JP2016224983A - グローバルなディスプレイ管理ベースの光変調 - Google Patents

Abstract

【課題】グローバルなディスプレイ管理ベースの光変調を提供する。
【解決手段】広いダイナミックレンジの入力ビデオ信号における複数の入力画像が受領される。前記複数の入力画像におけるある特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の特定の設定が決定される。グローバル光変調の前記特定の設定は、特定のダイナミックレンジ窓を生成する。前記特定の入力画像における複数の入力符号値が、前記特定の入力画像に対応する特定の出力画像における複数の出力符号値に変換される。前記複数の出力符号値は、前記複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成する。前記特定の入力画像における他の任意のピクセルは、ディスプレイ管理を通じて前記特定の出力画像における異なるルミナンス・レベルに変換される。
【選択図】図２Ａ

Description

関連出願への相互参照
本願は2013年1月25日に出願された米国仮特許出願第61/756,713号の優先権を主張するものである。同出願の内容はここに参照によりその全体において組み込まれる。

技術
本発明は、概括的には画像データに関する。より詳細には、本発明のある実施形態は、グローバルなディスプレイ管理ベースの光変調に関する。

いくつかの既存のディスプレイは、高ダイナミックレンジ（HDR: high dynamic range）ディスプレイに比べて比較的狭いダイナミックレンジ（たとえばSDR、LDRなど）をもつ。これらのディスプレイは、Rec.709およびデジタル映画館イニシアチブ（DCI: Digital Cinema Initiatives）仕様に基づくプロジェクターまたはディスプレイ・システムを含む。これらのディスプレイ・システムのダイナミックレンジは、これらの規格またはこれらの規格を定義するときに優勢であったディスプレイ機能（たとえばCRTディスプレイ）において指定されている最小および最大ルミナンス・レベルに、また該システムにおける他の技術的限界に起因して、部分的に制限される。

HDRまたは拡張ダイナミックレンジ・カメラによってもともと捕捉された画像は、先述したディスプレイ装置によってサポートされる狭いダイナミックレンジより著しく大きいシーン基準のダイナミックレンジ（DR）をもつことがある。ディスプレイ製造業者は、最小ルミナンス・レベル、最大ルミナンス・レベルおよびガンマ値のようなグローバルなディスプレイ・パラメータを調整してより大きなダイナミックレンジの印象を作り出すことによってその問題を隠そうと試みる。しかしながら、これらの調整は、入力信号からデコードされた狭いダイナミックレンジ情報に基づく画像中の同時の（または瞬間の）コントラストを高めることはできず、高々、入力信号からの前記画像中と同じ相対的なコントラストを維持することができるものである。さらに、これらの技法は、HDR画像の狭ダイナミックレンジ・バージョンをレンダリングする際に貧弱な品質を生成し、クリッピング、バンド生成、色シフトなどといった追加的な知覚的アーチファクトを導入する傾向がある。

本セクションで記述されたアプローチは、追求されることができたが必ずしも以前に着想または追求されたアプローチではない。したがって、特に断りのない限り、本セクションにおいて記述されるアプローチはいずれも、本セクションに含まれているというだけのために従来技術の資格をもつと想定されるべきではない。同様に、特に断りのない限り、一つまたは複数のアプローチに関して特定されている問題は、本セクションに基づいて何らかの従来技術において認識されていたと想定されるべきではない。

本発明について、限定ではなく例として、付属の図面において例解される。図面において、同様の参照符号は同様の要素を指す。
限られたダイナミックレンジの入力画像のレンダリングをサポートするディスプレイ・システムの例示的な諸側面を示す図である。 広いダイナミックレンジの入力画像から限られたダイナミックレンジの出力画像への例示的なマッピングを示す図である。 広いダイナミックレンジの入力画像から限られたダイナミックレンジの出力画像への例示的なマッピングを示す図である。 グローバル光変調機能をもつまたはもたないLDRディスプレイ・システムを比較する図である。 グローバル光変調機能をもつLDRディスプレイ・システムにおける、例示的な処理および光変調経路を示す図である。 LDRディスプレイ・システムによってレンダリングされる二つの例示的なLDR画像を示す図である。 シーン内の入力VDR画像のシーケンスについてダイナミックレンジ窓の例示的なシーケンスを示す図である。 例示的なディスプレイ・システムを示す図である。 例示的なプロセス・フローを示す図である。 本稿に記載されるコンピュータまたはコンピューティング装置が実装されうる例示的なハードウェア・プラットフォームを示す図である。

グローバル・ディスプレイ管理ベースの光変調に関する例示的な実施形態が本稿で記述される。以下の記述では、本発明の十全な理解を提供するために、説明の目的で数多くの個別的詳細が記載される。しかしながら、本発明がそうした個別的詳細なしでも実施されうることは明白であろう。他方、本発明を無用に埋没させるのを避けるために、よく知られた構造および装置は網羅的な詳細さでは記述されない。

本稿では、例示的な実施形態は次のアウトラインに従って記述される。
１．全般的概観
２．絶対ルミナンス・レベルの非知覚的調整
３．絶対ルミナンス・レベルの知覚的調整
４．ディスプレイ・システムの比較
５．例示的な処理および光変調経路
６．絶対ルミナンス・レベルの非知覚的調整
７．例示的なディスプレイ・システム
８．例示的なプロセス・フロー
９．機構の実装――ハードウェアの概観
１０．等価物、拡張、代替その他。

〈１．全般的概観〉
この概観は、本発明のある実施形態のいくつかの側面の基本的な記述を提示する。この概観は該実施形態の諸側面の包括的ないし網羅的な要約ではないことは注意しておくべきである。さらに、この概観は、該実施形態の何らかの特に有意な側面もしくは要素を特定するものと理解されることも、一般には本発明の、特に該実施形態の何らかの範囲を画定するものと理解されることも、意図されていないことを注意しておくべきである。この概観は単に、その例示的な実施形態に関係するいくつかの概念を凝縮された単純化された形式で提示するものであり、単に後続の例示的な諸実施形態のより詳細な説明への概念的な導入部として理解されるべきである。

本稿に記載される技法のもとでは、入力画像が、異なるダイナミックレンジ窓（たとえば、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルなどへの調整をもつ、限られたダイナミックレンジの異なるインスタンス）をもつ出力画像にマッピングされる。該ダイナミックレンジ窓は、入力画像のルミナンス・レベル分布に基づいて生成される。

一例では、入力画像が暗いルミナンス・レベル分布内の一つまたは複数の顕著なオブジェクトを示すとき、入力画像は、暗いダイナミックレンジ窓をもつ出力画像にマッピングされる。暗いダイナミックレンジ窓の大きな部分は、入力画像中の多数の比較的暗いピクセルについて同じまたは実質的に（たとえばJNDの5%、10%、20%などの範囲内で）同じルミナンス・レベルを生成するために使われる。暗いダイナミックレンジ窓の明るい側は、入力画像中の残りの比較的明るいピクセルの圧縮されたルミナンス・レベルを受け入れるために使われる。

もう一つの例では、入力画像が明るいルミナンス・レベル分布内の一つまたは複数の顕著なオブジェクトを示すとき、入力画像は、明るいダイナミックレンジ窓をもつ出力画像にマッピングされる。明るいダイナミックレンジ窓の大きな部分は、入力画像中の多数の比較的明るいピクセルについて同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するために使われる。明るいダイナミックレンジ窓の暗い側は、入力画像中の残りの比較的暗いピクセルの圧縮されたルミナンス・レベルを受け入れるために使われる。

ビデオ入力信号中の入力画像は知覚的に符号化されることができる。本稿に記載される技法は、広いダイナミックレンジの入力画像の顕著なコンテンツを捕捉する多数の入力ピクセルを、限られたダイナミックレンジの対応する出力画像中の同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルにマッピングする。本稿に記載される技法は、ダイナミックレンジ窓の外側または縁にあるルミナンス・レベルをもつピクセルが、単にクリッピングされるのではなく、最大限にディスプレイ管理を介して圧縮されることを許容する。他のアプローチと比較して、本稿に記載される技法のもとでのアプローチは、入力画像の知覚的品質を、より大きな度合いで出力画像において維持する。

本稿に記載される技法は、広いダイナミックレンジの入力画像を限られたダイナミックレンジの対応する出力画像にマッピングする間に、採用される色空間の一つまたは複数の原色チャネル（たとえば赤、緑、青またはその他）を個々にグローバルに変調するためにも使用されることができる。原色チャネルの個々の変調は、色域（color gamut）における色バランスを再整形し、ある種の色（画像中の色相および彩度領域）が他の色より優勢である場合に有益である。たとえば、優勢な赤およびほんの少数のミュートされた青をもつシーンでは、青に向けた大きな色域は必要とされないので、ミュートされた青を知覚的に正しく表現する能力を維持したまま、青チャネルLEDは、他のチャネルに比してより減衰させることができる。

グローバル光変調機能をもつ限られたダイナミックレンジのディスプレイ・システムは、広いダイナミックレンジのディスプレイ・システムに比してコスト効率よく実装されることができる。本稿に記載される技法のもとでは、限られたダイナミックレンジのディスプレイ・システムは、拡張ダイナミックレンジ（EDR: extended dynamic range）、視覚ダイナミックレンジ（VDR: visual dynamic range、後述）またはHDR入力信号からの入力画像における深い黒およびリッチなハイライトを達成することができる。さらに、統計的な観点からは、多くの入力画像のダイナミックレンジは、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルへの調整をもつ、いくつかのダイナミックレンジ窓または限られたダイナミックレンジのいくつかのインスタンスの中にある。ほんの少数のピクセルが、このアプローチにおけるディスプレイ管理をもってマッピングまたは圧縮される必要があることがある。人間の視覚のダイナミックレンジは、非常に明るいおよび暗い要素が同じ時刻に同時に見えるときは、目の中のグレア（glare）のためにしばしば縮小されるので、出力画像の知覚的品質に過度に影響することなく、外側にあるルミナンス・レベルについてルミナンス圧縮が実行されてもよい。

本稿に記載される技法は、エネルギー節約、関わる光源要素および電子コンポーネント（たとえばLED）の寿命の延長を含むがそれに限られない他の恩恵を達成するためにも使用されることができる。

いくつかの実施形態では、本稿に記載される機構は、ハンドヘルド装置、ゲーム機、テレビジョン、ラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、セルラー無線電話、プロジェクター、映画館システム、電子書籍リーダー、ポイントオブセール端末、デスクトップ・コンピュータ、コンピュータ・ワークステーション、コンピュータ・キオスクまたはさまざまな他の種類の端末およびメディア処理ユニットを含むがそれに限られないメディア処理システムの一部をなす。

本稿に記載される好ましい実施形態および一般的な原理および特徴に対するさまざまな修正が当業者にはすぐに明白となるであろう。よって、本開示は示している実施形態に限定されることは意図されておらず、本稿に記載される原理および特徴と整合する最も広い範囲を与えられるべきものである。

〈２．絶対ルミナンス・レベルの非知覚的調整〉
図１は、低ダイナミックレンジすなわちLDR（１０２）の入力画像のレンダリングをサポートするディスプレイ・システムの例示的な諸側面を示している。LDRの例は、限定しないが、Rec.709またはデジタル映画館イニシアチブ（DCI）仕様において定義されている。そのようなディスプレイ・システムの比較的狭いダイナミックレンジ（たとえば１０４）は、所与の時刻において同時に（たとえばある画像フレームについて）設定されることのできる最小および最大ルミナンス・レベル（たとえばそれぞれ0.1ニトおよび140ニト）によって引き起こされる。

ダイナミックレンジ（１０４）のような比較的狭いレンジの問題は、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルを、画像の全体的なルミナンス・レベルに基づいて、時間を通じて上下に変えることによって軽減されうる。任意の所与の時刻において、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの両方は、その間の相対的なルミナンス・レベルを保存しつつ、一緒に上または下のいずれかに動く。

図１に示されるように、そのようなディスプレイ・システムの絶対的な最小および最大（それぞれ0.1ニトおよび140ニト）は、より高い絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルのダイナミックレンジ（１０４−１）まで上に、より低い絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルのダイナミックレンジ（１０４−３）まで下にシフトされたり、あるいはダイナミックレンジ（１０４）と同じ、シフトされないダイナミックレンジ（１０４−２）に維持されたりしてもよい。入力画像中の相対的なルミナンス・レベルは、あるビット深さの特定の符号空間（たとえば8ビットの符号空間、10ビットの符号空間など）において表現されてもよい。光路におけるグローバルな絞り、アパーチャ、光合焦または分散コンポーネント、光変調装置の使用などによるディスプレイ・システムにおける絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの変化は、入力画像において表現されている相対的なルミナンス・レベルを変更しない。ディスプレイ・システムにおいて入力画像のレンダリングを駆動するために、同じ相対的な符号値が使用される。

いくつかの実施形態では、相対ルミナンス・レベルは8ビット符号値によって表現されてもよい。絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの第一の設定と一緒のある符号値（たとえば0）は、第一の画像フレームについて第一の時刻において第一の絶対ルミナンス・レベル（たとえば0.001ニト）を指していてもよく、一方、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの第二の異なる設定と一緒の同じ符号値（0）は、第二の異なる画像フレームについて第二の異なる時刻において第二の異なる絶対ルミナンス・レベル（たとえば0.1ニト）を指していてもよい。

人間の視覚は、二つのルミナンス・レベルが互いから十分異なっていない場合には、該二つのルミナンス・レベルの間の違いを知覚できない。その代わり、人間の視覚は、ルミナンス・レベルが少なくとも最小可知差異（JND: just noticeable difference）異なっている場合には違いを知覚するのみである。人間の視覚の知覚的な非線形性のため、個々のJNDの大きさは、ルミナンス・レベルの範囲を通じて一様にサイズ決めされたりスケーリングされたりするものではなく、異なる個別のルミナンス・レベルとともに変わる。

いくつかの実施形態では、ディスプレイ・システムに入力されるビデオ信号中の画像データは知覚的にエンコードされても、されなくてもよい。たとえ入力画像データが知覚的にエンコードされていても、絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルが上昇または下降させられたのちは、入力画像データ中の相対ルミナンス・レベルは、やはり上および下にシフトされる絶対ルミナンス・レベルを生じさせる。シフトされた絶対ルミナンス・レベルは典型的には図１のシフトされた最小および最大のルミナンス・レベル（たとえば１０４−１または１０４−３）における人間の視覚の知覚的非線形性と一致しない。Rec.709またはDCI仕様において指定されている0.1ニトと140ニトの間のほかは。）絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの種々の範囲についての人間の視覚の知覚的非線形性の間のこの不一致は、入力画像についてのガンマ値のようなグローバルなパラメータを調整することによって単純に補正されることはできない。

よって、光路におけるグローバルな絞り、アパーチャ、光合焦または分散コンポーネント、光変調装置の使用などによるディスプレイ・システムにおける絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの調整は、画像の見え方の変化および視覚的なアーチファクトを引き起こす。それらの見え方の変化および視覚的なアーチファクトは：クリッピング、もとの知覚可能な分解能の喪失、正しい色知覚の喪失、バンド生成、偽輪郭、画像の暗い領域における色シフトなどの任意のものを含むがそれに限られない。

〈３．絶対ルミナンス・レベルの知覚的調整〉
本稿に記載される技法のもとでは、LDRディスプレイ・システム（たとえばSDRディスプレイ・システムなど）、モバイル装置、タブレット・コンピュータなどが、LDRディスプレイ・システムによってサポートされる（または予期される）瞬時ダイナミックレンジよりずっと広い、相対的に広いダイナミックレンジの画像を提供するビデオ信号入力を受領するよう構成されている。たとえば、ディスプレイ・システムによってサポートされる瞬時ダイナミックレンジは、Rec.709、DCI仕様などで定義されているものに匹敵するまたは高々その程度であってもよい。一方、ビデオ信号入力によってサポートされるダイナミックレンジはHDR、VDRなどであってもよい。いくつかの実施形態では、ビデオ信号入力は、米国カリフォルニア州サンフランシスコのドルビーラボラトリーズ社によって開発された知覚的量子化エンコード技法などに基づく画像データを担持していてもよい。

図２Ａに示されるように、LDRディスプレイ・システムによって受領されるビデオ信号入力においてエンコードされている広いダイナミックレンジ（２０２）は、（当該ディスプレイ・システムのLDRよりずっと大きいダイナミックレンジの）幅広い多様なハイエンドの現代のディスプレイ・システムがサポートできるフル・ダイナミックレンジをカバーすることができる。広いダイナミックレンジの例は0.001ないし600ニトであってもよいがそれに限られない。本稿での用法では、用語「VDR」または「視覚ダイナミックレンジ」は、標準ダイナミックレンジ（たとえば8ビット符号値、10ビット符号値などによって表現される）より広いダイナミックレンジ（たとえば10ビット符号値、12ビット符号値、14ビット符号値などによって表現される）を指していてもよく、人間の視覚がある瞬間に最大限に知覚することが可能な瞬時知覚可能なダイナミックレンジおよび色域までの広いダイナミックレンジを含みうるが、それに限られない。VDRにおけるサポートされるルミナンス・レベルは、人間の視覚の知覚的な非線形性に一致するよう最適に間隔を置かれるまたは量子化される仕方で分布されていてもよい。

図２Ａにおいて示されるように、広いダイナミックレンジ（２０２）のビデオ信号入力を使って、入力符号値２２２−１、２２２−２および２２２−３の三つすべての例示的な範囲が表現できる。しかしながら、ディスプレイ・システムのダイナミックレンジは、任意の所与の時点において、広いダイナミックレンジ（２０２）の真部分集合に限定される。たとえば、図２Ａに示されるように、ディスプレイ・システムのダイナミックレンジは、グローバル光変調の特定の設定（たとえばグローバルな絞りなどの設定）を用いて、広いダイナミックレンジ（２０２）の部分（２０４）と匹敵するダイナミックレンジ窓をカバーする。本稿での用法では、用語「ダイナミックレンジ窓」は、グローバル光変調の特定の設定のもとで任意の所与の時点において生成される、限られたダイナミックレンジのインスタンスを指す。ダイナミックレンジ窓内のルミナンス・レベルは典型的には、グローバル光変調の前記特定の設定のもとで出力符号値を用いて生成される。任意の所与の時点においてLDRディスプレイ・システムによって生成されるダイナミックレンジ窓は、ビデオ入力信号の広いダイナミックレンジ（たとえば２０２）より（たとえば著しく）狭い。このように、広いダイナミックレンジ（２０２）の部分（２０４）に匹敵するダイナミックレンジ窓を用いれば、広いダイナミックレンジ（２０２）内の最も低い符号値（２２２−３）はダイナミックレンジ窓の外でありクリッピングされる一方、広いダイナミックレンジ（２０２）内の上の符号値（２２２−１および２２２−２）は表示されうる。

いくつかの実施形態では、本稿に記載される技法のもとでのLDRディスプレイ・システムは、グローバル光変調機能をもって構成される。本稿に記載されるディスプレイ・システムは、特定のVDR入力画像についての特定の（たとえば最適な、など）ダイナミックレンジ窓を生成するために、グローバル光変調の特定の設定を決定するよう構成される。ダイナミックレンジ窓は、グローバル光変調の特定の設定に対応する特定の絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルを含む。ディスプレイ・システムは、異なるVDR入力画像について異なるダイナミックレンジ窓を生成する。一例では、第一のVDR入力画像２０６−１については、ディスプレイ・システムはグローバル光変調の第一の設定を設定し、第一のダイナミックレンジ窓によって表わされる限られたダイナミックレンジを生成する。別の例では、第二のVDR入力画像２０６−２については、ディスプレイ・システムはグローバル光変調の第二の設定を設定し、第二のダイナミックレンジ窓によって表わされる限られたダイナミックレンジを生成する。

VDR入力画像は、広いダイナミックレンジ（２０２）全体をカバーしてもよいが、それは必須ではない。たとえ二つのVDR入力画像（たとえば２０６−３および２０６−４）が広いダイナミックレンジ（２０２）の同じ部分をカバーしても、それらのVDR画像の一方（たとえば２０６−３）はそれらのVDR画像の他方（たとえば２０６−４）より多くのハイライトを含むことがある。

いくつかのVDR入力画像（たとえば２０６−１および２０６−２）は、グローバル光変調の特定の設定によって生成される特定のダイナミックレンジ窓内にそれぞれ収まる、広いダイナミックレンジ（２０２）の諸部分のみを占めていてもよい。図２Ａの（ｃ）に示されるように、第一のVDR入力画像（２０６−１）は、グローバル光変調の第一の設定によって生成される第一のダイナミックレンジ窓内に収まる、広いダイナミックレンジ（２０２）の第一の部分を占めていてもよい。同様に、第二のVDR入力画像（２０６−２）は、グローバル光変調の第二の設定によって生成される第二のダイナミックレンジ窓内に収まる、広いダイナミックレンジ（２０２）の第二の部分を占めていてもよい。本稿に記載されるディスプレイ・システムは、VDR入力画像――今の例では第一のVDR入力画像２０６−１または第二のVDR入力画像２０６−２――の中の入力符号値を出力符号値（またはシステム固有の符号値）に変換して、たとえいくつかの実施形態では出力符号値の数値的な値は対応する入力符号値の数値的な値と異なっていても、グローバル光変調の対応する設定（今の例ではグローバル光変調の第一または第二の設定）のもとでの該出力符号値が、VDR入力画像において知覚的に符号化されている入力符号値と同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するようにするよう構成される。

本稿での用法では、「入力符号値」は、VDR入力画像における採用されている色空間の一つまたは複数のチャネルの符号値を指す。入力符号値は、比較的高いビット長さ（たとえば10ビット、12ビット、14ビットなど）の符号空間における値によって表現されうる。本稿での用法では、「出力符号値」は、LDR画像における採用されている色空間（これはVDR入力画像について採用されている符号空間と同じであってもなくてもよい）の一つまたは複数のチャネルの（たとえば標準ベースの、システム固有の、など）符号値を指す。出力符号値は、比較的低いビット長さ（たとえば8ビット、10ビットなど）の（たとえば標準ベースの、システム固有の、など）符号空間における値によって表現されうる。

いくつかのVDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）は、グローバル光変調のどの設定によって生成されるどのダイナミックレンジ窓内にも収まらない、広いダイナミックレンジ（２０２）の大きな部分を占めてもよい。図２Ａの（ｄ）に示されるように、第三のVDR入力画像（２０６−３）は、ディスプレイ・システムによって第三のVDR入力画像（２０６−３）について最適に選択される第三のダイナミックレンジ窓（図示せず）にもグローバル光変調のどの設定によって生成されるどのダイナミックレンジ窓にも収まらない、広いダイナミックレンジ（２０２）全体を占めてもよい。同様に、第四のVDR入力画像（２０６−４）は、ディスプレイ・システムによって第四のVDR入力画像（２０６−４）について最適に選択される第四のダイナミックレンジ窓（図示せず）にもグローバル光変調のどの設定によって生成されるどのダイナミックレンジ窓にも収まらない、広いダイナミックレンジ（２０２）を占めてもよい。

第三のVDR入力画像（２０６−３）は第四のVDR入力画像（２０６−４）と同じダイナミックレンジをカバーしうるものの、これら二つのVDR入力画像（２０６−３、２０６−４）についてディスプレイ・システムによって決定されるダイナミックレンジ窓は異なることができることを注意しておくべきである。たとえば、第三のVDR入力画像（２０６−３）は全体として、第四のVDR入力画像（２０６−４）より多くのハイライトおよびより少ない暗い領域を含んでいてもよく、第三のVDR入力画像（２０６−３）について選択される第三のダイナミックレンジ窓は、第四のVDR入力画像（２０６−４）について選択される第四のダイナミックレンジ窓によってカバーされる広いダイナミックレンジ（２０２）の部分より、該広いダイナミックレンジ（２０２）のより明るい部分をカバーしてもよい。

いくつかの実施形態では、ディスプレイ・システムは、VDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）のダイナミックレンジを、知覚的な保存のための入力符号値範囲およびディスプレイ管理のための0個以上の入力符号値範囲に分割するよう構成される。VDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）について設定されるこれらの範囲の数、位置およびサイズは、VDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）の特定の画像データに基づいて決定され、画像によって変わりうる。

図２Ａの（ｄ）を参照するに、第三のVDR入力画像（２０６−３）について決定される第三のダイナミックレンジ窓は、広いダイナミックレンジ（２０２）の上の部分をカバーしてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ・システムは、第三のダイナミックレンジを、広いダイナミックレンジ（２０２）の上の部分に位置する知覚的な保存のための入力符号値範囲（たとえば２０８−１）および該入力符号値範囲（２０８−１）の下の、ディスプレイ管理のための入力符号値範囲（２１０−１）に分割するよう構成される。第三のVDR入力画像（２０６−３）について設定されるこれらの範囲（２０８−１、２１０−１）の数、位置およびサイズは、第三のVDR入力画像（２０６−３）の画像データに基づいて決定される。

同様に、図２Ａの第四のVDR入力画像（２０６−４）について決定される第四のダイナミックレンジ窓は、広いダイナミックレンジ（２０２）の下の部分をカバーしてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ・システムは、第四のダイナミックレンジを、広いダイナミックレンジ（２０２）の下の部分に位置する知覚的な保存のための入力符号値範囲（たとえば２０８−２）および該入力符号値範囲（２０８−２）の上の、ディスプレイ管理のための入力符号値範囲（２１０−１）に分割するよう構成される。第四のVDR入力画像（２０６−４）について設定されるこれらの範囲（２０８−２、２１０−２）の数、位置およびサイズは、第三のVDR入力画像（２０６−４）の画像データに基づいて決定される。

VDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）中の、知覚的保存のための入力符号範囲内の入力符号値をもつピクセルは、「範囲内」ピクセルと称され、ある特定のダイナミックレンジ窓についてのグローバル光変調の特定の設定のもとで、出力符号値の数値的な値は対応する入力符号値の数値的な値と異なりうるにもかかわらず、出力符号値がVDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）において知覚的に符号化されている入力符号値と同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するよう、出力符号値（またはシステム固有符号値）を与えられる。VDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）中の、前記0個以上の入力符号値範囲内の――知覚的保存のための入力符号範囲外の――入力符号値をもつピクセルは、「範囲外」ピクセルと称され、ある特定のダイナミックレンジ窓についてのグローバル光変調の特定の設定のもとで、出力符号値がVDR入力画像（たとえば２０６−３、２０６−４など）においてVDR入力画像において知覚的に符号化されている入力符号値と同じルミナンス・レベルを生成しなくてもよいよう、出力符号値（またはシステム固有符号値）を与えられる。ディスプレイ管理動作は、範囲外ピクセルに対して実行されてもよい。

いくつかの実施形態では、出力符号値（またはシステム固有符号値）は、広いダイナミックレンジ（２０２）内の入力符号値とは異なる密度を有していてもよい。「範囲内」ピクセルは、知覚的に正確に調整された値を与えられてもよい。たとえば、LDRディスプレイ・システムのレンダリング動作において入力符号値を表わすために、入力符号値によって表わされるルミナンス・レベルに対してLDRディスプレイ・システムにおいて最も近いルミナンス・レベルを生成する出力符号値が選択されてもよい。

図２Ｂに示されるように、t0では、あるVDRルミナンス（レベル）分布をもつVDR入力画像が受領される。VDRルミナンス・レベル分布は、下に位置する顕著な部分および上に位置する小さなハイライト部分を有する。このVDR入力画像は、（たとえばドルビー・グローバル減光などを通じて）本稿に記載される技法のもとでVDRルミナンス・レベル分布に基づいて決定されるダイナミックレンジ窓をもつSDR出力画像に変換される。範囲内ピクセルに対応する、上記のより低いルミナンス・レベルにおけるVDRルミナンス・レベル分布の大きな部分（または顕著な部分）は、SDR出力画像におけるSDRルミナンス・レベルに近似的にマッピングされる。範囲外ピクセルに対応する、上記の高いルミナンス・レベルにおけるVDRルミナンス・レベル分布の小さな部分（またはハイライト部分）は、トーンマッピングなどといったディスプレイ管理を通じてSDRルミナンス・レベルに圧縮される。

t1では、異なるVDRルミナンス（レベル）分布をもつ異なるVDR入力画像が受領される。該異なるVDRルミナンス・レベル分布は、中央に位置する顕著な部分、上に位置する小さなハイライト部分および下に位置する小さな暗い部分を有する。この異なるVDR入力画像は、（たとえばドルビー・グローバル減光などを通じて）本稿に記載される技法のもとでVDRルミナンス・レベル分布に基づいて決定される異なる（t0におけるVDR入力画像についてのダイナミックレンジ窓より低い）ダイナミックレンジ窓をもつ異なるSDR出力画像に変換される。上記の中間範囲のルミナンス・レベルにおけるVDRルミナンス・レベル分布の大きな部分（または顕著な部分）は、SDR出力画像におけるSDRルミナンス・レベルに近似的にマッピングされる。高いおよび低いルミナンス・レベルにおけるVDRルミナンス・レベル分布の小さなハイライト部分および小さな暗い部分の両方は、トーンマッピングなどといったディスプレイ管理を通じてSDRルミナンス・レベルに圧縮される。

本稿に記載される技法のもとでは、VDR入力画像中の範囲内ピクセルのピクセル値は知覚的な量子化空間において維持されるまたは知覚的に正確に調整されるので、出力符号値――これがLDRディスプレイ・システムのレンダリング動作を駆動する――を有する出力LDR画像は、たとえ出力LDR画像がLDRディスプレイ・システムによってサポートできる限られたダイナミックレンジのものであるとしても、VDR入力画像のもとの知覚的な見え方の多くを保存する。

〈４．ディスプレイ・システムの比較〉
図３は、グローバル光変調機能をもつまたはもたないLDRディスプレイ・システムを比較している。すべてのVDR入力画像がフルVDR範囲などといったビデオ入力信号の広いダイナミックレンジ（たとえば２０２）全体を使うわけではない。図３に示されるように、第五のVDR入力画像（２０６−５）は、広いダイナミックレンジ（２０２）の第五の部分、たとえば0.5ニトから4000ニトまでの間のルミナンス・レベルをもつ。同様に、第六のVDR入力画像（２０６−６）は、広いダイナミックレンジ（２０２）の第六の部分、たとえば0.005ニトから8.0ニトまでの間のルミナンス・レベルをもつ。グローバル光変調なしのディスプレイ・システムについては、第五のVDR入力画像（２０６−５）および第六のVDR入力画像（２０６−６）の両方がLDRディスプレイ・システムの同じ限られたダイナミックレンジ（３０４）にマッピングされ、VDR入力画像（２０６−５および２０６−６）に比して望ましくない知覚可能な見え方の変化および視覚的なアーチファクトにつながる。そのようなLDRディスプレイ・システムはそれでも任意的にはローカルな減光機能を有していてもよいことは注意しておくべきであるが、LDRディスプレイ・システムのダイナミックレンジの絶対的な最小および最大は固定されている。

これとは著しい対照をなして、グローバル光変調のあるディスプレイ・システムについては、第五のVDR入力画像（２０６−５）および第六のVDR入力画像（２０６−６）のそれぞれは、そのVDR入力画像中で表わされるルミナンス・レベルに基づいて決定されるLDRディスプレイ・システムの特定のダイナミックレンジ窓（３０６−１または３０６−２）にマッピングされる。さらに、ディスプレイ・システムのレンダリング動作によって使用される出力符号値は、VDR入力画像において表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するよう知覚的に正確に調整／変更され、VDR入力画像（２０６−５および２０６−６）に比して知覚的な見え方の忠実な再現につながる。そのようなLDRディスプレイ・システムは任意的にはさらにローカルな減光機能を有していてもよいことは注意しておくべきであるが、LDRディスプレイ・システムのダイナミックレンジの絶対的な最小および最大は固定されておらず、適宜異なるダイナミックレンジ窓を生成するためにグローバル光変調の設定を用いて調整可能である。

VDR入力画像のダイナミックレンジは、グローバル変調機能をもつLDRディスプレイ・システムによって、知覚的な保存のための入力符号値範囲およびディスプレイ管理のための0個以上の入力符号値範囲に分割されることもできる。知覚的な保存のための入力符号値範囲は、VDR入力画像の顕著な部分（たとえばVDR画像の中央セクション、アクションが検出されるセクションなど）または比較的多数の範囲内ピクセルに割り当てられることができる。たとえVDR入力画像のダイナミックレンジ全体がVDR入力画像についてのグローバル光変調のいかなる設定によっても最適なダイナミックレンジ窓に収められないときであっても、VDR入力画像の比較的多数のピクセルまたは顕著な部分は、LDRディスプレイ・システムによってレンダリングされる対応するLDR画像において知覚的に正確に保存される／調整される。こうして、グローバル光変調機能をもたないディスプレイ・システムを含むがそれに限られない他のアプローチに比べ、VDR入力画像中の比較的大量の知覚的情報が、LDRディスプレイ・システムによってレンダリングされるLDR画像において維持される。

〈５．例示的な処理および光変調経路〉
図４は、グローバル光変調機能をもつLDRディスプレイ・システムにおける例示的な処理および光変調経路を示している。いくつかの実施形態では、処理経路は、グローバル変調ドライバ（４０２）およびディスプレイ管理モジュール（４０４）を含んでいる。これらはそれぞれ、ディスプレイ画面（４０６）上でLDR画像をレンダリングする目的のための投影経路における、光生成コンポーネント、光変調コンポーネント（４１０）、光制御コンポーネント（４１２）などを制御するよう構成されている。光変調コンポーネント（４１０）は、デジタル光処理（DLP: Digital Light Processing）／シリコン基板上液晶（LCoS: Liquid Crystal on Silicon）ベースの光変調コンポーネントであってもよいが、それに限られない。光制御コンポーネント（４１２）は、グローバルなアパーチャ、グローバルな絞りなどであってもよいがそれに限られず、部分的にはグローバル光変調の設定によって制御される。LDR画像は、多分に、広いダイナミックレンジ（２０２）のビデオ信号入力において受領されうるVDR入力画像における入力符号値を知覚的に正確に調整することによって導出される。

処理経路において、VDR入力画像のルミナンス・レベル分布（たとえばヒストグラム、テーブルなど）を決定し、VDR入力画像中の入力符号値がマッピングされる最適なダインミックレンジ窓（これはグローバル光変調の特定の設定のもとでのLDRのインスタンスである）を決定するために、ビデオ信号入力におけるVDR入力画像は、グローバル変調ドライバ（４０２）によって解析される。最適なダイナミックレンジ窓の決定は、グローバルな光源モジュールによって（４０８）および／またはグローバルなアパーチャ、グローバルな絞りなどといったグローバルな光を変調するコンポーネントによって生成される絶対的な最小および最大のルミナンス・レベルの決定を含む。グローバル変調ドライバ（４０２）は、光源制御動作を実行するとともにグローバル光変調コンポーネント（４１０）の制御動作を実行し、ディスプレイ画面（４０６）でのLDR画像――これがVDR入力画像に対応する――をレンダリングするための一つまたは複数のローカル変調層を照明するグローバルな光量を変調するよう構成されることができる。いくつかの実施形態では、グローバル変調ドライバ（４０２）は、グローバルまたはローカルな光変調の一部として、レーザー変調制御をも実行するよう構成されることができる。

図４のディスプレイ管理モジュール（４０４）は、最適なダイナミックレンジ窓の最小および最大ルミナンス・レベルのようなその入力パラメータを連続的に更新するよう構成されることができる。いくつかの実施形態では、最適なダイナミックレンジ窓の最小および最大ルミナンス・レベルは、グローバル光変調の設定の関数として画像によって変わる。グローバル光変調の特定の設定は、特定のVDR入力画像の画像データに依存し、光源モジュール（４０８）および光変調コンポーネント（４１０）を、特定の最小および最大ルミナンス・レベルおよび最適なダイナミックレンジを生成する特定の状態にするために使われる。

図４のディスプレイ管理モジュール（４０４）は、VDR入力画像中の入力符号値と対応するLDR画像中の出力符号値との間の連続的な調整を実行するよう構成されることができる。ディスプレイ管理モジュール（４０４）は、VDR入力画像中の入力符号値を、VDR入力画像に基づいて決定された特定の最適なダイナミックレンジ窓に知覚的にマッピングするよう構成されることができる。ディスプレイ管理モジュール（４０４）によって生成または決定されたピクセル調整は、ディスプレイ画面（４０６）上でVDR入力画像に対応する知覚的に正しいLDR画像をレンダリングするためにピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調コンポーネント（４１０）を制御するために使われることができる。

「ポンピング」アーチファクト（たとえば、連続するダイナミックレンジ窓における絶対的な最小および最大ルミナンス・レベルの意図しない振動または突然のシフトなど）を避けるために、時間的な減衰が適用されることができる。それにより、二つの異なるダイナミックレンジ窓は比較的漸進的に、たとえば知覚的な言い方で突然にではなく時間期間0.5秒、1秒、3秒などにおいて、互いに遷移することができる。

ディスプレイ・システムは、VDR入力画像（たとえば２０６−１、２０６−２、２０６−３、２０６−４など）についてのダイナミックレンジ窓を決定／選択し、該ダイナミックレンジ窓における知覚的な保存のための入力符号値範囲を同定／決定するよう構成される。たとえば、ディスプレイ・システムは、VDR入力画像のルミナンス・レベル分布を決定し、該ルミナンス・レベル分布中のできるだけ多くをカバーするようダイナミックレンジ窓を選択し、ディスプレイ・システムのグローバル光変調機能に基づいて、該ダイナミックレンジ窓を生成するためのグローバル光変調の特定の設定を決定することができる。ルミナンス・レベル分布中の諸ルミナンス・レベルは異なる重みをかけられてもよい。比較的多数のピクセルをもつルミナンス・レベルは、比較的少数のピクセルをもつ他のルミナンス・レベルに比して、比較的高い重みを割り当てられる。ディスプレイ・システムは、比較的多くのピクセルをもつより多くのルミナンス・レベルをカバーするようダイナミックレンジ窓を選択するようバイアスをかけられてもよい。さらに、ディスプレイ・システムは、ダイナミックレンジ窓における知覚的な保存のための入力符号値範囲を同定するためにルミナンス・レベル分布を使うことができる。

ディスプレイ・システムは、知覚的な保存のための入力符号値範囲の外の「範囲外」ピクセルの数を最小化するおよび／またはルミナンス圧縮を必要とするレベルの数を最小化するよう構成されていてもよい。ディスプレイ・システムは、（たとえばトーンマッピング、米国カリフォルニア州サンフランシスコのドルビーラボラトリーズ社によって開発されたものを含むがそれに限られないディスプレイ管理動作などを通じて）ルミナンス圧縮を必要としたルミナンス・レベルの数を最小化するよう構成されていてもよい。

ディスプレイ・システムは、範囲内ピクセルの入力符号値を出力符号値に知覚的かつ正確に調整し、範囲外ピクセルの入力符号値を、トーンマッピングなどを通じて圧縮されたルミナンス・レベルをもつ出力符号値にマッピングすることができる。

VDR入力画像の少なくとも顕著な部分をカバーするよう最適なダイナミックレンジ窓を選択する動作およびグローバル光変調の設定を設定する動作は相関している。連続的にダイナミックレンジ窓を選択し、グローバル光変調の設定を設定するために、ディスプレイ管理モジュール（４０４）とグローバル変調ドライバ（４０２）の間でフィードバック・ループが実装されてもよい。結果として、たとえVDR入力画像の全体的なルミナンス・レベルが時間とともに変化するときであっても、知覚的に正しい画像が維持されることができる。

VDR入力画像の範囲内ピクセルのVDRルミナンス・レベルは、知覚的な保存のためにリザーブされているダイナミックレンジ窓の一つまたは複数の部分におけるLDRルミナンス・レベルによって知覚的に維持されることができる。ディスプレイ・システムによって受領されるVDR入力画像のダイナミックレンジに依存して、VDR入力画像のある種のVDRルミナンス・レベルがいまだ選択されたダイナミックレンジ窓の外にあり、よっていまだクリッピングまたは圧縮されることになることが可能である。いくつかのVDRルミナンス・レベルのクリッピングおよび圧縮は、それらのVDRルミナンス・レベルを、ディスプレイ管理のためにリザーブされているダイナミックレンジ窓のいくつかの部分におけるLDRルミナンス・レベルにマッピングすることによって知覚的に隠蔽されることができる。任意の所与の時点において、ディスプレイ管理のためにリザーブされているダイナミックレンジ窓の0個以上の部分および知覚的な保存のためにリザーブされている該ダイナミックレンジ窓の一つまたは複数の部分がダイナミックレンジ窓全体をなす。

本稿に記載される技法の効率を裏付ける人間の視覚系におけるいくつかのプロセスがある。たとえば、人間の視覚系の知覚可能なダイナミックレンジは、きわめて明るいおよび暗い要素が同時に見えるときは、目の中のグレアのためにしばしば縮小される（これはカメラ・レンズでも同様に起こりうる）。同時コントラストは黒の知覚を改善できる。黒の知覚は、ある程度は、ディスプレイ・システムの絶対的な黒および白のレベルとは独立である。

図５は、LDRディスプレイ・システムによってレンダリングされる二つの例示的なLDR画像を示している。左側の暗い画像は、あまり明るいハイライトがない低いルミナンス・レベル（または深い黒のレベル）の狭い集合をもつ第一のVDR入力画像から導出される。右側の明るい画像は、低いルミナンス・レベルおよび高いルミナンス・レベルの両方の広い集合をもつ第二のVDR入力画像から導出される。

本稿に記載される技法は、シーンのピクセルのルミナンス・レベルを著しく圧縮することなく前記第一のVDR入力画像から左側の前記暗い画像を生成するために使われることができる。最小および最大ルミナンス・レベルを制御するアパーチャまたは絞りが、比較的小さな開口に設定されてもよく、あるいはアパーチャまたは絞りが開いている時間期間に比して相対的により長い時間期間にわたって閉じられてもよい。対応して、第一のVDR入力画像に基づいて決定される最適なダイナミックレンジ窓は、第一のVDR入力画像におけるVDRルミナンス・レベルの全部または実質的に全部についてのフルにアドレッシング可能な（fully addressable）黒レベルを作り出す。

右側の明るい画像における太陽は強烈なハイライトを作り出す。太陽の存在によって引き起こされるグレアは、第二の入力VDR画像についての引き上げられた黒レベルにつながる。よって、ディスプレイ・システムのLDRのベースの暗い黒レベルは、第二のVDR入力画像に対応するLDR画像をレンダリングする時点では引き上げられる。暗い黒レベルの引き上げは、第一の入力VDR画像について選択された比較的暗いダイナミックレンジ窓から第二の入力VDR画像について選択された比較的明るいダイナミックレンジ窓にLDRを上方にシフトさせることによって部分的には達成される。最小および最大ルミナンス・レベルを制御するアパーチャまたは絞りは、比較的大きな開口に設定されてもよく、あるいはアパーチャまたは絞りが閉じられている時間期間に比して相対的により長い時間期間にわたって開かれてもよい。

本稿に記載される技法は、知覚的な保存のための入力符号値範囲内の前記第二のVDR入力画像の中間的または高いVDRルミナンス・レベルを、最適なダイナミックレンジ窓の、知覚的な保存のためにリザーブされている部分における出力コード値に、知覚的に正確に維持／調整することにより、右側の明るいLDR画像を生成するためにも使われることができる。

第二の入力VDR画像中の比較的少数のピクセルは、第二の入力VDR画像に基づいて決定された最適なダイナミックレンジ窓に比して潜在的な外れ値であることがあり、ディスプレイ管理モジュール（４０４）によって最適なダイナミックレンジ窓中にマッピング、圧縮および／またはさらにはクリッピングされることができる。第二の入力VDR画像のいくつかの低いVDRルミナンス・レベルは、最適なダイナミックレンジ窓の、ルミナンス圧縮のためにリザーブされている0個以上の部分中に圧縮されてもよい。

図５に示されるように、VDR入力画像の知覚的な忠実さは、本稿に記載される技法のもとでは、他よりも相対的によく維持される。左側の暗い画像は第一の入力VDR画像のダイナミックレンジ全体を大きな度合で保存する。一方、右側の明るい画像は、より可視の太陽の存在のため、第二のVDR画像の有意な部分（顕著な部分）を大きな度合で保存する。人間の視覚は、同時の強いグレアに直面するときは低いルミナンス・レベルを弁別するいくらかの能力を自然に失うので、右側の明るい画像における低いルミナンス・レベルの知覚的な忠実さは、第二の入力VDR画像における低いルミナンス・レベルのルミナンス圧縮によってあまり犠牲にされず、満足いく／受け入れ可能なものにとどまる。

〈６．絶対ルミナンス・レベルの非知覚的調整〉
図６は、シーン内の入力VDR画像のあるシーケンスについて、ダイナミックレンジ窓の例示的なシーケンスを示している。ダイナミックレンジ窓およびその最大および最小ルミナンス値は、VDR入力画像の関数である。ビデオ信号入力におけるVDR入力画像は、図６における縦軸（10を底とする対数領域での絶対的なルミナンス・レベル）に沿った入力ダイナミックレンジ６０２をカバーする。LDRディスプレイ・システムは、時間にわたって集団的に相対的に広い出力ダイナミックレンジ６０４をカバーする個々の諸時間における個々の諸狭いダイナミックレンジ窓を生成するようグローバル変調設定を選択／設定することができる。

シーン内のVDR入力画像は、VDR入力画像の関数としてダイナミックレンジ窓を決定するようLDRディスプレイ・システム中のグローバル変調ドライバ（４０２）によって解析される。最大ルミナンス値（最大ルミナンス値曲線６０６上）、最小ルミナンス値（最小ルミナンス値曲線６０８上）などといったパラメータが、決定された諸ダイナミックレンジ窓のうちの各ダイナミックレンジ窓を定義し、LDRディスプレイ・システムのディスプレイ管理モジュール（４０４）と共有される。このディスプレイ管理モジュールは、VDR入力画像中の入力符号値を、そのダイナミックレンジ窓をもつ対応するLDR画像における出力符号値にマッピングする。

ディスプレイ・システムにおけるバックライト・ユニット（BLU: backlight unit）のような光源コンポーネント（４０８）およびグローバルなアパーチャ、グローバルな絞りなどといった光制御コンポーネント（４１２）は、VDR入力画像がマッピングされるLDR画像のためにグローバルな光出力を変調するために、画像ごとに、特定の設定をもって制御されることができる。

例解の目的のため、フレーム１からフレーム７（図６の横軸に示される）までは、グローバル変調ドライバ（４０２）によって決定されるダイナミックレンジ窓はほぼ10^-1から10²cd/m²にまたがる。フレーム９から１２までは、グローバル変調ドライバ（４０２）によって決定されるダイナミックレンジ窓は10^-0.25から10^2.75cd/m²にまたがる。VDR入力画像（たとえばフレーム１０、フレーム１１など）は10^2.75cd/m²より高い最大をもつダイナミックレンジ窓を用いたほうがよりよく表現されうるものの、フル・パワー光源および最大光出力許容（allowance）をもつディスプレイ・システム（たとえばDLP、LCDなど）の物理的なダイナミックレンジの最大ルミナンス・レベルは、それでも、例示的なディスプレイ・システムが生成するよう構成されている最大である10^2.75cd/m²を上限とされる。

本稿に記載される技法は、表示動作における多様な目的を達成するために使用されることができる。これらの目的は、知覚されるダイナミックレンジを最大化してグローバル光変調をもつディスプレイ・システムにおける知覚的な正しさを向上させること、エネルギー消費を減らすこと、熱生成を減らすこと、LEDの過熱を防止することなどを含むがそれに限られない。一例では、一時間当たりのある量のエネルギー使用を超えることができない場合、本稿に記載される技法は、与えられた状況において可能な限りVDR入力画像の知覚的な忠実さを維持しつつLDRシステムの光源を適宜ある強度レベルまで減光するために使われることができる。

もう一つの例では、LDRディスプレイ・システムにおけるLED光源は、熱に関係した恒久的な損傷からLED光源を保護するために、長時間にわたって過剰駆動されることを防止される必要があることがある。本稿に記載される技法は、LED光源があらかじめ構成設定された時間にわたって過剰駆動された場合に、LED光源の強度レベルをゆっくりと減光させる（または一時的に減衰させる）ために使用されることができる。結果として生じるルミナンスの減少は、本稿に記載される技法を使うことによって、VDR入力画像の知覚的な忠実さに対する悪影響を与えられた状況で可能な限り最小にしつつ、知覚的に補償されることができる。

本稿での用法では、「ルミナンス・レベル」または「ルミナンス値」は交換可能に使われることがあり、特定のダイナミックレンジ内の量子化されたルミナンス・レベルを指すことがある。本稿での用法では、用語「ニト」またはその略「nt」は、1カンデラ毎平方メートル（あるいはcd/m²と等価であるまたはそれに等しい、画像強度、明るさ、ルーマおよび／またはルミナンスの単位を、同義にまたは交換可能に指すまたはこれに関係することがある。

例解の目的のため、比較的広いダイナミックレンジがVDRであることが記述された。しかしながら、本発明はそれに限定されなくてもよい。諸技法は、非VDRダイナミックレンジの（入力）画像の知覚的な忠実さを、比較的狭いダイナミックレンジをサポートするディスプレイ・システムにおいて保存するために使われることができる。比較的広いダイナミックレンジは、10ビット、12ビット、13ビット、14ビットまたはそれ以上の符号空間に存在する（入力）符号値によって表わされてもよい。一方、比較的狭いダイナミックレンジは、14ビット、13ビット、12ビット、10ビット、8ビットまたはそれ以下の符号空間に存在する（LDR）符号値によって表わされてもよい。

例解の目的のため、比較的広いダイナミックレンジの入力符号値は比較的狭いダイナミックレンジの出力符号値にマッピングされることが記述された。本稿に記載される符号値は色空間のルミナンス・チャネルにおける値であってもよいが、ルミナンス・チャネル以外の他のチャネルにおけるピクセル値であってもよいことを注意しておくべきである。符号値は、ルミナンス・レベルを直接表わすのであれルミナンス・レベルへの寄与を部分的に表わすのであれ、本稿に記載される技法のもとで色の知覚的な忠実さを維持するために、知覚的に調整、マッピングなどされてもよい。追加的、任意的または代替的に、ルミナンス・チャネル（または他の仕方でエンコードされたルミナンス情報）を有する色空間（たとえばYCbCrなど）以外の色空間（たとえばRGB、RGB+など）が、比較的広いダイナミックレンジの画像および／または該比較的広いダイナミックレンジの画像がマッピングされる比較的狭いダイナミックレンジの画像をエンコードするために使われてもよい。本稿に記載される技法は、広いダイナミックレンジの対応する入力画像に基づく種々のダイナミックレンジ窓の出力画像を生成するときに、ルミナンス・チャネル以外の採用される色空間の一つまたは複数の色チャネルを個々にグローバルに変調するために使われることができる。色チャネルの個々の変調は、各色チャネルからのそれぞれのルミナンス寄与を考慮に入れ、色域における色バランスを再整形することができる。ある種の色（画像中の色相および彩度領域）が他の色より優勢である場合、たとえば、優勢な赤およびほんの少数のミュートされた青をもつシーンでは、青チャネルLEDは、他のチャネルに比してより減衰させることができる。色チャネルの個々の変調は、個々の色チャネルの種々の顕著な部分（今の例ではミュートされた青）により多くのレベルを与え、画像全体とともに個々の色チャネルをディスプレイ・システム上で知覚的に正しくレンダリングする能力を維持する。

追加的または任意的に、本稿に記載される技法は、ローカルな減光と関連して使用されてもよい。たとえば、ローカルな減光は、個々の光源を制御し、画像の異なる領域において異なるローカルなルミナンス・レベルを生成し、比較的広いダイナミックレンジをディスプレイ・システムに与えるために使われてもよい。グローバル光変調技法は、グローバルな最大および最小ルミナンス・レベルを調整し、ローカルな減光によって生成された前記比較的広いダイナミックレンジの種々のインスタンスを生成してビデオ入力信号のさらに広いダイナミックレンジをカバーするために使用されてもよい。本稿に記載される知覚的マッピングおよびディスプレイ管理技法は、ビデオ入力信号より狭いダイナミックレンジのローカル減光ディスプレイ・システムにおいてレンダリングされる画像の知覚的な品質を維持するために使用されることができる。

〈７．例示的なディスプレイ・システム〉
図７は、ある実施形態に基づく、ディスプレイ画面（４０６）と、グローバル変調ドライバ（４０２）およびディスプレイ管理モジュール（４０４）を有するディスプレイ・コントローラ（７０４）とを有する例示的なディスプレイ・システムを示している。ディスプレイ・コントローラ７０４は、一つまたは複数の光源と、ディスプレイ画面（４０６）上でLDR画像をレンダリングする目的のために光出力を変調するシステム・コンポーネントとを制御するよう構成されることができる。ディスプレイ・コントローラ７０４は、画像データ源７０６と動作上結合されることができ、画像データ源（７０６）から画像データを受領するよう構成される。ディスプレイ・コントローラ（７０４）は、画像データ源（７０６）から前記画像データ中の比較的広いダイナミックレンジの諸入力画像を受領するよう構成されることができる。前記画像データは、画像データ源（７０６）によって本ディスプレイ・システムに、空中放送、セットトップボックス、本ディスプレイ・システムに結合されたネットワーク接続されたサーバーおよび／または記憶媒体を含む多様な仕方で提供されることができる。

本ディスプレイ・システムによって受領された前記画像データは、最初は、複数のフォーマット（標準ベース、独自のもの、その拡張など）のうちの任意のものの形であってもよく、および／または複数の画像源（カメラ、画像サーバー、有体の媒体など）の任意のものから導出されてもよい。エンコードされるべき画像データの例は、生のまたはその他の高ビット深さ画像（単数または複数）を含むが、それに限られない。生のまたは他の高ビット深さの画像は、カメラ、スタジオ・システム、アート・ディレクター・システム、別の上流の画像処理システム、画像サーバー、コンテンツ・データベースなどに由来してもよい。画像データは、デジタル写真、デジタル画像フレーム、3D画像、非3D画像、コンピュータ生成されたグラフィックなどの画像を含んでいてもよいが、それに限られない。画像データは、シーン基準の（scene-referred）画像、装置基準の（device-referred）画像またはさまざまなダイナミックレンジをもつ画像を含んでいてもよい。画像データの例は、もとの画像の高品質バージョンを含みうる。生のまたはその他の高ビット深さ画像は、プロ、アートスタジオ、放送会社、ハイエンドのメディア制作エンティティなどによって使用される高サンプリング・レートのものであってもよい。画像データは全体的にまたは部分的にコンピュータ生成されてもよく、あるいはさらには全体的にまたは部分的に古い映画およびドキュメンタリーといった既存の画像源から得られてもよい。

画像データは、浮動小数点または固定小数点画像データを含んでいてもよく、いかなる色空間にあってもよい。ある例示的な実施形態では、入力画像はRGB色空間にあってもよい。もう一つの例示的な実施形態では、入力画像はYCbCr色空間にあってもよい。一例では、本稿に記載される画像中の各ピクセルは、当該色空間において定義される全チャネル（たとえばRGB色空間では赤、緑および青の色チャネル）についての浮動小数点ピクセル値を含む。もう一つの例では、本稿に記載される画像中の各ピクセルは、当該色空間において定義されるすべてのチャネルについての固定小数点ピクセル値（たとえばRGB色空間における赤、緑および青の色チャネルについての16ビットまたはより多数／少数のビットの固定小数点ピクセル値）を含む。各ピクセルは、任意的および／または代替的に、当該色空間におけるチャネルの一つまたは複数について、当該色空間における他のチャネルに比して、ダウンサンプリングされたピクセル値を有していてもよい。

〈８．例示的なプロセス・フロー〉
図８は、本発明のある実施形態に基づく例示的なプロセス・フローを示している。いくつかの実施形態では、一つまたは複数のコンピューティング装置またはコンポーネントがこのプロセス・フローを実行してもよい。ブロック８０２では、ディスプレイ・システムが広いダイナミックレンジの入力ビデオ信号における複数の入力画像を受領する。

ブロック８０４では、ディスプレイ・システムは、前記複数の入力画像におけるある特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の特定の設定を決定する。グローバル光変調の前記特定の設定は、特定のダイナミックレンジ窓を生成する。前記特定のダイナミックレンジ窓によって表わされる出力ルミナンス・レベル範囲は、前記広いダイナミックレンジによって表わされるルミナンス・レベル範囲の真部分集合である。

ブロック８０６では、ディスプレイ・システムは、前記特定の入力画像における複数の入力符号値を、前記特定の入力画像に対応する特定の出力画像における複数の出力符号値に変換する。前記複数の出力符号値は、前記複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成する。前記複数の出力符号値は、前記特定のダイナミックレンジ窓内である。

ある実施形態では、前記複数の入力符号値は、前記特定の入力画像の一つまたは複数の顕著な部分を表わす。

ある実施形態では、前記特定の入力画像は、ディスプレイ・システムとは独立な入力符号値を用いて知覚的にエンコードされている。

ある実施形態では、ディスプレイ・システムはさらに、前記特定の入力画像中の一つまたは複数の残りの入力符号値を、前記特定の出力画像中の一つまたは複数の出力符号値に変換するよう構成される。前記一つまたは複数の出力符号値は、前記一つまたは複数の入力符号値によって表わされる異なるルミナンス・レベルを生成する。前記一つまたは複数の出力符号値は前記特定のダイナミックレンジ窓内である。

ある実施形態では、前記広いダイナミックレンジまたは前記特定のダイナミックレンジ窓の少なくとも一方は：500ニト未満、500ニト以上1000以下、1000ニト以上5000ニト以下、5000ニト以上10000ニト以下、10000ニト以上15000ニト以下または15000ニト超の値を有する上限をもつダイナミックレンジを表わす。

ある実施形態では、ダイナミックレンジ窓は、0.001ニト未満、0.001ニト以上0.1ニト以下、0.1ニト以上1ニト以下、1ニト以上10ニト以下、10ニト以上100ニト以下または100ニト超の値を有する下限をもつダイナミックレンジを表わす。

ある実施形態では、ディスプレイ・システムはさらに、グローバル光変調の前記特定の設定をもってディスプレイ画面上に前記特定の出力画像をレンダリングするよう構成されている。

ある実施形態では、ディスプレイ・システムはさらに：前記複数の入力画像における第二の特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の第二の特定の設定を決定する段階であって、グローバル光変調の前記特定の設定は、第二の特定のダイナミックレンジ窓を生成し、前記第二の特定のダイナミックレンジ窓は前記特定のダイナミックレンジ窓とは異なる、段階と；前記第二の特定の入力画像における第二の複数の入力符号値を、前記第二の特定の入力画像に対応する第二の特定の出力画像における第二の複数の出力符号値に変換する段階であって、前記第二の複数の出力符号値は、前記第二の複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成する、段階とを実行するよう構成される。

ある実施形態では、前記特定の入力画像は、前記第二の特定の入力画像と同じ最大および最小ルミナンス・レベルを有し、前記特定のダイナミックレンジ窓は、前記第二の特定の入力画像とは異なる最大および最小ルミナンス・レベルを有する。

ある実施形態では、前記ビデオ入力信号は、高分解能高ダイナミックレンジ（HDR）画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー（AMPAS: Academy of Motion Picture Arts and Sciences）のアカデミー色エンコード規格（ACES: Academy Color Encoding Specification）に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブ（Digital Cinema Initiative）のP3色空間規格、参照入力媒体メトリック／参照出力媒体メトリック（RIMM/ROMM: Reference Input Medium Metric/Reference Output Medium Metric）規格、sRGB色空間または国際電気通信連合（ITU）のBT.709勧告規格に関連付けられたRGB色空間、CIELABおよびCIELUVを含むがそれに限られない国際照明委員会（CIE）によって定義されたCIE色空間、YCbCr色空間、IPT一様色空間、LCh色空間、スペクトル・エンコードに関係した色空間などのうちの一つにおいてエンコードされた画像データを含む。

ある実施形態では、グローバル色変調の前記特定の設定は、諸光源コンポーネントまたは諸グローバル光変調コンポーネントの一つまたは複数についての一つまたは複数の特定の設定を含む。

いくつかの実施形態では、グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は一様である。異なる実施形態では、グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は非一様である。

ある実施形態では、前記広いダイナミックレンジは：12ビット未満、12ビット以上14ビット以下、少なくとも14ビットまたは14ビットまたはそれ以上のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の入力符号値を有する。

ある実施形態では、前記特定のダイナミックレンジ窓は：8ビット未満、8ビット以上12ビット以下または12ビット以上のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の出力符号値によって表わされる。

いくつかの実施形態では、前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まる画像固有のダイナミックレンジを有する。異なる実施形態では、前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まらない画像固有のダイナミックレンジを有する。

さまざまな実施形態において、装置、コンピューティング・システム、ディスプレイ・システムなどが、記載される上記の方法の任意のものまたは一部を実行する。

〈９．機構の実装――ハードウェアの概観〉
ある実施形態によれば、本稿に記載される技法は、一つまたは複数の特殊目的コンピューティング装置によって実装される。特殊目的コンピューティング装置は、本技法を実行するよう固定構成とされていてもよいし、あるいは一つまたは複数の特定用途向け集積回路（ASIC）またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）のような、本技法を実行するよう持続的にプログラムされたデジタル電子デバイスを含んでいてもよいし、あるいはファームウェア、メモリ、他の記憶または組み合わせにおけるプログラム命令に従って本技法を実行するようプログラムされた一つまたは複数の汎用ハードウェア・プロセッサを含んでいてもよい。そのような特殊目的コンピューティング装置は、カスタムの固定構成論理、ASICまたはFPGAをカスタムのプログラミングと組み合わせて本技法を達成してもよい。特殊目的コンピューティング装置はデスクトップ・コンピュータ・システム、ポータブル・コンピュータ・システム、ハンドヘルド装置、ネットワーキング装置または本技法を実装するために固定構成および／またはプログラム論理を組み込んでいる他の任意の装置であってもよい。

たとえば、図９は、本発明の例示的実施形態が実装されうるコンピュータ・システム９００を示すブロック図である。コンピュータ・システム９００は、情報を通信するためのバス９０２または他の通信機構と、情報を処理するための、バス９０２に結合されたハードウェア・プロセッサ９０４とを含む。ハードウェア・プロセッサ９０４はたとえば汎用マイクロプロセッサであってもよい。

コンピュータ・システム９００は、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）または他の動的記憶装置のような、情報およびプロセッサ９０４によって実行されるべき命令を記憶するための、バス９０２に結合されたメイン・メモリ９０６をも含む。メイン・メモリ９０６はまた、一時変数または他の中間的な情報を、プロセッサ９０４によって実行されるべき命令の実行の間、記憶しておくために使われてもよい。そのような命令は、プロセッサ９０４にとってアクセス可能な非一時的な記憶媒体に記憶されたとき、コンピュータ・システム９００を、前記命令において指定されている処理を実行するようカスタマイズされた特殊目的機械にする。

コンピュータ・システム９００はさらに、バス９０２に結合された、静的な情報およびプロセッサ９０４のための命令を記憶するための読み出し専用メモリ（ROM）９０８または他の静的記憶装置を含む。磁気ディスクまたは光ディスクのような記憶装置９１０が提供され、情報および命令を記憶するためにバス９０２に結合される。

コンピュータ・システム９００は、コンピュータ・ユーザーに対して情報を表示するための、液晶ディスプレイ（LCD）のようなディスプレイ９１２にバス９０２を介して結合されていてもよい。英数字その他のキーを含む入力装置９１４が、情報およびコマンド選択をプロセッサ９０４に伝えるためにバス９０２に結合される。もう一つの型のユーザー入力装置は、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ９０４に伝えるとともにディスプレイ９２上でのカーソル動きを制御するための、マウス、トラックボールまたはカーソル方向キーのようなカーソル・コントロール９１６である。この入力装置は典型的には、第一軸（たとえばx）および第二軸（たとえばy）の二つの軸方向において二つの自由度をもち、これにより該装置は平面内での位置を指定できる。

コンピュータ・システム９００は、本稿に記載される技法を実施するのに、カスタマイズされた固定構成論理、一つまたは複数のASICもしくはFPGA、コンピュータ・システムと組み合わさってコンピュータ・システム９００を特殊目的機械にするまたはプログラムするファームウェアおよび／またはプログラム論理を使ってもよい。ある実施形態によれば、本稿の技法は、プロセッサ９０４がメイン・メモリ９０６に含まれる一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行するのに応答して、コンピュータ・システム９００によって実行される。そのような命令は、記憶装置９１０のような別の記憶媒体からメイン・メモリ９０６に読み込まれてもよい。メイン・メモリ９０６に含まれる命令のシーケンスの実行により、プロセッサ９０４は、本稿に記載されるプロセス段階を実行する。代替的な実施形態では、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせて固定構成の回路が使用されてもよい。

本稿で用いられる用語「記憶媒体」は、データおよび／または機械に特定の仕方で動作させる命令を記憶する任意の非一時的な媒体を指す。そのような記憶媒体は、不揮発性媒体および／または揮発性媒体を含んでいてもよい。不揮発性媒体は、たとえば、記憶装置９１０のような光学式または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メイン・メモリ９０６のような動的メモリを含む。記憶媒体の一般的な形は、たとえば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、半導体ドライブ、磁気テープまたは他の任意の磁気データ記憶媒体、CD-ROM、他の任意の光学式データ記憶媒体、孔のパターンをもつ任意の物理的媒体、RAM、PROMおよびEPROM、フラッシュEPROM、NVRAM、他の任意のメモリ・チップまたはカートリッジを含む。

記憶媒体は、伝送媒体とは異なるが、伝送媒体と関連して用いられてもよい。伝送媒体は、記憶媒体間で情報を転送するのに参加する。たとえば、伝送媒体は同軸ケーブル、銅線および光ファイバーを含み、バス９０２をなすワイヤを含む。伝送媒体は、電波および赤外線データ通信の際に生成されるような音響波または光波の形を取ることもできる。

さまざまな形の媒体が、一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行のためにプロセッサ９０４に搬送するのに関与しうる。たとえば、命令は最初、リモート・コンピュータの磁気ディスクまたは半導体ドライブ上に担持されていてもよい。リモート・コンピュータは該命令をその動的メモリにロードし、該命令をモデムを使って電話線を通じて送ることができる。コンピュータ・システム９００にローカルなモデムが、電話線上のデータを受信し、赤外線送信器を使ってそのデータを赤外線信号に変換することができる。赤外線検出器が赤外線信号において担持されるデータを受信することができ、適切な回路がそのデータをバス９０２上に載せることができる。バス９０２はそのデータをメイン・メモリ９０６に搬送し、メイン・メモリ９０６から、プロセッサ９０４が命令を取り出し、実行する。メイン・メモリ９０６によって受信される命令は、任意的に、プロセッサ９０４による実行の前または後に記憶装置９１０上に記憶されてもよい。

コンピュータ・システム９００は、バス９０２に結合された通信インターフェース９１８をも含む。通信インターフェース９１８は、ローカル・ネットワーク９２２に接続されているネットワーク・リンク９２０への双方向データ通信結合を提供する。たとえば、通信インターフェース９１８は、統合サービス・デジタル通信網（ISDN）カード、ケーブル・モデム、衛星モデムまたは対応する型の電話線へのデータ通信接続を提供するためのモデムであってもよい。もう一つの例として、通信インターフェース９１８は、互換LANへのデータ通信接続を提供するためのローカル・エリア・ネットワーク（LAN）カードであってもよい。無線リンクも実装されてもよい。そのようないかなる実装でも、通信インターフェース９１８は、さまざまな型の情報を表すデジタル・データ・ストリームを搬送する電気的、電磁的または光学的信号を送受信する。

ネットワーク・リンク９２０は典型的には、一つまたは複数のネットワークを通じた他のデータ装置へのデータ通信を提供する。たとえば、ネットワーク・リンク９２０は、ローカル・ネットワーク９２２を通じてホスト・コンピュータ９２４またはインターネット・サービス・プロバイダー（ISP）９２６によって運営されているデータ設備への接続を提供してもよい。ISP ９２６は、現在一般に「インターネット」９２８と称される世界規模のパケット・データ通信網を通じたデータ通信サービスを提供する。ローカル・ネットワーク９２２およびインターネット９２８はいずれも、デジタル・データ・ストリームを担持する電気的、電磁的または光学的信号を使う。コンピュータ・システム９００に／からデジタル・データを搬送する、さまざまなネットワークを通じた信号およびネットワーク・リンク９２０上および通信インターフェース９１８を通じた信号は、伝送媒体の例示的な形である。

コンピュータ・システム９００は、ネットワーク（単数または複数）、ネットワーク・リンク９２０および通信インターフェース９１８を通じて、メッセージを送り、プログラム・コードを含めデータを受信することができる。インターネットの例では、サーバー９３０は、インターネット９２８、ISP ９２６、ローカル・ネットワーク９２２および通信インターフェース９１８を通じてアプリケーション・プログラムのための要求されたコードを送信してもよい。

受信されたコードは、受信される際にプロセッサ９０４によって実行されても、および／または、のちの実行のために記憶装置９１０または他の不揮発性記憶に記憶されてもよい。

〈１０．等価物、拡張、代替その他〉
以上の明細書では、本発明の可能な諸実施形態について、実装によって変わりうる数多くの個別的詳細に言及しつつ述べてきた。このように、何が本発明であるか、何が出願人によって本発明であると意図されているかの唯一にして排他的な指標は、この出願に対して付与される特許の請求項の、その後の訂正があればそれも含めてかかる請求項が特許された特定の形のものである。かかる請求項に含まれる用語について本稿で明示的に記載される定義があったとすればそれは請求項において使用される当該用語の意味を支配する。よって、請求項に明示的に記載されていない限定、要素、属性、特徴、利点もしくは特性は、いかなる仕方であれかかる請求項の範囲を限定すべきではない。よって、明細書および図面は制約する意味ではなく例示的な意味で見なされるべきものである。

いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
広いダイナミックレンジの入力ビデオ信号における複数の入力画像を受領する段階と；
前記複数の入力画像におけるある特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の特定の設定を決定する段階であって、グローバル光変調の前記特定の設定は、特定のダイナミックレンジ窓を生成するものであり、前記特定のダイナミックレンジ窓によって表わされる出力ルミナンス・レベル範囲は、前記広いダイナミックレンジによって表わされるルミナンス・レベル範囲の真部分集合である、段階と；
前記特定の入力画像における複数の入力符号値を、前記特定の入力画像に対応する特定の出力画像における複数の出力符号値に変換する段階であって、前記複数の出力符号値は、前記複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するものであり、前記複数の出力符号値は、前記特定のダイナミックレンジ窓内である、段階と；
前記特定の入力画像中の一つまたは複数の残りの入力符号値を、前記特定の出力画像中の一つまたは複数の出力符号値に変換する段階であって、前記一つまたは複数の出力符号値は、前記一つまたは複数の入力符号値によって表わされる異なるルミナンス・レベルを生成するものであり、前記一つまたは複数の出力符号値は前記特定のダイナミックレンジ窓内である、段階とを含む、
方法。
〔態様２〕
前記複数の入力符号値は、前記特定の入力画像の一つまたは複数の顕著な部分を表わす、態様１記載の方法。
〔態様３〕
前記特定の入力画像は、ディスプレイ・システムとは独立な入力符号値を用いて知覚的にエンコードされている、態様１記載の方法。
〔態様４〕
前記広いダイナミックレンジまたは前記特定のダイナミックレンジ窓の少なくとも一方は：
500ニト未満、
500ニト以上1000以下、
1000ニト以上5000ニト以下、
5000ニト以上10000ニト以下、
10000ニト以上15000ニト以下または
15000ニト超
の値を有する上限をもつダイナミックレンジを表わす、態様１記載の方法。
〔態様５〕
前記ダイナミックレンジ窓は、
0.001ニト未満、
0.001ニト以上0.1ニト以下、
0.1ニト以上1ニト以下、
1ニト以上10ニト以下、
10ニト以上100ニト以下または
100ニト超の値を有する下限をもつダイナミックレンジを表わす、態様１記載の方法。
〔態様６〕
グローバル光変調の前記特定の設定をもってディスプレイ画面上に前記特定の出力画像をレンダリングする段階をさらに含む、態様１記載の方法。
〔態様７〕
前記複数の入力画像における第二の特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の第二の特定の設定を決定する段階であって、グローバル光変調の前記特定の設定は、第二の特定のダイナミックレンジ窓を生成するものであり、前記第二の特定のダイナミックレンジ窓は前記特定のダイナミックレンジ窓とは異なる、段階と；
前記第二の特定の入力画像における第二の複数の入力符号値を、前記第二の特定の入力画像に対応する第二の特定の出力画像における第二の複数の出力符号値に変換する段階であって、前記第二の複数の出力符号値は、前記第二の複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するものである、段階とをさらに含む、
態様１記載の方法。
〔態様８〕
前記特定の入力画像は、前記第二の特定の入力画像と同じ最大および最小ルミナンス・レベルを有し、前記特定のダイナミックレンジ窓は、前記第二の特定の入力画像とは異なる最大および最小ルミナンス・レベルを有する、態様７記載の方法。
〔態様９〕
前記ビデオ入力信号は：高分解能高ダイナミックレンジ（HDR）画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー（AMPAS）のアカデミー色エンコード規格（ACES）に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブのP3色空間規格、参照入力媒体メトリック／参照出力媒体メトリック（RIMM/ROMM）規格、sRGB色空間、国際電気通信連合（ITU）のBT.709勧告規格に関連付けられたRGB色空間、国際照明委員会（CIE）によって定義されたCIE色空間、CIELAB色空間、CIELUV色空間、YCbCr色空間、IPT一様色空間、LCh色空間またはスペクトル・エンコードに関係した色空間のうちの一つにおいてエンコードされた画像データを含む、態様１記載の方法。
〔態様１０〕
グローバル色変調の前記特定の設定は、光源コンポーネントまたはグローバル光変調コンポーネントの一つまたは複数についての一つまたは複数の特定の設定を含む、態様１記載の方法。
〔態様１１〕
グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は一様である、態様１記載の方法。
〔態様１２〕
グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は非一様である、態様１記載の方法。
〔態様１３〕
前記広いダイナミックレンジは：
12ビット未満、
12ビット以上14ビット以下、
少なくとも14ビット、
14ビットまたはそれ以上
のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の入力符号値を有する、態様１記載の方法。
〔態様１４〕
前記特定のダイナミックレンジ窓は：
8ビット未満、
8ビット以上12ビット以下、
12ビット以上
のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の出力符号値によって表わされる、態様１記載の方法。
〔態様１５〕
前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まる画像固有のダイナミックレンジを有する、態様１記載の方法。
〔態様１６〕
前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まらない画像固有のダイナミックレンジを有する、態様１記載の方法。
〔態様１７〕
態様１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されている、プロセッサを有する装置。
〔態様１８〕
一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに態様１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行させるソフトウェア命令を記憶している、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
〔態様１９〕
一つまたは複数のプロセッサと、一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに態様１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行させる一組の命令を記憶している一つまたは複数の記憶媒体とを有するコンピューティング装置。

Claims (19)

1. 広いダイナミックレンジの入力ビデオ信号における複数の入力画像を受領する段階と；
   前記複数の入力画像におけるある特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の特定の設定を決定する段階であって、グローバル光変調の前記特定の設定は、特定のダイナミックレンジ窓を生成するものであり、前記特定のダイナミックレンジ窓によって表わされる出力ルミナンス・レベル範囲は、前記広いダイナミックレンジによって表わされるルミナンス・レベル範囲の真部分集合である、段階と；
   前記特定の入力画像における第一の複数の入力符号値を、前記特定の入力画像に対応する特定の出力画像における複数の出力符号値に変換する段階であって、前記複数の出力符号値は、前記第一の複数の入力符号値によって表わされるのと知覚的に同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するものであり、前記複数の出力符号値は、前記特定のダイナミックレンジ窓内である、段階と；
   前記特定の入力画像における前記第一の複数の入力符号値より高い一つまたは複数の残りの入力符号値を、前記特定の出力画像中の一つまたは複数の出力符号値に変換する段階であって、前記一つまたは複数の出力符号値は、前記一つまたは複数の残りの入力符号値によって表わされるのとは知覚的に異なるルミナンス・レベルを生成するものであり、前記一つまたは複数の出力符号値は前記特定のダイナミックレンジ窓内である、段階とを含む、
   方法。
2. 前記第一の複数の入力符号値は、前記特定の入力画像の一つまたは複数の顕著な部分を表わす、請求項１記載の方法。
3. 前記特定の入力画像は、ディスプレイ・システムとは独立な入力符号値を用いて知覚的にエンコードされている、請求項１記載の方法。
4. 前記広いダイナミックレンジまたは前記特定のダイナミックレンジ窓の少なくとも一方は：
   500ニト未満、
   500ニト以上1000以下、
   1000ニト以上5000ニト以下、
   5000ニト以上10000ニト以下、
   10000ニト以上15000ニト以下または
   15000ニト超
   の値を有する上限をもつダイナミックレンジを表わす、請求項１記載の方法。
5. 前記ダイナミックレンジ窓は、
   0.001ニト未満、
   0.001ニト以上0.1ニト以下、
   0.1ニト以上1ニト以下、
   1ニト以上10ニト以下、
   10ニト以上100ニト以下または
   100ニト超の値を有する下限をもつダイナミックレンジを表わす、請求項１記載の方法。
6. グローバル光変調の前記特定の設定をもってディスプレイ画面上に前記特定の出力画像をレンダリングする段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
7. 前記複数の入力画像における第二の特定の入力画像に基づいて、グローバル光変調の第二の特定の設定を決定する段階であって、グローバル光変調の前記特定の設定は、第二の特定のダイナミックレンジ窓を生成するものであり、前記第二の特定のダイナミックレンジ窓は前記特定のダイナミックレンジ窓とは異なる、段階と；
   前記第二の特定の入力画像における第二の複数の入力符号値を、前記第二の特定の入力画像に対応する第二の特定の出力画像における第二の複数の出力符号値に変換する段階であって、前記第二の複数の出力符号値は、前記第二の複数の入力符号値によって表わされるのと同じまたは実質的に同じルミナンス・レベルを生成するものである、段階とをさらに含む、
   請求項１記載の方法。
8. 前記特定の入力画像は、前記第二の特定の入力画像と同じ最大および最小ルミナンス・レベルを有し、前記特定のダイナミックレンジ窓は、前記第二の特定の入力画像とは異なる最大および最小ルミナンス・レベルを有する、請求項７記載の方法。
9. 前記入力ビデオ信号は：高分解能高ダイナミックレンジ（HDR）画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー（AMPAS）のアカデミー色エンコード規格（ACES）に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブのP3色空間規格、参照入力媒体メトリック／参照出力媒体メトリック（RIMM/ROMM）規格、sRGB色空間、国際電気通信連合（ITU）のBT.709勧告規格に関連付けられたRGB色空間、国際照明委員会（CIE）によって定義されたCIE色空間、CIELAB色空間、CIELUV色空間、YCbCr色空間、IPT一様色空間、LCh色空間またはスペクトル・エンコードに関係した色空間のうちの一つにおいてエンコードされた画像データを含む、請求項１記載の方法。
10. グローバル色変調の前記特定の設定は、光源コンポーネントまたはグローバル光変調コンポーネントの一つまたは複数についての一つまたは複数の特定の設定を含む、請求項１記載の方法。
11. グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は一様である、請求項１記載の方法。
12. グローバル光変調の前記特定の設定を用いたピクセル・レベルまたはピクセル・ブロック・レベルの光変調層に対する光照射は非一様である、請求項１記載の方法。
13. 前記広いダイナミックレンジは：
    12ビット未満、
    12ビット以上14ビット以下、
    少なくとも14ビット、
    14ビットまたはそれ以上
    のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の入力符号値を有する、請求項１記載の方法。
14. 前記特定のダイナミックレンジ窓は：
    8ビット未満、
    8ビット以上12ビット以下、
    12ビット以上
    のうちの少なくとも一つのビット深さをもつ符号空間の出力符号値によって表わされる、請求項１記載の方法。
15. 前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まる画像固有のダイナミックレンジを有する、請求項１記載の方法。
16. 前記特定の入力画像は、前記特定のダイナミックレンジ窓内に収まらない画像固有のダイナミックレンジを有する、請求項１記載の方法。
17. 請求項１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されている、プロセッサを有する装置。
18. 一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに請求項１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行させるソフトウェア命令を記憶している、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
19. 一つまたは複数のプロセッサと、一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに請求項１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行させる一組の命令を記憶している一つまたは複数の記憶媒体とを有するコンピューティング装置。

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