亮度和色度分量还被色度预测器250处理以产生关于HD EDR信号255的色度估计值。在 实施例中，在色度预测器处理亮度信号217-Y之前，它被下采样器245二次采样，所以它与 色度分量的分辨率匹配。亮度和色度预测器（240和250)与编码器100中的亮度和色度预 测器（145和140)匹配。因此，亮度预测器240可以是多项式预测器，而色度预测器可以是 MMR预测器。在实施例中，可以使用嵌入在所接收的编码的位流中的元数据来确定这些预测 器的特性和滤波器参数。在亮度和色度预测步骤（240和250)之后，对预测的HD EDR信号 255进行上采样（260)以产生UHD EDR信号265。
[0053] 给定编码的位流162，EL解码器210对它进行解码以产生UHDEDR残差信号212AL 解码器210与EL编码器160匹配。如果编码器100将非线性量化器155应用于残差167， 则通过应用非线性去量化器（NLDQ) 220产生去量化的残差222,来反转非线性量化处理。如 果编码器（100)将空间下采样应用于残差（167)，则NLDQ(220)之前或之后的空间上采样器 (未示出）可以将解码的残差（例如，212或222)上采样为其适当的空间分辨率。通过将残 差222添加（225)到UHD EDR的估计265,解码器200可以产生与编码器发送的UHDEDR信 号122的分辨率和颜色格式（例如，4:2:0YCbCr)匹配的UHDEDR信号227。根据目标应用， 一组颜色变换（230)可以将UHD EDR信号232变换为适合于显示或其它处理的格式。在实 施例中，给定YCbCr 4:2:0信号227，颜色变换230可以包括4:2:0到4:4:4色度上采样步 骤，之后为YCbCr到RGB颜色变换步骤。
[0054] 混合逐行和隔行格式的编码和解码
[0055] 尽管逐行视频信号（例如，720p或1080p)的采用增加，但是隔行视频信号（例 如，1080i)的广播在视频广播中仍然相当普遍。在另一实施例中，图3描绘了支持使用逐 行和隔行格式的混合的层编码的UHD EDR编码系统（300)的另一个例子。在例子中，BL 信号（332)被以隔行格式（例如，1080i或2160i)编码，而EL信号（162)被以逐行格式 (progressive format)(例如，2160p)编码。
[0056] 编码系统（300)共享编码系统（100)的大部分功能，因此，在该部分中，将仅讨论 这两个系统之间的关键差异。如图3中所描绘的，在基本层处理中，对SDR信号（104)进行 颜色转换以转换为适合于使用BL编码器（130)编码的颜色格式（例如，4 :2:0YCbCr)。在示 例实施例中，BL编码器（130)的输出（332)可以包括隔行SDR信号。隔行器（320-A)可以 应用本领域中已知的任何隔行和下采样技术来将逐行输入（128)转换为基本层信号（332) 的期望的编码分辨率的隔行信号（例如，1080i)。
[0057] 与系统（100)相比，在增强层中，系统（100)的处理组件（110-A)、（115-B)和 (120-B)可以全都用隔行器（interlacer) (320-B)取代。隔行器（320-B)可以应用本领域 中已知的任何隔行和下采样技术来将逐行输入（122)转换为与隔行信号（126)的分辨率匹 配的隔行信号（124)。在优选实施例中，（320-A)和（320-B)的下采样和隔行功能应彼此相 同或者尽可能地接近以减小颜色伪像并且改进总体图像编码质量。
[0058] 系统（300)中的亮度和色度预测器（145和140)保持与系统（100)中的亮度和 色度预测器相同；然而，它们现在对它们的输入的单独的字段进行操作，因为信号（124)和 (126)现在是隔行信号。
[0059] 去隔行器（350)也具有双重功能；它对预测的HD EDR信号（347)进行去隔行，并 且将它上采样为与UHD EDR信号（122)的分辨率匹配，从而产生具有与信号（122)相同的 分辨率和格式的预测的UHDEDR信号（152)。系统（300)中的残差（167)的处理保持与对于 系统（100)描述的处理相同。
[0060] 在一些实施例中，SDR信号（104)可能已经为隔行格式，那么隔行器（320-A)可以 用下采样器取代。如果输入信号（104)已经是隔行的并且为适当的分辨率，则可以除去隔 行器（320-A)。
[0061] 在实施例中，输入信号（102)和（104)可以都是HD分辨率信号（例如，1080p)。那 么，系统（300)的输出可以包括编码的隔行HD(例如，1080i)基本层信号（332)和编码的逐 行 HD(例如，1080p)残差（162)。
[0062] 在实施例中，BL信号（332)和残差（162)两者可以为相同的分辨率，但是为混合 格式。例如，BL信号（332)可以被以2160i编码，而EL信号（162)可以被以2160p编码。
[0063] 图4描绘了用于对混合格式编码器（300)所产生的信号进行解码的解码器系统 (400)的示例实现的实施例。系统（400)与解码器系统（200)几乎相同，除了以下差异之 外：a)解码的BL信号（417)现在是隔行视频信号，（b)亮度和色度预测器（240和250)对 隔行信号（417)和（247)的字段进行操作，以及c)预测的HD EDR信号（455)是隔行信号。
[0064] 去隔行器（460)在功能上与系统（300)中的去隔行器（350)匹配；因此，它对隔行 HD EDR信号（455)进行去隔行和上采样，以使得其输出（UHD EDR信号（465))具有与解码 的误差残差信号（222)相同的分辨率和格式。
[0065] 如前所指出的，系统（300)还可以将空间下采样模块（未示出）包括在EL路径中、 非线性量化器（155)之前或之后。在这样的情况下，在解码器（400)中，NLDQ(220)之前或 之后的空间上采样器可以用于将解码的残差（212)恢复到其适当的空间分辨率。
[0066] 亮度范围驱动的自适应上采样
[0067] 如图1中所描绘的，在亮度和色度预测步骤（140、145)之后，以因子2对预测的HD EDR信号（147)进行上采样（150)以产生预测的UHD EDR信号152。类似的处理也在解码 器（200)中执行，在解码器（200)中，在亮度和色度预测步骤（240、250)之后，以因子2对 预测的HD EDR信号（255)进行上采样（260)以产生预测的UHDEDR信号（265)。上采样器 (150)和（260)可以包括本领域中已知的任何上采样技术；然而，可以通过利用如该部分中 所描述的亮度范围驱动的自适应上采样技术来实现改进的图像质量。
[0068] 已经观察到，原始EDR信号（122)及其预测值（152)之间的预测误差（167)可以 根据相应的SDR信号（104)中的亮度值而变化。也就是说，图像中的明亮的或高亮的区域 中的残差（167)表现出与暗色调或中间色调区域中的残差不同类型的特性。在实施例中， 可以将SDR输入的亮度范围划分为两个或更多个亮度子范围。自适应上采样滤波方法可以 将不同的上采样滤波器应用于EDR预测图像的不同像素，其中，每个滤波器是根据SDR图像 中的相应像素的亮度子范围而选择的。识别这些亮度子范围中的每个的阈值和所使用的滤 波器的标识和/或滤波器系数本身可以经由元数据或其它辅助数据从编码器（100)传送到 解码器（200)，以使得编码器和解码器两者可以应用相同的上采样滤波器来改进图像质量。
[0069] 设&表示HD EDR信号（147)的亮度像素值，该亮度像素值基于BL编码器（130) 的输出的亮度值（即，SDR信号Sij(126-Y))而被预测。设th⑴（i = 0，N)表示将像素的 亮度范围（0彡彡1)划分为感兴趣的N个亮度范围（N彡1)(例如，对于N = 3,划分为 黑色、中间色调和高光）的一组阈值。设氏表示在步骤（150)或（260)中用于感兴趣的第 i亮度范围的第i(i = 1，N)上采样滤波器的一组滤波器系数，并且设六&,)表示Sij或者其 局部近邻的函数，那么在实施例中，可以根据以下用伪代码表达的算法1来执行上采样滤 波（例如，15〇或26〇):
[0070] 算法1 一一亮度范围驱动的上采样处理
[0071]
[0072] 在一些实施例中，氏可以表示2-D不可分离滤波器的滤波器系数。在一些其它的 实施例中，氏可以表示2-D可分离上采样滤波器的系数，包括但不限于用于水平和垂直上采 样滤波器的系数。滤波器系数氏可以被预先计算并且存储在存储器中，或者它们可以自适 应地根据某一图像质量准则计算。例如，在实施例中，滤波器系数氏可以被计算为使得扩展 (up-scaling)滤波器的输出（预测的UHD EDR信号（152))和输入的UHD EDR信号（122) 之间的均方差最小。
[0073] 在一些实施例中，六^)可以表示感兴趣的单个像素值（例如，\或s w)，而在一 些其它的实施例中，)可以表示&周围的一个或多个像素的局部平均值或某一其它函 数（例如，中间值、最小值或最大值）。
[0074] 在实施例中，可以基于输入信号的图像统计（例如，黑色、中间色调或高光的平均 值）来确定th(i)阈值。可以基于每一像素区域、每一帧或每一场景（例如，具有类似亮 度特性的一组顺序图片）来计算这些统计。在一些实施例中，可以作为滤波设计处理的一 部分迭代地确定th(i)。例如，考虑基于某一优化准则（例如，最小化信号（167)的均方差 (MSE))计算滤波器系数氏的情况，那么，在实施例中，算法2用伪代码描述在给定两个边界 阈值（〇〇?和t_high)和阈值搜索步长（step）的情况下确定新阈值（th*)的示例方法：
[0075] 算法2-一对于两个亮度子范围（N = 2)的阈值确定
[0076]
[0077] 在以上描述中，t_lo^Pt_high表示可能搜索阈值的感兴趣的边界值。例如，在实 施例中，t_low = min (sj = 0和t_high = max (sj = 1 (其中，1表示被归一化的最大可 能值）覆盖可能的亮度值的整个范围；然而，在其它实施例中，边界值的范围可能小得多。 例如，时间t时计算用于输入帧的阈值可以考虑早先（比如说，在时间t-1时）计算的阈值， 从而仅在以前一阈值为中心的较小范围（例如，th(i)-C、th(i)+C，其中，C是常数）内进行 搜索。
[0078] 给定算法2,在一些实施例中，类似的方法可以用于使用附加阈值将图片帧的亮度 范围细分为亮度范围的附加分区。在示例实施例中，以下算法（算法3)可以用于将给定的 亮度范围（A、B)细分为两个或三个亮度子范围。