JP6546599B2 - Hdr画像を符号化及び復号する方法及び装置 - Google Patents
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Description
一実施形態において、我々は、図1に表されるように、圧縮スキームの数学モデルを定義する。このモデルにおいて、我々は、画像が圧縮されることと、ピクセルが実数値(必ずしも整数ではない。)を有することとを考える。入力画像Iは、確率分布関数(pdf;probability distribution function)を有し、その最小ピクセル値及び最大ピクセル値は、夫々、xmin及びxmaxである。
(外1)
が存在することが示され得る。結果として、パラメータλiのみが、トーンマッピング関数を導出するために必要とされる。一実施形態において、我々は、数値積分法によってS(x,λi)を計算し、結果をS(xmax,λi)で除することができる。
式(4)で記載されたようにトーンマッピング関数を導出するよう、ピクセル値の確率分布関数(p(x))は決定される必要がある。一例において、p(x)は、画像のヒストグラムを計算することによって決定され得る。復号器が逆トーンマッピング曲線を計算するために、確率分布関数を定義するパラメータは復号器に知られる必要がある。p(x)を表すために符号化される必要があるパラメータの数を減らすよう、我々はヒストグラムをパラメータ化する。
1.[1,m]に含まれるj及び[1,N]に含まれるiの夫々について、
(外2)
を計算する。
2.新しい平均
(外3)
を計算する。
3.新しい分散
(外4)
を計算する。
4.新しい重み
(外5)
を計算する。
5.収束に達する場合に(すなわち、|J(θk−1)−J(θk)|<閾値)(例えば、閾値=10−9)、停止する。それ以外の場合に、次の繰り返しを行う。
式(4)で記載されたようにトーンマッピング関数を導出するよう、我々は、更に、ラグランジュ乗数λiを決定する必要がある。λiの値は、使用される符号器(例えば、HEVC、MPEG−2、MPEG−4、AVC/H.264、又はJPEG)、LDR符号器によって受け入れられる入力データフォーマットのビットデプス、及び符号化パラメータ(例えば、HEVCにおける量子化パラメータQP)に依存してよい。以下で、我々は、ラグランジュ乗数λiを決定する方法を更に詳細に論じる。
λi *=100*20.37QP (8)
式(8)で記載される関数を考えると、QP値が復号器によって知られているので、符号器及び復号器においてλiの同じ値が導出され得る。
一実施形態において、我々は、本原理を実現するよう数値積分法を実施する必要があり得る。あらゆるピクセルの和を計算することは非常に時間を要するので、我々は、x−1で結果を累積することによって、値xについて、式(10)において以下で示されるように、和を計算してよい。他の方法は、算術演算を実施するために使用されてよい。
上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
(付記1)
高ダイナミックレンジ(HDR)画像を復号する方法であって、
前記HDR画像が含まれているビットストリームにアクセスするステップと、
前記ビットストリームから低ダイナミックレンジ(LDR)画像を復号するステップと、
前記ビットストリームからの情報にアクセスするステップであって、該アクセスされた情報は、前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータを含む、前記情報にアクセスするステップと、
前記アクセスされたパラメータに応じて前記LDR画像から前記HDR画像を生成するステップと
を有する方法。
(付記2)
前記アクセスされた情報は、逆トーンマッピング関数を示し、
当該方法は、前記アクセスされた情報に応じて前記逆トーンマッピング関数を生成するステップを更に有し、
前記HDR画像を生成することは、前記逆トーンマッピング関数に応答する、
付記1に記載の方法。
(付記3)
前記アクセスされたパラメータは、量子化パラメータである、
付記1に記載の方法。
(付記4)
前記アクセスされた情報は、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像のダイナミックレンジを示すパラメータを含む、
付記1に記載の方法。
(付記5)
前記アクセスされた情報は、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像の確率分布関数を示すパラメータを更に含む、
付記1に記載の方法。
(付記6)
高ダイナミックレンジ(HDR)画像を符号化する方法であって、
前記HDR画像及び少なくとも1つの符号化パラメータに応じてトーンマッピング関数を決定するステップと、
前記トーンマッピング関数に応じて前記HDR画像からLDR画像を決定するステップと、
前記決定されたLDR画像と、前記決定されたトーンマッピング関数を示す情報とを符号化するステップであって、前記少なくとも1つの符号化パラメータは、前記LDR画像を符号化するために使用される、前記符号化するステップと
を有する方法。
(付記7)
前記少なくとも1つの符号化パラメータは、量子化パラメータを含む、
付記6に記載の方法。
(付記8)
前記トーンマッピング関数を決定するステップは、前記量子化パラメータに応じてラグランジュ乗数を決定することを有する、
付記7に記載の方法。
(付記9)
前記トーンマッピング関数を決定するステップは、前記HDR画像のダイナミックレンジ及び前記HDR画像の確率分布関数のうちの少なくとも1つを決定することを有する、
付記6に記載の方法。
(付記10)
前記トーンマッピング関数を決定するステップは、レートひずみ関数に応答する、
付記6に記載の方法。
(付記11)
高ダイナミックレンジ(HDR)画像を復号する装置であって、
前記HDR画像が含まれているビットストリームから低ダイナミックレンジ(LDR)画像を復号するよう構成される復号器と、
前記ビットストリームからの情報にアクセスするよう構成されるプロセッサであって、該アクセスされた情報は、前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータを含む、前記プロセッサと、
前記アクセスされたパラメータに応じて前記LDR画像から前記HDR画像を生成するよう構成されるHDR画像生成器と
を有する装置。
(付記12)
前記アクセスされた情報は、逆トーンマッピング関数を示し、
当該装置は、前記アクセスされた情報に応じて前記逆トーンマッピング関数を生成するよう構成される逆トーン曲線推定器を更に有し、
前記HDR画像生成器は、前記逆トーンマッピング関数に応答して前記HDR画像を生成するよう構成される、
付記11に記載の装置。
(付記13)
前記アクセスされたパラメータは、量子化パラメータである、
付記12に記載の装置。
(付記14)
前記アクセスされた情報は、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像のダイナミックレンジを示すパラメータを含む、
付記12に記載の装置。
(付記15)
前記アクセスされた情報は、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像の確率分布関数を示すパラメータを更に含む、
付記12に記載の装置。
(付記16)
高ダイナミックレンジ(HDR)画像を符号化する装置であって、
前記HDR画像及び少なくとも1つの符号化パラメータに応じてトーンマッピング関数を決定するよう構成されるトーン曲線推定器と、
前記トーンマッピング関数に応じて前記HDR画像からLDR画像を決定するよう構成されるLDR画像生成器と、
前記決定されたLDR画像と、前記決定されたトーンマッピング関数を示す情報とを符号化するよう構成されるプロセッサであって、前記少なくとも1つの符号化パラメータは、前記LDR画像を符号化するために使用される、前記プロセッサと
を有する装置。
(付記17)
前記少なくとも1つの符号化パラメータは、量子化パラメータを含む、
付記16に記載の装置。
(付記18)
前記トーン曲線推定器は、前記量子化パラメータに応じてラグランジュ乗数を決定する、
付記17に記載の装置。
(付記19)
前記トーン曲線推定器は、前記HDR画像のダイナミックレンジ及び前記HDR画像の確率分布関数のうちの少なくとも1つを決定する、
付記16に記載の装置。
(付記20)
前記トーン曲線推定器は、レートひずみ関数に応答して前記トーンマッピング関数を決定する、
付記16に記載の装置。
(付記21)
付記1乃至10に従って、高ダイナミックレンジ(HDR)画像を符号化又は復号する命令を記憶しているコンピュータ可読記憶媒体。
(付記22)
付記6乃至10に従って生成されたビットストリームを記憶しているコンピュータ可読記憶媒体。
本願は、2014年2月26日付けで出願された欧州特許出願第14305266号及び2014年4月1日付けで出願された欧州特許出願第14305480号の優先権を主張する。これらの特許出願は、その全文を参照により本願に援用される。
Claims (20)
- 高ダイナミックレンジ(HDR)画像を復号する方法であって、
符号化された低ダイナミックレンジ(LDR)画像、前記LDR画像をLDR符号器で符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータが含まれているビットストリームにアクセスするステップと、
前記ビットストリームから前記LDR画像を復号するステップと、
前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータに基づき逆トーンマッピング曲線を推定するステップと、
前記推定された前記逆トーンマッピング曲線を前記LDR画像に適用することによって前記HDR画像を生成するステップと
を有する方法。 - 前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータは、前記LDR符号器の量子化パラメータである、
請求項1に記載の方法。 - 前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータは、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像のダイナミックレンジを示すパラメータを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータは、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像の確率分布関数を示すパラメータを更に含む、
請求項1に記載の方法。 - 高ダイナミックレンジ(HDR)画像を符号化する方法であって、
前記HDR画像及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータに応じてトーンマッピング関数を決定するステップと、
前記トーンマッピング関数に応じて前記HDR画像からLDR画像を決定するステップと、
前記決定されたLDR画像、前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータを符号化するステップと
を有する方法。 - 前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータは、LDR符号器の量子化パラメータを含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記トーンマッピング関数を決定するステップは、前記量子化パラメータに応じてラグランジュ乗数を決定することを有する、
請求項6に記載の方法。 - 前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータは、前記HDR画像のダイナミックレンジ及び前記HDR画像の確率分布関数のうちの少なくとも1つを含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記トーンマッピング関数を決定するステップは、レートひずみ関数に応答する、
請求項5に記載の方法。 - 高ダイナミックレンジ(HDR)画像を復号する装置であって、
符号化された低ダイナミックレンジ(LDR)画像、前記LDR画像をLDR符号器で符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータが含まれているビットストリームから前記LDR画像を復号するよう構成される復号器と、
前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータに基づき逆トーンマッピング曲線を推定し、該推定されたパラメータを用いて前記逆トーンマッピング曲線を前記LDR画像に適用することによって前記HDR画像を生成するよう構成されるプロセッサと
を有する装置。 - 前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータは、前記LDR符号器の量子化パラメータである、
請求項10に記載の装置。 - 前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータは、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像のダイナミックレンジを示すパラメータを含む、
請求項10に記載の装置。 - 前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータは、復号される前記HDR画像に対応する原HDR画像の確率分布関数を示すパラメータを更に含む、
請求項10に記載の装置。 - 高ダイナミックレンジ(HDR)画像を符号化する装置であって、
前記HDR画像及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータに応じてトーンマッピング関数を決定するよう構成されるトーン曲線推定器と、
前記トーンマッピング関数に応じて前記HDR画像からLDR画像を決定するよう構成されるLDR画像生成器と、
前記決定されたLDR画像、前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータ及び前記HDR画像に対応する少なくとも1つのパラメータを符号化するよう構成されるプロセッサと
を有する装置。 - 前記LDR画像を符号化するために使用されるパラメータは、LDR符号器の量子化パラメータを含む、
請求項14に記載の装置。 - 前記トーン曲線推定器は、前記量子化パラメータに応じてラグランジュ乗数を決定する、
請求項15に記載の装置。 - 前記トーン曲線推定器は、前記HDR画像のダイナミックレンジ及び前記HDR画像の確率分布関数のうちの少なくとも1つを決定する、
請求項16に記載の装置。 - 前記トーン曲線推定器は、レートひずみ関数に応答して前記トーンマッピング関数を決定する、
請求項14に記載の装置。 - プロセッサで実行される場合に、該プロセッサに、HDR画像を復号する、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラム。
- プロセッサで実行される場合に、該プロセッサに、HDR画像を符号化する、請求項5乃至9のうちいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラム。
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