用于补偿图像序列中的照明变化的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及图像序列的照明补偿。更确切地，其涉及用于补偿图像序列中的 照明变化的方法和装置。其还涉及实现补偿这样的图像序列的照明变化的方法的对图像序 列进行编码和/或解码的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 下面应当以宽泛的含义来考虑图像序列，因为其涵盖3D视频序列、可缩放的视频 序列、多视图视频序列等。因此，所要求保护的方法可以应用于任何种类的图像序列，其照 明变化将从参考图像来补偿。
[0003] 例如在多视图视频序列中，使用来自不同位置的若干同步相机的设置来记录目标 或场景。每台相机记录通常被称为视图的图像。因此，多视图视频序列包括多个场景，并且 对每个场景记录若干视图。视图是作为图像的像素的集合，但是在下面使用术语"视图"而 不是术语"图像"，以记住相同场景（或目标）的多个视图被嵌入在图像序列中。
[0004] 频繁讨论的图像序列的应用包括三维电视（3DTV)以及自由视点电视（FTV)，其中 用户能够自由地浏览场景。
[0005] 图像序列的记录创建大量数据。因此，需要高效的压缩技术以存储或传送视频流。
[0006] 例如，由ISO/IEC14496-10ITU-TRec.H. 264规定的MVC(多视图视频编码）支持 使用单个流对来自多个视图的同步信息直接编码，并且利用相机间的冗余来降低比特率。 基本的编码方案使用针对每个视图的分级B预测结构。该方案利用处于相同时间点但不同 视图的图像之间的相关性来进行视差估计和补偿。针对单视图视频压缩精心研发的运动补 偿技术能够用于时间预测。同样地，可以利用视差补偿技术来降低视图间的冗余。通过块 匹配技术来执行补偿处理，块匹配技术一般针对找到参考图像中的最佳匹配块，使得其有 助于预测后的最小残余误差。
[0007] 在相同场景（或目标）的多个视图之间存在照明改变。这样的改变可以被分为两 个类别：由相机之间的不同校准引起的全局照明改变，以及由相机的不同角度和位置引起 的局部照明改变。
[0008] 必须处理该问题的原因是其可能影响基于图像的呈现算法的质量以及视差估计 和补偿（在视频编码情况下的视图间预测）的准确度。在最后的情况下，最佳匹配候选的 残余能量的量将增加。而且，将影响最佳匹配块和视差向量的搜索处理。这两个进一步的 结果都导致编码效率降低。
[0009] 对于深度估计（3D视频）或比特深度可缩放视频编码或从LDR(低动态范围）视 频预测HDR(高动态范围）视频的视图间匹配也是该情况。
[0010] 为了解决这个问题，MVC实现使用加权预测工具的照明补偿处理。从另外的视图R 的重构样本RecK(.，.）预测视图D的照明补偿处理由等式（1)给出：
[0011] PredD(x,y) =ffEXRecE (x+dx,y+dy)+0E (1)
[0012] 其中，W#P0 别为缩放参数和偏移，它们在传送前后关系中，相对于图像序列的 当前视图D，在片段头部中传送。缩放参数和偏移对于整个片段是不变的。
[0013] 这样的照明补偿处理是线性的，对于多视图视频编码在光反射或闪烁的情况下过 于简单。而且，因为对整个片段应用相同的参数，所以其未考虑场景中的局部照明变化。
[0014] 照明补偿线性处理确定地不适于来自异构捕捉器（例如托架）或者来自异构可缩 放预测（例如HDR(高动态范围）到LDR(低动态范围）视频转换）的视图的情况。
[0015] Fecker等人（"Histogram-basedprefilteringforluminanceandchrominance compensationofmultiviewvideo''，IEEE，Transactionsoncircuitsandsystemsfor videotechnology，第18卷，第9号，2008年9月）设计用于照明补偿的基于累积直方图的 匹配处理。这样的基于累积直方图的照明补偿处理对整个视图应用相同的校正，对于校正 亮度和色度中的全局差异特别有用。然而，因为对整个视图计算直方图，所以这样的照明补 偿处理不考虑场景中的局部照明变化。
[0016] 为了考虑场景中的局部照明变化，将局部地适配照明补偿的匹配处理。然而，例 如，如果针对每个块进行适配，则应当针对每个块传送匹配信息。这样大量的信息对于视频 编码效率不高。
【发明内容】
[0017] 本发明针对减轻现有技术的一些不便。
[0018] 为了考虑场景中的局部照明变化，本发明提出一种补偿照明变化的方法，其中针 对图像（或视图）的每个块计算分布，并且为了避免视频编码效率的损失，由诸如解码器这 样的远程装置只根据在对图像序列的当前块进行解码时在该装置处可用的信息来自动地 计算基于分布的映射函数。
[0019] 本发明涉及一种补偿图像序列中的照明变化的方法，其特征在于，对于当前图像 的每个当前块，
[0020] 通过匹配当前图像的所述块（Dk)的因果区域上的分布与参考图像的块的因果区 域上的分布，来确定图像序列的当前图像的所述块的像素值与参考图像的所述块（Rk)的 像素值之间的映射函数。
[0021] 在多视图视频序列编码/解码方案中，映射函数使场景的当前视图的块的区域的 分布适合该场景的参考视图的块的区域的分布。因此，如果使用分布匹配使场景的所有相 机视图适合该场景的公共参考视图，则改进跨越该场景的相机视图的视图间预测，导致图 像序列的编码效率的增大。
[0022] 该方法的另一优点是，对如亮度或对比度变化的失真类型不做出假设，并且可以 考虑非线性运算。
[0023] 本发明还涉及一种对从参考图像的块计算预测块的图像序列进行编码和/或解 码的方法，其特征在于，从根据符合本发明的补偿照明变化的方法修改的参考图像的块计 算预测块。
[0024] 本发明还涉及一种信号帧，其包含通过匹配两个分布获得的图像序列的当前图像 的块的像素值和与当前图像的块有关的参考图像的块的像素值之间的信息，其