JP6366641B2 - 異なる表示機能の間で知覚ルミナンス非線形性ベースの画像データ交換を改善する装置および方法 - Google Patents
異なる表示機能の間で知覚ルミナンス非線形性ベースの画像データ交換を改善する装置および方法 Download PDFInfo
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Description
本願は2011年12月6日に出願された米国仮特許出願第61/567,579号、2012年7月23日に出願された米国仮特許出願第61/674,503号および2012年9月12日に出願された米国仮特許出願第61/703,449号の優先権を主張するものである。これらの出願の内容はみなここにあらゆる目的について全体において参照によって組み込まれる。
本発明は概括的には画像データに関する。より詳細には、本発明のある実施形態は、異なる表示機能の間での知覚上の非線形性に基づく画像データ交換に関する。
2.コントラスト感度関数(CSF)モデル
3.知覚の非線形性
4.デジタル符号値とグレーレベル
5.モデル・パラメータ
6.可変空間周波数
7.関数モデル
8.参照GSDFに基づく画像データの交換
9.参照エンコードされた画像データの変換
10.例示的なプロセス・フロー
11.実装機構――ハードウェアの概観
12.付番実施例、等価物、拡張、代替、その他
〈1.概観〉
この概観は、本発明のある実施形態のいくつかの側面の基本的な記述を提示する。この概観はその例示的な実施形態の諸側面の包括的ないし網羅的な要約ではないことは注意しておくべきである。さらに、この概観は、その例示的な実施形態の何らかの特に有意な側面もしくは要素を特定するものと理解されることも、一般には本発明の、特にその例示的な実施形態の何らかの範囲を画定するものと理解されることも、意図されていない。この概観は単に、その例示的な実施形態に関係するいくつかの概念を凝縮された単純化された形式で提示するものであり、単に後続の例示的な諸実施形態のより詳細な説明への概念的な導入部として理解されるべきである。
レンダリングされる画像中の空間的な構造についての人間の視覚の感度は、コントラスト感度関数(CSF)をもって最もよく記述されうる。これは、コントラスト感度を空間周波数(または人間の観察者によって知覚される画像中の空間的変調/変動のレート)の関数として記述するものである。本稿での用法では、コントラスト感度Sは、人間の視覚の神経信号処理における利得と考えられもよく、一方、コントラスト閾値CTはコントラスト感度の逆数から決定されてもよい。たとえば:
コントラスト感度=S=1/CT (1)
本稿での用法では、「コントラスト閾値」は、人間の目がコントラストの差を知覚するために必要な(相対)コントラストの最低値(たとえば最小可知差異)を指すまたは該最低値に関係しうる。いくつかの実施形態では、コントラスト閾値は、ある範囲のルミナンス値にわたって最小可知差異を光適応レベルで割ったものの関数として描かれてもよい。
=(Li+1−Lmean(i,i+1))/Lmean(i,i+1)
=〜(1/2)ΔL/L (2)
ここで、C(i)はLiとLi+1を両端とするルミナンス範囲についてのコントラストを表わす。Lmean(i,i+1)は二つの隣接するグレーレベルLiとLi+1の算術平均である。コントラストC(i)は算術的に因子2によってウェーバー割合(Weber fraction)に関係している。ここで、ΔLは(Li+1−Li)を表わし、LはLi、Li+1の一方またはLiとLi+1の中間的な値を表わす。
ここで、kは乗算定数を表わす。本発明の実施形態との関係で、GSDFにおけるグレーレベルを計算する目的でコントラスト閾値をコントラストと関係付けるために、他の記述的統計/定義(たとえば幾何平均、メジアム、モード、分散または標準偏差)および/またはスケーリング(×2、×3、スケーリング因子で割る、またはスケーリング因子をかけるなど)および/またはオフセット(+1、+2、−1、−2、オフセットを減算またはオフセットを加算など)および/または重み付け(たとえば二つの隣接するグレーレベルに同じまたは異なる重み因子を割り当てる)が使われてもよい。
CSFモデルは、基本的なコントラスト閾値測定またはCSFモデルを描くCSFに基づく計算から構築されうる。人間の視覚は残念なことに複雑で、適応的で、非線形であり、よって人間の視覚を記述する単一のCSF曲線はない。その代わり、CSF曲線の族がCSFモデルに基づいて生成されうる。同じCSFモデルでも、モデル・パラメータの異なる値はCSF曲線の該族について異なるプロットを生じる。
図1は、複数の光適応レベルにまたがるCSF曲線の例示的な族を示している。あくまでも例解のために、図1に描かれている最も上のCSF曲線は1000カンデラ毎平方メートル(cd/m2または「ニト」)のルミナンス値での光適応レベルについてのものであり、他のより低い曲線は10倍ずつ低下していくルミナンス値での光適応レベルについてのものである。これらのCSF曲線から読み取れる注目すべき特徴は、ルミナンスが増すと(光適応レベルが増すと)、最大(またはピーク)コントラスト感度を含む全体的なコントラスト感度が増大するということである。図1のCSF曲線上でコントラスト感度がピークになるピーク空間周波数はより高い空間周波数にシフトする。同様に、CSF曲線の横軸(空間周波数軸)との切片であるCSF曲線上の最大の知覚可能空間周波数(カットオフ周波数)も増大する。
・2(数因子)は双眼による視覚に対応する(単眼なら4);
・kは信号/雑音比を表わし、たとえば3.0;
・Tは目の積分時間を表わし、たとえば0.1秒;
・X0は(たとえば正方形の)対象の角サイズを表わす;
・Xmaxは目の積分領域の最大角サイズを表わす(たとえば12度);
・Nmaxは確率和を介して累積される最大サイクル数を表わし、たとえば15サイクル;
・ηは目の量子効率を表わし、たとえば0.3;
・pは光子変換因子(photon conversion factor)を表わす;
・Eは網膜照度(illuminance)をたとえばトローランド(Troland)単位で表わす;
・Φ0は神経雑音のスペクトル密度を表わし、たとえば3×10-8秒・度2;
・u0は側方抑制についての最大空間周波数を表わし、たとえば7サイクル/度。
表1に示されるようなGSDFは、人間の視覚におけるコントラスト閾値に結びつけられたグレーレベルを表わすのにデジタル符号値を使って知覚の非線形性をマッピングする。すべてのマッピングされたルミナンス値を含むグレーレベルは、人間の視覚の知覚的非線形性に合致するよう最適な間隔にされる仕方で分布されてもよい。
いくつかの実施形態では、CSFモデルは、幅広い範囲の表示装置をカバーする保守的なモデル・パラメータ値をもって構築される。保守的なモデル・パラメータ値の使用は、既存の標準的なGSDFより小さなJNDを提供する。よって、いくつかの実施形態では、本稿に記載される技法のもとでの参照GSDFは、これらの表示装置の要件を超える高い精度をもつルミナンス値をサポートすることができる。
図2は、本発明のある例示的な実施形態に基づく、本稿に記載される参照GSDFにおける諸グレーレベルを得るための積分経路として使われてもよい例示的な積分経路(VDRと記される)を示している。諸実施形態において、VDR曲線は、ルミナンス値の高ダイナミックレンジにわたって人間の視覚のピーク・コントラスト感度を正確に捕捉するために使われる。
本稿に記載されるGSDF(参照GSDFまたは装置固有のGSDF)におけるデジタル符号値とグレーレベルとの間のマッピングを得るために、一つまたは複数の解析的な関数が使用されてもよい。該一つまたは複数の解析的な関数は、独自のもの、標準に基づくものまたは標準に基づく関数からの表式であってもよい。いくつかの実施形態では、GSDF生成器(たとえば図5の504)は、前記一つまたは複数の解析的な関数(または公式)に基づいて、一つまたは複数の順ルックアップテーブル(LUT)および/または一つまたは複数の逆LUTの形のGSDFを生成してもよい。これらのLUTの少なくともいくつかは、参照画像データをエンコードする目的で参照グレーレベルと参照デジタル符号レベルの間で変換する際に使用されるために、多様な画像データ・コーデック(たとえば図5の506)または幅広い多様な表示装置に提供されてもよい。追加的、任意的または代替的に、(係数が整数または浮動小数点表現である)前記解析的な関数のうち少なくともいくつかは、本稿に記載されるGSDFにおけるデジタル符号値とグレーレベルとの間のマッピングを得ることおよび/または画像データをエンコードする目的のためにグレーレベルとデジタル符号レベルの間で変換をすることにおいて使用されるために、画像データ・コーデックまたは幅広い多様な表示装置に直接提供されてもよい。
例解の目的のために、デジタル符号値は12ビット符号空間に存することが記載されてきた。しかしながら、本発明はそれに限定されない。異なる符号空間(たとえば12ビットとは異なるビット深さ)をもつデジタル符号値が参照GSDFにおいて使われてもよい。たとえば、10ビット整数値がデジタル符号を表わすために使われてもよい。デジタル符号の12ビット表現においてデジタル符号値4076をルミナンス値12000cd/m2にマッピングする代わりに、デジタル符号の10ビット表現ではデジタル符号値1019がルミナンス値12000cd/m2にマッピングされうる。このように、符号空間(ビット深さ)におけるこれらおよび他の変形が、参照GSDFにおけるデジタル符号値のために使用されうる。
図6は、本発明のいくつかの実施形態に基づく例示的な変換ユニット(たとえば516)を示している。変換ユニット(516)は、図5に示される複数の変換ユニット(たとえば516-Aないし-D)の一つ(たとえば516-A)であってもよいが、それだけに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、変換ユニット(516)は、参照GSDF(REF GSDF)についての第一の定義データおよび装置固有のGSDF(たとえばGSDF-A(図5の514-A))についての第二の定義データを受領してもよい。本稿での用法では、「装置固有」および「ディスプレイ固有」は、装置がディスプレイである場合、交換可能に使用されうる。
図8Aは、本発明のある実施形態に基づく例示的なプロセス・フローを示している。いくつかの実施形態では、枠組み(500)内の一つまたは複数のコンピューティング装置のような一つまたは複数のコンピューティング装置またはコンポーネントがこのプロセス・フローを実行してもよい。ブロック802では、コンピューティング装置がエンコードされるべき画像データを受領する。
ある実施形態によれば、本稿に記載される技法は、一つまたは複数の特殊目的コンピューティング装置によって実装される。特殊目的コンピューティング装置は、本技法を実行するよう固定構成とされていてもよいし、あるいは一つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)のような、本技法を実行するよう持続的にプログラムされたデジタル電子デバイスを含んでいてもよいし、あるいはファームウェア、メモリ、他の記憶または組み合わせにおけるプログラム命令に従って本技法を実行するようプログラムされた一つまたは複数の汎用ハードウェア・プロセッサを含んでいてもよい。そのような特殊目的コンピューティング装置は、カスタムの固定構成論理、ASICまたはFPGAをカスタムのプログラミングと組み合わせて本技法を達成してもよい。特殊目的コンピューティング装置はデスクトップ・コンピュータ・システム、ポータブル・コンピュータ・システム、ハンドヘルド装置、ネットワーキング装置または本技法を実装するために固定構成および/またはプログラム論理を組み込んでいる他の任意の装置であってもよい。
本発明の付番実施例(EEE: enumerated example embodiment)は、異なる機能のディスプレイを横断しての知覚的ルミナンス非線形性に基づく画像データ交換との関係で上記してきた。このように、本発明の実施形態は、下記の表2において列記される例の一つまたは複数に関係しうる。
〔EEE1〕
エンコードされるべき画像データを受領する段階と;
一組の参照デジタル符号値と一組の参照グレーレベルとの間の参照マッピングに基づいて、受領された画像データをエンコードして、参照エンコードされた画像データにする段階であって、受領された画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値によって表わされており、受領された画像データ中の二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされ、二つの隣り合う参照デジタル符号値の間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応されている人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、段階と;
前記参照エンコードされた画像データを出力する段階とを含む、
方法。
〔EEE2〕
EEE1記載の方法であって、コントラスト感度関数(CSF)に基づいて参照グレースケール表示関数(GSDF)を決定する段階をさらに含み、該参照GSDFは、前記一組の参照デジタル符号値と前記一組の参照グレーレベルとの間の前記参照マッピングを指定する、方法。
〔EEE3〕
EEE2記載の方法であって、前記CSFモデルは、一つまたは複数のモデル・パラメータを含み、該一つまたは複数のモデル・パラメータは、25度×25度から30度×30度までの間、30度×30度から35度×35度までの間、35度×35度から40度×40度までの間、40度×40度から45度×45度までの間または45度×45度超のうちの一つまたは複数を含む範囲にはいる角サイズを有する、方法。
〔EEE4〕
EEE1記載の方法であって:
前記一組の参照グレーレベルによってサポートされるルミナンス値の範囲内の中間ルミナンス値を、前記一組の参照デジタル符号値を収容する符号空間における中間デジタル符号値に割り当てる段階と;
積算または積分計算の一つまたは複数を実行することによって、複数のサブマッピングを導出する段階であって、各サブマッピングは、前記一組の参照デジタル符号値における参照デジタル符号値を前記一組の参照グレーレベルにおける参照グレーレベルにマッピングする、段階とをさらに含む、
方法。
〔EEE5〕
EEE4記載の方法であって、前記中間ルミナンス値は、50ニト未満、50ニトから100ニトまでの間、100ニトから500ニトまでの間、または500ニト超の一つまたは複数を含む範囲内で選択される、方法。
〔EEE6〕
EEE1記載の方法であって、前記一組の参照グレーレベルは、500ニト未満、500ニトから1000ニトまでの間、1000ニトから5000ニトまでの間、5000ニトから10000ニトまでの間、10000ニトから15000ニトまでの間または15000ニト超の値を有する上限をもつダイナミックレンジをカバーする、方法。
〔EEE7〕
前記ピーク・コントラスト感度は、ルミナンス値変数、空間周波数変数または一つまたは複数の他の変数の一つまたは複数を含むモデル・パラメータを有するコントラスト感度関数(CSF)モデルに基づいて決定された複数のコントラスト感度曲線のうちのあるコントラスト感度曲線から決定される、EEE1記載の方法。
〔EEE8〕
前記複数のコントラスト感度曲線のうちの少なくとも二つのコントラスト感度曲線に基づいて決定された少なくとも二つのピーク・コントラスト感度が、二つの異なる空間周波数値で現われる、EEE7記載の方法。
〔EEE9〕
入力ビデオ信号からのエンコードされるべき前記画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の入力画像を、出力ビデオ信号に含まれる前記参照エンコードされた画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の出力画像に変換する段階をさらに含む、EEE1記載の方法。
〔EEE10〕
前記エンコードされるべき画像データが、高解像度の高ダイナミックレンジ(HDR)画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー(AMPAS)のアカデミー色エンコード規格(ACES)標準に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブのP3色空間規格、参照入力媒体メトリック/参照出力媒体メトリック(RIMM/ROMM)規格、sRGB色空間、国際電気通信連合(ITU)のBT.709勧告の規格に関連するRGB色空間のうちの一つにおいてエンコードされた画像データを含む、EEE1記載の方法。
〔EEE11〕
二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間の前記ルミナンス差は、前記特定の光レベルにおける最小可知差異(JND)閾値より小さい、EEE1記載の方法。
〔EEE12〕
前記特定の光レベルは前記二つのルミナンス値の間(両端含む)のルミナンス値である、EEE1記載の方法。
〔EEE13〕
前記一組の参照デジタル符号値は、12ビット未満;12ビットから14ビットまでの間;少なくとも14ビット;または14ビットまたはそれ以上のビット深さをもつ符号空間における整数値を有する、EEE1記載の方法。
〔EEE14〕
前記一組の参照グレーレベルは一組の量子化されたルミナンス値を有する、EEE1記載の方法。
〔EEE15〕
前記参照GSDFが、少なくとも部分的には一つまたは複数の関数を用いて表現される関数モデルに基づいて決定される、EEE1記載の方法。
〔EEE16〕
前記関数モデルが、一つまたは複数のモデル・パラメータを有しており、前記モデル・パラメータの値が、予測される符号値と目標符号値との間の偏差を最小にすることを通じて最適化される、EEE15記載の方法。
〔EEE17〕
一組の参照デジタル符号値と一組の装置固有のデジタル符号値との間のデジタル符号マッピングを決定する段階であって、前記一組の参照デジタル符号値は参照マッピングにおいて、一組の参照グレーレベルにマッピングされており、前記一組の装置固有のデジタル符号値は装置固有マッピングにおいて、一組の装置固有グレーレベルにマッピングされている、段階と;
前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する段階であって、前記参照エンコードされた画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値に基づき、前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応された人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、段階と;
前記デジタル符号マッピングに基づいて、前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた前記参照エンコードされた画像データを、前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階であって、前記装置固有の画像データ中のルミナンス値は前記一組の装置固有のデジタル符号値に基づく、段階とを含む、
方法。
〔EEE18〕
EEE17記載の方法であって:
前記一組の参照デジタル符号値と前記一組の装置固有のデジタル符号値との間の対応関係の集合を決定する段階であって、前記対応関係の集合における対応関係は、前記一組の参照デジタル符号値における参照デジタル符号値を装置固有のデジタル符号値に関係付ける、段階と;
前記参照デジタル符号値における第一のルミナンス差と、前記装置固有のデジタル符号値における第二のルミナンス差を比較する段階と;
前記第一のルミナンス差と前記第二のルミナンス差の比較に基づいて、当該参照デジタル符号値についてディザが実行されるべきか、輪郭除去が実行されるべきか、何の動作も実行されるべきでないかについてのアルゴリズム・フラグを記憶する段階とを含む、
方法。
〔EEE19〕
あるピクセルについての前記参照エンコードされた画像データから参照デジタル符号値を決定する段階と;
その参照デジタル符号値についてアルゴリズム・フラグがセットされているかどうかを判定する段階とをさらに含む、
EEE17記載の方法。
〔EEE20〕
輪郭除去についてアルゴリズム・フラグがセットされていることを判別するのに応答して、そのピクセルに対して輪郭除去アルゴリズムを実行する段階をさらに含む、EEE19記載の方法。
〔EEE21〕
ディザについてアルゴリズム・フラグがセットされていることを判別するのに応答して、そのピクセルに対してディザ・アルゴリズムを実行する段階をさらに含む、EEE19記載の方法。
〔EEE22〕
前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた前記装置固有画像データに基づいて、ディスプレイ上に一つまたは複数の画像をレンダリングする段階をさらに含み、前記ディスプレイは、可視ダイナミックレンジ(VDR)ディスプレイ、標準ダイナミックレンジ(SDR)ディスプレイ、タブレット・コンピュータ・ディスプレイまたはハンドヘルド装置ディスプレイの一つである、EEE17記載の方法。
〔EEE23〕
装置固有のグレースケール表示関数(GSDF)が、前記一組の装置固有のデジタル符号値と前記一組の装置固有グレーレベルとの間の前記装置固有のマッピングを指定する、EEE17記載の方法。
〔EEE24〕
前記装置固有マッピングは、一つまたは複数のディスプレイ・パラメータおよび0個以上の閲覧条件パラメータに基づいて導出される、EEE17記載の方法。
〔EEE25〕
前記一組の装置固有のグレーレベルは、100ニト未満、100ニト以上500ニト未満、500ニトから1000ニトまでの間、1000ニトから5000ニトまでの間、5000ニトから10000ニトまでの間または10000ニト超の値を有する上限をもつダイナミックレンジをカバーする、EEE17記載の方法。
〔EEE26〕
入力ビデオ信号からの前記参照エンコードされた画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の入力画像を、出力ビデオ信号に含まれる前記装置固有画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の出力画像に変換する段階をさらに含む、EEE17記載の方法。
〔EEE27〕
前記装置固有の画像データは、高解像度の高ダイナミックレンジ(HDR)画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー(AMPAS)のアカデミー色エンコード規格(ACES)標準に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブのP3色空間規格、参照入力媒体メトリック/参照出力媒体メトリック(RIMM/ROMM)規格、sRGB色空間、国際電気通信連合(ITU)のBT.709勧告の規格に関連するRGB色空間のうちの一つにおける画像レンダリングをサポートする、EEE17記載の方法。
〔EEE28〕
二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間の前記ルミナンス差は、前記特定の光レベルにおける最小可知差異閾値より小さい、EEE17記載の方法。
〔EEE29〕
前記特定の光レベルは前記二つのルミナンス値の間(両端含む)のルミナンス値である、EEE17記載の方法。
〔EEE30〕
前記一組の装置固有のデジタル符号値は、8ビット;8ビット超12ビット未満;または12ビットまたはそれ以上のビット深さをもつ符号空間における整数値を有する、EEE17記載の方法。
〔EEE31〕
前記一組の装置固有グレーレベルは一組の量子化されたルミナンス値を有する、EEE17記載の方法。
〔EEE32〕
前記参照マッピングおよび前記装置固有マッピングの少なくとも一方が、少なくとも部分的には、一つまたは複数の関数を用いて表現される関数モデルに基づいて決定される、EEE17記載の方法。
〔EEE33〕
前記関数モデルが、一つまたは複数のモデル・パラメータを有しており、前記モデル・パラメータの値が、予測される符号値と目標符号値との間の偏差を最小にすることを通じて最適化される、EEE32記載の方法。
〔EEE34〕
EEE1ないし16のうちいずれか一項記載の方法を実行するエンコーダ。
〔EEE35〕
EEE17ないし33のうちいずれか一項記載の方法を実行するデコーダ。
〔EEE36〕
EEE1ないし33のうちいずれか一項記載の方法を実行するシステム。
〔EEE37〕
エンコーダおよびデコーダを有するシステムであって、
前記エンコーダは:
エンコードされるべき画像データを受領する段階と;
一組の参照デジタル符号値と一組の参照グレーレベルとの間の参照マッピングに基づいて、受領された画像データをエンコードして、参照エンコードされた画像データにする段階であって、前記エンコードされるべき画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値によって表わされており、前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応されている人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、段階と;
前記参照エンコードされた画像データを出力する段階とを実行するよう構成されており、
前記デコーダは:
一組の参照デジタル符号値と一組の装置固有のデジタル符号値との間のデジタル符号マッピングを決定する段階であって、前記一組の装置固有のデジタル符号値は装置固有マッピングにおいて、一組の装置固有グレーレベルにマッピングされている、段階と;
前記参照エンコードされた画像データを受領する段階と;
前記デジタル符号マッピングに基づいて、前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた前記参照エンコードされた画像データを、前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階であって、前記装置固有の画像データ中のルミナンス値は前記一組の装置固有のデジタル符号値に基づく、段階とを実行するよう構成されている、
システム。
〔EEE38〕
画像デコーダであって:
一組の参照デジタル符号値と一組の装置固有のデジタル符号値との間のデジタル符号マッピングを決定するマッピング決定器であって、前記一組の参照デジタル符号値は参照マッピングにおいて、一組の参照グレーレベルにマッピングされており、前記一組の装置固有のデジタル符号値は装置固有マッピングにおいて、一組の装置固有グレーレベルにマッピングされている、マッピング決定器と;
前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する受領器であって、前記参照エンコードされた画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値に基づき、前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応された人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、受領器と;
前記デジタル符号マッピングに基づいて、前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた前記参照エンコードされた画像データを、前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードするトランスコーダであって、前記装置固有の画像データ中のルミナンス値は前記一組の装置固有のデジタル符号値に基づく、トランスコーダとを有する、
デコーダ。
〔EEE39〕
EEE38記載のデコーダであって:
前記一組の参照デジタル符号値と前記一組の装置固有のデジタル符号値との間の対応関係の集合を決定する段階であって、前記対応関係の集合における対応関係は、前記一組の参照デジタル符号値における参照デジタル符号値を装置固有のデジタル符号値に関係付ける、段階と;
前記参照デジタル符号値における第一のルミナンス差と、前記装置固有のデジタル符号値における第二のルミナンス差を比較する段階と;
前記第一のルミナンス差と前記第二のルミナンス差の比較に基づいて、アルゴリズム・フラグを記憶する段階であって、前記アルゴリズム・フラグは、当該参照デジタル符号値についてディザが実行されるべきか、輪郭除去が実行されるべきか、何の動作も実行されるべきでないかをフラグする機能を果たす、段階とを実行するよう構成されている、
デコーダ。
〔EEE40〕
あるピクセルについての前記参照エンコードされた画像データから参照デジタル符号値を決定する段階と;
その参照デジタル符号値についてアルゴリズム・フラグがセットされているかどうかを判定する段階とを実行するようさらに構成されている、
EEE38記載のデコーダ。
〔EEE41〕
輪郭除去についてアルゴリズム・フラグがセットされていることを判別するのに応答して、そのピクセルに対して輪郭除去機能を実行するようさらに構成されている、EEE40記載のデコーダ。
〔EEE42〕
ディザについてアルゴリズム・フラグがセットされていることを判別するのに応答して、そのピクセルに対してディザ処理を実行するようさらに構成されている、EEE40記載のデコーダ。
〔EEE43〕
前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた前記装置固有画像データに基づいて、ディスプレイ上に一つまたは複数の画像をレンダリングする段階を実行するようさらに構成されており、前記ディスプレイは、可視ダイナミックレンジ(VDR)ディスプレイ、標準ダイナミックレンジ(SDR)ディスプレイ、タブレット・コンピュータ・ディスプレイまたはハンドヘルド装置ディスプレイの一つである、EEE38記載のデコーダ
〔EEE44〕
装置固有のグレースケール表示関数(GSDF)が、前記一組の装置固有のデジタル符号値と前記一組の装置固有グレーレベルとの間の前記装置固有のマッピングを指定する、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE45〕
前記装置固有マッピングは、一つまたは複数のディスプレイ・パラメータおよび0個以上の閲覧条件パラメータに基づいて導出される、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE46〕
前記一組の装置固有のグレーレベルは、100ニト未満、100ニト以上500ニト未満、500ニトから1000ニトまでの間、1000ニトから5000ニトまでの間、5000ニトから10000ニトまでの間または10000ニト超の値を有する上限をもつダイナミックレンジにまたがる(たとえば、をカバーする)、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE47〕
入力ビデオ信号からの前記参照エンコードされた画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の入力画像を、出力ビデオ信号に含まれる前記装置固有画像データを用いて表現される、受領される、伝送されるまたは記憶される一つまたは複数の出力画像に変換する変換器をさらに有する、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE48〕
前記装置固有の画像データは、高解像度の高ダイナミックレンジ(HDR)画像フォーマット、映画芸術科学アカデミー(AMPAS)のアカデミー色エンコード規格(ACES)標準に関連するRGB色空間、デジタル・シネマ・イニシアチブのP3色空間規格、参照入力媒体メトリック/参照出力媒体メトリック(RIMM/ROMM)規格、sRGB色空間、国際電気通信連合(ITU)のBT.709勧告の規格に関連するRGB色空間のうちの一つにおける画像レンダリングをサポートする、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE49〕
二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間の前記ルミナンス差は、前記特定の光レベルにおける最小可知差異(JND)閾値より小さい、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE50〕
前記特定の光レベルは前記二つのルミナンス値の間(両端含む)にあるルミナンス値である、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE51〕
前記一組の装置固有のデジタル符号値は、8ビット;8ビット超12ビット未満;または12ビットまたはそれ以上のビット深さをもつ符号空間における整数値を有する、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE52〕
前記一組の装置固有グレーレベルは一組の量子化されたルミナンス値を有する、EEE31記載のデコーダ。
〔EEE53〕
前記参照マッピングおよび前記装置固有マッピングの少なくとも一方が、少なくとも部分的には、一つまたは複数の関数を用いて表現される関数モデルに基づいて決定される、EEE38記載のデコーダ。
〔EEE54〕
前記関数モデルが、一つまたは複数のモデル・パラメータを有しており、前記モデル・パラメータの値が、予測される符号値と目標符号値との間の偏差を最小にすることを通じて最適化される、EEE53記載のデコーダ。
〔EEE55〕
命令がエンコードされ記憶されている非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、コンピュータまたはそのプロセッサで実行されたときに、前記コンピュータまたは前記プロセッサをして画像をデコードするプロセスを執行、実行または制御させる、またはそのように制御する、またはそのようにプログラムするものであり、前記画像デコード・プロセスは:
一組の参照デジタル符号値と一組の装置固有のデジタル符号値との間のデジタル符号マッピングを決定する段階であって、前記一組の参照デジタル符号値は参照マッピングにおいて、一組の参照グレーレベルにマッピングされ、前記一組の装置固有のデジタル符号値は装置固有マッピングにおいて、一組の装置固有グレーレベルにマッピングされる、段階と;
前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する段階であって、前記参照エンコードされた画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値に基づき、前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応された人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、段階と;
前記デジタル符号マッピングに基づいて、前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた前記参照エンコードされた画像データを、前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階であって、ルミナンス。
〔EEE56〕
一組の参照デジタル符号値と一組の装置固有のデジタル符号値との間のデジタル符号マッピングを決定する手段であって、前記一組の参照デジタル符号値は参照マッピングにおいて、一組の参照グレーレベルにマッピングされており、前記一組の装置固有のデジタル符号値は装置固有マッピングにおいて、一組の装置固有グレーレベルにマッピングされている、手段と;
前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する手段であって、前記参照エンコードされた画像データ中のルミナンス値は前記一組の参照デジタル符号値に基づき、前記一組の参照デジタル符号値における二つの隣り合う参照デジタル符号値によって表わされる二つの参照グレーレベルの間のルミナンス差は、ある特定の光レベルにおいて適応された人間の視覚のピーク・コントラスト感度に反比例する、手段と;
前記デジタル符号マッピングに基づいて、前記一組の参照デジタル符号値でエンコードされた前記参照エンコードされた画像データを、前記一組の装置固有のデジタル制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする手段であって、前記装置固有の画像データ中のルミナンス値は前記一組の装置固有のデジタル符号値に基づく、手段とを有する、
デジタル・デコード・システム。
〔EEE57〕
参照符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する段階であって、前記参照符号値は一組の参照グレーレベルを表わし、前記一組のグレーレベルにおける隣接するグレーレベルの第一の対は第一の光レベルにおいて適応された人間の視覚の第一のピーク・コントラスト感度に関係し、前記一組のグレーレベルにおける隣接するグレーレベルの第二の対は第二の異なる光レベルにおいて適応された人間の視覚の第二のピーク・コントラスト感度に関係する、段階と;
参照符号値と装置固有符号値との間の符号マッピングにアクセスする段階であって、前記装置固有符号値は一組の装置固有グレーレベルを表わす、段階と;
前記符号マッピングに基づいて、前記参照エンコードされた画像データを、前記装置固有制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階とを含む、
方法。
〔EEE58〕
EEE57記載の方法であって、前記一組の参照グレーレベルは、500ニト未満、500ニトから1000ニトまでの間、1000ニトから5000ニトまでの間、5000ニトから10000ニトまでの間、10000ニトから15000ニトまでの間または15000ニト超の値を有する上限をもつダイナミックレンジをカバーする、方法。
〔EEE59〕
前記一組の参照グレーレベルは、40度より大きい視野をサポートする人間の視覚モデルに基づいて構成される、EEE57記載の方法。
〔EEE60〕
前記一組の参照グレーレベルは、カットオフ空間周波数より低い可変空間周波数に関係する、EEE57記載の方法。
〔EEE61〕
前記符号マッピングは、知覚的に認識できる誤りを、前記装置固有グレーレベルによってカバーされるダイナミックレンジにおいて均等に分布させるよう構成される、EEE57記載の方法。
〔EEE62〕
前記一組のグレーレベルにおける隣接するグレーレベルの前記第一の対の第一のルミナンス値差は、ある乗算定数により前記第一のピーク・コントラスト感度と逆関係にあり、隣接するグレーレベルの前記第二の対の第一のルミナンス値差は、同じ乗算定数により前記第二のピーク・コントラスト感度と逆関係にある、EEE57記載の方法。
〔EEE63〕
前記参照符号値における参照符号値と該参照符号値によって表わされる参照グレーレベルは異なる数値をもつ、EEE57記載の方法。
〔EEE64〕
EEE57記載の方法であって、前記符号マッピングに基づいて、前記参照エンコードされた画像データを、前記装置固有の制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階が:
ある参照符号値における二つの隣り合う参照符号値の間の第一のルミナンス値差を決定する段階と;
前記参照符号値に対応する装置固有符号値における二つの隣り合う装置固有符号値の間の第二のルミナンス値差を決定する段階と;
前記第一のルミナンス値差と前記第二のルミナンス値差の比較に基づいて、前記装置固有画像データ中の少なくとも一つのピクセルに対してディザ・アルゴリズムまたは輪郭除去アルゴリズムの一方を適用する段階とを含む、
方法。
〔EEE65〕
画像処理装置であって:
参照符号値を有する参照エンコードされた画像データを受領するよう構成されたデータ受領器であって、前記参照エンコードされた画像データは外部の符号化システムによってエンコードされており、前記参照符号値は参照グレーレベルを表わし、前記参照グレーレベルは、種々の光レベルにおいて諸空間周波数に適応された人間の視覚の知覚上の非線形性に基づく参照グレースケール表示関数を使って選択されている、データ受領器と;
前記参照符号値と当該画像処理装置の装置固有符号値との間の符号マッピングにアクセスするよう構成されたデータ変換器であって、前記装置固有符号値は当該画像処理装置のために構成された装置固有グレーレベルを生じるよう構成されており、前記データ変換器は、前記符号マッピングに基づいて、前記参照エンコードされた画像データを、前記装置固有符号値でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードするよう構成されている、データ変換器とを有しており、
前記画像処理装置は:ゲーム機、テレビジョン、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、コンピュータ・ワークステーション、セルラー無線電話、電子書籍リーダー、ポイントオブセール端末およびコンピュータ・キオスクの少なくとも一つである、
画像処理装置。
例示的な式の定義:
D=知覚的曲線のデジタル符号値、SDIリーガル符号なし整数、10または12ビット
b=デジタル信号表現中の成分毎のビット数、10または12
V=規格化された知覚的曲線の信号値、0≦V≦1
Y=規格化されたルミナンス値、0≦Y≦1
L=絶対ルミナンス値、0≦L≦10,000cd/m2
例示的なEOTFデコードの式
1.演算子INTは0から0.4999…の範囲では端数部分について0の値を返し、0.5から0.9999…の範囲では端数部分について+1の値を返す。すなわち、四捨五入である。
2.すべての定数は丸めの懸念を避けるため12ビット有理数の厳密な倍数として定義される。
3.R、GまたはB信号成分は上述したY信号成分と同じ仕方で計算される。
〔態様1〕
画像処理装置であって:
参照符号値を有する参照エンコードされた画像データを受領するよう構成されたデータ受領器であって、前記参照エンコードされた画像データは外部の符号化システムによってエンコードされており、前記参照符号値は参照グレーレベルを表わし、前記参照グレーレベルは、種々の光レベルにおいて諸空間周波数に適応された人間の視覚の知覚上の非線形性に基づく参照グレースケール表示関数を使って選択されている、データ受領器と;
前記参照符号値と当該画像処理装置の装置固有符号値との間の符号マッピングにアクセスするよう構成されたデータ変換器であって、前記装置固有符号値は当該画像処理装置のために構成された装置固有グレーレベルを生じるよう構成されており、前記データ変換器は、前記符号マッピングに基づいて、前記参照エンコードされた画像データを、前記装置固有符号値でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードするよう構成されている、データ変換器とを有する、
画像処理装置。
〔態様2〕
標準ダイナミックレンジ表示装置である、態様1記載の画像処理装置。
〔態様3〕
40度から25度までの間の中間水平角サイズおよび25度以下の狭い水平角サイズの一方をサポートするよう構成されている、態様1記載の画像処理装置。
〔態様4〕
1.5メートルから0.5メートルまでの中間閲覧距離および0.5メートル以下の短い閲覧距離の一方をサポートするよう構成されている、態様1記載の画像処理装置。
〔態様5〕
参照符号値でエンコードされた参照エンコードされた画像データを受領する段階であって、前記参照符号値は一組の参照グレーレベルを表わす、段階と;
参照符号値と装置固有符号値との間の符号マッピングにアクセスする段階であって、前記装置固有符号値は一組の装置固有グレーレベルを表わす、段階と;
前記符号マッピングに基づいて、前記参照エンコードされた画像データを、前記装置固有制御符号でエンコードされた装置固有の画像データにトランスコードする段階とを含んでおり、
前記組の相続く参照グレーレベルの間の第一の量子化きざみは、第一の光レベルにおいて空間周波数に適応した人間の視覚のコントラスト感度に関係する、
方法。
〔態様6〕
前記第一の量子化きざみサイズは、前記第一の光レベルに対して空間周波数に適応した人間の視覚のピーク・コントラスト感度に関係する、態様5記載の方法。
〔態様7〕
前記第一の量子化きざみサイズは、前記第一の光レベルにおける最小可知差異閾値より小さい、態様5記載の方法。
〔態様8〕
第二の量子化きざみが、第二の光レベルにおいて空間周波数に適応した人間の視覚のコントラスト感度に関係し、前記第一および第二の量子化きざみサイズが異なる、態様5記載の方法。
〔態様9〕
前記第二の量子化きざみサイズは、前記第一の光レベルに対して空間周波数に適応した人間の視覚のピーク・コントラスト感度に関係する、態様8記載の方法。
〔態様10〕
前記第一の光レベルは前記第二の光レベルより小さく、前記第一のきざみサイズは前記第二のきざみサイズより大きい、態様8記載の方法。
〔態様11〕
前記一組の参照グレーレベルが1000ニトから15000ニトまでの間の値を有する上限をもつダイナミックレンジをカバーする、態様5記載の方法。
Claims (6)
- 前記色成分値はR、GおよびBの色成分のうちの少なくとも一つである、請求項1記載の方法。
- 前記色成分値がルミナンスを表わす、請求項1記載の方法。
- 前記規格化された色成分値(Y)は値1が10000cd/m2を表わすよう規格化されている、請求項1記載の方法。
- 前記参照エンコードされたデジタル画像は、シリアル・デジタル・インターフェース・リーガル(SDIリーガル)信号である、請求項1記載の方法。
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