TW201547260A - 將訊框編碼及／或將表示訊框之位元流解碼之方法及裝置 - Google Patents

將訊框編碼及／或將表示訊框之位元流解碼之方法及裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係為一種將訊框編碼之方法及裝置，該方法及裝置包括一處理器，配置用以：將一判定(11)自該訊框之背光訊框編碼(12)；藉由該訊框之各分量除以該背光訊框之解碼版本以得到(13)一殘餘訊框之至少一分量；映射該殘餘訊框(Res)之各分量(YRes)，俾映射殘餘訊框Res之一分量(YRes)之各像素(YRes,p)取決於背光訊框(Bal)(或背光訊框之解碼版本(□))與此像素(p)關聯之像素值(Balp)；及將已映射殘餘訊框編碼(18)。 另外，本發明係一種解碼方法及裝置。

Description

將訊框編碼及/或將表示訊框之位元流解碼之方法及裝置
本發明一般相關訊框編碼及解碼，尤其本發明的技術領域相關編碼/解碼一訊框，其像素值屬於高動態範圍。
本段落希望向讀者介紹此藝的各種不同方面，可相關本發明以下所說明及/或主張的各種不同方面。咸信本討論有助於提供讀者背景資訊，有利於本發明不同方面的較佳瞭解。因此，應瞭解到此等陳述將依此觀點加以閱讀，且非作為先前技術的認可。
低動態範圍訊框(LDR訊框)係以有限位元數(大部分常是8或10)表示其亮度值的訊框，此有限表示法不容許小訊號變化的正確呈現，尤其在暗淡及明亮的亮度範圍中。在高動態範圍訊框(HDR訊框)中，為使該訊號在其整個範圍中維持高準確度，因此延伸訊號表示法。在HDR訊框中，像素值通常以浮點格式表示(用於各分量為32位元或16位元，稱為浮點或半浮點)，最通用格式係開放EXR半浮點格式(每RGB分量16位元，即每像素48位元)，或以具有長表示法的整數表示，通常至少16位元。
編碼一HDR訊框的典型措施係縮小訊框的動態範圍，為藉由舊有編碼方案(初始配置用以編碼LDR訊框)以編碼訊框。
根據一熟知措施，從輸入HDR訊框的亮度分量中判定出一背光訊框，接著藉由輸入HDR訊框除以該背光訊框以得到一殘餘訊框，及藉由一舊有編碼器如h.264/AVC(“先進視訊編碼用於一般視聽服務”，2012年一月ITU的電信標準化部門，建議書ITU-T H.264，系列H：視聽及多媒體系統)或HEVC(“高效率視訊編碼”，2013年四月ITU的電信標準化部門，ITU-T H.265建議書，系列H：視聽及多媒體系統)，將背光訊框及殘餘訊框兩者編碼。
壓縮能力強烈取決於訊框之間的時序相關及各訊框的空間順暢度。實際上，視訊編碼器使用時序及訊框內預測作為極有效率工具用以壓縮視訊資料。
在廣播及OTT(雲上)中，由於有害的頻寬限制，編碼器的壓縮能力係以其最大值推動，這是為何可提升HDR編碼方案的壓縮效能的所有上述工具，雖然複雜度仍維持在合理水準卻仍受歡迎的原因。
本發明的目的為揭示此一使用背光用於HDR壓縮的工具。
有鑑於以上說明，本發明的數方面指向產生及維持電腦系統上資料物件之間的語義關係，以下提出本發明的簡化概要，為提供本發明一些方面的基本瞭解，此概要並非本發明的延伸概述，並非希望用以識別本發明的重要或關鍵元件，以下概要僅僅以簡化形式提出本發明的一些方面，作為以下所提供較詳細說明的序幕。
為補救先前技藝的一些缺點，本發明提出一種訊框編碼方法，其特徵在於包括一處理器，配置用以：- 將判定自訊框的一背光訊框編碼；- 藉由訊框的各分量除以該背光訊框的一解碼版本以得到一殘餘訊框的至少一分量；- 映射該殘餘訊框的各分量，以便映射殘餘訊框的一分量的各像素取決於背光訊框(或背光訊框的解碼版本)與此像素關聯的像素值；及- 將已映射殘餘訊框編碼。
根據一實施例，映射殘餘訊框的分量包括應用一映射函數到此分量的像素值，及將作為結果的訊框的像素值乘以一定標因子。
根據一實施例，該方法尚包括從背光訊框(或背光訊框的解碼版本)與此像素關聯的像素值中，及從待編碼訊框的關聯分量的像素值最大界限中，得到定標因子。
根據一實施例，亦從待編碼訊框的一分量的像素值最小界限中得到定標因子。
根據一實施例，該處理器尚配置用以編碼一資訊，其表示 待編碼訊框的像素值的最大界限或最小界限或兩者。
根據一實施例，該資訊係用於該訊框的各像素的最小界限或最大界限或兩者。
本發明尚涉及一種訊框解碼方法，用以將一訊框從至少一位元流中解碼，該位元流表示得自訊框的一背光訊框及藉由訊框除以該背光訊框所計算的一殘餘訊框。該解碼方法包括一處理器，配置用以：- 藉由該位元流的至少部分解碼以得到已解碼背光訊框；- 藉由該位元流的至少部分解碼以得到已解碼殘餘訊框；及- 藉由已解碼殘餘訊框乘以已解碼背光訊框以得到已解碼訊框；該方法的特徵在於，在得到已解碼訊框前，該處理器尚配置用以未映射已解碼殘餘訊框的各分量，以便未映射已解碼殘餘訊框的一分量的各像素取決於已解碼背光訊框與此像素關聯的像素值。
根據一實施例，未映射已解碼殘餘訊框的分量包括將分量的像素值除以一定標因子，及應用一映射函數到作為結果的分量的像素值。
根據一實施例，該處理器尚配置用以從已解碼背光訊框與此像素關聯的像素值中，及從待解碼訊框的關聯分量的像素值最大界限中，得到定標因子。
根據一實施例，該處理器尚配置用以從藉由至少位元流的至少部分解碼所得到的資訊中得到該最大界限。
根據本發明的其他方面，本發明涉及一種電腦程式產品，一種處理器可讀取媒體，及一種非暫態儲存媒體。
以下配合附圖說明本發明的實施例，將使本發明的特定本質以及本發明的其他目的、優勢、特點及用途更明朗化。
10‧‧‧亮度分量得到步驟
11‧‧‧背光訊框判定步驟
12‧‧‧資料編碼步驟
13‧‧‧除法計算步驟
14‧‧‧位元流F1解碼步驟
15‧‧‧映射步驟
16‧‧‧最小界限得到步驟
17‧‧‧資訊編碼步驟
18‧‧‧已映射殘餘訊框編碼步驟
51‧‧‧乘法步驟
52‧‧‧殘餘訊框解碼步驟
53‧‧‧反映射步驟
54‧‧‧位元流F2解碼步驟
56‧‧‧位元流F3解碼步驟
60,A,B‧‧‧裝置
62‧‧‧微處理器(或CPU)
63‧‧‧ROM(或唯讀記憶體)
64‧‧‧RAM(或隨機存取記憶體)
65‧‧‧I/O(輸入輸出)介面
66‧‧‧電池
a i ,‧‧‧加權係數
Ba,Bal‧‧‧背光訊框
‧‧‧已解碼背光訊框
Balp‧‧‧背光訊框的像素值
BAM‧‧‧背光訊框判定模組
Ba灰階‧‧‧中灰階在一(mid-gray-at-one)背光訊框
Ba調變‧‧‧已調變背光訊框
BI‧‧‧背光訊框Ba判定模組
BM‧‧‧調變模組
C(i)‧‧‧色彩分量
cst定標‧‧‧定標因子
cst調變‧‧‧調變係數
DEC1-2-3-4‧‧‧解碼器
ENC1-2-3-4‧‧‧編碼器
F1,F2,F3,F4‧‧‧位元流
HL‧‧‧亮度平均值計算模組
I‧‧‧訊框
IC‧‧‧分量得到模組
IMAP‧‧‧反映射模組
imf(.),mf(.)‧‧‧映射函數
Inf‧‧‧資訊
‧‧‧已解碼訊框
L‧‧‧亮度分量
L 平均值 ‧‧‧亮度平均值
MAP‧‧‧映射模組
Mn‧‧‧最小界限得到模組
N‧‧‧正規化模組
NET‧‧‧通訊網路
Res‧‧‧殘餘訊框
Resm‧‧‧已映射殘餘訊框
Resr‧‧‧作為結果的殘餘訊框
,‧‧‧已解碼殘餘訊框
S(.)‧‧‧定標因子
γ‧‧‧伽馬曲線係數
附圖中，繪示本發明的一實施例，圖中：圖1係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示一訊框I編碼方法的步驟；圖1a係根據圖1實施例的一變化以方塊圖顯示一訊框I編碼方法的步驟；圖2係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示該方法的一步驟； 圖3係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示該方法的一步驟；圖4係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示該方法的一步驟；圖5係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示一位元流解碼方法的步驟，該位元流表示訊框除以背光訊框所計算的殘餘訊框；圖6係根據本發明的一實施例顯示一裝置的一架構範例；及圖7係根據本發明的一實施例顯示二遠程裝置透過一通訊網路進行通訊。
相似或相同元件係以相同參考數字符號表示。
以下本文中將參考附圖更詳細說明本發明，其中顯示本發明的數個實施例，然而本發明可具體表現在許多替代形式中，不應解釋為侷限於本文中提出的實施例。因此，雖然本發明可作出各種不同的修改及替代形式，但本發明的數個特定實施例係藉由範例顯示在附圖中及將在本文中詳細說明。然而，應瞭解並無意圖將本發明侷限於揭示的特殊形式，相反地，本發明將涵蓋本發明如後附申請專利範圍所界定的精神及範疇內所包含所有修改、同等項及替代。整個附圖說明中，相同數字符號表示相同元件。
本文中使用的術語僅為說明特殊實施例，並不希望限制本發明，如使用於本文中，除非是上下文另有清楚指明，希望單數形"一"、"一個"及"該"也包括複數形。尚應瞭解，本說明書中使用"包括"、"包括有"、"包含"及/或"包含有"等用詞時，明確指出所述特點、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特點、整數、步驟、操作、元件、組件及/或群組的存在或添加。此外，當表示一元件係"回應"或"連接"到另一元件時，該元件可直接回應或連接到該另一元件，或可存在插入元件。對照下，當表示一元件係"直接回應"或"直接連接"到另一元件時，就無插入元件存在。本文中使用的"及/或"一詞包含列出的一或多個關聯項的任何及所有組合，並可縮寫為"/"。
應瞭解，本文中使用的第一、第二等用詞雖然用以說明不同元件，但此等元件不應受限於此等用詞，此等用詞僅用以區別一元件與另一元件，例如，不背離本發明的教示，第一元件可稱作第二元件，同樣 地，第二元件可稱作第一元件。
雖然有些附圖在通訊路徑上包含箭頭用以顯示一主要通訊方向，但應瞭解通訊可發生在所示箭頭的相反方向。
有些實施例係以方塊圖及操作流程圖說明，其中各區塊表示一電路元件、模組或部分碼，其包括一或多個可執行指令用以實施指定的(數個)邏輯函數。而且應注意，在其他實作中，區塊中所示該(等)函數可不依所示順序發生。例如，取決於所涉及功能性，顯示為連續的二區塊事實上係大體上同時執行，或該等區塊有時可在相反順序中執行。
本文中參閱"一個實施例"或"一實施例"意指配合該實施例所說明的一特殊特點、結構或特性可包含在本發明的至少一實作中。在說明書的不同地方出現"在一實施例中"或”根據一實例”的用語，未必全參閱相同實施例，分開或替代的實施例也未必與其他實施例互不相容。
在申請專利範圍中出現的參考數字符號係僅藉由繪示說明，在申請專利範圍的範疇上不應具有任何限制作用。
雖未明確說明，但本發明的實施例及變化可運用在任何組合或子組合中。
本發明係描述編碼/解碼一訊框，但因以下將說明循序地編碼/解碼該序列的各訊框，因此延伸到編碼/解碼一序列訊框(視訊)。
圖1係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示一訊框I編碼方法的步驟。
在步驟10中，一模組IC得到待編碼訊框I的亮度分量L及潛在地得到至少一色彩分量C(i)。
例如，當訊框I屬於色彩空間(X,Y,Z)時，藉由分量Y的一變換f(.)得到亮度分量L，如L=f(Y)。為一貫性目的，以下訊框I的分量L或C(i)以YI表示。
當訊框I屬於色彩空間(R,G,B)時，藉由以下公式提供的一線性組合得到亮度分量L，例如在709色域中：L=0.2127.R+0.7152.G+0.0722.B
在步驟11中，一模組BAM從訊框I的亮度分量L中判定出一背光訊框Bal。
根據步驟11的一實施例，如圖2所繪示，一模組BI判定一背光訊框Ba作為形狀函數ψ i 的一加權線性組合，由以下公式提供：Ba=Σ i a i ψ i (1)a i 係加權係數。
因此，從一亮度分量L中判定出一背光訊框Ba在於找出最佳加權係數(若事先未知形狀函數，亦潛在地找出最佳形狀函數)，為使背光訊框Ba適合亮度分量L。
許多熟知方法可用以找出加權係數a i ，例如，可使用最小均方方法，使背光訊框Ba與亮度分量L之間的均方誤差減到最小。
本發明未侷限於任何特定方法用以得到背光訊框Ba。
可注意到，形狀函數可係一顯示背光的真實物理回應(例如由LED製成，各形狀函數則對應到一LED的回應)，或可係一純數學構造為要最佳適合該亮度分量。
根據此實施例，背光訊框Bal(從步驟11來的輸出)係公式(1)提供的背光訊框Ba。
根據步驟11的一實施例，如圖3所繪示，一模組BM利用藉由一模組HL所得到的一亮度平均值L 平均值 來調變背光訊框Ba(由公式(1)提供)。
根據此實施例，背光訊框Bal(從步驟11來的輸出)係已調變背光訊框。
根據一實施例，模組HL係配置用以計算在整個亮度分量L之中的亮度平均值L 平均值 。
根據一實施例，模組HL係配置用以藉由以下公式計算亮度平均值L 平均值 ： β係小於1的係數，及E(X)係亮度分量L的數學期望值(平均值)。
最後的這個實施例係有利的，原因是該實施例避免亮度平均值L 平均值 受到少數具極高值的像素影響，當訊框I屬於一序列訊框時，該等具極高值的像素通常導致極擾人的時序平均亮度不穩定。
本發明未侷限於一特定實施例用以計算亮度平均值L 平均值 。
根據此實施例的一變化，如圖4所繪示，一模組N使背光訊框Ba(由公式(1)提供)由其平均值E(Ba)進行正規化，以便取得一中灰階在一(mid-gray-at-one)背光訊框Ba 灰階 用於該訊框(若訊框I屬於一序列訊框，或用於所有訊框)：
接著，藉由使用以下關係，模組BM係配置用以利用訊框I的亮度平均值L 平均值 ，以調變中灰階在一背光訊框Ba 灰階 ： cst 調變 係一調變係數，及α係小於1的另一調變係數，通常係1/3。
根據此變化，背光訊框Bal(從步驟11來的輸出)係公式(2)所提供的已調變背光訊框Ba 調變 。
可注意到，調變係數cst 調變 係調整用以取得一良好觀看亮度用於殘餘訊框，及高度取決於得到背光訊框的過程，例如，cst調變 1.7用於最小均方所得到的背光訊框。
實際上，藉由線性，所有用以調變背光訊框的運算皆應用到背光係數a i 以作為一校正因子，其將係數a i 變換成新係數，以便取得：
在步驟12中，藉由一編碼器ENC1，將判定背光訊框Bal(從步驟11來的輸出)所需的資料進行編碼及加到一位元流F1中，該位元流係可儲存在一區域記憶體或一遠程記憶體上，及/或透過一通訊介面傳送(如到一匯流排或到一通訊網路或廣播網路上)。
例如，當使用習知非適應形狀函數時，待編碼資料係限於該等加權係數a i 或，但形狀函數ψ i 亦可係事前未知及接著編碼在位元流F1中，例如在稍算最佳數學構造以用於較佳適合的情形中。因此，將所有加權係數a i 或(及潛在地形狀函數ψ i )編碼在位元流F1中。
有利地，為縮小位元流F1的大小，在編碼前可量化加權 係數a i 或。
在步驟13中，藉由訊框的各分量YI除以背光訊框的解碼版本以計算一殘餘訊框Res的至少一分量YRes。
為在編碼器及解碼器兩端上確保相同背光訊框，使用背光訊框的解碼版本係有利的，藉此導致最終解碼訊框的較佳精確度。
較確切地，將訊框I的各分量YI(係得自模組IC)除以背光訊框的解碼版本：
此除法係每像素逐一地完成。
例如，當訊框I的分量YI(R,G或B)係在色彩空間(R,G,B)中表示時，得到分量YRes(RRes,、GRes及BRes)如下： 例如，當訊框I的分量YI(X,Y或Z)係在色彩空間(X,Y,Z)中表示時，得到分量YRes(XRes,YRes及ZRes)如下：
根據一實施例，在步驟14中，藉由一解碼器DEC1，將位元流F1至少部分解碼以得到背光訊框的解碼版本。
如以上說明，用以得到背光訊框(步驟11的輸出)所需的一些資料已編碼(步驟12)，接著藉由將位元流F1至少部分解碼得到該資料。
在以上提供的範例之後，接著得到加權係數(及潛在地得到形狀函數)，及藉由以下公式，從加權係數及一些習知非適應形狀函數或形狀函數中產生出背光訊框的解碼版本：
在步驟15中，一模組MAP映射殘餘訊框Res的各分量YRes，以便映射殘餘訊框Res的一分量YRes的各像素YRes,p取決於背光訊框Bal與此像素p關聯的像素值Balp(像素YRes,p與背光訊框的像素具有相同空間位置)。
根據步驟15的一變化，如圖1a所繪示，模組MAP映射 殘餘訊框Res的各分量YRes，以便映射殘餘訊框Res的一分量YRes的各像素YRes,p取決於背光訊框的解碼版本與此像素p關聯的像素值Balp(像素YRes,p與已解碼背光訊框的像素具有相同空間位置)。
以下為方便起見，像素值Balp表示背光訊框Bal的像素值或背光訊框的解碼版本的像素值。
因此該映射取決於背光訊框(或背光訊框解碼版本)的值，該映射藉由背光訊框(或背光訊框的解碼版本)的此一調變，藉由避免資料範圍之外的無用碼字，容許已映射空間的較佳使用，藉此導致已映射殘餘訊框的較佳表示，結果，達到較佳壓縮效能。
該變化係有利的，原因是使用背光訊框的解碼版本而非背光訊框Bal避開背光訊框的無損編碼，為確保該映射在編碼器及解碼器兩端的相同調變係絕對必要的。
根據步驟15的一實施例，映射殘餘訊框Res的一分量YRes包括應用一映射函數mf(.)到此分量的像素值，及將作為結果的訊框Resr的像素值乘以一定標因子S(.)。
就數學而言，令考量殘餘訊框Res的一分量YRes的像素值YRes,p，及背光訊框Bal(或背光訊框的解碼版本)的像素值Balp。殘餘訊框Res的一分量的已映射像素值YResm,p係提供如下：Y Resm,p =S(.)* mf(Y Res,p ) (3)
根據一實施例，映射函數係一伽馬(Γ)函數，作為結果(已伽馬校正)的殘餘訊框ResR則例如提供如下：Resm=A.Res γ A係一常數值，γ係一伽馬曲線係數，例如等於1/2.4。
根據一實施例，映射函數係一S-Log函數，已S-Log殘餘訊框ResSL例如提供如下：Resm=a.ln(Res+b)+ca,b及c係所判定SLog曲線係數，使0及1係不變的，及該SLog曲線的導算在由1以下的伽馬曲線延長時係持續在1，因此，a,b及c係參數γ的函數。
根據一實施例，該映射函數mf(.)係根據殘餘訊框的像素值的一伽馬校正或一SLog校正。
在殘餘訊框Res上應用一伽馬校正，將暗區域往上拉升但不使夠高光線降低，用以避免亮像素的燃燒效果。在殘餘訊框Res上應用一SLog校正，使夠高光線降低但不往上拉升暗區域。
接著，根據一實施例，模組MAP係根據殘餘訊框Res的像素值以應用伽馬校正或SLog校正。
例如，當殘餘訊框Res的像素值係低於一臨界值(等於1)時則應用伽馬校正，否則應用SLog校正。
藉由構造，取決於訊框I的亮度，作為結果的殘餘訊框Resr通常具有一平均值或多或少接近1，利用上述伽馬-Slog組合尤其有效率。
根據一實施例，在步驟中，藉由一編碼器ENC3，將伽馬-Slog曲線的參數γ編碼到一位元流F3中並加到位元流F3中，該位元流係可儲存在一區域記憶體或一遠程記憶體上，及/或透過一通訊介面傳送(如到一匯流排或在一通訊網路或廣播網路上)。
可注意到，參數α,γ,β的選擇提供空間用於映射函數的選擇，最佳適合該內容，遵循專家在後製及顏色分級的愛好。
另一方面，可定義通用參數可接受用於所有種類繁多的訊框，接著，無任何參數編碼在位元流F3中。
根據該方法的一實施例，在步驟16中，一模組Mn從背光訊框Bal(或該背光訊框的解碼版本)與殘餘訊框Res的一分量的一像素p關聯的像素值Balp中，及從待編碼訊框I的關聯分量YI的像素值最大界限M中，得到定標因子。例如，此界限係可由訊框I的輸入格式提供；該格式的最大亮度係可固定到一特定量的尼特(nit，光通量單位)，即例如10000尼特。
接著，因此得到定標因子(其取決於值Balp及最大界限M兩者)如下：S(Bal p ,M)=(2 N -1)/mf(M/Bal p ) 其中N係一位元數，其定義已映射像素值YResm,p的範圍。
此實施例係有利的，原因是其確保已映射殘餘訊框Resm的像素值屬於範圍[0,2N-1]，及因此可利用一N位元深度編碼器ENC4將已映射殘餘訊框Resm編碼(步驟18)。
根據一變化，在步驟16中，模組Mn尚配置用以得到待編碼訊框I的一分量YI的像素值最小界限m。
接著，得到定標因子(其尚取決於最小界限m)如下：S(Bal p ,M)=(2 N -1)/[mf(M/Bal p )-mf(m/Bal p )]及殘餘訊框Res的一分量的已映射像素值YResm,p係提供如下：Y Resm,p =S(Bal p ,M)x[mf(Y Res,p )-mf(m/Bal p )] (4)
根據一實施例，在步驟17中，藉由一編碼器ENC2，將一資訊inf(其表示最大界限M或最小界限m或兩者)編碼到一位元流F2中並加到位元流F2中，該位元流係可儲存在一區域記憶體或遠程記憶體中，及/或透過一通訊介面傳送(如到一匯流排或在一通訊網路或廣播網路上)。
根據一變化，該資訊inf係用於該訊框的各像素的最小界限或最大界限，該資訊可攜帶為照其原樣或已壓縮。例如，一第二背光BaM可攜帶該資訊用於最大界限M，以便用於各像素p，待採用值M係，同樣地，可使用一第三背光Bam攜帶較低界限m的資訊。可如背光Bal編碼在位元流F1中的同樣方式，將此等額外背光BaM及/或Bam的資訊編碼在位元流F2中。
在步驟18中，藉由一編碼器ENC4，將已映射殘餘訊框Resm編碼在一位元流F4中，該位元流係可儲存在一區域記憶體或遠程記憶體中，及/或透過一通訊介面傳送(如到一匯流排或在一通訊網路或廣播網路上)。
殘餘訊框Resr的映射係一參數過程，該等參數係可固定或不固定，及在後者情形中，該等參數可如以上說明編碼在位元流F2及F3中。
圖5係根據本發明的一實施例以方塊圖顯示訊框解碼方 法的步驟，用以將訊框從至少一位元流中解碼，該位元流表示得自訊框的一背光訊框及藉由訊框除以該背光訊框所計算的一殘餘訊框。
如上述，在步驟14中，藉由解碼器DEC1，例如藉由將一位元流F1至少部分解碼以得到一已解碼背光訊框，位元流F1係可已區域地儲存或從一通訊網路接收。
在步驟52中，藉由一解碼器DEC4，藉由將一位元流F4至少局部解碼以得到一已解碼殘餘訊框，位元流F4係可已區域地儲存或從一通訊網路接收。
在步驟53中，一模組IMAP未映射已解碼殘餘訊框的各分量，以便未映射已解碼殘餘訊框的一分量的各像素取決於已解碼背光訊框與此像素p關聯的像素值。
未映射訊框的分量表示應用一反映射到先前已映射的此分量。
根據步驟53的一實施例，未映射已解碼殘餘訊框的一分量包括將分量的像素值除以一定標因子S(.)，及應用一映射函數imf(.)到作為結果的分量的像素值。
就數學而言，已解碼殘餘訊框的一分量的像素值(步驟53的輸出)係提供如下： 其中係已解碼殘餘訊框的一分量的一像素p其值。
在步驟16中，由模組Mn根據以上相關圖1說明的任一實施例或變化以提供定標因子S(.)。
因此，根據一些實施例，從已解碼背光訊框與一像素p關聯的像素值Balp中，及從待解碼訊框的關聯分量YI的像素值最大界限M中，得到該定標因子。
根據一實施例，定標因子S(.)係從參數中得到。
根據一實施例，在步驟54中，藉由一解碼器DEC2，將位元流F2至少部分解碼以得到一資訊inf，從該資訊中得到此等參數。位元流F2係可已區域地儲存或從一通訊網路接收。
例如，如上述，資訊inf表示最大界限M或最小界限m或兩者，根據先前相關圖1所述實施例及變化，資訊inf亦可表示其他值。
根據一實施例，映射函數imf(.)係一參數函數，及在步驟56中，藉由一解碼器DEC3將位元流F3至少部分解碼以得到該等參數如參數γ。位元流F3係可已區域地儲存或從一通訊網路接收。
映射函數imf(.)的參數係可與以上相關圖1所述映射函數的參數相同。
在步驟51中，藉由已解碼殘餘訊框(步驟53的輸出)乘以已解碼背光訊框以得到一已解碼訊框。
解碼器DEC1-2-3-4係分別配置用以解碼已由編碼器ENC1-2-3-4編碼的資料。
編碼器ENC1-2-3-4(及解碼器DEC1-2-3-4)係不限於一特定編碼器(解碼器)，當需要一熵編碼器(解碼器)時，一熵編碼器如霍夫曼編碼器、算術編碼器或上下文適應編碼器像用於h264/AVC或HEVC的Cabac係有利的。
編碼器ENC1-2-3-4(及解碼器DEC1-2-3-4)係不限於一特定編碼器，其例如可係利用損失的訊框/視訊編碼器像JPEG、JPEG2000、MPEG2、h264/AVC或HEVC。
編碼器ENC1-2-3-4可係同一編碼器，及解碼器DEC1-2-3-4可係同一解碼器。
關於圖1至5，該等模組係功能單元，其與可區別實體單元可相關或不相關，例如，此等模組或其中有些模組可共同在單一零件或電路中，或對一軟體功能性作出貢獻。反過來說，一些模組可潛在地由數個分開實體所組成，適合本發明的裝置係使用純硬體來實現，例如使用專用硬體如ASIC或FPGA或VLSI(分別是«應用特定積體電路»、«現場可程式閘陣列»、«極大型積體電路»)，或由嵌入一裝置中的數個積體電子組件來實現，或由硬體與軟體組件混合來實現。
圖6繪示一裝置60的示範架構，該裝置係可配置用以執行相關圖1至5所述方法。
裝置60包括以下元件，其係藉由一資料及位址匯流排61 鏈接起來：- 一微處理器62(或CPU)，其例如係一DSP(或數位訊號處理器)；- 一ROM(或唯讀記憶體)63；- 一RAM(或隨機存取記憶體)64；- 一I/O(輸入/輸出)介面65，用以從一應用程式接收資料用於傳送；及- 一電池66。
根據一變化，電池66係在該裝置的外部，圖6的此等元件各為熟諳此藝者所熟知，將不再進一步說明。在所述各記憶體中，本說明書中所使用«暫存器»一詞可對應到小容量區(一些位元)或對應到極大區(如整個程式，或所接收或解碼的大量資料)。ROM 63包括至少一程式及數個參數，根據本發明方法的演算式係儲存在ROM 63中。當開關打開時，CPU 62將RAM中的程式上傳及執行對應指令。
RAM 64包括，在一暫存器中係由CPU 62執行及裝置60的開關打開後上傳的程式，在一暫存器中係輸入資料，在一暫存器中係該方法在不同狀態中的中間資料，及在一暫存器中係執行該方法所使用的其他變數。
本文中說明的實作例如可實現在一方法或一處理過程、一裝置，一軟體程式，一資料流，或一訊號中。即若只在單一形式實作的情境中討論(例如只討論作為一方法或一裝置)，所討論特點的實作亦可實現在其他形式(例如一程式)中。一裝置例如可實現在適當硬體、軟體及韌體中，該等方法例如可實現在一裝置如處理器中，其通常指處理裝置，例如包括電腦、微處理器、積體電路或可程式邏輯裝置。處理器亦包括通訊裝置如電腦、手機、可攜式/個人數位助理器("PDA")，及有助於終端用戶間資訊通訊的其他裝置。
根據編碼或編碼器的一特定實施例，訊框I係從一來源得到，該來源例如屬於一集合，包括：- 區域記憶體(63或64)，如視訊記憶體或RAM(或隨機存取記憶體)、快閃記憶體、ROM(或唯讀記憶體)、硬碟；- 儲存介面(65)，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊； - 通訊介面(65)，如有線介面(例如一滙流排介面、廣域網路介面、區域網路介面)，或無線介面(如IEEE 802.11介面或藍牙®介面)；及- 訊框捕捉電路(如感測器如CCD(或電荷耦合裝置)或CMOS(或互補金氧半導體))。
根據解碼或解碼器的不同實施例，已解碼訊框係傳送到一目的地，明確地，該目的地屬於一集合，包括：- 區域記憶體(63或64)，如視訊記憶體或RAM、快閃記憶體、硬碟；- 儲存介面(65)，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊；- 通訊介面(65)，如有線介面(例如滙流排介面(如USB(或通用序列匯流排))、廣域網路介面、區域網路介面、HDMI(高畫質多媒體介面)介面))，或無線介面(如IEEE 802.11介面、WiFi®或藍牙®介面)；及- 顯示器。
根據編碼或編碼器的不同實施例，位元流BF係傳送到一目的地，作為一範例，位元流BF係儲存在一區域記憶體或遠程記憶體如視訊記憶體(64)或RAM(64)、硬碟(63)中。在一變化中，位元流BF係傳送到一儲存介面(65)如具有大量儲存的介面、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊，及/或透過一通訊介面(65)如到點對點鏈接的介面、通訊滙流排、單點對多點鏈接或廣播網路來傳送。
根據解碼或解碼器的不同實施例，位元流BF係從一來源得到，舉例來說，該位元流係從一區域記憶體如視訊記憶體(64)、RAM(64)、ROM(63)、快閃記憶體(63)或硬碟(63)中讀取。在一變化中，該位元流係從一儲存介面(65)如具有大量儲存的介面、RAM、ROM、快閃記憶體、光碟或磁墊中接收，及/或透過一通訊介面(65)如到點對點鏈接的介面、匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路來傳送。
根據不同實施例，配置用以實施相關圖1至4所述編碼方法的裝置60屬於一集合，包括：- 行動裝置；- 通訊裝置；- 遊戲裝置； - 數位板(或平板電腦)；- 膝上型電腦；- 靜止框相機；- 視訊攝影機；- 編碼晶片；- 靜止框伺服器；及- 視訊伺服器(如廣播伺服器、隨選視訊伺服器或一網站伺服器)。
根據不同實施例，配置用以實施相關圖5所述解碼方法的裝置60屬於一集合，包括：- 行動裝置；- 通訊裝置；- 遊戲裝置；- 機上盒；- 電視機；- 數位板(或平板電腦)；- 膝上型電腦；- 顯示器；及- 解碼晶片。
根據圖7繪示的一實施例，在二遠程裝置A及B之間透過一通訊網路NET的傳輸情境中，裝置A包括配置用以實施相關圖1至4所述訊框編碼方法的構件，及裝置B包括配置用以實施相關圖5所述解碼方法的構件。
根據本發明的一變化，該網路係一廣播網路，調適成將靜止框或視訊框從裝置A廣播到解碼裝置(包括裝置B)。
本文中所述各種不同處理過程及特點的實作可具體實現在各種不同的設備或應用程式中，尤其例如在設備或應用程式中。此類設備範例包括編碼器、解碼器、後處理器(處理從解碼器來的輸出)、前處理器(提供輸入到編碼器)、視訊編碼器、視訊解碼器、視訊編解碼器、網站伺服器、機上盒、膝上型電腦、個人電腦、手機、PDA及其他通訊裝置。顯然地，該設備可以是移動式，甚至是安裝在汽車中。
此外，該等方法可藉由一處理器執行的指令來實施，及此類指令(及/或一實作所產生的資料值)係可儲存在一處理器可讀取媒體如積體電路、軟體載體，或其他儲存裝置如硬碟、CD光碟("CD")、光碟(如DVD，常指多樣化數位光碟或數位視訊光碟)、隨機存取記憶體("RAM")或唯讀記憶體("ROM")上。該等指令可形成一應用程式，其有形具體化在一處理器可讀取媒體上，指令例如係可在硬體、韌體、軟體或一組合中，指令例如係可在作業系統、分開的一應用程式或二者的組合中找到，因此一處理器的特徵例如係可作為配置用以執行一處理過程的裝置，及同時係包含有一處理器可讀取媒體(如一儲存裝置)具有指令以實施一處理過程的裝置。此外，一處理器可讀取媒體係可儲存一實作所產生的資料值(在指令外添加或代替指令)。
如熟諳此藝者所明白，數個實作可產生各種訊號格式化用以攜帶資訊，其例如可加以儲存或傳送，該資訊例如可包括用以執行方法的指令，或所述實作中的一者所產生的資料。例如，可將一訊號格式化用以攜帶為資料作寫入或讀取所述實施例的語法規則，或用以攜帶為資料作所述實施例所寫實際語法值。例如可將此一訊號格式化作為一電磁波(例如使用頻譜的一射頻部分)或作為一頻帶訊號。格式化例如可包括將一資料流編碼，及利用已編碼資料流以調變一載波。訊號所攜帶的資訊例如可係類比或數位資訊，如所知，訊號可透過各種不同有線或無線鏈接來傳送，訊號係可儲存在一處理器可讀取媒體上。
已說明數個實作，然而，應瞭解可作出各種修改，例如可結合、增補、修改或移除不同實作的元件以產生其他實作。此外，一般技術人員應瞭解其他結構或方法可取代該等已揭示者，及作為結果的實作將如所揭示實作，依(數個)至少大體上相同的方式，執行(數個)至少大體上相同的功能，以達成(數個)至少大體上相同的結果，因此，本發明涵蓋此等及其他實作。
10‧‧‧亮度分量得到步驟
11‧‧‧背光訊框判定步驟
12‧‧‧資料編碼步驟
13‧‧‧除法計算步驟
14‧‧‧定標步驟
15‧‧‧映射步驟
16‧‧‧最小界限得到步驟
17‧‧‧資訊編碼步驟
18‧‧‧已映射殘餘訊框編碼步驟
Bal‧‧‧背光訊框
‧‧‧已解碼背光訊框
BAM‧‧‧背光訊框判定模組
C(i)‧‧‧色彩分量
DEC1‧‧‧解碼器
ENC1-2-3-4‧‧‧編碼器
F1,F2,F3,F4‧‧‧位元流
I‧‧‧訊框
IC‧‧‧分量得到模組
Inf‧‧‧資訊
L‧‧‧亮度分量
MAP‧‧‧映射模組
mf(.)‧‧‧映射函數
Mn‧‧‧最小界限得到模組
Res‧‧‧殘餘訊框
Resm‧‧‧已映射殘餘訊框
Resr‧‧‧作為結果的殘餘訊框
S(.)‧‧‧定標因子
γ‧‧‧伽馬曲線係數

Claims (15)

  1. 一種訊框編碼方法，其特徵在於包括以下步驟：- 將一判定(11)自該訊框之背光訊框編碼(12)；- 藉由該訊框之各分量除以該背光訊框之解碼版本以得到(13)一殘餘訊框之至少一分量；- 藉由映射該殘餘訊框(Res)之各分量(YRes)以得到一已映射殘餘訊框，俾映射殘餘訊框(Res)之一分量(YRes)包括應用一映射函數(mf(.))至此分量之各像素值，及藉由一定標因子以定標作為結果之已映射分量之各像素值(p)，該映射取決於背光訊框(Bal)(或背光訊框之解碼版本())與此像素(p)關聯之像素值(Balp)；及- 將已映射殘餘訊框編碼(18)；其中該定標因子取決於待編碼訊框之關聯分量(YI)之像素值最大界限(M)。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法尚包括編碼一資訊，其表示該最大界限。
  3. 一種訊框編碼裝置，其特徵在於包括一處理器，配置用以：- 將一判定自該訊框之背光訊框編碼；- 藉由該訊框之各分量除以該背光訊框之解碼版本以得到一殘餘訊框之至少一分量；- 藉由映射該殘餘訊框之各分量以得到一已映射殘餘訊框，俾映射殘餘訊框之分量包括應用一映射函數至此分量之各像素值，及藉由一定標因子以定標作為結果之已映射分量之各像素值，該映射取決於背光訊框(Bal)(或背光訊框之解碼版本)與此像素關聯之像素值；及- 將已映射殘餘訊框編碼，其中該定標因子取決於待編碼訊框之關聯分量之像素值最大界限。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該處理器尚配置用以編碼一資訊，其表示該最大界限。
  5. 一種訊框解碼方法，用以將一訊框從至少一位元流中解碼，該位元流表示一得自該訊框之背光訊框，及一藉由該訊框除以該背光訊框所計算 之殘餘訊框，該方法包括以下步驟：- 藉由該位元流之至少部分解碼以得到(14)一已解碼背光訊框；- 藉由該位元流之至少部分解碼以得到一已解碼殘餘訊框；- 藉由已解碼殘餘訊框乘以已解碼背光訊框以得到(51)一已解碼訊框；- 該方法之特徵在於，在得到已解碼訊框前，未映射已解碼殘餘訊框()之各分量()，俾未映射已解碼殘餘訊框()之分量()包括藉由一定標因子以定標該分量()之像素值，該未映射取決於已解碼背光訊框()與此像素(p)關聯之像素值()，及應用一映射函數(imf(.))至作為結果之分量之像素值，其中該定標因子取決於待解碼訊框之關聯分量(YI)之像素值最大界限(M)。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中藉由至少位元流之至少部分解碼以得到最大界限(M)。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該資訊係用於該訊框之各像素之最大界限。
  8. 一種訊框解碼裝置，用以將一訊框從至少一位元流中解碼，該位元流表示一得自該訊框之背光訊框，及一藉由該訊框除以該背光訊框所計算之殘餘訊框，其特徵在於該裝置包括一處理器，配置用以：- 藉由該位元流之至少部分解碼以得到一已解碼背光訊框；- 藉由該位元流之至少部分解碼以得到一已解碼殘餘訊框；- 藉由已解碼殘餘訊框乘以已解碼背光訊框以得到一已解碼訊框；其特徵在於，在得到已解碼訊框前，該處理器尚配置用以未映射已解碼殘餘訊框之各分量，俾未映射已解碼殘餘訊框之分量包括藉由一定標因子以定標該分量之像素值，該未映射取決於已解碼背光訊框與此像素關聯之像素值，及應用一映射函數至作為結果之分量之像素值，其中該定標因子取決於待解碼訊框之關聯分量之像素值最大界限(M)。
  9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中藉由至少位元流之至少部分解碼以得到最大界限(M)。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該資訊係用於訊框之各像素之 最大界限。
  11. 一種電腦程式產品，包括程式碼指令，當電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第1至2項之編碼方法之步驟。
  12. 一種電腦程式產品，包括程式碼指令，當電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第5至7項之解碼方法之步驟。
  13. 一種處理器可讀取媒體，具有指令儲存其中，用以令處理器執行如申請專利範圍第1至2項之編碼方法之步驟。
  14. 一種處理器可讀取媒體，具有指令儲存其中，用以令處理器執行如申請專利範圍第5至7項之解碼方法之步驟。
  15. 一種非暫態儲存媒體，攜有程式碼指令，當計算裝置上執行該程式時，用以執行如申請專利範圍第1至2或5至7項之方法之步驟。
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