CN110999299A

CN110999299A - 在视频译码中跨分量动态范围调整(cc-dra)的系统及方法

Info

Publication number: CN110999299A
Application number: CN201880053918.9A
Authority: CN
Inventors: D·鲁萨诺夫斯基; A·K·瑞玛苏布雷蒙尼安; M·卡切维奇
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: WO2019040502A1; TWI775925B; AU2018322042B2; KR20200037272A; TW201921928A; SG11202000296TA; EP3673652A1; KR102612652B1; US10778978B2; US20190068969A1; AU2018322042A1; BR112020003037A2; CN110999299B

Abstract

本发明提供一种处理视频数据的方法，所述方法包含：接收视频数据；确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数；使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程；使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数；及使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程。

Description

在视频译码中跨分量动态范围调整(CC-DRA)的系统及方法

本申请案主张2017年8月21日申请的美国临时申请案第62/548,236号及2018年8月20日申请的美国申请案第16/___,___号的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及视频处理。

背景技术

数字视频能力可并入至广泛范围的装置中，所述装置包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、平板计算机、电子书阅读器、数字相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝或卫星无线电电话(所谓的“智能电话”)、视频电话会议装置、视频流式处理装置等等。数字视频装置实施视频译码技术，例如由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4、高级视频译码(AVC)第10部分、ITU-T H.265、高效率视频译码(HEVC)所定义的标准及这些标准的扩展中所描述的那些技术。视频装置可通过实施此类视频译码技术来更有效地传输、接收、编码、解码及/或存储数字视频信息。

视频译码技术包含空间(图片内)预测及/或时间(图片间)预测以减少或移除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，可将视频切片(例如视频帧或视频帧的一部分)分割成视频块，其也可被称作树块、译码单元(CU)及/或译码节点。图片的经帧内译码(I)切片中的视频块是使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测被编码。图片的帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可被称作帧，且参考图片可被称作参考帧。

空间或时间预测导致用于待译码块的预测性块。残差数据表示待译码的原始块与预测性块之间的像素差。经帧间译码块是根据指向形成预测性块的参考样本的块的运动向量被编码，且残差数据指示经译码块与预测性块之间的差。经帧内译码块是根据帧内译码模式及残差数据被编码。为了进一步压缩，可将残差数据从像素域变换至变换域，从而导致可接着进行量化的残差变换系数。可扫描最初布置成二维阵列的经量化变换系数以便产生变换系数的一维向量，且可应用熵译码以实现甚至较多的压缩。

可由色域来定义可被捕获、译码及显示的色值的总数目。色域是指装置可捕获(例如相机)或再生(例如显示器)的颜色的范围。常常，色域在装置之间是不同的。针对视频译码，可使用视频数据的预定义色域，使得视频译码过程中的每一装置可经配置以在同一色域中处理像素值。某些色域是用比传统上已用于视频译码的色域大的颜色范围进行定义。具有较大颜色范围的这些色域可被称作广色域(WCG)。

视频数据的另一方面是动态范围。动态范围通常经定义为视频信号的最大亮度与最小亮度(例如明度)之间的比率。认为过去所使用的常用视频数据的动态范围具有标准动态范围(SDR)。视频数据的其它实例规范定义具有较大的最大亮度与最小亮度的比率的颜色数据。此视频数据可描述为具有高动态范围(HDR)。

发明内容

本发明涉及具备高动态范围(HDR)及广色域(WCG)表示的视频信号的译码的领域。更特定地说，在一些实例中，本发明描述应用于某些颜色空间中的视频数据以实现HDR及WCG视频数据的更高效压缩的信号发送及操作。举例来说，根据一些实例，用于译码HDR及WCG视频数据的混合式视频译码系统的压缩效率可得以改进。

本发明描述用于执行视频数据的色度分量的跨分量动态范围调整的实例技术及装置。在一个实例中，本发明描述导出用于视频数据的明度分量的动态范围调整的尺度参数。在一个实例中，可依据明度尺度参数导出用于色度分量的动态范围调整的一或多个尺度参数。通过使用明度尺度因子以导出色度分量的尺度参数，经解码视频数据中的视觉失真的量可得以减少。在其它实例中，可使用明度尺度因子、色度量化参数(QP)值及/或颜色容器参数(例如经定义用于颜色容器的转移函数)中的一或多者的函数来导出用于色度分量的尺度因子。

本文中所描述的技术可结合根据视频译码标准操作的视频编码解码器一起使用。实例视频译码标准可包含H.264/AVC(高级视频译码)、H.265/HEVC(高效率视频译码)、H.266/VVC(通用视频译码)及经配置以编码及解码HDR及/或WCG内容的其它标准。

在本发明的一个实例中，一种处理视频数据的方法包括：接收视频数据；确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数；使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程；使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数；及使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程。

在本发明的另一实例中，一种经配置以处理视频数据的设备包括：存储器，其经配置以存储所述视频数据；及一或多个处理器，其与所述存储器通信，所述一或多个处理器经配置以：接收视频数据；确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数；使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程；使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数；及使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程。

在本发明的另一实例中，一种经配置以处理视频数据的设备包括：用于接收视频数据的装置；用于确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数的装置；用于使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程的装置；用于使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数的装置；及用于使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程的装置。

在另一实例中，本发明描述一种非暂时性计算机可读存储媒体，其存储指令，所述指令在执行时促使经配置以处理视频数据的装置的一或多个处理器进行以下操作：接收视频数据；确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数；使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程；使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数；及使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程。

下文在附图及具体实施方式中阐述一或多个实例的细节。其它特征、目标及优势将从具体实施方式、附图及权利要求书显而易见。

附图说明

图1为绘示经配置以实施本发明的技术的实例视频编码及解码系统的框图。

图2A及2B为绘示实例四叉树二叉树(QTBT)结构及对应译码树单元(CTU)的概念图。

图3为绘示HDR数据的概念的概念图。

图4为绘示实例色域的概念图。

图5为绘示HDR/WCG表示转换的实例的流程图。

图6为绘示HDR/WCG反转换的实例的流程图。

图7为绘示用于从感知均匀的码阶至线性明度的视频数据转换(包含SDR及HDR)的电光转移函数(EOTF)的实例的概念图。

图8为绘示EOTF的实例输出曲线的概念图。

图9A及9B为绘示在两个实例色域中的颜色分布的可视化的概念图。

图10为明度驱动色度缩放(LCS)函数的曲线。

图11为绘示根据本发明的技术操作的实例HDR/WCG转换设备的框图。

图12为绘示根据本发明的技术的实例HDR/WCG反转换设备的框图。

图13展示动态范围调整(DRA)映射函数的实例。

图14展示DRA缩放参数的线性化的实例。

图15展示一组S型函数的实例。

图16展示DRA缩放参数的平滑的实例。

图17为绘示可实施本发明的技术的视频编码器的实例的框图。

图18为绘示可实施本发明的技术的视频解码器的实例的框图。

图19为展示本发明的一种实例视频处理技术的流程图。

图20为展示本发明的另一实例视频处理技术的流程图。

具体实施方式

本发明涉及对具有高动态范围(HDR)及广色域(WCG)表示的视频数据的处理及/或译码。在一个实例中，本发明的技术包含用于依据明度分量的动态范围调整参数确定视频数据的色度分量的动态范围调整参数的技术。本文中所描述的技术及装置可改进用于译码视频数据(包含HDR及WCG视频数据)的混合式视频译码系统的压缩效率并减少其失真。

图1为绘示可利用本发明的技术的实例视频编码及解码系统10的框图。如图1中所示，系统10包含源装置12，源装置12提供稍后将由目的地装置14解码的经编码视频数据。具体地说，源装置12经由计算机可读媒体16将视频数据提供至目的地装置14。源装置12及目的地装置14可包括广泛范围的装置中的任一者，包含桌上型计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、例如所谓的“智能”电话的电话手机、所谓的“智能”平板、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式处理装置、广播接收器装置等等。在一些情况下，源装置12及目的地装置14可经装备以用于无线通信。

目的地装置14可经由计算机可读媒体16接收待解码的经编码视频数据。计算机可读媒体16可包括能够将经编码视频数据从源装置12移动至目的地装置14的任一类型的媒体或装置。在一个实例中，计算机可读媒体16可包括通信媒体以使源装置12能够实时地将经编码视频数据直接传输至目的地装置14。可根据通信标准(例如有线或无线通信协议)调制经编码视频数据，且将其传输至目的地装置14。通信媒体可包括任何无线或有线通信媒体，例如射频(RF)频谱或一或多个物理传输线。通信媒体可形成基于数据包的网络(例如局域网、广域网或例如互联网的全局网络)的部分。通信媒体可包含路由器、交换机、基站，或可用于促进从源装置12至目的地装置14的通信的任何其它设备。

在其它实例中，计算机可读媒体16可包含非暂时性存储媒体，例如硬盘、闪存驱动器、紧密光盘、数字视频光盘、蓝光光盘或其它计算机可读媒体。在一些实例中，网络服务器(未展示)可从源装置12接收经编码视频数据且例如经由网络传输将所述经编码视频数据提供至目的地装置14。类似地，例如光盘冲压设施的媒体生产设施的计算装置可从源装置12接收经编码视频数据且生产含有经编码视频数据的光盘。因此，在各种实例中，计算机可读媒体16可理解为包含各种形式的一或多个计算机可读媒体。

在一些实例中，可从输出接口22将经编码数据输出至存储装置。类似地，可由输入接口从存储装置存取经编码数据。存储装置可包含多种分布式或本地存取的数据存储媒体中的任一者，例如硬盘驱动器、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、快闪存储器、易失性或非易失性存储器，或用于存储经编码视频数据的任何其它合适数字存储媒体。在再一实例中，存储装置可对应于可存储由源装置12产生的经编码视频的文件服务器或另一中间存储装置。目的地装置14可经由流式处理或下载从存储装置存取经存储视频数据。文件服务器可为能够存储经编码视频数据且将经编码视频数据传输至目的地装置14的任何类型的服务器。实例文件服务器包含网页服务器(例如用于网站)、FTP服务器、网络连接存储(NAS)装置或本地磁盘驱动器。目的地装置14可经由任何标准数据连接(包含互联网连接)而存取经编码视频数据。这可包含适合于存取存储于文件服务器上的经编码视频数据的无线信道(例如Wi-Fi连接)、有线连接(例如DSL、电缆调制解调器等等)或两者的组合。从存储装置的经编码视频数据的传输可为流式处理传输、下载传输或其组合。

本发明的技术未必限于无线应用或设定。所述技术可应用于支持多种多媒体应用中的任一者的视频译码，例如空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、互联网流式处理视频传输(例如经由HTTP动态自适应流式处理(DASH))、经编码至数据存储媒体上的数字视频、存储于数据存储媒体上的数字视频的解码或其它应用。在一些实例中，系统10可经配置以支持单向或双向视频传输从而支持例如视频流式处理、视频回放、视频广播及/或视频电话的应用。

在图1的实例中，源装置12包含视频源18、视频编码单元21(其包含视频预处理器单元19及视频编码器20)及输出接口22。目的地装置14包含输入接口28、视频解码单元29(其包含视频后处理器单元31及视频解码器30)及显示装置32。根据本发明，源装置12的视频预处理器单元19及/或视频编码器20以及目的地装置14的视频后处理器单元31及/或视频解码器30可经配置以实施本发明的技术，包含对视频的色度分量执行跨分量动态范围调整以较少失真地实现HDR及WCG视频数据的更高效压缩。在一些实例中，视频预处理器单元19可与视频编码器20分离。在其它实例中，视频预处理器单元19可为视频编码器20的部分。同样地，在一些实例中，视频后处理器单元31可与视频解码器30分离。在其它实例中，视频后处理器单元31可为视频解码器30的部分。在其它实例中，源装置及目的地装置可包含其它组件或布置。举例来说，源装置12可从外部视频源18(例如外部相机)接收视频数据。同样地，目的地装置14可与外部显示装置介接，而非包含集成显示装置。

图1的所绘示系统10仅是一个实例。用于处理HDR及WCG视频数据的技术可由任何数字视频编码及/或视频解码装置执行。此外，本发明的技术还可由视频预处理器及/或视频后处理器(例如视频预处理器单元19及视频后处理器单元31)执行。一般来说，视频预处理器可为经配置以在编码之前(例如在HEVC编码之前)对视频数据进行处理的任何装置。一般来说，视频后处理器可为经配置以在解码之后(例如在HEVC解码之后)对视频数据进行处理的任何装置。源装置12及目的地装置14仅为源装置12产生经译码视频数据以供传输至目的地装置14的此类译码装置的实例。在一些实例中，装置12、14可以大致上对称方式操作，使得装置12、14中的每一者包含视频编码及解码组件，以及视频预处理器及视频后处理器(例如分别为视频预处理器单元19及视频后处理器单元31)。因此，系统10可支持视频装置12、14之间的单向或双向视频传输以例如用于视频流式处理、视频回放、视频广播或视频电话。

源装置12的视频源18可包含视频捕获装置，例如视频相机、含有先前捕获的视频的视频存档及/或用以从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口。作为另一替代方案，视频源18可产生基于计算机图形的数据作为源视频，或实况视频、经存档视频及计算机产生的视频的组合。在一些情况下，如果视频源18为视频相机，那么源装置12及目的地装置14可形成所谓的相机电话或视频电话。然而，如上文所提及，本发明中所描述的技术一般来说可适用于视频译码及视频处理，且可应用于无线及/或有线应用。在每一情况下，可由视频编码单元21对所捕获、预捕获或计算机产生的视频进行编码。经编码视频信息接着可由输出接口22输出至计算机可读媒体16上。

目的地装置14的输入接口28从计算机可读媒体16接收信息。计算机可读媒体16的信息可包含由视频编码器20定义的语法信息，语法信息也由视频解码单元29使用，语法信息包含描述块及其它经译码单元(例如图片群组(GOP))的特性及/或处理的语法元素。显示装置32将经解码视频数据显示给用户，且可包括多种显示装置中的任一者，例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或另一类型的显示装置。

如所绘示，视频预处理器单元19从视频源18接收视频数据。视频预处理器单元19可经配置以处理视频数据以将其转换成适合于由视频编码器20编码的形式。举例来说，视频预处理器单元19可执行动态范围压缩(例如使用非线性转移函数)、至更紧凑或稳固颜色空间的颜色转换、动态范围调整及/或浮点至整数表示转换。视频编码器20可对由视频预处理器单元19输出的视频数据执行视频编码。视频解码器30可执行视频编码器20的反向以解码视频数据，且视频后处理器单元31可执行视频预处理器单元19的操作的反向以将视频数据转换成适合于显示器的形式。举例来说，视频后处理器单元31可执行整数至浮点转换、从紧凑或稳固颜色空间的颜色转换、反动态范围调整，及/或动态范围压缩的反向以产生适合于显示器的视频数据。

视频编码器20及视频解码器30各自可实施为多种合适编码器电路中的任一者，例如一或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任何组合。当所述技术以软件部分地实施时，装置可将用于软件的指令存储于合适非暂时性计算机可读媒体中，且在硬件中使用一或多个处理器执行指令以执行本发明的技术。视频编码器20及视频解码器30中的每一者可包含在一或多个编码器或解码器中，编码器或解码器中的任一者可集成为相应装置中的组合式编码器/解码器(编码解码器)的部分。

视频预处理器单元19及视频后处理器单元31可各自实施为多种合适编码器电路中的任一者，例如一或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任何组合。当所述技术以软件部分地实施时，装置可将用于软件的指令存储于合适非暂时性计算机可读媒体中，且在硬件中使用一或多个处理器执行指令以执行本发明的技术。如上文所论述，视频预处理器单元19及视频后处理器单元31可分别为与视频编码器20及视频解码器30分离的装置。在其它实例中，视频预处理器单元19可与视频编码器20集成于单一装置中且视频后处理器单元31可与视频解码器30集成于单一装置中。

在一些实例中，视频编码器20及视频解码器30根据视频压缩标准操作，所述视频压缩标准是例如ISO/IEC MPEG-4Visual及ITU-T H.264(也被称为ISO/IEC MPEG-4AVC)、及/或ITU-T H.265(也被称作高效率视频译码(HEVC)或其扩展)。在其它实例中，视频编码器20及视频解码器30可根据其它专有或工业标准(例如联合探索测试模型(JEM))操作。然而，本发明的技术不限于任何特定译码标准。

HEVC标准由ITU-T视频译码专家组(VCEG)及ISO/IEC动画专家组(MPEG)的视频译码联合合作小组(JCT-VC)完成。HEVC工作草案规范(且在下文中被称作HEVC WD)可从http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/15_Geneva/wg11/JCTVC- O1003-v2.zip获得。

最近，被称作通用视频译码(VVC)标准的新视频译码标准处于由VCEG及MPEG的联合视频专家小组(JVET)进行的开发中。VVC的早期草案可在文档JVET-J1001“通用视频译码(草案1)(Versatile Video Coding(Draft 1))”中获得且其算法描述可在文档JVET-J1002“用于通用视频译码及测试模型1(VTM1)的算法描述(Algorithm description forVersatile Video Coding and Test Model 1(VTM 1))”中获得。

在HEVC及其它视频译码标准中，视频序列通常包含一系列图片。图片也可被称作“帧”。图片可包含三个样本阵列，指示为S_L、S_Cb及S_Cr。S_L为明度样本的二维阵列(即，块)。S_Cb为Cb色度样本的二维阵列。S_Cr为Cr色度样本的二维阵列。色度(chrominance)样本也可在本文中被称作“色度(chroma)”样本。在其它情况下，图片可为单色的，且可仅包含明度样本阵列。

视频编码器20可产生一组译码树单元(CTU)。CTU中的每一者可包括明度样本的译码树块、色度样本的两个对应译码树块，及用以译码所述译码树块的样本的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，CTU可包括单一译码树块及用于译码所述译码树块的样本的语法结构。译码树块可为样本的N×N块。CTU也可被称作“树块”或“最大译码单元”(LCU)。HEVC的CTU可大概类似于例如H.264/AVC的其它视频译码标准的宏块。然而，CTU未必限于特定大小，且可包含一或多个译码单元(CU)。切片可包含在光栅扫描中连续排序的整数数目个CTU。

本发明可使用术语“视频单元”或“视频块”来指样本的一或多个块，及用于译码样本的一或多个块的样本的语法结构。视频单元的实例类型可包含HEVC中的CTU、CU、PU、变换单元(TU)，或其它视频译码标准中的宏块、宏块分割区等等。

为产生经译码CTU，视频编码器20可对CTU的译码树块递归地执行四叉树分割，以将译码树块划分成译码块，因此命名为“译码树单元”。译码块为样本的N×N块。CU可包括明度样本的译码块及具有明度样本阵列、Cb样本阵列及Cr样本阵列的图片的色度样本的两个对应译码块，以及用于译码所述译码块的样本的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，CU可包括单一译码块及用以译码所述译码块的样本的语法结构。

视频编码器20可将CU的译码块分割成一或多个预测块。预测块可为经应用相同预测的样本的矩形(即，正方形或非正方形)块。CU的预测单元(PU)可包括图片的明度样本的预测块、图片的色度样本的两个对应预测块，及用于对预测块样本进行预测的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，PU可包括单一预测块，及用以对预测块样本进行预测的语法结构。视频编码器20可产生CU的每一PU的明度、Cb及Cr预测块的预测性明度、Cb及Cr块。

作为另一实例，视频编码器20及视频解码器30可经配置以根据JEM/VVC操作。根据JEM/VVC，视频译码器(例如视频编码器20)将图片分割成多个译码树单元(CTU)。视频编码器20可根据树结构(例如四叉树二叉树(QTBT)结构)分割CTU。JEM的QTBT结构移除多个分割类型的概念，例如HEVC的CU、PU及TU之间的间距。JEM的QTBT结构包含两个层级：根据四叉树分割而分割的第一层级，及根据二叉树分割而分割的第二层级。QTBT结构的根节点对应于CTU。二叉树的叶节点对应于译码单元(CU)。

在一些实例中，视频编码器20及视频解码器30可使用单一QTBT结构以表示明度及色度分量中的每一者，而在其它实例中，视频编码器20及视频解码器30可使用两个或多于两个QTBT结构，例如用于明度分量的一个QTBT结构及用于两个色度分量的另一QTBT结构(或用于相应色度分量的两个QTBT结构)。

视频编码器20及视频解码器30可经配置以使用根据HEVC的四叉树分割、根据JEM/VVC的QTBT分割，或其它分割结构。出于阐释的目的，关于QTBT分割呈现本发明的技术的描述。然而，应理解，本发明的技术还可应用于经配置以使用四叉树分割或也为其它类型的分割的视频译码器。

图2A及2B为绘示实例四叉树二叉树(QTBT)结构130及对应译码树单元(CTU)132的概念图。实线表示四叉树拆分，且点线指示二叉树拆分。在二叉树的每一拆分(即，非叶)节点中，一个旗标经用信号发送以指示使用哪一拆分类型(即，水平或竖直)，其中在此实例中，0指示水平拆分且1指示竖直拆分。对于四叉树拆分，不存在对于指示拆分类型的需要，这是由于四叉树节点将块水平地及竖直地拆分成具有相等大小的4个子块。因此，视频编码器20可编码且视频解码器30可解码用于QTBT结构130的区域树层级(即，实线)的语法元素(例如拆分信息)及用于QTBT结构130的预测树层级(即，虚线)的语法元素(例如拆分信息)。视频编码器20可编码且视频解码器30可解码用于由QTBT结构130的端叶节点表示的CU的视频数据(例如预测及转换数据)。

一般来说，图2B的CTU 132可与定义对应于在第一及第二层级处的QTBT结构130的节点的块的大小的参数相关联。这些参数可包含CTU大小(表示样本中的CTU 132的大小)、最小四叉树大小(MinQTSize，表示最小允许四叉树叶节点大小)、最大二叉树大小(MaxBTSize，表示最大允许二叉树根节点大小)、最大二叉树深度(MaxBTDepth，表示最大允许二叉树深度)，及最小二叉树大小(MinBTSize，表示最小允许二叉树叶节点大小)。

对应于CTU的QTBT结构的根节点可具有在QTBT结构的第一层级处的四个子节点，所述节点中的每一者可根据四叉树分割来分割。即，第一层级的节点为叶节点(不具有子节点)或具有四个子节点。QTBT结构130的实例表示例如包含具有用于分支的实线的父节点及子节点的节点。如果第一层级的节点不大于最大允许二叉树根节点大小(MaxBTSize)，那么其可由相应二叉树进一步分割。一个节点的二叉树拆分可重复，直到由拆分产生的节点达到最小允许的二叉树叶节点大小(MinBTSize)，或最大允许的二叉树深度(MaxBTDepth)。QTBT结构130的实例表示例如具有用于分支的虚线的节点。二叉树叶节点被称作译码单元(CU)，其用于预测(例如图片内或图片间预测)及变换，而不更进一步分割。如上文所论述，CU也可被称作“视频块”或“块”。

在QTBT分割结构的一个实例中，CTU大小经设定为128×128(明度样本及两个对应64×64色度样本)，MinQTSize经设定为16×16，MaxBTSize经设定为64×64，MinBTSize(对于宽度及高度两者)经设定为4，且MaxBTDepth经设定为4。四叉树分割首先应用于CTU以产生四叉树叶节点。四叉树叶节点可具有从16×16(即，MinQTSize)至128×128(即，CTU大小)的大小。如果叶四叉树节点为128×128，那么其将不由二叉树进一步拆分，这是由于大小超过MaxBTSize(即，在此实例中为64×64)。否则，叶四叉树节点将由二叉树进一步分割。因此，四叉树叶节点也为二叉树的根节点并具有为0的二叉树深度。当二叉树深度达到MaxBTDepth(在此实例中为4)时，不准许进一步拆分。当二叉树节点具有等于MinBTSize(在此实例中为4)的宽度时，其意指不准许进一步水平拆分。类似地，具有等于MinBTSize的高度的二叉树节点意指对于所述二叉树节点不准许进一步竖直拆分。如上文所提及，二叉树的叶节点被称作CU，且根据预测及变换来进一步处理而不进一步分割。

视频编码器20可使用帧内预测或帧间预测来产生PU的预测性块。如果视频编码器20使用帧内预测产生PU的预测性块，那么视频编码器20可基于与PU相关联的图片的经解码样本产生PU的预测性块。

如果视频编码器20使用帧间预测以产生PU的预测性块，那么视频编码器20可基于不同于与PU相关联的图片的一或多个图片的经解码样本产生PU的预测性块。帧间预测可为单向帧间预测(即，单向预测)或双向帧间预测(即，双向预测)。为执行单向预测或双向预测，视频编码器20可产生当前切片的第一参考图片列表(RefPicList0)及第二参考图片列表(RefPicList1)。

参考图片列表中的每一者可包含一或多个参考图片。当使用单向预测时，视频编码器20可搜索RefPicList0及RefPicList1中的任一者或两者中的参考图片，以确定参考图片内的参考位置。此外，当使用单向预测时，视频编码器20可至少部分地基于对应于参考位置的样本产生PU的预测性样本块。此外，当使用单向预测时，视频编码器20可产生指示PU的预测块与参考位置之间的空间位移的单一运动向量。为了指示PU的预测块与参考位置之间的空间位移，运动向量可包含指定PU的预测块与参考位置之间的水平位移的水平分量，且可包含指定PU的预测块与参考位置之间的竖直位移的竖直分量。

当使用双向预测编码PU时，视频编码器20可确定RefPicList0中的参考图片中的第一参考位置，及RefPicList1中的参考图片中的第二参考位置。视频编码器20可接着至少部分地基于对应于第一及第二参考位置的样本而产生PU的预测性块。此外，当使用双向预测来编码PU时，视频编码器20可产生指示PU的样本块与第一参考位置之间的空间位移的第一运动向量，及指示PU的预测块与第二参考位置之间的空间位移的第二运动向量。

在一些实例中，JEM/VVC还提供仿射运动补偿模式，其可被认为帧间预测模式。在仿射运动补偿模式中，视频编码器20可确定表示非平移运动(例如放大或缩小、旋转、透视运动或其它不规则运动类型)的两个或多于两个运动向量。

在视频编码器20产生CU的一或多个PU的预测性明度块、预测性Cb块及预测性Cr块之后，视频编码器20可产生CU的明度残差块。CU的明度残差块中的每一样本指示CU的预测性明度块中的一者中的明度样本与CU的原始明度译码块中的对应样本之间的差。另外，视频编码器20可产生用于CU的Cb残差块。CU的Cb残差块中的每一样本可指示CU的预测性Cb块中的一者中的Cb样本与CU的原始Cb译码块中的对应样本之间的差。视频编码器20还可产生CU的Cr残差块。CU的Cr残差块中的每一样本可指示CU的预测性Cr块中的一者中的Cr样本与CU的原始Cr译码块中的对应样本之间的差。

此外，视频编码器20可使用四叉树分割以将CU的明度残差块、Cb残差块及Cr残差块分解成一或多个明度变换块、Cb变换块及Cr变换块。变换块可为其上应用相同变换的样本的矩形块。CU的变换单元(TU)可包括明度样本的变换块、色度样本的两个对应变换块及用以对变换块样本进行变换的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，TU可包括单一变换块，及用以对变换块样本进行变换的语法结构。因此，CU的每一TU可与明度变换块、Cb变换块及Cr变换块相关联。与TU相关联的明度变换块可为CU的明度残差块的子块。Cb变换块可为CU的Cb残差块的子块。Cr变换块可为CU的Cr残差块的子块。

视频编码器20可将一或多个变换应用于TU的明度变换块以产生TU的明度系数块。系数块可为变换系数的二维阵列。变换系数可为标量。视频编码器20可将一或多个变换应用至TU的Cb变换块以产生TU的Cb系数块。视频编码器20可将一或多个变换应用于TU的Cr变换块，以产生TU的Cr系数块。

在产生系数块(例如明度系数块、Cb系数块或Cr系数块)之后，视频编码器20可将系数块量化。量化大体上是指将变换系数量化以可能地减少用以表示变换系数的数据的量从而提供进一步压缩的过程。此外，视频编码器20可反量化变换系数，并将反变换应用于变换系数，以便重构图片的CU的TU的变换块。视频编码器20可使用CU的TU的经重构变换块及CU的PU的预测性块来重构CU的译码块。通过重构图片的每一CU的译码块，视频编码器20可重构图片。视频编码器20可将经重构图片存储于经解码图片缓冲器(DPB)中。视频编码器20可将DPB中的经重构图片用于进行帧间预测及帧内预测。

在视频编码器20量化系数块之后，视频编码器20可熵编码指示经量化变换系数的语法元素。举例来说，视频编码器20可对指示经量化变换系数的语法元素执行上下文自适应二进制算术译码(CABAC)。视频编码器20可在位流中输出经熵编码的语法元素。

视频编码器20可输出包含形成经译码图片及相关联数据的表示的位序列的位流。所述位流可包括网络抽象层(NAL)单元的序列。NAL单元中的每一者包含NAL单元标头，且封装原始字节序列有效负载(RBSP)。NAL单元标头可包含指示NAL单元类型码的语法元素。由NAL单元的NAL单元标头指定的NAL单元类型码指示NAL单元的类型。RBSP可为含有封装在NAL单元内的整数数目个字节的语法结构。在一些情况下，RBSP包含零个位。

不同类型的NAL单元可封装不同类型的RBSP。举例来说，第一类型的NAL单元可封装图片参数集(PPS)的RBSP，第二类型的NAL单元可封装经译码切片的RBSP，第三类型的NAL单元可封装补充增强信息(SEI)的RBSP等等。PPS为可含有适用于零或多个完整经译码图片的语法元素的语法结构。封装视频译码数据的RBSP(与参数集合及SEI消息的RBSP相对)的NAL单元可被称作视频译码层(VCL)NAL单元。封装经译码切片的NAL单元在本文中可被称作经译码切片NAL单元。用于经译码切片的RBSP可包含切片标头及切片数据。

视频解码器30可接收位流。此外，视频解码器30可解析位流以从位流解码语法元素。视频解码器30可至少部分地基于从位流解码的语法元素重构视频数据的图片。重构视频数据的过程可与由视频编码器20执行的过程大体上互逆。举例来说，视频解码器30可使用PU的运动向量确定当前CU的PU的预测性块。视频解码器30可使用PU的一或多个运动向量产生PU的预测性块。

此外，视频解码器30可反量化与当前CU的TU相关联的系数块。视频解码器30可对系数块执行反变换以重构与当前CU的TU相关联的变换块。通过将当前CU的PU的预测性样本块的样本与当前CU的TU的变换块的对应样本相加，视频解码器30可重构当前CU的译码块。通过重构图片的各CU的译码块，视频解码器30可重构图片。视频解码器30可将经解码图片存储于经解码图片缓冲器中，以用于输出及/或用于在解码其它图片过程中使用。

预期下一代视频应用操作表示具有HDR及WCG的经捕获景物的视频数据。所利用动态范围及色域的参数为视频内容的两个独立属性，且出于数字电视及多媒体服务的目的的其规范由若干国际标准定义。举例来说，ITU-R Rec.BT.709的“用于产生及国际方案交换的HDTV标准的参数值(Parameter values for the HDTV standards for production andinternational programme exchange)”定义用于HDTV(高清电视)的参数，例如标准动态范围(SDR)及标准色域。ITU-R Rec.BT.2020的“用于产生及国际方案交换的超高清电视系统的参数值(Parameter values for ultra-high definition television systems forproduction and international programme exchange)”指定UHDTV(超高清电视)，例如HDR及WCG(例如WCG定义扩展超出标准色域的颜色原色)。Rec.BT.2100的“供在产生及国际方案交换中使用的高动态范围电视的图像参数值(Image parameter values for highdynamic range television for use in production and international programmeexchange)”定义转移函数及用于HDR电视使用的表示，包含支持广色域表示的原色。还存在其它标准开发组织(SDO)文档，其指定其它系统中的动态范围及色域属性，例如DCI-P3色域经定义于SMPTE-231-2(动画及电视工程师协会)中且HDR的一些参数经定义于SMPTE-2084中。下文提供用于视频数据的动态范围及色域的简要描述。

动态范围通常经定义为视频信号的最大亮度与最小亮度(例如明度)之间的比率。还可以‘f光阑’为单位测量动态范围，其中一个f光阑对应于信号动态范围的加倍。在MPEG定义中，特征化相对于多于16f光阑的亮度变化的内容被称作HDR内容。在一些术语中，10个f光阑与16个f光阑之间的层级被视为中间动态范围，但在其它定义中可被视为HDR。在本发明的一些实例中，HDR视频内容可为相较于传统使用的具有标准动态范围的视频内容(例如如由ITU-R Rec.BT.709所指定的视频内容)具有较高动态范围的任何视频内容。

人类视觉系统(HVS)能够感知比SDR内容及HDR内容大很多的动态范围。然而，HVS包含适配机构，其将HVS的动态范围缩窄至所谓的同时范围。同时范围的宽度可取决于当前照明条件(例如当前亮度)。由HDTV的SDR、UHDTV的预期HDR及HVS的动态范围提供的动态范围的可视化展示于图3中，但精确范围可基于每一个人及显示器而改变。

一些实例视频应用及服务由ITU Rec.709调节且提供SDR，其通常支持每m2大约0.1至100坎德拉(cd)的范围的亮度(或明度)(常常被称作“尼特(nit)”)，从而导致小于10个f光阑。预期一些实例下代视频服务将提供达到16f光阑的动态范围。尽管用于这些内容的详细规范目前正在研发，但一些初始参数已于SMPTE-2084及ITU-R Rec.2020中予以指定。

除了HDR以外，更逼真视频体验的另一方面是颜色维度。颜色维度通常由色域定义。图4为展示SDR色域(基于BT.709颜色原色的三角形100)及用于UHDTV的较广色域(基于BT.2020颜色原色的三角形102)的概念图。图4还描绘所谓的光谱轨迹(由舌片形状的区域104定界)，从而表示天然色的界限。如图4所绘示，从BT.709(三角形100)移动至BT.2020(三角形102)，颜色原色旨在提供具有约多于70％的颜色的UHDTV服务。D65指定用于BT.709及/或BT.2020规范的实例白色。

用于DCI-P3、BT.709及BT.2020颜色空间的色域规范的实例展示于表1中。

表1-色域参数

如表1中可见，色域可由白点的X及Y值，及由原色(例如红色(R)、绿色(G)及蓝色(B))的x及y值定义。x及y值表示根据颜色的色度(X及Z)及亮度(Y)导出的归一化值，如由CIE 1931颜色空间所定义。CIE 1931颜色空间定义纯色(例如就波长来说)之间的连接及人眼如何感知此类颜色。

通常在每分量极高精度(甚至浮点)下(在4:4:4色度格式及极宽颜色空间(例如CIE XYZ)的情况下)获取及存储HDR/WCG视频数据。此表示以高精度为目标且在数学上几乎无损。然而，用于存储HDR/WCG视频数据的此格式可包含大量冗余且对于压缩用途来说可能非最佳的。具有基于HVS的假定的较低精度格式通常用于目前先进技术的视频应用。

出于压缩目的的视频数据格式转换过程的一个实例包含三个主要过程，如图5中所示。图5的所述技术可由源装置12执行。线性RGB数据110可为HDR/WCG视频数据且可存储于浮点表示中。可使用用于动态范围压缩的非线性转移函数(TF)112来压缩线性RGB数据110。转移函数112可使用任何数目的非线性转移函数(例如如SMPTE-2084中所定义的PQTF)来压缩线性RGB数据110。在一些实例中，颜色转换过程114将经压缩数据转换成较适合于由混合型视频编码器压缩的更紧凑或稳固的颜色空间(例如YUV或YCrCb颜色空间)。接着使用浮点至整数表示量化单元116将此数据量化以产生经转换HDR'数据118。在此实例中，HDR'数据118呈整数表示。现今HDR'数据呈较适合于由混合型视频编码器(例如应用H.264、HEVC或VVC技术的视频编码器20)来压缩的格式。图5中所描绘的过程的次序是作为实例给出，且在其它应用中可改变。举例来说，颜色转换可先于TF过程。另外，例如空间子取样的额外处理可应用于颜色分量。

在解码器侧处的反转换描绘于图6中。图6的技术可由目的地装置14执行。经转换HDR'数据120可在目的地装置14处经由使用混合型视频解码器(例如应用H.264、HEVC或VVC技术的视频解码器30)解码视频数据而获得。接着可由反量化单元122对HDR'数据120进行反量化。接着可将反颜色转换过程124应用于所述经反量化HDR'数据。反颜色转换过程124可为颜色转换过程114的反向。举例来说，反颜色转换过程124可将HDR'数据从YCrCb格式转换回至RGB格式。接下来，可将反转移函数126应用于数据以添加回由转移函数112压缩的动态范围，从而重建线性RGB数据128。

现在将更详细地论述图5中所描绘的技术。一般来说，将转移函数应用于数据(例如HDR/WCG视频数据)以压缩数据的动态范围，以使得由量化引起的错误在明度值范围中在感知上(近似)均匀。此压缩允许用较少位来表示数据。在一个实例中，转移函数可为一维(1D)非线性函数且可反映最终用户显示器的电光转移函数(EOTF)的反向，例如如Rec.709中针对SDR所指定。在另一实例中，转移函数可概算对亮度变化的HVS感知，例如SMPTE-2084中针对HDR所指定的PQ转移函数。OETF的反过程为EOTF(电光转移函数)，其将码等级映射回至照度。图7展示用作EOTF的非线性转移函数的若干实例。所述转移函数还可单独地应用于每一R、G及B分量。

SMPTE-2084的规范按以下所描述来定义EOTF应用。将转移函数应用于归一化线性R、G、B值，这产生R'G'B'的非线性表示。SMPTE-2084通过使NORM＝10000定义归一化，其与10000尼特(坎德拉/平方米)的峰值亮度相关联。

R'＝PQ_TF(max(0,min(R/NORM,1)))

G'＝PQ_TF(max(0,min(G/NORM,1))) (1)

B'＝PQ_TF(max(0,min(B/NORM,1)))

其中PQ_TF(L)＝((c₁+c₂ L^(m₁))/(1+c₃ L^(m₁)))^(m₂)

m₁＝2610/4096×1/4＝0.1593017578125

m₂＝2523/4096×128＝78.84375

c₁＝c₃-c₂+1＝3424/4096＝0.8359375

c₂＝2413/4096×32＝18.8515625

c₃＝2392/4096×32＝18.6875

在输入值(线性颜色值)经归一化至范围0..1的情况下，在图8中可视PQ EOTF的经归一化输出值(非线性颜色值)。如从曲线131看到，输入信号的动态范围的百分之1(低照明)经转换成输出信号的动态范围的50％。

通常，EOTF经定义为具有浮点准确度的函数，因此如果应用反TF(所谓的OETF)，那么无错误经引入至具有此非线性的信号。SMPTE-2084中所指定的反TF(OETF)经定义为inversePQ函数：

οR＝10000*inversePQ_TF(R')

οG＝10000*inversePQ_TF(G') (2)

οB＝10000*inversePQ_TF(B')

其中

通过浮点准确度，依序应用EOTF及OETF提供无错误的完美的重构。然而，对于流式处理或广播服务，此表示未必总是最佳的。在以下章节中描述具有非线性R'G'B'数据的固定位准确度的更紧凑表示。

应注意，EOTF及OETF为当前非常活跃的研究的主题，且一些HDR视频译码系统中所利用的TF可不同于SMPTE-2084。

在本发明的上下文中，术语“信号值”或“颜色值”可用于描述对应于图像元件的特定颜色分量(例如R、G、B或Y)的值的明度级别。信号值通常表示线性光层级(明度值)。术语“码阶”或“数字码值”可指图像信号值的数字表示。通常，此数字表示表示非线性信号值。EOTF表示提供至显示装置(例如显示装置32)的非线性信号值与由显示装置产生的线性颜色值之间的关系。

RGB数据通常被用作输入颜色空间，这是由于RGB是通常由图像捕获传感器产生的数据类型。然而，RGB颜色空间在其分量当中具有高冗余且对于紧凑表示来说并非最佳的。为实现更紧凑且更稳固的表示，RGB分量通常经转换(例如执行颜色变换)至更适合于压缩的更不相关颜色空间(例如YCbCr)。YCbCr颜色空间分离不同的相关较少分量中的呈明度(Y)形式的亮度及颜色信息(CrCb)。在此上下文中，稳固表示可指在以受限位速率进行压缩时特征为较高阶错误恢复的颜色空间。

现代视频译码系统通常使用YCbCr颜色空间，如ITU-R BT.709或ITU-R BT.709中所指定。BT.709标准中的YCbCr颜色空间指定从R'G'B'至Y'CbCr的以下转换过程(非恒定明度表示)：

οY'＝0.2126*R'+0.7152*G'+0.0722*B'

ο

(3)

ο

以上过程还可使用避免Cb及Cr分量的除法的以下概算转换来实施：

οY'＝0.212600*R'+0.715200*G'+0.072200*B'

οCb＝-0.114572*R'-0.385428*G'+0.500000*B' (4)

οCr＝0.500000*R'-0.454153*G'-0.045847*B'

ITU-R BT.2020标准指定从R'G'B'至Y'CbCr(非恒定明度表示)的以下转换过程：

οY'＝0.2627*R'+0.6780*G'+0.0593*B'

ο

ο

οY'＝0.262700*R'+0.678000*G'+0.059300*B'

οCb＝-0.139630*R'-0.360370*G'+0.500000*B' (6)

οCr＝0.500000*R'-0.459786*G'-0.040214*B'

应注意，两个颜色空间均保持归一化。因此，对于在0..1范围内经归一化的输入值，所得值将映射至范围0..1。一般来说，通过浮点准确度所实施的颜色变换提供完美的重构；因此此过程无损。

在颜色变换之后，仍然可以高位深度(例如浮点准确度)来表示目标颜色空间中的输入数据。即，上文所描述的所有处理阶段通常实施于浮点准确度表示中；因此其可被视为无损。然而，对于大多数消费型电子装置应用，此类型的准确度可被视为冗余且昂贵的。对于此类应用，将目标颜色空间中的输入数据转换成目标位深度固定点准确度。可例如使用量化过程将高位深度数据转换为目标位深度。

某些研究展示，10位至12位准确度结合PQ转移足以提供具有低于恰可辨差(JND)的失真的16f光阑的HDR数据。一般来说，JND是为了使差可辨(例如通过HVS)而必须改变的某物(例如视频数据)的量。以10位准确度表示的数据可进一步通过大多数目前先进技术的视频译码解决方案来译码。此转换过程包含信号量化且为有损译码元件且为经引入至经转换数据的不准确度源。

此量化的实例应用于目标颜色空间中的码字。在此实例中，以下展示YCbCr颜色空间。将以浮点准确度表示的输入值YCbCr转换成Y值(明度)的固定位深度BitDepthY及色度值(Cb、Cr)的固定位深度BitDepthC的信号。

οD_Y′＝Clip1_Y(Round((1＜＜(BitDepth_Y-8))*(219*Y′+16)))

οD_Cb＝Clip1_C(Round((1＜＜(BitDepth_C-8))*(224*Cb+128))) (7)

οD_Cr＝Clip1_C(Round((1＜＜(BitDepth_C-8))*(224*Cr+128)))

其中

Round(x)＝Sign(x)*Floor(Abs(x)+0.5)

如果x<0，那么Sign(x)＝-1；如果x＝0，那么Sign(x)＝0；如果x>0，

那么Sign(x)＝1

Floor(x)小于或等于x的最大整数

如果x>＝0，那么Abs(x)＝x；如果x<0，那么Abs(x)＝-x

Clip1_Y(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_Y)-1,x)

Clip1_C(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_C)-1,x)

如果z<x，那么Clip3(x,y,z)＝x；如果z>y，那么Clip3(x,y,z)＝y；否则

Clip3(x,y,z)＝z

预期下一代HDR/WCG视频应用将对以HDR及CG的不同参数捕获的视频数据进行操作。不同配置的实例可为具有高达1000尼特或高达10,000尼特的峰值亮度的HDR视频内容的捕获。不同色域的实例可包含BT.709、BT.2020以及SMPTE指定的P3或其它色域。

也预期并有(或几乎并有)所有其它当前使用的色域的单一颜色空间(例如目标颜色容器)将在未来利用。此目标颜色容器的实例包含BT.2020及BT.2100。支持单一目标颜色容器将显著简化HDR/WCG系统的标准化、实施及部署，这是由于操作点的减小数目(例如颜色容器、颜色空间、颜色转换算法等等的数目)及/或所需算法的减小数目应由解码器(例如视频解码器30)支持。

在此系统的一个实例中，经捕获有不同于目标颜色容器(例如BT.2020)的天然色域(例如P3或BT.709)的内容可在处理之前(例如在由视频编码器20进行视频编码之前)转换成目标容器。

在此转换期间，通过在P3或BT.709色域中捕获的信号的每一分量(例如RGB、YUV、YCrCb等等)占据的值范围可在BT.2020表示中减少。由于数据是以浮点准确度表示，所以不存在损失；然而，当与颜色转换及量化组合时，值范围的收缩导致输入数据的增加的量化错误。

另外，在现实世界译码系统中，利用减少的动态范围对信号进行译码可导致经译码色度分量的准确度的显著损失，且可由观看者观察为译码伪影，例如颜色失配及/或渗色。

另外，用于现代视频译码系统中的非线性(例如通过SMPTE-2084的转移函数引入)及颜色表示(例如ITU-R BT.2020或BT.22100)中的一些可导致特征化在信号表示的动态范围及颜色分量内的所感知失真或恰可辨差(JND)阈值的显著变化的视频数据表示。这可被称为所感知失真。对于此类表示，在明度或色度值的动态范围内应用均匀标量量化器的量化方案可引入量化错误，其中不同感知优点取决于经量化样本的量值。对信号的此类影响可解释为在经处理数据范围内具有产生不相等信噪比的非一致量化的处理系统。

此类表示的实例为于非恒定明度(NCL)YCbCr颜色空间中表示的视频信号，所述颜色空间的颜色原色是在ITU-R Rec.BT.2020中，通过SMPTE-2084转移函数或在BT.2100中所定义。如上述表1中所绘示，与在中间范围值上使用的码字量(例如码字的30％表示<10尼特的线性光样本，其中码字的仅仅20％表示10与100尼特之间的线性光)相比较，此表示分配显著更大码字量用于信号的低强度值。结果，特征为在数据的所有范围中均匀量化的视频译码系统(例如H.265/HEVC)将引入更严重译码伪影至中间范围及高强度样本(信号的中等及亮区域)，而引入至低强度样本(相同信号的暗区域)的失真可远低于典型观看环境(具有视频的典型亮度等级)中的可辨差阈值。

此表示的另一实例为ITU-R BT.2020/BT.2100颜色表示的色度分量的有效动态范围。这些容器支持比常规颜色容器(例如BT.709)大得多的色域。然而，在用于特定表示的有限位深度(例如每样本10个位)的限制下，与本机容器(例如BT.709)的使用相比较，有限位深度将有效地减少新格式中的常规内容(例如具有BT.709色域)表示的粒度。

在图9A及9B中可视此情形，其中在xy颜色平面中描绘HDR序列的颜色。图9A展示在本机BT.709颜色空间(三角形150)中捕获的“Tibul”测试序列的颜色。然而，测试序列的颜色(展示为点)不占据BT.709或BT.2020的全色色域。在图9A及9B中，三角形152表示BT.2020色域。图9B展示运用P3天然色域(三角形154)的“Bikes”HDR测试序列的颜色。如图9B中可见，颜色不占据xy颜色平面中的天然色域(三角形154)的完整范围；因此如果内容在其容器中表示，那么某一颜色保真度将损失。

结果，与BT.709颜色容器中的信号相比较，特征为在数据的所有范围及颜色分量中均匀量化的视频译码系统(例如H.265/HEVC)将引入更多视觉感知失真至BT.2020颜色容器中的信号的色度分量。

在某一颜色表示的动态范围或颜色分量内的所感知失真或恰可辨差(JND)阈值的显著变化的又一实例为由动态范围调整(DRA)或整形器的应用产生的颜色空间。在完整动态范围内提供失真的均匀感知的目标下，DRA可应用于经分割成动态范围分割区的视频数据。然而，将DRA独立应用于颜色分量可随后将位速率再分配从一个颜色分量引入至另一者(例如在明度分量上花费的较大位预算可导致引入至色度分量的更严重失真，且反之亦然)。

已提议解决目前先进技术颜色表示(例如BT.2020或BT.2100)中不均匀感知质量码字分布的问题的其它技术

2015年9月D.Rusanovskyy,A.K.Ramasubramonian,D.Bugdayci,S.Lee,J.Sole,M.Karczewicz的VCEG文档COM16-C 1027-E，“Dynamic Range Adjustment SEI to enableHigh Dynamic Range video coding with Backward-Compatible Capability”描述在应用混合式基于变换的视频译码方案(例如H.265/HEVC)之前应用动态范围调整(DRA)以实现SMPTE-2084/BT.2020颜色容器中的视频数据中的码字再分布。

通过应用DRA实现再分布以动态范围内的感知失真(例如信噪比)的线性化为目标。为在解码器侧处补偿此再分布，及将数据转换成原始ST 2084/BT.2020表示，在视频解码之后将反DRA过程应用于数据。

在一个实例中，DRA可经实施为分段线性函数f(x)，其是针对输入值x的未重叠动态范围分割区(范围){Ri}的群组而定义，其中i为范围的索引。项i＝0…N-1，其中N为用于定义DRA函数的范围{Ri}的总数目。假定DRA的范围由属于范围Ri(例如[x_i,x_i+1-1])的最小x值及最大x值定义，其中x_i及x_i+1分别表示范围R_i及R_i+1的最小值。当应用于视频数据的Y(明度)颜色分量时，DRA函数Sy经由尺度S_y,i及偏移O_y,i值定义，尺度S_y,i及偏移O_y,i值应用于每一x∈[x_i,x_i+1-1]，因此S_y＝{S_y,i,O_y,i}。

在此情况下，对于任一Ri，及每一x∈[x_i,x_i+1-1]，输出值X计算如下：

X＝S_y,i*(x-O_y,i) (7)

对于在解码器处进行的用于明度分量Y的反DRA映射过程，DRA函数Sy由尺度S_y,i及偏移O_y,i值的逆定义，尺度S_y,i及偏移O_y,i值应用于每一X∈[X_i,X_i+1-1]。

在此情况下，对于任一Ri，及每一X∈[X_i,X_i+1-1]，经重构值x计算如下：

x＝X/S_y,i+O_y,i (8)

用于色度分量Cb及Cr的前向DRA映射过程可如下所述而定义。运用指明Cb颜色分量的样本的u项给定此实例，u项属于范围Ri，u∈[u_i,u_i+1-1]，因此S_u＝{S_u,i,O_u,i}：

U＝S_u,i*(u-O_y,i)+Offset (9)

其中等于2^(bitdepth-1)的Offset指示双极Cb、Cr信号偏移。

在解码器处针对色度分量Cb及Cr实施的反DRA映射过程可如下所述而定义。运用指明再映射Cb颜色分量的样本的U项给定实例，U项属于范围Ri，U∈[U_i,U_i+1-1]：

u＝(U-Offset)/S_u,i+O_y,i (10)

其中等于2^(bitdepth-1)的Offset指示双极Cb、Cr信号偏移。

2015年9月J.Zhao,S.-H.Kim,A.Segall,K.Misra的VCEG文档COM16-C 1030-E的“Performance investigation of high dynamic range and wide color gamut videocoding techniques”描述用以对准位速率分配及应用于Y₂₀₂₀(ST2084/BT2020)与Y₇₀₉(BT1886/BT 2020)表示上的视频译码之间的视觉感知失真的强度相依空间变化(基于块的)量化方案。观察到为了维持相同层级的用于明度分量的量化，在Y₂₀₂₀及Y₇₀₉中的信号的量化可相差取决于明度的值，以使得：

QP_Y₂₀₂₀＝QP_Y₇₀₉-f(Y₂₀₂₀) (11)

函数f(Y₂₀₂₀)被认为对于在Y₂₀₂₀中的视频的强度值(亮度等级)为线性，且所述函数可概算为：

f(Y₂₀₂₀)＝max(0.03*Y₂₀₂₀-3,0) (12)

提议的在编码阶段引入的空间变化量化方案被认为能够改进在ST 2084/BT.2020表示中的经译码视频信号的视觉感知信号至量化噪声比。用于色度分量的德耳塔QP应用及QP导出的机构实现从明度至色度分量的deltaQP传播，因此允许根据引入至明度分量的位速率增加对色度分量进行某一程度的补偿。

A.K.Ramasubramonian,J.Sole,D.Rusanovskyy,D.Bugdayci,M.Karczewicz的“Luma-driven chroma scaling(LCS)design,HDR CE2:Report on CE2.a-1LCS”JCTVC-W0101描述通过采用与经处理色度样本相关联的亮度信息调整色度信息(例如Cb及Cr分量)的方法。类似于上述DRA方法，提议将尺度因子S_u应用于Cb色度样本并将尺度因子S_v,i应用于Cr色度样本。然而，替代将DRA函数定义为用于可通过如方程式(9)及(10)中的色度值u或v存取的一组范围{R_i}的分段线性函数S_u＝{S_u,i,O_u,i}，实例LCS方法利用明度值Y导出色度样本的尺度因子。在此情况下，色度样本u(或v)的前向LCS映射经实施为：

U＝S_u,i(Y)*(u-Offset)+Offset (13)

在解码器侧处实施的反LCS过程如下所述而定义为：

u＝(U-Offset)/S_u,i(Y)+Offset (14)

更详细地说，对于位于(x,y)处的给定像素，色度样本Cb(x,y)或Cr(x,y)是以从其LCS函数S_Cb或S_Cr导出的因子缩放，所述因子由其对应明度值Y'(x,y)存取。

在用于色度样本的前向LCS处，Cb(或Cr)值及相关联明度值Y'被视为至色度尺度函数S_Cb(或S_Cr)的输入且转换为Cb'及Cr'，如方程式15中所示。在解码器侧处，应用反LCS。经重构Cb'或Cr'转换成Cb或Cr，如其在方程式(16)中展示。

Cb′(x,y)＝S_Cb(Y′(x,y))*Cb(x,y)，

Cr′(x,y)＝S_Cr(Y′(x,y))*Cr(x,y) (15)

图10展示LCS函数的实例，其中色度缩放因子为相关联明度值的函数。在图10的实例中，使用LCS函数153，具有明度的较小值的像素的色度分量是以较小缩放因子倍增。

本发明描述用以执行动态范围调整(DRA)的技术、方法及设备，包含用以通过色域转换补偿引入至HDR信号表示的动态范围变化的跨分量DRA。动态范围调整可帮助阻止及/或减轻由色域转换引起的任何失真，包含颜色失配、渗色等等。在本发明的一或多个实例中，在编码器侧处量化(例如由源装置12的视频预处理器单元19)之前及在解码器侧处反量化(例如由目的地装置14的视频后处理器单元31)之后，对目标颜色空间(例如YCbCr)的每一颜色分量的值执行DRA。在其它实例中，本发明的DRA技术可在视频编码器20及视频解码器30内执行。

图11为绘示根据本发明的技术操作的实例HDR/WCG转换设备的框图。在图11中，实线指定数据流且虚线指定控制信号。本发明的技术可由源装置12的视频预处理器单元19或由视频编码器20执行。如上文所论述，视频预处理器单元19可为与视频编码器20分离的装置。在其它实例中，视频预处理器单元19可与视频编码器20并入至同一装置中。

如图11所示，RGB本机CG视频数据200经输入至视频预处理器单元19。在由视频预处理器单元19进行的视频预处理的情况下，RGB本机CG视频数据200是由输入颜色容器定义。输入颜色容器指定用以表示视频数据200的一组颜色原色(例如BT.709、BT.2020、BT、2100P3等等)。在本发明的一个实例中，视频预处理器单元19可经配置以将RGB本机CB视频数据200的颜色容器及颜色空间两者转换成HDR的数据216的目标颜色容器及目标颜色空间。与输入颜色容器相同，目标颜色容器可指定用以表示HDR的数据216的一组或颜色原色。在本发明的一个实例中，RGB本机CB视频数据200可为HDR/WCG视频，且可具有BT.2020或P3颜色容器(或任一WCG)，且在RGB颜色空间中。在另一实例中，RGB本机CB视频数据200可为SDR视频，且可具有BT.709颜色容器。在一个实例中，HDR的数据216的目标颜色容器可能已经配置用于HDR/WCG视频(例如BT.2020颜色容器)且可使用对于视频编码更为最佳的颜色空间(例如YCrCb)。

在本发明的一个实例中，CG转换器202可经配置以将RGB本机CG视频数据200的颜色容器从输入颜色容器(例如第一颜色容器)转换至目标颜色容器(例如第二颜色容器)。作为一个实例，CG转换器202可将RGB本机CG视频数据200从BT.709颜色表示转换至BT.2020颜色表示，其实例展示如下。

将RGB BT.709样本(R₇₀₉,G₇₀₉,B₇₀₉)转换至RGB BT.2020样本(R₂₀₂₀,G₂₀₂₀,B₂₀₂₀)的过程可用两步转换来实施，所述两步转换涉及首先转换至XYZ表示，继而使用适当转换矩阵进行从XYZ至RGB BT.2020的转换。

X＝0.412391*R₇₀₉+0.357584*G₇₀₉+0.180481*B₇₀₉

Y＝0.212639*R₇₀₉+0.715169*G₇₀₉+0.072192*B₇₀₉ (17)

Z＝0.019331*R₇₀₉+0.119195*G₇₀₉+0.950532*B₇₀₉

从XYZ至R₂₀₂₀G₂₀₂₀B₂₀₂₀(BT.2020)的转换：

R₂₀₂₀＝clipRGB(1.716651*X-0.355671*Y-0.253366*Z)

G₂₀₂₀＝clipRGB(-0.666684*X+1.616481*Y+0.015768*Z) (18)

B₂₀₂₀＝clipRGB(0.017640*X-0.042771*Y+0.942103*Z)

类似地，单一步骤及推荐的方法如下：

R₂₀₂₀＝clipRGB(0.627404078626*R₇₀₉+0.329282097415*G₇₀₉+0.043313797587*B₇₀₉)

G2020＝clipRGB(0.069097233123*R709+0.919541035593*G₇₀₉+0.011361189924*B709) (7)

B₂₀₂₀＝clipRGB(0.016391587664*R₇₀₉+0.088013255546*G₇₀₉+0.895595009604*B₇₀₉)

CG转换之后的所得视频数据在图11中展示为RGB目标CG视频数据204。在本发明的其它实例中，输入数据及输出HDR的数据的颜色容器可相同。在此实例中，CG转换器202不必对RGB本机CG视频数据200执行任何转换。

接下来，转移函数单元206压缩RGB目标CG视频数据204的动态范围。转移函数单元206可经配置以应用转移函数以压缩动态范围，其方式与上文参看图5所论述的相同。颜色转换单元208将RGB目标CG颜色数据204从输入颜色容器的颜色空间(例如RGB)转换至目标颜色容器的颜色空间(例如YCrCb)。如上文参看图5所阐释，颜色转换单元208将经压缩数据转换至更紧密或稳固的颜色空间(例如YUV或YCrCb颜色空间)中，所述颜色空间更适合于由混合式视频编码器(例如视频编码器20)进行的压缩。

调整单元210经配置以根据由DRA参数估计单元212导出的DRA参数执行颜色转换视频数据的动态范围调整(DRA)。一般来说，在由CG转换器202进行CG转换及由转移函数单元206进行动态范围压缩之后，所得视频数据的实际色值可并不使用经分配用于特定目标颜色容器的色域的全部可用码字(例如表示每一颜色的独特位序列)。即，在一些情况下，RGB本机CG视频数据200从输入颜色容器至输出颜色容器的转换可将视频数据的色值(例如Cr及Cb)过度压缩，以使得所得经压缩视频数据并不高效地使用所有可能颜色表示。如上所阐释，在现实世界译码系统中，运用减少的颜色值范围对信号进行译码可导致经译码色度分量的准确度的显著损失，且将由观看者观察为译码伪影，例如颜色失配及/或渗色。

调整单元210可经配置以将DRA参数应用于视频数据(例如动态范围压缩及颜色转换之后的RGB目标CG视频数据204)的颜色分量(例如YCrCb)，以充分利用可用于特定目标颜色容器的码字。调整单元210可将DRA参数应用于像素层级的视频数据(例如应用于像素的每一颜色分量)。一般来说，DRA参数定义将用以表示实际视频数据的码字扩展至尽可能多的可用于目标颜色容器的码字的函数。

在本发明的一个实例中，DRA参数包含应用于视频数据的颜色分量(例如明度(Y)及色度(Cr、Cb)颜色分量)的尺度及偏移值。偏移参数可用以使颜色分量的值以用于目标颜色容器的可用码字的中心为中心。举例来说，如果目标颜色容器包含每一颜色分量1024个码字，那么偏移值可经选择以使得中心码字移动至码字512(例如最中间码字)。在其它实例中，偏移参数可用以提供输入码字至输出码字的较佳映射，以使得目标颜色容器中的总体表示在对抗译码伪影时更有效。

在一个实例中，调整单元210如下所述而将DRA参数应用于目标颜色空间(例如YCrCb)中的视频数据：

-Y”＝scale1*Y'+offset1

-Cb”＝scale2*Cb'+offset2 (19)

-Cr”＝scale3*Cr'+offset3

其中信号分量Y'、Cb'及Cr'为由RGB至YCbCr转换(方程式3中的实例)产生的信号。应注意，Y'、Cr'及Cr'还可为由视频解码器30解码的视频信号。Y”、Cb”及Cr”为DRA参数已应用于每一颜色分量之后的视频信号的颜色分量。

如在以上实例中可见，每一颜色分量与不同的尺度及偏移参数相关。举例来说，scale1及offset1用于Y'分量，scale2及offset2用于Cb'分量，且scale3及offset3用于Cr'分量。应理解，此仅为实例。在其它实例中，相同的尺度值及偏移值可用于每个颜色分量。如将在下文更详细地阐释，DRA参数导出单元312可经配置以依据经确定用于明度分量的尺度值确定色度分量(例如Cr、Cb)的尺度值。

在其它实例中，每一颜色分量可与多个尺度及偏移参数相关联。举例来说，Cr或Cb颜色分量的色度值的实际分布对于码字的不同分割区或范围可能不同。作为一个实例，与低于中心码字相比，可使用更多的高于中心码字(例如码字512)的独特码字。在此实例中，调整单元210可经配置以针对高于中心码字(例如具有大于中心码字的值)的色度值应用尺度及偏移参数的一个集合，且针对低于中心码字(例如具有小于中心码字的值)的色度值应用尺度及偏移参数的不同集合。

如在以上实例中可见，调整单元210将尺度及偏移DRA参数应用为线性函数。因而，调整单元210并非必需在由颜色转换单元208进行的颜色转换之后在目标颜色空间中应用DRA参数。这是因为颜色转换本身是线性过程。因而，在其它实例中，调整单元210可在任一颜色转换过程之前在本机颜色空间(例如RGB)中将DRA参数应用于视频数据。在此实例中，颜色转换单元208将在调整单元210应用DRA参数之后应用颜色转换。

在本发明的另一实例中，调整单元210可如下所述而在目标颜色空间或本机颜色空间中应用DRA参数：

-Y”＝(scale1*(Y'-offsetY)+offset1)+offsetY；

-Cb”＝scale2*Cb'+offset2 (20)

-Cr”＝scale3*Cr'+offset3

在此实例中，参数scale1、scale2、scale3、offset1、offset2及offset3具有如上所述的相同含义。参数offsetY为反映信号的亮度的参数，且可等于Y'的平均值。在其它实例中，类似于offsetY的偏移参数可应用于Cb'及Cr'分量，以更好地保留输入表示及输出表示中的中心值的映射。

在本发明的另一实例中，调整单元210可经配置以在除了本机颜色空间或目标颜色空间以外的颜色空间中应用DRA参数。一般来说，调整单元210可经配置以如下所述而应用DRA参数：

-A'＝scale1*A+offset1；

-B'＝scale2*B+offset2 (21)

-C'＝scale3*C+offset3

其中信号分量A、B及C为不同于目标颜色空间的颜色空间(例如RGB或中间颜色空间)中的信号分量。

在本发明的其它实例中，调整单元210经配置以将线性转移函数应用于视频以执行DRA。此转移函数不同于由转移函数单元206用以压缩动态范围的转移函数。类似于如上文所定义的尺度及偏移项，由调整单元210应用的转移函数可用于扩展色值至目标颜色容器中的可用码字并以所述色值为中心。应用转移函数以执行DRA的实例展示如下。

-Y”＝TF2(Y')

-Cb”＝TF2(Cb')

-Cr”＝TF2(Cr')

项TF2指定由调整单元210应用的转移函数。在一些实例中，调整单元210可经配置以将不同转移函数应用于分量中的每一者。

在本发明的另一实例中，调整单元210可经配置以在单一过程中与颜色转换单元208的颜色转换联合地应用DRA参数。即，可组合调整单元210及颜色转换单元208的线性函数。下文展示组合应用的实例，其中f1及f2为RGB至YCbCr矩阵及DRA缩放因子的组合。

在本发明的另一实例中，在应用DRA参数之后，调整单元210可经配置以执行裁剪过程以防止视频数据具有在经指定用于特定目标颜色容器的码字的范围外部的值。在一些情况下，由调整单元210应用的尺度及偏移参数可使一些颜色分量值超过可允许码字的范围。在此情况下，调整单元210可经配置以将超过范围的分量的值裁剪至范围中的最大值。

由调整单元210应用的DRA参数可由DRA参数估计单元212确定。DRA参数估计单元212用来更新DRA参数的频率及时间例项是灵活的。举例来说，DRA参数估计单元212可从时间层级上更新DRA参数。即，针对图片群组(GOP)或单一图片(帧)可确定新DRA参数。在此实例中，RGB本机CG视频数据200可为GOP或单一图片。在其它实例中，DRA参数估计单元212可从空间层级上(例如在切片方块或块层级)更新DRA参数。在此上下文中，视频数据块可为宏块、编码树单元(CTU)、译码单元或任何其它大小及形状的块。块可为正方形、矩形或任何其它形状。相应地，可使用DRA参数以实现更加高效的时间及空间预测及译码。

在本发明的一个实例中，DRA参数估计单元212可基于RGB本机CG视频数据200的天然色域与目标颜色容器的色域的对应关系导出DRA参数。举例来说，给定特定天然色域(例如BT.709)及目标颜色容器的色域(例如BT.2020)，DRA参数估计单元212可使用一组预定义规则来确定尺度值及偏移值。

在一些实例中，DRA参数估计单元212可经配置以通过根据RGB本机CG视频数据200中的颜色值的实际分布(而非根据天然色域的预定义原色值)确定primeN中的原色坐标来估计所述DRA参数。即，DRA参数估计单元212可经配置以分析存在于RGB本机CG视频数据200中的实际颜色，且在上述函数中使用根据此分析确定的原色颜色及白点来计算DRA参数。可使用对上文所定义的一些参数的概算作为DRA以促进所述计算。

在本发明的其它实例中，DRA参数估计单元212可经配置以不仅基于目标颜色容器的色域，而且基于目标颜色空间来确定所述DRA参数。分量值的值的实际分布在颜色空间与颜色空间之间可不同。举例来说，与具有非恒定明度的YCbCr颜色空间相比，对于具有恒定明度的YCbCr颜色空间来说，色度值分布可不同。DRA参数估计单元212可使用不同颜色空间的颜色分布来确定所述DRA参数。

在本发明的其它实例中，DRA参数估计单元212可经配置以导出DRA参数的值，以便将与预处理及/或编码视频数据相关联的特定成本函数减至最小。作为一个实例，DRA参数估计单元212可经配置以估计最小化由量化单元214引入的量化错误的DRA参数。DRA参数估计单元212可通过对已应用了DRA参数的不同集合的视频数据执行量化错误测试而将此错误减至最小。在另一实例中，DRA参数估计单元212可经配置而以感知方式估计将由量化单元214引入的量化错误减至最小的DRA参数。DRA参数估计单元212可基于对已应用了DRA参数的不同集合的视频数据的感知错误测试而将此错误减至最小。DRA参数估计单元212接着可选择产生最少量化错误的DRA参数。

在另一实例中，DRA参数估计单元212可选择将与由调整单元210执行的DRA及由视频编码器20执行的视频编码两者相关联的成本函数减至最小的DRA参数。举例来说，DRA参数估计单元212可利用DRA参数的多个不同集合来执行DRA及对视频数据进行编码。DRA参数估计单元212接着可通过形成由DRA及视频编码引起的位速率以及由这两种有损过程引入的失真的加权总和来计算用于DRA参数的每一集合的成本函数。DRA参数估计单元212接着可选择将成本函数减至最小的DRA参数集合。

在针对DRA参数估计的以上技术中的每一者中，DRA参数估计单元212可使用关于每一分量的信息针对所述分量单独地确定DRA参数。在其它实例中，DRA参数估计单元212可使用跨分量信息来确定DRA参数。举例来说，如将在下文更详细地论述，针对明度(Y)分量导出的DRA参数(例如尺度)可用于导出色度分量(Cr及/或Cb)的DRA参数(例如尺度)。

除了导出DRA参数以外，DRA参数估计单元212还可经配置以在经编码位流中用信号发送DRA参数。DRA参数估计单元212可直接用信号发送指示DRA参数的一或多个语法元素，或可经配置以将一或多个语法元素提供至视频编码器20以供于信号发送。参数的这些语法元素可在位流中用信号发送，以使得视频解码器30及/或视频后处理器单元31可执行视频预处理器单元19的过程的反向以在其本机颜色容器中重构视频数据。在下文论述用于用信号发送DRA参数的实例技术。

在一个实例中，DRA参数估计单元212及/或视频编码器20可在作为元数据的经编码视频位流中、在补充增强信息(SEI)消息中、在视频可用性信息(VUI)中、在视频参数集(VPS)中、在序列参数集(SPS)中、在图片参数集中、在切片标头中、在CTU标头中或在适合于指示用于视频数据(例如GOP、图片、块、宏块、CTU等等)的大小的DRA参数的任何其它语法结构中用信号发送一或多个语法元素。

在一些实例中，所述一或多个语法元素显式地指示DRA参数。举例来说，所述一或多个语法元素可为用于DRA的各种尺度值及偏移值。在其它实例中，所述一或多个语法元素可为至包含用于DRA的尺度值及偏移值的查找表中的一或多个索引。在再一实例中，所述一或多个语法元素可为至指定供DRA使用的线性转移函数的查找表的索引。

在其它实例中，并不显式地用信号发送DRA参数，而是视频预处理器单元19/视频编码器20及视频后处理器单元31/视频解码器30两者经配置以使用相同预定义过程使用可从位流辨别的视频数据的相同信息及/或特性导出DRA参数。

在调整单元210应用DRA参数之后，视频预处理器单元19接着可使用量化单元214将视频数据量化。量化单元214可以与上文参看图5所描述的方式相同的方式操作。在量化之后，现在于HDR的数据216的目标原色的目标颜色空间及目标色域中对视频数据进行调整。接着可将HDR的数据216发送至视频编码器20以供压缩。

图12为绘示根据本发明的技术的实例HDR/WCG反转换设备的框图。如图12所示，视频后处理器单元31可经配置以应用由图11的视频预处理器单元19执行的技术的反向。在其它实例中，视频后处理器单元31的技术可并入视频解码器30中且由视频解码器30执行。

在一个实例中，视频解码器30可经配置以解码由视频编码器20编码的视频数据。接着将经解码视频数据(目标颜色容器中的HDR的数据316)转发至视频后处理器单元31。反量化单元314对HDR的数据316执行反量化过程以反向由图11的量化单元214执行的量化过程。

视频解码器30还可经配置以解码由图11的DRA参数估计单元212产生的一或多个语法元素中的任一者且将所述语法元素发送至视频后处理器单元31的DRA参数导出单元312。如上文所描述，DRA参数导出单元312可经配置以基于所述一或多个语法元素确定DRA参数。在一些实例中，所述一或多个语法元素显式地指示DRA参数。在其它实例中，DRA参数导出单元312经配置以使用由图11的DRA参数估计单元212使用的相同技术导出DRA参数。

将由DRA参数导出单元312导出的参数发送至反调整单元310。反调整单元310使用DRA参数执行由调整单元210执行的线性DRA调整的反向。反调整单元310可应用上文针对调整单元210所描述的调整技术中的任一者的反向。另外，如同调整单元210一样，反调整单元310可在任何反颜色转换之前或之后应用反DRA。因而，反调整单元310可对目标颜色容器或本机颜色容器中的视频数据应用DRA参数。在一些实例中，反调整单元310可经定位以在反量化单元314之前应用反调整。

反颜色转换单元308将视频数据从目标颜色空间(例如YCbCr)转换至本机颜色空间(例如RGB)。反转移函数306接着应用由转移函数206应用的转移函数的反向，以解压缩视频数据的动态范围。在一些实例中，所得视频数据(RGB目标CG 304)仍处于目标色域中，但现在处于本机动态范围及本机颜色空间中。接下来，反CG转换器302将RGB目标CG 304转换至天然色域以重构RGB本机CG 300。

在一些实例中，额外后处理技术可由视频后处理器单元31采用。应用DRA可使视频处于其实际天然色域外。由量化单元214及反量化单元314执行的量化步骤以及由调整单元210及反调整单元310执行的增频取样及降频取样技术可有助于本机颜色容器中的所得色值在天然色域外。当已知天然色域时(或如上所述，在信号发送情况下，实际最小内容原色)，那么可将额外处理应用于RGB本机CG视频数据304，以将色值(例如RGB或Cb及Cr)变换回至预期色域中，如针对DRA的后处理。在其它实例中，此后处理可在量化之后或在DRA应用之后应用。

根据以下一或多个实例，本发明描述用于改进图像及视频译码系统的压缩效率的跨分量动态范围调整(CC-DRA)的技术及装置，例如H.264/AVC、H.265/HEVC或下一代编码解码器(例如VVC)。更特定地说，此描述用于通过采用应用于明度分量的DRA函数的参数及/或经处理视频信号的特性(例如信号的局部亮度等级、转移特性、颜色容器特性或天然色域)导出应用于色度分量(例如Cb及Cr)的CC-DRA的参数的技术及装置。

假定DRA函数S_y＝{S_y,i,O_y,i}应用于Y分量且应用于色度分量(例如Cb、Cr)的CC-DRA函数由LCS函数S_Cb(或S_Cr)指定。以下技术中的一或多者可经独立或以任何合适组合方式应用以导出CC-DRA及其LCS函数S_Cb(或S_Cr)的参数。

将关于视频预处理器单元19描述以下实例。然而，应理解，由视频预处理器单元19执行的所有过程还可在作为视频编码环路的部分的视频编码器20内执行。视频后处理器单元31可经配置以执行与视频预处理器单元19相同的技术，但以互逆方式执行。具体地说，视频后处理器单元31可经配置以与视频预处理器单元19相同的方式确定用于色度分量的CC-DRA的参数。由视频后处理器单元31执行的所有过程还可在作为视频解码环路的部分的视频解码器30内执行。

如上文参看图11及图12所描述，视频预处理器单元19及视频后处理器单元31可将DRA应用于视频数据(例如YCbCr)的视频分量的三个分量以实现表示以更高效由图像或视频压缩系统(例如视频编码器20及视频解码器30)来压缩。视频预处理器单元19可将DRA函数S_y应用于明度分量(Y)且可通过LCS函数S_Cb(或S_Cr)将CC-DRA应用于色度分量(例如Cb、Cr)。

在本发明的一个实例中，视频预处理器单元19可经配置以上文参看图11所描述的方式导出视频数据的明度分量的DRA参数(例如尺度及偏移)。视频预处理器单元19还可经配置以上文参看图11所描述的方式导出色度分量的偏移参数。根据本发明的一个实例，视频预处理器单元19可经配置以从应用于Y分量的DRA函数的参数导出LCS函数S_Cb或S_Cr的参数(例如尺度)，即S_Cb(或S_Cr)＝fun(S_y)。即，视频预处理器单元19可经配置以依据针对明度分量导出的DRA参数(例如尺度参数)确定色度分量的CC-DRA参数(例如尺度参数)。

在一些实例中，视频预处理器单元19可经配置以将色度值的LCS函数的尺度因子设定为等于应用于色度分量(Y)的值的DRA函数S_y的尺度因子：

S(Y)_Cb＝S(Y)_Cr＝S(Y)_y (22)

在此实例中，视频预处理器单元19可再次使用针对明度值导出的尺度参数(S(Y)_y)以用作对应Cr值的尺度参数(S(Y)_Cr)及用作对应Cb值的尺度参数(S(Y)_Cb)。在此情况下，对应Cr及Cb值为具有明度值的相同像素的Cr及Cb值。

在本发明的另一实例中，视频预处理器单元19可经配置以确定视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数。举例来说，明度分量的码字值的总范围可在0与1023之间。视频预处理器单元19可经配置以将明度分量的可能码字值分成多个范围，且接着独立地导出所述范围中的每一者的DRA参数。在一些实例中，较低尺度值可用于较低强度明度值(例如较暗值)，而较高尺度值可用于较高强度明度值(例如较亮值)。明度码字的总数目可分成任何数目个范围，且所述范围大小可为均匀的或可为不均匀的。

因此，在一些实例中，DRA函数S_y是针对范围的集合{R_i}而定义。在此实例中，视频预处理器单元19可经配置以从当前Y所属的范围R_i的DRA尺度因子S_y,i的值导出LCS函数S_Cb或S_Cr的尺度因子：

S(Y)_Cb＝S(Y)_Cr＝fun(S(Y)_y,i)，对于任何Y∈R_i (23)

其中Y为属于范围R_i＝[Y_i,Y_i+1-1]的明度值。换句话说，色度分量的尺度因子为取决于明度分量所属范围的色度分量的对应明度分量的尺度因子的函数。因而，视频预处理器单元19可经配置以使用针对具有码字值的第一范围的明度分量确定的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

然而，色度尺度值还可在色度码字值的范围中导出，且导出色度尺度参数所针对的色度分量的码字值的范围可并不直接与导出明度尺度参数所针对的明度分量的码字值的范围重叠。举例来说，色度码字值的单一范围可与明度码字值的多个范围重叠。在此实例中，用于导出色度分量尺度值的导出函数fun(S(Y)_y,i)可实施为零阶概算(例如针对明度尺度值的范围R_i的所有尺度值的平均值)或为高阶的概算(例如内插、曲线拟合、低通滤波等等)。

在一些实例中，视频预处理器单元19可经配置以经由全局曲线拟合过程依据多个明度DRA尺度因子确定LCS函数S_Cb或S_Cr的色度尺度参数：

S_Cb＝S_Cr＝fun(S_y) (24)

因此，视频预处理器单元19可经配置以使用经确定用于具有码字值的第一范围及码字值的第二范围的明度分量的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围及码字值的至少第二范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

在一些实例中，明度尺度参数在明度码字值的特定范围内恒定。因而，明度尺度参数可视为在明度码字值的全部范围内的不连续(例如逐步)函数。视频预处理器单元19可经配置以将线性化过程应用于不连续函数以产生线性化明度尺度参数，而非使用不连续明度尺度参数来导出色度尺度参数。视频预处理器单元19可经进一步配置以使用线性化明度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在一些实例中，线性化过程为线性内插过程、曲线拟合过程、平均过程或高阶概算过程中的一或多者。

不管如何导出明度尺度参数及色度尺度参数，视频预处理器单元19可经配置以使用明度尺度参数对明度分量执行动态范围调整过程，并以上文参看图11所描述的方式，使用色度尺度参数对视频数据的色度分量执行动态范围调整过程。

在本发明的另一实例中，视频预处理器单元19可经配置以从应用于Y分量S_y的DRA函数的参数及编码解码器(例如视频编码器20)的量化参数(QP)(例如量化参数(QP)、deltaQP、chromaQP偏移或指定编码解码器量化的粒度的其它参数)导出LCS函数S_Cb或S_Cr的参数(例如尺度参数)。deltaQP可指示用于一个块的QP与用于另一块的QP之间的差。chromaQP偏移可与明度分量的QP相加以确定色度分量的QP。

因此，视频预处理器单元19可经配置以使用明度尺度参数及用以解码色度分量的量化参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

以下为实例：

S_Cb＝fun(S_y,QP_Cb) (25)

S_Cr＝fun(S_y,QP_Cr)

在一些实例中，用于当前分量的译码QP与用于S_Cb或S_Cr函数的调整参数之间的对应关系可经列表显示并用于调整概算函数fun。

在一些实例中，一组函数{fun(S_y,QP_Cr)_id}可作为旁侧信息提供至视频解码器30及/或视频后处理器单元31且这些函数之间的选择可通过从位流或从对译码参数(例如QP、译码模式、经译码图片的类型(I、B、P)、预测的可用性或译码模式)的解码器侧分析而导出函数识别(id)来进行。

在本发明的另一实例中，视频预处理器单元19可经配置以从应用于Y分量S_y的DRA函数的参数及经处理视频数据的比色及所利用容器(例如天然色域及所利用颜色容器的颜色原色)的参数导出LCS函数S_Cb或S_Cr的DRA参数(例如尺度参数)。经处理视频数据的比色(颜色表示参数)及所利用容器的参数可为倍增因子α及β，其对于色度分量(Cr及Cb)中的每一者可为相同的或对于色度分量中的每一者可为独立的。

S_Cb＝α*fun(S_y) (26)

S_Cr＝β*fun(S_y)

在一些实例中，α及β参数可由单一倍增器参数定义，例如对于BT.2020颜色容器中表示的BT.709视频内容，α＝1.0698及β＝2.1735。

在一些实例中，α及β参数可在经编码位流中传输。在其它实例中，α及β参数可由视频预处理器单元19/视频编码器20及视频后处理器单元31/视频解码器30两者导出。另外，视频预处理器单元19可经配置以确定在色度分量码字的多个范围内的α及β参数。即，α及β参数可对于所有色度分量为单一值或值的阵列(例如对于色度分量码字的范围)。

在其它实例中，视频预处理器单元19可经配置以从比色参数(例如颜色容器及天然色域的原色及白点坐标)导出α及β参数。

在其它实例中，视频预处理器单元19可经配置以依据明度值Y及/或色度样本值确定α及β参数。

在其它实例中，视频预处理器单元19可经配置以使用其它颜色空间特性(例如非线性(例如变换函数)或所利用颜色空间)导出及/或列表显示并存取α及β参数值。以下为实例：

S_Cb＝α(transfer_characteristics)*fun(S_y) (27)

S_Cr＝β(transfer_characteristics)*fun(S_y)

实例转移特性可为BT.709、BT.2100及/或(PQ)/BT.2100(HLG)的转移函数。视频预处理器单元19可经配置以用信号发送transform_characteristics id语法元素，其值指定所利用非线性(例如变换函数)。

在一些实例中，用于LCS导出的比色参数可从所传输位流导出，或可在解码器侧处从视频内容的样本值导出。在一些实例中，参数α及β或导出函数的类型可经由位流用信号发送或作为旁侧信息提供至解码器并运用在位流中用信号发送的id参数来识别。

如上文所描述，上述技术中的每一者可以任何组合方式使用。举例来说，在一个实施中，视频预处理器单元19可经配置以使用明度尺度参数、用以解码色度分量的量化参数及从视频数据的色度分量的特性导出的颜色表示参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在此实例中，视频预处理器单元19还可经配置以线性化明度尺度参数。

在本发明的另一实例中，视频预处理器单元19可经配置以将LCS函数S_Cb或S_Cr的参数(例如尺度参数)导出为应用于Y分量S_y的DRA函数与经指定用于当前颜色分量的DRA函数的叠加，如方程式(3)及(4)中所定义。从方程式(3)及(4)导出的尺度参数可被认为初始色度尺度参数：

以下为实例：

S_Cb＝fun(S_y(Y),S_u(u)) (28)

S_Cr＝fun(S_y(Y)*S_v(v)

因而，在本发明的一个实例中，视频预处理器单元19可经配置以确定视频数据的色度分量的初始色度尺度参数，及使用明度尺度参数及初始色度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

以下为上文所描述技术的实施的若干非限制性实例的描述。

假定Y分量是运用由分段线性函数S_y,i(Y)定义的DRA处理为一组不重叠范围{Ri}，其中Y为经处理明度样本且i为Ri分割id。DRA函数Ri的子范围是由属于范围(例如[yi,yi+1-1])的最小值及最大值定义，其中i指示由DRA组成的范围的索引，yi项指示i范围的起始值，且N为所利用子范围的总数目。尺度值S_y,i及偏移值O_y,i独立地针对每一Ri而定义且应用于具有属于子范围[yi、yi+1-1]的值的所有Y样本。

在一些实例中，反DRA函数可在解码器侧处实施，如上文在方程式(2)及图12中所示。图13展示应用于输入明度分量Y(输入码字)的DRA映射函数183及当无DRA被实施时的“无DRA”函数181的实例。

在一些实例中，用于色度尺度因子的LCS函数S_Cb或S_Cr可通过将LCS函数值设定为等于应用于值Y的DRA函数S_y的尺度因子而定义，如方程式(22)中所示。

由于DRA函数Sy是对于子范围i的所有Y样本运用相等的尺度来定义，所以导出的LCS特征为不连续函数(例如阶梯函数)特性，图14的曲线191中展示。在一些实例中，视频预处理器单元19可通过用于明度的DRA函数的尺度因子的线性化导出LCS函数S_Cb或S_Cr(展示为图14中的曲线193)。

S_Cb(Y)＝S_Cr(Y)＝fun(S_y(Y)) (29)

在一些实例中，线性化fun(S_y(y))可通过在相邻分割区i及i+1内的尺度参数的局部概算而实施如下。

对于i＝0..N-2，导出相邻子范围的大小：

Di＝(yi+1-1-yi) (30)

Di+1＝(yi+2-1-yi+1)

将用于LCS函数的概算子范围Rci定义为经移位至DRA函数的子范围Ri的一半范围：

Yci＝yi+Di/2 (31)

Yc+1＝yi+1+Di+1/2

视频预处理器单元19可将用于Y＝Yci..Yc+1-1的LCS尺度因子导出为相邻子范围的DRA尺度因子的线性内插：

localScale＝(Yci+1-Yci)/(Yci+1-Yci)

Scb(Y)＝Scr(Y)＝Sy(Yci)+(Y-Yci)*localScale (32)

另外，此线性化LCS函数的实例经展示为图14中的曲线193。

在另一实例中，视频预处理器单元19可从应用于Y分量Scy的DRA函数的参数及编码解码器的量化参数(例如QP、deltaQP及/或chromaQP参数)导出LCS函数S_Cb或S_Cr的参数。

对与用于译码当前图片/切片或变换块的量化参数(例如QP)成比例的LCS参数{lcs_param1、lcs_param2、lcs_param3}的调整可用于从明度DRA缩放函数Sy的LCS的概算，及其不连续函数性质的移除。

举例来说，在方程式(33)中展示的用于范围[Yci…Yci+1]的色度尺度函数的内插可经由依据QP调整的S型函数来进行。下文展示实例。

对于值Y＝Yci..Yc+1-1，S型函数可用于相邻范围的尺度之间的内插：

Scb(Y)＝lcs_param1+lcs_param2./(1.0+exp(-lcs_param3*Y)) (33)

在又一实例中，自适应平滑不连续函数或其概算可用于内插。

运用此方法，经控制平滑度可在相邻子范围的尺度之间的差的情况下引入至LCS函数的不连续函数。一组平滑函数可作为旁侧信息经提供至解码器侧(例如视频解码器30及/或视频后处理器单元31)，且函数id的选择可在位流中用信号发送。替代地，平滑函数可在位流中用信号发送。

平滑函数的导出还可呈QP与平滑函数的参数或函数id之间的关系形式列表显示，如下所示。

QP	函数ID	{lcs_param}	{lcs_param}	{lcs_param}

23	i	lcs_param1(i)	lcs_param2(i)	lcs_param3(i)
					…
52	M-1	lcs_param1(M-1)	lcs_param2(M-1)	lcs_param3(M-1)

图15展示用以提供不连续函数的经控制平滑度至在两个相邻子范围的边界处的Scb(或Cr)的一组S型函数的使用的实例。

运用方程式(33)导出LCS函数的应用控制平滑度函数的实例经展示为图16中的曲线195(经平滑DRA尺度)。曲线197展示原始DRA尺度且曲线199展示线性化DRA尺度。可在lcs_param1(i)＝0、lcs_param2(i)＝Sci+1-Sci及lcs_param3(i)＝0.1情况下产生曲线195(经平滑DRA曲线)。

在一些实例中，LCS函数Scb(或Scr)可更适于如方程式(26)中所示的比色特性。

经由原色颜色的坐标定义目标容器primeT及天然色域primeN的特性：primeT＝(xRc、yRc；xGc、yGc；xBc、yBc)、primeN＝(xRn、yRn；xGn、yGn；xBn、yBn)，及白点坐标whiteP＝(xW、yW)。某一颜色的实例是在表1中给定。在此情况下，

rdT＝sqrt((primeT(1,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(1,2)-whiteP(1,2))^2)

gdT＝sqrt((primeT(2,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(2,2)-whiteP(1,2))^2)

bdT＝sqrt((primeT(3,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(3,2)-whiteP(1,2))^2)

rdN＝sqrt((primeN(1,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(1,2)-whiteP(1,2))^2)

gdN＝sqrt((primeN(2,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(2,2)-whiteP(1,2))^2)

bdN＝sqrt((primeN(3,1)-whiteP(1,1))^2+(primeN(3,2)-whiteP(1,2))^2)

α＝sqrt((bdT/bdN)^2)

β＝sqrt((rdT/rdN)^2+(gdT/gdN)^2)

在另一实例中，阿法及贝他倍增器的值可从调整经译码视频的颜色容器的编码解码器的量化方案的QP类参数导出：

α＝2.^(deltaCbQP./6-1)

β＝2.^(deltaCrQP./6-1)

其中deltaCrQP/deltaCbQP为对编码解码器的QP设定的调整以满足颜色容器的特性。

在一些实例中，上文所描述技术的参数可在编码器侧(例如视频编码器20及/或视频预处理器单元19)估计并经由位流(元数据、SEI消息、VUI或SPS/PPS或切片标头等等)用信号发送。视频解码器30及/或视频后处理器单元31从位流接收参数。

在一些实例中，上文所描述技术的参数是在视频编码器20/视频预处理器单元19及视频解码器30/视频后处理器单元31两者处经由指定过程从输入信号或从与输入信号及处理流程相关联的其它可用参数来导出。

在一些实例中，上文所描述技术的参数经显式地用信号发送且对于在视频解码器30/视频后处理器单元31处执行DRA是足够的。在另外其它实例中，上文所描述技术的参数是从其它输入信号参数(例如输入色域及目标颜色容器(颜色原色)的参数)导出。

图17为绘示可实施本发明的技术的视频编码器20的实例的框图。如上文所描述，DRA技术可由在视频编码器20的编码环路外部或在视频编码器20的编码环路内的视频预处理器单元19执行(例如在预测之前)。视频编码器20可执行目标颜色容器中已由视频预处理器单元19处理的视频切片内的视频块的帧内及帧间译码。帧内译码依赖于空间预测以减少或移除给定视频帧或图片内的视频中的空间冗余。帧间译码依赖于时间预测以减少或移除视频序列的相邻帧或图片内的视频的时间冗余。帧内模式(I模式)可指若干基于空间的译码模式中的任一者。帧间模式(例如单向预测(P模式)或双向预测(B模式))可指若干基于时间的译码模式中的任一者。

如图17中所示，视频编码器20接收待编码视频帧内的当前视频块。在图17的实例中，视频编码器20包含模式选择单元40、视频数据存储器41、经解码图片缓冲器64、求和器50、变换处理单元52、量化单元54及熵编码单元56。模式选择单元40又包含运动补偿单元44、运动估计单元42、帧内预测处理单元46及分割单元48。为了视频块重构，视频编码器20还包含反量化单元58、反变换处理单元60及求和器62。还可包含解块滤波器(图17中未展示)以对块边界进行滤波以从经重构视频移除块效应伪影。在需要时，解块滤波器将通常滤波求和器62的输出。除了解块滤波器以外，还可使用额外滤波器(环路内或环路后)。为简洁起见而未展示这些滤波器，但在需要时，这些滤波器可滤波求和器50的输出(作为环路内滤波器)。

视频数据存储器41可存储待由视频编码器20的组件编码的视频数据。存储于视频数据存储器41中的视频数据可例如从视频源18获得。经解码图片缓冲器64可为存储参考视频数据以供视频编码器20在例如以帧内或帧间译码模式编码视频数据时使用的参考图片存储器。视频数据存储器41及经解码图片缓冲器64可由多种存储器装置中的任一者形成，例如动态随机存取存储器(DRAM)(包含同步DRAM(SDRAM))、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)或其它类型的存储器装置。可由同一存储器装置或独立存储器装置提供视频数据存储器41及经解码图片缓冲器64。在各种实例中，视频数据存储器41可与视频编码器20的其它组件一起在芯片上，或相对于那些组件在芯片外。

在编码过程期间，视频编码器20接收待译码的视频帧或切片。可将所述帧或切片分成多个视频块。运动估计单元42及运动补偿单元44执行所接收视频块相对于一或多个参考帧中的一或多个块的帧间预测性译码以提供时间预测。帧内预测处理单元46可替代地执行所接收视频块相对于在与待译码的块相同的帧或切片中的一或多个相邻块的帧内预测性译码以提供空间预测。视频编码器20可执行多个译码遍次，例如以选择用于每一视频数据块的适当译码模式。

此外，分割单元48可基于对先前译码遍次中的先前分割方案的评估而将视频数据的块分割成子块。举例来说，分割单元48最初可将帧或切片分割成多个LCU，且基于速率-失真分析(例如位速率-失真优化)来将所述LCU中的每一者分割成子CU。模式选择单元40可进一步产生指示将LCU分割成子CU的四叉树及/或QTBT数据结构。四叉树的叶节点CU可包含一或多个PU及一或多个TU。

模式选择单元40可例如基于错误结果而选择译码模式(帧内或帧间)中的一者，且将所得经帧内译码块或经帧间译码块提供至求和器50以产生残差块数据，及提供至求和器62以重构经编码块以用作参考帧。模式选择单元40还将语法元素(例如运动向量、帧内模式指示符、分割区信息及其它此类语法信息)提供至熵编码单元56。

运动估计单元42及运动补偿单元44可高度地集成，但出于概念目的而单独地绘示。由运动估计单元42执行的运动估计为产生运动向量的过程，所述运动向量估计视频块的运动。举例来说，运动向量可指示在当前视频帧或图片内的视频块的PU相对于在参考图片(或其它经译码单元)内的预测性块相对于在所述当前图片(或其它经译码单元)内正被译码的当前块的位移。预测性块为就像素差来说被发现紧密地匹配待译码块的块，所述像素差可由绝对差总和(SAD)、平方差总和(SSD)或其它差度量确定。在一些实例中，视频编码器20可计算存储于经解码图片缓冲器64中的参考图片的子整数像素位置的值。举例来说，视频编码器20可内插参考图片的四分之一像素位置、八分之一像素位置或其它分数像素位置的值。因此，运动估计单元42可执行关于全像素位置及分数像素位置的运动搜索且输出具有分数像素精确度的运动向量。

运动估计单元42通过比较PU的位置与参考图片的预测性块的位置而计算经帧间译码切片中的视频块的PU的运动向量。参考图片可选自第一参考图片列表(列表0)或第二参考图片列表(列表1)，其中的每一者识别存储于经解码图片缓冲器64中的一或多个参考图片。运动估计单元42将所计算运动向量发送至熵编码单元56及运动补偿单元44。

由运动补偿单元44执行的运动补偿可涉及基于由运动估计单元42确定的运动向量提取或产生预测性块。再次，在一些实例中，运动估计单元42与运动补偿单元44可在功能上集成。在接收到当前视频块的PU的运动向量之后，运动补偿单元44可在参考图片列表中的一者中定位运动向量所指向的预测性块。求和器50通过从正被译码的当前视频块的像素值减去预测性块的像素值来形成残差视频块，从而形成像素差值，如下文所论述。一般来说，运动估计单元42执行关于明度分量的运动估计，且运动补偿单元44将基于所述明度分量计算的运动向量用于色度分量与明度分量两者。模式选择单元40还可产生与视频块及视频切片相关联的语法元素以供视频解码器30在解码视频切片的视频块时使用。

如上文所描述，作为由运动估计单元42及运动补偿单元44执行的帧间预测的替代方案，帧内预测处理单元46可帧内预测当前块。具体地说，帧内预测处理单元46可确定帧内预测模式以用以编码当前块。在一些实例中，帧内预测单元46可例如在单独编码遍次期间使用各种帧内预测模式来编码当前块，且帧内预测处理单元46(或在一些实例中为模式选择单元40)可从所测试模式中选择适当帧内预测模式来使用。

举例来说，帧内预测处理单元46可使用对各种所测试帧内预测模式的速率-失真分析来计算速率-失真值，且在所测试模式当中选择具有最佳速率-失真特性的帧内预测模式。速率-失真分析大体上确定经编码块与原始未经编码块(其经编码以产生经编码块)之间的失真(或错误)量，以及用以产生经编码块的位速率(即，位的数目)。帧内预测处理单元46可从根据各种经编码块的失真及位速率计算比率以确定哪一帧内预测模式展现块的最佳位速率-失真值。

在选择用于块的帧内预测模式后，帧内预测处理单元46可将指示用于块的选定帧内预测模式的信息提供至熵编码单元56。熵编码单元56可编码指示选定帧内预测模式的信息。视频编码器20可在所传输位流中包含以下各者：配置数据，其可包含多个帧内预测模式索引表及多个经修改帧内预测模式索引表(也被称作码字映射表)；各种块的编码上下文的定义；及待用于所述上下文中的每一者的最可能的帧内预测模式、帧内预测模式索引表及经修改帧内预测模式索引表的指示。

视频编码器20通过从正被译码的原始视频块减去来自模式选择单元40的预测数据而形成残差视频块。求和器50表示执行此减法运算的一或多个组件。变换处理单元52将变换(例如离散余弦变换(DCT)或概念上类似的变换)应用于残差块，从而产生包括残差变换系数值的视频块。变换处理单元52可执行概念上类似于DCT的其它变换。还可使用小波变换、整数变换、子带变换或其它类型的变换。在任何情况下，变换处理单元52将变换应用于残差块，从而产生残差变换系数块。变换可将残差信息从像素值域转换为变换域，例如频域。变换处理单元52可将所得变换系数发送至量化单元54。

量化单元54量化变换系数以进一步减小位速率。量化过程可减小与系数中的一些或全部相关联的位深度。可通过调整量化参数来修改量化程度。在一些实例中，量化单元54可接着执行对包含经量化变换系数的矩阵的扫描。替代地，熵编码单元56可执行扫描。

在量化之后，熵编码单元56熵译码经量化变换系数。举例来说，熵编码单元56可执行上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵译码技术。在基于上下文的熵译码的情况下，上下文可基于邻近块。在由熵编码单元56进行熵译码之后，可将经编码位流传输至另一装置(例如视频解码器30)，或加以存档以供稍后传输或检索。

反量化单元58及反变换处理单元60分别应用反量化及反变换以在像素域中重构残差块例如以供稍后用作参考块。运动补偿单元44可通过将残差块与经解码图片缓冲器64的帧中的一者的预测性块相加来计算参考块。运动补偿单元44还可将一或多个内插滤波器应用至经重构残差块以计算用于在运动估计中使用的子整数像素值。求和器62将经重构残差块与由运动补偿单元44产生的运动补偿预测块相加以产生经重构视频块以用于存储于经解码图片缓冲器64中。经重构视频块可由运动估计单元42及运动补偿单元44用作参考块以帧间译码后续视频帧中的块。

图18为绘示可实施本发明的技术的视频解码器30的实例的框图。如上文所描述，反DRA技术可由在视频解码器30的解码环路外部或在视频解码器30的解码环路内的视频后处理器单元31执行(例如在滤波之后及在经解码图片缓冲器82之前)。在图18的实例中，视频解码器30包含熵解码单元70、视频数据存储器71、运动补偿单元72、帧内预测处理单元74、反量化单元76、反变换处理单元78、经解码图片缓冲器82及求和器80。在一些实例中，视频解码器30可执行与关于视频编码器20(图17)所描述的编码遍次大体上互逆的解码遍次。运动补偿单元72可基于从熵解码单元70接收的运动向量产生预测数据，而帧内预测处理单元74可基于从熵解码单元70接收的帧内预测模式指示符产生预测数据。

视频数据存储器71可存储待由视频解码器30的组件解码的视频数据，例如经编码视频位流。可经由视频数据的有线或无线网络通信，或通过存取物理数据存储媒体，例如从计算机可读媒体16(例如从局部视频源，例如相机)获得存储于视频数据存储器71中的视频数据。视频数据存储器71可形成存储来自经编码视频位流的经编码视频数据的经译码图片缓冲器(CPB)。经解码图片缓冲器82可为存储参考视频数据以供视频解码器30在例如以帧内或帧间译码模式解码视频数据时使用的参考图片存储器。视频数据存储器71及经解码图片缓冲器82可由多种存储器装置中的任一者形成，例如动态随机存取存储器(DRAM)，包含同步DRAM(SDRAM))、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)或其它类型的存储器装置。可由同一存储器装置或单独存储器装置提供视频数据存储器71及经解码图片缓冲器82。在各种实例中，视频数据存储器71可与视频解码器30的其它组件一起在芯片上，或相对于那些组件在芯片外。

在解码过程期间，视频解码器30从视频编码器20接收表示经编码视频切片的视频块及相关联语法元素的经编码视频位流。视频解码器30的熵解码单元70对位流进行熵解码以产生经量化系数、运动向量或帧内预测模式指示符及其它语法元素。熵解码单元70将运动向量及其它语法元素转发至运动补偿单元72。视频解码器30可在视频切片层级及/或视频块层级接收语法元素。

当视频切片经译码为经帧内译码(I)切片时，帧内预测处理单元74可基于经用信号发送的帧内预测模式及来自当前帧或图片的先前经解码块的数据而产生当前视频切片的视频块的预测数据。当视频帧经译码为经帧间译码(即，B或P)切片时，运动补偿单元72基于从熵解码单元70接收到的运动向量及其它语法元素产生当前视频切片的视频块的预测性块。预测性块可从参考图片列表中的一者内的参考图片中的一者产生。视频解码器30可基于存储于经解码图片缓冲器82中的参考图片使用默认构造技术构造参考图片列表(列表0及列表1)。运动补偿单元72通过解析运动向量及其它语法元素确定用于当前视频切片的视频块的预测信息，且使用预测信息产生用于正解码的当前视频块的预测性块。举例来说，运动补偿单元72使用所接收语法元素中的一些以确定用以译码视频切片的视频块的预测模式(例如帧内预测或帧间预测)、帧间预测切片类型(例如B切片或P切片)、切片的一或多个参考图片列表的构造信息、切片的每一帧间编码视频块的运动向量、切片的每一帧间译码视频块的帧间预测状态，及用以解码当前视频切片中的视频块的其它信息。

运动补偿单元72还可执行基于内插滤波器的内插。运动补偿单元72可使用如由视频编码器20在视频块的编码期间使用的内插滤波器，以计算参考块的子整数像素的内插值。在此情况下，运动补偿单元72可从所接收语法元素确定由视频编码器20所使用的内插滤波器并使用所述内插滤波器以产生预测性块。

反量化单元76反量化(或解量化)位流中所提供并由熵解码单元70解码的经量化变换系数。反量化过程可包含使用由视频解码器30针对视频切片中的每一视频块计算的量化参数QP_Y以确定应进行应用的量化程度及(同样地)反量化程度。反变换处理单元78将反变换(例如反DCT、反整数变换或概念上类似的反变换过程)应用于变换系数以便在像素域中产生残差块。

在运动补偿单元72基于运动向量及其它语法元素产生当前视频块的预测性块后，视频解码器30通过将来自反变换处理单元78的残差块与由运动补偿单元72产生的对应预测性块求和而形成经解码视频块。求和器80表示执行此求和运算的一或多个组件。在需要时，还可应用解块滤波器来对经解码块滤波以便移除块效应伪影。还可使用其它环路滤波器(在译码环路内或在译码环路之后)使像素转变平滑，或以其它方式改进视频质量。接着将给定帧或图片中的经解码视频块存储于经解码图片缓冲器82中，经解码图片缓冲器82存储用于后续运动补偿的参考图片。经解码图片缓冲器82还存储经解码视频，以用于稍后在显示装置(例如图1的显示装置32)上呈现。

图19为展示本发明的一种实例视频处理技术的流程图。如上文所描述，图19的技术可由视频预处理器单元19及/或视频编码器20执行。在本发明的一个实例中，视频预处理器单元19及/或视频编码器20可经配置以接收视频数据(1900)，确定视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数(1902)，及使用明度尺度参数对明度分量执行动态范围调整过程(1904)。视频预处理器单元19及/或视频编码器20可经进一步配置以使用明度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数(1906)，及使用色度尺度参数对视频数据的色度分量执行动态范围调整过程(1908)。视频编码器20接着可经配置以编码视频数据(1910)。

在一个实例中，为确定色度尺度参数，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以使用经确定用于具有码字值的第一范围的明度分量的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以使用经确定用于具有码字值的第一范围及码字值的第二范围的明度分量的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围及码字值的第二范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，用于明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数由不连续函数表示，且视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以将线性化过程应用于不连续函数以产生线性化明度尺度参数，及使用线性化明度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在一个实例中，线性化过程为线性内插过程、曲线拟合过程、平均过程或高阶概算过程中的一或多者。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以使用明度尺度参数及用以解码色度分量的量化参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以使用明度尺度参数、用以解码色度分量的量化参数及源自视频数据的色度分量的特性的颜色表示参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在一个实例中，颜色表示包含与颜色容器/视频数据相关联的转移函数。

在另一实例中，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以确定视频数据的色度分量的初始色度尺度参数，其中为确定色度尺度参数，视频预处理器单元19及/或视频编码器20经进一步配置以使用明度尺度参数及初始色度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，视频预处理器单元19及/或视频编码器20确定明度分量的明度偏移参数，使用明度尺度参数及明度偏移参数对明度分量执行动态范围调整过程，确定色度分量的色度偏移参数，及使用色度尺度参数及色度偏移参数对视频数据的色度分量执行动态范围调整过程。

图20为展示本发明的另一实例视频处理技术的流程图。如上文所描述，图20的技术可由视频后处理器单元31及/或视频解码器30执行。在本发明的一个实例中，视频解码器30可经配置以解码视频数据(2000)，且视频后处理器单元31及/或视频解码器30可经配置以接收视频数据(2002)。视频后处理器单元31及/或视频解码器30可经进一步配置以确定用于视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数(2004)，及使用明度尺度参数对明度分量执行反动态范围调整过程(2006)。视频后处理器单元31及/或视频解码器30可经进一步配置以使用明度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数(2008)，及使用色度尺度参数对视频数据的色度分量执行反动态范围调整过程(2010)。

在一个实例中，为确定色度尺度参数，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以使用经确定用于具有码字值的第一范围的明度分量的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以使用经确定用于具有码字值的第一范围及码字值的第二范围的明度分量的明度尺度参数的函数确定与具有码字值的多个范围的码字值的第一范围及码字值的第二范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，用于明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数由不连续函数表示，且视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以将线性化过程应用于不连续函数以产生线性化明度尺度参数，及使用线性化明度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在一个实例中，线性化过程为线性内插过程、曲线拟合过程、平均过程或高阶概算过程中的一或多者。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以使用明度尺度参数及用以解码色度分量的量化参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，为确定色度尺度参数，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以使用明度尺度参数、用以解码色度分量的量化参数及源自视频数据的色度分量的特性的颜色表示参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。在一个实例中，颜色表示参数包含与颜色容器/视频数据相关联的转移函数。

在另一实例中，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以确定视频数据的色度分量的初始色度尺度参数，其中为确定色度尺度参数，视频后处理器单元31及/或视频解码器30经进一步配置以使用明度尺度参数及初始色度尺度参数的函数确定视频数据的色度分量的色度尺度参数。

在另一实例中，视频后处理器单元31及/或视频解码器30确定明度分量的明度偏移参数，使用明度尺度参数及明度偏移参数对明度分量执行反动态范围调整过程，确定色度分量的色度偏移参数，及使用色度尺度参数及色度偏移参数对视频数据的色度分量执行反动态范围调整过程。

已出于说明的目的而关于HEVC、HEVC的扩展、JEM及VVC标准描述本发明的特定方面。然而，本发明中描述的技术可能适用于其它视频译码过程，包含在开发中或尚未开发的其它标准或专有视频译码过程，包含VVC。

如本发明中所描述，视频译码器可指视频编码器或视频解码器。类似地，视频译码单元可指视频编码器或视频解码器。同样地，适用时，视频译码可指视频编码或视频解码。

应认识到，取决于实例，本文中所描述的技术中的任一者的某些动作或事件可以不同序列被执行、可被添加、合并或完全省去(例如并非所有所描述动作或事件为实践所述技术所必要)。此外，在某些实例中，可例如经由多线程处理、中断处理或多个处理器同时而非顺序执行动作或事件。

在一或多个实例中，所描述功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果实施于软件中，那么所述功能可作为一或多个指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包含计算机可读存储媒体(其对应于例如数据存储媒体的有形媒体)或通信媒体(其包含例如根据通信协议促进计算机程序从一处传送至另一处的任何媒体)。以此方式，计算机可读媒体通常可对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储媒体，或(2)例如信号或载波的通信媒体。数据存储媒体可为可由一或多个计算机或一或多个处理器存取以检索指令、代码及/或数据结构以用于实施本发明所描述的技术的任何可用媒体。计算机程序产品可包含计算机可读媒体。

作为实例而非限制，这些计算机可读存储媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置、快闪存储器，或可用于存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。而且，任何连接被恰当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源来传输指令，那么同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包含于媒体的定义中。然而，应理解，计算机可读存储媒体及数据存储媒体并不包含连接、载波、信号或其它暂时性媒体，而是涉及非暂时性的有形存储媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含紧密光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。

可由一或多个处理器执行指令，所述一或多个处理器是例如一或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指上述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文所描述的功能可经提供于经配置以供编码及解码或并入于经组合编码解码器中的专用硬件及/或软件模块内。此外，所述技术可完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。

本发明的技术可实施于多种装置或设备中，所述装置或设备包含包含无线手机、集成电路(IC)或IC集合(例如芯片组)。在本发明中描述各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所揭示技术的装置的功能方面，但未必要求由不同硬件单元来实现。确切地说，如上文所描述，可将各种单元组合于编码解码器硬件单元中，或通过互操作性硬件单元(包含如上文所描述的一或多个处理器)的集合结合合适软件及/或固件而提供各种单元。

各种实例已予以描述。这些及其它实例在所附权利要求书的范围内。

Claims

1.一种处理视频数据的方法，所述方法包括：

接收视频数据；

确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数；

使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程；

使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数；及

使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述色度尺度参数包括：

使用经确定用于具有码字值的第一范围的所述明度分量的所述明度尺度参数的函数确定与具有码字值的所述多个范围中码字值的所述第一范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述色度尺度参数包括：

使用经确定用于具有码字值的第一范围及码字值的第二范围的所述明度分量的所述明度尺度参数的函数确定与具有码字值的所述多个范围中码字值的所述第一范围及码字值的所述第二范围的明度分量相关联的色度分量的色度尺度参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述明度分量的码字值的所述多个范围中的每一者的所述明度尺度参数由不连续函数表示，所述方法进一步包括：

将线性化过程应用于所述不连续函数以产生线性化明度尺度参数；及

使用所述线性化明度尺度参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述线性化过程为线性内插过程、曲线拟合过程、平均过程、低通滤波过程或高阶概算过程中的一或多者。

6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述色度尺度参数进一步包括：

使用所述明度尺度参数及用以解码所述色度分量的量化参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述色度尺度参数进一步包括：

使用所述明度尺度参数、用以解码所述色度分量的所述量化参数及从所述视频数据的所述色度分量的特性导出的颜色表示参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述颜色表示参数包含与所述视频数据相关联的转移函数。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

确定所述视频数据的所述色度分量的初始色度尺度参数，

其中确定所述色度尺度参数包括使用所述明度尺度参数及所述初始色度尺度参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数。

10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

确定所述明度分量的明度偏移参数；

使用所述明度尺度参数及所述明度偏移参数对所述明度分量执行所述动态范围调整过程；

确定所述色度分量的色度偏移参数；及

使用所述色度尺度参数及所述色度偏移参数对所述视频数据的所述色度分量执行所述动态范围调整过程。

11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在对所述明度分量执行所述动态范围调整过程之后及在对所述色度分量执行所述动态范围调整过程之后编码所述视频数据。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述动态范围调整过程为反动态范围调整过程，所述方法进一步包括：

在对所述明度分量执行所述反动态范围调整过程之前及在对所述色度分量执行所述反动态范围调整过程之前解码所述视频数据。

13.一种经配置以处理视频数据的设备，所述设备包括：

存储器，其经配置以存储所述视频数据；及

一或多个处理器，其与所述存储器通信，所述一或多个处理器经配置以：

接收所述视频数据；

14.根据权利要求13所述的设备，其中为确定所述色度尺度参数，所述一或多个处理器经进一步配置以：

15.根据权利要求13所述的设备，其中为确定所述色度尺度参数，所述一或多个处理器经进一步配置以：

16.根据权利要求13所述的设备，其中所述明度分量的码字值的所述多个范围中的每一者的所述明度尺度参数由不连续函数表示，且其中所述一或多个处理器经进一步配置以：

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述线性化过程为线性内插过程、曲线拟合过程、平均过程、低通滤波过程或高阶概算过程中的一或多者。

18.根据权利要求13所述的设备，其中为确定所述色度尺度参数，所述一或多个处理器经进一步配置以：

19.根据权利要求18所述的设备，其中为进一步确定所述色度尺度参数，所述一或多个处理器经进一步配置以：

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述颜色表示参数包含与所述视频数据相关联的转移函数。

21.根据权利要求13所述的设备，其中所述一或多个处理器经进一步配置以：

确定所述视频数据的所述色度分量的初始色度尺度参数，

其中为确定所述色度尺度参数，所述一或多个处理器经进一步配置以使用所述明度尺度参数及所述初始色度尺度参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数。

22.根据权利要求13所述的设备，其中所述一或多个处理器经进一步配置以：

确定所述明度分量的明度偏移参数；

确定所述色度分量的色度偏移参数；及

23.根据权利要求13所述的设备，其中所述一或多个处理器经进一步配置以：

24.根据权利要求23所述的设备，其进一步包括：

相机，其经配置以捕获所述视频数据。

25.根据权利要求13所述的设备，其中所述动态范围调整过程为反动态范围调整过程，其中所述一或多个处理器经进一步配置以：

26.根据权利要求25所述的设备，其进一步包括：

显示器，其经配置以在对所述明度分量执行所述反动态范围调整过程之后及在对所述色度分量执行所述反动态范围调整过程之后显示所述视频数据。

27.一种经配置以处理视频数据的设备，所述设备包括：

用于接收视频数据的装置；

用于确定所述视频数据的明度分量的码字值的多个范围中的每一者的明度尺度参数的装置；

用于使用所述明度尺度参数对所述明度分量执行动态范围调整过程的装置；

用于使用所述明度尺度参数的函数确定所述视频数据的色度分量的色度尺度参数的装置；及

用于使用所述色度尺度参数对所述视频数据的所述色度分量执行动态范围调整过程的装置。

28.根据权利要求27所述的设备，其中所述明度分量的码字值的所述多个范围中的每一者的所述明度尺度参数由不连续函数表示，所述设备进一步包括：

用于将线性化过程应用于所述不连续函数以产生线性化明度尺度参数的装置；及

用于使用所述线性化明度尺度参数的函数确定所述视频数据的所述色度分量的所述色度尺度参数的装置。

29.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其存储指令，所述指令在执行时促使经配置以处理视频数据的装置的一或多个处理器进行以下操作：

接收所述视频数据；

30.根据权利要求29所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述明度分量的码字值的所述多个范围中的每一者的所述明度尺度参数由不连续函数表示，且其中所述指令进一步促使所述一或多个处理器进行以下操作：