JP6121331B2 - 時間的コヒーレンス・ダイナミックレンジ・マッピングを用いたビデオ符号化および復号化 - Google Patents
時間的コヒーレンス・ダイナミックレンジ・マッピングを用いたビデオ符号化および復号化 Download PDFInfo
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Description
本発明の好ましい実施例は、下で更に詳細に後述する。
第1節の時間的コヒーレントな輝度からlumaへのマッピングを評価するために、我々は、3つのHDR試験シーケンスの符号化実験を行った。パノラマ、トンネルおよび太陽である。すべてのシーケンスは、640×480ピクセルの解像度と30fpsのフレームレートを有する。パノラマ試験シーケンスは、8000×4000ピクセルHDRパノラマイメージをパンすることによって生成された。ウインドウの外側からの非常に明るい太陽反射と同様に暗い内部域が示される。その全体のダイナミックレンジは、1010:1の割合である。両方とも、トンネルおよび太陽は、HDRビデオ・カメラを有する駆動車内部からとられたものであり、それはマックス−プランク研究所[8]から入手可能である。前者は暗いトンネル内のドライブを示し、後者は明るい太陽に向かっているハイウェイ上のドライブを示す。これらのシーケンスにおいて表される全体のダイナミックレンジは、それぞれ、105:1および107:1である。我々の実験において、我々は、復号化HDRビデオの品質を評価するために、2つの測定基準を使用する。HDR可視差予測器(VDP)[9]および知覚的に同一のピークの信号対雑音比(PU PSNR)[10]である。前者は、看者が75%以上の確率をもって異なるものと気付く一対の画像のピクセルのパーセンテージを推定する。後者の測定基準は、HDRに対する一般のPSNR測定基準の直接の拡張である。LDR画像のために、ガンマ補正ピクセル・コード値が知覚的均一、すなわち等しいエラーの大きさがイメージの明暗部分において等しく見える値であると仮定される。しかしながら、この仮定はHDRイメージを保たず、従って、意味があるPSNR値が計算されることができる前に、コード値は知覚的に同一の空間に拡大・縮小されなければならない[10]。
セクション1において、最新技術のH.264/AVCビデオ符号化基準を有する浮動小数点の高さのダイナミックレンジ・ビデオデータの圧縮を可能にする輝度からlumaへのマッピングが提案された。他の方法とは異なり、マッピングは、各フレームのダイナミックレンジに適合している。それにもかかわらず、H.264/AVCの重み付けされた予測ツールを利用することにより、そして、写像関数に従って量子化パラメータのフレーム的な適合を適用することによって、時間的コヒーレンスは維持されている。付加的なサイド情報は不要であり、非適応方法と比較した50%以上の重要なビット・レート節減は同じ品質で観察されることができる。
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[2] J. A. Ferwerda, "Elements of early vision for computer graphics," IEEE Comp. Graph. and Appl., vol. 21, no.5, pp.22-33, 2001
[3]Gregory Ward Larson, "The Logluv encoding for full gamut, highdynamic range images," Journal of Graph. Tools. Vol.3, no, 1, pp.15-31, 1998
[4]Rafal Mantiuk, Grzegorz, Krawczyk, Karol Myszkowski, and Hans-Peter Seidel,"Perception-motivated high dynamic range video encoding" ACM Trans. Graph., vol.23, no,3,pp.733-741,2004
[5]Masahiro Okuda and Nicola Adami, "Effictive color space representation for wavelet based compression of HDR images," in International Conference on Image Analysis and Processing, 2007,pp.388-392
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[7]J.M. Boyce, "Weighted prediction in the H.264/MPEG AVC video coding standard," in Proc. Intl. Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), May 2004,pp.789-792
[8]Grzegorz Krawczy, "HDR video environment maps samples," HYPERLINK "http://www.mpi-inf.mpg.de/resources/bdr/video/,MPI" http://www.mpi-inf.mpg.de/resources/bdr/video/,MPI
[9]Rafal Mantiuk, Scot Daly, Karol Myszkowski, and Hans-Peter Seidel, "Predicting visible differences in high dynamic range images−model and its calibration," in SPIE Human Vision and Electronic Imaging X, 2005.
[10]TunC, Ozan Aydm, Rafal Mantiuk, and Hans−Peter Seidel, "Extending quality metrics to full dynamic range images," inSPIE Human Vision and Electronic Imaging XIII, San Jose, USA,Jan.2008
Claims (7)
- そのサンプル値がデータストリームから第1のダイナミックレンジをカバーする第1のフォーマットで表されるフレームの第1のシーケンス(102)を再現するためのビデオデコーダであって、
参照フレームとして、重み付けパラメータによって重み付けされ、データストリームからなるオフセット・パラメータによりオフセットされる、第2のシーケンス(30´)の第2のフレームを用いて第2のシーケンス(30´)の第1のフレームの重み付けされた時間予測により、そのサンプル値が第1のダイナミックレンジより低い第2のダイナミックレンジ(42)をカバーする第2のフォーマットで表されるフレーム(32´)の第2のシーケンス(30´)をデータストリームから再現するように構成されるビデオ復号化ステージ(108)、
第2のシーケンス(30´)の第2のフレームのためのマッピング・パラメータ、重み付けパラメータおよびオフセット・パラメータに応じて第2のシーケンス(30´)の第1のフレームのためのマッピング・パラメータ(132)を設定するように構成されるパラメータ・セッター(110)、および
部分(38)の下界および上界ならびに長さが、第2のシーケンスのそれぞれのフレームのためのマッピング・パラメータによって設定され、第1のダイナミックレンジ(40)からの部分(38)に第2のダイナミックレンジ(42)をマッピングする写像関数を用いて第2のシーケンスのフレーム(32´)のサンプル値(34´)を第2のフォーマットから第1のフォーマットに変換するように構成されたサンプル値再変換器(112)を含む、ビデオデコーダ。 - マッピング・パラメータは、第2のシーケンスの第1のフレームを得るために、第1のダイナミックレンジ(40)からの部分(38)の長さおよび第1のダイナミックレンジからの部分(38)の下界および上界を定め、パラメータ・セッターは、第2のシーケンスの第1のフレームのための運動パラメータによって規定される部分(38)の長さを引き出すための重み付けパラメータに応じて第2のシーケンス(30´)の第2のフレームのための運動パラメータによって規定される第1のダイナミックレンジ(40)からの部分(48)の長さを変更することにより、および、オフセット・パラメータに応じて第2のシーケンスの第2のフレームのための運動パラメータによって規定される第1のダイナミックレンジ(40)からの部分(48)の下界または上界を変更することにより、第2のシーケンス(30´)の第1のフレームのためのマッピング・パラメータを設定するように構成される、請求項1に記載のビデオデコーダ。
- ビデオ復号化ステージ(108)が、第2のシーケンスのそれぞれのフレームに設定されているように、フレームの第2のシーケンスの再現において量子化ステップ・サイズ・パラメータを使用するように構成され、パラメータ・セッターが第1のダイナミックレンジからの部分(38)の長さに応じて第2のシーケンスのフレームのための量子化ステップ・サイズ・パラメータを設定するように構成される、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のビデオデコーダ。
- 第1のシーケンスのフレームのサンプル値は輝度浮動小数点値であり、第2のシーケンスのフレームのサンプル値は、luma整数値である、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のビデオデコーダ。
- そのサンプル値が第1のダイナミックレンジをカバーする第1のフォーマットに表されるフレームの第1のシーケンス(102)をデータストリームから再現するための方法であって、
参照フレームとして、重み付けパラメータによって重み付けされデータストリームからなるオフセット・パラメータによってオフセットされる第2のシーケンス(30´)の第2のフレームを用いて第2のシーケンス(30´)の第1のフレームの重み付けされた時間予測により、第1のダイナミックレンジより低い第2のダイナミックレンジ(42)をカバーする第2のフォーマットに表されるサンプル値のフレーム(32´)の第2のシーケンス(30´)をデータストリームから再現する工程、
第2のシーケンス(30´)の第2のフレームのためのマッピング・パラメータ、重み付けパラメータおよびオフセット・パラメータに応じて第2のシーケンス(30´)の第1のフレームのためのマッピング・パラメータ(132)を設定する工程、および
部分(38)の下界および上界ならびに長さが、第2のシーケンスのそれぞれのフレームのためのマッピング・パラメータによって設定され、第1のダイナミックレンジ(40)からの部分(38)に第2のダイナミックレンジ(42)をマッピングする写像関数を用いて第2のシーケンスのフレーム(32´)のサンプル値(34´)を第2のフォーマットから第1のフォーマットに変換する工程を含み、前記各工程をコンピュータに実行させるための方法。 - コンピュータに、請求項6に記載の方法を実行させるためのプログラムコードを有するコンピュータ・プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なデジタル記憶装置。
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