JP2022541884A - Ｈｄｒ画像のための表示最適化挙動の調節 - Google Patents

Abstract

ＨＤＲビデオ表示調整のより良好でより調節可能な手法を可能とするために、備えられた又は接続可能なビデオ復号器２０７への接続部５０１であって、前記ビデオ復号器が符号化高ダイナミックレンジ画像Ｉｍ＿ＣＯＤを受信し、前記符号化高ダイナミックレンジ画像は第１の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｈにしたがって符号化され、前記ビデオ復号器が少なくとも１つのルママッピング関数Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１を指定するメタデータを受信し、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記符号化高ダイナミックレンジ画像において符号化された時の同一のピクセル位置の輝度と比較して、前記符号化高ダイナミックレンジ画像に対応する二次画像の輝度のオフセットを指定し、前記二次画像が、前記第１の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｈよりも少なくとも４倍小さい又は大きいことが好ましい第２の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｓを有し、前記ビデオ復号器が復号高ダイナミックレンジ画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲと前記ルママッピング関数とを出力するように構成された、接続部５０１と、特定のディスプレイが最も明るいピクセル色として表示可能な表示最大輝度ＰＢ＿Ｄの値と、入力ルママッピング関数とを受信するように構成された表示調整部４０１であり、前記表示調整部が、前記入力ルママッピング関数と前記表示最大輝度ＰＤ＿Ｄとに基づいて少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数を計算するアルゴリズムを適用し、この少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数が、前記入力ルママッピング関数に形状で対応するが、前記表示最大輝度ＰＢ＿Ｄの値と、前記第２の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｓと前記第１の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｈとの間の差に関連した前記第１の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｈとの間の差に応じて、知覚的に均一化された軸において前記入力ルママッピング関数のグラフの４５度増加する対角線に近接して存在する、表示調整部４０１と、を備える画像ピクセル輝度調整装置５００であって、前記画像ピクセル輝度調整装置が代替ルママッピング関数ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１を決定する代替ルママッピング関数決定部５０２を備え、前記表示調整部４０１が、組み合わせルママッピング関数を得るように、前記少なくとも１つのルママッピング関数Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ＿１と前記代替ルママッピング関数ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１とを組み合わせるように構成された組み合わせ部５０３を備え、前記表示調整部が、入力ルママッピング関数として、前記組み合わせルママッピング関数に対してそのアルゴリズムを適用し、前記画像ピクセル輝度調整装置が、前記復号高ダイナミックレンジ画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲのピクセルルマを受信し、それらのピクセルルマに対して、前記組み合わせルママッピング関数を適用して出力画像Ｉｍ＿ＤＡの出力ルマを取得するルママッピング部５１０を備え、前記画像ピクセル輝度調整装置が、出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルを備え、前記出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルに対して、ディスプレイが接続可能であり、前記出力画像Ｉｍ＿ＤＡを送信する出力信号フォーマッタ２３０をさらに備えることを特徴とする、画像ピクセル輝度調整装置５００を提供する。

Description

本発明は、特定の輝度ダイナミックレンジ、特に最大表示可能輝度（ＰＢ＿Ｄ）を有するディスプレイ上の特定の表示のためにＨＤＲビデオの高ダイナミックレンジ画像ピクセル輝度を調整するための方法及び装置に関する。

数年前、高ダイナミックレンジビデオコーディングの新規技術が、特に出願者によって紹介された（例えば、ＷＯ２０１７１５７９７７参照）。

ＨＤＲビデオのコーディングと処理は、数年前までの、全ビデオが符号化され現在では標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）ビデオコーディング（低ダイナミックレンジ（ＬＤＲ）ビデオコーディングとして知られる）と呼ばれる従来のビデオコーディング、すなわちアナログ時代のＰＡＬ、デジタルでは例えばＲｅｃ．７０９ＭＰＥＧ２とは非常に大きく異なる。事実、コーディング可能である必要がある、非常に明るい、場合によっては暗い画像オブジェクト（すなわち、コンテンツ作成者によって作成された最初のマスターＨＤＲ画像におけるより大きなレンジのピクセル輝度）から開始し、そこからビデオ技術のルールすべてが１つずつ再考されて、多くの場合再発明されてきた。

コーディングに関して、ＨＤＲとＳＤＲとの違いは、物理的な違い（ピクセル輝度に大きな違いがあり、より大きなダイナミックレンジ特性のディスプレイに表示される）だけではなく、最初の画像ダイナミックレンジとは異なる二次ダイナミックレンジの画像を得るなどのために様々な画像オブジェクトピクセル輝度を再グレーディングする手法を指定する追加の（画像のショット毎の）動的変化のメタデータである、異なるルマ符号割当て関数（ＯＥＴＦ）を開発するという技術的な違いでもある。

Ｒｅｃ．７０９のＳＤＲのルマ符号定義は、その時の全ディスプレイの通常のレンダリング機能に合うように符号化する近似的な平方根ＯＥＴＦ関数形状（ルマ：Ｙ＝平方根（輝度Ｌ）のため、約１０００：１の輝度ダイナミックレンジのみを符号化できた（８又は１０ビットルマの場合）。ＳＤＲ時代では、コーディングピーク輝度ＰＢ＿Ｃとして知られる最大輝度を指定する、又は使用することは誰も気にかけていなかったが、２０世紀の市場にあった様々なＬＤＲディスプレイの輝度は、およそ０．１の最暗表示可能輝度（単純な用語では「黒」）と１００ｎｉｔ（「白」）、すなわち表示ピーク輝度（ＰＢ＿Ｄ）との間に近接して存在していた。

最初に市場に紹介されたＨＤＲコーデックは「ＨＤＲ１０」コーデックで、例えば、黒リボンの宝石箱であるＨＤＲブルーレイを作成するために使用され、ＯＥＴＦを、ＳＭＰＴＥ２０８４で標準化された、より対数形の知覚量子化（ＰＱ）関数に変更したのみであり、より多くの輝度に対して、すなわちビデオ作成（例えば、動画、テレビ放送など）のためのあらゆる実用的ＨＤＲ画像仕様にとって十分な１／１０，０００ｎｉｔと１０，０００ｎｉｔとの間の輝度に対してルマを定義可能であった。

単純化し過ぎて、ＨＤＲを、ルマ符号ワード（例えば８ではなく１６ビット）のための単純に大きな（より大きな）量のビットと混乱するようなことがあるべきではない。そのようなことはアナログデジタル変換器のビット量などの線形系が該当する場合があるが、コード割当て関数は大幅に非線形を有することが可能であるため、この場合、１０ビットルマでＨＤＲ画像を実際に定義でき、それによって既に開発されたシステムの再利用性の利点につながる（例えば、ＩＣは、特定のビット深度又はビデオケーブルなどを有する場合がある）。

ルマの計算後、１０ビットプレーンのピクセルのみが得られ（又は２つのクロミナンスプレーンであるＣｂ及びＣｒ３の１０ビットプレーンが得られ）、「まるで」数学的にＳＤＲ画像であるかのように、例えばＭＰＥＧ－ＨＥＶＣ圧縮されているかのようになどのラインにまでさらに下がって古典的に処理され得る。

当然ながら、受け取る側は、ＳＤＲ画像ではなくＨＤＲ画像を取得していることを認識する必要があり、そうでなければ誤ったレンダリングが発生する。例えば、線形でマッピングのみ行った（画像最大輝度ＰＢ＿ＣをＳＤＲ表示ピーク輝度ＰＢ＿Ｄ＝１００ｎｉｔにコーディングした）場合、ＰＢ＿Ｃ＝１０００ｎｉｔを有する画像は１０倍暗すぎるように見える場合があり、これは夜のシーンが不可視になることを意味する。他の輝度マッピングを使用することによって明るいピクセルを作ることができるが、一般に、何が行うのが最良かについて細心の注意が必要である。

ＰＱ ＯＥＴＦの対数特性のため、ＨＤＲ１０画像は原理的に可視である（ルマ符号が通常のＳＤＲコードであるかのように解釈した場合、すなわちほぼ２乗のＥＯＴＦを適用後にそれらを表示する場合）が、見苦しく劣化したコントラストを有することになり、特にコントラストが低下して誤った輝度を有して見えるようになる（例えば、暗闇に隠れていると考えられる犯人が、まるで天井の照明によって照らされたように突然出現する）。

そのような「単なるＨＤＲ」ビデオ画像（ＨＤＲマスターグレーディングとも呼ばれており、グレーディングという用語は、ＨＤＲシーンが例えば１０００ｎｉｔ（又はそれ以上）のＰＢ＿Ｃを有する画像表現で最適に見えるようにするために、様々なシーンオブジェクト／ピクセルがその表現においてどの輝度を有するべきかを示す）の単なるコーディング及び処理の問題は、同一の表示ピーク輝度ＰＢ＿Ｄ＝１０００ｎｉｔのディスプレイ上でのみ正しく表示することであり、したがって、ディスプレイと様々なコンテンツのＰＢ＿Ｃとの両方が（「制御不能に」）変化する可能性があるため、例えばそのようなＨＤＲブルーレイディスクは常に完璧には表示せず、この状況では夜のシーンは不可視となることがすぐに判明した。

それに加えて、より高度なＨＤＲビデオ符号化器が、例えばＰＢ＿Ｃ＝５０００ｎｉｔの高ダイナミックレンジの画像と、通常、ＨＤＲシーンのグレーディングとして知られる、ＰＢ＿Ｃ＝１００ｎｉｔを有するＳＤＲ画像である低ダイナミックレンジの画像との２つの異なるダイナミックレンジでグレーディングされた画像を符号化する。これは、その画像が従来のＬＤＲディスプレイ上ですぐに表示可能であるためである。以下で説明するように、例えばＭＰＥＧ－ＨＥＶＣ画像として実際に伝送される対（ビデオ画像の表示時刻毎）の一方から第２の画像を算出できるようにする全数学的情報を伝送する場合、受け取り側へ２つの異なるグレーディングの画像を伝送することは、２つの画像、すなわちＹＣｂＣｒピクセル色のＤＣＴ変換マトリクスの２つのセットを実際に伝送することを意味する必要はないことを読者は理解されたい。

実際のシーン（ただし、均一に照射されたシーンは、１００：１の比率の物体の反射度に起因して、より低いダイナミックレンジのみを有する）は、非常に高いダイナミックレンジを有することができる。例えば、外の日光に対して小さな開口部を有する洞穴は、家庭でのテレビ視聴のシーンの適切なＨＤＲグレーディングを含む１０，０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ基準表現上で、洞穴のピクセルに対して１ｎｉｔ未満の輝度を有し、屋外のピクセルの少なくとも一部に対して１０，０００ｎｉｔまでの輝度を含む。そのような難しいＨＤＲ画像は、特にコンテンツ作成者が、ＳＤＲグレーディングにおいて、依然として非常に類似したＨＤＲルックを伝達したい場合、非常に低いダイナミックレンジ（例えばＳＤＲになる場合は少なくとも１００倍）にあまり明らかに変換されないが、図１で説明するように、原則としては伝達されることは可能である。

本明細書を読む際に便利なように、さらに関係する態様のいくつかを迅速に理解できるように、図１は、（例えば１０００ｎｉｔＰＢ＿Ｄディスプレイと接続された）将来的なＨＤＲシステムが正しく、すなわち画像における全オブジェクト／ピクセルのために適切な輝度をレンダリングすることによって、処理することが可能である必要がある多くの考えられるＨＤＲシーンの説明上の典型的な例を数例示す図である。

ダイナミックレンジマッピング、例えば大ピクセル輝度ダイナミックレンジから小ピクセル輝度ダイナミックレンジへのダイナミックレンジマッピングに関わる典型的な問題を示す（少なくともピーク輝度特性が変化すると仮定できる場合）。この問題は、多くの物を非常に小さいスーツケースにパッキングするタスクにたとえることができる。最大のスーツケースには、整理せずにすべての物を投げ入れるだけでよく、何とか収まる。中間サイズのスーツケースでは、何らかの最適化を決定する必要があり、例えば、衣類を個別の袋などの小さい仕切りにきっちりとパッキングする場合、必要なスペースは少なくてもよく、この場合もすべてが容易に収まる。最小のスーツケースのみを使用する場合、より厳しいアクションの新しいセットが必要となる。例えば、目的地に関する本をパッキングする場合、別の本で同一の情報がより詳しく説明されているときは２冊目の本の数ページを破って、パッキングする物の量を何とかして減らす（したがって、「同等のもの」となるが、最大のスーツケースにあるものとは正確には異なる）。衣類のみをパッキングしている場合、高価な服の一部を破くことは好ましくないため、上述した書物の最良の圧縮方法を適用しないことが好ましい。ビデオコーディング技術においても類似しており、実行中に「画像パッキング」を行い、さらに様々なサブエコシステム（例えば芸術性が非常に高いハリウッド映画と、雑に作成されたニュース素材、例えば素人の投稿者からの映像など）の必要性に応じて異なる可能性もある、安定していて、普遍的に適用可能で、高速に計算可能な方法を見つける必要がある。

例えば、ＩｍＳＣＮ１は、西部劇映画からの晴天時の屋外の画像である（例えば、約５００ｎｉｔの平均輝度を用いて雨天日のルックではなく晴天のルックをより多く示すために、１００ｎｉｔのディスプレイ上よりもＨＤＲディスプレイ上でやや明るくレンダリングされることが理想的な、明るい領域が大部分を示す、又は明るい領域のみとなっていることを特徴とする）一方、ＩｍＳＣＮ２は夜間の画像である。

何が画像を晴天にし、何が暗い画像とするのか。必ずしも相対的な輝度ではなく、少なくともＳＤＲパラダイムでは相対的な輝度ではない。ＨＤＲ画像のレンダリングとＳＤＲ時代で常に行われていたレンダリングとの違いは、ＳＤＲが限定されたダイナミックレンジ（約ＰＢ＝１００ｎｉｔで、およそ０．１から１ｎｉｔの最小黒（ＭＢ）レベル）を有していたことであり、ほぼ物体の固有の反射率のみがＳＤＲで示される（良好な白に対する９０％と良好な黒に対する１％との間の範囲にある）。それは、均一で技術的に制御された照明の下で物体（その反射から特定量の明るさと、当然ながら色度を有する）を認識するには良いが、自然のシーンで有することができる照明自体で美しい変化と、閲覧者に与え得る効果とを伝えるにはあまり適していない。

ディスプレイが対応している場合、したがって画像コーディング及び処理技術が対応している場合、森の中を散歩している人は、木々の間からの太陽の光を実際に見ることになり、すなわち、ＳＤＲディスプレイ上のいくつかのパッチのやや黄色に近い印象だけではなく、人が影から太陽に向かって歩いた時に明るくカラフルな日光に照らされた衣服を見ることが期待される。同様に、火事と爆発も、少なくともＰＢ＿Ｄが対応していれば、最適な視覚効果を有する。

ＳＤＲにおいて、夜間の画像はやや暗くするのみであり、ルマヒストグラムでは、それほどまででなく、そうでなければ暗すぎて、不快に画像をレンダリングする（少なくとも部分的に不可視の可能性がある）こととなる場合がある。さらに１００ｎｉｔのテレビ上では、又は１００ｎｉｔの符号化においては、過度に明るいもののための余地がない。したがって、物体をその照明に関係なく表示しなければならず、同時に、シーンの中で高コントラストの照明があっても、すべてを忠実に表示することができなかった。事実、これは、非常に明るい晴天のシーンが曇った雨の日のシーンとほぼ同一の表示輝度（０から１００ｎｉｔ）でレンダリングされなければならなかったことを意味した。状況が何であったか、例えば、サボテンがおそらく太陽の光に照らされているため明るいことを閲覧者が期待しているなどを、他の手がかりから計算しなければならなかった。夜間のシーンでも過度に暗くレンダリングされてはならず、そうでなければ閲覧者が画像の最も暗い部分を明確に区別できず、したがって、この場合も、夜間の輝度は、およそ１ｎｉｔと１００ｎｉｔとの間の範囲においてレンダリングされた。これに対する従来の解決法は、夜間のシーンを青で着色することであり、それによって閲覧者は昼間のシーンを見ていないと理解すると考えられた。これらは、事実、ＳＤＲイメージングの深刻な制限である（他の例は、例えば、窓の外のすべてを単一の白にクリッピングすることであり、それによって、もはやそこに見えるものが何もない）が、閲覧者及び業界のユーザが何らかで「それに慣れて」しまっていたが、それは改善の余地がないことを意味しない。

ここで、当然ながら、現実の人間の視覚は、使用可能な光量にも適応するが、それほどまでではない（現実の大部分の人は、暗くなっている、又はより暗い、又は非常に明るい環境にいることを認識する）。さらに技術的なテレビシステムによる調整は人間の目及び脳による適応と同一ではなく、家庭におけるコンテンツの表示への調整は、砂漠の中で外にいる場合の元のシーンへの調整とは同一ではない。

したがって、少なくともＨＤＲディスプレイが利用可能な場合に、非常にリアルにレンダリングされた画像を得るために、芸術的に設計することが可能な優れた局所的、時間的な照明効果のすべてを用いて画像をレンダリングすることが望ましい場合がある。それをまさに示しているのは、例えば暗い部屋の中でのライトセーバーに対する適切な輝度であり、マスターグレーディングを作成しているカラーグレーダーに判断を任せており（カラーグレーダーについて述べる時、各エコシステムに対して同等の概念を意味し、したがって、マスターＨＤＲ画像とＳＤＲ画像との両方のピクセル輝度を定義するために、人間が多くの時間を費やす必要はなく、リアルタイムのブロードキャストなどのための自動グレーディングも必要ない）、本出願は、そのような画像を作成及び処理するための必要な技術的要素に焦点を当てる。

図１の左軸では、物体の輝度は、５０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｄディスプレイ用に、５０００ｎｉｔのＰＢマスターＨＤＲグレーディングで見たい輝度である（すなわち、グレーダーは、家庭の典型的な高品質ＨＤＲテレビが５０００ｎｉｔＰＢ＿Ｄを有することを前提とした画像を作成し、そのような家庭での閲覧室を表現したものに実際に座って、そのような５０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｄグレーディング基準表示上でグレーディングする）。錯覚だけでなく明るい太陽に照らされた環境にいる実際のカウボーイのリアルさも伝えたい場合、それらのピクセル輝度を例えばおよそ５００ｎｉｔなど、（例えば屋内のシーンであった前のシーンと比較して）十分に明るく指定してレンダリングする必要がある（ただし、ＨＤＲ画像作成及び処理の典型的な落とし穴である、不快なほど明るすぎないようにする）。夜間のシーンのために、ほぼ暗い輝度が望ましいが、オートバイに乗っている主役が明確に認識可能でなければならず、すなわち暗すぎては（例えばおよそ５ｎｉｔでは）認識可能でなく、同時に、例えば、例えば５０００ｎｉｔのディスプレイ上でおよそ３０００ｎｉｔ、又はいずれかのＨＤＲディスプレイ（例えば１０００ｎｉｔ）上でのピーク輝度前後など、街灯の非常に高い輝度を有するピクセルが存在することが可能である。

第３の例であるＩｍＳＣＮ３は、同様に、現在、ＨＤＲディスプレイ上で実現したものを示し、非常に明るいピクセルと非常に暗いピクセルとの両方を同時にレンダリングできる。ＩｍＳＣＮ３は暗い洞穴を示し、晴天の外を見ることができる小さな開口部を有する。このシーンに関して、例えばおよそ４００ｎｉｔで明るい晴天の景色の印象をレンダリングしたいシーンよりも、木のような太陽に照らされた物体をやや低輝度にしたい場合があり、洞穴の内部のほぼ暗い登場人物とより詳細に調整することが必要である（暗い洞穴の中の物体が視覚的に劣化させるような人の目における散乱も望ましくないため）。色グレーダーは、全物体（ＰＢ＿ＨＤＲ＝５０００ｎｉｔのマスターＨＤＲ画像に既に存在する）の輝度を光学的に調整して、例えば洞穴の暗い部分に立っている人はおよそ０．０５ｎｉｔのマスターＨＤＲグレード画像においてコード化される（ＨＤＲレンダリングが明るいハイライトだけでなく、暗い領域もレンダリングできると仮定した場合）など、いずれも不適切に暗く、又は明るく見えることがなく、コントラストが良好なようにすることが望ましい。

ただし、ここで、問題は、これらのマスターＨＤＲ物体ピクセル輝度を有する場合、例えば１５００ｎｉｔで終端するダイナミックレンジ上では何になる必要があるのかである（この小さなダイナミックレンジでも１５００ｎｉｔ未満の全輝度は忠実に表現されることが可能であるが、１５００ｎｉｔを上回るピクセル輝度はどうなのか、典型的な挙動では、同一の１５００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ値にすべてクリッピングされるが、理想からは遠い）。

したがって、上記のスーツケースのパッキング例のように、原則的に、コンテンツ作成者には、マスター５０００ｎｉｔＨＤＲ画像から始まる再グレーディングされた画像の大きなセット、例えば、３０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ画像、２０００、１５００、１０００、７５０、５００、３００、及び１００ｎｉｔ画像を定義するというタスクがある。そのような大きなタスクは、当然ながら、商業的には実行不可能である。したがって、コンテンツ作成者が自分のマスターＨＤＲ画像及び対応ＳＤＲ画像のみをグレーディングでき、それに基づくすべての中間の画像が、自動的で技術的な、いわゆる表示最適化システムによって決定されることができる技術を発明した（ＷＯ２０１７１０８９０６参照）。

深く理解することが重要となる、以下で詳述されるような本発明の概念の一部の構成要素の説明のために一部の技術的なビデオコーディングの可能性を示すために、ＨＤＲ画像用に設計した例示のＨＤＲビデオコーディングシステム、特にＨＤＲビデオコーディングについて説明する（本説明により、簡単な説明のために選択された例示のシステム以外のシステムに対しても本発明の原則が適用可能であることを理解されたい）。

本ビデオコーディングシステムは、本分野における典型的な単一の種類のディスプレイ用の単一の標準化されたＨＤＲビデオのみ（例えば、１０ビットの知覚量子化が、符号化のためのＥＯＴＦを定義するルマ符号として使用される）の伝送（符号化）を処理できる（例えば各エンド閲覧者が１０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｄディスプレイを有するという前提において、画像はＰＢ＿Ｃ＝１０００ｎｉｔで定義される）だけでなく、同時に、当業界における様々な他のピーク輝度を有する様々な可能性のある他のディスプレイタイプのための最適なルック／グレーディングを有するビデオ、特に１００ｎｉｔのＰＢ＿ＤのＳＤＲディスプレイのためのＳＤＲ画像を伝送及び処理できる。

すなわち、そのようなＨＤＲビデオ伝送システムでは、伝送ピクセル化画像として１種類のグレーディングされた画像のみを実際に伝送するが、様々な変形を有し、本例ではそのうちのＳＤＲ画像をいずれかのビデオ伝送システムによって受信者に伝送するもの（ただしＨＤＲ画像を伝送する変形を使用してもよい）を説明する。メタデータにおいて、ＨＤＲ画像ピクセル色、特にそれらのＳＤＲ画像ピクセル輝度のうちの特定の輝度を定義する、再グレーディング関数としても知られる、１つ又は複数の輝度再マッピングも加えるため、同時に、該当するシーンに対するＨＤＲ画像ルックも伝送する（二重画像伝送のようにＨＤＲ画像、又はピクセル化ＨＤＲ画像データの少なくとも第２の層を伝送する必要は実際にはない）。

それに加えて、図２で図示するように、適切な可逆色変換関数Ｆ＿ｃｔのセットが、例えば、人間の色グレーダーによって符号化側で定義される。

上記の関数は、マスターＨＤＲピクセル輝度（又は透過的に対応するルマ符号）から始めて、そのＨＤＲマスター画像ＭＡＳＴ＿ＨＤＲに対応する妥当なルックのＳＤＲ画像（Ｉｍ＿ＬＤＲ）をどのように取得するかを定義すると同時に、逆関数ＩＦ＿ｃｔを使用することによって、元のマスターＨＤＲ（ＭＡＳＴ＿ＨＤＲ）画像が、再構成ＨＤＲ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）として十分な正確性でいずれかの受信側で再構成されることが可能であることを確実にする。ＩＦ＿ｃｔ関数は、伝送された前方のＨＤＲからＳＤＲへのマッピングのＦ＿ｃｔ関数から決定されることができ、又はシステムは、例えば、ＳＥＩメッセージのＭＰＥＧ機構、又はいずれかの他の適切なメタデータ伝送機構によって、ＩＦ＿ｃｔ関数を直接でも伝送する。

色変換器２０２は、通常、マスターＨＤＲ画像（ＭＡＳＴ＿ＨＤＲ）ピクセルの輝度のＦ＿ｃｔ輝度マッピングを適用し、その輝度は正規化されることを前提とし、それによって最大輝度が１．０となる（その後、ＨＤＲ及びＳＤＲ全領域を重ね合わせることが可能であり、すなわちＤＲ輝度変換が符号化可能な色の、正規化された全領域における色の上方又は下方へのシフトに対応することを意味することに留意されたい）。本発明の概念を簡単に理解するために、単純化のため、Ｆ＿ｃｔのＨＤＲからＳＤＲへの輝度マッピングは、１００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＳＤＲ出力画像Ｉｍ＿ＬＤＲのピクセルの正規化ＳＤＲ出力輝度（すなわち図１の右側の輝度）を導出するために、１／４乗輝度マッピング関数（Ｌ＿ｏｕｔ＿ＳＤＲ＝（Ｌ＿ｉｎ＿ＨＤＲ、すなわち１／４）乗）であると仮定する。

受信者は、受信した対応ＳＤＲ画像からマスターＨＤＲ画像を再構成可能である必要があるため、又は何らかの圧縮関連のアーチファクトのため、実際のピクセル化画像から離れた、少なくとも近似の再構成が可能である必要があるため、色マッピング関数も、その後、ビデオ符号化器２０３に入力される必要がある。制限なく、ビデオは、ＭＰＥＧ ＨＥＶＣビデオ圧縮器を使用してこのビデオ符号化器２０３によって圧縮されて、符号化された（ＳＤＲ）出力画像Ｉｍ＿ＣＯＤを生成し、それらの関数は、例えばＳＥＩ機構又は類似の技術を用いてメタデータに格納されることを前提とする。

したがって、コンテンツ作成装置２２１の動作後、画像伝送技術の観点から、伝送チェーンの残りは、入力として「正常なＳＤＲ」画像を取得するふりをする。したがって、例えば伝送フォーマッタ２０４は、何らかの伝送媒体２０５を通過するようにデータをフォーマット化するためにすべての必要な変換を適用する（例えば、ＢＤディスク上に格納するためのチャンネルコーディング、又はケーブル伝送のための周波数コーディングなど）。

その後、画像データは、何らかの伝送媒体２０５、例えばＡＴＳＣ３．０又はＤＶＢ、又は任意のビデオ信号通信原理に従う衛星又はケーブル又はインターネット伝送を介して、テレビセット、又はセットトップボックスなどの消費者ビデオ装置、又は映画館受信ユニットなどの専門的システムなどの１つ又は複数の受信側に移動する。

いずれかの消費者側又は専門業者側において、例えばセットトップボックス、テレビ又はコンピュータなどの様々な物理的装置に組み込まれた受信アンフォーマット器２０６は、アンフォーマット及びチャンネル復号を適用することによってチャンネル符号化（存在する場合）を解除する。その後、ビデオ復号器２０７は、例えばＨＥＶＣ復号を適用して、復号ＳＤＲ画像Ｉｍ＿ＲＬＤＲを生成し、色変換関数メタデータＦ＿ｃｔをアンパックする。その後、色変換器２０８は、ＳＤＲ画像を、いずれかの非ＳＤＲダイナミックレンジ（すなわち１００ｎｉｔよりも高く、通常少なくとも４倍高いＰＢ＿Ｃを有する）の画像に変換するように構成される。

例えば、５０００ｎｉｔの元のマスター画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲは、ＭＡＳＴ＿ＨＤＲからＩｍ＿ＬＤＲを作成するために符号化側で使用された色変換Ｆ＿ｃｔの逆色変換ＩＦ＿ｃｔを適用することによって再構成される。ただし、ＳＤＲ画像Ｉｍ＿ＲＬＤＲを異なるダイナミックレンジに変換する表示調整ユニット２０９も備えられてもよく、例えば、ディスプレイ２１０が３０００ｎｉｔＰＢディスプレイ、又は１５００ｎｉｔＰＢ、又は１０００ｎｉｔＰＢの画像などの場合にＩｍ３０００ｎｉｔが最適にグレーディングされる。ビデオ復号器及び色変換器が単一のビデオ再決定装置２２０内に存在することを非限定的に前提とする。技能を有する読者は、例えばＰＢ＿Ｃ＝１０，０００ｎｉｔを有するＨＤＲ画像を伝送するトポロジを同様に設計でき、色変換器は、対応テレビ又はモニタ用に、例えばＰＢ＿Ｃ＝２５００ｎｉｔを有する出力ＨＤＲ画像を生成すること、さらに、例えば様々なサーバ上などで動作させるために、様々なユニットがネットワークを介して接続されることを理解できる。

本技術的構成要素（接続、協働、統合などが行われる本教示による革新的な構成要素及び/又は従来技術）は、画像又はビデオ技術において、すなわち、例えば、様々なハードウェア機器において典型的である様々な技術的システムとして具現化又は実現される。例えば、ビデオ再決定装置２２０は、いずれかの技術的ビデオ供給出力部２３１を有してもよく、例えば、テレビのディスプレイなどに接続可能なＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル（さらに、例えば、格納装置など、又はそれぞれＩｍ３０００ｎｉｔの出力画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲを他の可能性のあるリモート装置又はシステムなどに伝送するネットワークケーブル）を有してもよい。選択された物理的変形に応じて、画像を、いずれかの技術的状況での必要に応じた信号に変換する画像又はビデオ出力信号フォーマッタ２３０が存在してもよい（例えば、以下のコアの測色計算は、例えば出力としてピクセル色の線形Ｒ、Ｇ、Ｂ表現を生成し、例えばディスプレイ２１０に送信された最終的な画像信号（Ｉ＿ｏｕｔ）が、その技術的構成に合わせて、例えばＨＬＧフォーマット化、展開、又はＭＰＥＧ又はＡＶ１圧縮などが行われ、信号フォーマッタ２３０が、例えば、上記のような全信号導出段階（単一のオプションとして固定、又は構成可能のいずれかに関わらず）を処理する役割を果たす典型的な集積回路などのユニットを含んでもよいことを説明する）。

図３は、色変換器２０２（それぞれ色変換器２０８）が本発明において一般的に何であるかを有益に理解する一例を説明するものであり、この特定の色計算コアは１つの構成可能コアとして全変形を適切に実現するが、技術に関する本革新的提案に関する限り、要素が様々な異なるトポロジにおいても設計されると考えられる。色は、ビデオ色表現用に非常に古典的な色フォーマット、すなわちＹＣｂＣｒで入力される（追記として、様々な実施形態では、このスペースは、例えば、ガンマ２．０定義、ＰＱ定義など、様々な非線形Ｒ、Ｇ、Ｂの色トリプレットから定義されてもよい）。

クロマ乗数決定器３０１は、処理されているいずれかの連続した画像ピクセルのルマ（Ｙ）値に応じて、適切な乗法スケーリング係数を決定し、乗算器３０２はこの乗法スケーリング係数を使用して、このスケーリング係数ｓ（Ｙ）に、両方のクロマ座標Ｃｂ及びＣｒ、すなわち入力色の出力赤クロマＣｒｏ＝ｓ（Ｙ）＊Ｃｒ及び出力青クロマＣｂｏ＝ｓ（Ｙ）＊Ｃｂを乗算するために、同一のｓ（Ｙ）係数は、出力色の色相を、入力色の色相と同一に保つ（一方で、ピクセル色の飽和に適切に影響する）。クロマ乗数決定器３０１は、伝送ＳＤＲ（又は他の）画像とともに通常伝送され、例えばＳＤＲ画像が有する各可能性のあるＹ値に対するｓ係数のLＵＴを含むメタデータＭＥＴ（Ｆ＿ＣＬＵＴ）から読み出すように構成されてもよい。出力クロマ値Ｃｒｏ及びＣｂｏは、行列計算器３０３でルマＹとともに入力され、行列計算器３０３は、正規化されたＲＧＢ表現、すなわち正規化赤入力成分ＲｎＩ、正規化緑入力成分ＧｎＩ、及び正規化青入力成分ＢｎＩを算出するために、（例えばＲｅｃ．７０９又はＲｅｃ．２０２０など、どの原色が選択されたかに応じて、一般的に知られている測色法にしたがって）標準的な３×３の行列係数を使用する。正規化ＲＧＢ表現は、（正規化された）必要とされる出力ＲＧＢ値ＲｎＯ、ＧｎＯ、ＢｎＯ、すなわち本例では（正規化）ＨＤＲ再構成成分に変換される。

処理されているピクセルが有する入力ルマＹが与えられた場合、例えばピクセルトリプレットの輝度増加は、（乗算器３０５による）上記３つの入力成分に同一のルマ乗算値ｇ（Ｙ）を乗算することによる影響を受ける。上記において、いずれかの所与の正規化ルマ間マッピング関数形状（例えば、（０，０）から始まり（１，１）で終端する放物線）を、すべての可能性のある正規化ルマＹｎのためのｇ個の乗数の対応セットに変換できる従来技術を説明した。この動作は、コンテンツ作成者によって伝送されたようなメタデータＭＥＴ（Ｆ＿ＰＬＵＴ）を入力として読み込むルマ乗数決定器３０４によって実行され、輝度マッピング曲線、又は同等に相関したルママッピング曲線、又は任意の選択されたものの形状をコード化する。

乗算器３０５の後、依然として１．０への正規化の領域上であるが、ピクセル輝度はそれ自体のＨＤＲ＿再構成相対位置に正しくシフトされる。最後に、出力色計算器３０６は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル、無線通信チャンネルなどを介して接続されたディスプレイなど、技術的出力コンポーネントによる必要に応じて技術的にフォーマット化するために必要な全計算を実行する。出力色フォーマットＲＧＢ＿ＤＦは、例えばＰＱ－ＲＧＢフォーマットとなるように決定してもよいが、接続されたディスプレイが特定の物理的タイプであるとわかっている場合は例えば全種類の最適化を適用してもよいが（出力が例えば後で閲覧するために格納する例えばハードディスク記録などである場合は、行わなくてもよく、又は異なって行ってもよい）、それらの詳細は、本発明の説明では重要ではない。

図４は、特定のＨＤＲシーン画像のためにコンテンツ作成者が選択したいずれかの再グレーディング関数形状（及び状況、コーディング実施形態）に対して、表示最適化（表示調整とも知られる）がどのように作用するかを説明する図である（例えば、左部分が比較的暗い画像であり、それによってより暗い領域の正規化ＳＤＲ表現において相対的輝度増加が必要であり、したがって影に隠れている人はＨＤＲ画像表示とＳＤＲ画像表示の両方で半分可視であり、一方、そのシーンと連続した画像のより明るい部分で霧の中にいる人に対しては十分なコントラストが同時に実現され、図４に示すＦＬ＿５０ｔ１＿２曲線のように２つの領域においてコントラストを最適化する二重曲線が得られる）。

図４を参照すると、（例えば受信されたＨＤＲ画像）が特定の正規化ルママッピング関数ＦＬ＿５０ｔ＿１によって対応ＳＤＲ画像に最適に再グレーディングされるように現在の画像（又は連続画像のショット）が存在することを前提とする（ビデオにおいて技能を有する読者は、軸と、曲線の対応形状とを変更するだけで、正規化輝度と正規化ルマとの両方においてどのように上記教示が構成されることが可能であるかを理解できることに留意されたい）。

不必要に限定することは望ましくなく、本説明の例は、視覚的に均一化された輝度に両方が変換される軸を使用する（すなわち、横軸及び縦軸上の等間隔の刻みは、視覚的に等しい輝度差にほぼ対応する）ことを前提として説明を続ける。

出願人によれば、以下の式は、輝度（又は希望に応じて、原色の赤の線形寄与率など、色座標のいずれかの量）を上記のような知覚的に均一なルマｖに変化させるために使用可能である。
ｖ（Ｌｎ；Ｌｍａｘ）＝ｌｏｇ［１＋（ＲＨＯ（Ｌｍａｘ）－１）＊ｐｏｗｅｒ（Ｌｎ；１／２．４）］／ｌｏｇ［ＲＨＯ（Ｌｍａｘ）］
ＲＨＯ（Ｌｍａｘ）＝１＋３２＊ｐｏｗｅｒ（Ｌ／１００００；１／（２．４）） ［式１］

上記式において、Ｌは、ピクセルの（正規、絶対、ｎｉｔ単位＝＝Ｃｄ／ｍ＾２）輝度、Ｌｎは最大限で１．０まで正規化された輝度、すなわちコーディングされた画像ＰＢ＿Ｃ、例えば５０００ｎｉｔのピーク輝度に等しいＬｍａｘを有し、その後、除算Ｌｎ＝Ｌ／ＰＢ＿Ｃすることによって得られる輝度である。

したがって、例えば５０００ｎｉｔのコンテンツをＳＤＲ輝度にマッピングする必要がある場合、図４Ｂの縦軸に示すような出力ルマｖ＿ＳＤＲとなり、出力ルマｖ＿ＳＤＲは式１の逆数を使用することによって輝度に変換されることが可能である。輝度の視覚的に均一なルマ表現のほぼ対数特性を理由として、縦軸で、ＰＢ＿Ｃ＿ＳＤＲ＝１００ｎｉｔまでの１０進がほぼ等間隔となっており、すなわち、ｖ＝０．６が１０ｎｉｔにほぼ対応するなどとなる。

同様に、５０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ定義のＨＤＲ入力の場合、横軸の正規化ルマはほぼ等間隔に０、１、１０、１００、１０００に対応し、終端点５０００は、１０ｋ位置が存在する位置よりわずかに近い。

この軸系に対応して、コンテンツ作成者は、その後、現在の画像のために必要に応じて輝度再マッピング関数形状を定義できる（例えば、いくつかの街灯を有する暗い通りは、より暗いＰＢ＿ＤディスプレイでのレンダリングのためのマスターＨＤＲ画像と対応する暗いＰＢ＿Ｃ画像において、その通りの家又は低木の最暗部分を何らかで明るくして、十分に可視な状態を維持する必要があり、これは第１の例示のルママッピング（輝度マッピングに相当）曲線ＦＬ＿５０ｔ１＿１の暗い端部における４５度よりも大きい傾きとともに、５０００ｎｉｔルマを例えば６５０ｎｉｔルマにマッピングする必要がある曲線形状を自動的に導出するための表示調整戦略によって示されており（６５０ｎｉｔＰＢ＿Ｄ接続のディスプレイが、ＳＤＲ表現画像が伝送及び受信された場合に受信又は再構成されたようなマスターＨＤＲ画像の適切に最適化／再グレーディングされたバージョンを供給される必要がある場合）、以下で説明する。

表示調節のいくつかの変形が存在することが可能で、それらすべてが本特許出願の本革新的技術追加事項とともに機能する場合、複雑な説明を単純なままとするために、使用された特定の表示調整機構は、ＥＴＳＩ ＴＳ １０３ ４３３－２ Ｖ１．１．１（２０１８－０１）のＴｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒとともに出願人のＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓによって標準化されたものであることを前提とし、その目的のため、再度、概要をやや一般的に簡潔に述べる。

考え方は、例えば、マッピング曲線形状ＦＬ＿５０ｔ＿１又はマスターＨＤＲ及びＳＤＲグレーディング済み画像のうちの少なくとも１つを決定する人間の色グレーダーなどのコンテンツ作成者に時間があまりないことである（グレーダーが２つの画像のみを作成した場合、出願人はＳＤＲ画像の輝度がどのようにＨＤＲ画像のうちの１つと関連するかを自動的に導出されたＦＬ＿５０ｔ＿１関数によって導出する技術を使用可能であるが、それらの詳細はこの場合も本説明に十分に関連していないため、グレーダーは、例えば色処理ユーザインターフェースツールを用いてＦＬ＿５０ｔ１＿１曲線の形状を描き、これが本当に正しいルックのＳＤＲ画像を実現しているかをチェックし、そうでなければ所望のＳＤＲ画像出力を生成する形状が得られるまで関数を再度変更することを仮定することを、技能を有する読者は理解するであろう）。

したがって、コンテンツ作成者は多くの異なる再グレーディング曲線を作成したくない（例えば、５０００ｎｉｔの最高品質のマスターＨＤＲ画像を作成した後、２０００ｎｉｔに最適に再グレーディングする手法の関数、及び１０００ｎｉｔへの再グレーディングの手法の他の関数の作成を希望せず、その理由は、それらの関数が、非常に類似した輝度再グレーディングの必要がある同一の画像オブジェクトを有する同一のマスターＨＤＲ画像に対して動作するため、それらの２つの関数は、通常、比較的類似して見えるためであり、５０００から２０００へのマッピング曲線は、５０００から１０００へのマッピングなどよりも「やや弱い」正規化輝度シフトを実行する）。

したがって、理論上では、全種類の再グレーディングされた関数及び画像に関して言えることは多くあるが、技術的な実用面の観点から、ｖ＿ＨＤＲからｖ＿ＭＤＲへのマッピングのために間の関数を自動的に計算する自動表示調整アルゴリズムを使用した場合（６００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＭＤＲ画像を作成するための第１の例示の表示調整済み関数Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１と同様）、すべてでなければ大部分のＨＤＲ画像に対して、１００ｎｉｔと、この例では５０００ｎｉｔであるＰＢ＿Ｃ＿マスター＿ＨＤＲとの間のＰＢ＿Ｄのディスプレイに対して十分に良質な中間ダイナミックレンジ（ＭＤＲ）画像を得ることが論じられており、これは、グレーダーが、（洞穴は、例えば青色照明パネルを有する理髪店と非常に異なるルママッピング関数形状を必要とするため、当然ながら異なる典型的な画像状況毎に）例えば第１のＳＤＲマッピング関数ＦＬ＿５０ｔ１＿１などの単一のＨＤＲからＳＤＲへのマッピング関数のみを作成すればよいとわかるため、グレーダーの作業量を緩和する。

表示調整部４０１（通常は、ＥＳＴＩ標準で説明されるような技術的数値演算を実行する集積回路、又は同等のシステム）は、その後、上記の入力ルママッピング関数及びＰＢ＿Ｄ値（この例では６００ｎｉｔ）に基づいて導出し、ＨＤＲルマを適切な６００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＭＤＲルマにマッピングするための、必要とされる第１の例示の表示調整済み関数Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１を算出する（すなわち、アンフォーマット器２０６によって受信されたようなメタデータにおけるコード化ＨＤＲ画像とともに伝送された第１のＳＤＲマッピング関数ＦＬ＿５０ｔ１＿１としてコンテンツ作成者によって伝送されたような、現在の画像の特定の輝度再グレーディングの必要性を正確に考慮する）。同様に、他の画像に対して、第２のＳＤＲマッピング関数ＦＬ＿５０ｔ１＿２が、示されるように異なる形状（及び通常は同一のＰＢ＿Ｄ値）を有する場合、結果として、同一の汎用形状を有するがＰＢ＿Ｃ＿マスター＿ＨＤＲとＰＢ＿Ｃ＿ＭＤＲ＝ＰＢ＿Ｄ＿利用可能ディスプレイとの間の差の結果得られる適切な量において多少「弱い／中間」である、正しく最適化された第２の例示の表示調整済み関数Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿２（例えば暗い影になった角と、強い照明の下にあるテーブル上の領域など、画像における異なる領域又は物体の特定の再グレーディングの必要性を示す）が得られる。

どのようにそのような自動表示調整が、通常、適切に作用するかを図４Ｂに示す。例えば第１の入力ルマＶｎＨ１又は第２のＶｎＨ２などの何らかの入力ルマに対応した、対角線上のいずれかの点に対して、入力関数、この例では第２のＳＤＲマッピング関数ＦＬ＿５０ｔ１＿２に入るまで、例えば対角線に対して直交した尺度方向をたどる。この点は、対応１００ｎｉｔ出力ルマへマスターＨＤＲ入力ルマを再グレーディングすることが必要な関数に対応するため、この（垂直方向の上方と比べて左に４５度傾斜する）尺度では、１００ｎｉｔ位置に対応する。この例では５０００ｎｉｔであるＰＢ＿Ｃ＿マスター＿ＨＤＲ位置は、対角（開始）位置に対応する（Ｌｎ＿５０００からＬｎ＿５０００への再グレーディングが恒等変換に対応するため、技能を有する読者は理解する）。ここで、入力ルママッピング曲線上で１００ｎｉｔ位置から始まる大きい刻みが存在して対角線に向かって小さい刻みが存在する、例えば対数尺度などの尺度を間の位置に対して定義すると、この尺度は例えば６００ｎｉｔなどの所望のＰＢ＿Ｃの全位置を特定でき、したがって破線以外で示された、必要とされる第２の例示の表示調整済み関数Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿２の形状である曲線のすべての点を生成する。その後は、この（「新規」／最適化）曲線形状をルマ乗数決定器３０４に送信すればよく、その後、図３に示す色計算エンジンを使用して、入力としてマスター＿ＨＤＲ画像ピクセル色から始まる６００ｎｉｔＭＤＲ画像のための全ピクセルルマを計算できる。

このシステムは非常に適切に動作し、多くの種類のＨＤＲコンテンツに対して何度も満足のいくレベルで実行された。ただし、それに伴う問題は、自動の固定アルゴリズム特性のため、やや静的であることであり、説明のために選択された変形のほかに、例えば、他の尺度、すなわち対角線と入力ルママッピング関数位置との間の距離に沿った、又は対角線に沿って分散された尺度軸の４５度以外の方向の１００のＰＢ＿Ｃ＿マスター＿ＨＤＲ位置の異なる配置を使用する他の変形を使用してもよく、又は表示調整アルゴリズムに対してより高度な変更を有する変形でもよいが、実行中の再構成がやや面倒にみえるために、いずれかのそのような選択されたアルゴリズムが表示調整を実行する受信機器の集積回路に、通常、組み込まれる場合、表示調整済み関数の結果が常にそのままで「固定」される。これは、少なくとも一部の顧客にとって、可能性のある表示ピーク輝度、例えばＰＢ＿Ｄ＜３５０ｎｉｔの範囲の少なくとも一部において、画像のうちのいくつかが例えば暗すぎる又はコントラストがなさすぎるなどを依然として認識するという不便さにつながる場合がある。グレーダーが変更しなかったルママッピング関数を技術的フレームワーク制約として維持したいことを理解することは重要である。より明るい画像を望んだ場合に、コンテンツ作成者はより急な関数ＦＬ＿５０ｔ１＿１から開始するべきであると主張する場合があり、例えば、わずかに、又はわずか以上に再度明るすぎる可能性のある明るいディスプレイ（例えば、ＰＢ＿Ｃ＞２５００）上での表示などのいずれかの他の問題、又は表示領域の上部近くに他の問題が全く存在しないと一時的に仮定する。

しかしながら、コンテンツ作成者は上記の関数が「自分のゴールド」であると主張する場合がある。すべての二次処理が根拠とする全ＭＤＲ画像のセット全体に対する全体的な仕様は、重要過ぎて修正できず、又はとにかく基本的に「正しいだけ」であるとみなされる（すなわち、おそらく、特定の条件における特定のディスプレイが若干暗すぎると認識する場合があるが、それは、特に１００ｎｉｔ画像の基準表示が誤っていたことを意味するものではなく、それどころか、１００ｎｉｔ画像自体も、すなわちコンテンツを定義する画像として、誤っておらず、コンテンツ作成者がこの画像を最適化した手法も間違っていない）。したがって、実用上では、単純な手法で、受信側で、表示調整を変更することによってＭＤＲ画像生成が調整又は改善可能でありながら、すなわち各連続ビデオ画像のためのＳＥＩメタデータで受信されたＳＤＲマッピング関数を含む、入って来る画像情報すべてを未修正のままとすることが望ましい。

従来技術の表示調整の静的特性を解決し、受信側での何らかのさらなるカスタマイズ性を実現するための実用的な手法は、
備えられた又は接続可能なビデオ復号器（２０７）への接続部（５０１）であって、前記ビデオ復号器が符号化高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＣＯＤ）を受信し、前記符号化高ダイナミックレンジ画像は第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）にしたがって符号化され、前記ビデオ復号器が少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を指定するメタデータを受信し、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記符号化高ダイナミックレンジ画像において符号化された時の同一のピクセル位置の輝度と比較して、前記符号化高ダイナミックレンジ画像に対応する二次画像の輝度のオフセットを指定し、前記二次画像が、前記第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）よりも小さい又は大きい第２の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｓ）を有し、復号高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）と前記ルママッピング関数とを出力する、接続部（５００）と、
特定のディスプレイが最も明るいピクセル色として表示可能な表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値と、入力ルママッピング関数とを受信する表示調整部（４０１）であって、前記表示調整部が、前記入力ルママッピング関数と前記表示最大輝度（ＰＤ＿Ｄ）とに基づいて少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数を計算するアルゴリズムを適用し、この少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数が、前記入力ルママッピング関数に形状で対応するが、前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値と、前記第２の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｓ）と前記第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）との間の差に関連した前記第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）との間の差に応じて、知覚的に均一化された軸において前記入力ルママッピング関数のグラフの４５度増加する対角線に近接して存在することを特徴とする、表示調整部（４０１）と、を備える画像ピクセル輝度調整装置であって、
前記画像ピクセル輝度調整装置が代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を決定する代替ルママッピング関数決定部（５０２）を備え、
前記表示調整部（４０１）が、組み合わせルママッピング関数（ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を得るように、前記少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）と前記代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）とを組み合わせる組み合わせ部（５０３）を備え、前記表示調整部が、入力ルママッピング関数として、前記組み合わせルママッピング関数に対してそのアルゴリズムを適用し、
前記画像ピクセル輝度調整装置が、前記復号高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）のピクセルルマを受信し、それらのピクセルルマに対して、前記調整済み組み合わせルママッピング関数（ＡＤＪ＿Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１）を適用して出力画像（Ｉｍ＿ＤＡ）の出力ルマを取得するルママッピング部（５１０）を備え、
前記画像ピクセル輝度調整装置が、出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルを備え、前記出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルに対して、ディスプレイが接続可能であり、前記出力画像（Ｉｍ３００ｎｉｔ）を送信する出力信号フォーマッタ（２３０）をさらに備えることを特徴とする、画像ピクセル輝度調整装置（５００）によって実現される。

まず、表示調整部のアルゴリズム及びハードウェアの詳細に関して、技能を有する読者は、ＨＤＲからＰＤ＿Ｄへ最適化された中間ダイナミックレンジ表示調整の汎用的な技術的本質を、第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）と第２の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｓ）との間において、表示調整部（４０１）が最適に調整された画像及びそのピクセル輝度又はルマを計算する必要がある表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値がどこに存在するか、したがって、換言すれば、さらに結果的な表示調整済みルママッピング関数が対角線に対してどの程度近接するかに応じて、ＨＤＲからＳＤＲへの再グレーディングルママッピング関数に近い、又は遠い関数の決定に基づいて計算できるいくつかの代替手法が存在することを理解する。さらに、（ほぼ）知覚的に均一化されたルマをどの程度正確に定義するかにおけるいくつかの変形が存在し、上記のような関数が特性としてほぼ対数となるが、例に示すように、対数関数のパラメータを変更でき、アルゴリズムは依然として同様に作用し、良好なルックを有する画像を生成する。したがって、技能を有する者は、上記の詳細が、本革新的提案の本質を形成しておらず、依然として同種の同一視することができる装置を実現しつつも変更できることを理解する。さらに、技能を有する者は、その装置がスタンドアロンの、すなわち個別のビデオ復号器（例えばＰＱ符号化されたＲ、Ｇ、Ｂ非線形成分値に基づくよく知られる行列を用いて計算される線形ＲＧＢ表現、又は、説明を簡潔にするために、ＹＣｂＣｒであることを前提とする全データ、すなわち画像ピクセル色データと、表示調整部の最終ルママッピング計算アルゴリズムによって「使用される少なくとも１つのルママッピング関数を含むメタデータとを取得して、必要に応じて供給するため復号する）に対して動作接続される画像色最適化装置であることが可能であり、又は、その装置がすべて（例えばテレビのディスプレイなどとして具現化される場合のすべて）を備える完全なシステムでもよいことを理解する。二次（グレーディングされた基準）画像は、網羅されるべき所望のダイナミックレンジの他端における画像であり、したがって、例えば４０００ｎｉｔのＰＢ＿ＣマスターＨＤＲ画像の場合、通常、１００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ ＳＤＲ画像となり、その２つのうちのいずれか一方が実際に伝送されるかは関係ない（表示調整済み最終ＭＤＲ画像も、ＳＤＲ画像から始めて計算できるが、簡潔にするため、本説明では、最初に作成された画像よりも優れた、やや高いダイナミックレンジへの外挿が存在しない限り、ＨＤＲ画像、すなわち低ダイナミックレンジ（又は入力及び出力画像の最小黒が同一であると仮定した場合の少なくとも最大輝度）へ計算されると仮定する）。通常、コンテンツ作成者の２つの基準グレーディングのダイナミックレンジ、すなわち、通常はそれらのＰＢ＿Ｃ値を、少なくとも４の倍数因子だけ異なるようにすることは意味をなすが、そうでなければ、原理的に、様々な画像グレーディング間でわずかな差があっても同一の原理を適用できるが、少なくとも技術的に高品質の表示最適化を実行する意味はあまりない。表示最大輝度は、この場合も技術的実現変形に応じて、様々な手法で表示調整部（４０１）のために入力される。例えば、様々なディスプレイのうちの１つが接続されたセットトップボックスはポーリングを行う場合があり、その後、そのディスプレイが、色最適化、及び接続されたテレビディスプレイに対しての画像又はビデオ出力を開始する前に、ＰＢ＿Ｄの値をＳＴＢに返信する場合がある（又はユーザは、自分がその値だと思う値、又は自分のテレビに対して少なくとも良好に作用する値を、ＳＴＢユーザインターフェースなどを介して入力してもよい）。一方、装置がテレビ自体である場合、その一意のＰＢ＿Ｄ値（例えば、ＬＣＤディスプレイパネルの後ろのバックライトに関係するＰＢ＿Ｄ値、又はテレビ製造者がＯＬＥＤパネルなどを過度に加熱しないように使用することが安全であると考える値）は修正不可能なメモリに、表示調整部（４０１）内部に既に格納されている場合があり、すなわち、表示調整部４０１がそれ自体からＰＢ＿Ｄ値を受信する場合の汎用的な単なる概略的説明と比較される。この場合も、そのような可変態様は、装置が、発明されここで説明されたような種類のものである場合を特定するために実際に重要ではない。

代替ルママッピング関数決定部（５０２）は、優れた代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を決定するために多数の（単純な）固定戦略を使用していてもよい。例えば、本技術の多くの出願人にとって、図７で例示するＰａｒａ Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎ（「Ｐａｒａ」は暗い端部０，０及び明るい端部１，１の両方において線形の傾きを有し、中間部分でそれらの線形部の滑らかな放物線分接続を有する特定のルママッピング曲線の名称である）代替案のような、暗い部分を明るくするほど単純なこと、又は単純なコントラスト修正などを行うのは既に十分であり、現在、ＰＢ＿Ｄに応じて、すなわち「コンテンツに」（すなわち、両端のＨＤＲ及びＳＤＲ基準グレーディングの対と、それらを結合するルママッピング関数とに）それを行う代わりに、ＰＢ＿Ｄ対応ディスプレイの全範囲のうちのどの部分が多少の修正を必要とするかに応じて、制御が実行可能である。後で行うのではなく、固定表示調整の前に調節を行うのは利点があり（例えば、伝送された信号のメタデータにおいてコンテンツ作成者から受信したＰａｒａと、受信側、すなわち、例えばテレビ自体によって提案された代替Ｐａｒａとの両方をさらに表示調整してもよく、表示調整された代替案を使用して表示調整されたＰａｒａを修正してもよい）、それを事前に行うことは、標準的な表示調整済み挙動、例えば多くの調整が必要とされ高ＰＢ＿Ｄディスプレイに対して「ほぼ完ぺきなＨＤＲ」を有する場合に、より近いＳＤＲを変化させる様々なＰＢ＿Ｄの尺度上における対数位置を通過する機能が依然としてあることが理由である。

技能を有する読者は、さらに、いくつかの関数が存在し得る場合を理解するのはあまり難しくない（通常通り、最も詳細でない実施形態に対して設定された動作を実行することに関しては請求項を読むべきであり、すなわち表示調整済みＭＤＲ画像とともに供給されることが必要なＰＢ＿Ｄの特定の単独のディスプレイに対して、ルック（すなわち、様々な画像オブジェクトの相対的ルマ位置と全体的な色の印象）においてＨＤＲマスター画像に対応する最高のＭＤＲ画像を得るために、色処理部においてロード又は適用される準備ができている唯一の最終的な最適表示調整済みルママッピング関数を導出するために、単一の元の、コンテンツ作成者が導出したルママッピング関数と、単一の代替のルママッピング関数とを使用して単一の画像が処理される。

連続画像が時間的に連続して提示されるための複数の異なるルママッピング関数を作成でき、その後、表示調整部は、コンテンツ作成者によって作成されたため、入力ルママッピング関数のそれぞれに対応するいくつかの連続表示調整済みルママッピング関数を作成する。表示調整部は、例えば、２つの出力ビデオストリームのうちの一方を高品質の１５００ｎｉｔＰＢ＿Ｄ ＨＤＲディスプレイに供給し、それと同時に、他方を、他の家族のメンバーがキッチンで番組を見ている持ち運び式ディスプレイに対して供給するなど、２つの出力ビデオストリームを供給する必要がある場合に、単一の入力ルママッピング関数のためにいくつかの出力表示調整済みルママッピング関数をさらに作成する。

理解する上で若干複雑なのは（少なくとも特許取得の観点から、本技術提案をそれ自体で理解する必要はないが、完全性のために有効である）、ルママッピング関数が、連続して適用されるように定義された多数の部分ルママッピング関数からなることである。例えば、コンテンツグレーダーは、粗いグレーディングを実行するためにＰａｒａを適用して、暗い領域と明るい領域のバランスを大まかにとる。すなわち、あるシーンを、例えば性質上屋外より通常１００倍暗く、コンテンツ作成者が実際の状況を自分のマスターＨＤＲ画像にどのようにマッピングしたかに応じて、ＨＤＲ基準グレーディングにおいておそらく１０倍暗い屋内など、２つの非常に異なって照らされた領域とマッピングする場合、Ｐａｒａは明るい部分と相対的に暗い部分を明るくするために使用可能であり、それによって明るい領域のコントラストが何らかの状態で発生し、これは、高ダイナミックレンジ画像の低ダイナミックレンジバージョンを作成するための優良で単純な手法である（さらに、既に非常に良好な大部分のコンテンツに対しても有効な場合が多い）。ただし、屋外では、ガラスのパネル上に付された（サンドブラストされた）白いテキストとして具現化された商業的看板が存在する場合がある。すべての暗いオブジェクト／ピクセルルマのためのＳＤＲ第２基準グレーディングの小輝度範囲において余裕を作るために小さい必要があるＰａｒａの上部傾きなど、過度に単純化したアプローチによってコントラストを低減させると、上記のテキストの可読性が下がる場合がある。出願人の原理によれば、コンテンツ作成者／コーダーは、これを、Ｐａｒａの後で、白いテキスト及びガラスを囲む、又はその背後の、又はそれを反映する白みがかった色のルマ位置のまさに周辺で再度より高いコントラストを実現するカスタマイズ可能曲線（ＣＣ）をＰａｒａの後に適用することによって解決し、それによってテキストは再度可読性が非常に高くなる（なお、計算精度とコード化ワード長などとの間の差も良好になるが、そのような詳細はここで説明する必要はない）。

新規の本教示に関して、多数のルママッピング曲線の連続が、それ自体で再度ルママッピング曲線であると理解できるが、「完全な」曲線が１つのみ存在するということにしてもよい場合がある（実際、読者が本特許出願の理解のために物事を単純なままにしておきたい場合、グレーダーはＣＣなしで、Ｐａｒａのみを使用したと仮定してもよい）。ただし、完全なマッピング関数だけでなく、特定の計算を用いて、部分的なルママッピング曲線自体に対しても表示調整を実行することは可能であり、これに関して興味がある場合、読者はＥＴＳＩ ＴＳ １０３ ４３３－２ Ｖ１．１．１（２０１８－０１）、段落７．３「ｍｅｔａｄａｔａ ｒｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ」を参照されたい。

上記詳細をどのように具現化したとしても、本革新的改良は、技術的なフレームワーク制限の理由により、比較的静的に実現されることが好まれるもの（上述の通り）に対して非常に優れた調整機構を有することに関するものである。

より高度な実施形態では、関数決定部５０２は、入力画像の様々な詳細を分析でき（例えば統合派生物、テクスチャ特性などのようなものの全体的な輝度分散特性、様々な領域へのセグメント化、幾何学的構造及びコントラスト尺度の分析）、そこから代替ルママッピング関数形状として構成する調整を導出できる。

組み合わせ部５０３は、技能を有する読者が本明細書の例に基づいて理解できるいくつかの変形において組み合わせをさらに適用できるが、そのような単純な線形重み付け組み合わせは実用においては十分に良好な場合が多く（技術者は少ない送信機と電力を必要とするより単純な変形を好むが、当然ながら代替の実施形態も導出可能である）、より興味深い部分は、この組み合わせがどのようにＰＢ＿Ｄの状況に依存するかを制御することである。組み合わせに関して、例えば曲線の一部のみが他の曲線の一部と交換されるなどの場合の最も広い可能性のある概念を意味しないが、ルマの全部又は大部分は、第１の曲線で構成されたような出力と、第２の曲線又は規定で構成されたような出力との両方に依存する新規の曲線出力を得る。

画像ピクセル輝度調整装置（５００）が、前記組み合わせ部に、前記組み合わせルママッピング関数が、それぞれ前記代替マッピング関数と形状がより類似していることを決定させ、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値に依存する場合に、優れた利点が得られる。その後、例えば、より小さいＰＢ＿Ｄ値を得るために特定の相対的ルマ再配置を修正する代替の挙動のより多くの混合を制御でき、読者は、どの状況で何が特になされるかという複雑な構成を可能性として使用して、いくつかの手法でそれを実行することが望ましいことを理解できる（例えば、代替ルマ関数は、２つのルマ再配置態様に対して修正し、第１のルマ再配置態様は、例えば、処理対象の全ＰＢ＿Ｄ範囲の特定の部分範囲内においてのみで、ＰＢ＿Ｄ＿ｌｉｍＰＢ＿Ｄ値よりも高くない第１の角度になるように制御され、通常は他のルマ部分領域に対応する第２の態様は異なる手法で制御され、すなわち異なるＰＢ＿Ｄ依存の組み合わせ挙動などを有するように制御される）。例えば、組み合わせ部がＰＢ＿Ｄ値、その後、さらにそれが適用する何らかの組み合わせマッピング関数挙動決定をチェックでき、ＰＢ＿Ｄ値が最大ＰＢ＿Ｄ（例えば、入力画像のＰＢ＿ＨＤＲ）からの特定の割合の逸脱内にあり、その後、おそらく代替の関数の形状にしたがって元の関数を若干乱すが、例えば、第１の関数の周辺の特定の帯内にとどまるかをチェックする。ＰＢ＿Ｄ１未満のＰＢ＿Ｄ値に対しては、深刻な逸脱が開始する場合があり、ＰＢ＿Ｄ２未満の値は、代替関数の形状を大部分たどる。そのようなＰＢ＿Ｄ依存関数組み合わせ挙動となる他のアルゴリズムも可能である。これによって、低ダイナミックレンジ、実際には表示ピーク輝度のみを有するディスプレイに高ダイナミックレンジ画像を表示するという難しいタスクに対する制御がより可能となる。

画像ピクセル輝度調整装置５００の実用上単純であるが良好に動作する変形は、ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）＝（１－Ａ）＊ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）＋Ａ＊ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）として定義されるルマ値毎の線形重み付けによって前記組み合わせ部によって決定される組み合わせルママッピング関数を有し、Ｖｎが前記輝度に対して対数関数を適用することによって適用されることが可能なピクセル輝度の知覚的に均一化されたルマ表現であり、Ａがゼロと１との間の重み値であり、ゼロに等しいＡを低表示最大輝度（ＰＬＯＷ）よりも下に設定し、１に等しいＡを高表示最大輝度（ＰＨＩＧ）よりも上に設定し、所定の重み付けプロファイル形状にしたがって前記表示ピーク輝度が前記低表示最大輝度（ＰＬＯＷ）と前記高表示最大輝度（ＰＨＩＧ）との間にある場合にゼロと１との間の値に等しいＡを設定する関数を適用することによって前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値に基づいて導出される。ＰＬＯＷ及びＰＨＩＧの値は、その後、全画像の平均に対して汎用的に、又は特定の種類の画像（例えば、暗い小オブジェクトを有する大部分が明るいなど、すなわち少数の暗ピクセルルマと大部分が暗い画像など、ルマヒストグラムの詳細に基づいて分類される）に対してのいずれかで、何が良好な結果を与えるかに応じたインテリジェントな手法で固定又は最適化されることが可能である。

読者は、代替のルママッピング関数及び重み定義として必要な調節の他の構成が構成可能であることを理解する。

そのような場合、関数決定部５０２（組み合わせ部が実行することと関連して）は、代替の関数が適切なＨＤＲからＭＤＲへの再グレーディングを実行するために必要な形状を大部分有することに全体的に考慮する。多くの場合、本方法は、いずれにしても何らかの微調整を行うために適用される。（ほぼ）ＨＤＲのＭＤＲ画像に関して、表示調整自体の作用は、それぞれの最終的な関数が使用される代替案に関係なく、さらにその尺度の対数特性に起因して、（対角線近くの）正しい挙動を保証する。

前記画像ピクセル輝度調整装置の実用的な単純実施形態は、所定の重み付け関数形状として、前記知覚的に均一化されたルマ表現で計測された入力軸上に定義された場合にゼロと１との間の線形に増加する形状を使用してもよい。この場合も、いくつかの（大部分が同様に作用する）知覚的ルマ表現のうちの１つを固定してもよく、前記装置は、同様の手法で機能し、選択は、本特許出願では重要でない変数に依存する（したがって、限定することを意図せずに、読者は、知覚的に均一化されたルマとしての輝度の表現は、例示の式１によって計算可能であるということを前提としてもよい）。

前記少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）が、総入力ルマ範囲の最暗部分範囲のための第１の線形セグメントで、線形態様が前記知覚的に均一化されたルマ表現で満たされる第１の線形セグメントと、前記総入力ルマ範囲の最明部分範囲のための第２の線形セグメントと、前記第１の線形セグメント及び前記第２の線形セグメントと両端で接続する、前記最暗部分範囲と前記最明部分範囲との間の中間部分範囲のための非線形非減少セグメントとからなるルママッピング関数を用いて少なくとも部分的に定義され、前記代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）が、前記少なくとも１つのルママッピング関数の最暗部分範囲の前記第１の線形セグメントの傾きとは異なる傾きを有する前記最暗部分範囲の少なくとも第１の代替線形セグメントを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像ピクセル輝度調整装置（５００）である特定の実施形態は、多くの顧客及び／又は市場の状況に対する十分な表示調整品質の調節を既に実現する。したがって、すなわち表示調整されたＰａｒａが異なる粗いバランシング、すなわち部分範囲の相対的な再配置を行うという事実によって、元々特定された部分範囲と比較して新規のルマ部分範囲にシフトされた、同一のオブジェクトのルマを詳細にグレーディングすることを考慮する詳細グレーディングＣＣ第２部分ルママッピング曲線を有する場合、粗いＰａｒａを修正するのみである。

最も暗い（及び最も明るい）線形セグメントの端部のルマは、元の作成者のＰａｒａ及び代替のＰａｒａと同一でもよく、又は異なっていてもよい。

なお、（対応ＳＤＲ画像として伝送された場合でも）マスターＨＤＲ画像のＰＢ＿Ｈの第１の最大輝度は、通常、さらに伝送され、ＳＤＲ最大輝度は、上述したように事前に固定されてもよく、通常１００ｎｉｔに等しいが、変更及び伝送されてもよく、本実施形態は同様に作用することに留意されたい。

様々な技術的実現は、
符号化高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＣＯＤ）を受信し、前記符号化高ダイナミックレンジ画像は第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）にしたがって符号化され、少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を指定するメタデータを受信するステップであって、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記符号化高ダイナミックレンジ画像において符号化された時の同一のピクセル位置の輝度と比較して、前記符号化高ダイナミックレンジ画像に対応する二次画像の輝度のオフセットを指定し、前記二次画像が、前記コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）よりも少なくとも４倍小さい又は大きいことが好ましい第２の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｓ）を有する、ステップと、
前記符号化高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＣＯＤ）を復号高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）に復号するステップと、
表示調整ステップにおいて、特定のディスプレイが最も明るいピクセル色として表示可能な表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値と、前記ルママッピング関数とを受信するステップであり、前記表示調整ステップが、前記ルママッピング関数と前記表示最大輝度（ＰＤ＿Ｄ）とに基づいて少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数を計算するアルゴリズムを適用し、この少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数が、前記入力ルママッピング関数に形状で対応するが、前記表示最大輝度(ＰＢ＿Ｄ）の値と、知覚的に均一化された軸において前記入力ルママッピング関数のグラフの４５度増加する対角線に近接して存在し、前記対角線への前記近接度が、前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）と、前記第２の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｓ）と前記第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）との間の差に関連した前記第１の最大コード化可能輝度（ＰＢ＿Ｈ）との間の差に応じる、ステップとを含む、ピクセル輝度調整の方法であって、
前記ピクセル輝度調整の方法が、代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を決定するステップを含み、
前記表示調整ステップが、組み合わせルママッピング関数（ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）を得るように、前記少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）と前記代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）とを組み合わせることを含み、前記表示調整ステップが、入力ルママッピング関数として、前記組み合わせルママッピング関数に対してそのアルゴリズムを適用して、調整済み組み合わせルママッピング関数（ＡＤＪ＿Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１）を生成し、
前記復号高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）のピクセルルマを受信し、それらのピクセルルマに対して、前記調整済み組み合わせルママッピング関数（ＡＤＪ＿Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１）を適用して出力画像（Ｉｍ＿ＤＡ）の出力ルマを取得するステップと、
ディスプレイが接続可能な画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネル上で前記調整済み組み合わせルママッピング関数を、前記復号高ダイナミックレンジ画像（Ｉｍ＿ＲＨＤＲ）の前記ピクセルルマに適用した結果得られた出力画像（Ｉｍ３０００ｎｉｔ）を出力するステップとを含むことを特徴とする、ピクセル輝度調整の方法としても具現化されてもよい。

汎用型の画像ピクセル輝度調整方法において、さらに、前記組み合わせルママッピング関数が、それぞれ前記代替マッピング関数と形状がより類似しているように決定され、前記少なくとも１つのルママッピング関数は前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の値に依存する。

上述したような画像ピクセル輝度調整方法において、前記組み合わせルママッピング関数が、ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）＝（１－Ａ）＊ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）＋Ａ＊ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）として定義されるルマ値毎の線形重み付けによって決定され、Ｖｎが、前記輝度に対して対数関数を適用することによって適用されることが可能なピクセル輝度の知覚的に均一化されたルマ表現であり、Ａが、ゼロと１との間の重み値であり、ゼロに等しいＡを低表示最大輝度（ＰＬＯＷ）よりも下に設定し、１に等しいＡを高表示最大輝度（ＰＨＩＧ）よりも上に設定し、所定の重み付け関数形状にしたがって前記表示ピーク輝度が前記低表示最大輝度（ＰＬＯＷ）と前記高表示最大輝度（ＰＨＩＧ）との間にある場合にゼロと１との間の値に等しいＡを設定する関数を適用することによって前記表示最大輝度（ＰＢ＿Ｄ）の前記値に基づいて導出される。

画像ピクセル輝度調整方法において、前記所定の重み付け関数形状は、前記知覚的に均一化されたルマ表現で計測された入力軸上に定義された場合にゼロと１との間の線形に増加する形状である。

画像ピクセル輝度調整方法において、前記少なくとも１つのルママッピング関数（Ｆ＿ｃｔ、ＦＬ＿５０ｔ１＿１）が、総入力ルマ範囲の最暗部分範囲のための第１の線形セグメントで、線形態様が前記知覚的に均一化されたルマ表現で満たされる第１の線形セグメントと、前記総入力ルマ範囲の最明部分範囲のための第２の線形セグメントと、前記第１の線形セグメント及び前記第２の線形セグメントの内側の端部と両端で接続する、前記最暗部分範囲と前記最明部分範囲との間の中間部分範囲のための非線形非減少セグメントとからなるルママッピング関数を用いて少なくとも部分的に定義され、前記代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）が、前記少なくとも１つのルママッピング関数の最暗部分範囲の前記第１の線形セグメントの傾きとは異なる傾きを有する前記最暗部分範囲の少なくとも第１の代替線形セグメントを含む。

最大コード化可能輝度は、最大コード化可能ピクセル色、すなわち最も高いルマ符号（例えば１０ビットで１０２３）、すなわちいずれかのディスプレイ上で理想的に表示された場合に最も白い白の実際の輝度に対応する物理的輝度を意味し、画像と関連付けられた対応仮想ディスプレイ上に表示されてもよい。すなわち、その仮想ディスプレイは、画像の最も明るいコード化可能輝度が例えば１２００ｎｉｔであることを示し、理想的には、１２００ｎｉｔ最大表示可能な白以上の実際の受信側（例えば消費者）ディスプレイを有する場合、そのようなディスプレイは、１２００ｎｉｔの表示輝度を有して最も高いルマ符号無色ピクセルをレンダリングする必要がある。したがって、ともに伝送された関数は、例えば、より明るい色よりもより暗い色に対してより大きい部分範囲を使用するなどして最も高い画像ルマを最も高い可能性のある表示可能輝度以下にマッピングすることによって、そのような画像輝度（典型的には、実際はルマ）が、例えば６００ｎｉｔディスプレイなど、より小さい最大輝度特性を有するディスプレイ上にどのように表示される必要があるかを示す、コンテンツ作成者最適化関数形状を有することができる。画像作成者は、９００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃの非発光型画像オブジェクトピクセル輝度と比べて照明を大幅に明るくできる、例えば４０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃなどの最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｃに応じて異なるように、様々な画像オブジェクトの相対的な輝度位置を構成できることを理解されたい。さらに、これは、１．０輝度（又はルマ、様々なルマ符号に対応する輝度を定義するＥＯＴＦによる）に正規化された軸上で、様々なＰＢ＿Ｃ画像コード化のために、例えば屋内の椅子オブジェクトピクセル輝度と比較して、新規の相対的位置にオフセットされた、例えば照明などの１つのオブジェクトのピクセル輝度としてみることができる。

本発明による方法及び装置の上記及び他の態様は、以下に記載の実施及び実施形態から明らかであり、それらを参照して、さらに添付図面を参照して説明され、添付図面はより一般的な概念を例示する非限定的な特定の図の役割を果たすに過ぎず、添付図面において、ダッシュ記号は構成要素が任意であることを示すために使用され、ダッシュ記号が付されていない構成要素は必ずしも不可欠でない。ダッシュ記号は、不可欠であると説明されているが物体の内部に隠れている要素を示すために、又は例えば物体／領域の選択など無形の物（及びそれらがディスプレイ上にどのように表示されるか）のためにさらに使用されることが可能である。

以下に図面を説明する。

高ダイナミックレンジ画像を、対応する、最適に色グレーディングされて同様のルックを有する（必要に応じて類似しており、第１輝度ダイナミックレンジＤＲ＿１と第２の輝度ダイナミックレンジＤＲ＿２とにおいて差がある場合に実現可能である）低ダイナミックレンジ画像、例えば、可逆性の場合に（例えば、受信されたＳＤＲ画像ルマに対して、ＨＤＲルマからＳＤＲルマを作成したルママッピング関数の逆数を適用することによって、受信者によってＨＤＲ画像に再構成される必要が依然としてあるＨＤＲ画像のＳＤＲ変形を伝送するＳＬ－ＨＤＲ１コーディングの場合に）ＨＤＲシーンを、実際に符号化した、受信したままのＳＤＲ画像をそのシーンの再構成ＨＤＲ画像へのマッピングにさらに対応する、１００ｎｉｔのピーク輝度の標準ダイナミックレンジ画像に最適にマッピングする際に発生する多数の典型的な輝度変換を概略的に示す図である。 本出願人が最近開発し、受信したＳＤＲ画像を、画像作成側で作成された元のマスターＨＤＲ画像の忠実な再構成であるＨＤＲ画像に変換するために復号器によって使用される、（典型的に、知覚的に均一化されたルマ領域においてルママッピング関数として技術的に具現化された）ピクセル色のための少なくとも適切に決定された輝度変換を含むＳＤＲ画像及びメタデータ符号化色変換関数として、ＨＤＲ画像を実際に伝達できる、高ダイナミックレンジ画像、すなわち典型的に少なくとも６００ｎｉｔ（すなわちＳＤＲ画像のＰＢ＿Ｃの少なくとも６倍）又はそれ以上（典型的に１０００ｎｉｔ以上、例えば、２０００ｎｉｔの最大で発生／コーディング可能なピクセル輝度ＰＢ＿Ｃ又は１０，０００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃ）の輝度を有することが可能な画像を符号化する技術の衛星図の例を概略的に示す図である。 様々なバージョンにおいて本出願人のＨＤＲビデオコーディング／デコーディング手法から本出願人が標準化した（本願の便利な改良の適用性に関して非限定的な）特に便利なダイナミックレンジ変更色処理コアを示す図であり、この計算回路は、ＨＤＲ画像復号だけでなく、例えば、入力として、コンテンツ作成者のマスターＨＤＲ画像の受信バージョン又は復号バージョンをＹＣｂＣｒ符号化ピクセル色とともに使用することによって、特定の閲覧者の構内に偶然存在する最大表示可能輝度ＰＢ＿Ｃの特定のディスプレイのための最適中間ダイナミックレンジ画像を取得する表示調整のために良好に使用されることも可能である。 いずれかの可能性のある入力ルママッピング関数形状（その２つの例ＦＬ＿５０ｔ＿１及びＦＬ＿５０ｔ＿２を示す）に基づいて単純で固定の自動処理になるように典型的に選択された表示調整処理の基本的技術態様を概略的に説明する図であり、ルママッピング関数は、どのようにＨＤＲシーン（典型的に、特定の最大コード化可能輝度ＰＢ＿Ｃ＝例えば５０００ｎｉｔであるマスターＨＤＲ画像と、他方の１００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＳＤＲ画像）の第１の代表的なグレーディングから第２の代表的なグレーディングへ、１．０に正規化されたルマを再グレーディングする必要があるかを符号化し、出力として、ＨＤＲ画像ピクセルルマからのＭＤＲ画像を決定するために使用される、対応する（関数形状の本質的な要素は保持）最終的な表示調整済みルママッピングを導出し、上記ＭＤＲ画像は最適に１００＜＝ＰＢ＿Ｄ＜＝ＰＢ＿Ｃを有するＭＤＲディスプレイを駆動するための正しい相対的ルマを有し、それによってディスプレイ機能における違いがそれを許容する限り、ＭＤＲ画像は、ＰＢ＿Ｄ＿ＨＤＲ＿基準＝ＰＢ＿Ｃを有する高品質ＨＤＲ基準ディスプレイ上で見たときにＨＤＲ画像と非常に類似して見える。 本発明者の洞察にしたがって、上記のような表示調整処理又は表示調整部が、元のコンテンツ作成者のルママッピング関数だけでなく、適切に形成された代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１、画像再グレーディングが必要な状況毎）を表示調整処理又は表示調整部に供給することによって、調整可能となるように、どのようにさらに改善され、それによって表示調整部は、様々な可能性のある実際のＰＢ＿Ｄ値に対する、あまり静的でない再グレーディング挙動を実現できるか、さらに、どのように、例えば特定の画像が、例えばＰＢ＿Ｄ＜５５０ｎｉｔを有するいくつかのディスプレイ上で依然として若干暗すぎて見えると同時に、例えばＰＢ＿Ｄ＞１５００ｎｉｔを有する他のディスプレイ上で依然として若干明るすぎて見えるかを示す図である。 受信側で発生可能な様々なＰＢ＿Ｄ値に対してどのようにシステムが動作すべきか、すなわち、単一の組み合わせ関数となるように、その組み合わせ関数に対して固定された表示調整アルゴリズム（偶然存在し、したがって例えばテレビセットなどで固定されたいずれかの変形）を適用する前に、どのように元のルママッピング関数と代替ルママッピング関数とが組み合わされてもよいかを指定する適切及び容易な手法を示す図である。 ｋが、例えば１、２、３、４、Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎ＿ｃｏｎｔｅｎｔ＿ｃｒｅａｔｏｒが、現在のマスターＨＤＲ画像のＳＤＲグレーディングを作成するために最適として選択されて、伝送された画像又はビデオと関連付けられたメタデータとして受信者において伝送されたＰａｒａのＳｈａｄｏｗｇａｉｎ、Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎ＿ＡＬＴは、例えば、現在色変更された画像のいくつかの計測されたルマ特性に基づいて、調節のために受信者によって提案された値である場合に、例えばＳｈａｄｏｗｇａｉｎ＿ＡＬＴ＝（１．ｋ）＊Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎ＿ｃｏｎｔｅｎｔ＿ｃｒｅａｔｏｒなどのＰａｒａと呼ばれる、特化してパラメータ化された再グレーディング曲線のための異なる傾き（Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎと呼ばれる）を（少なくとも）有する曲線を、代替ルマ曲線として、提案する単純な例（ただし、静的な表示調整の発生が予測される、又は可能性がある非完璧な挙動の重要な大部分を既に解決している）に焦点を当てることによって、一般的な表示調整調節アプローチをさらに説明する図である。 ｎｉｔ単位におけるいくつかの数値を有する、図６の線形ＰＢ＿Ｄベースの重みＡ決定関数のいくつかの例を示す図である。

図５は、本特許出願の画像ピクセル輝度調整装置５００の改良された表示調整部を構成する集積回路又は同様のユニットを一般的に示す図である。

既に上述したように、新規の画像ピクセル輝度調整装置５００は、代替のルママッピング関数決定部５０２を備える。これが存在する装置に応じて（例えば、特定のテレビ用に画像を準備するセットトップボックス又はテレビ自体などに応じて）、このルママッピング関数決定部は、様々な手法で、例えば画像のコンテンツ又はコンテンツ作成者のＳＥＩ伝送ルマ調整関数のいずれかに依存しない、又はほとんど依存しない関数からの範囲の代替のルマグレーディング関数形状ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１を構成でき、又はこの関数は、ＳＥＩ伝送ルマ調整関数の形状に大部分が従うことができ、例えば、ｖ＿ｉｎｐｕｔ、ｖ＿ｏｕｔｐｕｔグラフにおいてわずかに高い、又はｖ＿ｉｎｐｕｔの小さい部分範囲において何らかの形状の乱れを有するなど、１つの態様のみが（わずかに）変更されることが可能である。

これは、技術提供者又は装置製造業者によって設計された固定量だけであることが可能であり、又は例えば画像毎など、実行中に決定される可能性がある可変量だけであることが可能である。

代替のルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１）と、再グレーディングの必要性を示す関数としてコンテンツ作成者によって判断され、受信されたままの元のルママッピング関数（ＦＬ＿５０ｔ１＿１）（通常、ビデオ復号器２０７によって抽出され、この場合のビデオ復号器は装置５００に含まれ、又は動作中に装置５００に少なくとも接続されることによって、関数が入力５０１を介して受信可能である）とは、いずれかの手法で組み合わされ（組み合わせ部５０３において）、組み合わせグレーディング関数ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１を生成し、組み合わせグレーディング関数ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１は、表示調整の必要性に応じて、すなわち、通常、接続されたディスプレイのＰＢ＿Ｄの特定の値に応じて両方の関数の一部を実施する。なお、入力５０１は、復号された画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲのための入力の２倍でもよく、又は備えられた復号器又は接続可能な復号器からのその画像のための個別の入力でもよいことに留意されたい。

説明上の例において、元の関数は、やや粗い形状（例えば、純粋なＰａｒａなど）であり、（低ＰＢ＿ＣのＭＤＲ画像又は、より正確には、ＳＤＲグレーディングのために）最も暗いルマの相対的輝度増加をほぼ実現することがわかる。上記代替関数は、例えば、最も暗い、すなわち最も低いＰＢ＿Ｄのディスプレイ上で良好な再グレーディングを容易に実現しない重要なオブジェクトが存在するため、知覚的に均一な入力部分範囲ＭＲにおいて何らかのコントラスト強度を実現する。したがって、標準的な表示調整アルゴリズムが静的で知られた元画像のものであるため、上記挙動は、表示調整された組み合わせルママッピング関数（ＡＤＪ＿Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１）を通して漏れ、したがって必要に応じた調節につながることがわかる。

最後に、調整された組み合わせルママッピング関数ＡＤＪ＿Ｆ＿ＤＡ５０ｔ６＿１は、ルママッピング部５１０によって（入力として）使用され、ルママッピング部５１０は、この仕様を使用して、再構成／復号されたＨＤＲ画像Ｉｍ＿ＲＨＤＲのルマを、表示調整済み画像Ｉｍ＿ＤＡの最適に対応する、表示調整された出力ルマにマッピングし、マッピング結果が、特定の画像又はビデオ処理装置又はシステムの特定の技術実現に応じて、いずれかの画像又はビデオ出力に送信されることができる。

図６は、ルマ毎の２つのルマ関数に重み付けを行う有益な手法を一般的に示す図である。例えば、ＰＢ＿Ｄ１と等しい特定のＰＢ＿Ｄ値に対して、調節のための結果的な重み付け因子Ａは、Ａ＝０．６である。

入力画像において発生可能な、１．０に正規化された知覚的に均一な全ルマ（Ｖｎ）に対して、したがって組み合わせ関数は、以下のようにして計算できる。
ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ；ＰＢ＿Ｄ１）＝０．６＊ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）＋０．４＊ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ）

この組み合わせ関数は、その後、明らかに異なるが、元のコンテンツ作成者のルママッピング関数であるかのように（すなわち、標準的表示調整を実行しているかのように）表示調整の標準的アルゴリズムに入力されることができる。

最後に、この関数は、例えば図３で説明したようなものなど、色処理コアにおいて適用可能であり、それによってＭＤＲ画像の出力ルマが、ＨＤＲ画像（又は同等のＳＤＲ画像から開始する計算を具現化し、その後異なる形状を有する組み合わせルママッピング関数で具現化されるもの）の入力ルマに基づいて得られる。

図８は、いくつかの輝度数値が重なったいくつかの実行例を示す図である。通常、ＰＢ＿Ｄ値が判断されるため、尺度は、例えば映画などのコンテンツのＰＢ＿Ｃ値、この例では４０００ｎｉｔで終端する。あるコンテンツは重要度が低いために表示ＰＢ＿Ｄを有する大きいサブセット上で適切にグレーディングし、他のコンテンツは後で何らかの問題を示し始めるなどのため、重み因子決定曲線が、例えば、どの種類の画像コンテンツが処理されているかに応じて変化する（例えば、第１の重み決定曲線ＷＰ１及び第２の重み決定曲線ＷＰ２）ことをさらに示す。知覚的に均一なルマ表現の対数定義を用いて例を説明したが、調節の定義、特に、重み決定関数の仕様は、他の非線形表現でも作用可能である。

横軸は、最大であるＰＢ＿Ｈによって（すなわち、例えば式１又は同様の知覚的均一化式を用いて）定義された対数系におけるＰＢ＿Ｄ（すなわちＰＢ＿Ｄ／ＰＢ＿Ｈ）の相対値としても説明される。

関数形状又は関数の形状という場合、式ｙ＿ｏｕｔ＝ａ＊ｘ＾２＋ｂ＊ｘ＋ｃの値ａ、ｂ及びｃなどの形状制御パラメータによって制御される様々な入力点に対する出力点の軌跡、すなわち例えば放物線状の凸形状を意味する。

図７は、代替のＰａｒａベースの調節を使用することによって、どのように受信者の表示調整挙動の輝度挙動に適切及び単純に影響するかを示す図である。

メタデータとして受信されたコンテンツ作成者の元のＰａｒａは、ルマＬｓｄで終端する暗セグメントＳＤを有し、明るい線形セグメントＳＢはＬｓｂが始端となり、中間（放物線状の）セグメントＳＭは、中間範囲ルマのグレーディングを制御する。

その代替の暗セグメントＳＤＡ（又は、より一般的には、１．倍、又は、さらに２．倍など）のために、作成者のＰａｒａの傾きＳＬ（Ｓｈａｄｏｗｇａｉｎとして知られる）よりも例えば１．３倍だけ急な傾きＳＬを有する代替のグレーディングＰａｒａは、代替ルママッピング関数決定部５０２によって生成される。この関数の残りは、純粋なＰａｒａ（例えば、何らかのカスタマイズされたＣＣ曲線形状の前のＰａｒａ）とは異なっているが、代替ルママッピング関数決定部５０２は、例えば、ＳＢ領域の傾きに大部分が対応するものなど、例えば代替の最も明るいセグメントＳＢＡのハイライトゲインを決定することができながら、セグメントＳＭＡの代替の中間領域再グレーディング挙動の決定と連動して、最も暗い出力ルマのための余地を残す。例えばハイライトゲインなどの他のＰａｒａ関数形状制御パラメータは、代替のルママッピングＰａｒａ及び元のルママッピングＰａｒａ又は異なるルママッピングＰａｒａなどに対して等しくてもよい。

本明細書で開示されたアルゴリズムの構成要素は、ハードウェア（例えば、特定用途向けＩＣの一部）又は専用のデジタル信号プロセッサ又は汎用プロセッサなどで動作するソフトウェアとして実行上（全体的又は部分的に）実現されてもよい。

本説明により、技能を有する者は、どの構成要素が任意の改良であり、他の構成要素と組み合わされて実現可能であるか、さらに方法の（任意の）ステップが装置のそれぞれの手段にどのように対応するか、又はそれぞれの手段が方法の（任意の）ステップにどのように対応するかが理解可能なはずである。本出願における「装置」という用語は、最も広義で使用され、すなわち一群の手段は特定の目的の実現を可能とし、したがって、例えばＩＣ（の小回路部分）、専用機器（ディスプレイを有する機器など）、又はネットワーク接続されたシステムの一部などであることが可能である。「構成」も最も広義で使用されることが意図されるため、特に単一の装置、装置の一部、協働している装置（の一部）の集合体などを備えてもよい。

コンピュータプログラム製品の意味は、コマンドをプロセッサに入力し、本発明の特徴的な機能のいずれかを実行するための一連のロードステップ（中間言語及び最終的なプロセッサ言語への変換などの中間変換ステップを含んでもよい）後に、汎用又は専用プロセッサを使用可能とするコマンドのコレクションのいずれかの物理的実現を包含することを理解されたい。特に、コンピュータプログラム製品は、ディスク又はテープなどのキャリア上のデータ、メモリに存在するデータ、有線又は無線のネットワーク接続を介して移動するデータ、又は紙上のプログラムコードとして実現されてもよい。プログラムコードの他に、プログラムのために必要な特徴データがコンピュータプログラム製品としてさらに具現化されてもよい。

本方法の動作のために必要なステップの一部は、データ入力及び出力ステップなど、コンピュータプログラム製品に記述される代わりに、プロセッサの機能に既に存在している場合がある。

なお、上述した実施形態は、限定することなく、本発明を説明することに留意されたい。技能を有する者が請求項の他の領域に対する、提示した例の対応付けを容易に実現可能である場合、簡潔性のため、全選択肢を詳細に述べていない。請求項において組み合わされるような本発明の要素の組み合わせの他に、要素の他の組み合わせが可能である。要素のいずれかの組み合わせは、単一の専用要素において実現可能である。

請求項における括弧内の参照符号は、その請求項を限定することを意図しない。「備える」という用語は、請求項に列挙されていない要素又は態様の存在を排除するものではない。要素の単数形は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。

Claims (10)

1. 備えられた又は接続可能なビデオ復号器への接続部であって、前記ビデオ復号器が符号化高ダイナミックレンジ画像を受信し、前記符号化高ダイナミックレンジ画像は第１の最大コード化可能輝度にしたがって符号化され、前記ビデオ復号器が少なくとも１つのルママッピング関数を指定するメタデータを受信し、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記符号化高ダイナミックレンジ画像において符号化された時の同一のピクセル位置の輝度と比較して、前記符号化高ダイナミックレンジ画像に対応する二次画像の輝度のオフセットを指定し、前記二次画像が、前記第１の最大コード化可能輝度よりも少なくとも４倍小さい又は大きいことが好ましい第２の最大コード化可能輝度を有し、前記ビデオ復号器が復号高ダイナミックレンジ画像と前記ルママッピング関数とを出力する、接続部と、
   特定のディスプレイが最も明るいピクセル色として表示可能な表示最大輝度の値と、入力ルママッピング関数とを受信する表示調整部であって、前記表示調整部が、前記入力ルママッピング関数と前記表示最大輝度とに基づいて少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数を計算するアルゴリズムを適用し、この少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数が、前記入力ルママッピング関数に形状で対応するが、前記表示最大輝度の値と、前記第２の最大コード化可能輝度と前記第１の最大コード化可能輝度との間の差に関連した前記第１の最大コード化可能輝度との間の差に応じて、知覚的に均一化された軸において前記入力ルママッピング関数のグラフの４５度増加する対角線に近接して存在する、表示調整部と、を備える画像ピクセル輝度調整装置であって、
   前記画像ピクセル輝度調整装置が代替ルママッピング関数を決定する代替ルママッピング関数決定部を備え、
   前記表示調整部が、組み合わせルママッピング関数を得るように、前記少なくとも１つのルママッピング関数と前記代替ルママッピング関数とを組み合わせるように構成された組み合わせ部を備え、前記表示調整部が、入力ルママッピング関数として、前記組み合わせルママッピング関数に対してそのアルゴリズムを適用して、出力として、調整済み組み合わせルママッピング関数を生成し、
   前記画像ピクセル輝度調整装置が、前記復号高ダイナミックレンジ画像のピクセルルマを受信し、それらのピクセルルマに対して、前記調整済み組み合わせルママッピング関数を適用して出力画像の出力ルマを取得するルママッピング部を備え、
   前記画像ピクセル輝度調整装置が、出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルを備え、前記出力画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネルに対して、ディスプレイが接続可能であり、前記出力画像を送信するように構成された出力信号フォーマッタをさらに備えることを特徴とする、画像ピクセル輝度調整装置。
2. 前記組み合わせ部は、前記組み合わせルママッピング関数が、前記表示最大輝度の値に応じて、前記代替マッピング関数と形状がより類似しているか、又は逆に前記少なくとも１つのルママッピング関数とより類似しているかを決定し、前記組み合わせルママッピング関数が、前記表示最大輝度の低い値のために前記代替マッピング関数と形状がより類似している、請求項１に記載の画像ピクセル輝度調整装置。
3. 前記組み合わせルママッピング関数が、組み合わせルママッピング関数（ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））＝（１－Ａ）＊ルママッピング関数（ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））＋Ａ＊代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））として定義されるルマ値毎の線形重み付けによって決定され、Ｖｎが、前記輝度に対して対数関数を適用することによって適用されることが可能なピクセル輝度の知覚的に均一化されたルマ表現であり、Ａが、ゼロと１との間の重み値であり、ゼロに等しいＡを低表示最大輝度よりも下に設定し、１に等しいＡを高表示最大輝度よりも上に設定し、所定の重み付けプロファイル形状にしたがって前記表示ピーク輝度が前記低表示最大輝度と前記高表示最大輝度との間にある場合にゼロと１との間の値に等しいＡを設定する関数を適用することによって前記表示最大輝度の前記値に基づいて導出される、請求項２に記載の画像ピクセル輝度調整装置。
4. 前記所定の重み付けプロファイル形状が、前記知覚的に均一化されたルマ表現で計測された入力軸上に定義された場合にゼロと１との間の線形に増加する形状である、請求項３に記載の画像ピクセル輝度調整装置。
5. 前記少なくとも１つのルママッピング関数が、総入力ルマ範囲の最暗部分範囲のための第１の線形セグメントで、線形態様が前記知覚的に均一化されたルマ表現で満たされる第１の線形セグメントと、前記総入力ルマ範囲の最明部分範囲のための第２の線形セグメントと、前記第１の線形セグメント及び前記第２の線形セグメントと両端で接続する、前記最暗部分範囲と前記最明部分範囲との間の中間部分範囲のための非線形非減少セグメントとからなるルママッピング関数を用いて少なくとも部分的に定義され、前記代替ルママッピング関数が、前記少なくとも１つのルママッピング関数の最暗部分範囲の前記第１の線形セグメントの傾きとは異なる傾きを有する前記最暗部分範囲の少なくとも第１の代替線形セグメントを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像ピクセル輝度調整装置。
6. 符号化高ダイナミックレンジ画像を受信し、前記符号化高ダイナミックレンジ画像は第１の最大コード化可能輝度にしたがって符号化され、少なくとも１つのルママッピング関数を指定するメタデータを受信するステップであって、前記少なくとも１つのルママッピング関数が前記符号化高ダイナミックレンジ画像と同一のピクセル位置の輝度と比較して、前記符号化高ダイナミックレンジ画像に対応する二次画像の輝度のオフセットを指定し、前記二次画像が、前記第１の最大コード化可能輝度よりも少なくとも４倍小さい又は大きいことが好ましい第２の最大コード化可能輝度を有する、ステップと、
   前記符号化高ダイナミックレンジ画像を復号高ダイナミックレンジ画像に復号するステップと、
   表示調整ステップにおいて、特定のディスプレイが最も明るいピクセル色として表示可能な表示最大輝度の値と、前記ルママッピング関数とを受信するステップであって、前記表示調整ステップが、前記ルママッピング関数と前記表示最大輝度とに基づいて少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数を計算するアルゴリズムを適用し、この少なくとも１つの表示調整済みルママッピング関数が、前記入力ルママッピング関数に形状で対応するが、前記表示最大輝度の値と、知覚的に均一化された軸において前記入力ルママッピング関数のグラフの４５度増加する対角線に近接して存在し、前記対角線への前記近接度が、前記表示最大輝度と、前記第２の最大コード化可能輝度と前記第１の最大コード化可能輝度との間の差に関連した前記第１の最大コード化可能輝度との間の差に応じる、ステップとを有する、画像ピクセル輝度調整の方法であって、
   前記画像ピクセル輝度調整の方法が、代替ルママッピング関数を決定するステップであって、
   前記表示調整ステップが、組み合わせルママッピング関数を得るように、前記少なくとも１つのルママッピング関数と前記代替ルママッピング関数とを組み合わせて、前記表示調整ステップが、入力ルママッピング関数として、前記組み合わせルママッピング関数に対してそのアルゴリズムを適用して、調整済み組み合わせルママッピング関数を生成するようにする、ステップと、
   前記復号高ダイナミックレンジ画像のピクセルルマを受信し、それらのピクセルルマに対して、前記調整済み組み合わせルママッピング関数を適用して出力画像の出力ルマを取得するステップと、
   ディスプレイが接続可能な画像又はビデオ伝送ケーブル又は無線チャンネル上で前記調整済み組み合わせルママッピング関数を、前記復号高ダイナミックレンジ画像の前記ピクセルルマに適用した結果得られた出力画像を出力するステップとを有することを特徴とする、画像ピクセル輝度調整の方法。
7. 前記組み合わせルママッピング関数が、前記表示最大輝度の値に応じて、それぞれ前記代替マッピング関数と形状がより類似しているか、又は逆に前記少なくとも１つのルママッピング関数と形状がより類似しているように決定され、前記組み合わせルママッピング関数が、前記表示最大輝度の低い値のために前記代替マッピング関数と形状がより類似している、請求項６に記載の画像ピクセル輝度調整の方法。
8. 前記組み合わせルママッピング関数が、組み合わせルママッピング関数（ＣＭＢ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））＝（１－Ａ）＊ルママッピング関数（ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））＋Ａ＊代替ルママッピング関数（ＡＬＴ＿ＦＬ＿５０ｔ１＿１（Ｖｎ））として定義されるルマ値毎の線形重み付けによって決定され、Ｖｎが、前記輝度に対して対数関数を適用することによって適用されることが可能なピクセル輝度の知覚的に均一化されたルマ表現であり、Ａがゼロと１との間の重み値であり、ゼロに等しいＡを低表示最大輝度よりも下に設定し、１に等しいＡを高表示最大輝度よりも上に設定し、所定の重み付けプロファイル形状にしたがって前記表示ピーク輝度が前記低表示最大輝度と前記高表示最大輝度との間にある場合にゼロと１との間の値に等しいＡを設定する関数を適用することによって前記表示最大輝度の前記値に基づいて導出される、請求項７に記載の画像ピクセル輝度調整の方法。
9. 前記所定の重み付けプロファイル形状が、前記知覚的に均一化されたルマ表現で計測された入力軸上に定義された場合にゼロと１との間の線形に増加する形状である、請求項８に記載の画像ピクセル輝度調整の方法。
10. 前記少なくとも１つのルママッピング関数が、総入力ルマ範囲の最暗部分範囲のための第１の線形セグメントで、線形態様が前記知覚的に均一化されたルマ表現で満たされる第１の線形セグメントと、前記総入力ルマ範囲の最明部分範囲のための第２の線形セグメントと、前記第１の線形セグメント及び前記第２の線形セグメントの内側の端部と両端で接続する、前記最暗部分範囲と前記最明部分範囲との間の中間部分範囲のための非線形非減少セグメントとからなるルママッピング関数を用いて少なくとも部分的に定義され、前記代替ルママッピング関数が、前記少なくとも１つのルママッピング関数の最暗部分範囲の前記第１の線形セグメントの傾きとは異なる傾きを有する前記最暗部分範囲の少なくとも第１の代替線形セグメントを含む、請求項６から９のいずれか一項に記載の画像ピクセル輝度調整の方法。

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