JP2014508360A - ヒストグラムを用いることによる別バージョンの画像コンテンツの生成 - Google Patents

ヒストグラムを用いることによる別バージョンの画像コンテンツの生成 Download PDF

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Abstract

ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、ビデオコンテンツの第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得すること、プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成すること、マッピングを適用することで、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの追加バージョンを生成することにより、１つまたは複数のバージョンのビデオコンテンツまたは他の画像コンテンツを生成することができる。

Description

本発明は、画像の表示および処理、ならびにデータ通信に関するものである。本発明は、画像データの符号化、復号化、保存、および伝送に特に適用される。例示的な実施形態により、ビデオデータが異なる色域に基づくものである複数のバージョンを含むビデオデータを符号化および復号化する装置ならびに方法を提供する。
テレビ、コンピュータモニタ、携帯機器のディスプレイのようなディスプレイ、さらには仮想現実ディスプレイ、ビークルシミュレータ、広告用ディスプレイ、スタジアム・ディスプレイのような特殊用途ディスプレイなどが、広く普及している。最新技術によるディスプレイでは、色および階調の細かいニュアンスを表示することが可能である。
現在では、幅広いディスプレイ技術が利用可能である。例えば、プラズマディスプレイ、様々なタイプのＬＥＤ、蛍光灯、または高輝度白熱灯といった種々の光源によるバックライト付きのＬＣＤディスプレイ、ブラウン管型ディスプレイ、デジタルシネマ・ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：有機発光ダイオード）ディスプレイなどがある。個々のディスプレイは、ディスプレイハードウェアと、ビデオ信号を受け取ってディスプレイハードウェアを駆動することでビデオ信号のビデオコンテンツを表示させるビデオ信号処理コンポーネントと、を組み合わせたものである。
異なるディスプレイでは、以下のような特性に関して大きな違いがある場合がある。
・ ディスプレイで再現可能な色域；
・ 得られる最大輝度；
・ コントラスト比；
・ 解像度；
・ 受け入れ可能な入力信号フォーマット；
・ 色深度；
・ 白レベル；
・ 黒レベル；
・ 白色点；
・ グレーステップ；
・ など。
ディスプレイごとに動作が大きく異なり得るので、同じ画像コンテンツでも表示されるディスプレイが異なると違って見えることがある。あるディスプレイで鑑賞するときは見た目が良い画像コンテンツが、能力の異なる別のディスプレイで鑑賞するときには、それほど良くないことがある。一部のディスプレイで表示されるときには、制作者の創作意図と一致する画像コンテンツが、他のディスプレイで表示されるときには、制作者の創作意図から幾分はずれることがある。
色および輝度の知覚は、周囲条件による影響を受ける。シアター環境（薄暗い周囲照明）で提示されるビデオまたは他の画像は、周辺光が十分な環境で表示されるときに知覚されるであろう同様のビデオまたは他の画像とは大きく異なって、鑑賞者により知覚されることがある。さらに、周辺光の（色温度などの）特性が、鑑賞者によるビデオコンテンツの知覚に影響し得る。
ビデオ作品または他の画像の制作者は、画像が表示されるときに制作者の創作意図と一致する所望の見た目となるように、画像のピクセルの階調と色を設定することができる。例えば、制作者は、いくつかのシーンを、他のシーンよりも暗く緊迫感のあるものにしたいことがある。制作者は、あるシーンで描かれる特定の出物を目立たせたり、あるいは目立たなくしたりしたいことがある。制作者は、いくつかのシーンでは色彩を特別に鮮やかに見えるようにし、他のシーンではより落ち着いた色彩にしたいことがある。画像のピクセルの階調および色を調整することには、元のビデオデータに対してカラーグレーディング（または「カラータイミング」）を実施することを含むことができる。カラーグレーディングは、所望の見た目を実現するようにユーザがビデオデータを様々に変更することを可能にするハードウェア／ソフトウェアシステムを用いて、実行することができる。
コンテンツを鑑賞するディスプレイの選択、およびコンテンツが鑑賞されるときの周囲照明条件は、鑑賞されるコンテンツの鑑賞者による知覚に影響し得るので、制作者は、そのビデオ作品が鑑賞される可能性のあるすべてのディスプレイについて、さらにはそのビデオ作品が鑑賞される可能性のあるあらゆる周囲条件について、個別にカラーグレーディングを実施することが理想的である。この場合、鑑賞者は、自身のディスプレイおよび周囲条件での鑑賞用に最適化された作品のカスタマイズ・バージョンを得ることができる。これは、一般的には実現不可能である。
本出願と同一の所有者により“ＤＩＳＰＬＡＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ（ディスプレイ管理方法ならびに装置）”という名称で２０１０年２月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／３０７５４７号、“ＤＩＳＰＬＡＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＥＲＶＥＲ（ディスプレイ管理サーバ）”という名称の米国仮特許出願第６１／３６６８９９号、“ＤＩＳＰＬＡＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ（ディスプレイ管理方法ならびに装置）”という名称で２０１０年７月１０日に出願された米国仮特許出願第６１／３６４６９３号は、特定のディスプレイでの表示に適した色および階調のビデオコンテンツを、他のディスプレイでの表示用に作成されたビデオコンテンツの異なるバージョン間の内挿または外挿により生成することを記載している。これらの出願は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
例えば、あるバージョンは、Ｒｅｃ７０９ディスプレイでの鑑賞用にカラーグレーディングが施されることがあり、別のバージョンは、ＶＤＲディスプレイでの鑑賞用にカラーグレーディングが施されることがある。Ｒｅｃ７０９は、参照により本明細書に組み込まれるＩＴＵ‐Ｒ勧告ＢＴ．７０９で規定されるビデオデータ・フォーマットである。映像ダイナミックレンジ（ＶＤＲ：Ｖｉｓｕａｌ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）は、極めて広い範囲の色および階調を表現することが可能なフォーマットである。ＶＤＲは、例えば、本出願と同一の所有者による“ＥＸＴＥＮＤＥＤ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ ＡＮＤ ＥＸＴＥＮＤＥＤ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＩＴＹ ＩＭＡＧＥ ＳＩＧＮＡＬ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＡＮＤ／ＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＶＩＡ ＬＥＧＡＣＹ ＶＩＤＥＯ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥＳ（拡張ダイナミックレンジおよび拡張次元をもつ画像信号変換、ならびに／またはレガシー・ビデオインタフェースによる配信）”という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２２７００号に記載されており、この文献は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。ＶＤＲフォーマットは、人間の視覚の全範囲を符号化することが可能である。
内挿／外挿または他の方法を用いることを目的として、画像データ（例えば、ビデオデータ）を配信および保存のために符号化する効率的な方法であって、画像で描かれる出物を表現するために選択された階調および／または色が異なる複数バージョンの画像データが、符号化画像データから復元可能であるような符号化の方法が必要とされている。上述のように、このような符号化画像データによって、画像データに盛り込まれた創作意図をできる限り保護するように、様々に異なるディスプレイで表示されるビデオまたは他の画像の見た目を適応させることを容易とすることができる。
カラーグレーディングは、通常、熟練者の介入を要する時間のかかる作業であるため、そのコンテンツをカラーグレーディングで適応させたディスプレイ以外の他のディスプレイでの表示に適した別バージョンのビデオコンテンツ（または他の画像コンテンツ）を生成するための効果的な方法および装置が、同じく必要である。
本発明は、いくつかの態様を含んでいる。それらには、限定するものではないが、２つまたはそれ以上のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの符号化のための方法と、符号化表現からの複数のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの復号化および抽出のための方法と、２つまたはそれ以上のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの符号化のための装置と、符号化表現からの複数のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの復号化および抽出のための装置（そのような装置には、例えば、ディスプレイ、デコーダ、メディアプレーヤ、ケーブルシステムのセットトップボックスなどを含むことができる）と、新しいバージョンのビデオコンテンツまたは他の画像コンテンツを保持するビデオまたは他の画像データの生成のための方法および装置と、が含まれる。
本発明の一態様により、ビデオコンテンツの追加バージョンを生成する方法を提供する。該方法は、ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、ビデオコンテンツの第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得することを含む。該方法は、プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを繰り返し回数で繰り返し実行することにより、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成する。上記繰り返し回数は、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数よりも少ない。該方法は、上記マッピングを適用することで、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの追加バージョンを生成する。
一部の実施形態において、本方法は、プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの複数の異なる繰り返し回数に対応するマッピングを生成すること、それらのマッピングを適用することで、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの複数の対応する追加バージョンを生成することを含む。
一部の実施形態において、本方法は、周辺光センサからの信号に基づいて、ビデオコンテンツの追加バージョンのいずれかを表示するために選択することを含む。一部の実施形態において、本方法は、周辺光センサからの信号に基づいて、上記繰り返し回数を決定することを含む。
一部の実施形態において、ビデオコンテンツの第２のバージョンからビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成することは、第１のカラーチャネルに対応するヒストグラムデータについて、第１の繰り返し回数でプログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを実行すること、第２のカラーチャネルに対応するヒストグラムデータについて、第２の繰り返し回数でプログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを実行することを含み、第２の繰り返し回数は、第１の繰り返し回数とは異なる。図面を参照し、以下の詳細な説明を吟味することで、上記の例示的な態様および実施形態に加えて、さらなる態様および実施形態が明らかになるであろう。
限定するものではない例示的な実施形態を添付の図面に示している。本明細書において開示する実施形態および図面は、限定するものではなく、例示とみなされるべきものである。
本明細書で記載する技術の１つの適用例を提示するビデオ配信パイプラインを示す模式図である。 例示的な実施形態による符号化方法を示すフローチャートである。 データコンテナの中の情報を用いて第１のバージョンのビデオコンテンツを再現する方法を示すフローチャートである。 図３の方法において適用することができる例示的なプログレッシブヒストグラムマッチング法を示すフローチャートである。 例示的なプログレッシブヒストグラムマッチング・エンジンの模式図である。
以下の説明を通して、より深い理解を当業者に与えるため、具体的詳細について記載する。ただし、開示を不必要に不明瞭にすることがないよう、周知の要素については、詳細に提示または記載していない場合がある。よって、説明および図面は、限定的意味ではなく例示的意味のものとみなされるべきである。
図１は、本明細書で記載する技術の１つの適用例を提示するビデオ配信パイプライン２０を示している。２つのバージョン２１Ａと２１Ｂのビデオ作品が、スタジオ環境で制作される。それぞれのバージョンは、同じオリジナル・ビデオコンテンツ（例えば、長編映画、テレビ番組、広告）を表すものである。これらのバージョンは、入力媒体２１Ｃから生成される。
図示の実施形態では、第１と第２のバージョン２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ、リファレンスディスプレイ２２Ａおよび２２Ｂを備えた編集／カラータイミング・スイート（ｅｄｉｔｉｎｇ／ｃｏｌｏｒ ｔｉｍｉｎｇ ｓｕｉｔｅ）２２を用いて、カラータイミングが施され、さらに／または配信が認可される。リファレンスディスプレイ２２Ａ、２２Ｂは、任意選択的に、いくつかのモードで動作可能な１つのディスプレイに併合することもできる。それらのバージョンは、エンコーダ２４により配信用に符号化される。エンコーダ２４は、符号化出力２５を供給する。出力２５は、ファイル、ストリーム、または他のデータ構造を含むことができ、それは、保存すること、および／または配信チャネル２６を介して配信することが可能である。
例示的な実施形態において、第１と第２のバージョン２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ、レガシー・ディスプレイ装置（例えば、本明細書で記載するような第１と第２の入力画像データに基づいて、表示用の信号を生成するように構成されていないテレビ）で表示可能な後方互換性のある第１のバージョンと、色域が広いハイダイナミックレンジのディスプレイで最適に表示されるバージョンである。
配信チャネル２６には、例えば、データ通信ネットワーク（ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、インターネット、セルラデータネットワーク、ワイヤレスネットワーク、ケーブルテレビＣＡＴＶシステム、衛星放送システムなど）、媒体（ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ポータブルデータストア、磁気もしくは光データ記憶媒体など）、またはシステム内のバスもしくは他のデータ通信リンク、を含むことができる。
出力２５は、配信チャネル２６を介して伝送され、そしてデコーダ２８により復号化されることで、第１と第２のバージョン２１Ａ、２１Ｂが復元される。例示的な実施形態では、復号化によって、第１のバージョン２１Ａを保持するストリーム２９Ａが、表示のためにレガシー・ディスプレイ３０Ａに供給される。第２のバージョン２１Ｂを保持する第２のストリーム２９Ｂが、表示のために先進ディスプレイ３０Ｂに供給される。ストリーム２９Ａおよび２９Ｂは両方とも補間器３２に供給され、これにより、内挿および／または外挿されたストリーム２９Ｃであって、他のディスプレイ３０Ｃでの表示用の第１のバージョン２１Ａと第２のバージョン２１Ｂのハイブリッドを保持するストリームが生成される。
図２は、例示的な実施形態による符号化方法４０を示している。本方法４０は、ブロック４１Ａで、第１のバージョン２１Ａを適切な色空間に変換する。第１のバージョン２１Ａが既に適切な色空間のものである場合は、ブロック４１Ａは必要ない。様々な色空間を用いることができる。一部の実施形態では、ブロック４１Ａにおいて、第１のバージョンを、異なるカラーチャネルがほぼ無相関である色空間に変換する。これは、後述するように各カラーチャネルが個別に処理される場合に画像アーチファクトが抑えられるので、都合がよい。色空間は、補色空間とすることができる。
多くの適用例で十分無相関である色空間の例には、（例えば、Ｄ．Ｌ．Ｒｕｄｅｒｍａｎ等による「“Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｎａｔｕｒａｌ ｉｍａｇｅｓ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｖｉｓｕａｌ ｃｏｄｉｎｇ（自然画像に対する錐体応答の統計：視覚符号化における意義）”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ Ａ，１５巻，８号，２０３６〜２０４５頁，１９９８年」に記載されている）ｌαβと、（例えば、Ｒ．Ｋ．Ｋｏｕａｓｓｉ等による「“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｋａｒｈｕｎｅｎ‐Ｌｏｅｖｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｆｏｒ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ（自然色画像解析へのカルーネン・レーベ変換の適用）”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３１ｓｔ Ａｓｉｌｏｍａｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ＆Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ（ＡＣＳＳＣ‘９７），２巻，１７４０〜１７４４頁，Ｐａｃｉｆｉｃ Ｇｒｏｖｅ，カリフォルニア州，米国，１９９７年１１月」、およびＭｉｒｃｅａ Ｃ．Ｉｏｎｉｔａ等による「“Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆａｃｅ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ／Ｔｒａｃｋｉｎｇ（無相関の色情報を顔領域抽出／顔追跡に用いるメリット）”，Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，２００８（２００８年），論文ＩＤ５８３６８７」に記載されている）例えば、主成分分析（ＰＣＡ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ）またはカルーネン・レーベ変換（ＫＬＴ：Ｋａｒｈｕｎｅｎ‐Ｌｏｅｖｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて決定される画像依存の色空間と、Ｏ１Ｏ２Ｏ３と、ＹｄｂＤｒと、ＹＣｏＣｇ‐Ｒと、ＣＩＥＬａｂと、が含まれる。
本方法４０は、ブロック４２で、第１のバージョン２１Ａについてのヒストグラム４３を算出する。例示的な実施形態では、本方法４０は、第１のバージョン２１Ａの各フレームについて、ヒストグラムのセット４３を算出する。このセット４３は、第１のバージョン２１Ａの各カラーチャネルのヒストグラムデータを含むことができる。各カラーチャネルのヒストグラムデータは、いくつかのビンのそれぞれで、該ヒストグラムに関連付けられる第１のバージョン２１Ａのフレームまたは他の部分の中のいくつのピクセルが、該カラーチャネルについて、そのビンに対応する範囲内にあるピクセル値を有するのかを明示することができる。一部の実施形態では、ビンの数は、可能なカラーチャネル値の個数よりも少ない。一部の実施形態では、ヒストグラムデータは圧縮される。一部の実施形態では、ビンの数は、２５０個であるか、またはそれより少ない。一部の実施形態では、ビンの数は、５０個であるか、またはそれより少ない。
異なるカラーチャネルのヒストグラムのビンの数が同じであることは、必須ではない。異なるカラーチャネルには、ビン数が異なるヒストグラムを用いてもよい。
本方法４０は、ブロック４１Ｂで、任意選択的に、第２のバージョン２１Ｂに対して色空間変換を実行する。ブロック４４で、第２のバージョン２１Ｂを符号化することで、符号化された第２のバージョン４５を生成する。ブロック４４には、可逆符号化、またはその用途で十分な画像品質が得られる非可逆符号化を含むことができる。例えば、ブロック４４は、第２のバージョン２１ＢのＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）符号化を含むことができる。
一部の実施形態においてブロック４４と併合されるブロック４６では、ブロック４２からのヒストグラムデータ４３が、符号化された第２のバージョン４５と関連付けられる。この関連付けには、ヒストグラムデータ４３と、符号化された第２のバージョン４５とを、共通のデータ構造にパッケージ化することを含むことができる。例示的な実施形態では、符号化された第２のバージョン４５はビデオストリームを含み、そしてヒストグラムデータ４３は、ビデオストリームの中のメタデータとして符号化される。一般に、符号化された第２のバージョン４５とヒストグラムデータ４３は、共通のコンテナ４７で（例えば、共通のパッケージ、データ構造、物理媒体などで）提供される。コンテナ４７は、配信ブロック４８で示されるように、配信先ディスプレイで表示するために配信することができる。
後述するように、符号化された第２のバージョン４５と、第１のバージョン２１Ａのヒストグラムデータ４３とから、第１のバージョン２１Ａの再現を得ることができる。これによって、ヒストグラムデータ４３が第１のバージョン２１Ａよりもはるかに小さいことから、データ通信においてかなりの効率が得られる。一部の実施形態では、追加データなしで、第１のバージョン２１Ａの十分正確な再現を得ることが可能である。
一部の実施形態では、第１のバージョン２１Ａの再現を向上させるために用いられる追加情報が、コンテナ４７に含まれる。追加情報には、残差情報を含むことができる。図２には、第２のバージョン２１Ｂまたは符号化された第２のバージョン４５（どちらか１つのみ必要）と、ヒストグラムデータ４３とを用いて、第１のバージョン２１Ａの再現５０を生成するオプションのブロック４９を示している。ブロック５２では、再現５０を第１のバージョン２１Ａと比較することで、残差５３を得る。ブロック５２は、例えば、第１のバージョン２１Ａから再現５０を減算して残差５３を得ることを含むことができる。
ブロック５４では、残差５３を符号化残差５５として符号化し、符号化残差５５をコンテナ４７に格納する。第１のバージョン２１Ａは、第２のバージョン２１Ｂと（色および階調の違いを除いて）同じ画像を表現するものであり、また、ヒストグラムデータ４３を用いることによって再現５０は第１のバージョン２１Ａのものと類似した色および階調となるため、再現５０は第１のバージョン２１Ａに極めて類似したものとなり得る。従って、残差５３は、多数の小さな値を有し得る。残差５３は、ブロック５４で、可逆的または非可逆的に符号化することができる。一部の実施形態では、残差５３は、残差を用いて生成される第１のバージョン２１Ａの再現の見た目に大きく影響しないほど小さい残差値は保持しないアルゴリズムを用いて符号化される。例えば、符号化ブロック５４は、量子化閾値よりも低い残差値をゼロに設定する量子化ステップを含むことができる。このような実施形態では、符号化残差のほとんどの値はゼロになるので、残差を符号化してコンテナ４７に含めるときに大幅に圧縮することができる。各カラーチャネル（輝度チャネルがある場合、これもカラーチャネルである）について、個別に残差５３を取得して処理することができる。
図３は、コンテナ４７の中の情報を用いて第１のバージョン２１Ａを再現する方法６０を示している。この情報は、符号化された第２のバージョン４５と、第１のバージョン２１Ａのヒストグラムデータ４３と、さらにオプションで符号化残差５３と、を含んでいる。本方法６０は、方法４０のブロック４９で適用することができ、さらに下流で第１のバージョン２１Ａの再現を得るために適用することもできる。
ブロック６２で、第２のバージョン２１Ｂが復号化される。復号化した第２のバージョン２１Ｂは、ブロック６３で示されるようにディスプレイに直接表示することができる。
ブロック６４では、第１のバージョン２１Ａの再現を生成する。再現は、第２のバージョン２１Ｂのヒストグラムを、より（ヒストグラムデータ４３からの）第１のバージョン２１Ａのヒストグラムに似せるように変形するためのヒストグラム変換を決定すること、次に、そのヒストグラム変換から決定される変換に従って第２のバージョン２１Ｂのピクセルのカラー値を変換することを含む方法によって作成される。一部の実施形態において、これは、各チャネルについて個別に実行される（例えば、第２のバージョン２１Ｂのピクセル値がｌαβ色空間で表される場合、ｌチャネル、αチャネル、βチャネルについて個別に実行される）。
ブロック６４では、プログレッシブヒストグラムマッチング法を適用することで、第１のバージョン２１Ａの再現６３を作成する。プログレッシブヒストグラムマッチングは、基本的に、第２のバージョン２１Ｂのカラーチャネル値を変更することで機能し、これにより、カラー値が変更された第２のバージョン２１Ｂのヒストグラムデータと、第１のバージョン２１Ａのヒストグラムデータ４３との間のより厳密な一致を得る。これは、段階的にヒストグラムのより細部を一致させるいくつかの段階で実行することができる。段階数は、目下の用途で第１のバージョン２１Ａへの忠実度が容認できる再現６３が得られるように選択される。それぞれのステージでは、異なるスケールでヒストグラムを一致させる。
本方法６０では、オプションとして、残差５５が提供される場合に、これをブロック６６で復号化して残差５３を取得し、補正ブロック６８で残差５３を適用することで、補正された第１のバージョンの再現６９を得る。補正された第１のバージョンの再現６９、および／または再現された第１のバージョン６３は、ブロック６３Ａで表示される。
一部の実施形態では、本方法６０は、第２のバージョン２１Ｂの選択されたフレームについてのみ、ヒストグラム変換を算出する。そのような実施形態のいくつかでは、第２のバージョン２１Ｂの非選択フレームのカラー値は、第２のバージョン２１Ｂの選択されたフレームについて算出されたヒストグラム変換から決定される変換に従って、変換することができる。例えば、符号化された第２のバージョン４５は、選択フレームがキーフレームとして指定されるＭＰＥＧ符号化コンテンツを含む場合があり、本方法６０は、符号化された第２のバージョン４５のキーフレームについてのみ、ヒストグラム変換を算出することができる。符号化された第２のバージョン４５の非キーフレームのカラー値は、対応するキーフレームのヒストグラムから決定される変換に従って、変換することができる。例えば、２つのシーンカット間の一シーンについて変換を設定することができる。同じ変換を複数のフレームに対して用いることで、時間的安定性を効果的に向上させる。
非選択フレームについては第１のバージョンのヒストグラムデータが第１のバージョン２１Ａの再現に用いられない一部の実施形態において、方法４０は、第１のバージョンの非選択フレームについてヒストグラムデータを算出しないか、または第１のバージョンの非選択フレームのヒストグラムデータを符号化しない。そのような実施形態において、残差５３は、非選択フレームについて算出、符号化、および格納されてもよいし、あるいは算出、符号化、および格納されなくてもよい。
図４は、ブロック６４で適用することができる例示的なプログレッシブヒストグラムマッチング法７０を示している。本方法７０は、それぞれのカラーチャネルについて繰り返すことができる。本方法７０は、異なるヒストグラムスケールについて繰り返されるループ７１を含んでおり、より粗いスケールで開始して徐々に細かいスケールについて繰り返される。各スケールは、ビンの数に関連付けることができ、ヒストグラム値は、より少ないビンに対応する（平均して、より多数の異なる値が各ビンに関連付けられる）より粗いスケールと、より多くのビンに対応する（平均して、より少数の異なる値が各ビンに関連付けられる）より細かいスケールとで、累積される。
この例示的な実施形態では、ブロック７２で、現在のカラーチャネルのヒストグラムデータ４３をダウンサンプリングする。ダウンサンプリングの程度（ダウンサンプリング・ファクタ）は、現在のスケールに依存する。スケールは、スケールパラメータで示すことができる。ヒストグラムデータをダウンサンプリングすることによって、高周波の細部は取り除かれるが、ヒストグラムの肉眼的特徴は維持される。ダウンサンプリングには、例えば、バイキュービック補間を含むことができる。
ダウンサンプリングされたヒストグラムデータは、ブロック７４で、アップサンプリングすることで、元のサイズまたは他の所定のサイズに戻される。ブロック７４は、あれば好都合であるが、必須ではない。ループ７１の各繰り返しで、ヒストグラムデータが同じ分解能で表現される場合には、処理ロジックを若干簡単にすることが可能である。
ダウンサンプリングされたヒストグラムデータをアップサンプリングするために、様々な方法論を適用することができる。例えば、例示的な実施形態において、アップサンプリングには、最近傍法が含まれる。アップサンプリングに最近傍法を適用すると、非常に簡単で、かつ許容できる結果が得られるという利点がある。
ブロック７６は、ヒストグラムにおける特徴を識別することを含んでいる。特徴識別は、例えば、ヒストグラムの１次導関数のゼロ交差を見つけることを含むことができる。１次導関数は、例えば、前進差分によって得ることができる。ゼロ交差は、ヒストグラムの２次導関数を用いて極大点または極小点として分類することができる。
ブロック７８では、ブロック７６で検出された特徴に基づいて、ヒストグラムの中のピークを含むヒストグラムの領域を識別する。各領域は、例えば、ヒストグラムの１つの極小点からヒストグラムの次の極小点までにわたるビンを含むことができる。領域の両端で選択される末尾のビンは、隣接する領域間で重複を避けるように選択することができる。
ブロック８０では、ブロック７８で識別された各領域の統計的特性を決定する。ブロック８０は、例えば、各領域の平均および標準偏差を算出することを含むことができる。
ブロック８２では、第２のバージョン２１Ａについてのヒストグラム８３を生成する。ブロック８４では、ヒストグラム８３の統計的尺度（例えば、平均および標準偏差）を生成する。ブロック８６では、ヒストグラム８３の各領域の平均および標準偏差が、ヒストグラム４３の対応する領域のものと一致するように、ヒストグラム８３を整形する。この整形は、以下の式に従って実行することができる。
ここで、ｈはヒストグラム値であり、σは一領域の標準偏差であり、μは一領域の平均であり、（ｈＡ、μＡ、σＡにあるような）添字Ａは、第１のバージョン２１Ａのヒストグラム４３を指しており、（ｈＢ、μＢ、σＢにあるような）添字Ｂは、第２のバージョン２１Ｂのヒストグラムを指しており、ｗＡおよびｗＢは重みである。一般に、重みは、ｗＡ＋ｗＢ＝１となるように選択される。
一部の実施形態において、ｗＡはスケールに依存する。例えば、ｗＡは、スケールが細かくなる繰り返しでは、増加させることができる。例えば、一部の実施形態では、ｗＡ＝ｋ／ＳＭＡＸであって、このとき、ｋはスケールを表すインデックス（例えば、ループ７１の繰り返し回数）であり、ＳＭＡＸはｋの最大値である。
ブロック８８では、更新された第２のバージョンのヒストグラム８３の特徴（例えば極小点）を決定する。ブロック８９では、更新された第２のバージョンのヒストグラム８３において領域を識別する。ブロック９０では、更新された第２のバージョンのヒストグラム８３の極小点の間の領域について、統計（例えば、平均および標準偏差）を算出する。ブロック９２では、更新された第２のバージョンのヒストグラム８３においてブロック８９で識別された領域についての統計的尺度（例えば、平均および標準偏差）が、ヒストグラム４３の対応する領域についてのものと一致するように、第２のバージョンのヒストグラム８３を整形する。後に続くループ７１の各繰り返しでは、先行するループ７１の繰り返しからの更新された第２のバージョンのヒストグラム８３が、第２のバージョン２１Ｂのヒストグラムの代わりに用いられる。
最後の最も細かい詳細レベルについて（例えば、ｋ＝ＳＭＡＸである反復の終わりに）ループ７１が実行されたら、その結果として得られる整形された第２のバージョンのヒストグラム８３はブロック９４に渡されて、これにより、第２のバージョン２１Ｂからのピクセル値は、整形された第２のバージョンのヒストグラム８３に基づき変更された値に、再マッピングされる。これは、例えば、以下の計算を実行することにより、実施することができる。
ここで、ＶＯＵＴは、第１のバージョン２１Ａの再現における位置（ｘ，ｙ）のピクセルについての現在のチャネルのピクセルカラー値であり、ＣＡは、第１のバージョン２１Ａのヒストグラムの累積ヒストグラムであり、ＣＯＵＴ −１は、第２のバージョン２１Ｂの整形されたヒストグラムの逆累積ヒストグラムであり、ｖｏ（ｉ）は、整形された第２のバージョンのヒストグラムのｉ番目のビンに対応する値であり、ｍｉｎ（Ｖ）は、ピクセルカラー値の最小値であり、Ｒは、ヒストグラムのビン幅である。累積ヒストグラムＣは、基本的にビンのインデックスを累積カウント数にマッピングする。逆累積ヒストグラムＣ−１は、基本的に所与の累積カウント数に対応するビンのインデックスを与える。
オプションであるブロック９６および９８では、それぞれ、コンテナから残差を抽出し、残差を適用することで第１のバージョン２１Ａの再現を補正する。
図５は、例示的なプログレッシブヒストグラムマッチング・エンジン１００の模式図である。マッチング・エンジン１００は、入力１０４Ａに供給される第１のバージョンのヒストグラムデータと、入力１０４Ｂに供給される第２のバージョンのヒストグラムデータとを取得するように構成されたダウンサンプラ１０２を備える。ダウンサンプラ１０２により実行されるダウンサンプリングの程度は、可変であり、カウンタ１０６により保持されたカウント数に基づいている。オプションであるアップサンプラ１０８が、ダウンサンプラ１０２により生成されるダウンサンプリングされた第１と第２のバージョンのヒストグラムデータを取得するように結合されており、そのようなダウンサンプリングされたデータを（例えば、元のサイズまたは他の所定のサイズに）アップサンプリングする。
前進差分エンジン１１０が、アップサンプラ１０８により生成される第１のバージョンのヒストグラムデータを取得するように結合されている。前進差分エンジン１１０は、取得したヒストグラムデータの１次および２次の前進差分を決定するように構成されている。ゼロ交差検出器１１２が、前進差分エンジン１１０により決定された１次前進差分を取得するように結合されている。ゼロ交差検出器１１２は、取得した１次差分においてゼロ交差を識別するように構成されている。極値分類器１１４が、前進差分エンジン１１０により決定された２次前進差分を取得し、ゼロ交差検出器１１２により識別されたゼロ交差の識別情報を取得するように結合されている。極値分類器１１４は、ゼロ交差に対応する２次前進差分に基づいて、どのゼロ交差が極小点に対応しているのか判断するように構成されている。本明細書における方法の説明から明らかなように、ゼロ交差検出器１１２および極値分類器１１４が、第１のバージョンのヒストグラムデータについて演算する場合に、その結果、極値分類器１１４により識別される極小点は、第１のバージョンのヒストグラムデータの極小点を含んでいる。
領域統計ジェネレータ１１６が、極値分類器１１４により識別された極小点と、アップサンプラ１０８により生成された第１と第２のバージョンのヒストグラムデータとを取得するように結合されている。領域統計ジェネレータ１１６は、取得したヒストグラムデータの各取得セットについて、取得した極小点で規定されるその領域の平均および標準偏差の統計値を決定するように構成されている。ヒストグラムビン整形器１１８が、領域統計ジェネレータ１１６により生成される領域ごとの平均および標準偏差の統計値を取得するように結合されている。ビン整形器１１８は、アップサンプラ１０８により生成される第２のバージョンのヒストグラムデータを受け取るように結合されている。ビン整形器１１８は、取得した領域ごとの平均および標準偏差の統計値と、カウンタ１０６により保持されているカウント数とに基づいて、取得したヒストグラムデータのヒストグラムビンを整形するように構成されている。例えば、ビン整形器１１８が第２のバージョンのヒストグラムデータについて演算する場合には、取得した第１と第２のバージョンのヒストグラムデータの領域ごとの平均および標準偏差の統計値と、カウンタ１０６により保持されているカウント数から導出された重みとを用いて、上記の式（１）に従って、整形された第２のバージョンのヒストグラムデータを生成することができる。
前進差分エンジン１１０は、さらに、ビン整形器１１８により生成される整形されたヒストグラムデータを取得するように結合されている。前進差分エンジン１１０、ゼロ交差検出器１１２、および極値分類器１１４についての上記の説明から明らかなように、これらのコンポーネントが、整形された第２のバージョンのヒストグラムデータについて演算する場合に、その結果、極値分類器１１４により識別される極小点は、整形された第２のバージョンのヒストグラムデータの極小点を含んでいる。
領域統計ジェネレータ１１６は、ビン整形器１１８により生成される整形された第２のバージョンのヒストグラムデータを取得するように結合されている。プログレッシブヒストグラムマッチング・エンジン１００は、整形された第２のバージョンのヒストグラムデータにおいて極小点により規定されるその領域について決定された、第１のバージョンのヒストグラムデータおよび整形された第２のバージョンのヒストグラムデータの平均および標準偏差の統計値に基づいて、ビン整形器１１８により、整形された第２のバージョンのヒストグラムデータを整形するように構成されている。
ビン整形器１１８により生成される反復整形された第２のバージョンのヒストグラムデータは、第２のバージョンの入力１０４Ｂに戻すように結合することができ、そしてプログレッシブヒストグラムマッチング・エンジン１００は、ヒストグラムマッチングの次の繰り返しを実行するように動作する。
加算器１２０が、ビン整形器１１８により生成される反復整形された第２のバージョンのヒストグラムデータを取得するように結合されている。加算器１２０は、入力１０４Ｂに供給される第２のバージョンのヒストグラムデータを取得するように結合されている。加算器１２０は、取得したヒストグラムデータを加算することで、累積ヒストグラムデータを生成するように構成されている。例えば、加算器１２０は、入力１０４Ｂに供給される第２のバージョンのヒストグラムデータと、ビン整形器１１８により生成される反復整形された第２のバージョンのヒストグラムデータとを取得した場合に、第２のバージョンの累積ヒストグラムデータと、反復整形された第２のバージョンの累積ヒストグラムデータとを生成する。
ピクセルマッパ１２２が、加算器１２０により生成される累積ヒストグラムデータを取得し、入力１２４に供給される第２のバージョンのピクセルデータを取得するように結合されている。ピクセルマッパ１２２は、取得したヒストグラムデータに基づいて、取得したピクセルデータの値をマッピングするように構成されている。一部の実施形態において、ピクセルマッパ１２２は、式（２）に従って、マッピングされたピクセルデータを生成するように構成されている。例えば、ピクセルマッパ１２２は、第２のバージョンの累積ヒストグラムデータと、反復整形された第２のバージョンの累積ヒストグラムデータとを取得した場合に、取得した第２のバージョンのピクセルデータの値を、式（２）に従ってマッピングすることで、第１のバージョンのピクセルデータを再現するようにマッピングされたピクセルデータを生成することができる。
オプションである残差アプリケータ１２６が、ピクセルマッパ１２２により生成されるマッピングされたデータを取得し、入力１２８に供給される残差データを取得するように結合されている。残差アプリケータ１２６は、取得したマッピングされたピクセルデータに残差データを適用するように構成されている。ピクセルマッパ１２２により生成されるマッピングされたピクセルデータが第１のバージョンのピクセルデータを再現する場合に、残差アプリケータ１２６は、第１のバージョンのピクセルデータの再現を補正することができる。
プログレッシブヒストグラムマッチング・エンジン１００およびその構成要素は、記載した演算を直列または並列に実行するように構成することができる。プログレッシブヒストグラムマッチング・エンジン１００およびその構成要素は、上記の構成要素間の作動および連携を図るため、また、本明細書で開示した方法のステップの実現を図るために、通信チャネル（例えば、データバス、プロセス間通信機能など）とデータストレージ（例えば、メモリ）とを備えることができる。装置のいくつかの実施形態では、ヒストグラムマッチング・エンジン１００の構成要素は、例えば、並列処理および／またはパイプライン処理を図るなどの目的で、いくつものインスタンスが作成される。ヒストグラムマッチング・エンジン１００の構成要素は、実現を容易とするため、または他の目的で、併合および／または分割することができる。
プログレッシブヒストグラムマッチングのための技法は、例えば、Ｒｅｉｎｈａｒｄによる「“Ｃｏｌｏｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｉｍａｇｅｓ（画像間色彩変換）”，ＩＥＥＥ ＣＧ＆Ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｉｓｓｕｅ ｏｎ Ａｐｐｌｉｅｄ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ，２１巻，５号，３４〜４１頁，２００１年９月〜１０月」、Ｐｏｕｌｉ等による「“Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ ｆｏｒ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｃｏｌｏｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ Ｔｏｎｅ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ（創造的色彩変換および階調再現のためのプログレッシブヒストグラム整形）”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣＭ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｎｏｎ‐Ｐｈｏｔｏｒｅａｌｉｓｔｉｃ Ａｎｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ，Ａｎｎｅｃｙ，Ｆｒａｎｃｅ，８１〜９０頁，６月７〜１０日，２０１０年」、Ｐｏｕｌｉ等による「“Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｃｏｌｏｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ（任意のダイナミックレンジの画像のためのプログレッシブ色彩変換）”，Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆Ｇｒａｐｈｉｃｓ，３５巻，６７〜８０頁，２０１１年」に記載されており、これらすべての文献は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
上記の方法および装置は、様々に適用することができることが分かる。例えば、第２のバージョンは、先進ディスプレイ用にカラータイミングが施されるビデオコンテンツのバージョンであり、第１のバージョンは、より低性能のディスプレイ（例として、Ｒｅｃ７０９ディスプレイ）での表示用にカラータイミングが施されたビデオコンテンツのバージョンである場合を考える。この場合、先進ディスプレイには、特に先進ディスプレイで最適に表示されるようにカラータイミングが施されたバージョンのコンテンツを含む信号が供給される。ところが、第１のバージョンについてのわずかなヒストグラムデータを追加するだけで、レガシー・ディスプレイでの表示用、または色域、ダイナミックレンジ、もしくは他の能力が縮小されたディスプレイでの表示用の第１のバージョンを再現することが可能である。
別の適用例では、第１と第２のバージョンの役割が逆となる。このような適用例では、第１のバージョンは、先進ディスプレイ用にカラータイミングが施されるビデオコンテンツのバージョンであり、第２のバージョンは、より低性能のディスプレイでの表示用にカラータイミングが施されたビデオコンテンツのバージョンである。
いずれの場合も、能力が異なる他のディスプレイで表示するためのバージョンのコンテンツは、第２のバージョンと再構成された第１のバージョンとから、内挿および／または外挿によって生成することができる。
プログレッシブヒストグラムマッチングを適用することによって、第１と第２のバージョンのカラータイミングの対象とされたディスプレイの能力とは異なる能力を有するディスプレイで表示するためのバージョンのコンテンツを生成する代替的方法が提供される。そのような場合、上記の符号化／復号化方法との組み合わせでの適用、あるいは単独での適用が可能である。例えば、第２のバージョンのビデオコンテンツは、同じビデオコンテンツの第１のバージョンのヒストグラムデータと一緒に配信することができる。そのビデオコンテンツを特定のディスプレイで表示することが望まれる場合がある。そのディスプレイの特性と、第１と第２のバージョンを特徴付ける情報（第１と第２のバージョンの色域およびダイナミックレンジに関する情報など）とに基づいて、インデックスが生成される。インデックスは、ターゲットディスプレイの特性が、ビデオコンテンツの第１および第２のバージョンの特性にどれほど類似しているのか（例えば、ターゲットディスプレイの特性が、第１のバージョンのカラータイミングに使用されたリファレンスディスプレイのほうに近いのか、あるいは第２のバージョンのカラータイミングに使用されたリファレンスディスプレイのほうに近いのか）を示している。
上述のように、プログレッシブヒストグラムマッチングは、第２のバージョンからのヒストグラムを第１のバージョンのヒストグラムにマッチさせることを、漸次的な詳細レベルで繰り返す。できる限り厳密に第１のバージョン２１Ａを再現することが望まれる場合には、繰り返しは、ｋ＝１からｋ＝ＳＭＡＸまで続けられる。ＳＭＡＸより前の繰り返しでマッチングを終えること、および／または繰り返しの間でのスケールの変更を抑えることによって、その結果得られるバージョンのコンテンツは、第２のバージョンのものと、マッチング・アルゴリズムのＳＭＡＸの繰り返しをすべて実行することで得られるであろう第１のバージョン２１Ａの再現のものとの間の色特性を持つことになる。
一部の実施形態において、整形された第２のバージョンのヒストグラムは、それぞれの異なるカラーチャネルについて、異なる繰り返し回数で、さらに／または繰り返し間でのスケールの変更を変えて、生成される。例えば、ターゲットディスプレイの輝度に関する能力は、ターゲットディスプレイの色度に関する能力と比較して、より第１のバージョンに類似していると仮定すると、第２のバージョンからターゲットディスプレイ用の第１のバージョンへのプログレッシブヒストグラムマッチングは、輝度チャネルと色度チャネルについて別個に実行することができ、輝度チャネルのヒストグラムについては、色度チャネルのヒストグラムについてよりも、ヒストグラムマッチングが比較的多い繰り返し回数で実行される。この場合、輝度ピクセル値は、第２のバージョンから、比較的多く整形された第２のバージョンの輝度のヒストグラムに基づいて変更された値に、再マッピングすることができ、また、色度値は、第２のバージョンから、比較的少なく整形された第２のバージョンの色度のヒストグラムに基づいて変更された値に、再マッピングすることができる。
別の例として、ターゲットディスプレイの輝度に関する能力は、ターゲットディスプレイの色度に関する能力と比較して、より第１のバージョンに類似していると仮定すると、第２のバージョンからターゲットディスプレイ用の第１のバージョンへのプログレッシブヒストグラムマッチングは、輝度チャネルと色度チャネルについて別個に実行することができ、輝度チャネルのヒストグラムについては、色度チャネルのヒストグラムについてよりも、繰り返しごとのスケールの変化を比較的大きくして、ヒストグラムマッチングが繰り返し実行される。この場合、輝度ピクセル値は、第２のバージョンから、比較的多く整形された第２のバージョンの輝度のヒストグラムに基づいて変更された値に、再マッピングすることができ、また、色度値は、第２のバージョンから、比較的少なく整形された第２のバージョンの色度のヒストグラムに基づいて変更された値に、再マッピングすることができる。
一部の実施形態において、同じビデオコンテンツのピクセルに割り当てられた具体的なカラー値が異なる第１と第２のバージョンを生成することを伴う方法により、カラーグレーディング・ステーションまたは他のどこかで、複数の異なるバージョンのビデオコンテンツを作成することができる。第１と第２のバージョンは、例えば、異なるディスプレイで表示するため、および／または異なる周囲条件下で表示するためのカラーグレーディングにより得ることができる。ヒストグラムが、第１と第２のバージョンについて算出される。そして、プログレッシブヒストグラムマッチングが実行される。プログレッシブヒストグラムマッチングの各繰り返しで（または、プログレッシブヒストグラムマッチングの１つまたは複数の選択された繰り返しで）、第１と第２のバージョンのどちらか一方からのカラー値を取るマッピングが生成される。そして、これらのマッピングを適用することで、ダイナミックレンジおよび／または色度が第１と第２のバージョンの中間である追加バージョンのビデオコンテンツが生成される。
第１と第２のバージョンが異なる周囲照明条件に対応するいくつかの実施形態では、異なる周辺光レベルに合わせた異なる繰り返し回数とすることができる。一部の実施形態では、ヒストグラムマッチング・アルゴリズムの繰り返し間の対応を示す情報が、メタデータとして符号化される。このメタデータを、周囲照明の測定値と組み合わせて適用することで、コンテンツの表示用のバージョンの再現に用いる繰り返し回数を決定することができる。
本方法の１つの適用例では、様々な周囲照明条件のための異なるバージョンのビデオコンテンツを自動的に生成する。第１のバージョンのビデオコンテンツは、暗い環境で表示するためのカラーグレーディングが施される。第２のバージョンのビデオコンテンツは、明るい鑑賞環境で表示するためのカラーグレーディングが施される。中間の周囲照明条件下での表示に適したバージョンのビデオコンテンツは、異なる繰り返し回数でプログレッシブヒストグラムマッチングを実行することにより、さらに／またはプログレッシブヒストグラムマッチングの逐次繰り返し間でのスケールの変化を変えることにより得ることが可能である。一部の実施形態では、周辺光センサからの信号に応じて、それらのバージョンのうち１つが表示用に選択される。一部の実施形態では、プログレッシブヒストグラムマッチングが実行される繰り返し回数、および／または繰り返し間でのスケールの変化は、周辺光センサからの信号に応じて制御される。
また、第２のバージョン２１Ｂと、第１のバージョン２１Ａのヒストグラムとから、第１のバージョン２１Ａを再現するために、他の方法を適用することもできる。例えば、参照により本明細書に組み込まれるＳｅｎａｎａｙａｋｅ Ｃ．等による「“Ｃｏｌｏｕｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｙ ｆｅａｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ（特徴に基づくヒストグラム・レジストレーションによる色彩変換）”，Ｂｒｉｔｉｓｈ ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｓｉｏｎ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｖｉｓｉｏｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，２００７年」に記載されているような方法を用いて、第１のバージョン２１Ａの再現を生成することができる。
本技術の例についての上記詳細な説明は、網羅的なものではなく、または上記で開示した厳密な形態にシステムを限定するものではない。上記の具体的なシステムの例、およびシステムのための例は説明を目的とするものであり、関連技術に精通する者であれば分かるように、本システムの範囲内で種々の均等な変更が可能である。例えば、プロセスもしくはブロックを所定の順序で提示しているが、別の例では、異なる順序でステップを含むルーチンを実行すること、または異なる順序でブロックを含むシステムを採用することができ、さらに、一部のプロセスもしくはブロックを削除、移動、追加、分割、併合、および／または変更することで、別の組み合わせまたは部分的組み合わせを提供することができる。これらのプロセスもしくはブロックの各々は、様々に異なる方法で実現することができる。また、プロセスもしくはブロックのタイミングは、直列に実行されるものとして示しているが、これに代えて、これらのプロセスもしくはブロックは、並列に実行することもでき、あるいは異なるタイミングで実行することもできる。
上述のような画像処理および処理ステップは、ハードウェア、ソフトウェア（「ファームウェア」を含む）、またはハードウェアとソフトウェアの適当な組み合わせで実現することができる。本発明の特定の実装は、ソフトウェア命令を実行するコンピュータプロセッサを含み、そのソフトウェア命令によって、それらのプロセッサは本発明の方法を実行する。例えば、ビデオワークステーション、セットトップボックス、ディスプレイ、ビデオプロジェクタ、トランスコーダなどにおける１つまたは複数のプロセッサが、該プロセッサによりアクセス可能なプログラムメモリ内のソフトウェア命令を実行することにより、本明細書に記載の方法を実施することができる。例えば、そのような画像処理は、ソフトウェア命令および／またはファームウェア命令を実行する（１つまたは複数のマイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、デジタル信号プロセッサなどのような）データプロセッサによって実現することができ、それらの命令により、該データプロセッサは、本明細書に記載の方法を実施する。本明細書に記載のソフトウェアおよび他のモジュールは、汎用コンピュータである例えばサーバコンピュータまたはパーソナルコンピュータにより実行することができる。また、システムのいくつかの側面は、本明細書で詳細に説明したコンピュータ実行可能命令の１つまたは複数を実行するように特別にプログラム、設定、または構成された専用コンピュータまたはデータプロセッサで実現することができる。それらの方法は、ハードで構成されているか、または構成可能とすることができる（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ「ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ‐Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ」で提供される論理回路のような）論理回路で実現することもできる。
ソフトウェアおよび他のモジュールは、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、ＰＤＡ、カラーグレーディング・ツール、ビデオプロジェクタ、オーディオビジュアルレシーバ、ディスプレイ（テレビなど）、デジタルシネマプロジェクタ、メディアプレーヤ、および本明細書に記載の目的に適した他の装置の上にあるものとすることができる。システムのいくつかの側面は、インターネット・アプライアンス、ハンドヘルド・デバイス（パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）を含む）、ウェアラブル・コンピュータ、あらゆる種類のセルラフォンまたはモバイルフォン、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ・ベースまたはプログラム可能な家庭用電子機器（例えば、ビデオプロジェクタ、オーディオビジュアルレシーバ、テレビのようなディスプレイなど）、セットトップボックス、カラーグレーディング・ツール、ネットワークＰＣ、小型コンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、他の通信、データ処理、またはコンピュータシステム構成で実現することも可能であることは、関連技術に精通する者であれば理解できるであろう。
ソフトウェアおよび他のモジュールには、ローカルメモリを介して、ネットワークを介して、ブラウザもしくはＡＳＰコンテキストの他のアプリケーションを介して、または本明細書に記載の目的に適した他の手段によって、アクセス可能とすることができる。本技術の例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、またはインターネットなどの通信ネットワークを介して結ばれた遠隔処理装置によってタスクもしくはモジュールが実行される分散コンピューティング環境において実現することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルとリモートの両方の記憶装置に置くことができる。本明細書に記載のデータ構造（例えば、コンテナ）には、コンピュータファイル、変数、プログラミングアレイ、プログラミング構造、または本明細書に記載の目的に適したいずれかの電子情報記憶方式もしくは方法、またはそれらの任意の組合せ、を含むことができる。
また、本発明は、プログラムプロダクトの形態で提供することもできる。プログラムプロダクトは、データプロセッサによって実行されることで本発明の方法をデータプロセッサに実行させる命令を含むコンピュータ可読信号のセットを保持した非一時的な媒体を含むことができる。本発明に係るプログラムプロダクトは、多種多様な形態のいずれかとすることができる。プログラムプロダクトは、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブを含む磁気データ記憶媒体、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤを含む光データ記憶媒体、ＲＯＭ、フラッシュＲＡＭ、ハードワイヤードチップもしくは予めプログラムされたチップ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ半導体チップ）、ナノテクノロジーメモリを含む電子データ記憶媒体、などの媒体を含むことができる。プログラムプロダクトのコンピュータ可読信号は、任意選択的に、圧縮または暗号化されたものとすることができる。本技術の実施において用いられるコンピュータ命令、データ構造、および他のデータは、インターネットを介して、または他のネットワーク（ワイヤレスネットワークを含む）を介して、ある期間にわたる伝搬媒体（例えば、電磁波、音波など）上の伝搬信号で配信することができ、あるいは、いずれかのアナログまたはデジタルネットワーク（パケット交換、回線交換、または他の方式）上に提供することができる。
上記で構成要素（例えば、ディスプレイコンフォーマ、カラーグレーディング調整モジュール、ディスプレイモデル、ソフトウェアモジュール、プロセッサ、アセンブリ、デバイス、回路など）に言及している場合には、特に指定のない限り、その構成要素への言及は（「手段」と呼ぶことも含めて）、その構成要素の均等物として、記載の構成要素の機能を実行する（すなわち、機能的に等価である）あらゆる構成要素を含むものと解釈されるべきであり、本発明の図示した例示的実施形態での機能を実行する構成要素であって、開示の構造と構造的に等価ではないものを含んでいる。
文脈上別段の解釈を明らかに要する場合を除き、明細書および請求項の全体を通して、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの表現は、排他的または網羅的な意味ではなく、包含的な意味として、すなわち「含むが、それに限定されない」という意味に解釈されるべきである。本明細書において使用される、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という表現またはその変化形は、２つまたはそれ以上の要素間の直接的または間接的いずれかの接続または結合を意味しており、要素間の接続部の結合は、物理的、論理的、またはそれらの組み合わせとすることができる。また、本出願において使用される、「本明細書で（ｈｅｒｅｉｎ）」、「上記で（ａｂｏｖｅ）」、「以下で（ｂｅｌｏｗ）」という表現、および同様の意味の表現は、本出願のいずれかの特定の部分ではなく、本出願全体を指すものとする。上記の詳細な説明において、単数または複数を用いた表現は、文脈が許せば、それぞれ複数または単数を含むこともあり得る。２つまたはそれ以上の項目からなるリストに関して用いられる「または（ｏｒ）」という表現は、この表現のつぎのような解釈、すなわち、リストの項目のうちいずれか、リストの項目のすべて、リストの項目のいずれかの組み合わせをすべて含むものである。
本明細書で提示する技術は、上記の例示的なシステム以外のシステムに適用することができる。上記の様々な例の要素および動作を組み合わせることで、さらなる例を提供することが可能である。システムのいくつかの側面を、必要に応じて、上記の様々な参考文献のシステム、機能、および概念を採用するように変更することで、本技術のさらなる例を提供することができる。
上記の詳細な説明に照らして、これらおよび他の変更をシステムに対して実施することができる。上記の説明では、システムの特定の例について記載し、また、企図される最良の形態について記載しているが、上記でどれほど詳細に記載されていても、システムは、多くの方法で実施することが可能である。情報を分類および変換するためのシステムおよび方法の細部は、その実施の詳細において大きく異なり得るが、それでも本明細書に開示されたシステムに包含される。上述のように、システムの特定の機能または側面の説明において用いられる具体的な用語は、その用語が関連付けられるシステムの特定の特徴、機能、または側面に限定されるように本明細書でその用語が再定義されることを意味すると解釈されるべきではない。一般に、以下の請求項で用いられる用語は、その用語が上記の詳細な説明の欄で明示的かつ限定的に定義されていない限り、システムを本明細書で開示された具体例に限定していると解釈されるべきではない。よって、システムの実際の範囲は、開示された例だけではなく、請求項による技術を実施または実現するあらゆる均等な方法も包含する。
上記のことから分かるように、本明細書で記載しているシステムおよび方法の具体例は、説明を目的とするものであり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更を実施することができる。当業者であれば分かるように、本明細書に記載の実施形態のいくつかの特徴を、本明細書に記載の他の実施形態の特徴と組み合わせて用いることができ、また、本明細書に記載の実施形態は、本明細書においてそれらに属する特徴のすべてがなくても、実施または実現することができる。当業者には明らかであろう記載の実施形態についてのそのような変形例は、異なる実施形態からの特徴の組み合わせからなる変形を含み、本発明の範囲内にある。
当業者には明らかなように、上記の開示に照らして、本発明の実施における数多くの変更、変形、追加、および置換が、その趣旨または範囲から逸脱することなく可能である。本明細書に記載の実施形態は、単なる例にすぎない。開示された実施形態の特徴を組み合わせることによって、制限なく、他の例示的な実施形態を得ることができる。従って、以下の添付の請求項および今後導入される請求項は、それらの真の趣旨および範囲から逸脱しない、あらゆる変更、変形、置換、追加、組み合わせ、および部分的組み合わせを含むと解釈されるものである。
いくつかの例示的な態様および実施形態について上記説明を行ったが、当業者であれば、これらについての、いくらかの変形、置換、追加、および部分的組み合わせに気付くであろう。よって、以下の添付の請求項および今後導入される請求項は、それらの真の趣旨および範囲から逸脱しない、あらゆる変形、置換、追加、および部分的組み合わせを含むと解釈されるものである。
カラーグレーディングは、通常、熟練者の介入を要する時間のかかる作業であるため、そのコンテンツをカラーグレーディングで適応させたディスプレイ以外の他のディスプレイでの表示に適した、そして特に異なる周囲照明条件下での表示に適した、別バージョンのビデオコンテンツ（または他の画像コンテンツ）を生成するための効果的な方法および装置が、同じく必要である。
Ｔａｎｉａ Ｐｏｕｌｉらによる「Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｃｏｌｏｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ（任意のダイナミックレンジの画像のためのプログレッシブカラートランスファー）」（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、ＧＢ、ｖｏｌ．３５、ｎｏ．１、２０１０年１１月５日、６７−８０ページ）には、ヒストグラム再整形技術が記載されている。Ｍｏｒｏｖｉｃ Ｊ．らによる「Ａｃｃｕｒａｔｅ ３Ｄ ｉｍａｇｅ ｃｏｌｏｕｒ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ（正確な３Ｄ画像カラーヒストグラム変換）」（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、Ａｍｓｔｅｒｄａｍ、ＮＬ、ｎｏｌ．２４、ｎｏ．１１、２００３年７月１日、１７２５−１７３５ページ）には、画像の３Ｄカラーヒストグラムを変換して、所定のターゲット状態に正確に適合させる方法が記載されている。
本明細書は、いくつかの態様を記載している。それらには、限定するものではないが、２つまたはそれ以上のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの符号化のための方法と、符号化表現からの複数のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの復号化および抽出のための方法と、２つまたはそれ以上のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの符号化のための装置と、符号化表現からの複数のバージョンのビデオデータまたは他の画像データの復号化および抽出のための装置（そのような装置には、例えば、ディスプレイ、デコーダ、メディアプレーヤ、ケーブルシステムのセットトップボックスなどを含むことができる）と、新しいバージョンのビデオコンテンツまたは他の画像コンテンツを保持するビデオまたは他の画像データの生成のための方法および装置と、が含まれる。

Claims (12)

  1. ビデオコンテンツの追加バージョンを生成する方法であって、
    ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得すること、
    プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成すること、
    前記マッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンを生成すること
    を含む方法。
  2. 前記プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの複数の異なる繰り返し回数に対応するマッピングを生成すること、それらのマッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの複数の対応する追加バージョンを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 周辺光センサからの信号に基づいて、前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンのうちの一つを、表示するために選択することを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 周辺光センサからの信号に基づいて、前記繰り返し回数を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１と第２のヒストグラムデータは、それぞれ、対応するビデオコンテンツの異なるカラーチャネルに対応する複数のヒストグラムを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成することは、第１のカラーチャネルに対応するヒストグラムデータについて、第１の繰り返し回数でプログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを実行すること、第２のカラーチャネルに対応するヒストグラムデータについて、前記第１の繰り返し回数と異なる第２の繰り返し回数でプログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを実行することを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記第１と第２のカラーチャネルは、ほぼ無相関である、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第１のカラーチャネルは輝度チャネルを含み、前記第２のカラーチャネルは色度チャネルを含む、請求項６に記載の方法。
  9. ビデオコンテンツの追加バージョンを生成するためのシステムであって、
    ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得する手段と、
    前記ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得する手段と、
    前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得する手段と、
    プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成する手段と、
    前記マッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンを生成する手段と
    を備えるシステム。
  10. 符号化され記憶された命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、命令は、プロセッサで実行されることで、該プロセッサに、ビデオコンテンツの追加バージョンを生成するためのプロセスを実行もしくは制御させるか、またはそのように該プロセッサを制御、プログラム、もしくは構成するものであり、ビデオ生成プロセスは、
    ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得すること、
    プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成すること、
    前記マッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンを生成すること
    を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
  11. 装置であって、
    プロセッサと、
    符号化され記憶された命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、命令は、プロセッサで実行されることで、該プロセッサに、ビデオコンテンツの追加バージョンを生成するためのプロセスを実行もしくは制御させるか、またはそのように該プロセッサを制御、プログラム、もしくは構成するものである、コンピュータ可読記憶媒体と
    を備え、ビデオ生成プロセスは、
    ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得すること、
    プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成すること、
    前記マッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンを生成すること
    を含む、装置。
  12. ビデオコンテンツの追加バージョンの生成におけるコンピュータシステムの使用法であって、ビデオ生成プロセスは、
    ビデオコンテンツの第１のバージョンについての第１のヒストグラムデータを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの第２のバージョンを取得すること、
    前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンについての第２のヒストグラムデータを取得すること、
    プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムを、該プログレッシブヒストグラムマッチング・アルゴリズムの最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数で繰り返し実行することにより、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの追加バージョンへのマッピングを生成すること、
    前記マッピングを適用することで、前記ビデオコンテンツの前記第２のバージョンから前記ビデオコンテンツの前記追加バージョンを生成すること
    を含む、使用法。
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