TW201711474A - 得到色差分量以用於彩色圖像資料之方法及裝置 - Google Patents

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塞巴斯汀 萊薩里
派翠克 羅培茲
揚尼克 奧利維
大衛 拖茲
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湯姆生特許公司
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Abstract

本發明係為一種從輸入色空間中表示彩色圖像資料之三分量C1、C2及C3得到三色差分量之方法及裝置，該等色差分量中之第一者係由分量C1定義，該等色差分量中之第二者係由第一色差分量及分量C2定義，及該等色差分量中之第三者係由第一色差分量及分量C3定義，該方法之特徵在於尚包括：藉由應用一過程至分量C1以得到一第一分量；藉由應用逆過程至第一分量以得到該第一色差分量。

Description

得到色差分量以用於彩色圖像資料之方法及裝置
本發明一般相關得到色差以用於例如表示在CIEXYZ、CIELab或任何色空間的彩色圖像資料。
本段落希望介紹讀者有關此技術的各種方面，其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。
編碼(得到)色差(色差分量)以用於屬於三維輸入色空間(C1,C2,C3)的彩色圖像資料，代表在輸出三維色空間(D1,D2,D3)中表示彩色圖像資料的三元組，其中D1係由分量C1所定義的第一分量，D2係由分量C2及分量C1所定義的第一色差分量，及D3係由分量C3及分量C1所定義的第二色差分量。
CIEXYZ或RGB色空間係輸入色空間的範例，及CIELab或YDzDx(“WD SMPTE標準：YDzDx色差編碼用於XYZ整數信號(WD SMPTE Standard：YDzDx Color-Difference Encoding for XYZ integer signals)”,2014-03-03的版本1.06)色空間係輸出色空間的範例，但本發明不限於任何特定輸入及/或輸出色空間。
根據先前技術，編碼色差包括將彩色圖像資料的三元組色彩轉換到三維空間的三元組，及量化該等色彩轉換三元組。
較確切地，如圖1所繪示，一模組C1C2C3至D1D2D3配置用以根據方程式(1)，將輸入色空間的三元組(C1,C2,C3)色彩轉換以得到浮點值的三元組( ,, )：
其中F1()、F2()及F3()表示模組C1C2C3至D1D2D3所實施的色彩轉換函數。
接下來，模組Q1、Q2及Q3係配置用以根據方程式(2)，將三元組 ,, 量化以得到輸出色空間的整數值三元組 ,, ：
其中Q1()、Q2()及Q3()表示模組Q1、Q2及Q3所分別實施的量化函數。
以下請注意，記數法EA代表一值A的浮點版本，及DA代表一值A的整數(數字)版本。
根據一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係CIELab1976色空間(D1=L、D2=a*、D3=b*)時，根據方程式(3)，將三元組(X,Y,Z)色彩轉換：
接著係根據方程式(4)以量化方程式(3)所提供的三元組( ,, )： 其中E Di峰值 及E Di最小值 (i=1,2,3)分別代表預定峰值(界限)及最小值用於色彩 分量E Di 。
例如為要由一編碼方案支援，可根據彩色圖像值的一分量的範圍來判定此等上下限。
根據另一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係YDzDx色空間時，根據方程式(5)，將三元組(X,Y,Z)色彩轉換：
接著係根據方程式(6)以量化方程式(5)所提供的三元組( ,, )：
如圖2所繪示，解碼色差的三元組( ,, )(其屬於輸出色空間(如以上相關圖1的說明所得到))係該等色差的編碼在數學上的逆。
模組IQ1、IQ2及IQ3係配置用以藉由逆量化三元組( ,, )以得到逆量化三元組( ,, )，及一模組D1D2D3至 C1C2C3係配置用以藉由逆變換逆量化三元組( ,, )以得到解碼彩 色圖像資料的三元組( ,, )。
方程式(7)定義逆量化及逆變換運算的組合：
其中IF()(IF2()及IF3()分別)表示模組C1C2C3至D1D2D3所實施色彩轉換函數F1()(F2()及F3()分別)的逆，及IQ1()(IQ2()及IQ3()分別)表示量 化函數Q1()(Q2()及Q3()分別)的逆。
根據一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係CIELab1976色空間(D1=L、D2=a*、D3=b*)時，係根據方程式(8)以得到解碼彩色圖像資料的三元組( ,, )：
根據另一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係YDzDx色空間時，係根據方程式(9)以得到解碼彩色圖像資料的三元組( ,, )： 其中d1=2741/2763及d2=2800/2763。
根據先前技術，編碼色差涉及計算分量C2(C3分別)與分量C1之間的色差(例如方程式(1)、(3)或(5))，但解碼色差涉及計算色差分量(分別)與之間的總和，例如方程式(8)或(9)所說明。該等色差分量(分別)係分量C2(C3分別)的色彩轉換版本的量化版本，因此總和係在量化分量之間計算，色差卻係在分量的非量化版本之間計算。因此，根據先前技術以編碼/解碼色差涉及累積量化誤差，其導致解碼彩色圖像資料的三元組( ,, )上的誤差。
有鑑於以上說明，本發明的方面係指向產生及維持一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，不希望用以識別本發明的重要或關鍵元件，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。
根據本發明的一方面，本發明相關一種從輸入色空間中表示彩色圖像資料的三分量C1、C2及C3得到三色差分量的方法，該等色差分量中的第一者係由分量C1定義，該等色差分量中的第二者係由第一色差分量及分量C2定義，及該等色差分量中的第三者係由第一色差分量及分量C3定義。該方法包括：- 藉由應用一過程到分量C1以得到第一分量；- 藉由應用逆過程到該第一分量以得到該第一色差分量。
根據一實施例，應用到分量C1的過程包括分量C1的量化，及應用到第一分量的逆過程包括第一分量的逆量化。
因考量到分量C1上的量化誤差以計算色差，因此使用分量C1的量化及逆量化版本(而非分量C1)用以計算色差，避免累積量化誤差。
根據一實施例，應用到分量C1的過程包括分量C1的編碼，及應用到第一分量的逆過程包括第一分量的解碼。
根據一實施例，應用到分量C1的過程包括分量C1的量化，隨後係量化分量C1的編碼，及應用到第一分量的逆過程包括第一分量的解碼，隨後係解碼分量的逆量化。
根據一實施例，該方法尚包括在彩色圖像資料應用一傳送函數，為要得到非線性彩色圖像資料。
根據一實施例，該方法尚包括在應用過程到分量C1前，逆量化彩色圖像資料的各分量。
根據一實施例，輸入色空間係CIEXYZ色空間或YDzDx色空間。
根據本發明的另一方面，本發明相關一種編碼彩色圖像資料的方法，其包括根據上述方法以得到色差用於該彩色圖像資料。
根據一實施例，應用一過程到分量C1以得到第一分量包括計算彩色圖像資料的分量C1的殘餘。
根據一實施例，當分量C1係彩色圖像色彩資料的luma(亮度)分量時，計算彩色圖像資料的luma(亮度)分量的殘餘係藉由減去彩色圖像資料的luma(亮度)分量的低空間頻率版本到彩色圖像的該亮度分量。
根據一實施例，當分量C1係彩色圖像色彩資料的luma(亮度)分量時，計算彩色圖像資料的亮度分量的殘餘係藉由彩色圖像資料的luma(亮度)分量除以一背光分量。
根據本發明的其他方面，本發明相關一種電腦程式產品，包括有程式碼指令，當在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，其中已儲存有指令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，當在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、優點、特點及用途更明朗化。
50,A,B‧‧‧裝置
51‧‧‧資料及位址匯流排
52‧‧‧微處理器
53‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
54‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
55‧‧‧I/O介面(儲存介面)
56‧‧‧電池
57‧‧‧通訊介面
(C1,C2,C3)‧‧‧輸入色空間的三元組
( ,, ),( ,, )‧‧‧解碼彩色圖像的三元組
C1C2C3至D1D2D3‧‧‧色彩轉換模組
D1D2D3至C1C2C3‧‧‧逆轉換模組
D,DEC1,DEC2‧‧‧解碼器
( ,, )‧‧‧整數彩色圖像資料的三元組
( ,, )‧‧‧整數彩色圖像資料的分量
Dx,Dy,Dz‧‧‧三元組(X,Y,Z)的量化版本
‧‧‧第一分量
‧‧‧第二分量
,‧‧‧色差分量
(,,)‧‧‧浮點彩色圖像資料的三元組
E,ENC1,ENC2‧‧‧編碼器
F‧‧‧位元流
IPP‧‧‧逆量化過程
IQ1,IQ2,IQ3,IQx,IQy,IQz‧‧‧逆量化模組
itf‧‧‧逆傳送函數
NET‧‧‧通訊網路
PP‧‧‧量化過程
Q1,Q2,Q3‧‧‧量化模組
tf‧‧‧傳送函數
(X,Y,Z)‧‧‧CIEXYZ色空間的三元組
(X’,Y’,Z’)‧‧‧色空間中已應用傳送函數的三元組
( ,, )‧‧‧彩色圖像的輸出三元組
在附圖中描繪本發明的一實施例，圖中：圖1係根據先前技術以方塊圖顯示用於彩色圖像資料的色差編碼方法的步驟；圖2係根據先前技術以方塊圖顯示色差解碼方法的步驟；圖3係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示用於彩色圖像資料的色差編碼方法的步驟；圖3a係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示用於彩色圖像資料的色差編碼方法的步驟；圖3b係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示用於彩色圖像資料的色差解碼方法的步驟；圖3c係根據本發明相關圖3、3a或3b所述原理範例的變化以方塊圖顯示用於彩色圖像資料的色差編碼方法的步驟；圖4a係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示彩色圖像資料編碼方法的步驟； 圖4b係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示圖像資料解碼方法的步驟；圖4c係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示彩色圖像資料編碼方法的步驟；圖4d係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示圖像資料解碼方法的步驟；圖4e係根據本發明原理的一範例以方塊圖顯示彩色圖像資料編碼方法的步驟；圖5係根據本發明原理的一範例以顯示一裝置的架構範例；及圖6係根據本發明原理的一範例以顯示二遠程裝置透過一通訊網路通訊。
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以更詳細說明本發明，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，但附圖中係藉由範例方式以顯示本發明的特定實施例，並將在本文中詳細說明。然而，應瞭解並無意將本發明限定在所揭示的特殊形式，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"一詞包含一或多個關聯列出項的任何及所有組合，並可縮寫為"/"。
應瞭解，雖然本文中可使用第一、第二等用詞以描述各種 元件，但此等元件不應受到此等用詞限制，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。
雖然有些附圖包括通訊路徑上的箭頭用以顯示主要通訊方向，但應瞭解通訊可發生在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，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、結構或特性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。
以下，一圖像(在先前技術中有時稱為一影像或訊框)包含一特定圖像/視訊格式中的一或數個樣本(像素值)陣列，該格式規定一圖像(或視訊)的像素值關連的所有資訊，及可由顯示器或解碼裝置使用以視覺化及/或解碼一圖像(或視訊)的所有資訊。一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，及可能包括至少一其他分量，依至少一其他樣本陣列的形狀，通常係一色彩分量。
本發明係描述用以編碼/解碼一圖像，但延伸到編碼/解碼一序列圖像(視訊)，因係循序地編碼/解碼該序列的各圖像，如以下說明。
根據本發明的原理，用以編碼色差以用於彩色圖像資料的方法(如在相關圖3的引介部分所述)尚包括：- 藉由應用一過程到分量C1以得到一第一分量； - 藉由應用逆過程到該第一分量以得到一第二分量；及- 進一步由該第二分量定義第一色差分量及第二色差分量。
較確切地，一模組PP係配置用以藉由應用一過程pro到分量以得到一第一分量，及一模組IPP係配置用以藉由應用逆過程 IPP(過程PP的逆)到該第一分量以得到一第二分量如下：
接著模組C1C2C3至D1D2D3係配置用以根據方程式(10)，將輸入色空間(C1,C2,C3)的三元組(C1,C2,C3)色彩轉換以得到三元組( ,, )：
方程式(10)顯示，首先由分量C1定義分量，接下來得 到第二分量，及最後從分量C2及C3及第二分量得到色差分量及。
根據一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係CIELab1976色空間(D1=L、D2=a*、D3=b*)時，根據方程式(11)，將三元組(X,Y,Z)色彩轉換：
其中D 1峰值 及D 1最小值 分別代表用於色彩分量的預定峰值(界限)及最小值。
根據一變化，三元組( ,, )係藉由以下方程式求近似值：
根據另一範例，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y、C2=X及C3=Z)及輸出色空間係YDzDx色空間時，根據以下方程式，將三元組(X,Y,Z)色彩轉換：
可能地，接著根據方程式(2)，藉由量化三元組( ,, )以得到輸出色空間的整數值三元組( ,, )。根據方程式(7)，解碼色差的三元組( ,, )。
根據一實施例，應用到分量C1的過程PP包括分量C1的量化，及應用到第一分量的逆過程IPP包括第一分量的逆量化。
有利地，此實施例避免在分量C1累積量化誤差用以編碼色差，及接著增加色差編碼的效能。
根據一實施例，應用到分量C1的過程PP包括分量C1的編碼，及應用到第一分量的逆過程IPP包括第一分量的解碼。
有利地，此實施例避免累積分量C1的編碼誤差(由編碼及解碼運算E/D所引起)用以編碼色差，及接著增加色差編碼的效能。
根據一實施例，應用到分量C1的過程PP包括分量C1的一空間區塊的視訊編碼，及應用到第一分量的逆過程IPP包括第一分量的 該空間區塊的視訊解碼(如HEVC(高效率視訊編碼))。
編碼運算E係可實施在一編碼器ENC1，調適用以編碼彩色圖像資料的一分量，及實施解碼運算D係可藉由一解碼器DEC1，調適用以解碼彩色圖像資料的一分量。
根據一實施例，應用到分量C1的過程PP包括分量C1的量化，接著是量化分量C1的編碼，及應用到第一分量的逆過程IPP包括第一分量的解碼，接著是解碼分量的逆量化。
有利地，此實施例避免在分量C1累積編碼誤差及量化誤差用以編碼色差，及接著增加色差編碼的效能。
根據一變化，繪示在圖3a，當輸入色空間係CIEXYZ色空間(C1=Y,C2=X及C3=Z)時，該方法尚包括藉由在CIEXYZ色空間的三元組(X,Y,Z)上應用傳送函數tf以得到彩色圖像資料的三元組(X’,Y’,Z’)，及接著根據方程式(11)或(12)，從彩色圖像資料的三元組(X’,Y’,Z’)編碼色差。
一示範傳送函數tf係逆電光傳送函數(逆EOTF，表示為f EOTF -1)，揭示在SMPTE“主控參考顯示器之FCD SMPTE標準高動態範圍電光傳送函數(FCD SMPTE Standard High Dynamic Range Electro-Optical Transfer Function of Mastering Reference Displays)”SMPTE ST2084：201X，2014-06-18的版本1.24---，提供如以下方程式： 其中m1係數字m2係數字2523/4096×128=78.84375 c1係數字3424/4096=0.8359375=c 3-c 2+1 c2係數字2413/4096×32=18.8515625 c3係數字2392/4096×32=18.6875
另一示範傳送函數tf係提供如下：
其中(Xn,Yn,Zn)係表示視覺化彩色圖像資料所使用環境的三元組。
例如，傳送函數f主要係一伽馬(gamma)函數，具有一指數等於1/3，即：若r> 則f(r)=r 1/3 否則
請注意，例如用於高動態範圍內容，傳送函數f可係不同於上述伽馬函數的形式。
圖3b係根據此變化以描繪色差的解碼。
因已在CIEXYZ色空間的三元組(X,Y,Z)上應用傳送函數tf，因此根據以下方程式，該方法尚包括藉由在三元組( ,, )上應用逆傳送函數itf以得到三元組( ,, )：
在Lab色空間的情形中，逆傳送函數itf採取以下形式：
根據一變化，繪示在圖3c，當輸入色空間係CIEXYZ色 空間(C1=Y,C2=X及C3=Z)時，及三元組(X,Y,Z)的整數(量化)版本(D x ,D y ,D z )係可用而不用浮點值的三元組(X,Y,Z)時，該方法尚包括將三元組(D x ,D y ,D z )根據方程式(13)逆量化以得到彩色圖像資料的三元組(X’,Y’,Z’)，及根據方程式(11)及(12)從三元組(X’,Y’,Z’)編碼色差：X'=IQx(D x ) Y'=IQy(D y ) Z'=IQz(D z ) (13)
根據一非限定範例，模組IQx、IQy、IQz(其在SMPTE ST 2085中通常稱為逆碼映射，及係配置用以實施方程式(13)的逆量化)採取以下形式：
請注意(X,Y,Z)係線性資料的三元組，即此資料係與各分量(X,Y,Z)中由一給定感測器所接收光量成正比，及(X’,Y’,Z’)係非線性資料的三元組，即在已利用非線性函數(概念曲線)變換各線性光分量(X,Y,Z)後所表示的資料。結果，當考慮三元組(X’,Y’,Z’)作為色差編碼方法的輸入時，色差係在非線性領域中計算。
可與任何編碼/解碼彩色圖像資料結合以使用編碼色差用於彩色圖像資料。
根據編碼/解碼方案的一實施例，如圖4a及圖4b所繪示，編碼方案包括一模組Q1配置用以藉由應用量化到分量(過程PP)以得到第一分量，及一模組IQ1配置用以應用逆量化到第一分量(過程IPP)。
此外，編碼方案包括模組Q2及Q3，配置用以藉由應用量化到分量及以得到分量及。
接著整數彩色圖像資料的三元組( ,, )係一編碼器ENC1的輸入，該編碼器係調適用以將彩色圖像資料的此等三元組編碼 成一位元流F。
根據解碼方案的一實施例，繪示在圖4b，解碼方案包括一解碼器DEC1，配置用以藉由解碼位元流F以得到整數彩色圖像資料的分量( ,, )，及解碼方案尚包括模組D1D2D3至C1C2C3及IQ1、 IQ2、IQ3，用以從三元組( ,, )中得到解碼彩色圖像的三元組 ( ,, )，如相關圖2所說明。
請注意，根據此實施例，編碼器ENC1的輸入及解碼器DEC1的輸出係整數點值。
根據編碼/解碼方案的一實施例，如圖4c及圖4d所繪示，編碼方案包括一編碼器E配置用以藉由編碼分量(過程PP)以得到一第一分量，及一解碼器D配置用以解碼第一分量(過程IPP)。
此外，編碼方案包括一編碼器ENC2，調適用以將浮點彩色圖像資料的三元組( ,, )編碼成一位元流F。
根據一變化，由於已經將編碼，因此編碼器ENC2只 處理分量( , )。
根據此實施例的一變化，編碼方案包括計算構件，用以計算彩色圖像資料的分量C1的殘餘(稱為分量)。
當分量C1係彩色圖像資料的luma(亮度)分量時，計算此一殘餘係藉由減去彩色圖像資料的luma(亮度)分量的低空間頻率版本到彩色圖像資料的該luma(亮度)分量。
計算此一殘餘亦可藉由彩色圖像資料的luma(亮度)分量除以一背光分量。
根據解碼方案的一實施例，繪示在圖4d，解碼方案包括一解碼器DEC2配置用以得到解碼彩色圖像的三元組( ,, )，及解 碼方案尚包括模組D1D2D3至C1C2C3，用以從三元組( ,, )中得 到解碼彩色圖像的三元組( ,, )，如相關圖2所說明。
請注意，根據此實施例，編碼器ENC2的輸入及解碼器DEC2的輸出係浮點值。
根據編碼/解碼方案的一實施例，如繪示在圖4e，編碼方案包括一模組Q1配置用以藉由應用量化到分量以得到一中間分量， 及一編碼器E配置用以藉由編碼該中間分量(過程PP)以得到一第一分量。編碼方案尚包括一解碼器D配置用以解碼第一分量，及一模組IQ1配置用以應用逆量化到第一解碼分量(過程IPP)。
此外，編碼方案包括模組Q2及Q3，配置用以藉由應用量化到分量及以得到分量及。
整數彩色圖像資料的三元組( ,, )則係一編碼器ENC1的輸入，該編碼器係調適用以將彩色圖像資料的此等三元組編碼成一位元流F。
解碼方案係與圖4b所描述相同。
解碼器D(DEC1、DEC2分別)係配置用以解碼已由編碼器E(ENC1、ENC2分別)編碼的資料，編碼器E及/或ENC1及/或ENC2(及解碼器D及/或DEC1及/或DEC2)可係區塊為基的處理。
編碼器E及/或ENC1及/或ENC2(及解碼器D及/或DEC1及/或DEC2)係不限於一特定編碼器(解碼器)。
編碼器E及/或ENC1及/或ENC2(及解碼器D及/或DEC1及/或DEC2)係不限於一特定編碼器，其例如可係具損失的影像/視訊編碼器，像JPEG、JPEG2000、MPEG2、HEVC建議書(“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)，建議書ITU-T H.265，ITU電訊標準化部門，2013年4月)，或H264/AVC建議書(“先進視訊編碼用於同屬視聽服務(Advanced video coding for generic audiovisual Services)”，系列H：視聽及多媒體系統(AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS)，建議書ITU-T H.264，ITU電訊標準化部門，2014年2月)。
在圖1到4e，模組係功能單元，其係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唯一組件或電路中，或助成一軟體的功能性。反過來說，有些模組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»)，或由一裝置中嵌入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5表示一裝置50的一示範架構，該裝置係可配置用以實施相關圖3到4e所述方法。
裝置50包括以下元件，其係藉由一資料及位址滙流排51鏈接起來：- 一微處理器52(或CPU)，其例如係一DSP(或數位訊號處理器)；- 一ROM(或唯讀記憶體)53；- 一RAM(或隨機存取記憶體)54；- 一I/O(輸入/輸出)介面55，用以從一應用接收資料用於傳送；- 一電池56。
根據一變化，電池56係在裝置的外部，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 53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 53中。當開關打開時，CPU 52上傳RAM中的程式及執行對應指令。
RAM 54包括一暫存器中由CPU 52執行及裝置50的開關打開後上傳的程式，一暫存器中的輸入資料，一暫存器中在方法的不同狀態的中間資料，及一暫存器中用於該方法執行的其他變數。
本文中說明的實作例如可實現在一方法或過程、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，處理器指處理裝置，通常例如包括有電腦、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，彩色圖像資料的三元組(C1,C2,C3)或(X,Y,Z)或(Dx,Dy,Dz)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(53或54)，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(55)，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(57)，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，彩色圖像資料的輸出三元組( ,, )或(,,)係傳送到一目的地，確切地，該目的地屬於一集合，包括有：- 一區域記憶體(53或54)，如視訊記憶體或RAM、快閃記憶體、硬碟；- 一儲存介面(55)，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(57)，如有線介面(例如滙流排介面(如USB(或通用序列滙流排))、廣域網路介面、區域網路介面、HDMI(高清晰度多媒體介面)介面)，或無線介面(如IEEE 802.11介面、WiFi®或藍牙®介面)；及- 一顯示器。
根據編碼或編碼器的不同實施例，位元流F係傳送到一目的地，作為一範例，位元流F係儲存在一區域記憶體或遠程記憶體中，如視訊記憶體(54)或RAM(54)、硬碟(53)。在一變化中，位元流係傳送到一儲存介面(55)，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(57)傳送，如介面到點對點鏈接、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F係從一來源中得到，舉例來說，位元流係從一區域記憶體讀取，如視訊記憶體(54)、RAM(54)、ROM(53)、快閃記憶體(53)或硬碟(53)。在一變化中，位元流係從一儲存介面(55)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(57)接收，如介面到點對點鏈接、匯流排、單點對多點鏈接或廣播網路。
根據不同實施例，配置用以實施相關圖3、3a、3c、4a、4c或4e所述方法的裝置50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、隨選視訊伺服器或網站伺服器)。
根據不同實施例，配置用以實施相關圖2、3b、4b或4d所述解碼方法的裝置50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6繪示的一實施例，在二遠程裝置A與B之間透過一通訊網路NET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3、3a、3c、4a、4c或4e所述方法，及裝置B包括構件，其係配置用以實施如相關圖2、3b、4b或4d所述方法。
根據本發明的一變化，該網路係一廣播網路，調適用以將靜態圖像或視訊圖像從裝置A廣播到解碼裝置(包括有裝置B)。
本文中所述各種過程及特點的實作可具體實現在各式各樣不同設備或應用程式中，尤其例如設備或應用程式。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(個人數位助理器)，及其他通訊裝置。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取電腦可讀取程式產品的形式，具體化在一或多個電腦可讀取媒體中，及其上具體化有電腦可執行的電腦可讀取程式碼。如本文中使用的電腦可讀取儲存媒體係考慮非暫態儲存媒體，提供固有能力用以儲存資訊在其中，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，以下雖然提供可應用本發明原理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容易理解，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)；可抹拭可程式唯讀記憶體(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、分開的應用程式或二者的組合中找到，因此一處理器的特徵例如可作為配置用以執行一過程的裝置，同時作為包含有處理器可讀取媒體的裝置(如儲存裝置)，具有用以實施一過程的指令。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。
如熟諳此藝者所明白，實作可產生格式化用以攜帶資訊的各式各樣信號，其例如係可儲存或傳送，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作為資料，作為規則用以寫入或讀取所述一實施例的語法，或用以攜帶作為資料，作為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。信號攜 帶的資訊例如可係類比或數位資訊，如所知，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，應瞭解可作出各種不同修改，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，本領域的普通技術人員應瞭解其他結構或過程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。
C1,C2,C3‧‧‧輸入色空間之分量
C1C2C3至D1D2D3‧‧‧色彩轉換模組
‧‧‧第一分量
‧‧‧第二分量
,‧‧‧色差分量
IPP‧‧‧逆量化過程
PP‧‧‧量化過程

Claims (16)

  1. 一種從輸入色空間中表示彩色圖像資料之三分量C1、C2及C3得到三色差分量之方法，該等色差分量中之第一者係由分量C1定義，該等色差分量中之第二者係由第一色差分量及分量C2定義，及該等色差分量中之第三者係由第一色差分量及分量C3定義，該方法之特徵在於尚包括：- 藉由應用一過程至分量C1以得到一第一分量；- 藉由應用逆過程至該第一分量以得到該第一色差分量。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中應用至分量C1之過程包括分量C1之量化，及應用至第一分量之逆過程包括第一分量之逆量化。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中應用至分量C1之過程包括分量C1之編碼，及應用至第一分量之逆過程包括第一分量之解碼。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中應用至分量C1之過程包括分量C1之量化，隨後係量化分量C1之編碼，及應用至第一分量之逆過程包括第一分量之解碼，隨後係解碼分量之逆量化。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中該方法尚包括在彩色圖像資料上應用一傳送函數，為要得到非線性彩色圖像資料。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中在應用過程至分量C1前，該方法尚包括逆量化彩色圖像資料之各分量。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中輸入色空間係CIEXYZ色空間或YDzDx色空間。
  8. 一種用以編碼彩色圖像資料之方法，其包括根據申請專利範圍第1至7項中任一項方法以得到色差分量用於該彩色圖像資料。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中藉由應用一過程至分量C1以得到第一分量包括計算彩色圖像資料之分量C1之殘餘。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中當分量C1係彩色圖像色彩資料之luma(亮度)分量時，計算彩色圖像資料之luma(亮度)分量之殘餘係藉由減去彩色圖像資料之luma(亮度)分量之低空間頻率版本至彩色圖像之該luma(亮度)分量。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中當分量C1係彩色圖像色彩資 料之luma(亮度)分量時，計算彩色圖像資料之luma(亮度)分量之殘餘係藉由彩色圖像資料之luma(亮度)分量除以一背光分量。
  12. 一種用以從輸入色空間中代表彩色圖像資料之三分量C1、C2及C3得到三色差分量之裝置，該等色差分量中之第一者係由分量C1定義，該等色差分量中之第二者係由第一色差分量及分量C2定義，及該等色差分量中之第三者係由第一色差分量及分量C3定義，該裝置之特徵在於包括一處理器，配置用以：- 藉由應用一過程至分量C1以得到一第一分量；- 藉由應用逆過程至該第一分量以得到該第一色差分量。
  13. 一種用以編碼圖像資料之裝置，其包括一處理器，配置用以根據申請專利範圍第1至7項中任一項之方法以得到色差分量。
  14. 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或7項之編碼方法之步驟。
  15. 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如申請專利範圍第1或7項之編碼方法之步驟。
  16. 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，用以執行如申請專利範圍第1至7項中任一項方法之步驟。
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