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ES2551561T3

High dynamic range codecs

Abstract

A method for encoding an image of high dynamic range (12), the method comprising the steps of: - obtaining an image of lower dynamic range (14) corresponding to the image of high dynamic range (12), being able to obtain the image of smaller dynamic range (14) from the high dynamic range image (12) by a dynamic range reduction process and containing the same scene as the high dynamic range image (12); - generate a prediction function (19) to predict a high dynamic range image (12) from the lower dynamic range image (14), where the generation of the prediction function implies: for each pixel value represented in the image with the lowest dynamic range, identify the set of these pixels in the image with the lowest dynamic range (14) that have said pixel value; and for each of these sets, identify the pixels in the high dynamic range image (12) that correspond to the pixels in the respective set, thereby identifying the pixel values ​​in the high dynamic range image ( 12) that correspond to each pixel value represented in the image with the lowest dynamic range (14), and where the prediction function (19) is based, at least in part, in the pixel values ​​of the pixels in the high dynamic range image (12), for which the corresponding pixels in the lower dynamic range image (14) all have the same pixel value, and use the statistical relationships between the pixel values ​​of the pixels in the lower dynamic range image and the corresponding pixel values ​​in the high dynamic range image (12), thereby determining for each set a pixel value predicted in the high dynamic range image (12); - apply the prediction function (19) to the image with the lowest dynamic range (14) to obtain an image of high expected dynamic range (29); - obtaining a residual image (32) from the expected high dynamic range image (29) and the high dynamic range image (12); and - encode and store the data representing the image with the lowest dynamic range (14), the prediction function (19) and the residual image (32) in a video stream, where the high dynamic range image (12) and the image with the lowest dynamic range (14), each, comprises a frame in a video sequence, and the prediction function (19) is updated for each frame in the video sequence.

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12 claims: 5 independent, 7 dependent

  1. 1
    ES 2 551 561 T3 REIVINDICACIONES 1. Un método para codificar una imagen de alto rango dinámico (12), comprendiendo el método los pasos de:- obtener una imagen de menor rango dinámico (14) correspondiente a la imagen de alto rango dinámico (12), pudiéndose obtener la imagen de menor rango dinámico (14) a partir de la imagen de alto rango dinámico (12) mediante un proceso de reducción del rango dinámico y que contiene la misma escena que la imagen de alto rango dinámico (12);- generar una función de predicción (19) para predecir una imagen de alto rango dinámico (12) a partir de la imagen de menor rango dinámico (14), en donde la generación de la función de predicción supone: para cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico, identificar el conjunto de estos píxeles en la imagen de menor rango dinámico (14) que tienen dicho valor de píxel;y para cada uno de estos conjuntos, identificar los píxeles en la imagen de alto rango dinámico (12) que se corresponden con los píxeles en el conjunto respectivo, identificando, de ese modo, los valores de píxel en la imagen de alto rango dinámico (12) que se corresponden con cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico (14), y en donde la función de predicción (19) se basa, al menos en parte, en los valores de píxel de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico (12), para los cuales los píxeles correspondientes en la imagen de menor rango dinámico (14) tienen todos el mismo valor de píxel, y utiliza las relaciones estadísticas entre los valores de píxel de los píxeles en la imagen de menor rango dinámico y los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico (12), determinando, de ese modo, para cada conjunto un valor de píxel previsto en la imagen de alto rango dinámico (12);- aplicar la función de predicción (19) a la imagen de menor rango dinámico (14) para obtener una imagen de alto rango dinámico prevista (29);- obtener una imagen residual (32) a partir de la imagen de alto rango dinámico prevista (29) y de la imagen de alto rango dinámico (12);y - codificar y almacenar los datos que representan la imagen de menor rango dinámico (14), la función de predicción (19) y la imagen residual (32) en un flujo de video, en donde la imagen de alto rango dinámico (12) y la imagen de menor rango dinámico (14), cada una, comprende una trama en una secuencia de video, y la función de predicción (19) se actualiza para cada trama en la secuencia de video.
  2. 2
    Un método de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 1, en donde generar la función de predicción (19) comprende uno o más de:(a) generar una función que es no lineal en el dominio logarítmico;(b) calcular una media aritmética de los valores de píxel de los píxeles en el alto rango dinámico (12) que pertenecen a cada uno de la pluralidad de los grupos;(c) calcular una mediana de los valores de píxel de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico (12) que pertenecen a cada uno de la pluralidad de los grupos;(d) calcular un promedio de los valores de píxel más alto y más bajo de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico (12) que pertenecen a cada uno de la pluralidad de los grupos;y (f) combinaciones de estos.
  3. 3
    Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde la función de predicción (19) comprende una relación de uno a muchos entre los píxeles de la imagen de menor rango dinámico (14), que tiene un mismo valor de píxel y píxeles correspondientes que la imagen prevista.
  4. 4
    Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que comprende filtrar la imagen residual (32) con el fin de eliminar el ruido antes de almacenar los datos que representan la imagen residual (32).
  5. 5
    Un método de acuerdo con la reivindicación 4 en el que el filtrado de la imagen residual (32) comprende:aplicar una transformada wavelet (de ondículas) discreta a la imagen residual (32) y a la imagen de alto rango ES 2 551 561 T3 dinámico (12) con el fin de obtener una imagen residual transformada y una imagen de alto rango dinámico transformada;asignar el valor cero a los valores umbral para los coeficientes en la imagen residual transformada basados en valores de coeficientes en la imagen residual transformada si los coeficientes tienen valores que no exceden los umbrales correspondientes.
  6. 6
    Un método de acuerdo con la reivindicación 5 en el que el establecimiento de los valores umbral comprende aplicar una función de evaluación de umbral a los coeficientes en la imagen de alto rango dinámico transformada.
  7. 7
    Un método de acuerdo con la reivindicación 6 en el que la función de elevación de umbral comprende uno o más de los siguientes:(a) elevar los coeficientes a una potencia constante predeterminada;(b) multiplicar los coeficientes por un número constante predeterminado;(c) una función dada por en caso contrario o un equivalente matemático de los mismos.
  8. 8
    Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7 que comprende aplicar factores de ponderación de una función de sensibilidad al contraste predeterminada a los coeficientes de la imagen de alto rango dinámico transformada antes de aplicar la función de elevación de umbral a los coeficientes.
  9. 9
    Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 que comprende aplicar una función de incertidumbre de fase a los coeficientes de la imagen de alto rango dinámico transformada antes de aplicar la función de elevación de umbral a los coeficientes.
  10. 10
    Un codificador de imágenes para codificar una imagen de alto rango dinámico (12), comprendiendo un procesador configurado para ejecutar instrucciones que hagan que el procesador:- obtenga una imagen de menor rango dinámico (14) correspondiente a la imagen de alto rango dinámico (12), pudiéndose obtener la imagen de menor rango dinámico (14) a partir de la imagen de alto rango dinámico (12) mediante un proceso de reducción del rango dinámico y que contiene la misma escena que la imagen de alto rango dinámico (12);- genere una función de predicción (19) para predecir una imagen de alto rango dinámico (12) a partir de la imagen de menor rango dinámico (14), en donde la generación de la función de predicción (19) supone: para cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico, identificar el conjunto de estos píxeles en la imagen de menor rango dinámico (14) que tienen dicho valor de píxel;y para cada uno de estos conjuntos, identificar los píxeles en la imagen de alto rango dinámico (12) que se corresponden con los píxeles en el conjunto respectivo, identificando, de ese modo, los valores de píxel en la imagen de alto rango dinámico (12) que se corresponden con cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico (14), y en donde la función de predicción (19) se basa, al menos en parte, en los valores de píxel de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico, para los cuales los píxeles correspondientes en la imagen de menor rango dinámico (14) tienen todos el mismo valor de píxel, y utiliza las relaciones estadísticas entre los valores de píxel de los píxeles en la imagen de menor rango dinámico y los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico (12), determinando, de ese modo, para cada conjunto un valor de píxel previsto en la imagen de alto rango dinámico (12);- aplique la función de predicción (19) a la imagen de menor rango dinámico (14) con el fin de obtener una imagen de alto rango dinámico prevista (29);- obtenga una imagen residual (32) a partir de la imagen de alto rango dinámico prevista (29) y la imagen de alto rango dinámico (12);y - codifique y almacene los datos que representan la imagen de menor rango dinámico (14), la función de predicción (19) y la imagen residual (32) en un flujo de video, ES 2 551 561 T3 en donde la imagen de alto rango dinámico (12) y la imagen de menor rango dinámico (14), cada una, comprende una trama en una secuencia de video, y la función de predicción (19) se actualiza para cada trama en la secuencia de video.
  11. 11
    Un equipo para decodificar una imagen de alto rango dinámico, comprendiendo el equipo:- medios para recuperar los datos que representan una imagen de menor rango dinámico (22) correspondiente a la imagen de alto rango dinámico y a una imagen residual (35);- medios para recuperar los datos que representan una función de predicción (37), siendo transmitidos los datos desde un codificador;- medios para aplicar la función de predicción a la imagen de menor rango dinámico con el fin de obtener una imagen de alto rango dinámico prevista;y - medios para combinar la imagen residual con la imagen de alto rango dinámico prevista con el fin de obtener la imagen de alto rango dinámico, en donde la función de predicción se basa, al menos en parte, en los valores de píxel de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico, para los cuales los píxeles correspondientes en la imagen de menor rango dinámico (22) tienen todos el mismo valor de píxel, y utiliza las relaciones estadísticas entre los valores de píxel de los píxeles en la imagen de menor rango dinámico (22) y los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico;en donde para cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico (22), los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico son los valores de píxel de aquellos píxeles en la imagen de alto rango dinámico que se corresponden con los píxeles en un conjunto respectivo de píxeles en la imagen de menor rango dinámico (22) en el que tienen todos el valor de píxel respectivo en la imagen de menor rango dinámico;en donde la imagen de menor rango dinámico (22) se puede obtener a partir de la imagen de alto rango dinámico mediante un proceso de reducción del rango dinámico y contiene la misma escena que la imagen de alto rango dinámico;y en donde la imagen de alto rango dinámico (12) y la imagen de menor rango dinámico (14), cada una, comprende una trama en una secuencia de video, y la función de predicción (19) se actualiza para cada trama en la secuencia de video.
  12. 12
    Un método para decodificar una imagen de alto rango dinámico en un decodificador, comprendiendo el método:- recuperar los datos que representan una imagen de menor rango dinámico (22) correspondiente a la imagen de alto rango dinámico y una imagen residual (35);- recuperar los datos que representan una función de predicción (37), donde los datos se transmiten desde un codificador;- aplicar la función de predicción a la imagen de menor rango dinámico con el fin de obtener una imagen de alto rango dinámico prevista;y - combinar la imagen residual con la imagen de alto rango dinámico prevista con el fin de obtener la imagen de alto rango dinámico, en donde la función de predicción se basa, al menos en parte, en los valores de píxel de los píxeles en la imagen de alto rango dinámico, para los cuales los píxeles correspondientes en la imagen de menor rango dinámico (22) tienen todos el mismo valor de píxel, y utiliza las relaciones estadísticas entre los valores de píxel de los píxeles en la imagen de menor rango dinámico (22) y los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico;en donde para cada valor de píxel representado en la imagen de menor rango dinámico (22), los valores de píxel correspondientes en la imagen de alto rango dinámico son los valores de píxel de aquellos píxeles en la imagen de alto rango dinámico que se corresponden con los píxeles en un conjunto respectivo de píxeles en la imagen de menor rango dinámico (22) en el que tienen todos el valor de píxel respectivo en la imagen de menor rango dinámico;en donde la imagen de menor rango dinámico (22) se puede obtener a partir de la imagen de alto rango dinámico mediante un proceso de reducción del rango dinámico y contiene la misma escena que la imagen de alto ES 2 551 561 T3 rango dinámico;y - en donde la imagen de alto rango dinámico (12) y la imagen de menor rango dinámico (14), cada una, comprende una trama en una secuencia de video, y la función de predicción (19) se actualiza para cada trama en la secuencia de video.