СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ/ДЕКОДИРОВАНИЯ МНОГОРАКУРСНОЙ ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ЛОКАЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ ЯРКОСТИ И КОНТРАСТНОСТИ ОПОРНЫХ КАДРОВ БЕЗ ПЕРЕДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СЛУЖЕБНЫХ ДАННЫХ

1. Способ локальной коррекции изменения яркости и контрастности опорного кадра для кодирования многоракурсной видеопоследовательности, включающий в себя следующие этапы:
- получают значения пикселей текущего кодируемого блока, принадлежащего кодируемому кадру, и значения пикселей опорного блока, принадлежащего опорному кадру;
- получают восстановленные, то есть закодированные и затем декодированные, значения пикселей, соседних по отношению к текущему блоку кодируемого кадра, и значения пикселей, соседних по отношению к опорному блоку опорного кадра;
- определяют числовые соотношения между значениями пикселей опорного блока и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, и соотношения между восстановленными значениями пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
- на основе найденных на предыдущем шаге числовых соотношений, значений пикселей опорного блока, восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, определяют параметры коррекции яркости и контрастности для коррекции различия в яркости и контрастности для опорного блока в сравнении с текущим кодируемым блоком;
- выполняют коррекцию различия в яркости и контрастности для опорного блока, используя найденные параметры коррекции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процедура определения числовых соотношений для пикселей текущего кодируемого кадра и опорного кадра, а также процедура определения параметров коррекции изменения яркости и контрастности включают в себя следующие этапы:
- вычисляют статистические характеристики для восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, статистические характеристики для значений пикселей опорного блока и статистические характеристики для значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
- определяют числовые соотношения между статистическими характеристиками для пикселей опорного блока и статистическими характеристиками для восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
- на основе вычисленных статистических характеристик и соотношений между ними производят оценку значения статистической харакетристики для текущего кодируемого блока;
- вычисляют параметр коррекции изменения яркости и констрастности для коррекции различия в яркости и контрастности между опорным и текущим кодируемым блоками на основе найденной оценки статистической характеристики для текущего блока и статистической характеристики опорного блока.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что вычисление статистических характеристик, определение соотношений для статистических характеристик и определение параметра коррекции изменения яркости и контрастности включают в себя следующие этапы:
- в случае наличия восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных слева от текущего кодируемого блока, для них вычисляют среднее значение; в случае наличия восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных сверху над текущим кодируемым блоком, для них вычисляют среднее значение, вычисляют среднее значение для пикселей опорного блока, в случае наличия пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных слева от опорного блока, для них вычисляют среднее значение, а также в случае наличия пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных сверху над опорным блоком, для них также вычисляют среднее значение;
- в случае наличия восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных слева от текущего кодируемого блока, и наличия пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных слева от опорного блока, вычисляют отношение между средним значением пикселей опорного блока и средним значением пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных слева от опорного блока; вычисляют произведение найденного отношения и среднего значения восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных слева от текущего кодируемого блока; определяют параметр коррекции изменения яркости и контрастности как отношение между вычисленным произведением и средним значением для пикселей опорного блока;
- в противном случае, при наличии восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных сверху над текущим кодируемым блоком, и наличии пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных сверху над опорным блоком, вычисляют отношение между средним значением пикселей опорного блока и средним значением пикселей, соседних по отношению к опорному блоку и расположенных сверху над опорным блоком; вычисляют произведение найденного отношения и среднего значения восстановленных пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку и расположенных сверху над текущим кодируемым блоком; определяют параметр коррекции изменения яркости и контрастности как отношение между вычисленным произведением и средним значением для пикселей опорного блока;
- в противном случае, используют метод медианного предсказание для вычисления оценки среднего значения текущего кодируемого блока; определяют параметр коррекции изменения яркости и контрастности как отношение между оценкой среднего значения для пикселей текущего кодируемого блока и средним значением для пикселей опорного блока.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процедура определения соотношений для пикселей текущего кодируемого кадра и опорного кадра, определение параметра коррекции изменения яркости и контрастности, а также выполнение коррекции различия в яркости и контрастности опорного блока в сравнении с текущим кодируемым блоком включают с себя следующие этапы:
i,j
i,j
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow>
- вычисляют первую оценку estD для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке; причем первая оценка estD является линейной комбинацией восстановленных значений
пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, k=0, …, N-1, N - число пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому и опорным блокам;
i,j
i,j
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
- вычисляют вторую оценку estR для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке; причем вторая оценка estR является линейной комбинацией значений
пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, k=0, …, N-1;
i,j
i,j
i,j
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
- определяют, на основе первой оценки estD, второй оценки estR, значений R пикселей опорного блока, восстановленных значений
пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значений
пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, параметр коррекции изменения яркости и контрастности для каждого положения пикселя в опорном блоке;
- выполняют коррекцию изменения яркости и контрастности для каждого пикселя опорного блока с помощью ранее определенных параметров коррекции.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке и определения параметров коррекции изменения яркости и контрастности для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
i,j
k
<mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><msub><mi>D</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><msub><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0,</mn><mo>…</mo><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><msub><mi>W</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow>
- вычисляют первую оценку estD как
, где W(i,j), k=0, …, N-1 - весовые коэффициенты, и
, k=0, …, N-1 - восстановленные значения пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, N - число пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому и опорному блокам;
i,j
k
<mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><msub><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0,</mn><mo>…</mo><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><msub><mi>W</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
- вычисляют вторую оценку estR как
, где W(i,j), k=0, …, N-1 - весовые коэффициенты, и
, k=0, …, N-1 - значения пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
i,j
<mrow><msub><mi>α</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><msub><mi>D</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
- в том случае если вторая оценка estR не равна нулю, определяют параметр коррекции изменения яркости и контрастности для коррекции различия в яркости и контрастности для каждого пикселя в опорном блоке; этот параметр представляет собой отношение:
i,j
в противном случае параметр коррекции α задается равным 1;
i,j
i,j
- выполняют коррекцию яркости и контрастности опорного блока путем умножения значения каждого пикселя опорного блока R на соответствующий параметр коррекции α.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
k
i,j
i,j
k
- вычисляют весовые коэффициенты W(i,j), k=0, …, N-1 для первой оценки estD и для второй оценки estR; для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке весовой коэффициент, W(i,j) равен невозрастающей функции абсолютной разности:
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow>
,
k
i,j
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
что обеспечивает обратно пропорциональное увеличение/уменьшение W(i,j) в зависимости от уменьшения/увеличения абсолютной разности. Здесь R - значение пикселя опорного блока;
(k=0, …, N-1) - значение пикселя, соседнего по отношению к опорному блоку; N - число пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому и опорному блокам.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
k
i,j
i,j
k
- вычисляют весовые коэффициенты W(i,j), k=0, …, N-1 для первой оценки estD и второй оценки estR; для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке весовой коэффициент W(i,j) равен невозрастающей функции абсолютной разности:
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow>
,
k
k
i,j
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
что обеспечивает обратно пропорциональное увеличение/уменьшение W(i,j) в зависимости от уменьшения/увеличения абсолютной разности; в случае, когда
, где Thr - предопределенный порог; в противном случае W(i,j)=0. Здесь R - это значение пикселя опорного блока,
(k=0, …, N-1) - это значение пикселя, соседнего по отношению к опорному блоку.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
k
i,j
i,j
k
- вычисляют весовые коэффициенты W(i,j), k=0, …, N-1 для первой оценки estD и второй оценки estR; для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке весовой коэффициент W(i,j) равен невозрастающей функции абсолютной разности:
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow>
,
k
k
i,j
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow>
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
что обеспечивает обратно пропорциональное увеличение/уменьшение W(i,j) в зависимости от уменьшения/увеличения абсолютной разности; в случае
, где
(k=0, …, N-1) - значение пикселя, соседнего по отношению к текущему кодируемому блоку, Thr1 является первым предопределенным порогом;
, где Thr2 - второй предопределенный порог; в противном случае W(i,j)=0; здесь R - значение пикселя опорного блока,
(k=0, …, N-1) - значение пикселя, соседнего по отношению к опорному блоку.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
k
i,j
i,j
k
k
k
k
i,j
k
<mrow><msub><mi>A</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi></mrow>
- вычисляют весовые коэффициенты W(i,j), k=0, …, N-1 для первой оценки estD и второй оценки estR; для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке весовой коэффициент W(i,j) равен W(i,j)=exp(-C·A(i,j)), где C - это предопределенная константа больше 0, и A(i,j) равняется
, где R - значение пикселя опорного блока,
(k=0, …, N-1) - значение пикселя, соседнего по отношению к опорному блоку; в случае
, где Thr - предопределенный порог; иначе W(i,j)=0.
10. Способ по п.5, отличающийся тем, что процедура вычисления первой и второй оценок для каждого положения пикселя в опорном блоке включает в себя следующие этапы:
k
i,j
i,j
k
k
k
k
i,j
k
<mrow><msub><mi>A</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup></mrow>
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>D</mi></msubsup></mrow>
<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>k</mi><mi>R</mi></msubsup><mo>−</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>T</mi><mi>h</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></mrow>
- вычисляют весовые коэффициенты W(i,j), k=0, …, N-1 для первой оценки estD и второй оценки estR; для каждого положения (i,j) пикселя в опорном блоке весовой коэффициент W(i,j) равен W(i,j)=exp(-C·A(i,j)), где C - это предопределенная константа больше 0, и A(i,j) равняется
, где R - это значение пикселя опорного блока,
(k=0, …, N-1) - это значение пикселя, соседнего по отношению к опорному блоку, в случае
, где
, (k=0, …, N-1) является значением пикселя, соседнего по отношению к текущему кодируемому блоку, Thr1 - первый предопределенный порог; и
, где Thr2 - второй предопределенный порог; иначе W(i,j)=0.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что позиции восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и позиции значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку определяют адаптивно вместо соответствующих пикселей с наперед заданными позициями.
12. Способ кодирования многоракурсных видеопоследовательностей, основанный на локальной коррекции яркости и контрастности опорного блока, включающий в себя выполнение следующих этапов:
- определяют опорный блок, который используется для формирования блока-предсказания для текущего кодируемого блока;
- определяют параметры коррекции изменения яркости и контрастности для коррекции различия в яркости и контрастности между опорным блоком и текущим кодируемым блоком в процессе поиска или по завершении поиска опорного блока;
- выполняют коррекцию изменения яркости и контрастности найденного опорного блока за счет использования найденных параметров коррекции изменения яркости и контрастности;
- формируют блок-предсказание для текущего кодируемого блока за счет использования скорректированного по яркости и контрастности опорного блока;
- кодируют текущий блок с помощью сформированного блока-предсказания без кодирования найденных параметров коррекции изменения яркости и контрастности; кодирование информации об опорном блоке, если это необходимо для декодирования;
отличающийся тем, что процедура определения параметров коррекции яркости и контрастности включает в себя следующие этапы:
- получают восстановленные, то есть закодированные и затем декодированные, значения пикселей, соседних по отношению к текущему блоку кодируемого кадра, и значения пикселей, соседних по отношению к опорному блоку опорного кадра;
- определяют числовые соотношения между значениями пикселей опорного блока и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, и соотношения между восстановленными значениями пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
- на основе найденных на предыдущем шаге числовых соотношений, значений пикселей опорного блока, восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, определяют параметры коррекции изменения яркости и контрастности для коррекции различия в яркости и контрастности для опорного блока.
13. Способ декодирования многоракурсных видеопоследовательностей, основанный на коррекции яркости и контрастности, включающий в себя следующие этапы:
- декодируют информацию об опорном блоке, если это необходимо для того, чтобы определить опорный блок текущего блока, и определяют опорный блок;
- определяют параметры коррекции изменения яркости и контрастности для коррекции яркости и контрастности для найденного опорного блока;
- выполняют коррекцию различия в яркости и контрастности для найденного опорного блока, используя найденные параметры коррекции изменения яркости и контрастности;
- формируют блок-предсказание для текущего декодируемого блока, используя опорный блок, скорректированный по яркости и контрастности;
- декодируют текущий блок, используя сформированный блок-предсказание и найденные параметры коррекции изменения яркости и контрастности;
отличающийся тем, что процедура определения параметров коррекции яркости и контрастности включает в себя следующие этапы:
- получают восстановленные, то есть, закодированные и затем декодированные, значения пикселей, соседних по отношению к текущему блоку кодируемого кадра, и значения пикселей, соседних по отношению к опорному блоку опорного кадра;
- определяют числовые соотношения между значениями пикселей опорного блока и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, и соотношения между восстановленными значениями пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значениями пикселей, соседних по отношению к опорному блоку;
- на основе найденных на предыдущем шаге числовых соотношений, значений пикселей опорного блока, восстановленных значений пикселей, соседних по отношению к текущему кодируемому блоку, и значений пикселей, соседних по отношению к опорному блоку, определяют параметры коррекции изменения яркости и контрастности для коррекции различия в яркости и контрастности для опорного блока.