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LMCS（Luma Mapping with Chroma Scaling）是VVC（Versatile Video Codec）中的一项新增技术，通常被称为“环路重整形”（in-loop reshaper）。该技术在HDR（高动态范围）和SDR（标准动态范围）视频编码中发挥着重要作用。

LMCS主要包括两部分：

基于自适应分段线性模型的环内亮度映射

基于亮度的色度残差缩放

基于分段线性模型的环内亮度映射

在VVC中，LMCS用于调整输入信号的动态范围，以提高压缩效率。对于HDR图像，其动态范围通常很高（例如10比特），而显示设备的显色器通常支持8比特的动态范围。这意味着需要对亮度信号进行色调映射，以匹配显示设备的范围。

LMCS通过定义一个前向映射函数（FwdMap）和对应的逆向映射函数（InvMap）来实现亮度调整。FwdMap是一个分段线性模型，分为16个均匀的区间。由于只需要传输前向映射函数，码流的传输效率相对较高。每个Tile组（tile group）可以独立使用不同的映射模型。Tile组会传输两个标志位：

• 一个标志位用于表示当前Tile组是否使用分段线性映射模型；
• 另一个标志位用于判断当前Tile组是否启用了LMCS功能。
  在实际操作中，每个Tile组需要根据上述标志位的值传输对应的映射参数。

具体而言，分段线性模型将输入信号的10比特范围（0-1023）划分为16个等长度的子区间。以10比特为例，每个子区间默认包含64个码字（1024/16）。实际传输的码字数量会影响映射函数的缩放因子。

每个分段区间由InputPivot和MappedPivot数组定义。Generate方法如下：

OrgCW = 64（参考词条）

对于i = 0到15，InputPivot[i] = i * OrgCW

MappedPivot数组的值基于传输的码字数（SignalledCW[i]）计算。

通过预定义的映射表（LUT）或动态计算（on-the-fly computation），映射过程可以实现。

基于亮度的色度残差缩放

如果当前Tile组未启用Dual Tree Partition并且使用了LMCS功能，则需要一个额外的标志位控制是否启用基于亮度的色度残差缩放。此外，在色度块的大小小于等于4时也禁止使用基于亮度的色度缩放。

色度残差缩放主要依赖于相邻亮度预测块的平均值，将色度残差与平均亮度值缩放以优化色彩恢复效果。

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