JP5852079B2 - 拡張ダイナミックレンジおよび拡張次元をもつ画像信号変換 - Google Patents

Description

〈関連特許出願〉
本願は、2009年3月10日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第61/159,003号；2009年9月2日に出願された同第61/239,176号；2010年1月11日に出願された同第61/294,005号に関係する。これらはいずれも発明者はミラー、ウェッブおよびステックであり、いずれも「レガシー・ビデオ・インターフェースを介した拡張ダイナミックレンジおよび拡張次元をもつ画像信号送達」という名称であり、みな本願の被譲渡者に譲渡されている。これらの米国出願61/159,003、61/239,176および61/294,005の内容はここにあらゆる目的のために参照によって組み込まれる。米国出願61/159,003はここに付録Ａとして、米国出願61/239,176はここに付録Ｂとして収録される。

米国出願61/159,003、61/239,176および61/294,005ならびに本願は、付録Ｃとして本願に収録されている米国出願61/140,886および付録Ｄとして本願に収録されている米国出願61/143,087を参照によって組み込む。

〈発明の分野〉
本発明は概括的にはメディアに関する。より詳細には、本発明の諸実施形態は、レガシー・ビデオ・インターフェースを介した、拡張されたダイナミックレンジ、拡張された次元の画像の送達ならびに関係した信号に関する。

視覚的情報を含むメディア・コンテンツのダイナミックレンジは、レガシー・モニタ、テレビ、映画館スクリーンおよび他のディスプレイの動作が典型的にもつ制限の比較的低いダイナミックレンジよりも広いレンジに拡張されている。高ダイナミックレンジ（HDR: High Dynamic Range）画像およびビデオはより一般的なものとなっている。一般に、HDRは、強度および色の完全な視覚的範囲を含むことができる。この用語はまた、比較的高いダイナミックレンジを表示することのできるいくつかのディスプレイ技術を記述するためにも使われる。HDRやHDR信号がどのように表現されるかについての合意された定義はない。たとえば、スチール画像については、米国カリフォルニア州サンノゼのアドビ・システムズ社によるアプリケーションであるフォトショップ〔登録商標〕はHDRの用語を、チャネル当たり、たとえば色または色空間における定義座標当たり、32ビットの浮動小数点値をもつ画像について使っており、アドビ・フォトショップはバージョンCS2においてHDR画像のサポートを始めた。色管理システム、たとえば米国カリフォルニア州キューパーティーノのアップル社によるカラーシンク〔登録商標〕は、色座標エンコード当たり32ビットの浮動小数点値を許容する。したがって、典型的な三チャネルのスチールHDR画像は96ビットでエンコードできる。

グレゴリー・ラーソンは、HDR画像のためのエンコードとしてlogLuvを導入した。非特許文献１を参照。「LogLuv TIFF」は、ルミナンスの対数エンコードを色度の線形符号化と組み合わせて可視スペクトルをフルにカバーするファイル・フォーマットである。ピクセル・データは24ビットおよび32ビットの浮動小数点数として記憶される。色空間はCIE-1931 XYZである。

当初のlogLuv仕様は、HDR画像を24ビットおよび32ビットのフォーマットにコンパクトに当てはめることも提供していた。その32ビットのlogLuvフォーマットは、符号ビットと、対数ルミナンスのための15ビットと、u'およびv'のためのそれぞれ8ビットとを有しており、38桁のルミナンス・ダイナミックレンジを表現できた。

さらに、新しいモニタ技術、たとえば、変調されたLEDバックライトおよびLCD透過率の組み合わせのようなバックライトと透過率の変調の組み合わせは、比較的高いダイナミックレンジの画像を表示できる。

さらに、再び当初のlogLuv 32ビット仕様を参照するに、u'およびv'のための8ビットは、特に白に近い色について、色の輪郭形成および他の知覚可能な効果につながることがある。真のHDRのためには、完全な色範囲が必要とされている。

ビデオおよびその他の画像関係のメディアのために利用可能なダイナミックレンジを拡張することに加えてさらに、メディアに関係する次元（dimensionality）側面も、たとえば三次元（3D）ビデオに拡張されうる。3Dビデオは、ビデオ・コンテンツに対して、事実上、少なくとも見かけの第三の、たとえば奥行きに関係した次元を追加する。本稿での用法では、拡張された次元という用語は、3Dビデオおよび関係した画像信号に関係していてもよい。

本稿での用法では、拡張ダイナミックレンジおよびHDRの用語は、たとえば議論や例解に関係する目的のために、本質的には交換可能に使われる。本稿での用法では、拡張次元および3Dビデオの用語ならびに拡張ダイナミックレンジに関係した用語は、そうでないことがはっきり述べられているのでない限り、限定ではなくたとえば議論や例解に関係する目的のために、本質的には交換可能的に使用されてもよい。

ディスプレイ・モニタおよびディスプレイ画面は、HDRメディア・コンテンツのソースと、オーディオビジュアル（AV）インターフェースを通じて通信上結合し、信号を交換してもよい。たとえば、該ソースからレンダリングされるべきビデオ信号および制御信号を受信して、制御関係のパフォーマンス・データを返してもよい。そのようなソースはブルーレイ・ディスク（商標）プレーヤーまたはビデオ情報が通信されるネットワークに結合されたネットワーク・インターフェースを含む。

HDRコンテンツの送信および／またはレンダリングに関連したデータ・フローを扱うためのAVインターフェースは存在しており、開発中のものもある。HDRディスプレイ・モニタは同様に他の拡張ダイナミックレンジ信号をレンダリングできてもよい。

HDR画像を表示できるディスプレイ技術が開発中であり、より広まるであろうが、比較的低ダイナミックレンジのモニタのようなレガシー・デバイスもいまだ普通に使われており、不確定ながら可能性としてはかなりの期間にわたって普通に使われ続けることがありうる。同様に、比較的低ダイナミックレンジを表示する映画館の映画スクリーンがいまだ普通に使われており、不確定ながら可能性としてはかなりの期間にわたって普通に使われ続けることがありうる。

さらに、新しいAVインターフェースが開発され、将来も開発されるであろうが、既存のいわゆる「レガシー」メディア・インターフェースが普通に使われており、不確定ながら可能性としてはかなりの期間にわたって普通に使われ続ける可能性が高い。そのようなレガシー・インターフェースは、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI: High Definition Multimedia Interface）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI: Digital Visual Interface）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI: Serial Digital Interface）および「ディスプレイ・ポート（Display-Port）」関連のインターフェースを含む。

この背景技術のセクションに記述されるアプローチは、追求されたかもしれないが、必ずしも以前に着想されたり追求されたりしたアプローチであるとは限らない。したがって、特に断りのない限り、このセクションに記述されるアプローチはどれも、このセクションに含まれているというだけのことをもって従来技術となると想定すべきではない。一つまたは複数のアプローチに関して同定された論点は、特に断りのない限り、このセクションに基づいて、何らかの従来技術において認識されたと想定すべきではない。

Gregory W. Larson, "the LogLuv encoding for full-gamut, high dynamic range images", Journal of Graphics Tools, col.3, No.1, pp.15-31, 1998 ウィキペディア記事"Color Difference"、URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_difference、2009年11月2日アクセス

従来技術の欠点を軽減ないし解消する。

請求項記載の手段によって解決する。

目に見えるルミナンスの範囲全体およびさまざまな例示的な部分範囲を示す図である。 Ａは、量子化された対数ルミナンスのためのさまざまなビット深さについて色差のグラフを示している。Ｂは、いくつかの規格化されたルミナンス値における、量子化されたクロミナンス成分のためのさまざまなビット深さについての色差を示している。 ある色空間のデータ、たとえばビデオ・データを視覚ダイナミックレンジ（VDR）デジタル・フォーマットのデータに変換する一つの方法実施形態の簡略化されたフローチャートである。 動作においてある色空間のデータ、たとえばビデオ・データをVDRデジタル・フォーマットに変換するよう構成された装置の実施形態の簡略化されたブロック図である。 Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ一般的なRGB 4:4:4、YCbCr 4:4:4フォーマットおよびYCbCr 4:2:2フォーマットのビデオ信号のための従来技術のHDMI信号の構成の例を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく、24ビットのHDMI YCbCr 4:2:2フォーマット・レガシー・コンテナにマップされた例示的な36ビットVDR信号を示す図である。 Ａは、本発明のある実施形態に基づく、24ビットのHDMI YCbCr 4:4:4フォーマット・レガシー・コンテナにマップされた例示的な35ビットVDR信号を示す図である。Ｂは、本発明のある実施形態に基づく、24ビットのHDMI YCbCr 4:4:4またはRGB 4:4:4フォーマット・レガシー・コンテナにマップされた例示的な34ビットVDR信号を示す図である。Ｃは、本発明のある実施形態に基づく、24ビットのHDMI YCbCr 4:4:4またはRGB 4:4:4フォーマット・レガシー・コンテナにマップされた例示的な33ビットVDR信号を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく、レガシーSDIインターフェースにおけるVDRデータのパッキングの実施形態を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明のある実施形態に基づく、二つの連続するピクセルについてのピクセル当たり39ビットを、ピクセル当たり39ビットのVDR信号を転送するために使われる二つのチャネルのための第一および第二のSDIコンテナ中にビット割り当てすることのある実施形態を示す図である。 （ｃ）および（ｄ）は、二つの連続するピクセルについてのピクセル当たり39ビットの、第一および第二のSDIコンテナ中へのビット割り当ての代替的な実施形態を示す図である。 （ｅ）および（ｆ）は、二つの連続するピクセルについての、第一および第二のSDIコンテナ中へのビット割り当てのもう一つの代替的な実施形態を示す図である。 本発明のある実施形態に基づく、高ダイナミックレンジ・ディスプレイおよび例示的なレガシー・コンポーネントを含む例示的なシステムを描く図である。 本発明のいくつかの実施形態に基づく、レガシー・インターフェースを通じた三次元コンテンツをエンコードする信号の送達のための例示的な方法を描く図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、本発明の実施形態に基づく例示的な手順のためのフローチャートである。 本発明のいくつかの実施形態を実装するのに用いうる例示的な処理システムを描く図である。 本発明のいくつかの実施形態を実装するのに用いうる例示的な集積回路装置を描く図である。

拡張されたダイナミックレンジ、拡張された次元および関係する画像信号の形成、また拡張されたダイナミックレンジ、拡張された次元および関係する画像信号のレガシー・ビデオ・インターフェースを介した送達が本稿で記述される。以下の記述では、説明の目的のため、本発明の十全な理解を提供するために、数多くの個別的詳細が述べられる。しかしながら、本発明がこれらの個別的詳細なしでも実施されうることは明白であろう。他の例では、よく知られた構造および装置は、本発明を無用に覆い隠したり、曖昧にしたり、あるいはぼかしたりすることを避けるために、網羅的な詳細では記述されない。

〈概説〉
本稿で記述される例示的な実施形態は、拡張されたダイナミックレンジ、拡張された次元および関係する画像信号の形成および／またはレガシー・ビデオ・インターフェースを介した送達に関係する。同時可視なダイナミックレンジ色を組み込むことのできる視覚ダイナミックレンジ（VDR: Visual Dynamic Range）として同定されるフォーマットを導入しておく。

ある実施形態は、高ダイナミックレンジ（HDR）ビデオ・メディア信号のような拡張されたダイナミックレンジのビデオをVDRデータ・フォーマット中にエンコードするための方法に関する。記載されるのは、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI）または「ディスプレイ・ポート」関連のインターフェースといったレガシー・メディア・インターフェースによる送達のためのVDRデータのマッピングである。

個別的な実施形態は、画素の色成分を表すデータを受け容れ、それらの色成分がデバイス独立色空間にない場合には該色成分をデバイス独立色空間での値に変換することを含む方法を含む。本方法はさらに、デバイス独立色空間での値をL_D、u'およびv'で表される三つの変数によって表されるVDRデータに変換することを含む。ここで、範囲[0,1]内のL_Dについては、L_D＝(αlog₂Y)＋βであり、ここでYはデバイス独立色空間での値に対応するCIE-1931 XYZ色空間におけるcd/m²でのルミナンス値の値を表し、αはスケール・パラメータを表し、βはバイアス・パラメータを表し、u'v'はデバイス独立色空間における値に対応するCIE-1976ルミナンス・クロミナンス色空間におけるクロミナンス値である。本方法はさらに、L_D、u'およびv'の値を量子化してnで表される第一のビット数のデジタルL_D値と、それぞれmで表される第二のビット数のデジタルu'およびv'値とにする。

個別的な実施形態は、三つの値によって表現されるVDRビデオ信号データを受け容れる段階を含む方法を含む。ここで、前記三つの値は、L_Dと表されるルミナンス関係値のnビット量子化値である第一の値を含み、ここで、Yはcd/m²でのルミナンス値の値を表すとして、X、Y、ZによるCIE-1931 XYZ色空間において表されたデータについて、L_D＝(αlog₂Y)＋βであり、αはスケール・パラメータを表し、βはバイアス・パラメータを表す。前記三つの値はさらに、X、Y、Zの値に対応する、CIE-1976ルミナンス・クロミナンス色空間における、u'およびv'と表されるmビットで量子化されたクロミナンス値である。本方法はさらに、受け容れられたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに準拠するコンテナ・フォーマットにマッピングすることを含む。視覚ダイナミックレンジ・データはレガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能である。

上記の方法のいくつかの実施形態では、α＝77/2048であり、β＝1/2であり、L_D＝((77/2048)log₂Y)＋1/2となる。D_L'と表されるnビットのデジタルL_D値およびそれぞれDu'およびDv'と表され整数として表現されるmビットのデジタルu'およびv'値は
D_L'＝INT[(253L_D＋1)・2^n-8]
Du'＝INT[(Su'＋B)・2^m-8]
Dv'＝INT[(Sv'＋B)・2^m-8]
となる。ここで、パラメータS＝406＋43/64であり、パラメータB＝35/64であり、INT[.]は、いかなる数も四捨五入する整数関数であり、0.5以上の端数部分のある任意の数を次の最も高い整数値に切り上げ、0.5未満の端数部分のある任意の数を切り下げる。

これらの方法のいくつかの実施形態では、量子化されたルミナンス関係値および量子化されたクロミナンス関係値は同じ空間分解能であり、平均して、VDRデータのピクセル当たりn＋2mビットがある。他の実施形態では、量子化されたクロミナンス関係値は量子化されたルミナンス関係値の半分の水平方向空間分解能であり、平均して、VDRデータのピクセル当たりn＋mビットがある。

これらの方法のいくつかの実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースはHDMIインターフェースであり、一方、他の実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースはSDIインターフェースである。いくつかの実施形態では、HDMIインターフェースは少なくともHDMI 1.3aのバージョンのHDMI規格に準拠する。

レガシー・ビデオ・インターフェースがHDMIインターフェースであり、量子化されたクロミナンス関係値が量子化されたルミナンス関係値の半分の水平方向空間分解能であるこれらの方法のいくつかの実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:2:2インターフェースである。第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位12ビットがコンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、該ピクセル対についてのクロミナンス関係データのビットはコンテナ内のCbおよびCr値に割り当てられた諸最上位ビット位置にマッピングされ、Y値専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれはコンテナ中でCrおよびCb値に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされるというものである。いくつかの個別的バージョンでは、前記ピクセル対についてv'関係データのビットはコンテナ内のCb値に割り当てられた諸最上位ビット位置にマッピングされ、Y値の専用の位置（単数または複数）にマッピングされていない前記対の第一のピクセルのルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれはコンテナ中でCb値に割り当てられた残りのビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてu'関係データのビットはコンテナ内のCr値に割り当てられた諸最上位ビット位置にマッピングされ、Y値の専用の位置（単数または複数）にマッピングされていない前記対の第二のピクセルのルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれはコンテナ中でCr値に割り当てられた残りのビット位置にマッピングされる。

レガシー・ビデオ・インターフェースがHDMIインターフェースであり、量子化されたクロミナンス関係値が量子化されたルミナンス関係値の半分の水平方向空間分解能であるこれらの方法のいくつかの実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI RGB 4:4:4インターフェースである。第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットがコンテナ内のRGB（赤、緑、青）成分のうちの特定の一つに割り当てられるビット位置にマッピングされ、該ピクセル対についてのクロミナンス関係データのビットはコンテナ内のRGB成分のうちの他の二つに割り当てられた諸最上位ビット位置にマッピングされ、Y値の専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれはコンテナ中で他の二つのRGB成分に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされるというものである。いくつかの個別的バージョンでは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットは、コンテナ中のG値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてv'関係データの上位8ビットは、前記対の第一のピクセルについてのコンテナ中のB値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてのv'関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについてのコンテナ中のR値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第一のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについてのコンテナ中のR値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記ピクセル対についてu'関係データの上位8ビットは、前記対の第二のピクセルについてのコンテナ中のR値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてのu'関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについてのコンテナ中のB値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについてのコンテナ中のB値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされる。

レガシー・ビデオ・インターフェースがHDMIインターフェースであり、量子化されたクロミナンス関係値が量子化されたルミナンス関係値の半分の水平方向空間分解能であるこれらの方法のいくつかの実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:4:4インターフェースである。第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットがコンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、該ピクセル対についてのクロミナンス関係データの上位8ビットは前記対の第一のピクセルについてのコンテナ内のCrおよびCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、第一および第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットおよび前記ピクセル対についてのクロミナンス関係データの下位ビットは、第一および第二のピクセルについてコンテナ中でCrおよびCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされるというものである。いくつかの個別的バージョンでは、各ピクセルについての輝度関係データの上位8ビットはコンテナ中のY値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてv'関係データの上位8ビットは前記対の第一のピクセルについてのコンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてv'関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについてのコンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第一のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについてのコンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記ピクセル対についてu'関係データの上位8ビットは前記対の第二のピクセルについてのコンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてu'関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについてのコンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについてのコンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされる。

レガシー・ビデオ・インターフェースがSDIインターフェースであり、量子化されたクロミナンス関係値が量子化されたルミナンス関係値の半分の水平方向空間分解能であるこれらの方法のいくつかの実施形態では、レガシー・ビデオ・インターフェースは20ビットSDI YCbCr 4:2:2インターフェースである。第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データがコンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、該ピクセル対についてのクロミナンス関係データは前記対についてのコンテナ内のCrおよびCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされるというものである。いくつかの個別的バージョンでは、前記ピクセル対についてv'関係データは前記対についてのコンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセル対についてu'関係データは前記対についてのコンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置にマッピングされる。

レガシー・ビデオ・インターフェースが第一および第二のチャネルを含む二つのSDIチャネルを含み、受け容れられるデータがビデオ・データの一部であり、量子化されたルミナンス関係値および量子化されたクロミナンス関係値が同じ空間分解能をもついくつかの実施形態では。各SDIチャネルは20ビットSDI YCbCr 4:2:2インターフェースである。第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位10ビットが、前記チャネルのうちのその一つのチャネルについてのコンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記第一および第二のピクセルについてのu'およびv'関係データの上位10ビットは前記第一および第二のチャネルについての各コンテナ中のCbおよびCrに割り当てられたビット位置にマッピングされ、ルミナンスまたはクロミナンス値のいずれかに10を超えるビットが使われる場合には、10を超えるビットを使うルミナンスまたはクロミナンス値の任意の下位ビット（単数または複数）は、ルミナンス値の上位ビットがマッピングされたチャネルではないほうのチャネルのコンテナ内のY値に割り当てられた位置にマッピングされる。

これらの方法のいくつかの実施形態では、第一のビット数nは少なくとも10であり、第二のビット数mは少なくとも10である。

これらの方法のいくつかの実施形態はレガシー・インターフェースを介してVDRデータを出力することを含む。いくつかのバージョンでは、レガシー・インターフェースはHDMIインターフェースである。他のバージョンでは、レガシー・インターフェースはSDIインターフェースである。

本稿で述べるように、種々の実施形態において、たとえば拡張されたダイナミックレンジまたは拡張された次元によって特徴付けられるビデオ素材についての信号についての画素（ピクセル）に関係するデータが定義される。定義されたビデオ信号データは、レガシー・ビデオ・インターフェースに準拠するコンテナ（container）・フォーマットにマッピングされる。このようにして、拡張されたダイナミックレンジ・ビデオ信号データはレガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能となる。

ある実施形態では、ピクセル・データのブライトネス（brightness）成分は対数スケールで表現される。ビデオ信号の二つの色成分はそれぞれ線形スケールで表現される。量子化されたnビット対数ルミナンス値が、拡張された範囲のビデオ素材に関連付けられている物理的なルミナンス値から計算されうる。拡張された範囲のビデオ素材に関連付けられている成分色値の集合上で変換が計算されうる。該変換は、少なくとも二つの線形色スケール上での色値を定義してもよい。成分色値は、デバイス独立色空間、たとえばCIE-1931 XYZ色空間における値に対応してもよい。二つの線形色スケールはそれぞれ(u',v')色空間におけるクロミナンス座標に対応してもよい。

対数ルミナンス値および前記二つの色スケールのそれぞれからの前記色値のうちの複数は、レガシー・ビデオ・メディアに関連付けられたフォーマットに準拠する4:2:2のデータ・コンテナにマッピングされてもよい。マッピングは、色スケール上で色値が関係している順序のうちから、色スケールのそれぞれからの色値の一つおきの対を選択することを含んでいてもよい。マッピングは、選択された値の諸対を用いて実行されてもよい。

対数ルミナンス値は、追加的または代替的に、レガシー・ビデオ・メディアに関連付けられたフォーマットに準拠する4:4:4のデータ・コンテナのルーマ（luma）関係チャネルにマッピングされてもよい。二つの色スケールのうちの第一のものからの色値のそれぞれについての諸最上位ビットが、4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの偶ピクセルにマッピングされてもよい。二つの色スケールのうちの第二のものからの色値のそれぞれについての諸最上位ビットが、4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの奇ピクセルにマッピングされてもよい。

レガシー・メディア・インターフェースを介して拡張されたダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能をもつディスプレイにおいて受領されると、ビデオ信号データは、拡張ダイナミックレンジ対応ディスプレイ上で拡張レンジのビデオ素材を効果的にレンダリングするよう、デコードされることができる。さらに、拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能を欠くディスプレイにおいてレガシー・メディア・インターフェースを介して受領された際には、ビデオ信号データは、拡張ダイナミックレンジよりは狭いかもしれない、ディスプレイによって参照されるダイナミックレンジでそのビデオ・コンテンツを可視的にレンダリングするよう、デコードされることができる。拡張ダイナミックレンジは高ダイナミックレンジ（high dynamic range）、視覚ダイナミックレンジ（visual dynamic range）、広い色範囲（wide color gamut）、視覚色範囲（visual color gamut）および／または三次元ビデオ・コンテンツを含んでもよい。レガシー・メディア・インターフェースは、なかでも、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI）または「ディスプレイ・ポート」インターフェースを含んでいてもよい。

ある実施形態は、このように、HDRビデオ信号に関連付けられているデータ需要を効果的に軽減する。HDR信号のルーマ関係成分、たとえばルミナンスは対数フォーマットでエンコードされる。HDR信号のフル分解能のクロマ関係成分、たとえばクロミナンスは4:2:2のコンテナ・フォーマットにパッケージングされる。4:2:2でパッケージングされたクロマ関係成分は4:4:4のディスプレイ・フォーマットにマッピングされてもよい。著しいことに、ある実施形態は、HDR信号に関係しうるメタデータとは独立に、パッケージングされたクロマ関係成分を4:4:4のディスプレイ・フォーマットにマッピングする。こうして、HDR信号は、HDMI、DVI、SDIまたはディスプレイ・ポートといったレガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能となる。諸実施形態は、レガシー信号内に、追加的な情報エンコードおよびパッケージングを必要とすることなく、機能しうる。

たとえば、ある実施形態は、HDMIおよび他のレガシー・インターフェースを通じてHDRを効果的に送信することを、該送信を達成するためにHDMIインターフェース媒体に関連付けられたいかなる特定のメタデータも必要とすることなく行う。HDMIおよび他のレガシー・インターフェースに関連付けられていてもよいメタデータが、それに関連付けられた主要ビデオ・ストリームの外側に存在してもよく、こうして、実世界におけるシステム・チェーン、ネットワークおよびアプリケーションにおける損失や破壊を若干受けやすくなることがありうる。

さらに、本発明の諸実施形態は、それを用いて再パッケージングされたVDR信号がレガシーの、たとえば比較的低ダイナミックレンジのまたは他の非HDRのディスプレイ上で閲覧可能となることを許容する。メディア、オーディオおよびビデオのエンコード、ディスプレイおよびメディア・インターフェースに関係する技術分野の当業者は、諸実施形態がそれを用いて再パッケージングされたVDR信号がレガシー・ディスプレイ上で閲覧可能となることを許容するものの、そのような非HDRディスプレイは、実施形態が提供するようなインターフェースを介して提供されたVDR、3Dビデオおよび関係する情報の全量を最適にレンダリングしないこともあることを理解するであろう。たとえば、VDRビデオ・コンテンツは、比較的低ダイナミックレンジのディスプレイ装置上で閲覧可能かつ認識可能な形でレンダリングされうるが、潜在的には、最適でない、不正確なまたは正しくないブライトネスまたは色信号成分をもってである。これは、達成可能なビデオ表示品質に影響することがありうる。そのように提供されるビデオ品質は、関係するグラフィカル・ユーザー・インターフェースを使ってのナビゲートやメニュー、あるいは同様の比較的いくぶん限られた用途のためには十分であろうが、最も審美的な選好や視聴選考を満足させるには十分な品質を欠くことがありうる。

このように、ある実施形態は、ユーザーの便宜を促進しうる。たとえば、BDプレーヤーのようなメディア・ソースが関連付けられたHDRモードを「不適切に」、たとえば比較的低ダイナミックレンジのディスプレイにビデオ入力を与えるために、アクティブ化させてしまった仮定上の状況において、ユーザーはそれでも、画像が存在していることを見ることができ、比較的低ダイナミックレンジのレンダリングされた画面上GUIメニューをナビゲートする機能を維持でき、それによりユーザーは是正行動を取ることができる。また、たとえば、ビデオ・システム・チェーンまたは環境が、VDRデータを生成したVDRデータのソース、たとえばブルーレイ・プレーヤーと、VDR機能のあるディスプレイとの間に、レガシーのオーディオビジュアル受信機のようなVDR機能のない装置を含む場合、そのVDR機能のない装置により生成された画面上表示は、VDR機能のあるディスプレイ上で、可視であり、かつ使用可能なままである。

個別的な実施形態は、これらの側面、特徴または利点のうちのすべてを提供することもあれば、一部を提供することもあれば、一つも提供しないこともありうる。個別的な実施形態は、一つまたは複数の他の側面、特徴または利点を提供することがあり、そのうちの一つまたは複数は本稿の図面、記載および請求項から当業者にはすぐに明白となることがありうる。

〈例示的な実施形態の記述〉
本稿では画像データ、たとえばHDRデータを、人間の知覚可能な色の完全なレンジをカバーすることのできる高ダイナミックレンジ（high dynamic range）画像データの送達に好適なデジタル表現に変換する方法が呈示される。

図１は、たとえば各色成分について32ビットを使うHDR表現によって表現できる目に見えるルミナンスのレンジ全体を示している。おおよそ14桁ほどあり、よって水平方向のスケール上に示されているダイナミックレンジは10¹⁴:1である。人間は典型的にはそのような幅広いレンジを同時に知覚することはできない。任意の時点において、人間は典型的には5ないし6桁ぶんの大きさしか知覚できない。すなわち、10⁵:1ないし10⁶:1である。このダイナミックレンジは図１でレンジ１０５として、また実線１０４によって示されている。適応により、人間は図１のレンジ１０７に示されるより広いレンジを見ることができる。破線１０８としても示されるレンジ１０９は、典型的な8ビットのガンマ・マップされたディスプレイのダイナミックレンジを示している。この比較的小さなダイナミックレンジは2桁をやや上回る程度である。

ルミナンス・レンジ１０５（線１０４）の同時に可視のダイナミックレンジのことを視覚ダイナミックレンジ（VDR: Visual Dynamic Range）という。知覚可能な色のレンジのことを視覚色範囲（visual color gamut）という。VDRは、VDRルミナンス・レンジおよび完全な視覚色範囲による画像データの表現を表すのにも使う。

取り込みおよび画像生成のためには真のHDRを使うことが適正である。我々は、VDRが同時に可視のダイナミックレンジをカバーするので、配布および消費は真のHDRを必要とせず、VDRで十分であると考える。VDRを超えるものはいずれもさらなる処理、たとえばトーン・マッピングなくしては見えない。VDRは本質的に、人間の網膜の応答のダイナミックレンジである。したがって、我々は、VDRは将来的にもすたれることのない配布フォーマットであり、ディスプレイのための合理的な目標であると考える。

本発明の諸実施形態は、画像データ、たとえばHDRデータを、人間の知覚可能な色配布の完全なレンジをカバーすることのできる高ダイナミックレンジ画像データの送達に好適なデジタルVDRフォーマットに変換する方法を含む。

具体的には、本稿では、最小可知差異（JND: just noticeable difference）の約1/2の分解能、すなわち色およびルミナンスにおいてJNDの約1/2の分解能をもって、32ビットを使って約0.0001cd/m²から10⁴cd/m²までのルミナンスをもつ画像を表現できるVDRデジタル・フォーマットが記述される。本稿ではまた、デバイス独立色の画像からVDRフォーマットに変換する方法も記述される。

本稿ではまた、VDRデジタル・フォーマットの画像データを、HDMI、VDIおよびSDIのようなレガシー・インターフェースを通じて変換するための方法および装置も記述される。

〈VDRデジタル・フォーマットおよび他のフォーマットとの間での変換〉
ある実施形態は、本来的にWCG機能を有しているVDR技術を使ってもよい。HDRは事実上制限のないブライトネスおよび色のレンジを網羅し、よって人間の心理視覚系のルミナンスおよび色の範囲全体にまたがり、よって、たとえば既知の実験データに基づく、人間が視覚的に知覚できる最も暗いルミナンスから人間が知覚できる最も明るいルミナンスまでを網羅する。HDRの広がりの中で、VDR画像は知覚を基準とする（perception-referred）。VDR画像は人間の視覚系が同時に知覚できるすべてのルミナンスおよび色を包含する。ある実施形態は、ルミナンスおよび色の両方において約1/2 JNDの分解能（精度）で、比較的経済的なピクセル当たり32ビットでVDRを効率的に表現する。

ある実施形態は、CIE XYZ三刺激値に対して実行される、デジタル値への量子化に先立って、知覚的にかなり一様なドメインへの変換を用いてVDRデータを生成する。

現代の色管理システムは色をデバイス独立色空間で記憶する。したがって、任意のデバイス依存色信号、たとえばガンマ補正されたR'G'B'色信号をデバイス独立色にいかにして変換するかは知られている。

デバイス独立色空間において表現された色座標の集合を考える。そのような色空間に限定されるわけではないが、簡潔のため、一般性を失うことなく、色座標は1931 XYZ色空間におけるものであるとする。CIE-1931 XYZ色空間への変換および同空間からの変換は既知である。当業者には、異なるデバイス独立色空間の間の変換およびたとえばデバイス・プロファイルを使ってデバイス依存色への変換やデバイス依存色からの変換をどのように行うかはおなじみである。

CIE-1931 XYZ値（色座標の組）に適用される変換は、本質的には、1998年にグレゴリー・ラーソンによって導入されたlogLu'v'フォーマットについて使用される値のパラメータ化された一般化を含む。非特許文献１。

VDRについては、ある実施形態は、CIE-1931 XYZ値のY値（ルミナンス）からL_Dと表される対数ルミナンスを計算する。この対数ルミナンスは、次の式2A
L_D＝(αlog₂Y)＋β (2A)
のように、αと表されるスケール・パラメータおよびβと表されるバイアス・パラメータを使って一般的な形で表現される。ここで、Yはcd/m²で表される。L_DからYへの逆変換は：
Y＝2^(LD-1/2)/α (2B)
である。

αで表されるスケール・パラメータにより、実施形態は、種々の機能上の必要性を満たすためにこのフォーマットを調整することを含むことができる。バイアス・パラメータβはcd/m²での全体的なルミナンスのレンジを決定する。

ある実施形態では、パラメータαおよびβは、α＝77/2048、β＝1/2となるよう選ばれ、Y値とL_Dとの間の関係は：
L_D＝((77/2048)log₂Y)＋1/2 (2C)
となる。

αおよびβについてのこれらの特定の値は、ルミナンス値の特定の対称的なレンジ（名目的に0.0001ないし10000cd/m²）を0.0ないし1.0のL_Dのレンジにマッピングする。ルミナンス方程式は、ルミナンス値のレンジを区間[0.0,1.0]にマッピングする。αについての値は最小ルミナンスを2^-1/(2α)と決定する。αについての値はまた、全体的なダイナミックレンジを2^1/αと決定する。

特定のαおよびβについてのL_DからYへの逆変換は、
Y＝2^(LD-1/2)/α (2D)
である。

二つの他の値――クロミナンス値――が使用される。これらのクロミナンス色座標は、CIE XYZ値から次のようにして得られる、よく知られたCIE-1976のu'v'座標である。

u'v'からの逆変換は次のとおりである。

上記表現をデジタル化してL_Dのためのnビットならびにu'およびv'のそれぞれのためのmビットにするために式(2A)(3A)および(3B)のようなパラメータ値を使うある実施形態では、

となる。ここで、パラメータS＝406＋43/64であり、パラメータB＝35/64である。演算子INT[.]は、いかなる数も四捨五入する整数関数であり、0.5以上の端数部分のある任意の数を次の最も高い整数値に切り上げ、0.5未満の端数部分のある任意の数を切り下げる。

本発明者らは、約1/2以下のJNDをもって完全な同時に可視の色レンジおよび完全な可視の色範囲をカバーするためには、nは少なくとも10ビット、mは少なくとも11ビットとすることで十分であることを見出した。

したがって、ある実施形態では、D'_Lについて10ビットおよびD'uおよびD'vのそれぞれについて11ビットをもつ、色の32ビット表現が、ルミナンスおよび色の両方において約1/2分解能のJNDをもって完全なVDRを達成する。別の実施形態では、D'_Lについて11ビットおよびD'uおよびD'vのそれぞれについて12ビットをもつ、色の35ビット表現が、ルミナンスおよび色の両方において1/2から1/3の分解能のJNDをもって完全なVDRを達成する。さらにもう一つの実施形態では、D'_Lについて12ビットおよびD'uおよびD'vのそれぞれについて12ビットをもつ色の36ビット表現が、色において約1/3 JND分解能を維持しつつ、ルミナンスにおいて約1/8分解能のJNDをもって完全なVDRを達成する。

VDRフォーマットは、ルミナンス部分およびクロマ部分についてビット深さの任意の選択を許容する。これは、さまざまな状況における使用の柔軟性を許容する。

図２のＡは、量子化された対数ルミナンス（L_D、あるいは量子化したときはD'_L）のためのさまざまなビット深さについて、CIE DE2000色差の式に基づいて測定された最大色差のグラフを示している。図２のＢは、いくつかのルミナンス値における、量子化されたクロミナンス成分（u'v'、あるいは量子化したときはD'uおよびD'v）のためのさまざまなビット深さについての、CIE DE2000色差の式に基づいて測定された最大色差のグラフを示している。ここで、ルミナンスは0から100までの間に規格化されている。CIE DE2000の色差の式については、非特許文献２を参照。

D'_Lについて12ビットの実施形態を考えると、α＝77/2048の特定の値により、この信号は、L_Dについての12ビット符号語17₁₀における0.99694×10^-4cd/m²からL_Dについての12ビット符号語4079₁₀における10788.89cd/m²の最大値までの間のルミナンスの値を表現することができる。さらに、L_Dについての2988₁₀の中間階調レベルの12ビット符号語は75.001cd/m²のルミナンスに対応する。このレンジは、ステップ当たり0.455%の精度レベルで与えられるが、これはより高いルミナンス・レベルにおける0.65%のDICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine［医用デジタル撮像と通信］）最小可知差異（JND）を下回り、より低いルミナンス・レベルでの1%ないし8%のDICOM JNDレンジよりかなり低い。いくつかの基準ルミナンス・レベルがその対応する符号語とともに下記の表３に示されている。ある実施形態では、符号語16が0の光を表すものと定義される。ある実施形態では、符号語0-15および4080-4095はリザーブされる。

〈共通フォーマットからVDRへの変換〉
本発明のある実施形態は、ある色空間のデータ、たとえばビデオ・データをVDRデジタル・フォーマットのデータに変換する方法である。本稿に記載される一つの例示的な方法実施形態は、ガンマ補正されたRGBで、すなわちR'G'B'成分として呈示されるデータを、VDR信号に変換する。

本発明のもう一つの実施形態は、ある色空間のデータ、たとえばビデオ・データをVDRデジタル・フォーマットのデータに変換するよう構成された装置である。本稿に記載される一つの例示的な装置実施形態は、動作において、ガンマ補正されたRGBで、すなわちR'G'B'成分として呈示されるデータを、VDR信号に変換するよう構成される。

図３は、ある色空間のデータ、たとえばビデオ・データをVDRデジタル・フォーマットのデータに変換する方法実施形態の簡略化されたフローチャートを示している。ガンマ補正されたR'G'B'から出発して、ステップ３０３は、ガンマ補正の逆に従って、このガンマ補正されたデータを線形なデバイス依存RGBデータに変換する。ステップ３０５では、線形RGBデータはデバイス独立色空間に変換される。デバイス依存RGBのデバイス独立色空間への変換を記述するデバイス・プロファイルが利用可能であるとする。今の例示的な実施形態では、デバイス独立色空間がCIE-XYZであるとする。代替的な実施形態では、たとえばCIE Labまたは他の何らかの空間といった、異なるデバイス独立空間が使用される。さらに、いくつかの代替的な実施形態では、デバイス・プロファイルではなく、RGBからCIE-XYZ（または実施形態に依存して別のデバイス独立色空間）に変換する方法が知られていると想定される。ステップ３０５はデバイス・プロファイルまたはそのような既知の変換方法を利用する。

ステップ３０７では、XYZデバイス独立値が式(2A)または(2C)、(3A)および(3B)に従って、L_D、u'、v'データに変換される。ステップ３０９では、L_D、u'、v'データは式(5A)、(5B)および(5C)に従って量子化される。もちろん、実施形態によっては、XYZから量子化された値D'_L、D'uおよびD'vへの変換は一ステップとして直接実行される。

図４は、動作においてある色空間のデータ、たとえばビデオ・データをVDRデジタル・フォーマットのデータに変換するよう構成された装置のある実施形態の簡略化されたブロック図を示している。要素４０１は、ガンマ補正されたR'G'B'を受け容れ、ガンマ補正の逆に従って、このガンマ補正されたデータを線形なデバイス依存RGBデータに変換するよう構成されている。要素４０３は、線形RGBデータをデバイス独立色空間に変換するよう構成される。ある実施形態は記憶要素、たとえばメモリ要素４０５を含み、そこにデバイス依存RGBのデバイス独立色空間への変換を記述するデバイス・プロファイル４０６が記憶されている。今の例示的な実施形態では、デバイス独立色空間がCIE-XYZであるとする。代替的な実施形態では、たとえばCIE Labまたは他の何らかの空間といった、異なるデバイス独立空間が使用される。さらに、いくつかの代替的な実施形態では、要素４０３は、RGBからCIE-XYZ（または実施形態に依存して別のデバイス独立色空間）への変換を含み、そのような場合はデバイス・プロファイル４０６は使われない。要素４０３の出力に結合された要素４０７は、XYZデバイス独立値を式(2A)または(2C)、(3A)および(3B)に従って、L_D、u'、v'データに変換するよう構成されている。要素４０９がさらに、L_D、u'、v'データを式(5A)、(5B)および(5C)に従って量子化し、量子化された値D'_L、D'uおよびD'vを出力するよう構成されている。

〈レガシー・インターフェースを通じたVDRの例示的な実施形態〉
本発明の諸実施形態は、本質的には、VDR信号に関連付けられた追加的情報を、著しく少ない情報を担持するよう設計されたレガシー・インターフェース・チャネル内での伝送のために調えるよう機能する。そのようなレガシー・インターフェースは通例、VDRに比べて比較的低いダイナミックレンジの媒体に関連付けられる。

〈HDMIインターフェースを通じたVDR〉
HDMIは長い間使われ続けると思われるので、本発明の諸側面は、HDMIを通じて、標準的なHDMI信号構成の一つにおいて、VDR信号を配送することを含む。

さまざまなレガシー・インターフェースについての例示的な信号構成を示す下記では、偶ピクセルおよび奇ピクセルとラベル付けされる二つのピクセルが示される。これらは、水平方向に隣り合う、それぞれ添え字0および1によってラベル付けされる二つのピクセルである。各構成は、各ピクセルについて、いくつかの、たとえば三つの多ビット・フィールドを含む。各フィールドのビットは最下位ビットを1として番号付けされる。

図５のＡは、赤、緑および青の色成分が同じ空間サンプリング・レートでサンプリングされる一般的なRGB 4:4:4フォーマットのビデオ信号についての、従来技術のHDMI信号構成の例を示している。各フィールド内のビットは最下位ビットを1として番号付けされる。図５のＢは、ルーマ関係成分、青クロマ成分および赤クロマ成分が同じ空間サンプリング周波数で空間中でサンプリングされ、よって各奇ピクセルおよび偶ピクセルが個々にすべての必要とされる色成分をもつ、一般的なYCbCr 4:4:4フォーマットのビデオ信号についての、従来技術のHDMI信号構成の例を示している。各フィールド内のビットは最下位ビットを1として番号付けされる。図５のＣは、ルーマ関係成分が二つのクロマ関係成分の二倍の空間サンプリング・レートで空間的にサンプリングされる、たとえば仕様HDMI1.3aにおいて許容されるような、一般的なYCbCr 4:2:2フォーマットのビデオ信号についての、HDMI信号構成の例を示している。クロマ関係成分は水平方向において、ルーマ関係成分の半分のレートでサンプリングされる。これは一般に、垂直方向ダウンサンプリングなしの2:1水平方向ダウンサンプリングと呼ばれる。偶ピクセルおよび奇ピクセルの隣接する対では、それぞれがその別個のルーマ関係成分をもち、一方、対の両方のピクセルについて同じCbおよびCrが使われる。

図５のＡ、ＢおよびＣに示されるHDMI構成のそれぞれは、平均、各ピクセルについての画像情報の24ビットである。偶ピクセルと隣の奇ピクセルの対は48ビットの色情報をもつ。

本発明のいくつかの実施形態は、HDMIやその他のレガシー・インターフェースに関連付けられた画像情報容量についてのこの24ビットを超えない効率的なパッケージングのために、拡張されたダイナミックレンジの信号および拡張された次元の画像信号に関連付けられた追加的情報がエンコードされることを許容する。

図６および図７のＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、本発明の諸実施形態に基づく、24ビットのHDMIコンテナの一つにわたってマッピングされる例示的なL_Du'v' VDR信号の例を示す。実施形態に依存して、35または36ビットのL_Du'v' VDR信号に関連付けられたピクセル当たり35または36ビットを24ビットのHDMIまたは他のレガシー・パッケージ中に納めるために、ある実施形態では、それら35または36ビットは24ビット上にマッピングされる。明らかに情報が失われる。さらに、u'v'はCbCrとは異なる仕方で色情報をエンコードし、L_Du'v'はRGBとは明らかに異なる仕方で情報をエンコードするので、HDMLにマッピングされたL_Du'v'信号は、YCbCrまたはRGBでHDMI情報を受け容れることを意図されたHDMIディスプレイ装置上では同じには見えない。本発明の諸実施形態は、L_Du'v'での成分とYCbCrまたはRGBでの成分との間の近似的な関係を活用し、それにより、HDMLにマッピングされたL_Du'v'信号がレガシー・ディスプレイ装置上で閲覧されるとき、画像は相変わらず閲覧可能であり、たとえば診断目的のために使用されることができる。

図６は、24ビットのHDMI YCbCr 4:2:2フォーマットのレガシー・コンテナにマッピングされた例示的な36ビットのL_Du'v' VDR信号を示している。u'v'データの2:1の水平方向サブサンプリングが前提とされている。36ビットのデータがピクセル当たり平均24ビットに縮小されている。12ビットのL_DデータはYチャネルの12ビットにマッピングされる。L_Dデータは対数的にスケールされ、Yは冪関数でスケールされることが知られている。それでいて、いずれもルミナンスの単調関数である。よって、この構成では、YチャネルはL_Dデータの12ビットを含む。v'データおよびCbの両者はほぼ青‐黄のクロマ関係成分を表す。よって、ある実施形態は、12ビットのv'データをCbチャネルの12ビットにマッピングする。同様に、u'データおよびCrの両者はほぼ赤‐緑のクロマ成分を表し、ある実施形態では、12ビットのu'データはCrチャネルの12ビットにマッピングされる。

v'の低い値は典型的には青色を表し、高い値はより黄色い色を表すことを注意しておく。一方、Cbを使うと、低い値はより黄色に近くなり、高い値はいくぶんより青っぽくなる。いくつかの代替的な実施形態では、よりよい一致を達成するために、v'の値はHDMI担体において反転される（reversed）。しかしながら、本発明者らは、多くの場合において、そのようなマッピングは、人間の閲覧者に対して、そのような逆v'マッピングのために必要とされる追加的な計算またはハードウェア資源に見合うだけの著しく異なる全体的な視覚的経験を提供しないことを見出した。よって、図６に示される実施形態はそのような反転は含んでいない。

HDMI 4:4:4フォーマットは、HDMI YCbCr 4:2:2フォーマットよりもより一般的に使用される。よって、いくつかの実施形態は、L_Du'v' VDR信号を24ビットHDMI 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナにマッピングする。図７のＡは、24ビットのHDMI YCbCr 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナにマッピングされた例示的な35ビットのL_Du'v' VDR信号を示している。図７のＡはまた、HDMI RGB 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナへのマッピングをも示している。図７のＢは、24ビットのHDMI YCbCr 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナにマッピングされた例示的な34ビットのL_Du'v' VDR信号を示している。図７のＣは、24ビットのHDMI RGB 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナにマッピングされた例示的な33ビットのL_Du'v' VDR信号を示している。これらの33および34ビットの変形は、望まれるならクロマにおける若干の精度を犠牲にしてルミナンス信号についての追加的な精度を許容するものであり、このVDRエンコード・システムにおけるビット深さ割り当ての柔軟性を示している。他の可能性も明らかに可能である。図７のＢおよびＣはまた、HDMI RGB 4:4:4フォーマットのレガシー・コンテナへのマッピングをも示している。これらのL_Du'v' VDR信号のそれぞれは、水平方向において2:1でサブサンプリングされる。

まず、図７のＡ、Ｂ、Ｃによって示されるHDMI RGB 4:4:4の場合を考える。ルミナンスを決定する際、赤および青よりも緑に大きな重みが与えられることは一般に知られている。いくつかの実施形態では、L_Dデータのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――が緑（G）チャネルにマッピングされる。さらに、v'データのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――が奇ピクセルの青チャネルにマッピングされ、u'データのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――が偶ピクセルの赤チャネルにマッピングされる。残っているより低位のビットがある実施形態では、L_D、u'、v'データのあらゆる残っているより低位のビットは残っているスペースにエンコードされる。よって、そのような実施形態では、残っている奇ピクセルおよび偶ピクセルのL_D値はそれぞれ奇ピクセルRチャネルおよび偶ピクセルBチャネルの上位ビットにマッピングされる。u'およびv'チャネルの残っている下位ビットはそれぞれ下位の奇ピクセルRチャネルおよび偶ピクセルBチャネルにマッピングされる。レガシー・ディスプレイに呈示されるとき、そのような低位ビットはノイズとして現れることがありうる。

図７のＡ、Ｂ、Ｃによって示されるHDMI YCbCr 4:4:4フォーマットの場合も同様である。本発明のいくつかの実施形態では、L_Dデータのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――がYチャネルにマッピングされる。さらに、v'データのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――が奇ピクセルのCbチャネルにマッピングされ、u'データのいくつかの最上位ビット――場合によっては全ビット――が偶ピクセルのCrチャネルにマッピングされる。残っているより低位のビットがある実施形態では、L_D、u'、v'データのあらゆる残っているより低位のビットは残っているスペースにエンコードされる。よって、そのような実施形態では、残っている奇ピクセルおよび偶ピクセルのL_D値はそれぞれ奇ピクセルCrチャネルおよび偶ピクセルCbチャネルの上位ビットにマッピングされる。v'およびu'チャネルの残っている下位ビットはそれぞれ下位の奇ピクセルCrチャネルおよび偶ピクセルCbチャネルにマッピングされる。レガシー・ディスプレイに呈示されるとき、そのような低位ビットはノイズとして現れることがありうる。

HDMIフォーマットは追加的な要求を課すことがあり、その一部はある種のデータ値を制約することがありうる。たとえば、HDMIフォーマットは、各チャネルにおいてデータが0および255の値をもつことを禁止する規則を含むことがある。本発明のいくつかの実施形態は、この制約を事実上回避するためにこれらの規則と整合するようにされる。たとえば、13ビットのL_Dデータをもつ図７のＣの場合、L_Dの値に対応する最上位グループは、パッキング動作に先立って、本質的に、[32...8159]あるいは二進形式では[0000000100000...1111111011111]の範囲に制限される。この実施形態では、上位８個の最上位ビットはこうしてすべて0の値またはすべて1の値を含むことを回避する。これに対応して8200近くのうちの64個の可能なコード値が利用できないことは、実質的には取るに足りない。同様に、図７のＣを参照するに、いくつかの実施形態では、u'およびv'の信号は[4...1019]あるいは二進では[0000000100...1111111011]の範囲に制限される。さらに、図７のＡ、Ｂ、Ｃの場合について、すべて0またはすべて1を回避するために、奇チャネルv'およびu'データの最下位ビットはそれぞれ奇CrまたはRチャネルおよび偶ピクセルCbまたはBチャネルの最下位から二番目のビットにマッピングされ、奇チャネルv'およびu'データの最下位ビットの補数がそれぞれ奇CrまたはRチャネルおよび偶ピクセルCbまたはBチャネルの最下位ビットにマッピングされる。

〈SDIインターフェースを通じたVDR〉
標準的なシリアル・デジタル・インターフェース（SDI）はYCbCr 4:2:2フォーマットの、つまり2:1の水平方向サブサンプリングを含む信号について、ピクセル当たり20ビットを提供する。最初の20ビットは、奇ピクセルのY値のための10ビットと、2:1サブサンプリングのため、添え字0で表されるものの奇ピクセルおよび偶ピクセルの両方への適用であるCb値のための10ビットとを含む。その直後の20ビットは、偶ピクセルのY値のための10ビットと、2:1サブサンプリングのため、添え字0で表されるものの奇ピクセルおよび偶ピクセルの両方への適用であるCr値のための10ビットとを含む。

図８は、レガシーSDIインターフェースにVDRデータをパックする一つの実施形態を示している。そのような実施形態では、VDRは、L_Dのために使われる10ビット；u'およびv'デジタル信号の2:1の水平方向サブサンプリングをもってu'およびv'のそれぞれのために使われる10ビットを使う。よって、単一のDSIチャネルにパックされるVDRデータは、L_Du'v' 4:2:2フォーマットのピクセル当たり20ビットを使う。

もう一つの実施形態では、L_Du'v' VDRデータをサブサンプリングされていない4:4:4フォーマットで転送するために、デュアルSDIチャネルが使用される。二つのSDIチャネルが利用可能であれば、ピクセル当たり40ビットが利用可能である。ある実施形態では、各量子化されたVDR成分L_D、u'およびv'のために13ビットが使用され、残りの1ビットは不正な値が使われないことを保証するために使われる。図９Ａの（ａ）および（ｂ）は、二つの連続するピクセルについてのピクセル当たり39ビットを、ピクセル当たり39ビットのVDR信号を転送するために使われる二つのチャネルのための第一および第二のSDIコンテナに割り当てるビット割り当ての一つの実施形態を示している。

図９Ｂの（ｃ）および（ｄ）は、本発明の別の実施形態に基づく、二つの連続するピクセルについてのピクセル当たり39ビットを、ピクセル当たり39ビットのVDR信号を転送するために使われる二つのチャネルのための第一および第二のSDIコンテナに割り当てるビット割り当ての代替的な実施形態を示している。この代替的な実施形態では、図９Ｂの（ｄ）に示される第二チャネルのビットの配置は図９Ａの（ｂ）に示されるものと異なっている。具体的には、他の型の信号についての何らかの既存の12ビット・パッキング方法と整合するようビットが配置される。具体的には、最上位の12個のビット位置は既存のSMPTE規格のビット位置に対応するよう配置され、そのため、図９Ａの（ｂ）と図９Ｂの（ｄ）のビット割り当ての差は、下位ビットが配置される仕方における差となる。

図９Ｃの（ｅ）および（ｆ）は、本発明の別の実施形態に基づく、二つの連続するピクセルのデータを、VDR信号を転送するために使われる二つのチャネルのための第一および第二のSDIコンテナに割り当てるビット割り当てのもう一つの代替的な実施形態を示している。この新しいバージョンの配置も、最上位の12個のビット位置が既存の12ビットSMPTE規格のビット位置に対応するよう揃える。図９Ｃの（ｆ）の図９Ｂの（ｄ）との違いは、L_D値の最低桁ビットおよびv'信号の最低桁ビットにおける差となる。この配置は、実際上は、v'における小さな変化がLDにおける小さな変化よりも見えにくいことがあることを考慮に入れたものである。

〈HDMIインターフェースを通じたVDR信号の伝送〉
本発明の諸実施形態は、拡張されたダイナミックレンジ情報がHDMIのようなレガシー・メディア・インターフェースを用いて転送されるシステム環境内で、レガシー・デバイスが画面上表示（オンスクリーン・ディスプレイ）データを生成する状況において使用されてもよい。図１０は、本発明のある実施形態に基づく、高ダイナミックレンジ・ディスプレイと例示的なレガシー・コンポーネントとを含む例示的なシステムを描いている。VDR信号のソース――この例では出力HDMIインターフェース１００３をもつVDR信号対応ブルーレイ・ディスク・プレーヤー１００１――がHDMIを介して、HDMI入力インターフェース１００５およびHDMIスイッチングまたはHDMIパススルーを含むレガシー・オーディオビジュアル受信機１００７と通信上結合されている。HDMIインターフェース１００５を介したHDMI信号は出力HDMIインターフェース１００９にそのまま渡される。レガシー・オーディオビジュアル受信機１００７はその出力HDMIインターフェース１００９を介して、入力HDMIインターフェース１０１１をもつVDR信号対応ディスプレイ１０１３と通信上結合されている。VDR信号のソース――この例ではVDR信号対応ブルーレイ・ディスク・プレーヤー１００１――は上に示したVDRからHDMIへの信号割り当てのうちの一つを使い、VDR信号対応ディスプレイ１０１３はHDMI信号にマッピングされたそのようなVDRデータを受け容れる。よって、ブルーレイ・ディスク・プレーヤー１００１から出力されるVDR信号はディスプレイ１０１３上で適正に表示される。そのような装置によくあるように、オーディオビジュアル受信機１００７は、画面上表示ソースと、画面上表示情報をレガシー・フォーマットで、たとえばHDMI YCbCr（4:4:4または4:2:2）またはHDMI RGB 4:4:4に従う標準的なHDMIフォーマットでエンコードされた形で、本質的にはブルーレイ・ディスク・プレーヤー１００１からのVDR信号の上にオーバーレイする機能を含んでいてもよい。

本発明のいくつかの実施形態は、レガシー・デバイス――受信機１００７――からの画面上表示情報がVDR対応ディスプレイ装置１０１３上で見ることができるよう機能する。例として、図７のＣの13ビットのL_Dおよび10ビットのu'およびv'の表現を考え、例として、受信機１００７が画面上表示データをHDMI RGB 4:4:4で出力するとする。VDR信号対応ディスプレイ１０１３がL_Dデータのいくつかの最上位ビットであると期待するものは、今では、たとえば、オーバーレイとして、緑のオーバーレイ信号を含む。VDR信号対応ディスプレイ１０１３がu'データのいくつかの最上位ビットであると期待するものは、今では、たとえば、オーバーレイとして、赤のオーバーレイ信号を含み、VDR信号対応ディスプレイ１０１３がv'データのいくつかの最上位ビットであると期待するものは、今では、たとえば、オーバーレイとして、青のオーバーレイ信号を含む。VDR信号対応ディスプレイ１０１３が――当該ピクセルが偶ピクセルか奇ピクセルかに依存して――L_Dおよびu'またはL_Dおよびv'のいくつかの下位ビットとして期待するものは、今では、たとえば、オーバーレイとして、当該ピクセルが偶ピクセルか奇ピクセルかに依存して青または赤のオーバーレイ信号を含む。このようにして、レガシー・デバイスからの、たとえばオーディオビジュアル受信機１００７からの画面上表示は、色およびコントラストは変更されるが、いまだ見ることができる。しかしながら、オーバーレイ情報は見ることができるままである。これらの条件のもとである実施形態を用いて提供される画面上表示を見ることができることにより、オペレーターはオーディオビジュアル受信機１００７を見、評価し、制御することができる。

〈拡張された次元の実施形態〉
本発明の装置および方法の実施形態は、レガシー媒体を通じた効果的な伝送のために、3Dビデオのような他のビデオ情報をエンコードしてもよい。

図１１は、本発明のいくつかの実施形態に基づく、レガシー・インターフェースを通じて3Dコンテンツをエンコードする信号を送達するための例示的な方法を描いている。いくつかの実施形態は、二つの事実上同時のビデオ・ストリームを、HDMIパイプライン内に収まるようにエンコードすることを含み、よって、レガシー媒体インターフェースを通じて、3Dビデオ視聴のための左眼用ビデオ・データ１１０１および右眼用ビデオ・データ１１０３を含む立体視対を転送しうる。いくつかの実施形態では、データ・インターリーブ技法がステレオ・ビデオ・ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ステレオ・ストリームはフレーム・レートを倍にすることによって生成される。いくつかの実施形態では、ステレオ・ストリームを生成するために、ディープ・カラー・モードを使ってビット深さを倍にすることが使われる。図１１は、これらの方法を図解し、比較を提供するものである。

いくつかの実施形態では、データ・インターリーブの使用はビデオ・シーケンスのもとのフレーム・レートを維持し、信号の空間的詳細の減少を伴う。これは、左眼ビュー１１０１および右眼ビュー１１０３の両方が一つのフレームにマージされることを与える。諸実施形態は、3Dビデオを含みうる拡張次元信号を実質的に表現するために、行インターリーブ１１１１（あるいは、ある意味で、インターレースと何らかの類似性を共有するといえる技法）、列インターリーブ１１１３または市松模様式インターリーブ１１１５を使ってもよい。いくつかの実施形態は、追加的または代替的に、サイドバイサイド・インターリーブ１１２１を用いて3Dビデオのような拡張次元信号を表現してもよい。サイドバイサイド・インターリーブ１１２１は水平配位または垂直配位、たとえば上／下フレーム配位で実装されうる。

いくつかの実施形態は、倍数、たとえば二倍のビット深さ１１２５を用いて3Dビデオ信号を実現してもよい。諸実施形態は、同じレガシー媒体インターフェース・データ空間内に、拡張ダイナミックレンジ信号を同時にもつ拡張次元信号を事実上パッケージしてもよい。こうして、いくつかの実施形態は、ビデオ信号の完全な空間的詳細を保持しうる。そのような保持を達成するために、より高いクロック・レートが使用されてもよい。

いくつかの実施形態は、左眼用フレーム１１０１および右眼用フレーム１１０３を連続して効果的に送信するために、もとのビデオ・シーケンスの二倍のフレーム・レートのデータ１１２３を含んでいてもよい。こうして、いくつかの実施形態は、ビデオ信号の完全空間的詳細を保持しうる。そのような保持を達成するために、より高いクロック・レートが使用されてもよい。例として30Hzのもとのビデオ・シーケンスについて、本実施形態は、HDMIで認識されるフォーマットに準拠する、60Hzの組み合わされた左フレーム１１０１／右フレーム１１０３のストリームを使用してもよい。

24Hz、50Hzまたは60Hzのもとのシーケンスについて、諸実施形態は、それぞれ48Hz、100Hzおよび120Hzで効果的に機能できる。これらのレートは現時点ではHDMIにおけるビデオ・フォーマットには未定義のままだが、いずれも最大HDMIレートは超えておらず、そのようなフォーマット／フレーム・レートの組み合わせを達成するために諸実施形態がそれをもって機能するのに好適であることは理解しておくべきである。

いくつかの実施形態は、ビデオ信号の完全な空間的詳細を保持するために、少なくともHDMI 1.3aのHDMI規格バージョンに従って、48ビットの深さの色、たとえば二倍または他の倍数ビット深さモード１１２５をアクティブ化して機能する。左眼画像データ１１０１は各ピクセルの上位24ビットに配置でき、右眼画像データ１１０３は各ピクセルの下位24ビットに配置できる。ハードウェア、たとえばブルーレイ・プレーヤー１１０１、HDRディスプレイ１１０３（図１０を、VDRデータの代わりに、またはVDRデータに加えて立体データのために修正して参照）からのディープ・カラー・サポートを利用して、いくつかの実施形態は、現行の標準HDMIまたは他のレガシー・インターフェース上で利用可能なスペース内に収まるよう、より高い高ダイナミックレンジ・フレーム・レートでフル帯域幅の3Dビデオを効果的にエンコードする。

追加的または代替的に、ある実施形態は、市松模様型インターリーブを用いてレガシー・インターフェース上で3Dコンテンツをエンコードする信号の送達を提供するために機能しうる。たとえば、3Dビデオ・コンテンツは、同期線（synchronizing lines）ありまたはなしで、サイドバイサイド・インターリーブ１１２１を用いてエンコードされ、レガシー媒体インターフェースにマッピングされてもよい。さらに、いくつかの実施形態は、図１１に示される方法の二つ以上の間で変換されうる3Dビデオ・コンテンツをマッピングしてもよい。

本発明の実施形態が機能する際に用いうる例示的な技法およびその他は、以下の同時係属中の米国仮特許出願の一つまたは複数において記述されている。これらはあたかも完全にここに記載されているかのように、その全体において参照によって組み込まれる。

・米国仮特許出願第61/082217号、2008年7月20日出願、Husak、Ruhoff、Tourapis and Leontaris、名称「COMPATIBLE STEREOSCOPIC VIDEO DELIVERY」、米国を指定国とする国際出願第PCT/US2009/050809号。国際出願第PCT/US2009/050809号の内容はここに参照によって組み込まれる。

・米国仮特許出願第61/082220号、2008年7月20日出願、Tourapis、Husak、Leontaris and Ruhoff、名称「ENCODER OPTIMIZATION OF STEREOSCOPIC VIDEO DELIVERY SYSTEMS」、米国を指定国とする国際出願第PCT/US2009/050815号。国際出願第PCT/US2009/050815号の内容はここに参照によって組み込まれる。

・米国仮特許出願第61/191,416号、2008年9月7日出願、Pehalawatta and Tourapis、名称「COLOR CORRECTION OF CHROMA SUBSAMPLED STEREOSCOPIC INTERLEAVED IMAGES」、米国を指定国とする国際出願第PCT/US2009/055819号。国際出願第PCT/US2009/055819号の内容はここに参照によって組み込まれる。

・米国仮特許出願第61/099,542号、2008年9月23日出願、Tourapis、Leontaris and Pehalawatta、名称「ENCODING AND DECODING ARCHITECTURE OF CHECKERBOARD MULTIPLEXED IMAGE DATA」、米国を指定国とする国際出願第PCT/US2009/056940号。国際出願第PCT/US2009/056940号の内容はここに参照によって組み込まれる。

・米国仮特許出願第61/140,886号、2008年12月25日出願、Pehalawatta、Tourapis and Leontaris、名称「CONTENT-ADAPTIVE SAMPLING RATE CONVERSION FOR CHECKERBOARD INTERLEAVING OF STEREOSCOPIC IMAGES」。米国仮特許出願第61/140,886号の内容はここに参照によって組み込まれる。米国仮特許出願第61/140,886号はここに付録Ｃとして添付される。

・米国仮特許出願第61/143,087号、2009年1月7日出願、発明者Tourapis and Pehalawatta、名称「CONVERSION, CORRECTION, AND OTHER OPERATIONS RELATED TO MULTIPLEXED DATA SETS」。米国仮特許出願第61/143,087号の内容はここに参照によって組み込まれる。米国仮特許出願第61/143,087号はここに付録Ｄとして添付される。

〈プロセス例〉
図１２のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ本発明の実施形態に基づく例示的な手順１２００、１２１０、１２２０および１２３０についてのフローチャートを描いている。例示的な方法１２００のための図１２のＡを参照するに、ステップ１２０１において、拡張ダイナミックレンジによって特徴付けられるビデオ素材のための信号に関係するデータが定義される。ステップ１２０２では、定義されたビデオ信号データが、レガシー・ビデオ・インターフェースに準拠するコンテナ・フォーマットにマッピングされる。拡張ダイナミックレンジのビデオ信号データはこうして、レガシー媒体インターフェースを通じて転送可能である。

例示的な方法１２１０のための図１２のＢを参照するに、ビデオ信号データのブライトネス成分が対数スケールで表現され、ビデオ信号データの二つの色成分がそれぞれ線形スケールで表現される。ステップ１２１１では、固定小数点対数ルミナンス値が、拡張レンジ・ビデオ素材に関連付けられた物理的なルミナンス値から計算される。ステップ１２１２では、拡張レンジ・ビデオ素材に関連付けられた成分色値の集合に対する変換が計算される。変換は、少なくとも二つの線形色スケール上で色値を定義しうる。成分色値はCIE XYZ色空間に対応してもよい。二つの線形色スケールはそれぞれ(u',v')色空間中の座標に対応してもよい。

このように、いくつかの実施形態は、対数スケール上で表されたビデオ信号のブライトネス成分に関係するデータおよび別個の線形スケール上でそれぞれ表現された少なくとも二つの色成分に関係するデータをもって機能しうる。代替的または追加的な実施形態は、対数スケール以外でエンコード・表現されたブライトネス成分に関係するデータをもって機能してもよい。たとえば、ブライトネス成分は、いくつかの実施形態では、冪関係の伝達関数を用いて表現されてもよい。たとえば、Yを何らかの端数乗したものである。また、たとえば、ブライトネス成分は、知覚的にモデル化されたブライトネス値の探索表（ルックアップテーブル）からの値によって表現されてもよい。知覚ベースの探索表は、HVSとの関連で実験的に導出されたデータから計算またはコンパイルされてもよい。さらに、いくつかの実施形態は、代替的または追加的に、線形スケール以外で表現された色成分の一つまたは複数の関係するデータをもって機能してもよい。たとえば、色成分の一つまたは複数は、いくつかの実施形態では、冪関係の伝達関数または知覚ベースの色値の探索表を用いて表現されてもよい。

図１２のＣを参照するに、方法１２２０では、対数ルミナンス値および二つの色スケールのそれぞれからの複数の色値が、レガシー・ビデオ・メディアに関連するフォーマットに準拠する4:2:2のデータ・コンテナにマップされうる。ステップ１２２１では、色値が色スケール上で関係付けられている順序のうちから、色スケールのそれぞれからの色値の一つおきの対が選択される。ステップ１２２２では、マッピングが、選択された値の対を用いて実行される。

図１２のＤを参照するに、方法１２３０では、対数ルミナンス値が、レガシー・ビデオ・メディアに関連するフォーマットに準拠する4:4:4のデータ・コンテナのルーマに関係するチャネルにマップされる。ステップ１２３１では、二つの色スケールの第一のものからの色値のそれぞれについてのいくつかの最上位ビット（MSB）が4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの偶ピクセルにマッピングされる。二つの色スケールの第二のものからの色値のそれぞれについてのいくつかの最上位ビット（MSB）は4:4:4データ・コンテナの第二の色チャネルの奇ピクセルにマッピングされうる。

レガシー媒体インターフェースを介して、本稿に記載される実施形態の一つに基づくVDRおよび／または3Dとしてエンコードされた素材をレンダリングする機能をもつディスプレイにおいて受信すると、ビデオ信号データは、該3DまたはVDRレンダリング機能のあるディスプレイ上でVDRおよび／または3D VDR拡張レンジ・ビデオ素材を効果的にレンダリングするようデコードできる。さらに、3DまたはVDRデータのような拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能を欠くディスプレイにおいてレガシー媒体インターフェースを介して受信すると、ビデオ信号データは、ディスプレイのダイナミックレンジでビデオ内容を見えるようにレンダリングするようデコードできる。ディスプレイのダイナミックレンジはVDRレンダリング機能のあるディスプレイ上で表示可能なダイナミックレンジよりは狭いかも知れないが、それでも見えることは見える。拡張ダイナミックレンジはVDRデータおよび／または三次元ビデオ・コンテンツを含みうる。レガシー媒体インターフェースは、数あるなかでも、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI）および／または「ディスプレイ・ポート」インターフェースを含む。

本発明の諸実施形態は、拡張ダイナミックレンジおよび関係した信号の、レガシー・ビデオ・インターフェースを介した送達のための方法に関係する。諸実施形態は、システム、エンコーダのような装置、コンピュータおよびコンピュータ・モニタ、テレビ受信器、ディスプレイ、プレーヤー装置など、コンピュータ可読記憶媒体、その上にエンコードされたソフトウェアおよび集積回路（IC）デバイスに関係しうる。ICデバイスは、特定用途向けICおよびマイクロコントローラおよびフィールド・プログラム可能ゲート・アレイ（FPGA）のようなプログラム可能論理デバイス（PLD）または専用のデジタル信号処理デバイス（DSPデバイス）ICを含みうる。

このように、諸実施形態は、VDRおよび同様のデータ、たとえば32ないし36ビットのデータのような拡張ダイナミックレンジ・ビデオを、24ビットのレガシー・インターフェースを通じて転送する。より高いビット深さのVDRおよび他の拡張ダイナミックレンジ信号は、HDMIおよび他のレガシー・インターフェースの動作モードと互換にエンコードされる。諸実施形態は、この互換性を、いかなる特定のメタデータ要求とも独立に実現する。諸実施形態は、HDMIまたは同様のデータの無線リンクを通じた送信に関係しうるようないくつかの圧縮技法を許容するよう、ビデオ信号をエンコードおよびパッケージする。諸実施形態は、本来的なVDR機能を欠くレガシー・デバイスとの堅牢な動作を許容する。

諸実施形態に基づいて再パッケージングまたはエンコードされたVDR信号は、VDR機能を欠くレガシー・ディスプレイ装置上で見ることができる。さらに、諸実施形態は、レガシー処理装置によって生成されうる標準的な画面上（オンスクリーン）メニューがVDRディスプレイ上で見ることができるようにするよう機能する。このように、諸実施形態は、一定の後方互換性を促しうる。そのような後方互換性は、VDR処理が広く利用可能となる前の移行期には有用となりうる。

諸実施形態はまた、このパッケージング方法を用いた将来の拡張を許容する、HDRおよび／または他の拡張ダイナミックレンジ・データの二つのストリームをHDMIインターフェース上で送ることをも許容する。諸実施形態は、ビデオ信号の視覚ダイナミックレンジ（VDR）および3D側面を同時に、標準的なHDMIまたは他のレガシー・インターフェース上でカバーする。こうして、諸実施形態は、既存のHDMIや他のレガシー・インターフェースのインフラストラクチャーを交換することなく実施されうる、標準的なビデオに対する主要な向上を提供する。

〈処理システム・プラットフォーム例〉
図１３は、本発明のいくつかの実施形態を実装するのに用いうる例示的な処理システム１３００を描いている。処理システム１３００はバス・サブシステム１３０２を含む。これは、ここでは単純なものとして示されているが、さまざまな要素の間で情報を通信するためのいかなる通信機構をも含む。処理システム１３００はさらに、情報を処理するための、バス・サブシステム１３０２に結合された一つまたは複数のプロセッサ１３０４を含む。処理システム１３００はまた、情報を記憶し、さらにプロセッサ１３０４によって実行されるべき命令を記録するための、バス・サブシステム１３０２に結合された、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）または他の記憶サブシステムのような、メイン・メモリ１３０６をも含む。メイン・メモリ１３０６はまた、当業者にはおなじみであろうが、プロセッサ１３０４によって実行されるべき命令の実行中に一時変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。処理システム１３００はさらに、静的情報およびプロセッサ１３０４のための命令を記憶する、バス・サブシステム１３０２に結合された読み出し専用メモリ（ROM）１３０８または他の記憶サブシステムを含んでいてもよい。情報および命令の記憶のために、一つまたは複数の磁気ディスクまたは光ディスクのような一つまたは複数の他の記憶デバイス１３１０が設けられ、バス・サブシステム１３０２に結合されてもよい。

本発明の諸実施形態は、拡張ダイナミックレンジ、拡張次元の画像および関係する信号を、レガシー・ビデオ・インターフェースを介して送達するために処理システム１３００を使うことに関する。本発明のある実施形態によれば、リモート・オブジェクトで問い合わせを書き換えることは、プロセッサ１３０４が記憶要素のうちの一つまたは複数、たとえばメイン・メモリ１３０６に含まれる一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行することに応答して、処理システム１３００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス１３１０のような別のコンピュータ可読媒体からメイン・メモリ１３０６に読み込まれてもよい。メイン・メモリ１３０６に含まれる命令のシーケンスが実行されると、プロセッサ１３０４は、本稿に記載されたプロセス・ステップを実行する。マルチプロセシング構成における一つまたは複数のプロセッサがメイン・メモリ１３０６に含まれる命令のシーケンスを実行するために用いられてもよい。代替的な実施形態では、本発明を実装するために、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせて、結線回路が使用されてもよい。このように、本発明の実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいかなる特定の組み合わせにも限定されない。

処理システム１３００は、コンピュータ・ユーザーに対して情報を表示するために、バス・サブシステム１３０２を介して、液晶ディスプレイ（LCD）、プラズマ・ディスプレイ、陰極線管（CRT）、有機発光ディスプレイ（OLED）などといったディスプレイ１３１２に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、情報およびコマンド選択をプロセッサ１３０４に伝えるために、英数字またはその他のキーを含んでいてもよい一つまたは複数の入力装置１３１４がバス・サブシステム１３０２に結合される。別の型のユーザー入力装置は、プロセッサ１３０４に方向情報およびコマンド選択を伝え、ディスプレイ１３１２上のカーソルの動きを制御するための、マウス、トラックボールまたはカーソル方向キーのようなカーソル・コントロール１３１６である。そのような入力装置は、第一の軸、たとえばx軸および第二の軸、たとえばy軸の二軸以上の対応する軸での二つ以上の自由度をもちうる。それにより、該装置は平面内での位置を指定できる。

本稿で用いるところの「コンピュータ可読媒体」の用語は、命令を記憶し、実行のためにプロセッサ１３０４に提供することに参加する任意の媒体を指す。そのような媒体は、これに限られないが不揮発性記憶媒体および揮発性記憶媒体を含む任意の形の記憶デバイスを含め、多くの形を取りうる。不揮発性媒体は、たとえば、記憶デバイス１３１０のような光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メイン・メモリ１３０６のようなダイナミック・メモリを含む。コンピュータ可読媒体の一般的な形は、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープまたは他の任意の磁気媒体、CD-ROM、他の任意の光学式媒体、パンチカード、紙テープまたは孔パターンをもつ他の任意のレガシーまたは物理的な媒体、RAM、PROMおよびEPROM、フラッシュEPROM、他の任意のメモリ・チップまたはカートリッジ、後述する搬送波またはコンピュータが読むことのできる他の任意の媒体を含む。

一つまたは複数の命令の一つまたは複数のシーケンスを実行のためにプロセッサ１３０４に運ぶのには、多様な形のコンピュータ可読媒体が関わりうる。たとえば、命令は最初はリモート・コンピュータの磁気ディスク上に担持されていてもよい。リモート・コンピュータは命令をそのダイナミック・メモリにロードし、該命令をモデムを使って電話回線を通じて送ることができる。現代のローカルな処理システム１３００は電話回線上のデータを受信し、赤外線送信機を使って該データを赤外線信号に変換することができる。バス・サブシステム１３０２に結合された赤外線検出器は赤外線信号中に担持されたデータを受信して、該データをバス・サブシステム１３０２上に載せることができる。バス・サブシステム１３０２は該データをメイン・メモリ１３０６に運び、そこからプロセッサ１３０４が該命令を取得し、実行する。メイン・メモリ１３０６によって受信される命令は、任意的に、プロセッサ１３０４による実行の前または後に、記憶装置１３１０上に記憶されてもよい。

処理システム１３００はまた、バス・サブシステム１３０２に結合された一つまたは複数の通信インターフェース１３１８をも含んでいてもよい。通信インターフェース１３１８は、ローカル・ネットワーク１３２２に接続されているネットワーク・リンク１３２０に結合する双方向データ通信を提供する。たとえば、通信インターフェース（単数または複数）１３１８は、対応する型の電話線へのデータ通信接続を提供するための、統合サービスデジタル通信網（ISDN）インターフェースまたはデジタル加入者線（DSL）、ケーブルまたは他のモデムを含みうる。もう一つの例として、通信インターフェース１３１８は、対応するLANへのデータ通信接続を提供するための、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN）インターフェースを含んでいてもよい。一つまたは複数の無線リンクも含まれてもよい。そのような実装のいずれにおいても、通信インターフェース１３１８は、さまざまな型の情報を表すデジタル・データ・ストリームを担持する電気的、電磁的または光学的信号を送受信する。

ネットワーク・リンク１３２０は典型的には、一つまたは複数のネットワークを通じた他のデータ装置へのデータ通信を提供する。たとえば、ネットワーク・リンク（単数または複数）１３２０は、ローカル・ネットワーク１３２２を通じた、ホスト・コンピュータ１３２４への、あるいはインターネット・サービス・プロバイダー（ISP）によって運営されるデータ設備への接続を提供しうる。ISP １３２６は、今日一般に「インターネット」１３２８と称される世界規模のパケット・データ通信網を通じたデータ通信サービスを提供する。ローカル・ネットワーク１３２２およびインターネット１３２８はいずれも、デジタル・データ・ストリームを担持する電気的、電磁的または光学的信号を使う。処理システム１３００への、または処理システム１３００からのデジタル・データを運ぶ、さまざまなネットワークを通じた信号およびネットワーク・リンク１３２０上のおよび通信インターフェース１３１８を通じた信号は、情報を転送する搬送波の例示的な形態である。

処理システム１３００は、ネットワーク（単数または複数）、ネットワーク・リンク１３２０および通信インターフェース１３１８を通じて、メッセージを送り、プログラム命令を含むデータを受信することができる。たとえば、通信インターフェース１３１８は、HDMI、SDIなどのようなレガシー媒体を含む一つまたは複数のインターフェース媒体を介して、処理システム１３００でエンコードされたビデオ信号を送ってもよい。インターネットの例では、サーバー１３３０は、インターネット１３２８、ISP １３２６、ローカル・ネットワーク１３２２および通信インターフェース１３１８を通じて、あるアプリケーション・プログラムのための要求された命令を送信してもよい。本発明によれば、一つのそのようなダウンロードされたアプリケーションは、本稿に記載されるような、視覚ダイナミックレンジ、拡張次元の画像および関係する信号を、レガシー・ビデオ・インターフェースを介して送達することを提供する。

受信された命令は、受信されるにつれてプロセッサ１３０４によって実行されてもよいし、および／またはのちの実行のために記憶装置１３１０または他の不揮発性記憶に記憶されてもよい。

〈ICプラットフォーム実装の例〉
図１４は、本発明のいくつかの実施形態を実装するのに用いうる例示的な集積回路（IC）デバイス１４００を描いている。ICデバイス１４００は入出力機能１４０１を有していてもよい。I/O機能１４０１は入力信号を受け取り、該入力信号をルーティング・ファブリック１４１０を介して、記憶１４０３とともに機能する処理ユニット１４０２に経路制御する。入出力機能１４０１はまた、ICデバイス１４００の他のコンポーネント機能からの出力信号の受信もし、ルーティング・ファブリック１４１０を通じて信号フローの一部を制御してもよい。

デジタル信号処理デバイス（DSPデバイス）機能１４０４は、デジタル信号処理に関係する少なくとも一つの機能を実行する。インターフェース１４０５は外部信号にアクセスし、該信号を入出力機能１４０１に経路制御し、ICデバイス１４００が信号をエクスポートできるようにする。ルーティング・ファブリック１４１０は信号および電力を、ICデバイス１４００のさまざまなコンポーネント機能の間で経路制御する。

論理ゲートのアレイのような構成設定可能および／またはプログラム可能な処理要素１４１１はICデバイス１４００の専用の機能を実行してもよい。専用の機能とは、いくつかの実施形態では、メディア・コンテンツに信頼できる形で一致するメディア・フィンガープリントを抽出および処理することに関係するものであってもよい。記憶１４１２は、構成設定可能および／またはプログラム可能な処理要素１４１１が効率的に機能するために十分なメモリ・セルを専用に供する。構成設定可能および／またはプログラム可能な処理要素は一つまたは複数の専用DSPデバイス機能１４１４を含んでいてもよい。

IC １４００は、フィールド・プログラム可能ゲート・アレイ（FPGA）またはマイクロコントローラのようなプログラム可能な論理デバイスまたは他の構成設定可能またはプログラム可能なデバイスとして実装されてもよい。IC １４００はまた、特定用途向けIC（ASIC）または専用DSPデバイスとして実装されてもよい。HDMI、VDIなどのようなレガシー・メディアを含むメディア・インターフェースを通じた転送を許容するためにビデオおよびオーディオ信号をエンコードするためのフォーマットは、たとえば記憶機能１４０３を用いてIC １４００中に記憶またはプログラムされてもよい。

別途断りがない限り、以下の記述から明白であるように、本明細書を通じて、「処理」「コンピューティング」「計算」「決定」などといった用語を使った議論は、物理的、たとえば電子的な量として表現されたデータを操作および／または変換して物理的な量として同様に表現された他のデータにする、コンピュータまたはコンピューティング・システムまたは同様の電子コンピューティング・デバイスの動作および／またはプロセスを指す。

同様に、用語「プロセッサ」は、たとえばレジスタおよび／またはメモリからの電子データを処理してその電子データを、たとえばレジスタおよび／またはメモリに記憶されうる他の電子データに変換する任意のデバイスまたはデバイスの一部を指しうる。「コンピュータ」または「計算機械」または「コンピューティング・プラットフォーム」は一つまたは複数のプロセッサを含んでいてもよい。

いくつかの要素、たとえばいくつかのステップを含む方法が記述されるとき、特に明記されない限り、そのような要素、たとえばステップの順序は含意されないことを注意しておく。

いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、少なくとも一つのプロセッサ要素および記憶サブシステムを含むデジタル信号処理デバイスのような処理システムまたはサブシステムの一つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに、本稿に記載される方法を実行させる命令を設定、たとえばエンコードされる。

コンピュータ可読媒体は、例示的な実施形態では、単一の媒体であるよう示されるが、用語「媒体」は、一つまたは複数の組の命令を記憶する、単一の媒体または複数の媒体、たとえばいくつかのメモリ、中央集中型または分散式データベースおよび／または関連するキャッシュおよびサーバーを含むと解釈すべきである。

また、本発明の諸実施形態はいかなる特定の実装またはプログラミング技法にも限定されず、本発明は、本稿に記載される機能を実装するためのいかなる適切な技法を使って実装されてもよいことは理解されるであろう。さらに、諸実施形態は、いかなる特定のプログラミング言語やオペレーティング・システムにも限定されない。

本明細書を通じた「一つの実施形態」または「ある実施形態」への言及は、その実施形態との関連で記載される特定の機能、構造または特徴が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。よって、「一つの実施形態では」「いくつかの実施形態では」「ある実施形態では」という句が本明細書を通じた随所に現れることは、必ずしもみなが同じ実施形態のことを言っているのではない。ただし、そうであることもありうる。さらに、個別的な機能、構造または特徴は、一つまたは複数の実施形態において、本開示から当業者に明白となるであろういかなる好適な仕方で組み合わされてもよい。

同様に、本発明の例示的実施形態の上記の記述において、本開示の流れをよくし、さまざまな発明側面の一つまたは複数の理解を助ける目的で、本発明のさまざまな機能が時に単一の実施形態、図面またはその説明においてまとめられていることが認識されるべきである。しかしながら、このような開示方法は、特許請求される発明が、各請求項において明示的に記載される以上の特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈すべきではない。むしろ、請求項において反映されるように、上記で開示される単一の実施形態のすべてよりも少ない特徴のうちに発明側面がある。よって、特許請求の範囲の記載は、各請求項をそれ自身として本発明の別個の実施形態として、この「発明を実施するための形態」に明示的に組み込まれる。

さらに、本稿に記載されるいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれる一部の特徴を含むものの他の特徴は含まないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは本発明の範囲内であり、異なる実施形態をなすものと意図される。このことは、当業者には理解されるであろう。たとえば、請求項において、特許請求される実施形態のうち任意のものが任意の組み合わせにおいて使用できる。

さらに、実施形態のいくつかは本稿では、処理システムのプロセッサによって、あるいは当該機能を実行する他の手段によって実装されることのできる方法または方法の要素の組み合わせとして記述される。よって、そのような方法または方法の要素を実行するための必要な命令をもつプロセッサは、方法または方法の要素を実行するための手段をなす。さらに、本稿に記載される装置実施形態の要素は、本発明を実行する目的のために当該要素によって実行される機能を実行する手段の例である。

本稿で与えられる記述において、数多くの個別的詳細が記載される。しかしながら、本発明の実施形態がこうした個別的詳細なしでも実施されうることは理解される。その一方、よく知られた方法、構造および技法は、本記述の理解を埋没させることのないよう、詳細には示していない。

本稿で用いられるところでは、特に断りのない限り、共通のオブジェクトを記述するための序数形容詞「第一の」「第二の」「第三の」などの使用は、単に同様のオブジェクトの異なるインスタンスが言及されていることを示すのみであって、そのように記述されるオブジェクトが、時間的、空間的、ランキング上または他のいかなる仕方でも、所与の序列でなければならないことを含意することは意図されていない。

本稿で引用されるあらゆる米国特許、米国特許出願および米国を指定国とする国際（PCT）特許出願はここに参照によって組み込まれる。特許規則または法令が、それ自身参照によって情報を組み込んでいる素材の参照による組み込みを認めない場合、本稿における該素材の参照による組み込みは、参照によって組み込まれたそのような素材中の参照によって組み込まれている情報は除外する。ただし、そのような情報が明示的に参照によって本稿に組み込まれている場合にはその限りではない。

本明細書における従来技術のいかなる議論も、そのような従来技術が周知、公知または技術常識であることを認めたものと考えるべきではない。

特許請求の範囲および本明細書において、有する、もつという用語は、言及される要素／特徴を少なくとも含むが他を排除するものではないことを意味する、オープンな用語である。よって、請求項で使われるとき、有する、もつの語は、挙げられている手段または要素またはステップに限定するものと解釈すべきではない。たとえば、AおよびBを有する装置という表現の範囲は、要素AおよびBのみからなる装置に限定されるべきではない。本稿で使われるところの含むという用語も、言及される要素／特徴を少なくとも含むが他を排除するものではないことを意味する、オープンな用語である。よって、含むというのは、有すると同義であり、有することを意味する。

同様に、請求項において使われるとき、結合されたという用語は直接接続のみに限定するものと解釈すべきではないことを注意しておく。用語「結合された」および「接続された」およびそれらの派生形が使用されうる。これらの用語は互いに同義とは意図されていないことを理解しておくべきである。装置Bに結合された装置Aという表現の範囲は、デバイスAの出力が直接的にデバイスBの入力に接続される装置またはシステムに限定されるべきではない。これが意味するのは、Aの出力とBの入力の間に、他の装置や手段を含んでいてもよい経路が存在するということである。「結合された」は二つ以上の要素が直接的に物理的または電気的に接触していることを意味することもあれば、あるいは二つ以上の要素が互いに直接接触してはいないが、それでも互いと協働または相互作用することを意味することもある。

よって、本発明の好ましい実施形態であると思われるものを記載してきたが、当業者は、本発明の精神から外れることなく、他のおよびさらなる修正をなしうることを認識するであろう。本発明の範囲内にはいるそのようなすべての変更および修正を特許請求することが意図されている。たとえば、上に与えた公式のいずれも、単に使用されうる手順の代表的なものである。ブロック図に機能を追加したり削除したりしてもよく、機能ブロックの間で処理を入れ替えてもよい。本発明の範囲内で、記載される方法にステップを追加したり削除したりしてもよい。

いくつかの付番実施例を記載しておく。
〔付番実施例１〕
画素の色成分を表すデータを受け容れる段階と；
それらの色成分がデバイス独立色空間にない場合に該色成分をデバイス独立色空間での値に変換する段階と；
前記デバイス独立色空間での値をL_D、u'およびv'で表される三つの変数によって表される視覚ダイナミックレンジ（VDR）データに変換する段階であって、範囲[0,1]内のL_Dについて、
L_D＝(αlog₂Y)＋βであり、
Yは前記デバイス独立色空間での値に対応するCIE-1931 XYZ色空間におけるcd/m²でのルミナンス値の値を表し、αはスケール・パラメータを表し、βはバイアス・パラメータを表し、u'およびv'は前記デバイス独立色空間における値に対応するCIE-1976ルミナンス・クロミナンス色空間におけるクロミナンス値である、段階と；
L_D、u'およびv'の値を量子化してnで表される第一のビット数のデジタルL_D値と、それぞれmで表される第二のビット数のデジタルu'およびv'値とにする段階とを含む、
方法。
〔付番実施例２〕
付番実施例１記載の方法であって：
α＝77/2048であり、β＝1/2であり、それにより
L_D＝((77/2048)log₂Y)＋1/2であり、
D_L'と表されるnビットのデジタルL_D値およびそれぞれDu'およびDv'と表される整数として表現されるmビットのデジタルu'およびv'値は
D_L'＝INT[(253L_D＋1)・2^n-8]
Du'＝INT[(Su'＋B)・2^m-8]
Dv'＝INT[(Sv'＋B)・2^m-8]
となり、パラメータS＝406＋43/64であり、パラメータB＝35/64であり、INT[.]は、いかなる数も四捨五入する整数関数であり、0.5以上の端数部分のある任意の数を次の最も高い整数値に切り上げ、0.5未満の端数部分のある任意の数を切り下げる、
方法。
〔付番実施例３〕
付番実施例１または２記載の方法であって、前記受け容れられるデータは受け容れられるビデオ信号データを含み、当該方法はさらに：
受け容れられたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする段階を含み、
前記視覚ダイナミックレンジ・データが前記レガシー・メディア・インターフェース上で転送可能である、
方法。
〔付番実施例４〕
三つの整数値によって表される視覚ダイナミックレンジ（VDR）ビデオ信号データを受け容れる段階と；
受け容れられたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする段階とを含む方法であって、
前記三つの整数値は：
L_Dで表されるルミナンス関係値のnビットで量子化された値である第一の値であって、ここで、Yがcd/m²でのルミナンス値の値を表すとして値X、YおよびZによってCIE-1931 XYZ色空間において表されているデータについて、
L_D＝(αlog₂Y)＋βであり、
αはスケール・パラメータを表し、βはバイアス・パラメータを表す、第一の値と；
前記X、Y、Z値に対応するCIE-1976ルミナンス・クロミナンス色空間における、u'およびv'で表されるmビットで量子化されたクロミナンス値である第二および第三の値を含み、
前記視覚ダイナミックレンジ・データが前記レガシー・メディア・インターフェース上で転送可能である、
方法。
〔付番実施例５〕
付番実施例４記載の方法であって：
α＝77/2048であり、β＝1/2であり、それにより
L_D＝((77/2048)log₂Y)＋1/2であり、
D_L'と表されるnビットのデジタルL_D値およびそれぞれDu'およびDv'と表される整数として表現されるmビットのデジタルu'およびv'値は
D_L'＝INT[(253L_D＋1)・2^n-8]
Du'＝INT[(Su'＋B)・2^m-8]
Dv'＝INT[(Sv'＋B)・2^m-8]
となり、パラメータS＝406＋43/64であり、パラメータB＝35/64であり、INT[.]は、いかなる数も四捨五入する整数関数であり、0.5以上の端数部分のある任意の数を次の最も高い整数値に切り上げ、0.5未満の端数部分のある任意の数を切り下げる、
方法。
〔付番実施例６〕
前記VDRビデオ信号データを、VDR以外の形のビデオ信号データから生成する段階をさらに含む、付番実施例４または５記載の方法。
〔付番実施例７〕
付番実施例１ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記受け容れられるデータがビデオ・データの一部であり、前記量子化されたルミナンス関係の値および前記量子化されたクロミナンス関係の値が同じ空間分解能であり、平均してVDRデータのピクセル当たりn＋2mビットがある、方法。
〔付番実施例８〕
付番実施例１ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記受け容れられるデータがビデオ・データの一部であり、前記量子化されたクロミナンス関係の値は前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがある、方法。
〔付番実施例９〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記レガシー・ビデオ・インターフェースが高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）インターフェースである、方法。
〔付番実施例１０〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記レガシー・ビデオ・インターフェースがシリアル・デジタル・インターフェース（SDI）インターフェースである、方法。
〔付番実施例１１〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:2:2インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位12ビットが前記コンテナ内のY値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのクロミナンス関係データのビットは前記コンテナ内のCbおよびCr値に割り当てられた上位ビット位置にマッピングされ、Y値専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれは前記コンテナ中でCrおよびCb値に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１２〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:2:2インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位12ビットが前記コンテナ内のY値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのv'関係データのビットは前記コンテナ内のCb値に割り当てられた上位ビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのu'関係データのビットは前記コンテナ内のCr値に割り当てられた上位ビット位置にマッピングされ、前記対の前記第一のピクセルのうちY値専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれは前記コンテナ中でCb値に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされ、前記対の前記第二のピクセルのうちY値専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれは前記コンテナ中でCr値に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１３〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI RGB 4:4:4インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットが前記コンテナ内のRGB成分のうちの特定の一つに割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのクロミナンス関係データのビットは前記コンテナ内の他の二つのRGB成分に割り当てられた上位ビット位置にマッピングされ、Y値の専用の位置（単数または複数）にマッピングされていないルミナンス関係データのビット（単数または複数）があればそれは前記コンテナ中で前記他の二つのRGB成分に割り当てられた残りのビット位置（単数または複数）にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１４〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI RGB 4:4:4インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットは、前記コンテナ中のG値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてv'関係データの上位8ビットは、前記対の第一のピクセルについての前記コンテナ中のB値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてu'関係データの上位8ビットは、前記対の第二のピクセルについての前記コンテナ中のR値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのv'関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについての前記コンテナ中のR値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第一のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについての前記コンテナ中のR値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記ピクセルの対についてのu'関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについての前記コンテナ中のB値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについての前記コンテナ中のB値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１５〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:4:4インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットが前記コンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのクロミナンス関係データの上位8ビットは前記対の前記第一のピクセルについての前記コンテナ内のCrおよびCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記第一および第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットおよび前記ピクセルの対についてのクロミナンス関係データの下位ビットは、前記第一および第二のピクセルについての前記コンテナ中でCrおよびCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１６〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは24ビットHDMI YCbCr 4:4:4インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位8ビットは前記コンテナ中のY値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのv'関係データの上位8ビットは前記対の前記第一のピクセルについての前記コンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのu'関係データの上位8ビットは前記対の前記第二のピクセルについての前記コンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのv'関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについての前記コンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第一のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第一のピクセルについてのコンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記ピクセルの対についてのu'関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについての前記コンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされ、前記第二のピクセルについてのL_D関係データの下位ビットは前記第二のピクセルについての前記コンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置のいくつかにマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１７〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは20ビットSDI YCbCr 4:2:2インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データが前記コンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのクロミナンス関係データは前記対についての前記コンテナ内のCrおよびCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１８〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースは20ビットSDI YCbCr 4:2:2インターフェースであり、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データが前記コンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのv'関係データは前記対についての前記コンテナ内のCb値に割り当てられたビット位置にマッピングされ、前記ピクセルの対についてのu'関係データは前記対についての前記コンテナ内のCr値に割り当てられたビット位置にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例１９〕
付番実施例３ないし６のうちいずれか一項記載の方法であって、前記受け容れられるデータがビデオ・データであり、前記量子化されたルミナンス関係の値および前記量子化されたクロミナンス関係の値が同じ空間分解能であり、そのため平均してVDRデータのピクセル当たりn＋2mビットがあり、前記レガシー・ビデオ・インターフェースはそれぞれ20ビットSDI YCbCr 4:2:2インターフェースの第一のチャネルおよび第二のチャネルを含むデュアル・チャネルを含み、第一のピクセルおよび隣接する第二のピクセルからなる水平方向に隣り合うピクセルの対の色値について、前記マッピングは、各ピクセルについてのルミナンス関係データの上位10ビットが、前記チャネルのうちのその一つのチャネルについてのコンテナ内のY値に割り当てられるビット位置にマッピングされ、前記第一および第二のピクセルについてのu'およびv'関係データの上位10ビットは前記第一および第二のチャネルについての各コンテナ中のCbおよびCrに割り当てられたビット位置にマッピングされ、ルミナンスまたはクロミナンス値のいずれかに10を超えるビットが使われている場合には、10を超えるビットを使うルミナンスまたはクロミナンス値の任意の下位ビット（単数または複数）は、ルミナンス値の上位ビットがマッピングされたチャネルではないほうのチャネルのコンテナ内のY値に割り当てられた位置にマッピングされるというものである、方法。
〔付番実施例２０〕
付番実施例３ないし１６のうちいずれか一項記載の方法であって：
α＝77/2048であり、β＝1/2であり、それにより
L_D＝((77/2048)log₂Y)＋1/2であり、
D_L'と表されるnビットのデジタルL_D値およびそれぞれDu'およびDv'と表される整数として表現されるmビットのデジタルu'およびv'値は
D_L'＝INT[(253L_D＋1)・2^n-8]
Du'＝INT[(Su'＋B)・2^m-8]
Dv'＝INT[(Sv'＋B)・2^m-8]
となり、パラメータS＝406＋43/64であり、パラメータB＝35/64であり、INT[.]は、いかなる数も四捨五入する整数関数であり、0.5以上の端数部分のある任意の数を次の最も高い整数値に切り上げ、0.5未満の端数部分のある任意の数を切り下げ、
前記量子化されたクロミナンス関係の値が前記量子化されたルミナンス関係の値の半分の水平方向空間分解能であり、
前記レガシー・インターフェースはHDMIインターフェースであり、
前記第一のビット数nは少なくとも10であり、前記第二のビット数mは少なくとも10である、
方法。
〔付番実施例２１〕
前記第二のビット数mが少なくとも11である、付番実施例２０記載の方法。
〔付番実施例２２〕
前記第一のビット数nおよび前記第二のビット数mのそれぞれが少なくとも11である、付番実施例２０記載の方法。
〔付番実施例２３〕
前記VDRデータを前記HDMIインターフェースを介して出力する段階をさらに含む、
付番実施例２０記載の方法。
〔付番実施例２４〕
前記第一のビット数nが少なくとも10であり、前記第二のビット数が少なくとも10である、付番実施例１ないし１９のうちいずれか一項記載の方法。
〔付番実施例２５〕
前記第二のビット数mが少なくとも11である、付番実施例２４記載の方法。
〔付番実施例２６〕
前記第一のビット数nおよび前記第二のビット数mのそれぞれが少なくとも11である、付番実施例２４記載の方法。
〔付番実施例２７〕
視覚ダイナミックレンジ（VDR）または拡張次元のうちの少なくとも一方によって特徴付けられるビデオ素材についての信号を画定する段階と；
画定されたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする段階とを含む方法であって、
前記視覚ダイナミックレンジまたは拡張次元のビデオ信号データが前記レガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能である、
方法。
〔付番実施例２８〕
前記ビデオ信号データのブライトネス成分が、対数スケール、前記ブライトネス成分の冪関数または知覚的なモデルから導出される値のルックアップ・テーブルのうちの少なくとも一つを用いて表現される、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例２９〕
前記画定する段階が：
拡張されたレンジのビデオ素材に関連する物理的なルミナンス値から、固定点対数ルミナンス値を計算する段階を含む、
付番実施例２８記載の方法。
〔付番実施例３０〕
前記ビデオ信号データの少なくとも二つの色成分がそれぞれ、線形スケール、前記色成分のそれぞれの冪関数または知覚的なモデルから導出される値のルックアップ・テーブルのうちの少なくとも一つで表現される、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例３１〕
前記画定する段階が、拡張されたレンジのビデオ素材に関連付けられている一組の色成分に対する変換を計算する段階を含み、前記変換は少なくとも二つの線形色スケール上での色の値を画定する、付番実施例３０記載の方法。
〔付番実施例３２〕
前記色成分がXYZ色空間に対応する、付番実施例３１記載の方法。
〔付番実施例３３〕
前記少なくとも二つの線形色スケールはそれぞれ(u',v')色空間における座標に対応する、付番実施例３１記載の方法。
〔付番実施例３４〕
前記マッピングする段階は、対数ルミナンス値および前記二つの色スケールのそれぞれからの前記色値のうちの複数を、前記レガシー・ビデオ・メディアに関連付けられたフォーマットに従う4:2:2のデータ・コンテナにマッピングすることを含む、付番実施例３１記載の方法。
〔付番実施例３５〕
前記マッピングする段階が：
色スケール上で色値を関係付ける順序のうちから、色スケールのそれぞれからの色値の一つおきの対を選択し；
選択された値の対を用いて前記マッピングする段階を実行することを含む、
付番実施例３４記載の方法。
〔付番実施例３６〕
前記マッピングする段階が：
対数ルミナンス値を、レガシー・ビデオ・メディアに関連付けられたフォーマットに従う4:4:4のデータ・コンテナのルーマ関係チャネルにマッピングし；
前記二つの色スケールのうちの第一のものからの色値のそれぞれについての最上位の諸ビットを、4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの偶ピクセルにマッピングし；
前記二つの色スケールのうちの第二のものからの色値のそれぞれについての最上位の諸ビットを、4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの奇ピクセルにマッピングすることを含む、
付番実施例３１記載の方法。
〔付番実施例３７〕
前記ビデオ信号データが、前記レガシー・メディア・インターフェースを介して拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能をもつディスプレイにおいて受領されると、前記ディスプレイを用いて拡張レンジ・ビデオ素材を効果的にレンダリングするよう、デコードされることができる、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例３８〕
拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能を欠くディスプレイにおいて前記レガシー・メディア・インターフェースを介して受領された際には、前記ビデオ信号データは、ディスプレイ基準のダイナミックレンジでそのビデオ・コンテンツを可視的にレンダリングするようデコードされることができる、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例３９〕
前記ディスプレイ基準のダイナミックレンジが前記拡張ダイナミックレンジより狭い、付番実施例３８記載の方法。
〔付番実施例４０〕
前記拡張ダイナミックレンジが、高ダイナミックレンジ、視覚ダイナミックレンジ、広い色範囲、視覚色範囲または三次元ビデオ・コンテンツのうちの一つまたは複数を含む、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例４１〕
前記レガシー・メディア・インターフェースは、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI）または「ディスプレイ・ポート」インターフェースのうちの一つまたは複数を含む、付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例４２〕
拡張次元のビデオ素材について、前記画定する段階が：
それぞれ前記ビデオ素材の左眼ビューおよび右眼ビューに合う一対の画像成分を同時にエンコードし；
前記一対の画像成分をインターリーブして両眼視用にマージされた画像フレームを形成することを含む、
付番実施例２７記載の方法。
〔付番実施例４３〕
前記インターリーブが事実上、前記ビデオ信号に関連するもとのフレーム・レートを維持する、付番実施例４２記載の方法。
〔付番実施例４４〕
前記もとのビデオ信号に関連する空間的詳細の度合いが、前記両眼視用にマージされた画像フレームに関連する空間的詳細の度合いを上回る、付番実施例４３記載の方法。
〔付番実施例４５〕
前記画定する段階がさらに、前記もとのビデオ信号のフレーム・レートを増加させる段階を含み、前記インターリーブする段階が、前記両眼視用にマージされた画像フレーム内の前記もとのビデオ信号に関連する空間的詳細の度合いを保持する、付番実施例４２記載の方法。
〔付番実施例４６〕
前記増加させる段階が、前記もとのフレーム・レートのフレーム・レートを倍にすることを含む、付番実施例４５記載の方法。
〔付番実施例４７〕
前記画定する段階が、ディープ・カラー・モードを有効にする段階を含む、付番実施例４２記載の方法。
〔付番実施例４８〕
前記ディープ・カラー・モードが48ビットの深さを有し、前記インターリーブする段階がさらに、前記フレームの各ピクセルを二つの相補的な24ビット成分に分割することを含み、
前記マッピングする段階が、前記一対の画像成分のそれぞれを、前記相補的なピクセル成分の一方のみに関連付け、
前記インターリーブする段階およびマッピングする段階が、前記両眼視用にマージされた画像フレーム内で前記もとのビデオ信号に関連する空間的詳細の度合いを保持する、
付番実施例４７記載の方法。
〔付番実施例４９〕
前記48ビットのディープ・カラー・モードが少なくともバージョンHDMI1.3aのHDMI1.3a規格に実質的に従う、付番実施例４８記載の方法。
〔付番実施例５０〕
前記インターリーブする段階が：
行インターリーブ；
列インターリーブ；
市松模様式インターリーブ；または
サイドバイサイド・インターリーブ
のうちの一つまたは複数を含む、付番実施例４２記載の方法。
〔付番実施例５１〕
処理システムの一つまたは複数のプロセッサ上で実行されたときに付番実施例１ないし５０のうちいずれか一項記載の方法を実行させる命令を有するコンピュータ可読記憶媒体。
〔付番実施例５２〕
拡張ダイナミックレンジまたは拡張次元のうちの少なくとも一方によって特徴付けられるビデオ素材についての信号のブライトネス成分または色成分のうちの一つまたは複数を表すデータを画定する手段と；
画定されたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする手段とを有するシステムであって、
前記ビデオ信号データが前記レガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能である、
システム。
〔付番実施例５３〕
一つまたは複数のプロセッサと；
前記一つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも一つによって読み取り可能であり、前記一つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも一つによって実行されたときに付番実施例１ないし５０のうちいずれか一項記載の方法を実行させる命令を有する媒体とを有する、
システム。
〔付番実施例５４〕
一つまたは複数のプロセッサで実行されたときに前記一つまたは複数のプロセッサに付番実施例１ないし５０のうちいずれか一項記載の方法を実行させる命令を有するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
〔付番実施例５５〕
拡張ダイナミックレンジまたは拡張次元のうちの少なくとも一方によって特徴付けられるビデオ素材の信号のブライトネス成分または色成分の一つまたは複数を表すデータを画定する第一のコンポーネントと；
画定されたビデオ信号データをレガシー・ビデオ・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする、前記第一のコンポーネントとともに機能する第二のコンポーネントとを有し、
前記ビデオ信号データが前記レガシー・メディア・インターフェースを通じて転送可能である、
装置。
〔付番実施例５６〕
コンピュータもしくはコンピュータ・モニタ；
テレビジョンまたはテレビジョン受信機；
ビデオ・エンコーダ；
付番実施例２７ないし５０のうちいずれか一項記載の方法に従ってエンコードされたビデオ信号データをデコードするビデオ・デコーダ；または
可搬型電子装置、
のうちの一つまたは複数を有する、付番実施例５５記載の装置。
〔付番実施例５７〕
付番実施例１ないし５０のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されたまたはプログラムされた集積回路（IC）デバイス。
〔付番実施例５８〕
デジタル信号プロセッサ・デバイス（DSPデバイス）；
特定用途向けIC（ASIC）；または
プログラム可能な論理デバイス、
のうちの一つまたは複数を有する、付番実施例５７記載のICデバイス。
〔付番実施例５９〕
前記プログラム可能な論理デバイスが：
フィールド・プログラム可能なゲート・アレイ；
マイクロコントローラ；または
DSPデバイス、
のうちの一つまたは複数を有する、付番実施例５８記載のICデバイス。
〔付番実施例６０〕
一つまたは複数のプロセッサで実行されたときに：
付番実施例５７ないし５９のうちいずれか一項記載のICデバイス；
付番実施例５５または５６記載の装置；または
付番実施例５２または５３記載のシステム、
のうちの一つまたは複数を構成、制御またはプログラムする命令を有する、コンピュータ可読記憶媒体。

Claims (27)

1. 拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データおよび／または三次元ビデオ・データを含む、拡張レンジ・ビデオ素材についてのビデオ信号データを画定する段階であって、拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データはピクセル当たり30ないし36ビットをもち、少なくとも、0.1cd/m²から200cd/m²より大きなレンジの4桁をカバーするルミナンスのダイナミックレンジおよびCIE-1976ルミナンス‐クロミナンス色空間における少なくとも1000個の異なるu'およびv'クロミナンス値を表現することがでるものである、段階と；
   画定されたビデオ信号データをピクセル当たり平均で24ビットのビデオを伝送するよう設計された単一のレガシー・ビデオ・メディア・インターフェースに従うコンテナ・フォーマットにマッピングする段階とを含む方法であって、
   前記拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データおよび／または三次元ビデオ・データがピクセル当たり平均24ビットの前記単一のレガシー・ビデオ・メディア・インターフェースを通じて転送可能である、
   方法。
2. 前記ビデオ信号データが拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データが人間が同時に知覚できるルミナンス値の完全な範囲を表現できる、請求項２記載の方法。
4. 前記拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データが人間が同時に知覚できるすべての色を表現できる、請求項２または３記載の方法。
5. 前記ビデオ信号データのブライトネス成分が、対数スケール、前記ブライトネス成分の冪関数または知覚的なモデルから導出される値のルックアップ・テーブルのうちの少なくとも一つを用いて表現される、請求項２ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
6. 前記画定する段階が：
   拡張されたレンジのビデオ素材に関連する物理的なルミナンス値から、固定小数点対数ルミナンス値を計算する段階を含む、
   請求項５記載の方法。
7. 前記ビデオ信号データの少なくとも二つの色成分がそれぞれ、線形スケール、前記色成分のそれぞれの冪関数または知覚的なモデルから導出される値のルックアップ・テーブルのうちの少なくとも一つで表現される、請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
8. 前記画定する段階が、前記拡張ダイナミックレンジ・ビデオ・データに関連付けられている一組の色成分に対する変換を計算する段階を含み、前記変換は少なくとも二つの線形色スケール上での色の値を画定する、請求項７記載の方法。
9. 前記色成分がXYZ色空間に対応する、請求項８記載の方法。
10. 前記少なくとも二つの線形色スケールはそれぞれ(u',v')色空間における座標に対応する、請求項８記載の方法。
11. 前記マッピングする段階は、対数ルミナンス値および前記二つの線形色スケールのそれぞれからの前記色の値のうちの複数を、ピクセル当たり平均24ビットの前記レガシー・ビデオ・メディア・インターフェースに関連付けられたビデオ・フォーマットに従う4:2:2のデータ・コンテナにマッピングすることを含む、請求項８記載の方法。
12. 前記マッピングする段階が：
    色スケール上で色値を関係付ける順序のうちから、色スケールのそれぞれからの色値の一つおきの対を選択し；
    選択された値の対を用いて前記マッピングする段階を実行することを含む、
    請求項１１記載の方法。
13. 前記マッピングする段階が：
    対数ルミナンス値を、ピクセル当たり平均24ビットの前記レガシー・ビデオ・メディア・インターフェースに関連付けられたビデオ・フォーマットに従う4:4:4のデータ・コンテナのルーマ関係チャネルにマッピングし；
    前記二つの線形色スケールのうちの第一のものからの色値のそれぞれについての最上位の諸ビットを、4:4:4データ・コンテナの第一の色チャネルの偶ピクセルにマッピングし；
    前記二つの線形色スケールのうちの第二のものからの色値のそれぞれについての最上位の諸ビットを、4:4:4データ・コンテナの第二の色チャネルの奇ピクセルにマッピングすることを含む、
    請求項８記載の方法。
14. 前記ビデオ信号データが、前記レガシー・ビデオ・メディア・インターフェースを介して拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能をもつディスプレイにおいて受領されると、前記ディスプレイを用いて拡張レンジ・ビデオ素材を効果的にレンダリングするよう、デコードされることができる、請求項２ないし１３のうちいずれか一項記載の方法。
15. 拡張ダイナミックレンジ素材をレンダリングする機能を欠くディスプレイにおいて前記レガシー・ビデオ・メディア・インターフェースを介して受領された際には、前記ビデオ信号データは、ディスプレイ基準のダイナミックレンジでそのビデオ・コンテンツを可視的にレンダリングするようデコードされることができる、請求項２ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
16. 前記ディスプレイ基準のダイナミックレンジが前記拡張ダイナミックレンジより狭い、請求項１５記載の方法。
17. 前記拡張レンジ・ビデオ素材が、高ダイナミックレンジ、視覚ダイナミックレンジ、広い色範囲、視覚色範囲および三次元画像のうちの一つまたは複数を含む、請求項１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法。
18. ピクセル当たり平均24ビットの前記レガシー・ビデオ・メディア・インターフェースは、高精細度マルチメディア・インターフェース（HDMI）、デジタル・ビジュアル・インターフェース（DVI）、シリアル・デジタル・インターフェース（SDI）または「ディスプレイ・ポート」インターフェースのうちの一つまたは複数を含む、請求項１ないし１７のうちいずれか一項記載の方法。
19. 前記ビデオ信号データ中の各ピクセルが三つの量、すなわち、nで表わされる第一の数のビットの対数スケール上のデジタル・ルミナンス関係量と、それぞれmで表わされる第二の数のビットからなるデジタルu'およびv'クロミナンス関係量によって表現され、ルミナンスの対数スケール上の2ⁿ個の可能な量子化された値、2^m個の可能な量子化されたu'の値、2^m個の可能な量子化されたv'の値があり、nおよびmのそれぞれは少なくとも10である、請求項１ないし１８のうちいずれか一項記載の方法。
20. nが少なくとも11であり、ピクセル当たり少なくとも32ビットある、請求項１９記載の方法。
21. n＝10かつm＝11であり前記ビデオ信号データの各ピクセルは32ビットを含む、
    または
    n＝11かつm＝12であり前記ビデオ信号データの各ピクセルは35ビットを含む、
    または
    n＝12かつm＝12であり前記ビデオ信号データの各ピクセルは36ビットを含む、
    請求項１９記載の方法。
22. 請求項１ないし２１のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されたシステム。
23. 一つまたは複数のプロセッサで実行されたときに前記一つまたは複数のプロセッサに請求項１ないし２１のうちいずれか一項記載の方法を実行させる命令を有するコンピュータ可読記憶媒体。
24. 請求項１ないし２１のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されたまたはプログラムされた集積回路（IC）デバイス。
25. デジタル信号プロセッサ・デバイス（DSPデバイス）；
    特定用途向けIC（ASIC）；または
    プログラム可能な論理デバイス、
    のうちの少なくとも一つを有する、請求項２４記載のICデバイス。
26. 前記プログラム可能な論理デバイスが：
    フィールド・プログラム可能なゲート・アレイ；
    マイクロコントローラ；または
    DSPデバイス、
    のうちの少なくとも一つを有する、請求項２５記載のICデバイス。
27. 一つまたは複数のプロセッサで実行されたときに：
    請求項２４ないし２６のうちいずれか一項記載のICデバイス；または
    請求項２２記載のシステム、
    のうちの一つまたは複数を構成、制御またはプログラムする命令を有する、コンピュータ可読記憶媒体。

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