TW201701665A - 編碼及解碼彩色圖像之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種將高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼之方法及裝置，該方法包括將從高動態範圍(HDR)彩色圖像中得到之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼(101)。根據本發明，該方法尚包括從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中判定(102)至少一件色彩重映射資訊至該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該至少一件色彩重映射資訊係用以從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。

Description

編碼及解碼彩色圖像之方法及裝置
本發明通常相關圖像/視訊編碼及解碼，尤其(但不限於)，本發明的技術領域係相關一彩色圖像，其像素值屬於高動態範圍(HDR)，及至少一彩色圖像，其值屬於標準動態範圍(SDR)及係藉由在該高動態範圍(HDR)彩色圖像上應用色彩分級後製操作所得到，係相關該兩者的編碼/解碼。
本段落希望介紹讀者有關此技術的各種方面，其係可相關本發明在以下所揭示及/或主張的各種方面，咸信本討論有助於提供讀者背景資訊，能用以較佳瞭解本發明的各種方面。因此，應瞭解此等陳述應依此觀點閱讀，並非作為先前技藝的認可。
以下，一彩色圖像包含數個樣本(像素值)陣列，依一特定圖像/視訊格式，其規定一圖像(或視訊)的像素值關連的所有資訊，及例如顯示器及/或其他任何裝置可使用以視覺化及/或解碼一圖像(或視訊)的所有資訊。一彩色圖像包括至少一分量，依第一樣本陣列的形狀，通常係一luma(或亮度)分量，及包括至少另一分量，依至少另一樣本陣列的形狀。或等效地，相同資訊亦可由一組色彩樣本(色彩分量)陣列表示，如傳統三色RGB表示法。
一像素值係由c個值的向量表示，其中c係分量數，一向量的各值係以位元數表示，該位元數定義像素值的最大動態範圍。
標準動態範圍圖像(SDR圖像)係亮度值以有限動態表示的彩色圖像，通常依二的乘幂或f光闌測量，SDR圖像具有一動態大約10f光闌，即在線性域的最亮像素與最暗像素之間的比率1000，及在非線性域的HDTV(高畫質電視系統)及UHDTV(超高畫質電視系統)中係以有限位元數(最常是8或10)編碼，例如藉由使用ITU-R BT.709 OETF(光電傳送函數)(ITU-R BT.709-5建議書，2002年4月)或ITU-R BT.2020 OETF (ITU-R BT.2020-1建議書，2014年6月)用以縮減動態。此有限非線性表示法不允許小信號變化的正確呈現，尤其在暗淡及明亮的亮度範圍中。在高動態範圍圖像(HDR圖像)中，信號動態係更高(達到20 f光闌，在最亮像素與最暗像素之間的比率一百萬)，及需要新的非線性表示法，為使信號在其整個範圍中維持高準確度。在HDR圖像中，原始資料通常係以浮點格式表示(32位元或16位元用於各分量，亦即浮點或半浮點)，最通用格式係openEXR(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。
色域係特定的顏色完整集合，最普遍用法指可準確地表示在一給定環境如給定色空間之內或藉由一特定輸出裝置呈現的顏色集合。
一色域有時係由CIE1931色空間色度圖中提供的RGB原色及一白點來定義，如圖1所繪示。
通常在所謂的CIE1931色空間色度圖中定義原色，此係定義顏色的二維圖(x,y)，與亮度分量無關。任何色彩XYZ則由於變換而投影在此圖中： 亦定義z=1-x-y分量，但未攜帶任何額外資訊。
一色域係由此圖中的三角形來定義，三角形的頂點係三原色RGB的(x,y)坐標的集合，白點W係屬於該三角形的另一給定(x,y)點，通常靠近三角形中心。
一色域體積係由一色空間及表示在該色空間的值的動態範圍來定義。
例如，一RGB ITU-R建議書BT.2020色空間定義一色域用於UHDTV(超高畫質電視系統)，一較舊標準(ITU-R建議書BT.709)定義一較小色域用於HDTV(高畫質電視系統)。在標準動態範圍(SDR)中，雖然有些顯示技術可顯示較亮像素，但官方定義動態範圍高達100尼特(nit)(新燭光/平方公尺)用於編碼資料的色域體積。
如在Danny Pascale所著”RGB色空間之概述(A Review of RGB Color Spaces)”文中所延伸說明，可使用線性RGB色空間中的一3×3矩陣以執行色域變更，即三原色及白點從一色域映射到另一色域的變換。而且，藉由一3×3矩陣以執行從XYZ到RGB的空間變更，結果，不論RGB或XYZ係色空間，皆可藉由一3×3矩陣以執行色域變更，例如，可藉由一3×3矩陣以執行從BT.2020線性RGB到BT.709 XYZ的色域變更。
高動態範圍圖像(HDR圖像)係其亮度值以HDR動態表示的彩色圖像，HDR動態係高於SDR圖像的動態。
尚未由一標準定義HDR動態，但可預期高達數千尼特(nit)的動態範圍，例如由一RGB BT.2020色空間定義一HDR色域體積，及表示在該RGB色空間的值屬於從0到4000尼特的動態範圍。由一RGB BT.2020色空間定義HDR色域體積的另一範例，及表示在該RGB色空間的值屬於從0到1000尼特的動態範圍。
將圖像(或視訊)色彩分級係改變/增強圖像(或視訊)色彩的過程，通常，將圖像色彩分級涉及色域體積(色空間及/或動態範圍)的變更或關連到此圖像的色域的變更。藉此，同一圖像的二相異色彩分級版本係此圖像的值表示在不同色域體積(或色域)的版本，或圖像的至少一顏色已根據不同色彩分級而改變/增強的版本，此過程會涉及使用者互動。
例如，在電影製作中，使用三色攝影機將圖像及視訊捕捉成3分量(紅、綠及藍)所組成的RGB色彩值，RGB色彩值係依感測器的三色特性(色彩原色)而定。
為要取得劇場呈現(使用特定劇場分級)，接著得到所捕捉圖像的一HDR色彩分級版本，通常表示所捕捉圖像的第一色彩分級版本的值係根據一標準化YUV格式如BT.2020，其定義參數值用於UHDTV。
通常係藉由在線性RGB分量上應用一非線性函數(所謂的光電傳送函數(OETF))以執行YUV格式，用以得到非線性分量R’G’B’，及接著在所得到非線性R’G’B’分量上應用一色彩變換(通常係一3×3矩陣)，用以得到三分量YUV。第一分量Y係亮度分量，及二分量U、V係色度分量。
接著，為要灌輸藝術意圖，一配色師(通常配合攝影指導)在所捕捉圖像的第一色彩分級版本的色彩值上藉由細調/微調一些色彩值 以執行控制。
為要取得一特定呈現(使用一特定分級)，通常亦得到所捕捉圖像(或視訊)的一色彩分級SDR版本，通常表示色彩分級SDR圖像(或視訊)的值係根據一標準化YUV格式，如BT.709，其定義參數值用於HDTV)，或再次如BT.2020，其定義參數值用於UHDTV。例如，根據該BT.709建議書，應用一100尼特分級用於影片廣播及消費者市場分配像藍光®光碟。
接著，為要灌輸藝術意圖，配色師亦在色彩分級的SDR圖像的色彩值上藉由細調/微調一些色彩值以執行控制。
待解決問題係所捕捉圖像(或視訊)的HDR及SDR色彩分級版本兩者的分配，即分配一壓縮HDR圖像(或視訊)，代表一捕捉圖像(或視訊)的一色彩分級版本，而同時分配一相關SDR圖像(或視訊)，代表該捕捉圖像(或視訊)的色彩分級SDR版本。
一明顯解係在分配基礎結構上聯播此等HDR及SDR色彩分級圖像(或視訊)兩者，但相較於調適用以廣播SDR圖像(或視訊)的舊有基礎結構如HEVC主要10設定檔，缺點係實質上使所需頻寬加倍(“高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding)”，系列H：視聽及多媒體系統(AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS)，ITU-T H.265建議書，ITU電信標準化部門，2014年10月)。
使用傳統分配基礎結構係HDR圖像(或視訊)分配加速發生的必要條件，而且，位元率應要減到最小，同時確保SDR及HDR圖像(或視訊)兩者品質良好。
此外，可確保完全反向相容性，即配備有舊型解碼器及顯示器的使用者具有接近藝術家意圖的經驗，即保留SDR圖像的色彩分級(可能由配色師修改)。
另一直接解決方法係藉由合適非線性函數以縮減HDR圖像(或視訊)的動態範圍，通常縮減成有限位元數(即10位元)，及藉由HEVC主要10設定檔以壓縮HDR圖像的縮減動態版本。此一非線性函數(曲線)已存在，像所謂PQ EOTF，揭露在SMPTE(電影電視工程師學會)(SMPTE標準：主控參考顯示器之高動態範圍電光傳送函數(High Dynamic Range Electro-Optical Transfer Function of Mastering Reference Displays)，SMPTE ST 2084：2014)。
此解決方法的缺點係缺少完全反向相容性，原因在於所得到圖像(視訊)縮減動態版本未如配色師所希望地保留SDR圖像的色彩分級。
有鑑於上述理由，因此提出本發明。
以下提出本發明的簡化概要，為要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，不希望用以辨識本發明的重要或關鍵元素，以下概要僅以簡化形式提供本發明的一些方面，作為以下所提供詳細說明的序幕。
用以補救先前技術的至少一缺點，本發明提出一種編碼高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像的方法，該方法包括有：-將從HDR彩色圖像所得到的一第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼。該方法尚包括：-從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中判定至少一件色彩重映射資訊到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該至少一件彩色重映射資訊係用以從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像的近似。
只藉由從HDR彩色圖像得到的標準動態範圍(SDR)彩色圖像的傳統編碼所得到的顏色會看似未保留符合配色師意圖的色彩分級。
必須注意到使用”近似”一詞係由於色彩重映射資訊有助於產生一SDR圖像，其在視覺上接近第一SDR彩色圖像，但就數學上在二圖像之間的失真而論，不保證任何距離目標。
換句話說，透過傳統編碼從HDR圖像自動得到的此一第二SDR彩色圖像在解碼後係可觀看的，但若第二SDR圖像未尊重配色師的藝術意圖，從配色師的觀點或攝影指導的觀點來看，該類SDR彩色圖像的顯示係無法接受的。
判定一色彩重映射資訊允許通知一解碼器有關所考慮圖像的真正分級，其係配色師或攝影指導會要求的。”色彩重映射資訊”的定義係揭露在標準ITU-T H.265(10/2014)系列H：視聽及多媒體系統(AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS)中第D.3.32節，名稱為”色彩重映射資訊SEI(補充增強資訊)信息語義學(Colour remapping information SEI message semantics)”。
在本發明中，該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像係從該高動態範圍(HDR)彩色圖像的一色彩分級版本中得到。
由於色彩重映射資訊關聯到已編碼第二SDR彩色圖像，在解碼期間，從該HDR彩色圖像的一色彩分級版本中得到的第一強加SDR彩色圖像，其色彩的色相及感知彩度藉此得以保留，如配色師所希望。
該方法因此確保與一SDR顯像的完全反向相容性，其中強加所分級的一專用SDR，並不用任何額外編碼操作(及相應頻寬增加)，其將暗示從HDR彩色圖像得到的第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像之間的殘餘資料編碼。
根據一實施例，將從該高動態範圍(HDR)彩色圖像中得到的第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼包括：-從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到一亮度分量(L)及二色度分量(C1、C2)，-將亮度分量(L)及色度分量(C1、C2)映射到一最終亮度分量(L”)及二最終色度分量(C”1、C”2)上，為使從該最終亮度分量(L”)及色度分量(C”1、C”2)所得到色彩的色域映射到高動態範圍彩色圖像色彩的色域上，最終亮度分量(L”)的值總是低於亮度分量(L)的值。
傳統上，將表現HDR彩色圖像的SDR版本的一亮度分量與二色度分量組合在一起所得到的色彩未保留HDR彩色圖像色彩的色相及感知彩度。
這是例如當使用PQ EOTF時的情形。
將此一第二SDR圖像的色域映射到待編碼HDR彩色圖像的色域上，校正關連到該HDR圖像的色相及感知彩度。
藉此保留HDR圖像色彩的色相及感知彩度，增加解碼 SDR圖像的視覺品質，解碼SDR圖像的感知色彩較佳地匹配原始HDR。
因此，此映射方法的優點在於提供一第二SDR圖像，其按照感知色相及色彩度係接近初始HDR彩色圖像。因此，與傳統映射方法(PQ-EOTE)相比，此方法提供一第二SDR圖像，其係較相關色彩分級過程發出的第一SDR圖像，色彩分級過程係從該HDR彩色圖像開始即已執行。藉此，在解碼期間，解碼裝置的處理器所控制的色彩重映射資訊適應模組較容易從第二SDR圖像中得出第一SDR圖像的良好近似。
根據一實施例，該方法尚包括傳送該至少一件色彩重映射資訊。
藉此，分配該至少一件色彩重映射資訊作為一元資料，關聯到該第二SDR圖像。
此外，根據一變化，傳遞該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像係藉由該映射。換句話說，該第二SDR圖像表現HDR彩色圖像的縮減動態版本，並從二SDR彩色圖像中得到對應色彩重映射資訊，一SDR彩色圖像係由配色師強加及對應到該HDR彩色圖像的一色彩分級版本，及另一SDR彩色圖像係藉由HDR彩色圖像的映射來傳遞。
因此，本發明揭示已編碼SDR彩色圖像的傳輸作為原始HDR彩色圖像的縮減動態版本，此一SDR彩色圖像亦與傳送到解碼器的至少一件色彩重映射資訊相關聯。
在接收時，解碼器將接收已編碼SDR彩色圖像作為原始HDR彩色圖像的縮減動態版本及其至少一件相關色彩重映射資訊。
從接收的此二輸入開始，解碼器將能重建至少三項：-已解碼SDR彩色圖像，其係可觀看但不符合配色師意圖，及-已解碼HDR彩色圖像，對應到編碼期間所處理的HDR彩色圖像，-第一SDR彩色圖像的至少一近似，提供作為HDR彩色圖像的一SDR色彩分級版本。
藉此，不需增加頻寬及同時維持低複雜度視訊編碼系統，此一編碼方法在解碼期間從單一HDR彩色圖像開始，提供不同類型的彩色圖像。
必須注意的是，此二輸入(即已編碼SDR彩色圖像及其相 關色彩重映射資訊)的傳輸不需使所需頻寬加倍，但頻寬大小類似於傳送單一已編碼SDR圖像所需的頻寬。
根據一實施例，藉由分別使用相異色域，從該高動態範圍(HDR)彩色圖像的至少二相異色彩分級版本中分別得到至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中考慮的各第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，分別從該第二標準動態範圍(SDR)中判定一件色彩重映射資訊，藉由該映射以傳遞到考慮的該第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
換句話說，在此特定實施例中，在接收時，解碼器將接收已編碼SDR彩色圖像作為含有原始HDR彩色圖像及其至少二件相關色彩重映射資訊的容器。
從接收的此三輸入開始，解碼器將能重建至少四項：-已解碼SDR彩色圖像，其係可觀看，但不符合配色師意圖，-已解碼HDR彩色圖像，對應到編碼期間所處理的HDR彩色圖像，-使用至少二件相關色彩重映射資訊中的一色彩重映射資訊，提供一SDR彩色圖像的近似作為HDR彩色圖像的第一SDR色彩分級版本，-使用至少二件相關色彩重映射資訊中的另一色彩重映射資訊，提供另一SDR彩色圖像的另一近似作為HDR彩色圖像的第二SDR色彩分級版本。該第一(及第二)SDR色彩分級版本對應到二相異色域。
作為以上該實施例的替代，根據另一實施例，藉由分別使用相異色域，從該高動態範圍(HDR)彩色圖像的至少二相異色彩分級版本中分別得到至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及藉由該等相異色域之間的可逆色域映射以傳遞該第二標準動態範圍(SDR)，該可逆色域映射係執行在該映射之後及該編碼之前，並將該等相異色域中的一者映射到另一者上，及用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中考慮的一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，從該第二標準動態範圍(SDR)中判定該件對應色彩重映射資訊到該另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中的另一第一標準動 態範圍(SDR)彩色圖像，從一第三標準動態範圍(SDR)(藉由該可逆色域映射後執行的逆操作所傳遞)中，判定該件對應色彩重映射資訊到該另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
該另一實施例允許變更已編碼及已傳送已編碼SDR圖像的色域，同時允許在解碼期間重建對應HDR彩色圖像及該高動態範圍(HDR)的個別二色彩分級版本的至少二相異近似。
根據一特定變化，該至少一件色彩重映射資訊係在一專用傳輸通道中傳送，與用以傳送包括有該第二標準動態範圍(SDR)的位元流的通道相異。
因此，可能分開傳送色彩重映射資訊及已編碼SDR彩色圖像，此一方面允許彈性傳輸，相關已編碼SDR彩色圖像的傳輸，能同時傳送或延遲傳送該色彩重映射資訊。
根據本發明的另一方面，本發明相關一種解碼方法，從所接收位元流的一第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中，解碼一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該方法包括有解碼該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
該方法尚包括：-得到至少一件色彩重映射資訊，與該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像相關聯，及-將該至少一色彩重映射資訊應用到該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像，傳遞該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像的一近似。
根據本發明的其他方面，本發明相關一種裝置，包括有一處理器，配置用以實施上述方法，相關一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行上述方法的步驟，相關一種處理器可讀取媒體，具有指令儲存其中，用以令一處理器至少執行上述方法的步驟，及相關一種非暫態儲存媒體，攜帶有程式碼指令，當一運算裝置上執行該程式時，用以執行上述方法的步驟。
以下將配合附圖說明本發明的實施例，使本發明的特定本質以及本發明的其他目的、優勢、特點及用途明朗化。
10‧‧‧色彩分級步驟
101‧‧‧編碼模組
11,C‧‧‧分量得到步驟(或模組)
110,IC‧‧‧亮度分量得到步驟(或模組)
120,BaM‧‧‧調變值得到步驟(或模組)
130,FM‧‧‧非線性函數應用步驟(或模組)
140,CC‧‧‧色彩分量得到步驟(或模組)
150‧‧‧定標步驟
160,RM‧‧‧因數判定步驟(或模組)
170,LC‧‧‧色度分量C1、C2得到步驟(或模組)
171‧‧‧OETF(或平方根)應用步驟
172,LC1‧‧‧線性組合步驟(或模組)
A‧‧‧3×3矩陣(圖6)
12,GM‧‧‧色域映射步驟(或模組)
121‧‧‧定標步驟(圖4)；分級步驟(圖7a)
122,LCC‧‧‧分量線性組合步驟(或模組)(圖4)；分級步驟(圖7a)
1200,BT_GM‧‧‧可逆色域映射步驟(或模組)
13,ENC‧‧‧編碼步驟(或編碼器)
102,111,112,1110,1120,D_CRi,D_CRi1,D_CRi2‧‧‧色彩重映射資訊(CRi)判定步驟(或模組)
103,206,I_BT_GM‧‧‧逆色域映射(色域解映射)步驟(或模組)
20‧‧‧天線
201‧‧‧解碼模組
21,DEC‧‧‧解碼步驟(或解碼器)
22,IGM‧‧‧逆映射步驟(或模組)
221‧‧‧定標步驟
222,ILCC‧‧‧線性組合步驟(或模組)
23,INVC‧‧‧色彩分量Ec得到步驟(或模組)
220,IFM‧‧‧非線性函數應用步驟(或模組)
230,ILC‧‧‧色彩分量Ec得到步驟(或模組)
231,ILEC‧‧‧中間分量E’c(或分量Ec)得到步驟(或模組)
2310,SM‧‧‧第二分量S得到步驟(或模組)
2311,LC2‧‧‧解算子分量Fc得到步驟(或模組)
2312‧‧‧平方運算
232‧‧‧色彩分量Ec(或中間分量C’1,C’2)得到步驟
2021,2022,OBT‧‧‧色彩重映射資訊得到步驟(或模組)
204,205,2040,2050,APP_CRi1,APP_CRi2‧‧‧色彩重映射資訊應用步驟(或模組)
1010,1020,1030‧‧‧傳送步驟
1300‧‧‧裝置
1301‧‧‧資料及位址滙流排
1302‧‧‧微處理器(CPU)
1303‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
1304‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
1305‧‧‧輸入/輸出(I/O)介面
1306‧‧‧電池
A,B‧‧‧裝置(圖14)
a,b,c,γ‧‧‧參數
BF,F‧‧‧位元流
Ba‧‧‧調變值
BR‧‧‧已接收位元流
C,C1,C2‧‧‧色度分量
C’1,C’2,Dc‧‧‧中間色度分量
C”1,C”2‧‧‧已編碼色度分量
CRi,CRi1,CRi2‧‧‧色彩重映射資訊
DEC‧‧‧解碼器
Ec‧‧‧色彩分量
E’c‧‧‧中間色彩分量
Fc‧‧‧解算子分量
f‧‧‧非線性函數
I,I2‧‧‧彩色圖像
IHDR‧‧‧高動態範圍(HDR)彩色圖像
IHDR_d‧‧‧已解碼HDR彩色圖像
I第一_SDR,I第一_SDR1,I第一_SDR2‧‧‧第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像
I’第一_SDR_d,I’第一_SDR1_d,I’第一_SDR2_d‧‧‧第一SDR彩色圖像的近似
I第二_SDR‧‧‧第二SDR彩色圖像
I第二_SDR_C‧‧‧已編碼第二SDR彩色圖像
I第二_SDR_d‧‧‧已解碼第二SDR彩色圖像
I第三_SDR‧‧‧第三SDR彩色圖像
i‧‧‧像素
inf‧‧‧資訊資料
L‧‧‧亮度分量
L”‧‧‧已編碼亮度分量
m,n‧‧‧係數
NET‧‧‧通訊網路
OETF‧‧‧光電傳送函數
r(L)‧‧‧定標因數
S‧‧‧第二分量
xj,yj‧‧‧色域的元素
Y‧‧‧第一分量(亮度分量)
β -1(Ba,L(i)),r(L),OETF(r(L))‧‧‧因數
在附圖中描繪本發明的一實施例，圖中：圖1顯示色度圖範例；圖2係根據本發明的一實施例以示意圖顯示彩色圖像編碼方法的步驟；圖3係根據本發明描繪色域映射的原理；圖4係根據本發明的一實施例以示意圖顯示步驟12的子步；圖5係根據本發明的一實施例以示意圖顯示步驟11的子步；圖6a到圖6b係根據本發明二相異實施例以示意圖分別顯示步驟170的子步；圖7a到圖7b係相關圖2的實施例，根據二相異實施例以示意圖顯示彩色圖像編碼方法的步驟；圖8a到圖8c係根據本發明的三相異實施例以示意圖顯示從至少一位元流中解碼彩色圖像的方法的步驟；圖9係根據本發明的一實施例以示意圖顯示步驟22的子步；圖10係根據本發明的一實施例以示意圖顯示步驟23的子步；圖11a到圖11b係根據本發明的不同實施例以示意圖顯示步驟230的子步；圖12係根據本發明的一實施例以示意圖顯示步驟231的子步；圖13係根據本發明的一實施例顯示一裝置的架構範例；圖14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通訊；及圖15描繪在一色域的CEI 1931圖中的一組元素範例。
相似或相同元件係以相同參考數字符號表示。
以下將參考附圖以更完整說明本發明，附圖中顯示本發明的實施例，然而本發明係可具體表現在許多替代形式中，不應解釋為限定在本文中提出的實施例。因此，雖然本發明可能作出各種修改及替代形式，但在附圖中係藉由範例顯示本發明的特定實施例，並將在本文中詳細說明。然而應瞭解，並不希望將本發明限定在揭示的特殊形式，相反地，本發明將如後附申請專利範圍所界定，涵蓋本發明的精神及範疇之內包含的所有修改、等效及替代。
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，本文中使用的單數形"一"、一個"及"該"係希望也包括複數形，除非 是上下文另有清楚指明。尚應瞭解，本說明書中使用"包括"、"包括有"、"包含"及/或"包含有"等詞時，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/或其群組的存在或添加。此外，當表示一元件係"回應"或"連接"到另一元件時，該元件係可直接回應或連接到該另一元件，或可存在插入元件。對照地，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"一詞包括一或多個相關列出項的任何組合及所有組合，並可縮寫為"/"。
雖然本文中會使用第一、第二等詞來描述各種元件，但應瞭解此等元件不應受此等用詞限制，此等用詞只用以區別一元件與另一元件。例如，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，並不背離本發明的教示。
雖然一些圖包括通訊路徑上的箭頭以顯示主要通訊方向，當然通訊可發生在所繪示箭頭的相反方向。
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規定的(數個)邏輯功能。亦應注意，在其他實作中，區塊中所示該(等)功能可不依所示次序發生，例如，依涉及功能性而定，顯示接連的二區塊事實上係可大體上同時執行或該等區塊有時係可依相反次序執行。
本文中參考"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、結構或特徵係可包含在本發明的至少一實作中。在本說明書的各種地方出現"在一實施例中"或”根據一實例”的用語，不一定全參考到相同實施例，分開或替代的實施例也不一定與其他實施例互不相關。
在申請專利範圍中出現的參考數字符號係只作為繪示說明，在申請專利範圍的範疇上不應具有任何限制作用。
雖未明顯描述，但本發明的實施例及變化係可運用在任何組合或子組合中。
在一實施例中，一因數係依一調變值Ba而定，一調變(或背光)值通常係與一HDR圖像關聯，及係代表該HDR圖像的亮度。在此， 使用(調變)背光一詞係與彩色面板(例如像液晶顯示(LCD)面板)及後照明裝置(例如像發光二極體(LED)陣列)製成電視機類似，後方裝置(通常產生白光)係用以照明彩色面板以提供電視較多亮度。結果，電視的亮度係後照明器的亮度與彩色面板的亮度兩者的乘積，此後方照明器常稱為”調變”或”背光”，及其強度某種程度係代表總體場景的亮度。
本發明係揭示用以編碼/解碼一彩色圖像，卻延伸到一序列圖像(視訊)的編碼/解碼，原因在於該序列的各彩色圖像係循序地編碼/解碼，說明如下。
以下HDR彩色圖像IHDR係視為具有三色彩分量Ec(c=1,2或3)，其中表示HDR彩色圖像IHDR的像素值。
本發明並不侷限於任何色空間，其中表示三分量Ec，但延伸到任一色空間如RGB、CIELUV、XYZ、CIELab等。
圖2係根據本發明的一實施例以示意圖顯示編碼一HDR彩色圖像IHDR及至少一第一SDR圖像的方法的步驟。
由於編碼模組101，從該HDR彩色圖像IHDR中得到一第二SDR彩色圖像I第二_SDR並加以編碼。
此外，考慮到從該HDR彩色圖像IHDR的一色彩分級版本中得到的一第一SDR彩色圖像I第一_SDR，從該第二SDR彩色圖像I第二_SDR中判定(102)一件色彩重映射資訊到該第一標準動態範圍SDR彩色圖像，該件色彩重映射資訊係在解碼期間用以從該第二SDR彩色圖像中得到該第一SDR彩色圖像I第一_SDR的近似。
“色彩重映射資訊”的定義係揭露在標準ITU-T H.265(10/2014)系列H：視聽及多媒體系統(Audiovisual and Multimedia Systems)中第D.3.32節，名稱為”色彩重映射資訊SEI信息語義學(Colour remapping information SEI message semantics)”。
較精確地，在一後製操作期間，稱為分級(10)(如依虛線所表示)，關於該HDR彩色圖像IHDR的捕捉，配色師(通常配合攝影指導)係在所捕捉圖像的第一色彩分級版本的色彩值上藉由細調/微調一些色彩值以執行控制，為要灌輸藝術意圖，藉此從該HDR彩色圖像IHDR的一色彩分級版本中得到一第一SDR彩色圖像I第一_SDR。
因此，從該第二SDR彩色圖像I第二_SDR(其係可觀看，但與配色師的藝術意圖不一致)中，及根據配色師意圖所強加的一SDR彩色圖像I第一_SDR，判定(102)該件色彩重映射資訊(CRi)。
此外，接著傳送1020該件色彩重映射資訊作為關聯到該第二SDR彩色圖像I第二_SDR的一元資料。該件色彩重映射資訊的該傳輸1020與第二SDR彩色圖像第二_SDR的傳送步驟1010係可同時或不同時實施，該第二SDR彩色圖像係藉由調適用以廣播SDR圖像(或視訊)的舊有基礎結構如HEVC主要10設定檔執行的該映射(12)來傳遞。
根據一特定變化，該件色彩重映射資訊係在一專用傳輸通道中傳送，不同於傳送1010該第二SDR彩色圖像I第二_SDR所使用的通道)。
較精確地，該編碼模組101包括一模組C，從該待編碼HDR彩色圖像IHDR中得到(11)一亮度分量L及二色度分量C1及C2。例如分量(L,C1,C2)可屬於YUV色空間(在該HDR彩色圖像IHDR上應用一OETF後所得到)，及色彩分量Ec可屬於線性RGB或XYZ色空間。
該編碼模組101亦包括一模組GM，將亮度分量L及色度分量C1、C2映射(12)到一最終亮度分量L”及二最終色度分量C”1、C”2上，為使從該最終亮度分量(L”)及色度分量(C”1,C”2)得到的色彩的色域G2映射到該待編碼HDR彩色圖像的色彩的色域G1上。
該映射(12)對應到”HDR至SDR映射”。
因此，根據本發明，該件色彩重映射資訊係明確地從二SDR彩色圖像中得到，一SDR彩色圖像I第一_SDR係由配色師所強加及對應到該HDR彩色圖像的一色彩分級版本，及另一SDR彩色圖像I第二_SDR係由HDR彩色圖像的該映射(12)所傳遞。
圖3描繪此一色域映射，以虛線表示從分量L及二色度分量C1及C2所得到色彩的色域(R,G,B,W)，及以實線表示該待編碼HDR彩色圖像IHDR的色彩的色域(R’,G’,B’,W’)。
將色域(R,G,B,W)映射到色域(R’,G’,B’,W’)上意指分別將原色R、G、B映射到原色R’、G’、B’，並將白點W映射到白點W’。映射的目的為將(L,C1,C2)變換成(L”,C”1,C”2)，以便從L”、C”1、C”2分量得到的感知色彩係比(L,C1,C2)更匹配該HDR彩色圖像IHDR的色彩。
該編碼模組101亦包括一編碼器ENC，將該映射(12)所傳遞的該第二SDR彩色圖像I第二_SDR編碼(13)，該編碼器ENC傳遞對應已編碼第二SDR彩色圖像I第二_SDR_C。
根據一實施例，該編碼器ENC亦編碼最終亮度分量L”及二最終色度分量C”1、C”2。
根據該實施例，已編碼分量L”及色度分量C”1、C”2係儲存在一區域(或遠程)記憶體中及/或加到一位元流F中。
根據步驟12的一實施例，繪示在圖4，藉由將二色度分量C1、C2中的每一者以一因數β -1(Ba,L(i))定標(步驟121)以得到二最終色度分量C”1、C”2，該因數係依一調變值Ba(從亮度分量L得到)及亮度分量L的各像素i的值兩者而定，及一模組LCC(步驟122)係藉由將亮度分量L與二最終色度分量C”1、C”2線性組合在一起以得到最終亮度分量L”：
其中m及n為係數(實數值)，其藉由校正最高亮度峰值以避免色飽和。
根據一實施例，係數m及n係儲存在一區域(或遠程)記憶體中及/或加到一位元流BF，如圖4所繪示。
根據模組LCC的一變化(方程式A)，最終亮度分量L”的值總是低於亮度分量L的值：
此確保亮度分量L”的值不超過亮度分量L的值，及藉此確保不發生任何色飽和。
根據一實施例，因數β -1(Ba,L(i))係從一查找表(LUT)中得到以用於一特定調變值Ba及一特定亮度值L(i)。因此，用於多個亮度峰值例如1000、1500及4000尼特(nit)，一特定因數β -1(Ba,L(i))係儲存在一LUT中以用於各特定調變值Ba。
根據一變化，藉由在多個亮度峰值(儲存LUT以用於該等 峰值)之間內插該等亮度峰值，得到用於一特定調變值Ba的因數β -1(Ba,L(i))以用於亮度分量的一像素的值。
根據一實施例，得到方程式(A)中的因數(β -1(Ba,L(i)))及係數m及n如下。
將從最終亮度分量(L”)及色度分量(C”1,C”2)得到的色彩的色域G2映射到該HDR彩色圖像IHDR(從分量L、C1及C2得到)的色彩的色域G1上，係提供如下： 其中Φ Ba (Y)係一映射函數，依彩色圖像I的線性亮度Y而定。通常得到線性亮度Y作為彩色圖像I的分量Ec的線性組合，亮度分量L係清楚地相關到線性亮度Y及背光值Ba，以便可寫成Φ Ba (Y)=Φ Ba (f(Ba,Y))=Φ Ba (L)及映射函數係看作亮度分量L的函數。
茲固定一調變值Ba及一特定線性亮度位準Y 0。假設色彩分量Ec係以線性RGB色空間表示，色域G2的相關三原色,,係提供如下： 其中A1係一列矩陣，其由線性RGB定義出線性亮度Y，即
令S表示此三原色的影像μ(.)組成的3×3矩陣，對應到模組C的應用(步驟11)：=[μ()μ()μ()].映射函數Φ Ba (L)的目的為使映射回到色域G2的三原色上，換句話說， 矩陣應依以下形式： 其中r、g、b係未知參數，及A係該3×3矩陣，其將非線性色空間R’G’B’變換成LC1C2色空間，全組合在一起，得到：
而且，白點(其在LC1C2色空間的坐標係[1 0 0])的保留導致另一情況： 其中η係另一未知參數。結果，矩陣D係唯一地判定如下： 其中該除法係理解為係數除法，A -1的第一行除以的第一行，結果，判定映射矩陣達到一定標因數η。
因需要解決L中的一隱式非線性問題，並不容易得到映射函數Φ Ba (L)的逆(在解碼端所需)，因為取得逆矩陣Φ Ba -1(L)作為亮度分量L的函數容易，但取得其反向部分Φ Ba -1(L")作為最終亮度分量L”的函數並不容易。顯示Φ Ba (L)的公式係可進一步簡化，為要得到一簡單逆Φ Ba -1(L")。
實際上，映射函數係可表示如下： 其中m及n係係數(實數值)，其係依亮度位準Y 0而定。映射函數Φ Ba (L)的逆(L)係提供如下： 其第一行提供如下 遵循一些代數調處，顯示方程式(F)成為 導致映射函數 其中m及n係實數值(係數)，其並非依調變值Ba及亮度分量L而定，β=β(Ba,L(i))及已定義固定矩陣
方程式(B)及(G)顯示映射函數具有二效用：首先，亮度分量L的動態係以一定標因數η定標；第二，色度分量C1及C2亦以一定標因數ηβ -1定標。
為要保留L與L”之間的總體亮度映射，參數η係設成一，方程式(G)成為： 其中β的確係依調變值Ba及亮度分量而定。反轉此公式以取得逆映射函數
在此，藉由應用矩陣，從L”、C”1、C”2得回亮度分量L，接著，由於已知L，找到因數β(Ba,L(i))以應用到最終色度分量C”1、C”2，用以取回色度分量C1、C2。
接著藉由方程式(H)以提供映射函數Φ Ba (L)，其中常數矩陣Φ0係用於所有亮度位準，達到彩色圖像I的亮度峰值P，及定義在全亮度範圍的β達到亮度峰值P。
在方程式(B)中包括有方程式(H)導致方程式(A)。
根據另一實施例，因數β -1(Ba,L(i),m,n)係視為亦依如先前實施例說明所提供的係數m及n而定。
因此因數β -1係步驟12中的未知單值。
得到因數β -1，以使色域G1與G2之間所計算的色域失真減到最小，換句話說，在色域保留條件下，因數β -1係最佳因數。
就數學而論，得到因數β -1如下：β -1(Ba 0,L 0,m,n)= GD(β 測試 -1),其中Y0係一給定亮度值，從其推斷出一亮度值L0，Ba0係所提供的一給定調變值，及色域失真GD(β 測試 -1)係提供如下：GD(β 測試 -1)=Σ j (x j -x' j )2+(y j -y' j )2
其中定義色域失真係藉由色域G1的元素(xj,yj)與色域G2的相關元素(x’j,y’j)之間的平方誤差的總和。相關元素(x’j,y’j)係元素(xj,yj)藉由編碼過程所得到的影像。
圖15描繪在CEI 1931色域圖的元素(xj,yj)的集合範例，請注意到各元素(xj,yj)的XYZ坐標係提供如下：X j =Y 0 x j /y j ,Y j =Y 0及Z j =Y 0(1-x j -y j )/y j
藉由使調變值Ba0及亮度分量L0變化，並使相關色域失真GD(.)減到最小，以取得所有因數β -1(Ba 0,L 0,m,n)，取決於調變值Ba0、亮度分量L0及用於固定係數m及n。
根據步驟11的一實施例，繪示在圖5，在步驟110中， 一模組IC係藉由將三分量Ec線性組合在一起以得到一分量Y，其表示該HDR彩色圖像IHDR的亮度： 其中A1係一3×3矩陣A的第一列，其定義一色空間變換，從(E1,E2,E3)色空間到色空間(Y,C1,C2)。
在步驟130中，一模組FM係藉由在分量Y上應用一非線性函數f以得到亮度分量L：L=f(Ba,Y) (1)其中Ba係藉由模組BaM從分量Y所得到的一調變值(步驟120)。
在分量Y上應用非線性函數f縮減其動態範圍，換句話說，相較於分量Y的動態，亮度分量L的動態係縮減了。
基本上，縮減分量Y的動態範圍為要使用10位元來表示分量L的亮度值。
根據一實施例，在應用非線性函數f前，將分量Y除以調變值Ba：L=f(Y/Ba) (2)
根據一實施例，非線性函數f係一伽馬(gamma)函數：L=B.Y 1 γ
其中根據方程式(1)或(2)，Y 1 等於Y或Y/Ba，B係一常數值，γ係一參數(嚴格限制在1以下的實數值)。
根據一實施例，非線性函數f係一S-Log函數：L=a.ln(Y 1+b)+c其中a、b及c係所判定SLog曲線的參數(實數值)，以便f(0)及f(1)係不變，及SLog曲線的導數在藉由1以下的伽馬曲線延長時係連續在1，因此，a、b及c係參數γ的函數。
在表一中顯示典型值。
在一有利實施例中，依照HDR壓縮效能以及所得到SDR luma(亮度)的良好可視度，γ的值接近1/2.5係有效率的。因此，該3個參數可有利地採用以下值：a=0.44955114、b=0.12123691、c=0.94855684。
根據一實施例，根據分量Y的像素值，非線性函數f係一伽馬(gamma)校正或SLog校正。
在分量Y上應用一伽馬校正，將暗區域上拉但不降低夠高光線以避免亮像素的燃燒。
接著，根據一實施例，模組FM係根據分量Y的像素值以應用伽馬校正或SLog校正。一資訊資料Inf可指出是否應用伽馬校正或SLog校正。
例如，當分量Y的像素值係低於一臨界值(等於1)時，則應用伽馬校正，否則即應用SLog校正。
根據步驟120的一實施例，調變值Ba係分量Y的像素值的平均值、中間值、最小值或最大值，此等操作係可在線性HDR亮度域Ylin或在一非線性域像In(Y)或Yγ(γ<1)中執行。
根據一實施例，當使用該方法以編碼數個彩色圖像(屬於一圖像序列)時，判定一調變值Ba以用於各彩色圖像、一圖像群組(GOP)，或用於一彩色圖像的一部分，如(但不限於)一截割或傳送單位，如在HEVC(高效率視訊編碼)所定義。
根據一實施例，值Ba及/或非線性函數f的參數(如a、b、c或γ)及/或資訊資料Inf係儲存在一區域(或遠程)記憶體中及/或加到一位元流BF中，如圖2及5所繪示。
在步驟140中，一模組CC係從彩色圖像I中得到至少一 色彩分量Ec(c=1,2,3)，一色彩分量Ec係可直接從一區域(或遠程)記憶體中得到，或藉由在彩色圖像I上應用一色彩變換。
在步驟150中，藉由將各色彩分量Ec以一因數r(L)(其係依亮度分量L而定)定標，得到一中間色彩分量E’c(c=1,2或3)：
其中r(L(i))係模組RM所判定(步驟160)的一因數(實數值)，其係依分量L的像素i的值而定，(i)係中間色彩分量E’c的像素i的值，及E c (i))係色彩分量Ec的像素i的值。
以一因數定標意指乘以該因數或除以該因數的逆。
將各色彩分量Ec以因數r(L)(其係依亮度分量L而定)定標，保留彩色圖像I的色彩的色相。
根據步驟160的一實施例，因數r(L)係亮度分量L在分量Y所佔比率：
Y(i)係分量Y的一像素i的值，實際上，分量Y的一像素的值Y(i)明確地係依亮度分量L的一像素的值L(i)而定，以便該比率係只可寫為L(i)的函數。
此實施例係有利的，原因在於將各色彩分量Ec以因數r(L)(其尚依分量Y而定)定標，保留該HDR彩色圖像IHDR的色彩的色相，及藉此提升解碼彩色圖像的視覺品質。
較精確地，在色彩學及色彩理論中，色彩度(colorfulness)、色度(chroma)及彩度(saturation)指一特定顏色的感知強度，色彩度係一顏色與灰色之間的差異度，色度係關連到另一顏色的亮度(其在類似觀看條件下看似白色)的色彩度，彩度係一顏色關連到其本身亮度的色彩度。
高度色彩繽紛的刺激係生動且強烈，然而較少色彩繽紛的刺激看似較為平淡，較接近灰色。一顏色絲毫不具任何色彩度係”中”灰色 (一圖像在其任何顏色不具有色彩度係稱為灰階)，任何顏色係可由其色彩度(或色度或彩度)、明度(或亮度)及色相(hue)來描述。
顏色的色相及彩度的定義係依用以表現該顏色的色空間而定。
例如，當使用一CIELUV色空間時，彩度s uv 係定義為色度在亮度L *所佔比率：
接著色相係提供如下
根據另一範例，當使用一CIELAB色空間時，彩度係定義為色度在亮度所佔比率：
接著色相係提供如下
此等方程式係彩度及色相的合理預測子，其符合人類彩度感知，及示範說明調整在CIELAB(或CIELUV)色空間的亮度同時保持角度a*/b*(或u*/v*)固定的確影響色相，及藉此影響同一顏色的感知。在步驟150中，將色彩分量Ec以一相同因數定標，保留此角度，藉此保留色相。
茲考慮到該HDR彩色圖像IHDR係表示在CIELUV色空間中，並考慮到一圖像I2，其係藉由將亮度分量L與CIELUV色空間的二色度分量U(=C1)及V(=C2)組合在一起所形成，該亮度分量的動態範圍係比該HDR彩色圖像IHDR的亮度的動態範圍縮減(步驟130))。因色彩的彩度及色相曾變更，因此人類不同地感知圖像I2的色彩。該方法(步驟150)判定圖像I2的色度分量C1及C2，為使圖像I2的色彩的色相最佳匹配彩色圖像I的色彩的色相。
根據步驟160的一實施例，因數r(L)係提供如下：
此最後實施例係有利的，原因在於其防止因數用於極暗像素將歸零，即允許該比率將係可逆，不管像素值如何。
在步驟170中，從該至少一中間色彩分量E’c中得到二色度分量C1、C2。
根據步驟170的一實施例，繪示在圖6a，藉由在各中間色彩分量(E’c)上應用(步驟171)一OETF以得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)： 例如，OETF係由ITU-R建議書BT.709或BT.2020定義及陳述如下
此實施例允許根據一特定OETF縮減動態範圍，但導致複雜解碼過程，如稍後詳細說明。
根據此實施例的一變化，繪示在圖6b，藉由一平方根以估計OETF，即藉由取各中間色彩分量(E’c)的平方根(步驟171)以得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)：
此實施例係有利的，原因在於提供ITU-R建議書BT.709或BT.2020所定義OETF的良好近似，及導致低複雜度解碼器。
根據此實施例的另一變化，藉由立方根以估計OETF，即藉由取各中間色彩分量(E’c)的立方根(步驟171)以得到至少一中間分量Dc(c=1,2或3)：
此實施例係有利的，原因在於提供ITU-R建議書BT.709或BT.2020所定義OETF的良好近似，但比起解碼器藉由平方根以估計OETF時得到者，導致某程度上較複雜解碼器。
在步驟172中，一模組LC1係藉由線性組合三中間分量Dc以得到二色度分量C1及C2：
其中A2及A3係3×3矩陣A的第二列及第三列。
圖7a到圖7b係相關圖2的實施例，根據不同的二特定實施例以示意圖顯示彩色圖像編碼方法的步驟。
根據本發明編碼方法的一實施例，繪示在圖7a，藉由分別使用相異色域(例如BT.2020或BT.709色域)，從該HDR彩色圖像IHDR的至少二相異色彩分級版本中分別得到至少二相異第一SDR彩色圖像I第一_SDR1及I第一_SDR2，其中色域BT.2020定義一色空間用於UHDTV，而BT.709定義一較小色域用於HDTV。
例如，該HDR彩色圖像IHDR係表示在BT.2020色域中，在分級(121,122)的後製操作期間，藉由分別使用相異色域，從該HDR彩色圖像IHDR的二相異色彩分級版本中分別得到二第一SDR彩色圖像I第一_SDR1及I第一_SDR2。
較精確地，第一分級(121)係在該HDR彩色圖像IHDR上執行，並與BT.2020色域一致，正傳送與BT.2020一致的第一SDR彩色圖像I第一_SDR1。
第二分級(122)係執行在該HDR彩色圖像IHDR上，並與BT.709色域一致，傳送第一SDR彩色圖像I第一_SDR1(與BT.709色域一致)。
分別判定(111,112)及接著傳送(1020,1030)二件色彩重映射資訊，在一方面，從該第二SDR彩色圖像I第二_SDR(如上述由HDR彩色 圖像的該映射(12)所傳遞)中判定一件色彩重映射資訊CRi1到該第一SDR彩色圖像I第一_SDR1(與BT.2020色域一致)，在另一方面，從該第二SDR彩色圖像I第二_SDR中判定另一件色彩重映射資訊到該第一SDR彩色圖像I第一_SDR2(與BT.709色域一致)。
換句話說，該件色彩重映射資訊CRi1使該第二SDR彩色圖像I第二_SDR與該第一SDR彩色圖像I第一_SDR1連結，二圖像皆與B.2020色域一致。另一件色彩重映射資訊CRi2使該第二SDR彩色圖像I第二_SDR與該第一SDR彩色圖像I第一_SDR2連結，該第二SDR彩色圖像I第二_SDR係與BT.2020色域一致，而該第一SDR彩色圖像I第一_SDR2係與BT.709色域一致。
此一實施例允許應付BT2020 HDR視訊與BT2020/BT709 SDR視訊共存的情節，實際上，目前基礎結構只支援BT709色域，但UHDTV將移到巨型BT2020色域。
關於電影製作工業中使用的P3色域及先前BT709色域，可使用此一實施例的另一應用。
P3色域係大於BT709色域，但小於BT2020色域，例如，根據該P3色域，使用48尼特(nit)分級以用於戲院中的電影製作投影。
根據一特定變化，該二件色彩重映射係各自傳送(1020,1030)在相同專用傳輸通道，不同於傳送1010該第二SDR彩色圖像I第二_SDR所使用的通道，或根據另一變化，分別傳送在二專用且分開的傳輸通道，不同於傳送1010該第二SDR彩色圖像I第二_SDR所使用的通道。
根據本發明編碼方法的另一實施例，繪示在圖7b，不同於圖7a中實施例之處在於，藉由該等相異色域之間的一可逆色域映射(1200)以傳遞該第二SDR彩色圖像I第二_SDR，該可逆色域映射(1200)係在該映射(12)之後及該編碼(13)之前執行，並將該等相異色域中的一者(BT.2020)映射到另一者(BT.709)上。
因此，例如，該第二SDR彩色圖像I第二_SDR係與BT.709色域一致，而該HDR彩色圖像IHDR係與BT.2020色域一致，及執行該可逆色域映射BT_GM(1200)，將該BT.2020色域映射到BT.709色域(將BT2020彩度(2020)朝向BT709彩度(709)壓縮，如圖1所繪示)，傳遞與 BT.709色域一致的該第二SDR彩色圖像I第二_SDR。
接著，分別判定(1110,1120)及接著傳送(1020,1030)二件色彩重映射資訊，在一方面，從一第三SDR彩色圖像I第三_SDR中判定一件色彩重映射資訊CRi1到該第一SDR彩色圖像I第一_SDR1(與BT.2020色域一致)，該第三SDR彩色圖像係藉由該可逆色域映射(1200)後執行的一逆色域映射操作I_BT_GM(色域解映射)(103)所傳遞並與BT.2020色域一致，在另一方面，從該第二SDR彩色圖像I第二_SDR(與BT.709色域一致)中判定另一件色彩重映射資訊CRi2到該第一SDR彩色圖像I第一_SDR2(與BT.709色域一致)。
換句話說，該件色彩重映射資訊CRi1使該第三SDR彩色圖像I第三_SDR與該第一SDR彩色圖像I第一_SDR1連結，二圖像皆與BT.2020色域一致。另一件色彩重映射資訊CRi2使該第二SDR彩色圖像I第二_SDR與該第一SDR彩色圖像I第一_SDR2連結，二圖像皆與BT.709色域一致。
根據一第一實施例，圖8a係根據本發明的一實施例以示意圖顯示一解碼方法的步驟，從一接收位元流BR的一第二SDR彩色圖像中解碼一HDR彩色圖像IHDR_d及至少一第一SDR彩色圖像I第一_SDR_d。
特別地，使用如先前相關圖2到圖7所述編碼方法，從一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該位元流BR，該位元流BR包括有至少一已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像I第二_SDR_C，亦包括有至少一件色彩重映射資訊CRi，與該至少一已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像I第二_SDR_C相關聯，該至少一件色彩重映射資訊係用以從該已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像I第二_SDR_C中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像的一近似。
因此，在一方面，從一天線20所接收的該已接收位元流BR中得到一第二已編碼SDR彩色圖像I第二_SDR_C，及接著由於解碼模組201加以解碼，傳遞一第二已解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d。
在另一方面，從該已接收位元流BR中得到(202)與該已編碼第二SDR彩色圖像I第二_SDR_C關聯的至少一件色彩重映射資訊CRi，及接著應用(203)到該第二SDR彩色圖像I第二_SDR_d，傳遞該至少一第二SDR彩色圖像I第一_SDR_d的一近似I’第一_SDR_d。
在圖8a的解碼期間所實施的步驟因此係與圖2實施例繪示的編碼方法期間所實施過程的步驟互反。
與該已編碼第二SDR彩色圖像I第二_SDR_C關聯的該至少一件色彩重映射資訊CRi例如係插入該已接收位元流BR的一SEI信息中，並在解碼時提供資訊能用於已解碼第二SDR彩色圖像I第二_SDR_d的重建色彩樣本的重映射(即一CRi調應)，用以得到該至少一第一SDR彩色圖像I第一_SDR_d(其係已在編碼期間(如圖8a所繪示)從編碼期間使用的來源HDR彩色圖像IHDR的一色彩分級版本中得到)的一近似I’第一_SDR_d。
因此，從所接收的一位元流BR(例如HEVC位元流BR)中，透過網路傳送，一相同視訊內容係可傳遞在數種類型的設備，例如一HDR顯示器、適用於執行CRi適應具有機上盒的UHDTV，或其他現存UHDTV及STB，在現存設備中不需任何額外處理。
事實上，從已接收的此二輸入開始，解碼器將能重建至少三項：-在編碼期間所處理的HDR彩色圖像的一近似，-已解碼SDR彩色圖像，其係可觀看但不符合配色師意圖，及-從該HDR彩色圖像的一色彩分級版本中得到的一SDR彩色圖像的至少一近似。
較精確地，可將該色彩重映射資訊直接應用到該已解碼第二SDR彩色圖像I第二_SDR_d的解碼樣本值，不論它們是否在luma(亮度)及chroma(色度)域或RGB域。例如，在色彩重映射資訊SEI信息中使用的色彩重映射模型係由以下各項構成：應用到各色彩分量的第一分段線性函數(在本文中由語法元素的”前”集合所規定)，應用到三色分量的三乘三矩陣，及應用到各色彩分量的第二分段線性函數(由語法元素的”後”集合所規定，規定在標準ITU-T H.265(10/2014)系列H：視聽及多媒體系統(Audiovisual and Multimedia Systems)的第D.3.32節，名稱為”色彩重映射資訊SEI信息語義學(Colour remapping information SEI message semantics)”)。
根據一特定變化，如在圖8a所繪示，該已接收位元流BR至少包括該第二已編碼SDR彩色圖像I第二_SDR_C，及與該第二已編碼SDR 彩色圖像I第二_SDR_C關聯的一件色彩重映射資訊。
根據另一特定變化(未顯示)，使用該接收天線20從一專用傳輸通道(與用以傳送1010該第二SDR彩色圖像I第二_SDR_C的通道不同)中得到202該件色彩重映射資訊CRi。
較精確地，該解碼模組201包括一解碼器DEC，用以從一區域(或遠程)記憶體中或藉由至少部分解碼一位元流F，得到(21)一亮度分量L”及二色度分量C”1、C”2。
此外，該解碼模組201尚包括一模組IGM，藉由在從該亮度L”及色度C”1、C”2分量得到的顏色上應用逆映射，用以從該亮度L”及色度C”1、C”2分量中得到(22)一最終亮度分量L及二最終色度分量C1、C2。
換句話說，該模組IGM允許用以將一SDR彩色圖像變換成一對應HDR圖像，係圖2到7所繪示編碼期間所執行HDR至SDR映射(12)的逆操作。
在步驟23中，一模組INVC係從該最終亮度L分量及該二最終色度C1、C2分量中得到待解碼HDR彩色圖像IHDR_d的至少一色彩分量Ec，解碼圖像係藉由將該至少一色彩分量Ec組合在一起所得到。
圖8b到圖8c係相關圖8a的實施例，根據另外二不同實施例以示意圖顯示彩色圖像解碼方法的步驟。
較精確地，在圖8b到圖8c的解碼期間所實施步驟係與圖7a到圖7b分別繪示的編碼方法期間所實施過程的步驟互反。
根據本發明解碼方法的一實施例，繪示在圖8b，從該接收位元流BR中得到(2021,2022)至少二件相異色彩重映射資訊CRi1及CRi2(與該第二已編碼SDR彩色圖像I第二_SDR_C關聯)，及接著應用(204,205)到該解碼模組201所傳遞的第二已解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d，傳遞至少二相異第一SDR彩色圖像的二相異近似I’第一_SDR1_d及I’第一_SDR2_d(係在如圖7a所繪示編碼期間藉由分別使用相異色域(例如BT.2020或BT.709色域)，從該HDR彩色圖像IHDR的至少二相異色彩分級版本所得到)，其中色域BT.2020定義一色空間用於UHDTV，而BT.709定義一較小色域用於HDTV。
必須注意到使用”近似”一詞係由於色彩重映射資訊有助於產生一SDR圖像，其在視覺上接近第一SDR彩色圖像，但就數學上在二圖像之間的失真而論，不保證任何距離目標。
例如，該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d係與BT.2020色域一致，及允許用以得到與BT.2020色域一致的解碼HDR彩色圖像IHDR_d，係由已相關圖8a提出的該等模組IGM及INVC所傳遞。
該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d(與BT.2020色域一致)將可觀看，但其顯示按照配色師或攝影指導的觀點將無法接受。
使用第一件色彩重映射資訊CRi1，執行(204)該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d的第一色彩適應，傳遞該近似I’第一_SDR1_d，與BT.2020色域一致，及考量到該BT.2020色域時符合配色師意圖。
使用第二件色彩重映射資訊CRi2，執行(205)該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d的第二色彩適應，傳遞該近似I’第一_SDR2_d，與BT.709色域一致。
因此，從已接收的此三輸入開始：該第二已編碼SDR彩色圖像I第二_SDR_C及相關的二件相異色彩重映射資訊CRi1及CRi2，解碼器將能重建至少四項：-HDR彩色圖像的一近似IHDR_d，例如與編碼期間所處理的色域BT2020一致，-已解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d，使用相同範例，與色域2020一致，其係可觀看但不符合配色師意圖，-使用至少二件相關色彩重映射資訊中的一色彩重映射資訊CRi1，一近似SDR彩色圖像I’第一_SDR1_d與BT.2020色域一致，-使用至少二件相關色彩重映射資訊中的另一色彩重映射資訊CRi2，另一近似SDR彩色圖像I’第一_SDR2_d與BT.709色域一致。
根據另一特定變化(未顯示)，使用該接收天線20從一專用傳輸通道(不同於傳送1010該第二SDR彩色圖像I第二_SDR_C所使用通道)中得到202該二件色彩重映射CRi1及CRi2。
根據本發明解碼方法的另一實施例(繪示在圖8c)不同於圖8b的實施例，在於該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d係與一色域一致，不 同於例如使用者的HDR顯示裝置相容的色域。
例如，該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d係與BT.709色域一致，而HDR顯示裝置係只與BT.2020色域相容。
與BT.709色域一致的該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d將可觀看，但其顯示按配色師或攝影指導的觀點將無法接受。
用以得到解碼HDR彩色圖像IHDR_d(與BT.2020色域一致)，在相關圖8a已提出的該等模組IGM及INVC所傳遞的結果上應用一可逆色域映射的補充逆操作I_BT_GM(色域解映射)(206)。
該逆操作I_BT_GM(色域解映射)(206)係可逆色域映射(1200)的逆操作，該可逆色域映射係已在如圖7b繪示的編碼期間執行。
使用第一件色彩重映射資訊CRi1，執行(2040)與BT.709色域一致的該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d的第一色彩適應，傳遞與BT.709色域一致的該近似I’第一_SDR1_d，及在考量到該色域BT.709時符合配色師意圖。
使用第二件色彩重映射資訊CRi2，執行(2050)另一解碼SDR彩色圖像I第三_SDR_d的第二色彩適應，與BT.2020色域一致並藉由該解碼SDR彩色圖像I第二_SDR_d的一可逆色域映射的逆操作I_BT_GM(色域解映射)所傳遞，傳遞與BT.2020色域一致的該近似I’第一_SDR2_d，及在考量到該色域BT.2020時符合配色師意圖。
較精確地，根據一特定方面，其係可應用在如先前相關圖8a到圖8c說明的三解碼實施例中的任一實施例，在步驟22(繪示在圖9)中，一模組ILCC係藉由將亮度分量L”與二色度分量C”1、C”2線性組合在一起以得到(步驟222)最終亮度分量L，及藉由將二色度分量C”1、C”2中的每一者以一因數β(Ba,L(i))定標(步驟221)以得到二最終色度分量C1、C2，該因數係依一調變值Ba及最終亮度分量L的各像素i的值兩者而定，及： 其中m及n為係數(實數值)，係數m及n可係藉由方程式(G)中矩陣Φ Ba (L) 的因數分解所得到的該等係數，即m及n係在Φ0中所得到的該等係數，因此該等係數係依該HDR彩色圖像IHDR的色域而定(例如BT.709或BT.2020色域)。用於m及n的典型值在區間[0.1,0.5]係mn。
方程式(J)係視為在從亮度分量L”及色度分量C”1、C”2中得到的色彩上應用一逆映射，從方程式(A)(其係視為一色映射)中直接得到方程式(J)。
根據模組ILCC的一變化，最終亮度分量L的值總是比亮度分量L”的值高：
此實施例係有利的，原因在於其確保亮度分量L不超過一潛在截割值，其通常由解碼器用以定義一亮度峰值。當一解碼器要求一亮度峰值時，及亮度分量L係由方程式(J)提供時，截割亮度分量引起一些假影。
根據一實施例，調變值Ba及/或係數m及n係從一遠程(或區域)記憶體如一查找表中得到，或從一位元流BF中得到，如圖9所繪示。
根據一實施例，從一查找表(LUT)中得到因數β -1(Ba,L(i))以用於一特定調變值Ba及最終亮度分量L的一特定值L(i)，因此，用於多個亮度峰值例如1000、1500及4000尼特(nit)，一特定因數β -1(Ba,L(i))係儲存在一LUT以用於各特定調變值Ba。
根據一變化，藉由將該等亮度峰值插值在多個亮度峰值之間，(LUT係儲存用於該等亮度峰值)，得到用於一特定調變值Ba的因數β -1(Ba,L(i))以用於最終亮度分量L的一像素的值。
根據另一特定方面，用於如圖8a到8c描繪的三解碼實施例，在步驟23(繪示在圖10)期間，在步驟220中，一模組IFM係藉由在亮度分量L上應用一非線性函數f-1以得到一第一分量Y，為相較於亮度分量L的動態，使第一分量Y的動態增大：Y=f -1(Ba,L) (A3)
非線性函數f-1係非線性函數f(步驟130)的逆。
因此，函數f-1的實施例係根據函數f的實施例加以定義。
根據一實施例，非線性函數f-1的參數(如a、b、c或γ)及/或資訊資料Inf係從一區域(或遠程)記憶體(例如一查找表)中得到，及/或從一位元流BF中得到，如圖10所繪示。
根據一實施例，在已應用非線性函數f-1後，將亮度分量L乘以調變值Ba：Y=Ba＊f -1(L) (A4)
根據一實施例，非線性函數f-1係一伽馬(gamma)函數的逆。
接著分量Y係提供如下：
其中根據方程式(A3)或(A4)的實施例，Y 1等於Y或Y/Ba，B係一常數值，γ係一參數(嚴格限制在1以下的實數值)。
根據一實施例，非線性函數f-1係一S-Log函數的逆，接著分量Y 1係提供如下：
根據一實施例，根據分量Y的像素值，非線性函數f-1係一伽馬(gamma)校正的逆或SLog校正的逆，此係由資訊資料Inf指出。
在步驟230中，一模組ILC係從第一分量Y、二色度分量C1、C2，並從一因數r(L)(其係依亮度分量L而定)，得到至少一色彩分量Ec。接著，藉由將該至少一色彩分量Ec組合在一起，得到解碼彩色圖像。
當在各中間色彩分量E’c上應用一般OETF時(在圖6的步驟171)，中間分量Dc係相關到分量Y、二色度分量C1、C2及因數r(L)： 及
其中EOTF(電光傳送函數)係步驟171所應用OETF的逆。
方程式(A5b)提供 其中OETF(E c )=D c ，係依矩陣A的常數，及L i 係亦依矩陣A的線性函數。接著，方程式A5a成為：r(L)＊Y=A 11EOTF(D 1)+A 12EOTF(D 2)+A 13EOTF(D 3) (A7)及接著
方程式(A8)係只關於D 1的隱式方程，依EOTF的表式，或多或少可簡單求解方程式(48)。一旦解出，即得到D 1，藉由方程式(A6)從D 1推斷出D 2、D 3。接著藉由在得到的三中間分量Dc上應用EOTF以得到中間色彩分量E’c，即E’c=EOTF(Dc)。
在此一般情形中，意即在各中間色彩分量E’c上應用一般OETF(不具有任何特定特性)時，方程式(8)不存在任何分析解。例如當OETF係ITU-R BT.709/2020 OETF時，可藉由使用所謂的牛頓法(Newton’s method)或其他任何數值法以數值求解，用以找出一規則函數的根，然而，此導致高度複雜解碼器。
在此一般情形中，根據步驟230的第一實施例，繪示在圖11a，在步驟231中，一模組ILEC係如以上說明從第一分量Y、二色度分量C1、C2及因數r(L)中得到三中間色彩分量E’c。在步驟232中，藉由將各中間色彩分量E’c以因數r(L)定標以得到三色彩分量Ec：Ec(i)=E'c(i)/r(L(i))
其中r(L(i))係步驟160所提供的因數，其係依亮度分量L的一像素 i的值而定，(i)係一中間色彩分量E’c的像素i的值，及E c (i)係色彩分量Ec的像素i的值。
實際上，在步驟232前的此順序步驟231係順序步驟150(後面接著編碼方法的步驟170)的逆。
根據此第一實施例的一變化，OETF係平方根函數，EOTF則是平方函數。
根據此第一實施例的另一變化，OETF係立方根函數，EOTF則是立方函數。
當步驟171中使用OETF時，滿足換向條件，亦即OETF(x*y)=OETF(x)* OETF(y)，分量Y與色彩分量Ec係相關如下： 其中Fc係等於OETF(Ec)的分量，及 以便換向條件提供
方程式(10)提供 其中，係依矩陣A的常數，及L i 係亦依矩陣A的線性函數。
接著，方程式(A9)成為： Y=A 11EOTF(F 1)+A 12EOTF(F 2)+A 13EOTF(F 3) (A11)及接著
當OETF滿足換向條件時，根據步驟230的第二實施例，繪示在圖11b，在步驟232中，藉由將二色度分量C1及C2以因數OETF(r(L(i)))定標，得到二中間分量C’1及C’2，其中OETF係圖6的步驟171所使用的函數：
其中γ(L(i))係步驟160所提供的因數，其係依最終亮度分量L的一像素i的值而定，,分別係分量C’1及C’2的像素i的值，C 1(i),C 2(i)分別係分量C1及C2的像素i的值。
在步驟231中，一模組ILEC係如以上說明從第一分量Y及二中間色度分量C’1、C’2中得到三色彩分量Ec。
根據此第二實施例的一變化，OETF係平方根函數，EOTF則是平方函數。接著，在圖11b的步驟232中，藉由將二色度分量C1及C2以因數定標，得到二中間分量C’1及C’2
方程式(9)成為： 及 以便換向提供
方程式(11)成為： 及
方程式(A14)係二階方程，其係可分析地求解。此分析解導致步驟231的一特定實施例，如圖12所繪示。此實施例係有利的，原因在於其允許EOTF(OETF的逆)的分析表式及藉此允許圖像的解碼分量的分析表式。此外，EOTF則是平方函數，其在解碼端係低複雜度過程。在步驟2310中，一模組SM係藉由將二中間色度分量C’1、C’2與第一分量Y組合在一起以得到第二分量S：
其中k 0,k 1及k 2參數值，及意指一分量C' c (c=1或2)的平方。
在步驟2311中，一模組LC2係藉由將中間色度分量C’1、C’2與一第二分量S線性組合在一起以得到三解算子(solver)分量Fc：
其中C係一3×3矩陣，定義為矩陣A的逆。
在步驟2312中，藉由使各中間色彩分量(Dc)成平方以得到三色彩分量Ec：
矩陣A判定該待編碼HDR彩色圖像IHDR從色空間(E1,E2,E3)(其中表示待編碼圖像的像素值)到色空間(Y,C1,C2)的轉換。
此一矩陣係依待編碼彩色圖像的色域而定。
例如，當待編碼圖像係表示在BT709色域(如ITU-R建議書709所定義)時，矩陣A係提供如下：
及矩陣C係提供如下：
根據此第二實施例的一變化，OETF係立方根函數，EOTF則是立方函數。接著，在圖11b的步驟232中，則可藉由將二色度分量C1及C2以因數定標，得到二中間分量C’1及C’2：
EOTF則是立方函數，藉此導致關於F 1的方程式(14)，係較複雜三階方程式，其係可藉由所謂的Cardano方法以分析地求解。
亦存在極複雜分析解用於四階方程式(Ferrari方法)，但不再用於五階或更高階，如Abel-Ruffini定理所陳述。
解碼器DEC係配置用以解碼已由編碼器ENC編碼的資料。
編碼器ENC(及解碼器DEC)係不限於一特定編碼器(解碼器)，但需要一熵編碼器(解碼器)時，一熵編碼器如霍夫曼(Huffmann)編碼器、算術編碼器或上下文適應性編碼器像H264/AVC或HEVC中使用的Cabac係有利的。
編碼器ENC(及解碼器DEC)係不限於一特定編碼器，其例如可係具損失的訊框/視訊傳統編碼器像JPEG、JPEG2000、MPEG2、H264/AVC或HEVC。
在圖1到圖12中，該等模組係功能單元，其與可區別實體單元係可相關或不相關，例如，此等模組或其中有些模組可共同在唯一組件或電路中，或有助於軟體的功能性，反過來說，有些模組係可潛在地由分開的實體組成。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，分別指«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13描繪一裝置1300的示範架構，該裝置係配置用以實施相關圖1到圖7所述編碼方法或相關圖8到圖12的解碼方法。
裝置1300包括以下元件，其係藉由一資料及位址匯流排1301鏈接起來：-一處理器1302(或CPU)，其例如係一DSP(或數位訊號處理器)；-一ROM(或唯讀記憶體)1303；-一RAM(或隨機存取記憶體)1304；-一I/O(輸入/輸出)介面1305，用以從一應用傳送及/或接收資料；及-一電池1306。
根據一變化，電池1306係在該裝置的外部，圖13的此等元件的每一者為熟諳此藝者所熟知，將不再贅述。在各提及記憶體中，本說明書中使用的«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，或大量接收或解碼資料)。ROM 1303包括至少一程式及數個參數，根據本發明方法的演算法係儲存在ROM 1303中。當開關打 開時，CPU 1302係在RAM上傳程式及執行對應指令。
RAM 1304係在一暫存器包括裝置1300開關打開後由CPU 1302執行及上傳的程式，在一暫存器包括輸入資料，在一暫存器包括該方法在不同狀態的中間資料，及在一暫存器包括用於該方法執行的其他變數。
在本文說明的實作例如可實現在一方法或處理過程、裝置、軟體程式、資料流，或信號中。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，例如包括有電腦、微處理器、積體電路，或可程式邏輯元件。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")，及促成終端用戶之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，該HDR彩色圖像IHDR係從一來源中得到，例如，該來源屬於一集合，包括有：-一區域記憶體(1303或1304)，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；-一儲存介面，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊；-一通訊介面(1305)，如有線介面(例如滙流排介面、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-一圖像捕捉電路(如感測器，例如CCD(或電荷耦合元件)或CMOS(或互補金屬氧化物半導體))。
根據解碼或解碼器的不同實施例，解碼圖像係傳送到一目的地，明確地，該目的地屬於一集合，包括有：-一區域記憶體(1303或1304)，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；-一儲存介面，如具有大量儲存的介面、RAM、快閃記憶體、ROM、光碟或磁墊；-一通訊介面(1305)，如有線介面(例如滙流排介面、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-一顯示器。
根據編碼或編碼器的不同實施例，位元流BF及/或F係傳送到一目的地，作為一範例，位元流F及BF中的一者或位元流F及BF兩者係儲存在一區域(或遠程)記憶體，如視訊記憶體(1304)或RAM(1304)、硬碟(1303)中。在一變化中，一位元流或該等位元流兩者係傳送到一儲存介面，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(1305)傳送，如一介面到點對點鏈接、通訊匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路。
根據解碼或解碼器的不同實施例，位元流BF及/或F係從一來源中得到，舉例來說，位元流係從一區域記憶體中讀取，如視訊記憶體(1304)、RAM(1304)、ROM(1303)、快閃記憶體(1303)或硬碟(1303)。在一變化中，位元流係從一儲存介面接收，如具有大量儲存的介面、RAM、ROM、快閃記憶體、光碟或磁墊，及/或從一通訊介面(1305)接收，如一介面到點對點鏈接、匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路。
根據不同實施例，裝置1300係配置用以實施相關圖2到圖7說明的編碼方法，該裝置屬於一集合，包括有：-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；-靜態圖像相機；-視訊攝影機；-編碼晶片；-靜態圖像伺服器；及-視訊伺服器(如廣播伺服器、視訊隨選伺服器或網站伺服器)。
根據不同實施例，裝置1300係配置用以實施相關圖8到圖12說明的解碼方法，該裝置屬於一集合，包括有：-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14繪示的實施例，在二遠程裝置A與B之間透過一通訊網路的傳輸情境中，裝置A包括構件，其係配置用以實施如相關圖2到圖7所述圖像編碼方法，及裝置B包括構件，其係配置用以實施如相關圖8到圖12所述解碼方法，圖2的裝置A係根據第一實施例以與圖8a的裝置B通訊，及圖7a及圖7b的裝置A係分別根據第二實施例及第三實施例以分別與圖8b及圖8c的裝置B通訊。
根據本發明的一變化，該網路係一廣播網路，調適用以從裝置A廣播靜態圖像或視訊圖像到解碼裝置(包括有裝置B)。
在本文說明的各種處理過程及特點的實作係可具體實現在各式各樣不同設備或應用中。此類設備的範例包括編碼器、解碼器、後處理器(處理解碼器來的輸出)、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，及用以處理圖像或視訊的其他任何裝置，或其他通訊裝置。顯然地，該設備可係移動式，甚至安裝在汽車中。
此外，該等方法係可由一處理器正執行的指令來實施，及此類指令(及/或一實作所產生的資料值)係可儲存在一電腦可讀取儲存媒體上。電腦可讀取儲存媒體可採用電腦可讀取程式產品的形式，具體實現在一或多個電腦可讀取媒體中，及其上具體實現有電腦可讀取程式碼，其可由電腦執行。如在本文所使用的電腦可讀取儲存媒體係考慮非暫態儲存媒體，提供固有能力用以在其中儲存資訊，以及固有能力用以從其提供資訊擷取。電腦可讀取儲存媒體例如可係(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線，或半導體系統、裝置，或元件，或以上各項的任何合適組合。 應了解，雖然以上提供可應用本發明的電腦可讀取儲存媒體的較特定範例，但如本領域的普通技術人員所易於理解，僅是舉例而非徹查的列表：可攜式電腦磁碟；硬碟；唯讀記憶體(ROM)；可拭除可程式唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)；可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)；光學儲存裝置；磁性儲存裝置；或以上各項的任何合適組合。
該等指令可形成一應用程式，有形具體實現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、分開的應用程式或二者的組合中找到，因此一處理器的特徵例如作為一裝置配置用以執行一處理過程，及兼作一裝置包含有處理器可讀取媒體(如儲存裝置)，具有指令用以實施一處理過程。此外，一處理器可讀取媒體可儲存(在指令外添加或代替指令)一實作所產生的資料值。
如熟諳此藝者應明顯知道，數個實作可產生格式化用以攜帶資訊(其例如係可儲存或傳送)的各式各樣信號，該資訊例如可包括用以執行一方法的指令，或所述實作中的一者所產生的資料。例如，可將一信號格式化用以攜帶為資料，用以寫入或讀取所述一實施例的語法規則，或用以攜帶為資料，所述一實施例寫成的實際語法值。例如可將此一信號格式化作為一電磁波(例如使用頻譜的一射頻部分)或作為一基頻信號。格式化例如可包括編碼一資料流及利用已編碼資料流以調變一載波。信號所攜帶的資訊例如可係類比或數位資訊，如已知，可透過各種不同有線或無線鏈接以傳送信號，信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，例如可將不同實作的元件結合、增補、修改或移除以產生其他實作。此外，本領域的普通技術人員應瞭解其他結構或方法係可替代用於該等揭示者，如所揭示實作，作為結果的實作將依至少大體上相同的(數個)方式，執行至少大體上相同的(數個)功能，以達成至少大體上相同的(數個)結果，因此，本發明涵蓋此等(及其他)實作。
10‧‧‧色彩分級步驟
101‧‧‧編碼模組
11,C‧‧‧分量得到步驟(或模組)
12,GM‧‧‧色域映射步驟(或模組)
13,ENC‧‧‧編碼步驟(或編碼器)
102,D_CRi‧‧‧色彩重映射資訊(CRi)判定步驟(或模組)
1010,1020‧‧‧傳送步驟
a,b,c,γ‧‧‧參數
Ba‧‧‧調變值
BF,F‧‧‧位元流
C1,C2‧‧‧色度分量
C”1,C”2‧‧‧已編碼色度分量
CRi‧‧‧色彩重映射資訊
IHDR‧‧‧高動態範圍(HDR)彩色圖像
I第一_SDR‧‧‧第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像
I第二_SDR‧‧‧第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像
I第二_SDR_C‧‧‧已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像
inf‧‧‧資訊資料
L‧‧‧亮度分量
L”‧‧‧已編碼亮度分量
m,n‧‧‧係數

Claims (19)

  1. 一種用以編碼高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之方法，該方法包括有：-將從高動態範圍(HDR)彩色圖像中得到之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼(101)；其特徵在於該方法尚包括：-從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中，判定(102)至少一件色彩重映射資訊至該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該至少一件色彩重映射資訊係用以從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之色彩分級版本中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中將從該高動態範圍(HDR)彩色圖像中得到之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼(101)包括：-從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到(11)一亮度分量(L)及二色度分量(C1,C2)，-將亮度分量(L)及色度分量(C1,C2)映射至一最終亮度分量(L”)及二最終色度分量(C”1,C”2)，為使從該最終亮度分量(L”)及色度分量(C”1,C”2)中得到之色彩之色域映射至高動態範圍彩色圖像之色彩之色域，最終亮度分量(L”)之值係總低於亮度分量(L)之值。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該方法尚包括傳送(1020)該至少一件色彩重映射資訊。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中藉由該映射(12)以傳遞該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
  6. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中藉由分別使用相異色域，從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之至少二相異色彩分級版本中，分別得到至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及其中用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中考慮之各第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，從藉由該映射傳遞之該第二標準動態範圍 (SDR)中，分別判定一件色彩重映射資訊至考慮之該第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
  7. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中藉由分別使用相異色域，從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之至少二相異色彩分級版本中，分別得到至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及其中藉由該等相異色域間之可逆色域映射以傳遞該第二標準動態範圍(SDR)，該可逆色域映射(1200)係在該映射(12)後及該編碼(13)前執行，及映射該等相異色域中之一者至另一者上，及其中用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中考慮之一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，從該第二標準動態範圍(SDR)中判定(1120)該件對應色彩重映射資訊至該另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，及其中用於該至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中之另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，從一第三標準動態範圍(SDR)中判定(1110)該件對應色彩重映射資訊至該另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該第三標準動態範圍(SDR)係藉由該可逆色域映射後執行之逆映射操作I_BT_GM(103)傳遞。
  8. 如先前申請專利範圍中任一項之方法，其中在一專用傳輸通道中傳送該至少一件色彩重映射資訊，與傳送包括有該第二標準動態範圍(SDR)之位元流使用之通道不同。
  9. 一種位元流(BR)，從一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到，該位元流包括有至少一已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像，其特徵在於該位元流亦包括至少一件色彩重映射資訊，與該至少一已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像相關聯，該至少一件色彩重映射資訊係用以從該至少一已編碼第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。
  10. 一種解碼方法，用以從一接收位元流之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中解碼一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該方法包括有：-解碼(201)該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像； 其特徵在於該方法尚包括：-得到(202)至少一件色彩重映射資訊，與該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像相關聯；及-應用(203)該至少一色彩重映射資訊至該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像，傳遞該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中在編碼期間已從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之色彩分級版本中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之方法，其中該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像之該解碼(201)尚包括：-藉由在從位元流中得到之一亮度分量(L”)及二色度分量(C”1,C”2)得到之色彩上應用一逆映射，得到(22)一最終亮度分量(L)及二最終色度分量(C1,C2)；及-從該最終亮度分量(L)及該二最終色度分量(C1,C2)中得到(23)該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像之至少一色彩分量(Ec)，最終亮度分量(L)之值係總高於亮度分量(L”)之值。
  13. 如申請專利範圍第10或11項之方法，其中得到與該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像關聯之至少二件相異色彩重映射資訊，及接著應用至該第二標準動態範圍(SDR)，傳遞至少二相異第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之至少二相異近似，該等第一標準動態範圍彩色圖像係在編碼期間藉由分別使用相異色域從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之至少二相異色彩分級版本中得到。
  14. 如申請專利範圍第10或11項之方法，其中得到與該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像關聯之至少二件相異色彩重映射資訊，及其中將該至少二件色彩重映射資訊之第一件色彩重映射資訊應用至該第二標準動態範圍(SDR)，傳遞一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似，及其中將該至少二件色彩重映射資訊之第二件色彩重映射資訊應用至第三標準動態範圍(SDR)(係藉由該第二標準動態範圍(SDR)之可逆色域映射之逆操作所傳遞)，傳遞另一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似，該等 第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像係在編碼期間藉由分別使用相異色域從該高動態範圍(HDR)彩色圖像之至少二相異色彩分級版本中得到，該可逆色域映射將該等相異色域中之一者映射至另一者上。
  15. 如先前申請專利範圍第10至14項中任一項之方法，其中從一專用傳輸通道中得到該至少一件色彩重映射資訊，該專用傳輸通道與用以傳送該位元流(包括有該第二標準動態範圍(SDR))之通道不同。
  16. 一種編碼裝置，用以編碼一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該裝置包括有一處理器，配置用以：-將從HDR彩色圖像中得到之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像編碼；其特徵在於該處理器尚配置用以：-從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中判定至少一件色彩重映射資訊至該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該至少一件色彩重映射資訊係用以從該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中得到該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。
  17. 一種解碼裝置，用以從一接收位元流之第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像中，解碼一高動態範圍(HDR)彩色圖像及至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像，該裝置包括有一處理器，配置用以：-解碼該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像；其特徵在於該處理器尚配置用以：-得到與該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像相關聯之至少一件色彩重映射資訊，及-將該至少一色彩重映射資訊應用至該第二標準動態範圍(SDR)彩色圖像，傳遞該至少一第一標準動態範圍(SDR)彩色圖像之近似。
  18. 一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第1項之編碼方法之步驟。
  19. 一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當一電腦上執行此程式時，用以執行如申請專利範圍第10項之解碼方法之步驟。
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