JP2019008789A - 対象表示装置の目標ピーク輝度へ画像をトーン適応させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ画像をトーン適応させる方法を提供する。【解決手段】方法は、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）を得ることと、高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）と低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を得ることと、得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を画像の低ダイナミックレンジバージョンの低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ適用して目標輝度値ＹＴをもたらすことと、目標輝度値ＹＴに基づき画像のトーン適応されたバージョンを構成することとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像のダイナミックレンジ変換に関係があり、特に、しかし排他的でなく、少なくとも低ダイナミックレンジ画像から高ダイナミックレンジ画像を生成する画像処理に関係がある。

特に国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）から、指数を伴う指数関数を用いて低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値Ｙ_{ＬＤＲ−ＬＰＦ}）を指数関数的にスケーリングすることによって、画像の低ダイナミックレンジ（ＬＤＲ；Low Dynamic Range）バージョンの色の輝度値Ｙ_ＬＤＲを拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲに変換して、この画像の対応する高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ；High Dynamic Range）バージョンの色を生成することが知られている。ＬＤＲ画像の各ピクセルｐについて、指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の値は、例えば、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）、国際公開第２０１７／０３２８２２号（特許文献２）及び国際公開第２０１７／０３６９０８号（特許文献３）で開示されているように、計算され得る。画像の各ピクセルについてのこの指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の値は、拡張指数マップを形成する。

そのような指数関数的な逆トーンマッピング（ｉＴＭ；inverse Tone Mapping）は、次いで、次の式によってまとめられ得る：

なお、Ｙ’_ＬＤＲ（ｐ）は、画像のピクセルｐの色の低ダイナミックレンジ輝度値、すなわちＹ_ＬＤＲ（ｐ）に、又は例えば、同じ色のローパスフィルタ処理された輝度値に等しくてよい（例えば、国際公開第２０１７／１９０８５０号（特許文献４）を参照。）。また、Ｙ_Ｓ（ｐ）は、輝度拡張によって、及び／又は画像の拡張されたバージョンのノイズを除去するために平滑化されているディテールを強調するよう、例えば国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で開示されているように適応されたスケーリング関数である。

画像のＬＤＲバージョンは、その色の輝度値の範囲が、ＬＤＲ表示装置が表示することができる最大輝度に対応する低ピーク輝度レベルＬ_ＬＤＲに等しいか、又は全く劣っているように、一般的に供給される。そのようなＬＤＲバージョンがＢ_ＬＤＲ個のビットを用いて符号化される場合に、低ピーク輝度レベルＬ_ＬＤＲは、符号化された値２^Ｂ _ＬＤＲ−１に対応する。Ｂ_ＬＤＲ＝１０の場合且つＬ_ＬＤＲ＝１００ｎｉｔの場合に、符号化された値１０２３は１００ｎｉｔに対応する。

例えば上述されたように生成されるように、画像のＨＤＲバージョンは、その色の輝度値の範囲が、所与のＨＤＲ表示装置が表示することができる最大輝度に対応するより高いピーク輝度レベルＬ_ＨＤＲに等しいか、又は全く劣っているほどである。それは、画像の所与のＨＤＲバージョンが、Ｌ_ＨＤＲに等しいピーク輝度レベルを有している表示装置によって表示されるよう特に適応されることを意味する。そのようなＨＤＲバージョンがＢ_ＨＤＲ個のビットを用いて符号化される場合に、高ピーク輝度レベルＬ_ＨＤＲは、符号化された値２^Ｂ _ＨＤＲ−１に対応する。Ｂ_ＨＤＲ＝１２の場合且つＬ_ＨＤＲ＝１０００ｎｉｔの場合に、符号化された値４０９５は１０００ｎｉｔに対応する。

問題は、Ｌ_ＬＤＲ＜Ｌ_Ｔ＜Ｌ_ＨＤＲ、又はＬ_Ｔ＞Ｌ_ＨＤＲであるとして、低ピーク輝度レベルＬ_ＬＤＲと異なり且つ高ピーク輝度レベルＬ_ＨＤＲと異なる目標ピーク輝度Ｌ_Ｔを有している対象表示装置によって画像が表示されるべきである場合に現れる。すなわち、この問題は、ＨＤＲ画像が生成されているか又は生成され得る高ピーク輝度レベルＬ_ＨＤＲと異なる目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへの画像のトーン適応である。

国際公開第２０１３／０４６０９５号（特許文献５）は、この問題を解決するいくつかの解決法を開示している。

国際公開第２０１５／０９６９５５号 国際公開第２０１７／０３２８２２号 国際公開第２０１７／０３６９０８号 国際公開第２０１７／１９０８５０号 国際公開第２０１３／０４６０９５号

本発明の目的は、特に、指数関数的な逆トーンマッピングとの関連で、上記の問題を解決することである。

このために、本発明の主題は、低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）を得ることと、
前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重み０≦α_ｉｎ≦１により、及び（１−α_ｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重みα_ｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされることと、
得られた目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値Ｙ_Ｔをもたらすことと、
前記目標輝度値Ｙ_Ｔに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
を有する画像処理方法である。

望ましくは、高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）、得られた低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）、及び得られた目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）は、第１、第２及び第３のマップを形成する。

望ましくは、低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）の重みは、１−α_ｉｎに等しい。

本発明の主題はまた、低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへ前記画像をトーン適応させる画像処理装置であって、上記の方法を実装するよう構成された少なくとも１つのプロセッサを有する画像処理装置である。

本発明の主題はまた、この画像処理装置を、例えば、カメラ、テレビ受像機、モニタ、ヘッドマウント型ディスプレイ、セットトップボックス、ゲートウェイ、スマートフォン及びタブレットとして組み込む電子装置である。

本発明の主題はまた、コンピュータ装置で実行される場合に上記の方法のステップを実行するプログラムコードの命令を担持する非一時的な記憶媒体である。

本発明の主題は、低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンから、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
前記画像の各ピクセルｐについて、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例する高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重み０≦α_ｉｎ≦１により、当該ピクセルのスケーリングされた低ダイナミックレンジ輝度Ｙ’_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）と、前記画像の前記高ダイナミックレンジバージョンにおける同じ当該ピクセルの高ダイナミックレンジ輝度Ｙ_ＨＤＲ（ｐ）との加重和に基づき、目標輝度Ｙ’_Ｔ（ｐ）を計算し、前記差は、前記高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされ、前記スケーリングされた低ダイナミックレンジ輝度Ｙ’_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）は、低ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＬＤＲ］内で同じ当該ピクセルのダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）を線形にスケーリングすることによって得られることと、
前記目標輝度値Ｙ_Ｔに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
を有する画像処理方法である。

本発明の主題はまた、この方法を実装するよう構成された画像処理装置、及びこの画像処理装置を組み込み電子装置である。

本発明は、非制限的な例を用いて、添付の図面を参照して以下の記載を読むことで、より明らかに理解される。
画像のトーン適応の第１実施形態に従って、目標ピーク輝度Ｌ_Ｔの差分値について、画像のピクセルｐの目標輝度値Ｙ_Ｔ（ｐ）へのＬＤＲ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）のトーン拡張を表す。

図に示されている様々な要素の機能は、専用のハードウェア、及び適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアの使用を通じて、提供され得る。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサ、又はそれらの組み合わせの様々な形で実装されてよいことが理解されるべきである。語“プロセッサ”は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアにもっぱら言及するよう解釈されるべきではなく、制限なしに、デジタル信号プロセッサ（“ＤＳＰ”）（digital signal processor）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するリードオンリーメモリ（“ＲＯＭ”）（read-only memory）、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）（random access memory）、及び不揮発性ストレージを暗に含んでよい。本発明は特に、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装されてよい。更に、ソフトウェアは、プログラム記憶ユニットにおいて有形に具現されるアプリケーションプログラムとして実装されてよい。そのようなソフトウェアは、他のソフトウェアに組み込まれるプラグインの形をとることができる。アプリケーションプログラムは、如何なる適切なアーキテクチャも有する画像処理装置にアップロードされ、それによって実行されてよい。

望ましくは、画像処理装置は、１つ以上の中央演算処理装置（“ＣＰＵ”）（central processing units）若しくはプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）、及び入出力（“Ｉ／Ｏ”）（input/output）インターフェイスのようなハードウェアを有しているコンピュータプラットフォームで実装される。コンピュータプラットフォームはまた、オペレーティングシステム及びマイクロ命令コードを含んでよい。ここで記載される様々なプロセス及び関数は、ミクロ命令コードの部分若しくはアプリケーションプログラムの部分、又はそれらのあらゆる組み合わせのいずれかであってよく、ＣＰＵによって実行され得る。コンピュータプラットフォームは、その目標ピーク輝度Ｌ_Ｔを有する対象表示装置へ接続される。加えて、画像を受けるよう構成された受像装置、画像データを記憶するよう構成された追加のデータ記憶ユニット、リモートコントロールユニット、などのような、様々な他の周辺機器がコンピュータプラットフォームへ接続されてよい。この画像処理装置は、画像を受信及び記憶することができる電子装置、例えば、カメラ、テレビ受像機、セットトップボックス、モニタ、ゲートウェイ、スマートフォン、タブレット、ヘッドマウント型ディスプレイ、の部分であってよい。

画像のトーン適応のためのこの画像処理装置の全ての構成要素は、以降で記載される方法の第１又は第２の実施形態の種々のステップを実装するよう、それ自体が知られている様態で構成される。

［第１実施例］
この第１実施形態では、画像処理装置は、次のデータを受信及び／又は記憶すると考えられる：
・画像の各ピクセルについてのＬＤＲ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）を供給しながら、低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有しているＬＤＲ表示装置によって表示されるよう適応される画像のＬＤＲバージョン；そのようなＬＤＲバージョンは、一般に、Ｂ_ＬＤＲ個のビットにわたって２進符号化される（例えば、２５６個の異なる値に対応する８ビット）；
・高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有しているＨＤＲ表示装置によって表示されるＨＤＲバージョンを生成するためにＬＤＲバージョンの輝度値を拡張するよう使用されるＨＤＲ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）のマップ；そのようなＨＤＲバージョンは、一般に、より広い範囲［０，Ｎ_ＨＤＲ］内で２進符号化される（例えば、１０２４個の異なる値に対応する１０ビット）；
・この画像処理装置へ接続されている（又はそれへ接続されるべき）対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔ。

ＬＤＲバージョンを同じ画像のＨＤＲバージョンと比較するために、この実施形態の第１ステップで、ＬＤＲバージョンの輝度値は、スケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）を得るよう高ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＨＤＲ］内で線形にスケーリングされる。このスケーリングマップの目標は、ＨＤＲバージョンの輝度値の範囲にわたってＬＤＲバージョンの輝度値をスケーリングすることである。我々は、例えば、次の式に従って、インターバル［０，Ｎ_ＬＤＲ］（例えば、２５６個の異なる値に対応する。）にわたって、それらのＬＤＲ輝度値Ｙ_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）をスケーリングする：

比Ｌ_ＨＤＲ／Ｎ_ＬＤＲはスケーリング比である。

Ｎ_ＬＤＲは、ＬＤＲバージョンの値が符号化されるビットの数Ｂ_ＬＤＲに関係しており、その場合に、Ｎ_ＬＤＲ＝２^Ｂ _ＬＤＲ−１である。Ｎ_ＬＤＲは、ビットの数Ｂ_ＬＤＲから独立している。

図１の真っ直ぐな点線は、Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）の関数におけるＹ_{ＳＣ，ＬＤＲ}（ｐ）の変化量を表す。

更にこの第１ステップで、ＬＤＲ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）は、それらのスケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ_{ＳＣ，ＬＤＲ}（ｐ）を近似するように計算され、それにより、次のようになる：

それらの得られたＬＤＲ拡張指数値Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）は、次いで、マップを形成する。

従って、我々は、次の式を有する：

それにより、ＬＤＲ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）のマップは、次のように計算される：

式（５ａ）において、我々はｌｏｇ（Ｙ（ｉ））により除するので、ゼロによる除算を回避するよう注意が必要とされる。そのようなものとして、我々は、代わりに、次のようにＥ_ＬＤＲを定義する：

要約すれば、この第１ステップで、低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）のマップは、画像の低ダイナミックレンジバージョンの低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値）に適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲが係数Ｌ_ＨＤＲ／Ｎ_ＬＤＲによってスケーリングされるように、計算される。

第２ステップで、画像の各ピクセルｐについて、目標拡張指数の値Ｅ_Ｔ（ｐ）は、ＨＤＲ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）とＬＤＲ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）との加重和として計算される：

ここで、ＨＤＲ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重みは０≦α_ｉｎ≦１であり、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例し、この差は、高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差によってスケーリングされる。この重みα_ｉｎは、望ましくは、次のように計算される：

補間された拡張指数マップＥ_Ｔ（ｐ）が、次いで得られる。

第３ステップで、ＬＤＲ画像の輝度値は、目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）に基づく指数を伴った指数関数を用いてそれらの低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値Ｙ_{ＬＤＲ−ＬＰＦ}）を指数関数的にスケーリングすることによって、対応する目標レンジ画像の色を生成するために目標輝度値Ｙ_Ｔに拡張される。そのような逆トーンマッピング（ｉＴＭ）は、次いで、次の式によってまとめられ得る：

なお、Ｙ’_ＬＤＲ（ｐ）は、ピクセルｐの色の低ダイナミックレンジ輝度値、すなわち、Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）に、又は例えば、同じ色のローパスフィルタ処理された輝度値に等しい。また、Ｙ_Ｓ（ｐ）は、輝度拡張によって、及び／又は拡張された画像からノイズを除去するために平滑化されているディテールを強調するよう、例えば国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で開示されているように適応されたスケーリング関数である。

Ｙ’_ＬＤＲ（ｐ）＝Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）の場合に、式３と組み合わされた上記の式８ｂは、次のようにも書かれ得る点に留意されたい：

この式８ｃで、目標の拡張された輝度Ｙ_Ｔ（ｐ）は、定数因子Ｋ^{（１−αｉｎ）}を乗じられている、ＨＤＲ拡張ゲインとＬＤＲ拡張ゲインとの一次結合に基づく。

図１は、Ｌ_ＬＤＲ＝１００ｃｄ／ｍ^２且つＬ_ＨＤＲ＝１０００ｃｄ／ｍ^２の場合に、目標ピーク輝度Ｌ_Ｔ＝１００、２５０、５００、７５０及び１０００ｃｄ／ｍ^２の種々の値について、低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）＝Ｙ’_ＬＤＲ（ｐ）の関数における目標輝度値Ｙ_Ｔ（ｐ）の変化量を表す。

第４ステップで、画像のトーン適応されたバージョンは、目標輝度値Ｙ_Ｔに基づき、それ自体が知られている様態で構成される。例えば、夫々のピクセルの拡張された輝度値Ｙ_Ｔは、例えば、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で記載されているように、その色チャネル（chromatic channels）と結合される。目標レンジ画像は、次いで取得されて、表示されるよう画像処理装置から対象ディスプレイへ送られ得る。有利なことに、取得される画像のトーン適応された目標バージョンは、特に、対象ディスプレイのピーク輝度値Ｌ_Ｔにトーン適応される。

この第１実施形態は、拡張が、ＬＤＲ画像の輝度値を入力（例えば、インターバル［０−２５５］では８ビットにわたって、又はインターバル［０−１０２３］では１０ビットにわたって符号化される。）としてとり、そして、拡張された輝度を与えるルックアップテーブルを用いて、符号化され得るので、好ましい。これは比較的少量のデータであるから、補間は、何が画像において補間されるべきかに関わりなく、画像のあらゆるピクセルを補間することよりもずっと効率的である。その上、以下の第２実施形態の第２変形例と比較して、この実施形態は、ｉＴＭの二重適用を回避する。

［第２実施例］
この第２実施形態では、画像処理装置は、次のデータを受信及び／又は記憶すると考えられる：
・上記の第１実施形態で見られたように、画像の各ピクセルについてのＬＤＲ輝度値Ｙ_ＬＤＲ（ｐ）を供給しながら、低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有しているＬＤＲ表示装置によって表示されるよう適応される画像のＬＤＲバージョン；
・画像の各ピクセルについてのＨＤＲ輝度値Ｙ_ＨＤＲ（ｐ）を供給しながら、高ピーク輝度レベルＬ_ＨＤＲを有しているＨＤＲ表示装置により表示されるよう適応される画像のＨＤＲバージョン；
・上記の第１実施形態で見られたように、この画像処理装置へ接続されている（又はそれへ接続されるべき）対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔ。

この第２実施形態において、画像の各ピクセルｐについて、我々は次のように処理する。

第１ステップで、ＬＤＲバージョンを同じ画像のＨＤＲバージョンと比較するために、ＬＤＲバージョンの輝度値は、スケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ’_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）を得るよう低ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＬＤＲ］内で線形にスケーリングされる。第１実施形態で見られたように、ＬＤＲバージョンの輝度値が符号化されるビットの数Ｂ_ＬＤＲから独立していようとなかろうと、我々は、次の式に従って、インターバル［０，Ｎ_ＬＤＲ］（例えば、２５６個の異なる値に対応する。）にわたって、ＬＤＲ輝度値Ｙ’_{ＳＣ−ＬＤＲ}（ｐ）をスケーリングする：

第２ステップで、個のピクセルの目標輝度値Ｙ’_Ｔ（ｐ）は、第１ステップで計算されたスケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ’_{ＳＣ，ＬＤＲ}と個のピクセルのＨＤＲ輝度値Ｙ_ＨＤＲとの加重和として計算される。それにより、次のようになる：

ここで、ＨＤＲ輝度値Ｙ_ＨＤＲ（ｐ）の重みは０≦α_ｉｎ≦１であり、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例し、この差は、高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差によってスケーリングされる。この重みα_ｉｎは、望ましくは、次のように計算される：

第３ステップで、目標輝度値Ｙ’_Ｔ（ｐ）は、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で記載されているように、その色チャネルと結合される。

画像の目標バージョンが、次いで取得されて、表示されるよう画像処理装置から対象ディスプレイへ送られ得る。有利なことに、取得される画像の目標バージョンは、特に、対象ディスプレイのピーク輝度値Ｌ_Ｔにトーン適応される。

この第２実施形態は、ルックアップテーブルが輝度拡張を実施するために使用される場合に、第１実施形態よりも計算上効率が良くない。なぜなら、それは、最終の画像の各ピクセルが補間される必要があるからである。しかし、絶対輝度が出力で必要とされる用途では、それは好ましいことがある。上記の式を考えると、例えば、Ｌ_Ｔ＝５００ｃｄ／ｍ^２の場合に、Ｙ_{ｅｘｐ，ｔ}の値は、０から５００の間の範囲に及ぶ。

この第２実施形態の第１変形例として、第１ステップで、スケーリング比は、第１実施形態で見られたように、Ｌ_ＨＤＲ／Ｎ_ＬＤＲである。ＬＤＲバージョンの符号化された輝度値がインターバル［０，Ｎ_ＬＤＲ］において分布するということで、得られるスケーリングされたＬＤＲ輝度値は、その場合にＨＤＲインターバル［０，Ｌ_ＨＤＲ］内で分布する。従って、我々は次の式を有する：

この第２実施形態の第２変形例として（第１変形例と組み合わされてよい。）、ＨＤＲ輝度値Ｙ_ＨＤＲ（ｐ）は、ＨＤＲ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）のマップから、第１実施形態の第２ステップで見られたように計算され得る。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサ、又はそれらの組み合わせの様々な形態で実装され得ることが理解されるべきである。

具体的な実施形態のいくつかが別個に記載及び請求され得るが、ここで記載及び請求される実施形態の様々な特徴は組み合わされて使用され得ることが理解される。

Ｅ_ＨＤＲ（ｐ） 高ダイナミックレンジ拡張指数
Ｅ_ＬＤＲ（ｐ） 低ダイナミックレンジ拡張指数
Ｅ_Ｔ（ｐ） 目標拡張指数
Ｌ_ＨＤＲ 高ピーク輝度
Ｌ_ＬＤＲ 低ピーク輝度
Ｌ_Ｔ 目標ピーク輝度
Ｙ_ＨＤＲ 高ダイナミックレンジ輝度値
Ｙ_ＬＤＲ 低ダイナミックレンジ輝度値
Ｙ_Ｔ 目標輝度値

Claims (5)

1. 低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
   低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）を得ることと、
   前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重み０≦α_ｉｎ≦１により、及び（１−α_ｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重みα_ｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされることと、
   得られた目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値Ｙ_Ｔをもたらすことと、
   前記目標輝度値Ｙ_Ｔに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
   を有する画像処理方法。
2. 低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度Ｌ_Ｔへ前記画像をトーン適応させる画像処理装置であって、
   少なくとも１つのプロセッサを有し、該少なくとも１つのプロセッサは、
   低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，Ｌ_ＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）を得、
   前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重み０≦α_ｉｎ≦１により、及び（１−α_ｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数Ｅ_ＨＤＲ（ｐ）の重みα_ｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度Ｌ_Ｔと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度Ｌ_ＨＤＲと前記低ピーク輝度Ｌ_ＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされ、
   得られた目標拡張指数Ｅ_Ｔ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値Ｙ_ＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値Ｙ_Ｔをもたらし、
   前記目標輝度値Ｙ_Ｔに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成する
   よう構成される、画像処理装置。
3. 請求項２に記載の画像処理装置を組み込む電子装置。
4. カメラ、テレビ受像機、モニタ、ヘッドマウント型ディスプレイ、セットトップボックス、ゲートウェイ、スマートフォン及びタブレットを含むグループから選択される
   請求項３に記載の電子装置。
5. コンピュータ装置で実行される場合に、請求項１に記載の画像処理方法のステップを実行するプログラムコードの命令を担持する非一時的な記憶媒体。