JP2023530728A - 適応型輝点減衰を伴う逆トーンマッピング - Google Patents

Abstract

第１の逆トーンマッピング（ＩＴＭ）関数の初期利得関数と呼ばれる利得関数を取得する（４２）ことによる逆トーンマッピングのための方法であって、現在画像のピクセルの所定のパーセンテージに応じた輝度値（ＴＨ１）に少なくとも等しい輝度値を有する現在画像の少なくとも１つのピクセルが目標値よりも高い現在画像に対する第１のＩＴＭ関数の適用によってもたらされる拡張輝度値を有することを現在画像の解析が示す場合（４３）、現在画像に対して第２のＩＴＭ関数を適用するステップ（４５）を含み、初期利得関数によって与えられる利得が減衰関数によって減衰される初期利得関数から導出された修正利得関数によって利得関数が置き換えられた第１の逆トーンマッピング関数に第２のＩＴＭ関数が対応し、当該減衰関数が、減衰の強度を制御する重み係数によって重み付けされ、重み係数が、所定のパーセンテージに応じた最大輝度値と輝度値との間の現在画像のヒストグラムにおける輝度値の統計的分布に依存する、方法。【選択図】図４

Description

本実施形態の少なくとも１つは、一般に、高ダイナミックレンジ撮像の分野に関し、特に、結果として得られる高ダイナミックレンジ画像内の明るい領域をどのようにして特定の目標輝度まで自動的且つ適応的に減衰させるかに特に焦点を合わせて、低いダイナミックレンジ画像又は標準的なダイナミックレンジ画像のダイナミックレンジを拡張するための方法及び装置に関する。

ディスプレイ技術における最近の進歩は、表示される画像における色、輝度、及びコントラストの拡張ダイナミックレンジを可能にし始めている。画像という用語は、本明細書では、例えば、ビデオ又は静止ピクチャ若しくは画像であり得る画像コンテンツを指す。

画像の輝度又は明るさで拡張ダイナミックレンジを可能にする技術は、高ダイナミックレンジ（high dynamic range、ＨＤＲ）画像化として知られている。幾つかのＨＤＲディスプレイデバイス、並びに高められたダイナミックレンジで画像をキャプチャできる画像カメラが登場しているが、利用可能であるＨＤＲコンテンツの数は依然として非常に限られている。既存のコンテンツのダイナミックレンジを拡張し、それによって、ＨＤＲディスプレイデバイス上でこれらのコンテンツを効率的に表示することを可能にするソリューションが必要である。

ＨＤＲディスプレイデバイス用の従来の（低ダイナミックレンジ用のＬＤＲ又は標準ダイナミックレンジ用のＳＤＲと呼ばれる）コンテンツを整備するために、リバース又は逆トーンマッピング演算子（ＩＴＭＯ又はＩＴＭ）を使用することができる。ＩＴＭＯは、対応する元のシーンの外観を回復又は再作成する目的で、画像内のピクセルの輝度情報を処理するアルゴリズムを使用することにより、従来の（ＬＤＲ又はＳＤＲ）画像からＨＤＲ画像を生成することを可能にする。一般に、ＩＴＭＯは、従来の画像を入力として取得し、この画像の色の輝度範囲をグローバルに拡大し、続いて、画像内の色のＨＤＲ外観を向上させるために、ハイライト又は明るい領域（すなわち、輝点）を局所的に処理する。

画像内の明るい領域を増強するために、ＳＤＲ画像の各ピクセルと拡張値とを関連付ける輝度拡張マップ（又は利得関数）を作成し、このピクセルの輝度に適用して対応するＨＤＲ画像を得ることが知られている。しかしながら、最良の想定し得る輝度利得関数を適用するときであっても（及び、更には、当該ＳＤＲ画像に特に適合されない固定輝度利得関数を適用するとき）、得られるＨＤＲ画像に不良な等級付けが行われる場合がある。特に、ＳＤＲ画像内の広い領域をカバーするハイライト又は明るい領域は、対応するＨＤＲ画像内で明るすぎる領域をもたらす可能性がある。そのため、ＨＤＲディスプレイデバイスによっては、そのようなＨＤＲ画像を正しく表示できない場合がある。実際に、これらのＨＤＲ画像はそれらのディスプレイ容量を超えるため、ディスプレイデバイスは、多かれ少なかれ効率的なアルゴリズムを適用して、ＨＤＲ画像の輝度を局所的又は全体的に低減する。対応するＨＤＲ画像内の大きな明るい領域は、ディスプレイデバイスによって管理されない場合、観察者を眩惑させる又は少なくともそのＨＤＲ観察体験を不快にする可能性がある。したがって、これらの領域の輝度を制御された態様で減衰させることが好ましい。

上記の欠点を克服することが望ましい。

明るい領域を特定の拡張された目標輝度まで自動的且つ適応的に減衰させることができるようにする逆トーンマッピング方法を定義することが特に望ましい。

第１の態様において、本実施形態のうちの１つ以上は、逆トーンマッピングのための方法を提供し、本方法は、現在画像と呼ばれる画像を取得するステップと、第１の逆トーンマッピング関数の初期利得関数と呼ばれる利得関数を取得するステップと、現在画像のピクセルの所定のパーセンテージに応じた輝度値に少なくとも等しい輝度値を有する現在画像の少なくとも１つのピクセルが目標拡張輝度値よりも高い現在画像に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用によってもたらされる拡張輝度値を有することを現在画像の解析が示す場合に、現在画像に対して第２の逆トーンマッピング関数を適用するステップであって、第２の逆トーンマッピング関数が、利得関数が修正利得関数によって置き換えられた第１の逆トーンマッピング関数に対応する、ステップと、を含み、修正利得関数は、初期利得関数によって与えられる利得が減衰関数によって減衰される初期利得関数から導出される関数であり、当該減衰関数は、減衰の強度を制御する重み係数によって重み付けされた輝度値の増加関数であり、重み係数は、所定のパーセンテージに応じた最大輝度値と輝度値との間の現在画像のヒストグラムにおける輝度値の統計的分布に依存する。

一実施形態において、方法は、最大輝度値から輝度値が大きい順にヒストグラムを閲覧するステップと、閲覧された輝度値が所定のパーセンテージに応じた輝度値に少なくとも等しい間、閲覧された輝度値に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果が目標拡張輝度値に少なくとも等しいときに、それぞれの閲覧された輝度値ごとに中間重み係数を計算するステップと、計算された中間重み係数の最大値に対応する値に重み付き係数の値を設定するステップとを含む。

一実施形態において、中間重み係数が中間拡張目標輝度値に依存し、中間拡張目標輝度値は、拡張目標輝度値と、閲覧された輝度値に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果との間の加重和であり、加重和の各重みは、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセルの割合を表わす値に依存する。

一実施形態において、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセルの割合を表わす値は、最大認可消費輝度値にも依存する。

一実施形態において、方法は、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセル数が所定の最小ピクセル数よりも低い場合に、現在画像に対して第１の逆トーンマッピング関数を適用するステップを含む。

一実施形態では、現在画像がビデオシーケンスに属し、方法は、現在のビデオシーケンス内のシーンカットを検出するステップを含み、重み係数は、減衰の強度を、現在画像に先行するビデオシーケンスの別の画像について計算された減衰の強度を制御する少なくとも１つの他の重み係数にも応じて制御し、現在画像と当該別の画像との間でシーンカットが検出されていない。

一実施形態において、方法は、第２の逆トーンマッピング関数を用いて取得された第１の逆トーンマッピング曲線の単調性を検証するステップと、第１の逆トーンマッピング曲線が単調でない場合、第２の逆トーンマッピング関数の少なくとも１つのパラメータを修正して、単調な第２の逆トーンマッピング曲線を取得するステップとを含む。

第２の態様において、本実施形態のうちの１つ以上は、逆トーンマッピングのためのデバイスを提供し、デバイスは、現在画像と呼ばれる画像を取得し、第１の逆トーンマッピング関数の初期利得関数と呼ばれる利得関数を取得し、現在画像のピクセルの所定のパーセンテージに応じた輝度値に少なくとも等しい輝度値を有する現在画像の少なくとも１つのピクセルが目標拡張輝度値よりも高い現在画像に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用によってもたらされる拡張輝度値を有することを現在画像の解析が示す場合に、現在画像に対して第２の逆トーンマッピング関数を適用する、ように適合された電子回路を備え、第２の逆トーンマッピング関数は、利得関数が修正利得関数によって置き換えられた第１の逆トーンマッピング関数に対応し、修正利得関数は、初期利得関数によって与えられる利得が減衰関数によって減衰される初期利得関数から導出される関数であり、当該減衰関数は、減衰の強度を制御する重み係数によって重み付けされた輝度値の増加関数であり、重み係数は、所定のパーセンテージに応じた最大輝度値と輝度値との間の現在画像のヒストグラムにおける輝度値の統計的分布に依存する。

一実施形態において、電子回路は、最大輝度値から輝度値が大きい順にヒストグラムを閲覧し、閲覧された輝度値が所定のパーセンテージに応じた輝度値に少なくとも等しい間、閲覧された輝度値に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果が目標拡張輝度値に少なくとも等しいときに、それぞれの閲覧された輝度値ごとに中間重み係数を計算し、
重み付き係数の値を、計算された中間重み係数の最大値に対応する値に設定する、ように更に適合される。

一実施形態では、中間重み係数が中間拡張目標輝度値に依存し、中間拡張目標輝度値は、拡張目標輝度値と、閲覧された輝度値に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果との間の加重和であり、加重和の各重みは、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセルの割合を表わす値に依存する。

一実施形態において、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセル の割合を表わす値は、最大認可消費輝度値にも依存する。

一実施形態において、電子回路は、閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する現在画像のピクセル数が所定の最小ピクセル数よりも低い場合に、現在画像に対して第１の逆トーンマッピング関数を適用するように更に適合される。

一実施形態では、現在画像がビデオシーケンスに属し、電子回路は、現在のビデオシーケンス内のシーンカットを検出するようにも適合され、重み係数は、減衰の強度を、現在画像に先行するビデオシーケンスの別の画像について計算された減衰の強度を制御する少なくとも１つの他の重み係数にも応じて制御し、現在画像と当該別の画像との間でシーンカットが検出されていない。

一実施形態において、電子回路は、第２の逆トーンマッピング関数を用いて取得された第１の逆トーンマッピング曲線の単調性を検証するとともに、第１の逆トーンマッピング曲線が単調でない場合、第２の逆トーンマッピング関数の少なくとも１つのパラメータを修正して、単調な第２の逆トーンマッピング曲線を取得するように更に適合される。

第３の態様では、本実施形態のうちの１つ以上は、第２の態様によるデバイスを備える装置を提供する。

第４の態様では、本実施形態のうちの１つ以上は、第１の態様の方法によって、又は第２の態様のデバイスによって、又は第３の態様の装置によって生成された信号を提供する。

第５の態様において、本実施形態のうちの１つ以上は、第１の態様に係る方法を実施するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを提供する。

第６の態様において、本実施形態のうちの１つ以上は、第１の態様に係る方法を実施するためのプログラムコード命令を記憶する情報記憶手段を提供する。

以下に記載される実施形態を実装することができる状況の一例を図示する。 様々な態様及び実施形態を実施することができる処理モジュールのハードウェアアーキテクチャの一例を概略的に示す。 様々な態様及び実施形態が実施されるシステムの一例のブロック図である。 逆トーンマッピング方法を改善する方法の様々な実施形態の高レベル表示を概略的に示す。 ＩＴＭ曲線の３つの例を表わす。 ＩＴＭ曲線の３つの例を表わす。 ＩＴＭ曲線の３つの例を表わす。 ＩＴＭプロセス中に現在のＳＤＲ画像が輝点減衰を必要とするか否かを判定するステップの第１の実施形態を概略的に示す。 ＩＴＭプロセス中に現在のＳＤＲ画像が輝点減衰を必要とするか否かを判定するステップの第２の実施形態を概略的に示す。 現在のＳＤＲ画像が輝点減衰を必要とするか否かを判定するために使用される第１の閾値を取得するための方法を概略的に示す。 現在のＳＤＲ画像が輝点減衰を必要とするか否かを判定するために使用される第２の閾値を取得するための方法を概略的に示す。 修正利得関数に基づいてＩＴＭ関数を適用するステップの第１の実施形態を概略的に示す。 修正利得関数に基づいてＩＴＭ関数を適用するステップの第２の実施形態を概略的に示す。 修正利得関数を計算するために使用される減衰強度係数を計算するための方法を概略的に示す。 利得関数Ｇ（）のグラフ表示である。 拡張輝度値の曲線（すなわち、ＩＴＭ曲線）のグラフ表示である。 利得関数Ｇ（）のグラフ表示を、輝点減衰を実行できるようにする修正利得関数Ｇｂｓ（）と比較する。 利得関数Ｇ（）及び修正利得関数Ｇｂｓ（）を用いて得られたＩＴＭ曲線を比較する。 ＩＴＭ関数に輝点減衰を導入することによって得られる非単調ＩＴＭ曲線を示す。 ＩＴＭ曲線の単調性を保証できるようにするＩＴＭ曲線の補正を示す。 ＩＴＭ曲線の単調性を保証できるようにする方法を概略的に表わす。

異なる種類の逆トーンマッピング方法が存在する。例えば、ローカルトーンマッピングアルゴリズムの分野において、国際出願公開第２０１５／０９６９５５号は、ＳＤＲ（又はＬＤＲ）画像のそれぞれのピクセルＰごとに、以下のように、ピクセル拡張値Ｅ（Ｐ）を取得するステップと、次いで、ピクセルＰの輝度Ｙ（Ｐ）を拡張輝度値Ｙ_ｅｘｐ（Ｐ）に逆トーンマッピングするステップとを含む方法を開示する。
Ｙ_ｅｘｐ（Ｐ）＝Ｙ（Ｐ）^Ｅ（Ｐ）×［Ｙ_{ｅｎｈａｎｃｅ}（Ｐ）］ （式１）
式中、
●Ｙ_ｅｘｐ（Ｐ）は、ピクセルＰの拡張輝度値である。
●Ｙ（Ｐ）は、ＳＤＲ（又はＬＤＲ）画像内のピクセルＰの輝度値である。
●Ｙ_{ｅｎｈａｎｃｅ}（Ｐ）は、ＳＤＲ（又はＬＤＲ）画像内のピクセルＰに関する輝度増強値である。
●Ｅ（Ｐ）は、ピクセルＰに関するピクセル拡張値である。

ＳＤＲ（又はＬＤＲ）画像の全てのピクセルにおける値Ｅ（Ｐ）のセットは、画像における拡張マップ又は拡張関数又は利得関数を成す。この利得関数は、異なる方法で生成することができる。例えば、方法は、各ピクセルＰの輝度値Ｙ（Ｐ）をローパスフィルタリングして、ローパスフィルタリングされた輝度値Ｙ_ｌｏｗ（Ｐ）を取得することと、二次関数をローパスフィルタリングされた輝度値に適用することと、で構成され、当該二次関数は、以下の式に従ってパラメータａ、ｂ及びｃによって定義される。
Ｅ（Ｐ）＝ａ［Ｙ_ｌｏｗ（Ｐ）］^２＋ｂ［Ｙ_ｌｏｗ（Ｐ）］＋ｃ

ハードウェア実装を容易にする国際公開第２０１５／０９６９５５号に基づく別の方法は、以下の式を使用する。

上記の方程式は、以下のように表わすことができる。

式中、パラメータｄは、例えば、ｄ＝１．２５に設定することができる。この場合のＹ_{ｅｎｈａｎｃｅ}（Ｐ）は、画像輝度値Ｙ（Ｐ）及び当該輝度値Ｙ_ｌｏｗ（Ｐ）のローパスバージョンの関数である。

文献ＩＴＵ－Ｒ ＢＴ．２４４６－０は、同じ種類の式を使用してＳＤＲ（又はＬＤＲ）コンテンツをＨＤＲコンテンツに変換する方法を開示する。
Ｙ’_ｅｘｐ（Ｐ）＝Ｙ”（Ｐ）^{Ｅ（Ｙ”（Ｐ））}
式中、
●Ｙ’が［０．．．１］の範囲内であり
●Ｙ”＝２５５．０×Ｙ’
●Ｙ”≦Ｔのとき、Ｅ＝ａ_１Ｙ”^２＋ｂ_１Ｙ”＋ｃ_１
●Ｙ”＞Ｔのとき、Ｅ＝ａ_２Ｙ”^２＋ｂ_２Ｙ”＋ｃ_２
●Ｔ＝７０
●ａ_１＝１．８７１２ｅ－５、ｂ_１＝－２．７３３４ｅ－３、ｃ_１＝１．３１４１
●ａ_２＝２．８３０５ｅ－６、ｂ_２＝－７．４６２２ｅ－４、ｃ_２＝１．２５２８

上記から分かるように、利得関数は、その指数が現在のピクセルの輝度値に依存する累乗関数又はこの輝度値のフィルタリングされたバージョンに基づく。

より一般的には、全ての全体的な拡張方法は、ゼロとは異なる全ての入力値（入力におけるゼロでは、出力が論理的にゼロである）について、以下の形態のＩＴＭ関数として表わすことができる。
Ｙ_ｅｘｐ＝Ｙ^Ｇ（Ｙ） （式２）
ここで、Ｇ（）は輝度Ｙの利得関数である。

同様に、全てのローカル拡張方法は、ゼロとは異なる全ての入力値について以下の方法で表わすことができる。

ここで、Ｙ_Ｆは輝度Ｙのフィルタリングされたバージョンであり、Ｇ（）はＹ_Ｆの利得関数であり、Ｙ_{ｅｎｈａｎｃｅ}は輝度Ｙ及びその周囲のピクセルＹｓ_ｉの関数である。

いずれも場合（グローバル又はローカル）にも、利得関数は、入力ＳＤＲ画像と一致するように単調である。

幾つかの逆トーンマッピング（ＩＴＭ）方法は、画像コンテンツに何ら適応することなく、（例えばＩＴＵ－Ｒ ＢＴ．２４４６－０文書に記載されているように）所定の拡張パラメータに基づく利得関数Ｇ（）を使用する。欧州特許出願公開第３２４９６０５号は、画像のコンテンツに自動的に適応することができる画像の逆トーンマッピングのための方法を開示する。この方法は、テンプレートを形成するプロファイルのセットを使用する。これらのプロファイルは、オフライン処理である学習段階で予め決定されている。各プロファイルは、利得関数が関連付けられている輝度ヒストグラムなどの視覚的特徴によって定義される。

学習段階では、カラリストが手作業でグレーディングした多数の参照画像からプロファイルを判定し、カラリストは、これらの画像に対して、逆トーンマッピングパラメータの設定と利得関数の生成を手作業で行う。次いで、これらの生成された利得関数に基づいて、参照画像をクラスタ化する。各クラスタは、輝度の代表的なヒストグラム及びそれに関連付けられた代表的な利得関数を抽出するために処理され、したがって、当該クラスタから生じるプロファイルを形成する。

新たなＳＤＲコンテンツが受信されると、新たなＳＤＲコンテンツのＳＤＲ画像についてヒストグラムが決定される。次いで、テンプレートに最もマッチするヒストグラムを探すために、計算された各ヒストグラムを、学習段階から生じたテンプレートに保存されている各ヒストグラムと比較する。例えば、計算されたヒストグラムとテンプレートに保存されたヒストグラムの各々との間の距離を計算する。次いで、計算されたヒストグラムと最も良く一致するテンプレートのヒストグラムに関連する利得関数を選択し、計算されたヒストグラムに対応する画像（又は複数の画像）に逆トーンマッピングを実行するために使用する。このようにして、ＳＤＲ画像に適合されたテンプレートの最良の利得関数が適用されて、対応するＨＤＲ画像を出力する。

前述したように、最良の想定し得る利得関数を適用する場合でも、逆トーンマッピング演算は、ディスプレイデバイスの容量を超え得る又はユーザにとって不快となり得る非常に明るい領域（又はハイライト）を含むＨＤＲ画像を生成する場合がある。

上記の問題を解決するために、欧州特許出願公開第３５０３０１９（Ａ１）号は、その拡張値が目標輝度値に等しい入力輝度よりも高い輝度値を入力画像のピクセルの少なくとも所定のパーセンテージが有するという条件で、明るい領域を所定の目標輝度値まで減衰させる方法を開示する。それにもかかわらず、この方法は固定閾値に依存する。すなわち、それが全ての入力画像に適用されるため、ちらつき効果又は少なくとも拡張画像の全体的な明るさの突然の変化をもたらす可能性がある。これは、例えば、輝度値が高いクレジットリストがコンテンツの終わりにローリングして減衰を引き起こす場合に当てはまり得る。

以下に説明する様々な実施形態は、最大の明るい領域に含まれるピクセルの割合が所定の割合よりも大きくなると直ぐに、これらの領域を所定の目標輝度に適応的に且つ滑らかに減衰させることによってこの状況を改善することを目的とする。

図１は、以下に記載される実施形態を実装することができる状況の一例を図示する。

図１では、カメラ、記憶デバイス、コンピュータ、又はＳＤＲコンテンツを送達することができる任意のデバイスであり得るデバイス１は、通信チャネル２を使用して、ＳＤＲコンテンツをシステム３に送信する。通信チャネル２は、有線（例えば、イーサネット）又は無線（例えば、ＷｉＦｉ、３Ｇ、４Ｇ又は５Ｇ）ネットワークリンクであり得る。

ＳＤＲコンテンツは、固定画像又はビデオシーケンスを含む。

システム３は、ＳＤＲコンテンツをＨＤＲコンテンツに変換し、すなわち、ＳＤＲコンテンツに逆トーンマッピングを適用して、ＨＤＲコンテンツを取得する。

次いで、取得されたＨＤＲコンテンツは、有線又は無線ネットワークであり得る通信チャネル４を使用して、ディスプレイシステム５に送信される。その後、ディスプレイシステムは、ＨＤＲコンテンツを表示する。

一実施形態において、システム３は、ディスプレイシステム５に含まれる。

一実施形態において、デバイス１、システム３、及びディスプレイシステム５が全て同じシステムに含まれる。

一実施形態において、ディスプレイシステム５は、ＨＤＲコンテンツを記憶する記憶デバイスによって置き換えられる。

図２は、システム３に含まれ、異なる態様及び実施形態を実装することができる処理モジュール３０のハードウェアアーキテクチャの一例を概略的に図示する。処理モジュール３０は、非限定的な例として、通信バス３０５によって接続された、１つ以上のマイクロプロセッサ、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、及びマルチコアアーキテクチャに基づくプロセッサを包含するプロセッサ又はＣＰＵ（中央処理ユニット）３００と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３０１と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）３０２と、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、フラッシュ、磁気ディスクドライブ、及び／又は光ディスクドライブ、或いは、ＳＤ（セキュアデジタル）カードリーダ及び／又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶媒体リーダ及び／又はネットワークアクセス可能な記憶デバイスを含むがこれらに限定されない不揮発性メモリ及び／又は揮発性メモリを含むことができる記憶ユニット３０３と、他のモジュール、デバイス、システム、又は機器とデータを交換するための少なくとも１つの通信インターフェース３０４と、を備える。通信インターフェース３０４は、通信チャネルを介してデータを送信及び受信するように構成された送受信機を含むことができるが、それに限定されない。通信インターフェース３０４は、モデム又はネットワークカードを含むことができるが、これらに限定されない。

通信インターフェース３０４は、例えば、処理モジュール３０がＳＤＲコンテンツを受信し、ＨＤＲコンテンツを提供することを可能にする。

プロセッサ３００は、ＲＯＭ ３０２、外部メモリ（図示せず）、記憶媒体、又は通信ネットワークからＲＡＭ ３０１にロードされた命令を実行することができる。処理モジュール３０の電源が投入されると、プロセッサ３００は、ＲＡＭ ３０１から命令を読み出し、それらを実行することができる。これらの命令は、例えば、図４に関連して以下に記載される逆トーンマッピング方法のプロセッサ３００による実装を引き起こすコンピュータプログラムを形成する。

当該逆トーンマッピング方法のアルゴリズム及びステップの全て又は一部は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）又はマイクロコントローラなどのプログラマブルマシンによる命令のセットの実行によってソフトウェア形式で実装されてもよく、又はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）若しくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などのマシン又は専用の構成要素によってハードウェア形式で実装されてもよい。

図３は、様々な態様及び実施形態が実装されているシステム３の一例のブロック図を図示する。システム３は、後述する様々な構成要素を含むデバイスとして具現化することができ、本明細書に記載の態様及び実施形態のうちの１つ以上を実行するように構成される。このようなデバイスの例としては、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ、デジタルマルチメディアセットトップボックス、デジタルテレビ受信機、パーソナルビデオ録画システム、接続型家電、及びサーバなどの様々な電子デバイスが挙げられるが、これらに限定されない。システム３の要素は、単独で又は組み合わせて、単一の集積回路（ＩＣ）、複数のＩＣ、及び／又は個別の構成要素で具現化することができる。例えば、少なくとも１つの実施形態では、システム３は、逆トーンマッピング方法を実装する１つの処理モジュール３０を備える。様々な実施形態では、システム３は、例えば通信バスを介して、又は専用の入力及び／又は出力ポートを介して、１つ以上の他のシステム、又は他の電子デバイスに通信可能に結合される。

処理モジュール３０への入力は、ブロック３２に示すように様々な入力モジュールを介して提供することができる。そのような入力モジュールとしては、限定するものではないが、（ｉ）例えば、放送局から無線で送信されるＲＦ信号を受信する無線周波数（ＲＦ）モジュール、（ｉｉ）構成要素（ＣＯＭＰ）入力モジュール（又はＣＯＭＰ入力モジュールのセット）、（ｉｉｉ）ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）入力モジュール、及び／又は（ｉｖ）高精細度マルチメディアインターフェース（High Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ）入力モジュールが挙げられる。図３に示されていない他の例は、コンポジットビデオを含む。

様々な実施形態では、ブロック３２の入力モジュールは、当技術分野で知られているように、関連するそれぞれの入力処理要素を有する。例えば、ＲＦモジュールは、（ｉ）所望の周波数を選択する（信号を選択する、又は信号を周波数帯域に帯域制限するとも称される）、（ｉｉ）選択された信号をダウンコンバートする、（ｉｉｉ）特定の実施形態で、（例えば）チャネルと称され得る信号周波数帯域を選択するために、再びより狭い周波数帯域に帯域制限する、（ｉｖ）ダウンコンバート及び帯域制限された信号を復調する、（ｖ）誤り訂正を実施する、及び（ｖｉ）データパケットの所望のストリームを選択するために多重分離する、ために適切な要素と関連付けられ得る。様々な実施形態のＲＦモジュールは、これらの機能を実行する１つ以上の要素、例えば、周波数セレクタ、信号セレクタ、バンドリミッタ、チャネルセレクタ、フィルタ、ダウンコンバータ、復調器、エラー訂正器、及びデマルチプレクサを含む。ＲＦ部分は、例えば、受信信号をより低い周波数（例えば、中間周波数又はベースバンドに近い周波数）又はベースバンドにダウンコンバートすることを含む、これらの機能のうちの様々な機能を実行するチューナを含むことができる。セットトップボックスの一実施形態では、ＲＦモジュール及びその関連する入力処理要素は、有線（例えば、ケーブル）媒体を介して送信されるＲＦ信号を受信し、所望の周波数帯域にフィルタリング、ダウンコンバート、及び再フィルタリングすることによって周波数選択を実行する。様々な実施形態では、上で説明される（及び他の）要素の順序を並べ替える、これらの要素の一部を削除する、並びに／又は、類似若しくは異なる機能を実行する他の要素を追加する。要素を追加することは、例えば、増幅器及びアナログ－デジタル変換器を挿入するなど、既存の要素間に要素を挿入することを含み得る。様々な実施形態において、ＲＦモジュールは、アンテナを含む。

追加的に、ＵＳＢモジュール及び／又はＨＤＭＩモジュールは、システム３をＵＳＢ接続及び／又はＨＤＭＩ接続を介して他の電子デバイスに接続するためのそれぞれのインターフェースプロセッサを含むことができる。入力処理、例えばリード・ソロモン誤り訂正の様々な態様は、例えば、別個の入力処理ＩＣ内又は必要に応じて処理モジュール３０内で実施することができることを理解すべきである。同様に、ＵＳＢ又はＨＤＭＩインターフェース処理の態様は、必要に応じて別個のインターフェースＩＣ内又は処理モジュール３０内で実施され得る。復調され、誤り訂正され、逆多重化されたストリームは、処理モジュール３０に提供される。

システム３の様々な要素は、一体型ハウジング内に設けることができる。一体型ハウジング内で、様々な要素は、適切な接続配置、例えば、ＩＣ間（Ｉ２Ｃ）バス、配線、及びプリント回路基板を含む、当該技術分野で既知の内部バスを使用して、相互接続され、それらの間でデータを送信し得る。例えば、システム３において、処理モジュール３０は、バス３０５によって当該システム３の他の要素に相互接続される。

処理モジュール３０の通信インターフェース３０４は、システム３が通信チャネル２上で通信することを可能にする。通信チャネル２は、例えば、有線及び／又は無線媒体内に実装することができる。

様々な実施形態において、データは、例えばＩＥＥＥ ８０２．１１（ＩＥＥＥは電気電子技術者協会を指す）のようなＷｉ－Ｆｉネットワークなどの無線ネットワークを使用して、システム３にストリーミングされるか、そうでなければ提供される。これらの実施形態のＷｉ－Ｆｉ信号は、Ｗｉ－Ｆｉ通信に適合した通信チャネル２及び通信インターフェース３０４を介して受信される。これらの実施形態の通信チャネル３は、一般に、ストリーミングアプリケーション及び他のオーバーザトップ通信を可能にするためのインターネットを含む外部ネットワークへのアクセスを提供するアクセスポイント又はルータに接続される。他の実施形態は、入力ブロック３２のＨＤＭＩ接続を介してデータを配信するセットトップボックスを使用して、ストリーミングされたデータをシステム３に提供する。更に他の実施形態は、入力ブロック３２のＲＦ接続を使用してストリームデータをシステム３に提供する。上で示されるように、様々な実施形態は、データを非ストリーミングの様式で提供する。追加的に、様々な実施形態は、Ｗｉ－Ｆｉ以外の無線ネットワーク、例えば、セルラネットワーク又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークを使用する。

システム３は、ディスプレイ５、スピーカ６、及び他の周辺デバイス７を含む様々な出力デバイスに出力信号を提供することができる。様々な実施形態のディスプレイ５は、例えば、タッチスクリーンディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、湾曲ディスプレイ、及び／又は折り畳み可能なディスプレイのうちの１つ以上を含む。ディスプレイ５は、テレビジョン、タブレット、ラップトップ、携帯電話（移動電話）、又は他のデバイス用とすることができる。ディスプレイ５はまた、他の構成要素と統合するか（例えば、スマートフォンのように）、又は別々にする（例えば、ラップトップのための外部モニタ）ことができる。ディスプレイデバイス５は、ＨＤＲコンテンツと互換性がある。他の周辺デバイス７としては、実施形態の様々な例において、スタンドアロンデジタルビデオディスク（又はデジタル多用途ディスク）（両方の用語の略称としてＤＶＲ、digital versatile disc）、ディスクプレーヤ、ステレオシステム、及び／又は照明システムのうちの１つ以上が挙げられる。様々な実施形態は、システム３の出力に基づいて機能を提供する１つ以上の周辺デバイス７を使用する。例えば、ディスクプレーヤは、システム３の出力を再生する機能を果たす。

様々な実施形態では、制御信号は、ＡＶ．Ｌｉｎｋ、Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＣＥＣ）、又はユーザの介入の有無にかかわらずデバイス間制御を可能にする他の通信プロトコルなどのシグナリングを使用して、システム３とディスプレイ５、スピーカ６、又は他の周辺デバイス７との間で通信される。出力デバイスは、それぞれのインターフェース３３、３４、及び３５を介して専用接続によりシステム３に通信可能に結合することができる。或いは、出力デバイスは、通信インターフェース３０４を介して通信チャネル２を使用してシステム３に接続することができる。ディスプレイ５及びスピーカ６は、例えばテレビなどの電子デバイス内のシステム３の他の構成要素と共に単一のユニットに組み込まれ得る。様々な実施形態において、ディスプレイインターフェース５は、例えば、タイミングコントローラ（timing controller、Ｔ Ｃｏｎ）チップなどのディスプレイドライバを含む。

或いは、ディスプレイ５及びスピーカ６は、例えば入力３２のＲＦモジュールが別個のセットトップボックスの一部である場合、他の構成要素のうちの１つ以上から分離することができる。ディスプレイ５及びスピーカ６が外部構成要素である様々な実施形態において、出力信号は、例えば、ＨＤＭＩポート、ＵＳＢポート、又はＣＯＭＰ出力を含む専用の出力接続を介して提供することができる。

様々な実装形態は、逆トーンマッピング方法を適用することを伴う。本出願で使用される場合、逆トーンマッピングは、例えば、ディスプレイに適した最終ＨＤＲ出力を作るために、受信されたＳＤＲ画像又はビデオストリームに対して実行されるプロセスの全て又は一部を包含し得る。様々な実施形態では、そのようなプロセスは、画像又はビデオデコーダ、例えば、Ｊｏｉｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｔｅａｍ（ＪＶＥＴ）デコーダとして知られるＩＴＵ－Ｔ及びＩＳＯ／ＩＥＣの専門家の合同共同チームによって開発中であるＪＰＥＧデコーダ又はＨ．２６４／ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６－１０－ＭＰＥＧ－４ Ｐａｒｔ１０、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ２３００８－２－ＭＰＥＧ－Ｈ Ｐａｒｔ２、Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ／ＩＴＵ－Ｔ Ｈ．２６５）又はＨ．２６６／ＶＶＣ（Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）によって通常実行されるプロセスのうちの１つ以上を含む。

図がフローチャートとして提示されている場合、その図は対応する装置のブロック図も提供するものと理解されたい。同様に、図がブロック図として提示されている場合、その図は対応する方法／プロセスのフローチャートも提供するものと理解されたい。

本明細書に説明された実装形態及び態様は、例えば、方法又はプロセス、装置、ソフトウェアプログラム、データストリーム、又は信号において実装することができる。たとえ単一の形態の実装形態の文脈でのみ考察される場合でも（例えば、方法としてのみ考察される）、考察された特徴の実装形態は、他の形態（例えば、装置又はプログラム）でも実装することができる。装置は、例えば、適切なハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアにおいて実装することができる。方法は、例えば、プロセッサにおいて実装することができ、プロセッサは、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、又はプログラマブルロジックデバイスを含む一般的な処理デバイスを指す。プロセッサはまた、例えば、コンピュータ、携帯電話、携帯型／パーソナルデジタルアシスタント（「ＰＤＡ、personal digital assistant」）及びエンドユーザ間の情報の通信を容易にする他のデバイスなどの通信デバイスを含む。

「一実施形態」又は「実施形態」又は「一実装形態」又は「実装形態」、及びそれらの他の変形形態の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性などが、少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な場所に現れる「一実施形態では」又は「実施形態では」又は「一実装形態では」又は「実装形態では」という語句の出現、並びに任意の他の変形例は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すものではない。

加えて、本出願は、様々な情報を「判定する」ことに言及し得る。情報を決定することは、例えば、情報を推定すること、情報を計算すること、情報を予測すること、メモリから情報を取得すること、又は、例えば、別のデバイス、モジュール若しくはユーザから情報を取得することのうちの１つ以上を含むことができる。

更に、本出願は、様々な情報に「アクセスすること」に言及する場合がある。情報にアクセスすることは、例えば、情報を受信すること、（例えば、メモリから）情報を取得すること、情報を記憶すること、情報を移動すること、情報をコピーすること、情報を計算すること、情報を判定すること、情報を予測すること、又は情報を推定することのうちの１つ以上を含むことができる。

加えて、本出願は、様々な情報を「受信すること」に言及する場合がある。受信することは、「アクセスすること」と同様に、広義の用語であることを意図している。情報を受信することは、例えば、情報にアクセスすること、又は（例えば、メモリから）情報を取得することのうちの１つ以上を含むことができる。更に、「受信すること」は、一般には、例えば、情報を記憶する、情報を処理する、情報を送信する、情報を移動する、情報をコピーする、情報を消去する、情報を計算する、情報を判定する、情報を予測する、又は情報を推定するなどの操作時に、何らかの形で関与する。

「／」、「及び／又は」、「のうちの少なくとも１つ」、「１つ以上」のいずれかの使用、例えば、「Ａ／Ｂ」、「Ａ及び／又はＢ」、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」、「Ａ及びＢの１つ以上」の場合、最初にリストされた選択肢（Ａ）のみの選択、又は２番目にリストされた選択肢（Ｂ）のみの選択、又は両方の選択肢（Ａ及びＢ）の選択を包含することを意図しているものと理解されたい。更なる例として、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」及び「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの１つ以上」の場合、このような句は、最初にリストされた選択肢（Ａ）のみの選択、又は２番目にリストされた選択肢（Ｂ）のみの選択、又は３番目にリストされた選択肢（Ｃ）のみの選択、又は、最初及び２番目にリストされた選択肢（Ａ及びＢ）のみの選択、又は、最初及び３番目にリストされた選択肢（Ａ及びＣ）のみの選択、又は、２番目及び３番目にリストされた選択肢（Ｂ及びＣ）のみの選択、又は３つの選択肢（Ａ及びＢ及びＣ）全ての選択を包含するように意図されている。このことは、当該技術分野及び関連技術分野の当業者に明らかであるように、リストされたアイテムの数だけ拡張され得る。

当業者には明らかであるように、実装形態又は実施形態は、例えば、記憶又は送信することができる情報を搬送するようにフォーマットされた様々な信号を作ることができる。情報は、例えば、方法を実行するための命令、又は説明されている実装形態又は実施形態の１つによって作られるデータを含むことができる。例えば、説明されている実施形態のＨＤＲ画像又はビデオシーケンスを伝えるように信号をフォーマットすることができる。このような信号は、例えば、電磁波として（例えば、スペクトルの無線周波数部分を使用する）、又はベースバンド信号としてフォーマットすることができる。フォーマットすることは、例えば、ＨＤＲ画像又はビデオシーケンスを符号化ストリームに符号化すること、及び符号化ストリームでキャリアを変調することを含み得る。信号が搬送する情報は、例えば、アナログ情報又はデジタル情報とすることができる。信号は、既知であるように、様々な異なる有線リンク又は無線リンクを介して送信することができる。信号は、プロセッサ可読媒体に記憶することができる。

図４は、逆トーンマッピングの方法の様々な実施形態の高レベル表示を概略的に示す。以下で説明する様々な実施形態では、現在のＳＤＲ画像に対して利得関数Ｇ（）が定義されているものとする。この利得関数は、Ｙ’^{Ｇ（Ｙ’）}が単調であって、Ｙ’が線形の輝度値Ｙのガンマ化されたバージョンであるように定義される。

様々な実施形態において、ＳＤＲ画像の輝度値Ｙ’のヒストグラムは、高輝度レベルの情報量を検出するために使用される。

一例として、文書の残りの部分では、ＩＴＭＯの目標ＬＭａｘ（すなわち、目標最高輝度値）は「１０００」ｎｉｔであり、現在の入力ＳＤＲ画像は「８」ビット画像であると仮定され、値「２５５」は１００ｎｉｔに対応する。

その場合、ＩＴＭ関数は、以下のように書くことができる。

式中、Ｙ_ＳＤＲ’は、現在の入力ＳＤＲ画像の輝度値であり、Ｙ_ＨＤＲ’は、出力ＨＤＲ画像の輝度値である。輝度値Ｙ_ＳＤＲ’は、そのビット数が何であれ、範囲［０；２５５］内で正規化される。同様に、ＬＭａｘが「１０００」ｎｉｔｓである場合、輝度値Ｙ_ＨＤＲ’は、そのビット数にかかわらず、範囲［０；１０００］内で正規化される。このことは、

が「１０００」ｎｉｔよりも高くなるようにＹ_ＨＤＲにおける利得関数がなっている場合に、すなわち、「１０００」ｎｉｔに対して線形化される際に、Ｙ_ＨＤＲ’が「１０００」ｎｉｔにクリップされ、対応する領域の詳細は削除されることを意味する。

Ｙ_ＳＤＲ’及びＹ_ＨＤＲ’の両方はガンマ化され、Ｙ_ＳＤＲ及びＹ_ＨＤＲの両方は線形であり、例えば：
Ｙ_ＳＤＲ＝（Ｙ_ＳＤＲ’／２５５）^２．４×１００
Ｙ_ＨＤＲ＝（Ｙ_ＨＤＲ’／１０００）^２．４×１０００

ステップ４１において、処理モジュール３０は、現在のＳＤＲ画像と呼ばれるＳＤＲ画像を取得する。

ステップ４２において、処理モジュール３０は、式４のＩＴＭ関数の初期利得関数Ｇ（）と呼ばれる利得関数Ｇ（）を取得する。取得されると、利得関数Ｇ（）により、式４のＩＴＭ関数からＩＴＭ曲線を取得することが可能になる。

図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、式４で得られた「１０００」ニットディスプレイを標的とするＩＴＭ曲線の３つの例を表わす。ＳＤＲ入力は、［０．．．２５５］の範囲内にあり（これは、「８」ビット画像でない場合、範囲［０；２５５］内で正規化される必要があることを意味する）、出力は範囲［０；１０００］内で正規化される。図５Ａの曲線は、最大入力値「２５５」（「１００」ｎｉｔに対応する）が、線形化されたときに「１０００」ｎｉｔに対応する「１０００」に等しい出力を生成することを示す。図５Ｂの曲線は、最大値が「７００」付近であり、直線化した場合には「４２５」ｎｉｔに相当し、図５Ｃの曲線は、最大値が「１２００」付近であり、直線化した場合には「１５５０」ｎｉｔに相当することを示す。

図５Ａの曲線は、クリップされた値を生成しないが、入力画像が大きな明るい（擬似白色）領域を含む場合、いくらかの眩しい効果を生成することができる。図５Ｂの曲線は、入力が何であっても眩しい効果を生じない。図５Ｃの曲線は、入力画像が（準白色領域だけでなく）高い値を有する大きな領域を含む場合、図５Ａの曲線よりもはるかに眩しい効果を潜在的に生み出すことができる。

ステップ４３において、処理モジュール３０は、現在のＳＤＲ画像に輝点減衰が必要であるかどうかを判定する。輝点減衰は、ＳＤＲ画像から得られるＨＤＲ画像の明るすぎる領域の輝度を、目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔに低減することにある。現在のＳＤＲ画像のピクセルの少なくとも所定のパーセンテージが輝度値Ｙ’よりも高い輝度値を有する場合に輝点減衰が適用され、輝度値Ｙ’は、線形化されたときに目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔに等しい、式４の逆トーンマッピング関数を当該輝度値Ｙ’に適用することによって取得された拡張値である。ステップ４３は、図６、図７及び図８に関連して詳述される。言い換えれば、現在のＳＤＲ画像に対する第１の逆トーンマッピング関数の適用によってもたらされるＨＤＲ画像のピクセルの少なくともパーセンテージ（Ｐ）が目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔよりも高く線形化された時点で拡張輝度値を有することを現在のＳＤＲ画像の解析が示す場合、輝点減衰が適用される。

現在のＳＤＲ画像に輝点減衰が必要とされない場合、ステップ４３の後にステップ４４が続く。ステップ４４の間、処理モジュール３０は、ＨＤＲ画像を取得するために、現在のＳＤＲ画像に第１のＩＴＭ関数を適用する。第１のＩＴＭ関数は、例えば、初期利得関数Ｇ（）に基づく式４のＩＴＭ関数である。

そうでなければ、現在のＳＤＲ画像には輝点減衰が必要であり、ステップ４３の後にステップ４５が続く。ステップ４５の間、処理モジュール３０は、ＨＤＲ画像を取得するために、現在のＳＤＲ画像に第２のＩＴＭ関数を適用する。第２のＩＴＭ関数は、例えば、初期利得関数が修正利得関数Ｇｂｓ（）に置き換えられた式４のＩＴＭ関数に対応する。修正利得関数Ｇｂｓ（）の取得及び適用の実施形態は、図６Ａ、図７、図８及び図９Ａ、図６Ｂ、図９Ｂ、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４に関連して詳述される。

図６Ａは、現在のＳＤＲ画像がＩＴＭプロセス中に輝点減衰を必要とするか否かを判定するステップの第１の実施形態を概略的に示す。

図６Ａのプロセスは、図４のステップ４３の第１の実施形態に対応する。

ステップ４３０において、処理モジュール３０は、第１の閾値ＴＨ１を計算する。第１の閾値ＴＨ１はガンマ化された輝度値Ｙ_ＳＤＲ’に相当し、この場合、現在のＳＤＲ画像のピクセルの所定のパーセンテージＰは、この閾値輝度値ＴＨ１以上である輝度値を有する。第１の閾値ＴＨ１の計算は、図７に関連して以下で詳述される。

ステップ４３１において、処理モジュール３０は、第２の閾値ＴＨ２を計算する。第２の閾値ＴＨ２は、線形化された場合のその拡張輝度値Ｙ_ＨＤＲ’が目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ以下である最後のガンマ化された輝度値Ｙ_ＳＤＲ’（Ｙ_ＳＤＲ’の値が０から「２５５」まで増加）に対応する。言い換えれば、第２の閾値ＴＨ２は、Ｙ_ＨＤＲ’≦ＢＳＴａｒｇｅｔ’及び（Ｙ＋１）_ＨＤＲ’＞ＢＳＴａｒｇｅｔ’を検証し、ここで、ＢＳＴａｒｇｅｔ’はＢＳＴａｒｇｅｔのガンマ化されたバージョンである。第２の閾値ＴＨ２の演算の詳細については、図８に関連して後述する。

ステップ４３２において、処理モジュール３０は、第１の閾値ＴＨ１を第２の閾値ＴＨ２と比較する。ＴＨ１＞ＴＨ２である場合、処理モジュール３０は、ステップ４３３において、現在のＳＤＲ画像がＩＴＭプロセス中に輝点減衰を必要とすると判定する。そうでなければ、処理モジュール３０は、ステップ４３４において、現在のＳＤＲ画像のＩＴＭプロセス中に輝点減衰が必要ではないと判定する。

図７は、第１の閾値ＴＨ１の求め方を模式的に示している。図７の方法は、図６のステップ４３０に対応する。

ステップ４３０１において、処理モジュール３０は、値Ｐｓｕｍを初期化する。Ｐｓｕｍは、上で定義されたパーセンテージＰ（０と１との間の値として表わされる）に、現在のＳＤＲ画像内のピクセルの総数を乗算した結果である。現在のＳＤＲ画像内のピクセルの総数は、当該現在のＳＤＲ画像のヒストグラムＨｉｓｔｏ内の全てのビンの合計に等しい。

ＴＨ１は、（「２５５」から０へと減少する順序で）Ｙ_ＳＤＲ’の第１の値であり、この場合、

であり、以下のように計算される。

ステップ４３０２において、処理モジュール３０は、変数ｋを「２５５」に初期化し、変数ｓｕｍを０に初期化する。

ステップ４３０３において、処理モジュール３０は、変数ｓｕｍを値Ｐｓｕｍと比較する。ｓｕｍ＜Ｐｓｕｍの場合、ステップ４３０３の後にステップ４３０５が続く。ステップ４３０５の間、処理モジュール３０は、位置ｋにおけるヒストグラムＨｉｓｔｏの値Ｈｉｓｔｏ［ｋ］の変数ｓｕｍの値を増加させる。
ｓｕｍ＝ｓｕｍ＋Ｈｉｓｔｏ［ｋ］

ステップ４３０６において、処理モジュール３０は、一単位の変数ｋをデクリメントする。ステップ４３０６の後にステップ４３０３が続く。

ステップ４３０３においてｓｕｍ≧Ｐｓｕｍである場合、処理モジュール３０は、第１の閾値ＴＨ１の値を変数ｋの値に設定する。

図８は、第２の閾値ＴＨ２の求め方を模式的に示している。

図８の方法は、図６のステップ４３１に対応する。

ステップ４３１０において、処理モジュール３０は、変数ｋを０に初期化する。

ステップ４３１２において、処理モジュール３０は、変数Ｋｅｘｐを値ｋ^Ｇ（ｋ）に設定する。
Ｋｅｘｐ＝ｋ^Ｇ（ｋ）

ステップ４３１３において、処理モジュール３０は、変数Ｋｅｘｐをガンマ化された目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’と比較する。

Ｋｅｘｐ≦ＢＳＴａｒｇｅｔ’である場合、処理モジュール３０は、ステップ４３１４において、一単位のユニットの変数ｋをインクリメントする。ステップ４３１４の後にステップ４３１２が続く。

そうではなく、Ｋｅｘｐ＞ＢＳＴａｒｇｅｔ’である場合、処理モジュール３０は、第２の閾値ＴＨ２の値を変数ｋ－１の値に設定する。

図９Ａは、修正利得関数に基づいてＩＴＭ関数を計算及び適用するステップの第１の実施形態を概略的に示す。

図９Ａのプロセスは、図４のステップ４５の第１の実施形態に対応する。

欧州特許出願公開第３５０３０１９（Ａ１）号は、輝点減衰を実行するために以下の修正利得関数Ｇｂｓ（）を提案する。
Ｇｂｓ（Ｙ’）＝Ｇ（Ｙ’）－ｈｌＣｏｅｆ^＊（Ｙ’／２５５）^γ （式５）
ここで、γにおける好ましい値は「６」である。ｈｌＣｏｅｆは、ＩＴＭプロセス中の輝点減衰の強度を制御するために使用される減衰強度係数である。図から分かるように、修正利得関数Ｇｂｓ（）は、初期利得関数Ｇ（）によって提供される利得Ｇ（Ｙ’）が減衰関数ｈｌＣｏｅｆ^＊（Ｙ’／２５５）^γによって減衰される初期利得関数Ｇ（）から導出される関数であり、当該減衰関数は、輝点減衰の強度を制御する減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆによって重み付けされた輝度値Ｙ’の増加関数である。

ステップ４５の第１の実施形態では、処理モジュール３０は、以下のように減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを計算する。

ステップ４５３において、処理モジュールは、修正利得関数Ｇｂｓ（）に基づくＩＴＭ関数を現在のＳＤＲ画像に適用する。修正利得関数Ｇｂｓ（）は、式「５」のステップ４５１で取得された減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを用いて取得される。ＩＴＭ関数は、例えば、以下のようになる式「４」のＩＴＭ関数である。

図１１Ａは、利得関数Ｇ（）のグラフ表示である。輝度値が０から「２５５」の間の入力画像に図１１Ａの利得関数を適用すると、図１１Ｂに関連して表わされる拡張輝度値（すなわち、ＩＴＭ曲線）の曲線を得ることができる。

図１２Ａは、利得関数Ｇ（）のグラフ表示を、輝点減衰を実行できるようにする修正利得関数Ｇｂｓ（）（破線で表わされる）と比較する。図１２Ｂは、得られた拡張輝度値の曲線を利得関数Ｇ（）及び修正利得関数Ｇｂｓ（）（破線で）と比較する。

図示のように、初期利得関数Ｇ（）を用いて「１０００」ｎｉｔを超える拡張輝度値を得ることができるが、修正利得関数Ｇｂｓ（）を適用することにより、拡張輝度値が「１０００」ｎｉｔの限界を超えないようになる。

１つの輝度値（すなわち、ＴＨ１について）に関してのみ減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆが計算されても、減衰強度係数ｈｌｃｏｅｆは全ての可能な輝度値に対して有効であることに気付くことができる。

ＴＨ１が別の値を有していた場合、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆが、修正利得関数Ｇｂｓ （）と同様に異なっていたことにも気付くことができる。このことは、輝点減衰を可能にする修正利得関数Ｇｂｓ（）が幾分適応的であるが、ちらつき又は激しい全体的な輝度変化を防止するのに十分ではないことを意味する。

第１の閾値ＴＨ１が第２の閾値ＴＨ２に近いほど、修正利得関数Ｇｂｓ（）は、初期利得関数Ｇ（）と比較して明るい領域の減衰を可能にしないことにも気付くことができる。これは、ヒストグラムＨｉｓｔｏ［］が最も高い輝度値Ｙ’ではなく、閾値ＴＨ１で減衰強度係数が算出されるためである。これにより、輝点の減衰が得られず、結果としてクリップされた高い輝度値が得られる状況につながる可能性がある。

前述したように、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは閾値ＴＨ１で計算される。したがって、計算された減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは、パーセンテージＰで表わされるピクセルの大部分がＴＨ１付近に位置する輝度値を有する場合に有効である。しかし、これらのピクセルの大部分がより高い輝度値（すなわち、＞ＴＨ１又は更には＞＞ＴＨ１）に対応する場合、計算された減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは、これらのピクセルを十分に表わしていない。

更に、「減衰された」状態と「減衰されていない」状態との間の滑らかな移行ゾーンを導入することは興味深く、これにより、輝点減衰を必要とするＳＤＲ画像から輝点減衰を必要としない画像へ交互に通過するときのちらつきを防止することができる（これは、「２５５」に等しい輝度値を有するピクセルの割合が代わりにパーセンテージＰを超え、ヒストグラムｈｉｓｔｏ［］内の他の輝度値Ｙ’が輝点の減衰をトリガするのに十分に有意なピクセル数を表わさない場合に起こり得る）。

以下では、ステップ４３及び４５の第２の実施形態を図６Ｂ、図１０及び図９Ｂに関連して説明する。この第２実施形態では、「減衰された」状態と「減衰されていない」状態との間に滑らかな移行ゾーンを導入することで、ちらつきの発生を低減することができる。

図６Ｂは、現在のＳＤＲ画像がＩＴＭプロセス中に輝点減衰を必要とするか否かを判定するステップの第２の実施形態を概略的に示す。

図６Ｂのプロセスは、図４のステップ４３の第２の実施形態に対応する。

ステップ４３０’において、処理モジュール３０は、ステップ４３０に関連して説明したように第１の閾値ＴＨ１を計算する。

ステップ４３１’において、処理モジュール３０は、図１０に関連して後述する方法を実行する減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを計算する。

ステップ４３２’において、処理モジュール３０は、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆがゼロと異なるかどうかを判定する。

ｈｌＣｏｅｆ＝０である場合、処理モジュール３０は、輝点減衰が必要ではないと見なす。その場合、処理モジュール３０は、ステップ４３３と同一のステップ４３３’を適用する。

ｈｌＣｏｅｆ≠０である場合、処理モジュール３０は、現在のＳＤＲ画像がＩＴＭプロセス中に輝点減衰を必要とすると見なす。その場合、処理モジュール３０は、ステップ４３４と同一のステップ４３４’を適用する。

図９Ｂは、修正利得関数に基づいてＩＴＭ関数を適用するステップの第２の実施形態を概略的に示す。

ステップ４５３’において、処理モジュールは、現在のＳＤＲ画像に、修正利得関数Ｇｂｓ（）に基づくＩＴＭ関数を適用する。修正利得関数Ｇｂｓ（）は、式「５」のステップ４３１’で得られた減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを用いて取得される。ＩＴＭ関数は、例えば、以下のようになる式「４」のＩＴＭ関数である。

図１０は、修正利得関数を計算するために使用される減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを計算するための方法を概略的に示す。

図１０の方法は、図６Ｂのステップ４３１’に対応する。

ステップ４３１Ａにおいて、処理モジュール３０は、以下を初期化する。
●変数ｋから「２５５」以下では、ｋは「２５５」からＴＨ１に、
●変数ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓから０に、
●減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆから０に、
●γから６にデクリメントされる。

ステップ４３１Ｂにおいて、処理モジュールは、変数ｋを第１の閾値ＴＨ１と比較する。

ｋ≧ＴＨ１である場合、ステップ４３１Ｂの後にステップ４３１Ｃが続く。ステップ４３１Ｃの間、処理モジュール３０は、ヒストグラムｈｉｓｔｏ［ｋ］の値の変数ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓをインクリメントする。

ステップ４３１Ｄにおいて、変数ａｌｐｈａがｓｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ／Ｐｓｕｍに設定される。
ａｌｐｈａ＝ｓｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ／Ｐｓｕｍ

注意喚起として：

ステップ４３１Ｅにおいて、変数ａｌｐｈａ＞１である場合、ａｌｐｈａは、ステップ４３１Ｆにおいて「１」に設定される。そうでなければ、変数ａｌｐｈａは変更されない。ステップ４３１Ｅ及び４３１Ｆの後にステップ４３１Ｇが続く。

ステップ４３１Ｇの間に、ｋの拡張値Ｋｅｘｐが計算される。
Ｋｅｘｐ＝ｋ^Ｇ（ｋ）

ステップ４３１Ｈにおいて、拡張値Ｋｅｘｐは、ガンマ化された目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’と比較される。

Ｋｅｘｐ≧ＢＳＴａｒｇｅｔ’である場合、処理モジュール３０は、ステップ４３１Ｉ中に新しい目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］を計算する。
ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］＝（１－ａｌｐｈａ）^＊Ｋｅｘｐ＋ａｌｐｈａ^＊ＢＳＴａｒｇｅｔ’

図から分かるように、目標輝度は、拡張値Ｋｅｘｐ及びガンマ化された拡張目標輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’の関数におけるｋの各値について再定義される。ａｌｐｈａが小さいほど（すなわち、輝度値がｋ以上であるピクセルの割合がパーセンテージＰと比較して低い場合）、新たにガンマ化された拡張目標輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］が拡張値Ｋｅｘｐに近づく。ａｌｐｈａが大きいほど（すなわち、輝度値がｋ以上であるピクセルの割合がパーセンテージＰと比較して高い場合）、新たにガンマ化された拡張目標輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］がガンマ化された目標輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’に近づく。

ステップ４３１Ｊにおいて、処理モジュール３０は、輝度値ｋに関する新しい減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］を計算する。

見て分かるように、項ｌｏｇ（ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］）／（ｌｏｇ（ｋ）が高いほど、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］は低い。したがって、減衰強度係数ｈｌｃｏｅｆ［ｋ］における最大値は、ＢＳＴａｒｇｅｔ’［ｋ］がＢＳｔａｒｇｅｔ’に等しいときに得られ、減衰強度係数ｈｌｃｏｅｆ［ｋ］における最小値は、ＢＳＴａｒｇｅｔ［ｋ］が拡張値Ｋｅｘｐに等しいときに得られる。すなわち、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］の最大値は、ｋ以上の値を有するピクセルの割合がパーセンテージＰと比べて高い場合に得られる。減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］の最小値は、ｋ以上の値を有するピクセルの割合がパーセンテージＰと比べて低い場合に得られる。

ステップ４３１Ｋにおいて、処理モジュール３０は、変数ｋが「２５５」に等しいか否かを判定する。いいえの場合、ステップ４３１Ｋの後にステップ４３１Ｌが続く。はいの場合、ステップ４３１Ｋの後にステップ４３１Ｍが続く。

ステップ４３１Ｍ中、処理モジュール３０は、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆの値を値ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］に設定し、値ｈｌＣｏｅｆＰｏｓを値ｋに設定する。

ステップ４３１Ｍの後にステップ４３１Ｎが続き、ステップ４３１Ｎ中にｋがｉ一単位デクリメントされる。

ステップ４３１Ｌ中、処理モジュール３０は、値ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］を減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆの現在値と比較する。

ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］＞ｈｌＣｏｅｆである場合、処理モジュール３０はステップ４３１Ｍを実行する。そうでない場合、処理モジュール３０はステップ４３１Ｎを実行する。

ステップ４３１Ｋ、４３１Ｌ、及び４３１Ｍに見られるように、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］は、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆの最後に計算された値と比較され、最大値は、変数ｈｌＣｏｅｆＰｏｓに格納されたｋの対応する値と同様に、ｈｌＣｏｅｆに保持されて格納される。ｋ＝２５５の場合、この比較は実行できない。その特定の場合、ｈｌＣｏｅｆ＝ｈｌＣｏｅｆ［２５５］、及びｈｌＣｏｅｆＰｏｓ＝２５５である。これらの反復は、ＴＨ１まで続くが、ｋｅｘｐ＜ＢＳＴａｒｇｅｔ’になると直ぐに停止され、このことは、ｋの拡張値が減衰されるほど十分に高くないことを意味する。

ステップ４３１Ｎの後にステップ４３１Ｂが続く。

ステップ４３１Ｂにおいてｋ＜ＴＨ１である場合又はステップ４３１Ｈにおいてｋｅｘｐ＜ＢＳＴａｒｇｅｔ’である場合、処理モジュール３０はステップ４３１Ｏを実行する。

ステップ４３１Ｏ中、処理モジュール３０は、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆが０に等しいか否かを判定し、ｈｌＣｏｅｆ＝０は、ＴＨ１よりも大きいヒストグラムｈｉｓｔｏのビンが全て空である（現在のＳＤＲ画像においてＴＨ１よりも大きい輝度値を有するピクセルがない）ことを意味する。はいの場合、処理モジュール３０は、ｈｌＣｏｅｆの値をＴＨ１に設定する。図１０の方法はステップ４３１Ｑで終了する。減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆが０と異なる場合、ステップ４３１Ｏの直後にステップ４３１Ｑが続く。

ステップ４３２’（ｈｌＣｏｅｆ≠０）のテストは、少なくともＴＨ１に等しい輝度値Ｙ’を有する現在画像の少なくとも１つのピクセルが線形化されたときに目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔよりも高い式４の逆トーンマッピング関数を当該輝度値Ｙ’に適用することによって得られる拡張輝度値を有するかどうかをチェックすることと等価である。実際に、図１０の方法の実行後にｈｌＣｏｅｆが０に等しいことは、処理モジュール３０がＢＳＴａｒｇｅｔ’よりも高い拡張輝度値を有する現在のＳＤＲ画像の少なくとも１つのピクセルを見つけることができなかったことを意味する。このテストは、実際には、ヒストグラムを「２５５」からＴＨ１まで減少する順で閲覧する場合に、それぞれの輝度値ｋごとにステップ４３１Ｂ，４３１Ｈ中に実行される。ステップ４３１Ｈのテストはｋ＜ＴＨ２の試験と等価であることに気付くことができる。

図１０の方法では、ヒストグラムｈｉｓｔｏにおいて、ガンマ化された目標拡張輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔ’以上の拡張輝度値ｋｅｘｐを有する輝度値ｋが見つかると直ぐに、新たな値ｈｌｃｏｅｆ［ｋ］が計算される。この新たな値ｈｌｃｏｅｆ［ｋ］をｈｌＣｏｅｆよりも高くすることは、ヒストグラムｈｉｓｔｏの先行する輝度値についてこれまでに計算された減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆがＩＴＭプロセス中に現在のＳＤＲ画像の明るい領域を効率的に減衰させるのに十分ではないことを明らかにする。実際に、その場合、処理モジュール３０は、明るい領域が輝度ｋの以前の値に関して決定されたよりも多くのピクセルを含むと判定する。ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］によるｈｌＣｏｅｆの現在値の置き換えを促すより強い減衰が必要である。図１０の方法の利点の１つは、小さな明るい領域が画像内に現れて後続の画像内で拡大し続ける場合に、この明るい領域が、それがパーセンテージＰに等しい（又はそれをちょうど上回る）ピクセルの割合を含むまで（すなわち、ｓｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓがＰｓｕｍよりも高い場合）、画像から次へと益々減衰することである。したがって、「減衰された」状態と「減衰されていない」状態との間の滑らかな移行が得られる。この明るい領域がパーセンテージＰに等しいピクセルの割合を含む場合、その拡張値はＢＳＴａｒｇｅｔ’に設定される。これは、拡張値が突然減衰され、ビデオシーケンスにちらつき効果を生じさせる可能性がある欧州特許出願公開第３ ５０３ ０１９（Ａ１）号には当てはまらない。

一例では、ＢＳＴａｒｇｅｔ’＝８６２と仮定し、ｋ＝２５０での増加する明るい領域を考慮するが、ＴＨ２までのヒストグラムには他のビンは存在しない（すなわち、ＴＨ２の拡張値はＢＳＴａｒｇｅｔ’である）。その場合、図１０の方法の一実行例は以下の通りである。
●明るい領域のピクセルの割合＝０→ａｌｐｈａ＝０→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝Ｙｅｘｐ’＝２５０^{１．２５４}＝１０１６→ｈｌＣｏｅｆ＝０；
●明るい領域のピクセルの割合＝０．２５^＊Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝０．２５→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝０．２５^＊８６２＋０．７５^＊１０１６＝９７７→Ｇｂｓ（Ｙ’）＝ｌｏｇ（９７７）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２４７→ｈｌＣｏｅｆ＝０．００７９；
●明るい領域のピクセルの割合＝０．５^＊Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝０．５→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝０．５^＊８６２＋０．５^＊１０１６＝９３９→Ｇｂｓ（Ｙ’）＝ｌｏｇ（９３９）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２４０→ｈｌＣｏｅｆ＝０．０１５８；
●明るい領域のピクセルの割合＝０．７５^＊Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝０．７５→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝０．７５^＊８６２＋０．２５^＊１０１６＝９００→Ｇｂｓ（Ｙ’）＝ｌｏｇ（９００）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２３２→ｈｌＣｏｅｆ＝０．０２４８；
●明るい領域のピクセルの割合＞Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝１→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝８６２→Ｇｂｓ（Ｙ’）＝ｌｏｇ（８６２）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２２４→ｈｌＣｏｅｆ＝０．０３３８；
図から分かるように、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは、明るい領域内のピクセルの割合と共に増大する（欧州特許出願公開第３５０３０１９（Ａ１）号の値まで）。したがって、輝点減衰の滑らかな増大が得られる。

図１０の方法の別の利点は、ループに保存された減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆが完全な反復中に計算された最大の減衰強度係数であることである。これは、「２５０」（本例ではＧ＝１，２５４）に７５％のＰｓｕｍがあり、「２４０」（本例ではＧ＝１．２３９）に２５％のＰｓｕｍがある場合、又は「２５０」に２５％のＰｓｕｍがあり、「２４０」に７５％のＰｓｕｍがある場合、最終減衰強度値ｈｌＣｏｅｆが同じではないことを意味する。第１のケースでは、
●Ｙ’＝２５０において、明るい領域内のピクセルの割合＝０．７５^＊Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝０．７５→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［２５０］＝０．７５^＊８６２＋０．２５^＊１０１６＝９００→Ｇｂｓ（２５０）＝ｌｏｇ（９００）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２３２→ｈｌＣｏｅｆ［２５０］＝０．０２４８；
●Ｙ’＝２４０において、明るい領域内のピクセルの割合＝０．７５^＊Ｐｓｕｍ＋０．２５^＊Ｐｓｕｍ＝Ｐｓｕｍ→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［２４０］＝８６２→Ｇｂｓ（２４０）＝ｌｏｇ（８６２）／ｌｏｇ（２４０）＝１．２３３→ｈｌＣｏｅｆ［２４０］＝０．００８６；
●→Ｙ’＝２５０についてのｈｌＣｏｅｆを選択する：ｈｌＣｏｅｆ＝０．０２４８；
第２のケースでは、
●Ｙ’＝２５０において、明るい領域内のピクセルの割合＝０．２５^＊Ｐｓｕｍ→ａｌｐｈａ＝０．２５→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［Ｙ’］＝０．２５^＊８６２＋０．７５^＊１０１６＝９７７→Ｇｂｓ（Ｙ’）＝ｌｏｇ（９７７）／ｌｏｇ（２５０）＝１．２４７→ｈｌＣｏｅｆ＝０．００７９；
●Ｙ’＝２４０において、明るい領域内のピクセルの割合＝０．２５^＊Ｐｓｕｍ＋０．７５^＊Ｐｓｕｍ＝Ｐｓｕｍ→ＢＳＴａｒｇｅｔ’［２４０］＝８６２→Ｇｂｓ（２４０）＝ｌｏｇ（８６２）／ｌｏｇ（２４０）＝１．２３３→ｈｌＣｏｅｆ［２４０］＝０．００８６；
●→Ｙ’＝２４０についてのｈｌＣｏｅｆを選択する：ｈｌＣｏｅｆ＝０．００８６；
つまり、輝点減衰量（すなわち、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆの値）は、ＴＨ１及び「２５５」のヒストグラムｈｉｓｔｏにおけるピクセルの輝度値の統計的分布に依存する。各反復で、ｋの現在の値に対応するピクセル数がｓｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓに追加され、ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］の最大値が格納されると、方法は、ｋの前の値に関して（ヒストグラムｈｉｓｔｏの前のビンに関して）何が起こったかの「メモリ」を保持する。

一実施形態では、ＩＴＭ曲線が最大認可消費輝度値Ｌｍａｘ（例えば、Ｌｍａｘ＝１０００ｎｉｔ）を超えて非常に高くなる場合に適合されると、ｋｅｘｐ＞Ｌｍａｘの場合、ａｌｐｈａはａｌｐｈａ^{Ｌｍａｘ／ｋｅｘｐ}に置き換えられる。

一実施形態では、幾つかのspecular（例えば、空の星、スパーク、又は任意の種類の非常に小さな明るい物体）を可能にするように適合されると、ａｌｐｈａが以下のように計算される。
ａｌｐｈａ＝（ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ－ｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈ）／（Ｐｓｕｍ－ｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈ）

ｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈはＰｓｕｍの一部であり、例えば２０％に等しい。次に、値ｋにおいて、ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ＜ｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈである場合、ａｌｐｈａが負になって０に設定される。この場合、ＢＳＴａｒｇｅｔ［ｋ］はＫｅｘｐに等しく、したがって減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは０に等しい。ｓｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓがｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈよりも低い限り、輝点減衰は適用されない。ｓｐｅｃｕｌａｒＰａｓｓＴｈｒｏｕｇｈ＝０は、図１０の実施形態を検索することを可能にする。

前述したように、図４の方法は、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆを計算するための方法のおかげで、ＩＴＭプロセスが適用されるビデオシーケンスにおけるちらつき効果を低減することを可能にする。一実施形態では、図４の方法に時間フィルタリングを導入することによって追加の改善が得られる。この実施形態では、ヒストグラムｈｉｓｔｏは、２つの連続する画像のヒストグラム間の距離を測定することによってビデオシーケンス内のシーンカットを検出するために使用される。前述したように、減衰強度係数ｈｌＣｏｅｆは、式５を用いて現在のＳＤＲ画像に適用するための修正利得関数Ｇｂｓ（）を計算するために使用される。
Ｇｂｓ（Ｙ’）＝Ｇ（Ｙ’）－ｈｌＣｏｅｆ‘^＊（Ｙ’／２５５）^γ

上記の式は、以下のように書くことができる。
Ｇ（Ｙ’）－ｈｌＣｏｅｆ［ｈｌＣｏｅｆＰｏｓ］^＊（Ｙ’／２５５）^γ

現在のＳＤＲ画像においてシーンカットが検出される場合、処理モジュール３０は、変数ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ及び変数ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃにそれぞれｈｌＣｏｅｆ及びｈｌＣｏｅｆＰｏｓを格納する。

現在のＳＤＲ画像においてシーンカットが検出されない場合、処理モジュール３０は、変数ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ及び変数ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＣｕｒにそれぞれｈｌＣｏｅｆ及びｈｌＣｏｅｆＰｏｓを記憶する。その場合、処理モジュール３０は、現在のＳＤＲ画像に先行する及び最後のシーンカットが検出されたＳＤＲ画像の後のＳＤＲ画像上で計算されたｈｌＣｏｅｆＣｕｒ（それぞれｈｌＣｏｅｆＰｏｓＣｕｒ）からｈｌＣｏｅｆＲｅｃ（それぞれｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ）までを混合して、ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ（それぞれｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ）の新しい値を生成する。ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ及びｈｌＣｏｅｆＲｅｃの相対値に応じて、混合プロセスは２つの形態をとることができる。
１．ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ≧ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ：この状況では、より多くの輝点減衰を現在のＳＤＲ画像に適用しなければならない。
●ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ＝０（最後のシーンカットまで現在のＳＤＲ画像に先行するＳＤＲ画像に輝点減衰が適用されていない）の場合、ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ＝ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＣｕｒである。
●ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ≠０（何らかの輝点減衰が、最後のシーンカットまで現在のＳＤＲ画像に先行するＳＤＲ画像に適用されている）場合、ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ＝ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＣｕｒ^＊ｂｓＡｔｔａｃｋ＋ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ^＊（１－ｂｓＡｔｔａｃｋ）である。
両方の場合には、ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ＝ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ^＊ｂｓＡｔｔａｃｋ＋ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ^＊（１－ｂｓＡｔｔａｃｋ）である。ｂｓＡｔｔａｃｋは、０と１との間の重み係数である。ｂｓＡｔｔａｃｋが１に近いほど、ｈｌＣｏｅｆ及びｈｌＣｏｅｆＰｏｓの新しい値の影響が大きくなる。一例では、ｂｓＡｔｔａｃｋは、明るい領域の平滑化効果を得るために、２５フレーム／秒で０．０５に設定される。
２．ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ＜ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ：この状況では、現在のＳＤＲ画像に適用しなければならない輝点の減衰が少なくなる。ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ＝ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ^＊ｂｓＲｅｌｅａｓｅ＋ｈｌＣｏｅｆＲｅｃ^＊（１－ｂｓＲｅｌｅａｓｅ）。ｈｌＣｏｅｆＣｕｒ≠０の場合：ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ＝ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＣｕｒ^＊ｂｓＲｅｌｅａｓｅ＋ｈｌＣｏｅｆＰｏｓＲｅｃ^＊（１－ｂｓＲｅｌｅａｓｅ）である。ｂｓＲｅｌｅａｓｅは、０～１の値である。ｂｓＲｅｌｅａｓｅが１に近いほど、ｈｌＣｏｅｆ及びｈｌＣｏｅｆＰｏｓの新しい値の影響が大きくなる。一例では、明領域平滑化効果を有するために、２５フレーム／秒でｂｓＲｅｌｅａｓｅ＝０．０５である。

時間フィルタリングを伴う実施形態では、ｈｌＣｏｅｆＲｅｃは式５のｈｌＣｏｅｆを置き換え、Ｇｂｓ（）の計算を可能にする。

ＩＴＭ関数の単調性は重要な特性である。場合によっては、修正利得関数Ｇｂｓ（）の使用は、ＩＴＭ関数が単調になることを防止することができる。単調性の喪失は、減衰利得係数ｈｌＣｏｅｆ及び／又はγの非常に高い値に対して、拡張目標輝度値ＢＳＴａｒｇｅｔが非常に低いとき、又は元のＩＴＭ曲線が非常に高くなるときに起こり得る。２つの異なるケース、すなわち、最高輝度値Ｙ’で曲線が単調ではないケース、或いは、幾つかの中間輝度値Ｙ’で曲線が単調性を失い、より高い輝度値Ｙ’で曲線を回復するケースが発生する可能性がある。

図１３Ａは、ＩＴＭ曲線（破線）が単調でない典型的な場ケースを示す。

図１３Ａにおいて、実線の第１の曲線は、輝点減衰のないＩＴＭ曲線を表し、破線の第２の曲線は、非単調曲線をもたらす第１の曲線の減衰の結果を表わす。

この例では、ｈｌＣｏｅｆ及びγの両方、特にγは非常に高い値を有する：ｈｌＣｏｅｆ＝０．０７及びγ＝１２。

ｈｌＣｏｅｆＰｏｓが「２５５」に等しい場合、このことは、ｈｌＣｏｅｆが輝度値Ｙ’＝２５５で計算されたことを意味し、処理モジュール３０は、単調性を検索するためにγを減少させるだけでよい（Ｙｅｘｐ’の値は、Ｙ’＝２５５の場合にγが変化するときに変化しない）。例えば、γ＝９を使用すると、破線の拡張曲線は再び単調である。

図１３Ｂは、ＩＴＭ曲線の単調性を保証することを可能にするＩＴＭ曲線の補正を示す。

図１３Ｂにおいて、第１の曲線は、図１３Ａの第１の曲線と同一である。破線の曲線は、図１３Ａの第２の曲線を得ることを可能にするＩＴＭ関数におけるパラメータγの修正の結果である。

ｈｌＣｏｅｆＰｏｓ≠２５５の場合、処理モジュール３０は、ｈｌＣｏｅｆＰｏｓにおいて同じＹｅｘｐ’値を維持しながら、ｈｌＣｏｅｆ及びγの両方を修正して単調性を検索する必要がある。例えば、ｈｌＣｏｅｆＰｏｓ＝２４３、Ｙｅｘｐ’＝７４８である場合、処理モジュールは、単調性を取り出すためにγ及びｈｌＣｏｅｆを低減する必要がある。これは再帰的に行うことができる。例えば、ｈｌＣｏｅｆ＝０．０６３及びγ＝９．８では、Ｙｅｘｐ’が同じ値（Ｙｅｘｐ’＝７４８）を維持している間、曲線は再び単調である。

一実施形態では、図９Ｂのプロセスは、任意選択のステップ４５２によって補完される。ステップ４５２中、輝点減衰を使用するときに得られたＩＴＭ曲線の単調性が試験され、ＩＴＭ曲線の単調性を保証するために、必要に応じてＩＴＭ曲線に補正が適用される。

図１４は、ＩＴＭ曲線の単調性を保証することを可能にする方法を概略的に表わす。

ステップ４５２１において、処理モジュール３０は、式４に修正利得関数Ｇｂｓ（）を導入することによって得られるＩＴＭ曲線が単調であるかどうかを判定する。ＩＴＭ曲線は、０から「２５４」の間の任意のｋに関してＹｅｘｐ（ｋ）≦Ｙｅｘｐ（ｋ＋１）であれば単調である。

ＩＴＭ曲線が単調である場合、ステップ４５２５において、ＩＴＭ関数に補正は適用されない。

ＩＴＭ関数が単調でない場合、処理モジュール３０は、ステップ４５２２においてｈｌＣｏｅｆＰｏｓ＝２５５であるかどうかを判定する。はいの場合、処理モジュール３０はγのみを変更する。例えば、γは、ＩＴＭ関数が単調になるまで再帰的に減少した。

ｈｌＣｏｅｆＰｏｓ≠２５５の場合、処理モジュール３０は、輝度値Ｙ’＝ｈｌＣｏｅｆＰｏｓにおいて同じ拡張輝度値Ｙｅｘｐ’を維持しながら、ＩＴＭ曲線の単調性を保証するようにｈｌＣｏｅｆ及びγを変更する。これは、代替的にｈｌＣｏｅｆ及びγを低減する再帰的プロセスを適用することによって行うことができる。

以上、幾つかの実施形態について説明した。これらの実施形態の特徴は、単独で、又は任意の組み合わせで提供することができる。更に、実施形態は、様々な特許請求のカテゴリ及びタイプにわたって、以下の特徴、デバイス、又は態様の１つ以上を、単独で、又は組み合わせで含むことができる。
●記載された実施形態のうちの少なくとも１つを実行するテレビ、セットトップボックス、携帯電話、タブレット、又は他の電子デバイス。
●記載された実施形態のうちの少なくとも１つを実行し、得られた画像を（例えば、モニタ、スクリーン、又は他のタイプのディスプレイを使用して）表示するテレビ、セットトップボックス、携帯電話、タブレット、又は他の電子デバイス。
●符号化ビデオストリームを含む信号を受信するために（例えば、チューナを使用して）チャネルをチューニングし、説明した実施形態のうちの少なくとも１つを実行するテレビ、セットトップボックス、携帯電話、タブレット、又は他の電子デバイス。
●符号化ビデオストリームを含む信号を（例えば、アンテナを使用して）無線で受信し、説明した実施形態のうちの少なくとも１つを実行するテレビ、セットトップボックス、携帯電話、タブレット、又は他の電子デバイス。

Claims (20)

1. 逆トーンマッピングのための方法であって、
   現在画像と呼ばれる画像を取得するステップ（４１）と、
   第１の逆トーンマッピング関数の初期利得関数と呼ばれる利得関数を取得するステップ （４２）と、
   目標輝度値（ＴＨ１）を取得するステップと、
   前記目標輝度値（ＴＨ１）に少なくとも等しい輝度値を有する前記現在画像の少なくとも１つのピクセルが、前記現在画像に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用によってもたらされて目標拡張輝度値（ＢＳＴａｒｇｅｔ’）よりも高い拡張値を有する場合（４３）に、前記現在画像に対して第２の逆トーンマッピング関数を適用するステップ（４５，４５３）であって、前記第２の逆トーンマッピング関数が、前記利得関数が修正利得関数によって置き換えられた前記第１の逆トーンマッピング関数に対応する、ステップと、
   を含み、前記修正利得関数は、前記初期利得関数によって与えられる利得が減衰関数によって減衰される前記初期利得関数から導出される関数であり、前記減衰関数は、前記減衰の強度を制御する重み係数（ｈｌＣｏｅｆ）によって重み付けされた輝度値の増加関数であり、前記重み係数は、最大輝度値と前記目標輝度値（ＴＨ１）との間の前記現在画像のヒストグラムにおける輝度値の統計的分布に依存する、
   方法。
2. 前記最大輝度値から輝度値が大きい順に前記ヒストグラムを閲覧するステップと、
   前記閲覧された輝度値が前記目標輝度値（ＴＨ１）に少なくとも等しい（４３１Ｂ）間、前記閲覧された輝度値に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果（４３１Ｇ）が前記目標拡張輝度値（ＢＳＴａｒｇｅｔ’）に少なくとも等しい（４３１Ｈ）ときに、それぞれの前記閲覧された輝度値ごとに中間重み係数（ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］）を計算するステップ（４３１Ｊ）と、及び、
   前記重み付き係数（ｈｌＣｏｅｆ）の値を、前記計算された中間重み係数の最大値に対応する値に設定するステップ（４３１Ｍ）と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記中間重み係数が中間拡張目標輝度値に依存し、前記中間拡張目標輝度値は、前記拡張目標輝度値と、前記閲覧された輝度値に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用の前記結果（４３１Ｇ）との間の加重和（４３１Ｉ）であり、前記加重和の各重みは、前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル（ａｌｐｈａ）の割合を表わす値に依存する、請求項２に記載の方法。
4. 前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル（ａｌｐｈａ）の前記割合を表わす前記値は、最大認可消費輝度値にも依存する、請求項３に記載の方法。
5. 前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル数（ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ）が所定の最小ピクセル数よりも低い場合に、前記現在画像に対して前記第１の逆トーンマッピング関数を適用するステップを含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記現在画像がビデオシーケンスに属し、前記方法は、現在のビデオシーケンス内のシーンカットを検出するステップを含み、前記重み係数は、前記減衰の前記強度を、前記現在画像に先行する前記ビデオシーケンスの別の画像について計算された前記減衰の前記強度を制御する少なくとも１つの他の重み係数にも応じて制御し、前記現在画像と前記別の画像との間でシーンカットが検出されていない、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第２の逆トーンマッピング関数を用いて取得された第１の逆トーンマッピング曲線の単調性を検証するステップと、前記第１の逆トーンマッピング曲線が単調でない場合、前記第２の逆トーンマッピング関数の少なくとも１つのパラメータを修正して、単調な第２の逆トーンマッピング曲線を取得するステップとを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記目標輝度値は、前記現在画像の前記ピクセルの所定のパーセンテージ（Ｐ）に依存する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 逆トーンマッピングのためのデバイスであって、
   現在画像と呼ばれる画像を取得し（４１）、
   第１の逆トーンマッピング関数の初期利得関数と呼ばれる利得関数を取得し（４２）、
   目標輝度値（ＴＨ１）を取得し、
   前記目標輝度値（ＴＨ１）に少なくとも等しい輝度値を有する前記現在画像の少なくとも１つのピクセルが、前記現在画像に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用によってもたらされて目標拡張輝度値（ＢＳＴａｒｇｅｔ’）よりも高い拡張輝度値を有する場合（４３）に、前記現在画像に対して第２の逆トーンマッピング関数を適用する（４５，４５３）、
   ように適合された電子回路を備え、
   前記第２の逆トーンマッピング関数は、前記利得関数が修正利得関数によって置き換えられた前記第１の逆トーンマッピング関数に対応し、前記修正利得関数は、前記初期利得関数によって与えられる利得が減衰関数によって減衰される前記初期利得関数から導出される関数であり、前記減衰関数は、前記減衰の強度を制御する重み係数（ｈｌＣｏｅｆ）によって重み付けされた輝度値の増加関数であり、前記重み係数は、最大輝度値と前記目標輝度値（ＴＨ１）との間の前記現在画像のヒストグラムにおける輝度値の統計的分布に依存する、
   デバイス。
10. 前記電子回路は、
    前記最大輝度値から輝度値が大きい順に前記ヒストグラムを閲覧し、
    前記閲覧された輝度値が前記目標輝度値（ＴＨ１）に少なくとも等しい（４３１Ｂ）間、前記閲覧された輝度値に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用の結果（４３１Ｇ）が前記目標拡張輝度値（ＢＳＴａｒｇｅｔ’）に少なくとも等しい（４３１Ｈ）ときに、それぞれの前記閲覧された輝度値ごとに中間重み係数（ｈｌＣｏｅｆ［ｋ］）を計算し（４３１Ｊ）、及び
    前記重み付き係数（ｈｌＣｏｅｆ）の値を、前記計算された中間重み係数の最大値に対応する値に設定する（４３１Ｍ）、
    ようにも適合される、請求項９に記載のデバイス。
11. 前記中間重み係数が中間拡張目標輝度値に依存し、前記中間拡張目標輝度値は、前記拡張目標輝度値と、前記閲覧された輝度値に対する前記第１の逆トーンマッピング関数の適用の前記結果（４３１Ｇ）との間の加重和（４３１Ｉ）であり、前記加重和の各重みは、前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル（ａｌｐｈａ）の割合を表わす値に依存する、請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル（ａｌｐｈａ）の前記割合を表わす前記値は、最大認可消費輝度値にも依存する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記閲覧された輝度値よりも高い輝度値を有する前記現在画像のピクセル数（ＳｕｍＯｆＨｉＢｉｎｓ）が所定の最小ピクセル数よりも低い場合に、前記現在画像に対して前記第１の逆トーンマッピング関数を適用することを含む、請求項１１に記載のデバイス。
14. 前記現在画像がビデオシーケンスに属し、前記電子回路は、現在のビデオシーケンス内のシーンカットを検出するようにも適合され、前記重み係数は、前記減衰の前記強度を、前記現在画像に先行する前記ビデオシーケンスの別の画像について計算された前記減衰の前記強度を制御する少なくとも１つの他の重み係数にも応じて制御し、前記現在画像と前記別の画像との間でシーンカットが検出されていない、請求項９から１３のいずれか一項に記載のデバイス。
15. 前記第２の逆トーンマッピング関数を用いて取得された第１の逆トーンマッピング曲線の単調性を検証すること、及び、前記第１の逆トーンマッピング曲線が単調でない場合、前記第２の逆トーンマッピング関数の少なくとも１つのパラメータを修正して、単調な第２の逆トーンマッピング曲線を取得することを含む、請求項９から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
16. 前記目標輝度値は、前記現在画像の前記ピクセルの所定のパーセンテージ（Ｐ）に依存する、請求項８から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
17. 請求項９から１６のいずれか一項に記載のデバイスを備える装置。
18. 請求項１から８のいずれか一項に記載の方法によって又は請求項９から１６のいずれか一項に記載のデバイスによって又は請求項１７に記載の装置によって生成される信号。
19. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム。
20. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプログラムコード命令を記憶する情報記憶手段。