，运动补偿器420确定内部图像预测块
通过组合器430将逆变换和去量化预测误差rbdq添加到内部图像预测块来局部重建重构的(或解码的)的基层图像块。重构的(或解码的)帧存储在基层参考帧缓冲器415中，其重构的(或解码的)帧用于下一基层帧间图像预测。
第二编码器元件440-475在增强层中基于所述模式索引mb在增强层比特流上执行第二解码，以产生与基层内部预测块(也被示为)同源的至少一个中间增强层内部预测块第二解码还包括：估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块之间的变换函数F()；通过将估计的变换函数F()应用到重构的基层块来计算层间预测块以及通过基于所接收的增强层比特流(el比特流)将层间预测块添加到重构的增强层预测误差块redq来确定重构的增强层图像块。
应当注意，根据本实施例，除了元件455-460之外，用于增强层的第二编码器元件440-475的结构与用于基层的第一编码器元件405-430相同。
增强层(el)比特流被输入到熵解码器440。对于给定块，熵解码器440从增强比特流对经变换和量化的预测误差(req)进行解码。增强层(el)比特流可以从外部源提供给解码器440或者由解码器440接收，其中外部源已经通过通信或传输或者从已经记录它的计算机可读存储介质存储。
残余预测误差req由逆变换器/去量化器445进行逆变换和去量化(redq)。
如果要解码的块be的编码模式对应于内部模式，则可以考虑LDR基层的并置块bb的模式索引mb用于解码HDR增强层的块be。
利用该模式索引mb，运动补偿器450确定处于HDR增强层级别的预测块并且运动补偿器420确定处于LDR基层级别的预测块
变换函数F()估计器455估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块(也被示为)之间的变换函数F()。层间预测元件460通过将估计的变换函数F()应用到重构的基层块来计算层间预测块3/4。
通过组合器470将逆变换和去量化的预测误差块redq添加到基层内部预测块(也被示为)来构建重构的(或解码的)增强层块。重构的(或解码的)帧存储在增强层参考帧缓冲器475中，其重构的(或解码的)帧用于下一增强层帧间图像预测。
在空间可扩展性(给定扩展因子Sc的空间层间)的情况下，一个解决方案包括利用Sc扩展因子内插给定上采样预测块的基层内部预测块并使用方程1、2和3计算中间内部HDR预测块和上采样块之间的变换函数F()。通过将变换函数F()应用到重构和上采样的基层块夹建立确定性预测。
在图8中示出了用于在基层和增强层中的每一个中将HDR图像块序列编码成像素块序列的方法800的一个实施例。该方法包括：在基层中将HDR图像块的色调映射表示第一编码到包括在基层的块序列中的基层残差块，而在由包括在多个模式索引中的模式索引标识的内部图像预测模式中，该第一编码被配置用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块。该方法还包括在增强层中将HDR图像块第二编码到包括在用于增强层的块序列中的增强层残差块，该第二编码被配置用于产生与基层内部预测块同源的至少一个中间增强层内部预测块。第二编码还包括：估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块之间的变换函数；通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块；以及确定增强层残差块作为HDR图像块和层间预测块之间的差。
图9示出了用于将图像的至少一个增强层比特流解码为增强层图像块序列的方法的一个实施例，该方法包括接收增强层比特流和相应的基层比特流；在基层中第一解码基层比特流，而在由包括在多个模式索引中的模式索引识别的内部图像预测模式中，用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块。该方法还包括在增强层中基于模式索引第二解码增强层比特流，以产生与基层内部预测块同源的至少一个中间增强层内部预测块。该第二解码还包括：估计中间增强层内部预测块与基层内部预测块之间的变换函数；通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块；以及通过基于接收的增强层比特流将层间预测块添加到重构的增强层预测误差块来确定重构的增强层块。
图10示出了用于执行至少图8或9的实施例的装置的一个实施例。该装置包括与处理器通信的存储器，该处理器被配置为执行图8或9的步骤。
可以通过使用专用硬件以及能够运行与适当软件相关联的软件的硬件来提供图中所示的各种元件的功能。当由处理器提供时，可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器(其中一些处理器可以共享)提供功能。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够运行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储器。此外，本文叙述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在包含其结构和功能等同物。另外，这样的等同物旨在包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物(即，执行相同功能开发的任何元件，而不管结构如何)。
因此，例如，本领域技术人员将理解，本文呈现的框图表示体现本发明原理的说明性系统分量和/或电路的概念视图。类似地，应当理解，任何流程图、流程示意图、状态转换图、伪代码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并且由计算机或处理器运行的各种过程，无论是否已明确显示这样的计算机或处理器。
已经描述了当参考样本丢失或不可用时，用于改进数字视频压缩中的内部预测的方法的各种实施例，应当注意，本领域技术人员根据上述教导可以对该方法进行修改和变化。因此，应当理解，可以在所公开的本发明的特定实施例中进行改变，这些改变在本发明的范围内。虽然前述内容针对本发明的各种实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计出本发明的其他和进一步的实施例。

Claims (16)

1.一种用于在基层和增强层中的每一个中将HDR图像块序列编码为像素块序列的方法，所述方法包括：
在基层中将HDR图像块的色调映射表示第一编码(810)为包括在用于基层的块序列中的基层残差块，而在由包括在多个模式索引中的模式索引标识的内部图像预测模式中，所述第一编码被配置用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块；以及
在增强层中将HDR图像块第二编码(820)为包括在用于增强层的块序列中的增强层残差块，利用所述模式索引执行所述第二编码，所述第二编码被配置用于产生与所述基层内部预测块同源的至少中间增强层内部预测块，所述第二编码还包括：
估计(830)中间增强层内部预测块和基层内部预测块之间的变换函数；
通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算(840)层间预测块；以及
确定(850)增强层残差块作为HDR图像块和层间预测块之间的差。
2.如权利要求1所述的方法，包括：通过以下步骤形成基层残差的基层输出比特流以便传输：
将离散余弦变换应用到基层残差；
量化所述变换后的基层残差；以及
熵编码所述经量化的变换后的基层残差，以产生所述基层输出比特流；并且
所述方法还包括：形成增强层残差的增强层输出比特流以便传输：
将离散余弦变换应用到增强层残差；
量化所述变换后的增强层残差；以及
熵编码所述经量化的变换后的增强层残差，以产生所述增强层输出比特流。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：根据指定的色调映射运算符对HDR图像块进行色调映射，以产生HDR图像块的所述色调映射表示，以便在所述第一编码中使用。
4.如权利要求2所述的方法，还包括：
逆变换和逆量化所述经量化的变换后的增强层残差，以产生第一输出；
将层间预测块添加到第一输出，以形成重构的增强层图像块；以及
将重构的增强层块存储在增强层缓冲器中。
5.一种用于在基层和增强层中的每一个中将HDR图像块序列编码为像素块序列的装置，所述装置包括：
基层编码器，被配置用于在基层中将HDR图像块的色调映射表示编码为包括在用于基层的块序列中的基层残差块，而在由包括在多个模式索引中的模式索引标识的内部图像预测模式中，所述基层编码器还被配置用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块；以及
增强层编码器，被配置用于在增强层中将HDR图像块编码为包括在用于增强层的块序列中的增强层残差块，利用所述模式索引执行所述第二编码，所述增强层编码器被配置用于产生与所述基层内部预测块同源的至少中间增强层内部预测块，所述增强层编码器还被配置用于：
估计中间增强层内部预测块和基层内部预测块之间的变换函数；
通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块；以及
确定增强层残差块作为HDR图像块和层间预测块之间的差。
6.如权利要求5所述的装置，被配置为执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.一种用于将图像的至少增强层比特流解码为增强层图像块序列的方法，所述方法包括：
接收(905)所述增强层比特流和相应的基层比特流；
在基层中第一解码(910)所述基层比特流，而在由包括在多个模式索引中的模式索引标识的内部图像预测模式中，所述第一解码用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块；以及
在增强层中基于所述模式索引第二解码(920)所述增强层比特流，以产生与所述基层内部预测块同源的至少中间增强层内部预测块，所述第二解码还包括：
估计(930)中间增强层内部预测块与基层内部预测块之间的变换函数；
通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算(940)层间预测块：以及
通过基于接收到的增强层比特流将层间预测块添加到重构的增强层预测误差块来确定(950)重构的增强层块。
8.如权利要求7所述的方法，包括：
熵解码所述接收到的增强层比特流；
对经熵解码的接收到的增强层比特流进行逆量化和逆离散余弦变换，以产生重构的增强层预测误差块。
9.如权利要求7所述的方法，包括：
熵解码所述接收到的基层比特流；
对经熵解码的接收到的基层比特流进行逆量化和逆离散余弦变换，以产生重构的基层预测误差块；以及
通过将基层预测块添加到重构的基层预测误差块来确定重构的基层块。
10.如权利要求1、7或9所述的方法，还包括将重构的基层块存储在基层缓冲器中。
11.如权利要求7或10所述的方法，还包括：
将重构的增强层块存储在增强层缓冲器中。
12.一种用于将图像的至少增强层比特流解码为增强层图像块序列的装置，所述装置包括：
输入元件，被配置用于接收所述增强层比特流和相应的基层比特流；
基层解码器，被配置用于在基层中解码所述基层比特流，而在由包括在多个模式索引中的模式索引标识的内部图像预测模式中，用于产生至少重构的基层块和基层内部预测块；以及
增强层解码器，被配置用于在增强层中基于所述模式索引解码所述增强层比特流，以产生与所述基层内部预测块同源的至少中间增强层内部预测块，所述增强层解码器还被配置用于：
估计中间增强层内部预测块与基层内部预测块之间的变换函数；
通过将估计的变换函数应用到重构的基层块来计算层间预测块；以及
通过基于接收到的增强层比特流将层间预测块添加到重构的增强层预测误差块来确定重构的增强层块。
13.如权利要求12所述的装置，包括：
熵解码器，用于对所述接收到的增强层比特流进行熵解码；
逆量化器和逆离散余弦单元，用于对经熵解码的接收到的增强层比特流进行逆量化和逆离散余弦变换，以产生重构的增强层预测误差块。
14.如权利要求12所述的装置，包括：
熵解码器，用于对所述接收到的基层比特流进行熵解码；
逆量化和逆离散余弦单元，用于对经熵解码的接收到的基层比特流进行逆量化和逆离散余弦变换，以产生重构的基层预测误差块；
处理器，用于通过将基层预测块添加到重构的基层预测误差块来确定重构的基层块。
15.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有一个或多个可运行指令，当由处理器运行所述一个或多个可运行指令时，使得处理器执行根据权利要求1-4或7-10中任一项的方法。
16.一种通过执行根据权利要求1-4或权利要求7-11中任一项所述的方法产生的信号。
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