亮度和色度分量還被色度預(yù)測器250處理以產(chǎn)生關(guān)于HD EDR信號255的色度估計(jì)值。在 實(shí)施例中，在色度預(yù)測器處理亮度信號217-Y之前，它被下采樣器245二次采樣，所以它與 色度分量的分辨率匹配。亮度和色度預(yù)測器（240和250)與編碼器100中的亮度和色度預(yù) 測器（145和140)匹配。因此，亮度預(yù)測器240可以是多項(xiàng)式預(yù)測器，而色度預(yù)測器可以是 MMR預(yù)測器。在實(shí)施例中，可以使用嵌入在所接收的編碼的位流中的元數(shù)據(jù)來確定這些預(yù)測 器的特性和濾波器參數(shù)。在亮度和色度預(yù)測步驟（240和250)之后，對預(yù)測的HD EDR信號 255進(jìn)行上采樣（260)以產(chǎn)生UHD EDR信號265。
[0053] 給定編碼的位流162，EL解碼器210對它進(jìn)行解碼以產(chǎn)生UHDEDR殘差信號212AL 解碼器210與EL編碼器160匹配。如果編碼器100將非線性量化器155應(yīng)用于殘差167， 則通過應(yīng)用非線性去量化器（NLDQ) 220產(chǎn)生去量化的殘差222,來反轉(zhuǎn)非線性量化處理。如 果編碼器（100)將空間下采樣應(yīng)用于殘差（167)，則NLDQ(220)之前或之后的空間上采樣器 (未示出）可以將解碼的殘差（例如，212或222)上采樣為其適當(dāng)?shù)目臻g分辨率。通過將殘 差222添加（225)到UHD EDR的估計(jì)265,解碼器200可以產(chǎn)生與編碼器發(fā)送的UHDEDR信 號122的分辨率和顏色格式（例如，4:2:0YCbCr)匹配的UHDEDR信號227。根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用， 一組顏色變換（230)可以將UHD EDR信號232變換為適合于顯示或其它處理的格式。在實(shí) 施例中，給定YCbCr 4:2:0信號227，顏色變換230可以包括4:2:0到4:4:4色度上采樣步 驟，之后為YCbCr到RGB顏色變換步驟。
[0054] 混合逐行和隔行格式的編碼和解碼
[0055] 盡管逐行視頻信號（例如，720p或1080p)的采用增加，但是隔行視頻信號（例 如，1080i)的廣播在視頻廣播中仍然相當(dāng)普遍。在另一實(shí)施例中，圖3描繪了支持使用逐 行和隔行格式的混合的層編碼的UHD EDR編碼系統(tǒng)（300)的另一個(gè)例子。在例子中，BL 信號（332)被以隔行格式（例如，1080i或2160i)編碼，而EL信號（162)被以逐行格式 (progressive format)(例如，2160p)編碼。
[0056] 編碼系統(tǒng)（300)共享編碼系統(tǒng)（100)的大部分功能，因此，在該部分中，將僅討論 這兩個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)鍵差異。如圖3中所描繪的，在基本層處理中，對SDR信號（104)進(jìn)行 顏色轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換為適合于使用BL編碼器（130)編碼的顏色格式（例如，4 :2:0YCbCr)。在示 例實(shí)施例中，BL編碼器（130)的輸出（332)可以包括隔行SDR信號。隔行器（320-A)可以 應(yīng)用本領(lǐng)域中已知的任何隔行和下采樣技術(shù)來將逐行輸入（128)轉(zhuǎn)換為基本層信號（332) 的期望的編碼分辨率的隔行信號（例如，1080i)。
[0057] 與系統(tǒng)（100)相比，在增強(qiáng)層中，系統(tǒng)（100)的處理組件（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)可以應(yīng)用本領(lǐng)域 中已知的任何隔行和下采樣技術(shù)來將逐行輸入（122)轉(zhuǎn)換為與隔行信號（126)的分辨率匹 配的隔行信號（124)。在優(yōu)選實(shí)施例中，（320-A)和（320-B)的下采樣和隔行功能應(yīng)彼此相 同或者盡可能地接近以減小顏色偽像并且改進(jìn)總體圖像編碼質(zhì)量。
[0058] 系統(tǒng)（300)中的亮度和色度預(yù)測器（145和140)保持與系統(tǒng)（100)中的亮度和 色度預(yù)測器相同；然而，它們現(xiàn)在對它們的輸入的單獨(dú)的字段進(jìn)行操作，因?yàn)樾盘枺?24)和 (126)現(xiàn)在是隔行信號。
[0059] 去隔行器（350)也具有雙重功能；它對預(yù)測的HD EDR信號（347)進(jìn)行去隔行，并 且將它上采樣為與UHD EDR信號（122)的分辨率匹配，從而產(chǎn)生具有與信號（122)相同的 分辨率和格式的預(yù)測的UHDEDR信號（152)。系統(tǒng)（300)中的殘差（167)的處理保持與對于 系統(tǒng)（100)描述的處理相同。
[0060] 在一些實(shí)施例中，SDR信號（104)可能已經(jīng)為隔行格式，那么隔行器（320-A)可以 用下采樣器取代。如果輸入信號（104)已經(jīng)是隔行的并且為適當(dāng)?shù)姆直媛?，則可以除去隔 行器（320-A)。
[0061] 在實(shí)施例中，輸入信號（102)和（104)可以都是HD分辨率信號（例如，1080p)。那 么，系統(tǒng)（300)的輸出可以包括編碼的隔行HD(例如，1080i)基本層信號（332)和編碼的逐 行 HD(例如，1080p)殘差（162)。
[0062] 在實(shí)施例中，BL信號（332)和殘差（162)兩者可以為相同的分辨率，但是為混合 格式。例如，BL信號（332)可以被以2160i編碼，而EL信號（162)可以被以2160p編碼。
[0063] 圖4描繪了用于對混合格式編碼器（300)所產(chǎn)生的信號進(jìn)行解碼的解碼器系統(tǒng) (400)的示例實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。系統(tǒng)（400)與解碼器系統(tǒng)（200)幾乎相同，除了以下差異之 外：a)解碼的BL信號（417)現(xiàn)在是隔行視頻信號，（b)亮度和色度預(yù)測器（240和250)對 隔行信號（417)和（247)的字段進(jìn)行操作，以及c)預(yù)測的HD EDR信號（455)是隔行信號。
[0064] 去隔行器（460)在功能上與系統(tǒng)（300)中的去隔行器（350)匹配；因此，它對隔行 HD EDR信號（455)進(jìn)行去隔行和上采樣，以使得其輸出（UHD EDR信號（465))具有與解碼 的誤差殘差信號（222)相同的分辨率和格式。
[0065] 如前所指出的，系統(tǒng)（300)還可以將空間下采樣模塊（未示出）包括在EL路徑中、 非線性量化器（155)之前或之后。在這樣的情況下，在解碼器（400)中，NLDQ(220)之前或 之后的空間上采樣器可以用于將解碼的殘差（212)恢復(fù)到其適當(dāng)?shù)目臻g分辨率。
[0066] 亮度范圍驅(qū)動的自適應(yīng)上采樣
[0067] 如圖1中所描繪的，在亮度和色度預(yù)測步驟（140、145)之后，以因子2對預(yù)測的HD EDR信號（147)進(jìn)行上采樣（150)以產(chǎn)生預(yù)測的UHD EDR信號152。類似的處理也在解碼 器（200)中執(zhí)行，在解碼器（200)中，在亮度和色度預(yù)測步驟（240、250)之后，以因子2對 預(yù)測的HD EDR信號（255)進(jìn)行上采樣（260)以產(chǎn)生預(yù)測的UHDEDR信號（265)。上采樣器 (150)和（260)可以包括本領(lǐng)域中已知的任何上采樣技術(shù)；然而，可以通過利用如該部分中 所描述的亮度范圍驅(qū)動的自適應(yīng)上采樣技術(shù)來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的圖像質(zhì)量。
[0068] 已經(jīng)觀察到，原始EDR信號（122)及其預(yù)測值（152)之間的預(yù)測誤差（167)可以 根據(jù)相應(yīng)的SDR信號（104)中的亮度值而變化。也就是說，圖像中的明亮的或高亮的區(qū)域 中的殘差（167)表現(xiàn)出與暗色調(diào)或中間色調(diào)區(qū)域中的殘差不同類型的特性。在實(shí)施例中， 可以將SDR輸入的亮度范圍劃分為兩個(gè)或更多個(gè)亮度子范圍。自適應(yīng)上采樣濾波方法可以 將不同的上采樣濾波器應(yīng)用于EDR預(yù)測圖像的不同像素，其中，每個(gè)濾波器是根據(jù)SDR圖像 中的相應(yīng)像素的亮度子范圍而選擇的。識別這些亮度子范圍中的每個(gè)的閾值和所使用的濾 波器的標(biāo)識和/或?yàn)V波器系數(shù)本身可以經(jīng)由元數(shù)據(jù)或其它輔助數(shù)據(jù)從編碼器（100)傳送到 解碼器（200)，以使得編碼器和解碼器兩者可以應(yīng)用相同的上采樣濾波器來改進(jìn)圖像質(zhì)量。
[0069] 設(shè)&表示HD EDR信號（147)的亮度像素值，該亮度像素值基于BL編碼器（130) 的輸出的亮度值（即，SDR信號Sij(126-Y))而被預(yù)測。設(shè)th⑴（i = 0，N)表示將像素的 亮度范圍（0彡彡1)劃分為感興趣的N個(gè)亮度范圍（N彡1)(例如，對于N = 3,劃分為 黑色、中間色調(diào)和高光）的一組閾值。設(shè)氏表示在步驟（150)或（260)中用于感興趣的第 i亮度范圍的第i(i = 1，N)上采樣濾波器的一組濾波器系數(shù)，并且設(shè)六&,)表示Sij或者其 局部近鄰的函數(shù)，那么在實(shí)施例中，可以根據(jù)以下用偽代碼表達(dá)的算法1來執(zhí)行上采樣濾 波（例如，15〇或26〇):
[0070] 算法1 一一亮度范圍驅(qū)動的上采樣處理
[0071]
[0072] 在一些實(shí)施例中，氏可以表示2-D不可分離濾波器的濾波器系數(shù)。在一些其它的 實(shí)施例中，氏可以表示2-D可分離上采樣濾波器的系數(shù)，包括但不限于用于水平和垂直上采 樣濾波器的系數(shù)。濾波器系數(shù)氏可以被預(yù)先計(jì)算并且存儲在存儲器中，或者它們可以自適 應(yīng)地根據(jù)某一圖像質(zhì)量準(zhǔn)則計(jì)算。例如，在實(shí)施例中，濾波器系數(shù)氏可以被計(jì)算為使得擴(kuò)展 (up-scaling)濾波器的輸出（預(yù)測的UHD EDR信號（152))和輸入的UHD EDR信號（122) 之間的均方差最小。
[0073] 在一些實(shí)施例中，六^)可以表示感興趣的單個(gè)像素值（例如，\或s w)，而在一 些其它的實(shí)施例中，)可以表示&周圍的一個(gè)或多個(gè)像素的局部平均值或某一其它函 數(shù)（例如，中間值、最小值或最大值）。
[0074] 在實(shí)施例中，可以基于輸入信號的圖像統(tǒng)計(jì)（例如，黑色、中間色調(diào)或高光的平均 值）來確定th(i)閾值?？梢曰诿恳幌袼貐^(qū)域、每一幀或每一場景（例如，具有類似亮 度特性的一組順序圖片）來計(jì)算這些統(tǒng)計(jì)。在一些實(shí)施例中，可以作為濾波設(shè)計(jì)處理的一 部分迭代地確定th(i)。例如，考慮基于某一優(yōu)化準(zhǔn)則（例如，最小化信號（167)的均方差 (MSE))計(jì)算濾波器系數(shù)氏的情況，那么，在實(shí)施例中，算法2用偽代碼描述在給定兩個(gè)邊界 閾值（〇〇?和t_high)和閾值搜索步長（step）的情況下確定新閾值（th*)的示例方法：
[0075] 算法2-一對于兩個(gè)亮度子范圍（N = 2)的閾值確定
[0076]
[0077] 在以上描述中，t_lo^Pt_high表示可能搜索閾值的感興趣的邊界值。例如，在實(shí) 施例中，t_low = min (sj = 0和t_high = max (sj = 1 (其中，1表示被歸一化的最大可 能值）覆蓋可能的亮度值的整個(gè)范圍；然而，在其它實(shí)施例中，邊界值的范圍可能小得多。 例如，時(shí)間t時(shí)計(jì)算用于輸入幀的閾值可以考慮早先（比如說，在時(shí)間t-1時(shí)）計(jì)算的閾值， 從而僅在以前一閾值為中心的較小范圍（例如，th(i)-C、th(i)+C，其中，C是常數(shù)）內(nèi)進(jìn)行 搜索。
[0078] 給定算法2,在一些實(shí)施例中，類似的方法可以用于使用附加閾值將圖片幀的亮度 范圍細(xì)分為亮度范圍的附加分區(qū)。在示例實(shí)施例中，以下算法（算法3)可以用于將給定的 亮度范圍（A、B)細(xì)分為兩個(gè)或三個(gè)亮度子范圍。