JP6530554B2 - 高ダイナミックレンジおよび広色域シーケンスのコーディングにおけるカラーボリューム変換 - Google Patents

Description

本開示は、ビデオエンコーディングおよびデコーディングの分野に関し、特に、標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）カラーボリュームの色値と高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）カラーボリュームの色値との間の変換方法であって、ＳＤＲシステムとＨＤＲシステムで同じビットストリームを使用可能となる変換方法に関する。

高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）ビデオおよび／または広色域（ＷＣＧ）の色値を有するビデオシーケンスは、標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）および／またはより狭い色域の色値を有する従来のビデオよりも大きなレンジの輝度および色値を提供する。たとえば、従来のＳＤＲビデオは、画像がキャプチャされ、エンコードされ、および／または表示されるときに影またはハイライトの細部が失われるような、限定された輝度および色範囲を有し得る。対照的に、ＨＤＲビデオは、より広い範囲の輝度と色情報をキャプチャすることができ、人間の目により自然な、より現実に近いものとなるビデオを表示することができる。

ＨＤＲビデオは従来のＳＤＲビデオよりも自然に見えるが、多くのディスプレイおよび／またはデコーダはＨＤＲビデオをまだサポートしていない。ＨＤＲビデオは、ＳＤＲビデオよりも最小可視輝度値に対する最大可視輝度値の割合が高くなるが、多くのＳＤＲディスプレイは、ＨＤＲビデオに存在し得るより高いコントラストを再現することができない。例えば、多くの既存のＳＤＲディスプレイは０．５〜１００ニット（カンデラ／平方メートル）の輝度値でコントラストを表示することができるが、多くのＨＤＲディスプレイは０．０１〜１０００ニットの輝度値のようなはるかにより高い輝度値の範囲でコントラストを表示することができる。

いくつかのシステムは、異なるタイプのディスプレイに対して異なるビットストリームを生成することによってこの問題を解決する。例えば、ＳＤＲビットストリームを生成することでそれをデコードしてＳＤＲディスプレイ上に表示することができる一方、別個のＨＤＲビットストリームを生成することでそれをデコードしてＨＤＲディスプレイ上に表示することができる。しかしながら、１つのビデオに対して２つの別個のビットストリームを作成することは、時間がかかりおよび／またはプロセッサの負荷が大きくなり得る。また、サーバは、デバイスがディスプレイ機能に適したバージョンを要求できるようにするために両方のバージョンのビットストリームを記憶する必要がある。これにより、ストレージ容量の問題が発生し得る。あるいは、両方のバージョンのビットストリームを同じトランスポートストリームに多重化することにより、デコーダが２つのビットストリームのいずれをトランスポートストリームからデコードするかを選択できるようになる。しかしながら、これはトランスポートストリームのサイズを増加させ、トランスポートストリームを転送するためにより多くの帯域幅を使用するものとなる。

ＨＤＲの色値を提示するためのＨＤＲシステムと、ＳＤＲの色値を提示するためのＳＤＲシステムとが同じビットストリームをデコードできるように、ＨＤＲソースから単一のビットストリームをエンコードするためのシステムが必要とされている。このようなシステムでは、デコーダは、エンコーダによって生成された情報を使用して、ビットストリームからデコードされた値をそのディスプレイタイプに応じてＨＤＲカラーボリュームまたはＳＤＲカラーボリュームに変換するものとなる。

本開示は、デジタルビデオをエンコードする方法を提供する。この方法は、エンコーダにおいて、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）カラーボリューム内のＨＤＲ値を含むビデオの第１の画像エッセンスであるＨＤＲマスタと、基準標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）カラーボリューム内の基準ＳＤＲ値を含む前記ビデオの第２の画像エッセンスであるＳＤＲマスタと、目標ＳＤＲディスプレイが画面上における表示のためにデコードＳＤＲ値を変換するために用いるＳＤＲ表示動作を示す目標ＳＤＲ表示特性とを受信すること、前記エンコーダにおいて、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値を前記目標ＳＤＲ表示特性にて特定される前記ＳＤＲ表示動作により変換される際の前記基準ＳＤＲ値に実質的に類似したＳＤＲ値に変換するようにカラーボリューム変換を求めること、前記エンコーダにおいて、前記カラーボリューム変換を使用して、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換すること、前記エンコーダによって、デコーダに対する前記カラーボリューム変換を特定する１つ以上のメタデータ項目を生成すること、前記エンコーダによって、前記ＳＤＲ値をビットストリームにエンコードすることを備える。

また、本開示は、デジタルビデオをエンコードする方法を提供する。この方法は、エンコーダにおいて、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）カラーボリューム内のＨＤＲ値を含むビデオの第１の画像エッセンスであるＨＤＲマスタと、基準標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）カラーボリューム内の基準ＳＤＲ値を含む前記ビデオの第２の画像エッセンスであるＳＤＲマスタとを受信すること、前記エンコーダにおいて、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値を前記基準ＳＤＲ値に実質的に類似したＳＤＲ値に変換するようにカラーボリューム変換を求めること、前記エンコーダによって、デコーダに対する前記カラーボリューム変換を特定する１つ以上のメタデータ項目を生成すること、前記エンコーダによって、前記ＨＤＲ値をビットストリームにエンコードすることを備える。

本発明の更なる詳細は、添付の図面を参照して説明される。

ディスプレイに結合されたエンコーダとデコーダを備えるビデオシステムの例示的な実施形態を示す図。 ＨＤＲマスタからエンコードされたＳＤＲ値を有するビットストリームを生成するように構成されたエンコーダの実施形態を示す図。 図２に示されたエンコーダによって生成されたビットストリームからＳＤＲ値をデコードして表示するように構成されたＳＤＲシステムのデコーダの実施形態を示す図。 図２に示されたエンコーダによって生成されたビットストリームからＳＤＲ値をデコードし、ＳＤＲ値を表示用のＨＤＲ値に変換するように構成されたＨＤＲシステムのデコーダの実施形態を示す図。 基準ＳＤＲマスタのＳＤＲ値と目標ＳＤＲディスプレイの表示特性とに基づいてＨＤＲマスタからのＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するためのエンコーダにおいてカラーボリューム変換動作を求める処理を示す図。 ＨＤＲマスタからエンコードされたＨＤＲ値を有するビットストリームを生成するように構成されたエンコーダの実施形態を示す図。 図６に示されたエンコーダによって生成されたビットストリームからＨＤＲ値をデコードして表示するように構成されたＨＤＲシステムのデコーダの実施形態を示す図。 図６に示されたエンコーダによって生成されたビットストリームからＨＤＲ値をデコードし、ＨＤＲ値を表示用のＳＤＲ値に変換するように構成されたＳＤＲシステムのデコーダの実施形態を示す図。

図１は、ディスプレイ１０４に結合されたエンコーダ１００およびデコーダ１０２を備えるビデオシステムの実施形態を示す。エンコーダ１００は、その画像エッセンスを含むビデオの要素からビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を生成することができる。ビデオの画像エッセンスは、フレームまたはピクチャのシーケンスなど、順序付けられた画像のシーケンスとすることができる。エンコーダ１００によって生成されたビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８は、インターネット、直交振幅変調（ＱＡＭ）などのデジタルケーブルテレビ接続、または任意の他のデジタル送信または配信メカニズムを介してデコーダ１０２に供給することができる。デコーダ１０２は、ビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を使用して、ディスプレイ１０４上での再生のためにビデオの再構成されたバージョンをデコードして出力することができる。ディスプレイ１０４は、テレビ、モニタ、デバイス画面、または再構成されたビデオを提示するように構成された任意の他のタイプのディスプレイとすることができる。

エンコーダ１００は、その画像エッセンスなどのビデオの要素をビットストリーム１０６にエンコードし、トランスコードし、および／または圧縮するように構成されたプロセッサ、メモリ、回路、および／または他のハードウェア要素およびソフトウェア要素を備え得る。エンコーダ１００は、ＨＥＶＣ（高効率ビデオコーディング）、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ４ＡＶＣ（アドバンスドビデオコーディング）、またはＭＰＥＧ２などのビデオコーディングフォーマットおよび／または圧縮スキームに従ってビットストリーム１０６を生成するように構成され得る。非限定的な例として、いくつかの実施形態では、エンコーダ１００は、メイン１０ＨＥＶＣエンコーダとすることができる。

同様に、デコーダ１０２は、ビットストリーム１０６を再構成ビデオにデコードし、トランスコードし、および／または復元するように構成されたプロセッサ、メモリ、回路、および／または他のハードウェア要素およびソフトウェア要素を備え得る。デコーダ１０２は、ＨＥＶＣ、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ４ＡＶＣ、またはＭＰＥＧ２などのビデオコーディングフォーマットおよび／または圧縮スキームに従ってビットストリーム１０６をデコードするように構成され得る。非限定的な例として、いくつかの実施形態では、デコーダ１０２は、メイン１０ＨＥＶＣデコーダとすることができる。

いくつかの実施形態では、エンコーダ１００および／またはデコーダ１０２は、専用ハードウェアデバイスであってもよい。他の実施形態では、エンコーダ１００および／またはデコーダ１０２は、サーバ、コンピュータ、またはビデオ処理デバイスなどの他のハードウェア上で動作するソフトウェアプログラムであってもよいし、またはそれを使用してもよい。非限定的な例として、エンコーダ１００は、ビデオサービスプロバイダによって操作されるビデオエンコーダとすることができ、デコーダ１０２は、テレビまたは他のディスプレイ１０４に接続されたケーブルボックスなどのセットトップボックスの一部とすることができる。いくつかの実施形態では、デコーダ１０２およびディスプレイ１０４を単一のデバイスに統合することができる。

デコーダ１０２および／またはディスプレイ１０４は、標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）システムまたは高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）システムとすることができる。ＨＤＲシステムは、広ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）の輝度値および／または広色域（ＷＣＧ）の色度値をデコードし表示することができる一方、ＳＤＲシステムは、より小さなレンジにおける輝度度および／または色度値のデコードおよび／または表示に制限され得る。非限定的な例として、ＨＤＲビデオは、ＳＤＲビデオと比べて、最小可視輝度に対する最大可視輝度の割合を高くすることができる。このように、ＨＤＲシステムは、ＳＤＲシステムによって再生可能なＳＤＲビデオよりも、より広い範囲の色と詳細（例えば、認識可能な影およびハイライトの詳細）でＨＤＲビデオを再現することができる。

ＨＤＲディスプレイ１０４は、一般に、ディスプレイ１０４上での提示のためにＳＤＲビデオを変換するためのＳＤＲ転送機能などの動作を内蔵サポートすることにより従来のＳＤＲビデオを処理することができるが、多くのＳＤＲディスプレイ１０４は、転送機能および／またはＨＤＲビデオを表示するのに使用される色空間および原色をサポートしていない。非限定的な例として、いくつかの実施形態では、ＳＤＲディスプレイ１０４は、勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０３５セクション３．２で定義されるように、最大１００ニット（カンデラ／平方メートル）までの輝度値を再現するように構成することができる一方、いくつかの実施形態では、ＨＤＲディスプレイ１０４は、１０００ニット以上の輝度値を再現することができる。別の非限定的な例として、いくつかの実施形態では、ＳＤＲディスプレイ１０４は、勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９によって定義された標準色域で色度値を再現することができる一方、いくつかの実施形態では、ＨＤＲディスプレイ１０４は、勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０によって定義された広色域で色度値を再現することができる。勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０３５、勧告ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９、及び勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０は、参照によって本明細書に組み込まれる。

図２〜図４は、ＨＤＲシステムおよびＳＤＲシステムの双方がそれらの表示特性に応じてビットストリーム１０６をデコードできるようにエンコーダ１００がＨＤＲ値からビットストリーム１０６を生成するシステムの実施形態を示す。図２に示されるように、この実施形態において、エンコーダ１００は、ＳＤＲ輝度および／または色度値のエンコードバージョンを含むビットストリーム１０６を出力することができる。１つ以上のメタデータ項目１０８は、エンコーダ１００が元のＨＤＲ値からＳＤＲ値を生成する方法を示し得る。ＳＤＲシステムは、図３に示されるように、再生のためにビットストリーム１０６からＳＤＲビデオを再構成することができる一方、ＨＤＲシステムは、図４に示されるようにビットストリーム１０６をデコードし、１つ以上のメタデータ項目１０８で識別された動作を使用して、ＨＤＲディスプレイ１０４上での再生のためにデコードＳＤＲ値をＨＤＲ値に変換することができる。

図３および図４は、ＳＤＲシステムおよびＨＤＲシステムのための別個のデコーダ１０２を示しているが、代替の実施形態では、デコーダ１０２は、ＳＤＲシステムおよびＨＤＲシステムの双方の動作で構成することができ、これにより、同じデコーダ１０２が、ＳＤＲディスプレイ１０４にビデオを出力しているときには図３に示す動作に従うものとなり、ＨＤＲディスプレイ１０４にビデオを出力しているときには図４に示す動作に従うものとなる。

図２に示されるように、エンコーダ１００は、同じビデオのＨＤＲマスタ２０２と基準ＳＤＲマスタ２０４の双方を受信することができる。また、エンコーダ１００は、後述するように、ＳＤＲディスプレイ１０４の目標タイプの属性を記述する目標ＳＤＲ表示特性２０６を受信することができるか、またはその目標ＳＤＲ表示特性２０６により構成することができる。

ＨＤＲマスタ２０２は、上述したように、輝度および／または色度値が高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）および／または広色域（ＷＣＧ）で表されるビデオの画像エッセンスとすることができる。基準ＳＤＲマスタ２０４は、輝度および／または色度値がＨＤＲマスタの値よりも小さなダイナミックレンジおよび／またはより狭い色域で表される同じビデオの画像エッセンスとすることができる。

いくつかの実施形態では、エンコーダ１００は、ＨＤＲマスタ２０２からのＨＤＲ値に対して１つ以上の色変換動作２０８を実行することができる。色変換動作２０８は、原色変換、色空間変換、および／または伝達関数演算とすることができる。原色変換動作は、ＲＧＢ、ＬＭＳ、および／またはＸＹＺの原色における値間の変換など、値を異なる原色に変換することができる。色空間変換動作は、ＲＧＢ、ＩＰＴ、および／またはＹＣｂＣｒの色空間の間の変換など、値を異なる色空間に変換することができる。伝達関数演算は、特定の値の範囲内で一緒にまとめられた値をより均一に分布させるなど、値を異なる範囲に再分配可能な非線形伝達関数とすることができる。

非限定的な例として、いくつかの実施形態では、ＨＤＲマスタ２０２の入力値が線形ＲＧＢ値である場合、エンコーダ１００は、原色変換を実行して特定の原色値を有するＲＧＢ値を異なる原色セットに変換し、伝達関数を用いてその値を非線形に再分配して色認識をより均一にし、色空間変換を実行してその非線形値をＹＣｂＣｒ値に変換し、および／または第２の伝達関数を用いて色コントラストをより均一にすることができる。このように、この例では、色変換動作２０８は、ＨＤＲマスタ２０２からの元の線形ＨＤＲ−ＲＧＢ値を非線形ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換することができ、この非線形ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値は後述するカラーボリューム変換動作２１０に渡される。代替実施形態では、色変換動作２０８の一部または全てをスキップすることができ、これにより、ＨＤＲマスタ２０２からの元の値を単独で残すことができたり、またはそれらをカラーボリューム変換動作２１０に渡す前に任意の他の所望の方法で変換したりすることができる。

カラーボリューム変換動作２１０は、トーンマッピング関数、スケーリング係数、１つ以上のルックアップテーブルのセット、またはＨＤＲカラーボリュームからより小さなＳＤＲカラーボリュームへ色値を変換するために使用することができる他の任意の演算またはデータとすることができる。非限定的な例として、カラーボリューム変換動作２１０は、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ色値をＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ色値に変換することができる。

以下でさらに説明するように、エンコーダ１００は、基準ＳＤＲマスタ２０４および目標ＳＤＲ表示特性２０６を使用して、ＨＤＲマスタ２０２から生じるＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するカラーボリューム変換動作２１０を求めることができる。このＳＤＲ値は、それがＳＤＲディスプレイ１０４上における提示のために変換される際の基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値に実質的に一致する。目標ＳＤＲ表示特性２０６は、ディスプレイ１０４上における提示のために色値を変換するために目標ディスプレイ１０４によって使用されるＳＤＲ表示動作３０４のパラメータまたは他の属性を示すことができる。このように、エンコーダ１００は、ＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するカラーボリューム変換動作２１０を求める際にＳＤＲ表示動作３０４をエミュレートすることができ、このＳＤＲ値は、表示のために変換される際の基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値に実質的に一致するものとなる。ＳＤＲ表示動作３０４は、色空間変換動作、ディスプレイ１０４上における提示のために値を変換するために使用される伝達関数、および／または他の任意の演算を含むことができる。非限定的な例として、目標ＳＤＲ表示特性２０６は、勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．１８８６で定義されているユーザ可変利得のパラメータやユーザ可変黒レベルのパラメータなどの基準電気光学伝達関数のパラメータを含むことができる。勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．１８８６は、参照によって本明細書に組み込まれる。

２１２において、エンコーダ１００は、カラーボリューム変換動作２１０によって出力されたＳＤＲ値に対して１つ以上の量子化演算および／またはクロマサブサンプリング動作を実行することができる。いくつかの実施形態では、ＨＤＲマスタ２０２の元のＨＤＲ値は、ＳＤＲシステムによって期待されるよりも高いビット深度で提供され得る。非限定的な例として、ＨＤＲ値は１６ビット値として提供することができ、ＳＤＲシステムは１０ビット値または８ビット値を期待することができる。このように、カラーボリューム変換動作２１０が高ビット深度ＨＤＲ値を高ビット深度ＳＤＲ値に変換する場合、エンコーダ１００は、高ビット深度値を１０ビット値または８ビット値などのより低いビット深度値に量子化することができる。また、カラーボリューム変換動作２１０によって生成された変換されたＳＤＲ値は、多くのＳＤＲシステムによって期待されるよりも多くの色度情報を有することができる。非限定的な例として、変換されたＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値は、Ｙルマ（luma）成分、Ｃｂクロマ（chroma）成分、およびＣｒクロマ成分が同じサンプル数で記述される４：４：４の解像度を有することができる。エンコーダ１００は、クロマサブサンプリング動作を実行することにより４：４：４の値を４：２：０の値に変換して、Ｃｂクロマ成分とＣｒクロマ成分に割り当てられたサンプル数を減少させることができる。これは、人間の目は一般に、Ｙルマ成分に比べて、それらの成分に対して敏感ではないためである。

いくつかの実施形態では、色変換動作２０８、カラーボリューム変換動作２１０、量子化演算２１２、および／またはクロマサブサンプリング動作２１２のうちのいくつかは、図２に提示されるのとは異なる順序で実行され得る。非限定的な例として、代替実施形態では、エンコーダ１００は、ＨＤＲ値に対して原色変換、第１の伝達関数、色空間変換、クロマサブサンプリング動作、および第２の伝達関数を実行し、カラーボリューム変換動作２１０を用いてＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換した後、それらをエンコードする前にＳＤＲ値に対して量子化演算２１２を実行することができる。

２１４において、エンコーダ１００は、ＳＤＲ値をビットストリーム１０６にエンコードすることができる。上述したように、エンコーダ１００は、ＨＥＶＣ、ＡＶＣ、またはＭＰＥＧ２などのビデオコーディングフォーマットおよび／または圧縮スキームに従ってビットストリーム１０６を生成するように構成することができる。

出力ビットストリーム１０６は、１つ以上のメタデータ項目１０８とともにデコーダ１０２に配信され得る。メタデータ項目１０８は、エンコーダ１００がどのように色変換動作２０８、カラーボリューム変換動作２１０、および／または量子化およびクロマサブサンプリング動作２１２を行ったかについての情報を示し得る。これにより、ＨＤＲシステム用のデコーダ１０２は、図４に示すようにビットストリーム１０６をデコードするときにこれらの動作を入れ替えることができる。いくつかの実施形態では、メタデータ項目１０８は、ビットストリーム１０６にエンコードされるか、またはビットストリーム１０６に含まれ得る。他の実施形態では、メタデータ項目１０８およびビットストリーム１０６は、デコーダ１０２に個別に配信され得る。

１つ以上のメタデータ項目１０８は、カラーボリューム変換動作２１０がどのように実行されたかを識別するものであってもよいし、またはカラーボリューム変換動作２１０がどのように実行されたかをデコーダ１０２に伝えるものであってもよく、および／またはデコードＳＤＲ値をＨＤＲ値に変換し得る逆カラーボリューム変換動作４０６をデコーダ１０２がどのように導出し得るかを特定したり示したりするものであってもよい。いくつかの実施形態では、カラーボリューム変換動作２１０または逆カラーボリューム変換動作４０６を記述するメタデータ項目１０８は、ＳＤＲカラーボリュームとＨＤＲカラーボリュームとの間で値を変換するエンコーダ１００および／またはデコーダ１０２に対して既知の、所定のパラメータによるトーンマッピング関数を調整可能なパラメータであってもよい。他の実施形態では、メタデータ項目１０８は、ＳＤＲ値をＨＤＲ値にスケーリングする（またはその逆にスケーリングする）スケーリング係数の値とすることができる。さらに他の実施形態では、メタデータ項目１０８は、１つ以上のルックアップテーブルであってもよい。非限定的な例として、メタデータ項目１０８は、Ｙ値、Ｃｂ値、Ｃｒ値などの３変数集合をＳＤＲカラーボリュームからＨＤＲカラーボリュームに変換する（またはその逆に変換する）３次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）とすることができる。別の非限定的な例として、メタデータ項目１０８は、ＳＤＲカラーボリュームとＨＤＲカラーボリュームとの間で単一のタイプの値をそれぞれ変換する３つの１次元ルックアップテーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）、例えば、Ｙ値のための１Ｄ−ＬＵＴ、Ｃｂ値のための１Ｄ−ＬＵＴ、Ｃｒ値のための１Ｄ−ＬＵＴとすることができる。

図３は、ビットストリーム１０６をデコードするＳＤＲシステムのデコーダ１０２を示す。ＳＤＲシステムのデコーダ１０２はビットストリーム１０６を受信し、３０２においてビットストリーム１０６をデコードしてＳＤＲ値を求めることができる。いくつかの実施形態では、デコーダ１０２はメタデータ項目１０８も受け取ることができるが、エンコーダ１００がＨＤＲ値をどのようにＳＤＲ値に変換したかに関するメタデータ項目１０８を無視することができる。

また、デコーダ１０２および／またはディスプレイ１０４は、デコードＳＤＲ値に対して１つ以上のＳＤＲ表示動作３０４を実行して、ディスプレイ１０４上における提示のためにそれらを変換することができる。非限定的な例として、ＳＤＲ表示動作３０４は、勧告ＩＴＵ−ＲＢＴ．１８８６に定義されている基準電気光学伝達関数とすることができる。

また、デコードＳＤＲ値がＳＤＲディスプレイ１０４によって提示され得るものとは異なる色空間にある場合、デコーダ１０２またはディスプレイ１０４によって実行されるＳＤＲ表示動作３０４は、ＳＤＲ値を所望の色空間に変換するＳＤＲ表示色空間変換動作とすることができる。非限定的な例として、デコード値がＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値であり、ＳＤＲディスプレイ１０４がＳＤＲ−ＲＧＢ値を提示するように構成されている場合、デコーダ１０２は、ＳＤＲ表示色空間変換動作を使用して、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＳＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。

いくつかの実施形態では、ＳＤＲ表示色空間変換動作は、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算を行う関数セットであって、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値の赤成分に変換する第１の関数と、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値の青成分に変換する第２の関数と、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値の緑成分に変換する第３の関数とを有する関数セットとすることができる。非限定的な例として、これらの関数は次のように記述することができる。

上式において、Ｙ_Ｓ、Ｃｂ_Ｓ、およびＣｒ_Ｓは、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値の成分であり得る。Ｆ_Ｒｓは、ＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＳＤＲ−ＲＧＢ値に対して赤値Ｒ_ＤＳを生成するためにＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。Ｆ_Ｇｓは、ＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＳＤＲ−ＲＧＢ値に対して緑値Ｇ_ＤＳを生成するためにＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。Ｆ_Ｂｓは、ＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＳＤＲ−ＲＧＢ値に対して青値Ｂ_ＤＳを生成するためにＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。

デコードＳＤＲ値がＳＤＲディスプレイ１０４によって使用される色空間にあると、ＳＤＲディスプレイ１０４は、ＳＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができる。

図４は、ビットストリーム１０６をデコードするＨＤＲシステムのデコーダ１０２を示す。ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、ビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を受信し、４０２においてビットストリーム１０６をデコードしてＳＤＲ値を求めることができる。デコーダ１０２は、エンコーダ１００がどのようにＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換したかを示すメタデータ項目１０８を使用して、エンコーダの動作を逆転させ、デコードＳＤＲ値からＨＤＲ値を再構成することができる。

エンコーダ１００が、カラーボリューム変換動作２１０の後に量子化および／またはクロマサブサンプリング動作２１２を行った場合、デコーダ１０２は、デコードＳＤＲ値をより高いビット深度に変換するおよび／またはクロマ成分に割り当てられたビット数を増加させる逆量子化および／またはクロマアップサンプリング動作４０４を実行することができる。

デコーダ１０２は、ＳＤＲカラーボリュームからＨＤＲカラーボリュームにデコード値を変換するために逆カラーボリューム変換動作４０６を実行することができる。非限定的な例として、逆カラーボリューム変換動作４０６は、デコードＳＤＲ−ＹＣｂＣｒの色値をＨＤＲ−ＹＣｂＣｒの色値に変換することができる。

上述したように、メタデータ項目１０８は、エンコーダ１００がそのカラーボリューム変換動作２１０の間にどのようにＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換したか、および／またはデコーダ１０２がその逆カラーボリューム変換動作４０６の間にどのようにカラーボリューム変換動作２１０を反転することができるかを示し得る。非限定的な例として、メタデータ項目１０８は、パラメータ化されたトーンマッピング機能、スケーリング係数、３Ｄ−ＬＵＴ、または３つの１Ｄ−ＬＵＴのパラメータとすることができ、これらはデコードＳＤＲ値をＨＤＲ値に変換するために使用することができる。

また、デコーダ１０２および／またはディスプレイ１０４は、デコードＨＤＲ値に対して１つ以上のＨＤＲ表示動作４０８を実行することにより、ディスプレイ１０４上に提示するためにそれらを変換することができる。さらに、ＨＤＲ値が、ＨＤＲディスプレイ１０４によって提示可能な異なる色空間にある場合、デコーダ１０２またはディスプレイ１０４によって実行されるＨＤＲ表示動作４０８は、ＨＤＲ値を所望の色空間に変換するＨＤＲ表示色空間変換動作とすることができる。非限定的な例として、値がＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値であり、ＨＤＲディスプレイ１０４がＨＤＲ−ＲＧＢ値を提示するように構成されている場合、デコーダ１０２は、ＨＤＲ表示動作４０８を使用して、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＨＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。

いくつかの実施形態では、ＨＤＲ表示動作４０８は、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算を行う関数セットであって、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値の赤成分に変換する第１の関数と、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値の青成分に変換する第２の関数と、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値の緑成分に変換する第３の関数とを有する関数セットとすることができる。非限定的な例として、これらの関数は次のように記述することができる。

上式において、Ｙ_Ｈ、Ｃｂ_Ｈ、およびＣｒ_Ｈは、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値の成分であり得る。Ｆ_ＲＨは、ＨＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に対して赤値Ｒ_ＤＨを生成するためにＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。Ｆ_ＧＨは、ＨＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に対して緑値Ｇ_ＤＨを生成するためにＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。Ｆ_ＢＨは、ＨＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に対して青値Ｂ_ＤＨを生成するためにＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に対して演算する関数とすることができる。

デコードＨＤＲ値がＨＤＲディスプレイ１０４によって使用される色空間にあると、ＨＤＲディスプレイ１０４は、ＨＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができる。

図２〜図４に示されるように、ＳＤＲシステムおよびＨＤＲシステムは、ビデオのＨＤＲマスタ２０２からエンコーダ１００によって生成された同じビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を受信することができる。ビットストリーム１０６は、エンコードされたバージョンのＳＤＲ値を有することができ、メタデータ項目１０８は、そのエンコードＳＤＲ値をＨＤＲ値に変換する方法を示すことができる。したがって、ＳＤＲシステムは、ビットストリーム１０６を処理して、ＳＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができ、ＨＤＲシステムは、メタデータ項目１０８によって特定された動作を使用して同じビットストリーム１０６を処理することにより、ＨＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができる。

図５は、図２に示すエンコーダ１００においてカラーボリューム変換動作２１０を求めるためのプロセスを示す。上述したように、エンコーダ１００は、ＨＤＲマスタ２０２からのＨＤＲカラーボリュームの値をＳＤＲカラーボリュームの値に変換し得るカラーボリューム変換動作２１０を求める。このＳＤＲカラーボリュームの値は、ＳＤＲディスプレイ１０４上における提示のために変換されるときの基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値に実質的に一致する。

ステップ５０２において、エンコーダ１００は、デフォルトのカラーボリューム変換動作２１０のパラメータまたは他の属性を変更して、複数の候補カラーボリューム変換動作２１０を生成することができる。

ステップ５０４において、エンコーダ１００は、各候補カラーボリューム変換動作２１０を使用して、ＨＤＲマスタ２０２のＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換することができる。非限定的な例として、エンコーダ１００は、各候補カラーボリューム変換動作２１０を使用して、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を異なる候補ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換し得る。

ステップ５０６において、エンコーダ１００は、目標ＳＤＲシステムによって使用されるＳＤＲ表示動作３０４をエミュレートして、各候補カラーボリューム変換動作２１０によって生成された候補ＳＤＲ値を、目標ＳＤＲディスプレイ１０４によって提示され得る異なる色空間の提示候補ＳＤＲ値に変換することができる。いくつかの実施形態では、上述の目標ＳＤＲ表示特性２０６は、目標ＳＤＲシステムによって使用されるＳＤＲ表示動作３０４のパラメータまたは他の属性を示すことができ、これにより、エンコーダ１００は、ＳＤＲ表示動作３０４をエミュレートすることができる。非限定的な例として、各候補カラーボリューム変換動作２１０が異なる候補ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を生成したとき、エンコーダ１００は、ＳＤＲカラーボリューム変換動作をエミュレートすることにより、候補ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を目標ＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能な提示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値に変換する伝達関数を表示することができる。

ステップ５０８において、エンコーダ１００は、エミュレートされたＳＤＲ表示動作３０４によって生成された提示候補ＳＤＲ値と基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値との間の差を比較し得る。エンコーダ１００は、基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値との差が最小となった提示候補ＳＤＲ値をもたらした候補カラーボリューム変換動作２１０を、図２で使用する最終的なカラーボリューム変換動作２１０として選択することができる。非限定的な例として、エミュレートされたＳＤＲ表示動作３０４が異なる提示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値を生成したとき、エンコーダ１００は、基準ＳＤＲマスタ２０４からのＳＤＲ−ＲＧＢ値と最もよく一致した提示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値をもたらしたカラーボリューム変換動作２１０を最終的なカラーボリューム変換動作２１０として選択することができる。

別の実施形態では、エンコーダ１００は、目標ＳＤＲ表示特性２０６と基準ＳＤＲマスタ２０４とに基づいて、全体の歪みを最小化するように導出される１つ以上の所定の式を使用して、カラーボリューム変換動作２１０またはパラメータ化されたカラーボリューム変換動作２１０のパラメータを求めることができる。上述したように、エンコーダ１００によって求められたカラーボリューム変換動作２１０は、ＨＤＲマスタ２０２からのＨＤＲカラーボリュームの値をＳＤＲカラーボリュームの値に変換することができ、このＳＤＲカラーボリュームの値は、ＳＤＲディスプレイ１０４上における提示のために変換されるときの基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値と実質的に一致する。

非限定的な例として、エンコーダ１００は、Ｒ_ＣＨ、Ｇ_ＣＨ、Ｂ_ＣＨとして示されるＨＤＲ−ＲＢＧ値として、ＨＤＲマスタ２０２からのキャプチャされたサンプル値を受信することができる。ＨＤＲ−ＲＢＧ値をＹ_Ｈ、Ｃｂ_Ｈ、Ｃｒ_Ｈとして示されるＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換するために１つ以上の色変換動作２０８を実行することができる。次に、エンコーダ１００は、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＹ_Ｓ、Ｃｂ_Ｓ、Ｃｒ_Ｓとして示されるＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換するカラーボリューム変換動作２１０（Ｈとして示される）を求めることができる。エンコーダ１００は、エミュレートされたＳＤＲ表示動作３０４を使用してＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値が表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＤＳ、Ｇ_ＤＳ、Ｂ_ＤＳとして示される）に変換されるとき、エミュレートされた表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値と基準ＳＤＲマスタ２０４からの基準ＳＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＲＳ、Ｇ_ＲＳ、Ｂ_ＲＳとして示される）との差が最小化されるようにＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を生成するカラーボリューム変換動作２１０を求めることができる。換言すれば、ユークリッド２ノルム（norm）距離または任意の他の距離の尺度を求める関数などの距離関数Ｄにより２セットのＳＤＲ−ＲＧＢ値間の距離を求める場合、エンコーダ１００は、次式によりカラーボリューム変換動作Ｈを求めることができる。

エンコーダ１００が特定のカラーボリューム変換動作２１０（Ｈ）を求めて使用するとき、対応する逆カラーボリューム変換動作４０６（Ｈ^−１）を求めることも可能となり、この逆カラーボリューム変換動作４０６（Ｈ^−１）は、カラーボリューム変換動作２１０（Ｈ）の効果を逆転させ、Ｙ_Ｓ、Ｃｂ_Ｓ、Ｃｒ_Ｓとして示されるＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を、Ｙ_Ｈ、Ｃｂ_Ｈ、Ｃｒ_Ｈとして示されるＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換する。

エンコーダ１００は、逆カラーボリューム変換動作４０６（Ｈ^−１）の表現をＨＤＲシステムのデコーダ１０２に伝達する１つ以上のメタデータ項目１０８を生成することができる。いくつかの実施形態では、Ｈおよび／またはＨ^−１は、１つのカラーボリュームから別のカラーボリュームに値の３変数集合を変換するための演算である可逆パラメータ関数のパラメータによって定義および伝達され得る。他の実施形態では、Ｈおよび／またはＨ^−１は、１つのカラーボリュームから別のカラーボリュームに値の３変数集合を変換する可逆３次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）により定義および伝達され得る。さらに他の実施形態では、Ｈおよび／またはＨ^−１は、３つの可逆１次元ルックアップテーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）のセットにより定義および伝達され得る。この場合、各１Ｄ−ＬＵＴは、３変数集合のうちの対応する１つを、１つのカラーボリュームから別のカラーボリュームへと変換する。このように、逆カラーボリューム変換動作４０６（Ｈ^−１）を特定するためにデコーダ１０２に送信されるメタデータ項目１０８は、可逆パラメータ関数、３Ｄ−ＬＵＴ、または３つの１Ｄ−ＬＵＴのパラメータとすることができる。非限定的な例として、デコーダ１０２は、特定のビットストリーム１０６についてメタデータ項目１０８で受信されたパラメータに基づいて調整することができる、パラメータ化された逆カラーボリューム変換動作４０６をプリロードすることができる。

ＨＤＲマスタ２０２および基準ＳＤＲマスタ２０４の双方が同じ原色でそれらの初期値を提供するいくつかの実施形態または状況において、またはそれらの値が同じ原色に変換されるとき、エンコーダ１００は、目標ＨＤＲディスプレイ１０４によって表示され得るＨＤＲ−ＲＧＢ値の線形スケーリングされたバージョンと、表示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＳ、Ｇ_ＤＳ、Ｂ_ＤＳとの間の距離Ｄに基づいてカラーボリューム変換動作２１０を求めることができる。これらの実施形態において、エンコーダ１００は、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値Ｙ_Ｈ、Ｃｂ_Ｈ、Ｃｒ_Ｈを、目標ＨＤＲディスプレイ１０４上に表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨに変換するためにＨＤＲシステムによって実行され得るＨＤＲ色空間変換動作をエミュレートすることができる。エンコーダ１００は、このエミュレートされた表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値を線形スケーリングし得るスケーリング係数αを求めるか、またはそのスケーリング係数αを用いて予め構成することができる。いくつかの実施形態または状況において、スケーリング係数αの値は、ピクセル毎または各ピクセルのサブセット毎に異なっていてもよい。次に、エンコーダ１００は、線形スケーリングされた表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値と、上述のように求められた表示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＳ、Ｇ_ＤＳ、Ｂ_ＤＳとの間の差を最小にするカラーボリューム変換動作２１０（Ｈ）を求めることができる。言い換えれば、エンコーダ１００は、次式によりカラーボリューム変換演算（Ｈ）を求めることができる。

これらの実施形態では、スケーリング係数αの値は、デコーダ１０２に伝達されるメタデータ項目１０８として含めることができる。非限定的な例として、スケーリング係数αの値は、マルチレイヤコーディングスキームのレイヤとして提供することができる。いくつかの実施形態では、スケーリング係数αの値が、異なるピクセルまたはピクセルのサブセットに対して異なる場合、スケーリング係数αは、メタデータ項目１０８の２次元マップとして提供することができる。いくつかの実施形態では、デコーダ１０２は、逆カラーボリューム変換動作（Ｈ^−１）を導出するためのスケーリング係数の値を提供することができる。他の実施形態では、スケーリング係数の値は、デコーダ１０２が既知の逆カラーボリューム変換動作（Ｈ^−１）を調整することができるパラメータとすることができる。

上記の例では、エンコーダ１００は、ＲＧＢ値の２つのセットの間の最小距離に基づいてカラーボリューム変換動作２１０を求める。別の実施形態または状況においては、エンコーダ１００は、エミュレートされた表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値またはＨＤＲマスタ２０２からの元のＨＤＲ−ＲＧＢ値をＳＤＲ−ＲＧＢ値にスケーリングするスケーリング係数αに基づいてカラーボリューム変換動作２１０を求めることができる。このＳＤＲ−ＲＧＢ値は、ＳＤＲ−Ｙルマ成分に変換されたときに、そのＳＤＲ−Ｙルマ成分と、カラーボリューム変換動作２１０によって生成されたＳＤＲ−Ｙルマ成分との間の距離を最小化する。スケーリング係数αが求められると、それを使用して、エミュレートされたＨＤＲ−ＲＧＢ値またはＨＤＲマスタ２０２の元のＨＤＲ−ＲＧＢ値からＳＤＲ−ＣｂおよびＣｒクロマ成分を求めることができる。

これらの実施形態では、エンコーダ１００は、次式のように表示候補ＳＤＲ−ＲＧＢ値をＳＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｓに変換する機能も備えることができる。

表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨは、それらがＳＤＲカラーボリュームに入るように線形スケーリングすることができる。このように、エンコーダ１００は、スケーリング係数αの異なる値によって生成されたスケーリング表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨに対してこの関数を使用することにより、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値のＹルマ成分と線形スケーリングされた表示ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値のＹルマ成分との間の最小距離Ｄを提供するスケーリング係数αの値を求めることができる。換言すれば、エンコーダ１００は、次式のようにスケーリング係数αを求めることができる。

エミュレートされたＨＤＲ表示動作４０８を介してエンコーダ１００によって生成された表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨは、多くの状況において、ＨＤＲマスタ２０２からの元のキャプチャされたサンプルＨＤＲ−ＲＢＧ値Ｒ_ＣＨ、Ｇ_ＣＨ、Ｂ_ＣＨと実質的に同様であると仮定することができる。いくつかの実施形態では、表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨを最初に求める代わりに、エンコーダ１００は、スケーリング係数αを求めるときに、元のキャプチャされたサンプルＨＤＲ−ＲＢＧ値を直接使用することができる。非限定的な例として、いくつかの実施形態において、エンコーダ１００は、次式のようにスケーリング係数αを求めることができる。

ＳＤＲ−Ｙルマ成分ＹＳと、ＨＤＲマスタ２０２からの元のキャプチャされたＨＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＣＨ、Ｇ_ＣＨ、Ｂ_ＣＨ）またはエミュレートされた表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＤＨ、Ｇ_ＤＨ、Ｂ_ＤＨ）との関係に基づいて上述のようにスケーリング係数αが求められると、エンコーダ１００は、そのスケーリング係数αを使用してＳＤＲ−ＣｂおよびＣｒクロマ成分Ｃｂ_Ｓ，Ｃｒ_Ｓを生成することができる。非限定的な例として、表示ＨＤＲ−ＲＧＢ値が元のキャプチャされたＨＤＲ−ＲＧＢ値と実質的に類似すると期待される場合、エンコーダ１００は、次式のように、既知のスケーリング係数αを用いて、元のキャプチャされたＨＤＲ−ＲＧＢ値Ｒ_ＣＨ、Ｇ_ＣＨ、Ｂ_ＣＨをＳＤＲ−ＣｂおよびＣｒクロマ成分に変換する。

いくつかの実施形態では、ＨＤＲ表示動作４０８は、ＳＤＲ表示色空間変換動作を実行し、次いで、スケーリング係数αを適用して表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値をＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換し、その後、そのＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を表示用のＨＤＲ−ＲＧＢ値に変換することを含むことができる。上述したように、いくつかの実施形態では、エンコーダ１００がスケーリング係数αの値を決定したとき、それをデコーダ１０２に伝達することができるようにメタデータ項目１０８内に含めることができる。しかしながら、他の実施形態では、ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、デコード値に基づいてスケーリング係数αの値を導出することができる。

非限定的な例として、図４に示すように、ＨＤＲシステムのデコーダは、ビットストリーム１０６をＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値にデコードすることができ、デコードＳＤＲ−Ｙルマ成分をＨＤＲ−Ｙルマ成分にマッピングすることができる。なお、以下においてデコードＳＤＲ−Ｙルマ成分は、

で示され、ＨＤＲ−Ｙルマ成分は、

で示される。

また、ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、ＳＤＲ表示動作１０４を実行して、デコードＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を、ＳＤＲディスプレイ１０４上に表示され得るデコード表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。なお、デコード表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値は、

で示される。

これらのデコード表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値およびデコードＳＤＲ−Ｙルマ成分を用いて、デコーダ１０２は、次式のようにスケーリング係数αの値を計算することができる。

デコーダ１０２には、ＳＤＲ−Ｙルマ成分とＨＤＲ−Ｙルマ成分との間の関係が提供され得る。非限定的な例として、ＳＤＲ値をＨＤＲ値に関連付ける可逆パラメータ関数を記述するパラメータ、またはＳＤＲ−Ｙルマ成分をＨＤＲ−Ｙルマ成分にマッピングする１Ｄ−ＬＵＴがエンコーダ１００によってメタデータ項目１０８に提供されてもよい。このように、デコーダ１０２は、デコードされたＳＤＲ−Ｙルマ成分からＨＤＲ−Ｙルマ成分を求めることができ、スケーリング係数αが与えられるかまたはデコーダ１０２によってスケーリング係数αが求められると、デコーダ１０２は、デコード表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値からデコードＨＤＲ−ＣｂおよびＣｒクロマ成分を、次式のように求めることができる。

デコーダ１０２が上記のようにデコードＳＤＲ−ＲＧＢ値からデコードＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を求めると、デコーダ１０２またはＨＤＲディスプレイ１０４は、ＨＤＲ表示動作４０８を実行して、デコードＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＨＤＲディスプレイ１０４上に表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。

上記の例では、次式のようにＲＧＢ値をＹ、Ｃｂ、またはＣｒ値に変換する上述の機能の一部または全てをエンコーダ１００および／またはデコーダ１０２にプリロードすることができる。

いくつかの実施形態では、ＨＤＲカラーボリュームがＳＤＲカラーボリュームよりも大きくなるため、ＳＤＲ原色の正規化レンジよりも大きなＲＧＢ値の変換を扱うように、１よりも大きく０よりも小さな値などに、Ｆ_ＹＳ、Ｆ_ＣｂＳ、Ｆ_ＣｒＳを設定することができる。同様に、いくつかの実施形態では、正規化レンジの外側の値の変換を扱うように、Ｆ_ＹＨ、Ｆ_ＣｂＨ、Ｆ_ＣｒＨを設定することができる。ＳＤＲ−ＲＧＢ値およびＨＤＲ−ＲＧＢ値が最初に同じ原色内にない実施形態または状況においては、Ｆ_ＹＳ、Ｆ_ＣｂＳ、Ｆ_ＣｒＳ、Ｆ_ＹＨ、Ｆ_ＣｂＨ、Ｆ_ＣｒＨが正規化レンジの外側の値を扱うように設定されていない場合には、より大きな原色の値をより小さな原色に変換することができる。

いくつかの実施形態または状況では、ＨＤＲマスタ２０２からのＨＤＲ値に対してエンコーダ１００によって実行される色変換動作２０８の特定のセットは、上述の最小化問題を要素スケーリングに低減することができる。非限定的な例として、エンコーダの色変換動作２０８がべき関数である（Ｃ´＝Ｃ^γであり、γが伝達関数の非線形指数である）伝達関数を含む場合、ＨＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_ＨおよびＳＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｓは、以下のように求めることができる。ここで、ａ_ｉｊは、成分ｊを生成するために成分ｉに対して作用する３×３の色空間行列の係数値である。

この状況では、ＨＤＲマスタ２０２（Ｒ_ＣＨ、Ｇ_ＣＨ、Ｂ_ＣＨ）からの元のキャプチャされたＨＤＲ−ＲＧＢ値および表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＤＳ、Ｇ_ＤＳ、Ｂ_ＤＳ）は、次式のように、スケーリング係数αによって定義される線形関係を有することができる。

このように、ＳＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｓは、ＨＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｈにα^γを乗算することによって、次式のように求めることができる。

上式から、エンコーダ１００がＨＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｈを有し、エミュレートされた表示ＳＤＲ−ＲＧＢ値（Ｒ_ＤＳ、Ｇ_ＤＳ、Ｂ_ＤＳ）からの色変換動作２０８内のべき関数で使用されるγの値を用いて対応するＳＤＲ−Ｙルマ成分Ｙ_Ｓを求めることができる場合、エンコーダ１００は、次式のように、Ｙ_Ｓ、Ｙ_Ｈ、γを使用してスケーリング係数αを求めることができる。

この状況において、スケーリング係数αの値がＹ_ＳおよびＹ_Ｈに関連する場合、スケーリング係数αを使用して、ＨＤＲ−Ｃｂ値およびＨＤＲ−Ｃｒ値からＳＤＲ−Ｃｂ値およびＳＤＲ−Ｃｒ値を以下のように求めることもできる。

このように、エンコーダの色変換動作２０８がべき関数（Ｃ´＝Ｃ^γ）である伝達関数を含む状況においてＹ_Ｈに対するＹ_Ｓの比をエンコーダ１００またはデコーダ１０２によって決定することができる場合、エンコーダ１００またはデコーダ１０２は、以下の式を用いて、ＳＤＲ−Ｃｂ値Ｃｂ_ＳとＨＤＲ−Ｃｂ値Ｃｒ_Ｓとの間の変換、およびＳＤＲ−Ｃｒ値Ｃｒ_ＳとＨＤＲ−Ｃｒ値Ｃｒ_Ｈとの間の変換を行うことができる。

上述したように、トーンマッピング関数、スケーリング係数、３Ｄ−ＬＵＴ、または３つの１Ｄ−ＬＵＴのセットのパラメータなど、カラーボリューム変換動作２１０および／または逆カラーボリューム変換動作４０６の属性を記述するメタデータ項目１０８をエンコーダ１００によって生成することができる。これにより、デコーダ１０２は、提示された逆カラーボリューム変換動作４０６を使用して、ビットストリーム１０６からデコードされたＳＤＲ値を、表示用のＨＤＲ値に変換することができる。

代替実施形態では、エンコーダ１００は、ＨＤＲ値をビットストリーム１０６にエンコードし得る一方で、デコードＨＤＲ値を表示用のＳＤＲ値に変換する方法をデコーダ１０２に示すメタデータ項目１０８を提供する。このように、いくつかの実施形態では、トーンマッピング機能、スケーリング係数、３Ｄ−ＬＵＴ、または３つの１Ｄ−ＬＵＴのセットのパラメータなどのメタデータ項目１０８は、エンコーダ１００からＳＤＲシステムのデコーダ１０２に伝達することができる。これにより、デコーダ１０２は、メタデータ項目１０８によって示されるカラーボリューム変換動作２１０を使用して、デコードＨＤＲ値を表示用のＳＤＲ値に変換することができる。図６〜図８は、そのような代替実施形態の一例を示している。

図６〜図８は、ＨＤＲシステムおよびＳＤＲシステムの双方がそれらの表示特性に応じてビットストリーム１０６をデコードすることができるように、エンコーダ１００がＨＤＲ値からビットストリーム１０６を生成するシステムの代替実施形態を示す。図６に示すように、この実施形態では、エンコーダ１００は、ＨＤＲ輝度および／または色度値のエンコードバージョンを含むビットストリーム１０６と、エンコーダ１００が元のＨＤＲ値からＨＤＲ値をどのようにエンコードしたかを示す１つ以上のＨＤＲメタデータ項目１０８と、ＳＤＲシステムのデコーダ１０２が、デコードＨＤＲ値を基準ＳＤＲマスタ２０４のＳＤＲ値と実質的に一致するＳＤＲ値にどのように変換したかを示す１つ以上のＳＤＲメタデータ項目１０８とを出力することができる。このように、ＨＤＲシステムは、図７に示されるように、再生のために、ビットストリーム１０６からＨＤＲビデオを再構成することができる一方、ＳＤＲシステムは、図８に示されるように、ビットストリーム１０６をデコードし、１つ以上のＳＤＲメタデータ項目１０８で特定された動作を使用することにより、ＳＤＲディスプレイ１０４上での再生のために、デコードＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換することができる。

図７および図８は、ＨＤＲシステムおよびＳＤＲシステムのための別個のデコーダ１０２を示しているが、代替実施形態では、デコーダ１０２は、ＨＤＲシステムおよびＳＤＲシステムの両方の動作で構成することができる。これにより、同じデコーダ１０２が、ＨＤＲディスプレイ１０４にビデオを出力しているときには図７に示す動作に従うものとなり、ＳＤＲディスプレイ１０４にビデオを出力しているときには図８に示す動作に従うものとなる。

図６の実施形態に示したエンコーダ１００は、同じビデオのＨＤＲマスタ２０２と基準ＳＤＲマスタ２０４の双方を受信することができる。エンコーダ１００は、図２に関して上述したように、ＨＤＲ−ＲＧＢ値をＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換するなど、ＨＤＲマスタ２０２のＨＤＲ値に対して１つ以上の色変換動作２０８を実行することができる。エンコーダは、ＨＤＲ値をビットストリームにエンコードする前に、ＨＤＲ値に対して１つ以上の量子化および／またはクロマサブサンプリング動作２１２をさらに実行することができる（２１４）。この実施形態では、量子化および／またはクロマサブサンプリング動作２１２は、ＨＤＲ値を記述するためにエンコードされ得るビット数を低減するように機能する。また、エンコーダは、色変換動作２０８、量子化および／またはクロマサブサンプリング動作２１２、およびエンコーディング２１４がＨＤＲ値に対してどのように実行されたかを示すＨＤＲメタデータ項目１０８も生成することができる。

エンコーダ１００は、上述したようにＨＤＲ値をビットストリーム１０６にエンコードすることに加えて、元のＨＤＲ値および／または色変換処理２０８によって別の色空間に変換されたＨＤＲ値をカラーボリューム変換モジュール６０２に渡すこともできる。カラーボリューム変換モジュール６０２は、基準ＳＤＲマスタ２０４からＳＤＲ値を受け取ることができる。

カラーボリューム変換モジュール６０２は、上述の式および処理を用いて入力ＨＤＲ値および基準ＳＤＲ値を使用することにより、デコーダ１０２がＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するために使用することができるパラメータ化トーンマッピング動作、スケーリング係数、３Ｄ−ＬＵＴ、または３つの１Ｄ−ＬＵＴのセットのパラメータを求めることができる。このＳＤＲ値は、そのＳＤＲ値がＳＤＲディスプレイ上における表示のために変換されるときの基準ＳＤＲ値に実質的に一致するものとなる。カラーボリューム変換モジュール６０２は、ＨＤＲカラーボリュームの値をＳＤＲカラーボリュームの対応する値にどのように変換できるかを示す１つ以上のＳＤＲメタデータ項目１０８を出力することができる。

この実施形態では、ＨＤＲ値、ＨＤＲメタデータ項目１０８、およびＳＤＲメタデータ項目１０８を含むビットストリーム１０６は、ＨＤＲシステムおよびＳＤＲシステム用のデコーダに配信することができる。

図７は、図６に示すエンコーダによって生成されたビットストリーム１０６をデコードするＨＤＲシステムのデコーダ１０２を示す。ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、ビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を受け取ることができる。デコーダ１０２は、ＨＤＲカラーボリュームの値をＳＤＲカラーボリュームの値に変換する方法を記述するＳＤＲメタデータ項目１０８を無視することができる。デコーダ１０２は、ＨＤＲ値を求めるためにビットストリーム１０６をデコードし、次いで、ＨＤＲメタデータ項目１０８によって示される任意の逆量子化および／またはクロマアップサンプリング動作４０４を実行することができる。

また、デコーダ１０２および／またはディスプレイ１０４は、デコードＨＤＲ値に対して１つ以上のＨＤＲ表示動作４０８を実行して、ディスプレイ１０４上に表示するためにそれらを変換することができる。また、デコードＨＤＲ値がＨＤＲディスプレイ１０４によって提示され得る異なる色空間にあるとき、デコーダ１０２またはディスプレイ１０４は、ＨＤＲ値を所望の色空間に変換する１つ以上のＨＤＲ表示色空間変換動作を実行することができる。非限定的な例として、デコード値がＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値であり、ＨＤＲディスプレイ１０４がＨＤＲ−ＲＧＢ値を提示するように構成されている場合、デコーダ１０２は、ＨＤＲ表示色空間変換動作を使用して、ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＨＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＨＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。代替実施形態では、ＨＤＲディスプレイ１０４は、デコーダ１０２によってデコードされた値に対してＨＤＲ表示色空間変換動作を実行することにより、ＨＤＲディスプレイ１０４が再生することができる色空間にそれらの値を変換することができる。

デコードＨＤＲ値がＨＤＲディスプレイ１０４によって使用される色空間に入ると、ＨＤＲディスプレイ１０４は、ＨＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができる。

図８は、図６に示すエンコーダによって生成されたビットストリーム１０６をデコードするＳＤＲシステムのデコーダ１０２を示す。ＳＤＲシステムのデコーダ１０２は、ビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を受け取ることができる。ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、ビットストリーム１０６およびメタデータ項目１０８を受け取ることができる。デコーダ１０２は、ＨＤＲ値を求めるためにビットストリーム１０６をデコードし（４０２）、次いで、ＨＤＲメタデータ項目１０８によって示される任意の逆量子化および／またはクロマアップサンプリング動作４０４および／またはＨＤＲ表示動作４０８を実行することができる。

また、図８に示すＳＤＲシステムのデコーダ１０２は、デコードＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するためのカラーボリューム変換動作２１０を実行することができる。デコーダ１０２は、ＨＤＲカラーボリュームの値をＳＤＲカラーボリュームにどのように変換することができるかを示す、エンコーダのカラーボリューム変換モジュール６０２によって生成されたＳＤＲメタデータ項目１０８を受け取ることができ、これにより、最終的な表示ＳＤＲ値は、ＳＤＲマスタ２０４からの基準ＳＤＲ値に実質的に一致するものとなる。デコーダ１０２は、ビットストリーム１０６からデコードされたＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するために、ＳＤＲメタデータ項目１０８によって示されるカラーボリューム変換動作２１０を実行することができる。非限定的な例として、デコーダ１０２は、デコードＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換することができる。

また、デコーダ１０２および／またはディスプレイ１０４は、デコードＳＤＲ値に対して１つ以上のＳＤＲ表示動作３０４を実行することにより、それらをディスプレイ１０４上に提示するために変換することができる。また、ＳＤＲ値がＳＤＲディスプレイ１０４によって提示可能な異なる色空間にある場合、デコーダ１０２またはディスプレイ１０４によって実行されるＳＤＲディスプレイ動作３０４は、ＳＤＲ値を所望の色空間に変換するＳＤＲ表示色空間変換動作とすることができる。非限定的な例として、値がＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値であり、ＳＤＲディスプレイ１０４がＳＤＲ−ＲＧＢ値を提示するように構成されている場合、デコーダ１０２は、ＳＤＲ表示色空間変換動作を使用して、ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＳＤＲディスプレイ１０４によって表示可能なＳＤＲ−ＲＧＢ値に変換することができる。代替実施形態では、ＳＤＲディスプレイ１０４は、デコーダ１０２によって出力されたＳＤＲ値に対してＳＤＲ表示色空間変換動作を実行することにより、それらのＳＤＲ値をＳＤＲディスプレイ１０４が再現できる色空間に変換することができる。

ＳＤＲ値がＳＤＲディスプレイ１０４によって使用される色空間に入ると、ＳＤＲディスプレイ１０４は、ＳＤＲ値を使用してビデオの画像エッセンスの再構成を提示することができる。

図２および図６に示されるように、エンコーダ１００は、ＨＤＲマスタ２０２からビットストリーム１０６を生成することができ、ＳＤＲシステムによってデコードされ提示されると、基準ＳＤＲマスタ２０４と実質的に一致するものとなり、視聴者がＳＤＲシステム向けの色を認識可能となる。いくつかの実施形態では、エンコーダ１００は、ビットストリームをエンコードする前にＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換するためのカラーボリューム変換動作２１０を実行することができ、ＨＤＲシステムのデコーダ１０２は、図２〜図４に示されるように、逆カラーボリューム変換動作４０６を実行することにより、デコードＳＤＲ値を表示用のＨＤＲ値に変換することができる。他の実施形態では、エンコーダ１００は、カラーボリューム変換モジュール６０２でカラーボリューム変換動作２１０を特定し、そのカラーボリューム変換動作２１０をメタデータ項目１０８にてＳＤＲシステムのデコーダ１０２に示す。これにより、ＳＤＲシステムのデコーダ１０２は、図６〜図８に示されるように、ビットストリーム１０６からＨＤＲ値をデコードし、そのカラーボリューム変換動作２１０を用いてＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換することができる。

また、上述の方法を使用してＨＤＲカラーボリュームとＳＤＲカラーボリュームとの間で値を変換することにより、ＳＤＲ値の量子化および／または圧縮を助けることができる。非限定的な例として、ＳＤＲ−ＣｂまたはＣｒ成分などのＳＤＲ値は、ＨＤＲ値としてダイナミックレンジを拡大するようにスケーリングすることができ、その結果、より大きな量子化ステップサイズを使用して、その成分がＳＤＲ値にスケーリングされていないときと同じ歪みを実現することができる。

以上、本発明を詳細に説明したが、当業者に本発明をどのようにして使用するかを教示するためのものに過ぎない。本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって規定されるため、多くの追加の変形も本発明の範囲内に含まれ得る。

Claims (20)

1. デジタルビデオをエンコードする方法であって、
   エンコーダにおいて、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）カラーボリューム内のＨＤＲ値を含むビデオの第１の画像エッセンスであるＨＤＲマスタと、基準標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）カラーボリューム内の基準ＳＤＲ値を含む前記ビデオの第２の画像エッセンスであるＳＤＲマスタと、目標ＳＤＲディスプレイが画面上における表示のためにデコードＳＤＲ値を変換するために用いるＳＤＲ表示動作を示す目標ＳＤＲ表示特性とを受信すること、
   前記エンコーダにおいて、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値を前記目標ＳＤＲ表示特性にて特定される前記ＳＤＲ表示動作により変換される際の前記基準ＳＤＲ値に実質的に類似したＳＤＲ値に変換するようにカラーボリューム変換を求めること、
   前記エンコーダにおいて、前記カラーボリューム変換を使用して、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値をＳＤＲ値に変換すること、
   前記エンコーダによって、デコーダに対する前記カラーボリューム変換を特定する１つ以上のメタデータ項目を生成すること、
   前記エンコーダによって、前記ＳＤＲ値をビットストリームにエンコードすること、
   を備える方法。
2. 前記カラーボリューム変換を行う前に、前記ＨＤＲマスタからの前記ＨＤＲ値を異なる色空間に変換することをさらに備える請求項１に記載の方法。
3. 前記ＨＤＲマスタからの前記ＨＤＲ値はＨＤＲ−ＲＧＢ値であり、前記エンコーダは、前記ＨＤＲ−ＲＧＢ値をＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換するとともに、前記カラーボリューム変換を使用して前記ＨＤＲ−ＹＣｂＣｒ値をＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値に変換して、前記ＳＤＲ−ＹＣｂＣｒ値を前記ビットストリームにエンコードする、請求項２に記載の方法。
4. ＨＤＲシステムのデコーダにおいて、前記ビットストリームおよび前記１つ以上のメタデータ項目を受信すること、
   前記デコーダによって、前記ビットストリームをデコードＳＤＲ値にデコードすること、
   前記デコーダにおいて、前記１つ以上のメタデータ項目に基づいて、逆カラーボリューム変換を求めること、
   前記デコーダにおいて、前記逆カラーボリューム変換を使用して、前記デコードＳＤＲ値をデコードＨＤＲ値に変換すること、
   をさらに備える請求項１に記載の方法。
5. 前記エンコーダは、ＳＤＲディスプレイにおける表示のために変換されたＳＤＲ値と前記基準ＳＤＲ値との距離を最小化する動作を求めることによって前記カラーボリューム変換を求める、請求項１に記載の方法。
6. 前記エンコーダは、前記ＨＤＲマスタから生じる前記ＨＤＲ値に対して色空間変換を行うことによって表示ＨＤＲ値を求め、前記表示ＨＤＲ値をスケーリング係数によってリニアスケーリングし、ＳＤＲディスプレイにおける表示のために変換されたＳＤＲ値と前記スケーリングされた表示ＨＤＲ値との距離を最小化する動作を求めることによって前記カラーボリューム変換を求める、請求項１に記載の方法。
7. 前記エンコーダは、スケーリング係数によってスケーリングされる前記ＨＤＲ値から生じるルマ値と、前記カラーボリューム変換によって生成されるＳＤＲルマ値との最小距離をもたらす前記スケーリング係数を求めることによって前記カラーボリューム変換を求める、請求項１に記載の方法。
8. 前記エンコーダは、前記スケーリング係数を求めた後、前記スケーリング係数によってスケーリングされた前記ＨＤＲ値からＳＤＲクロマ成分を生成する、請求項７に記載の方法。
9. 前記エンコーダは、前記カラーボリューム変換を行う前に、前記ＨＤＲ値に対してべき関数を適用し、前記べき関数で用いる指数の逆数に取られた前記ＨＤＲ値から得られるＨＤＲルマ成分に対する、前記カラーボリューム変換によって生成されるＳＤＲルマ成分の割合に基づいてスケーリング係数を求めることによって、前記カラーボリューム変換を求める、請求項１に記載の方法。
10. 前記エンコーダは、前記ＨＤＲルマ成分に対する前記ＳＤＲルマ成分の割合をＨＤＲクロマ成分に乗じることによってＳＤＲクロマ成分を生成する、請求項９に記載の方法。
11. 前記カラーボリューム変換は、可逆パラメータ化されたトーンマッピング関数であり、前記１つ以上のメタデータ項目は、前記トーンマッピング関数を調整するためのパラメータを示す、請求項１に記載の方法。
12. 前記１つ以上のメタデータ項目は、前記ＳＤＲカラーボリュームと前記ＨＤＲカラーボリュームとの間で値を変換するために前記カラーボリューム変換によって用いられるスケーリング係数を示す、請求項１に記載の方法。
13. 前記１つ以上のメタデータ項目は、前記ＳＤＲカラーボリュームの値の３変数集合を前記ＨＤＲカラーボリュームの値の別の３変数集合にマッピングする可逆３次元ルックアップテーブルを示す、請求項１に記載の方法。
14. 前記１つ以上のメタデータ項目は、３つの１次元ルックアップテーブルのセットであり、各１次元ルックアップテーブルは、前記ＳＤＲカラーボリュームの値の３変数集合のうちの１つを前記ＨＤＲカラーボリュームの値の３変数集合のうちの対応する一つにマッピングする、請求項１に記載の方法。
15. デジタルビデオをエンコードする方法であって、
    エンコーダにおいて、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）カラーボリューム内のＨＤＲ値を含むビデオの第１の画像エッセンスであるＨＤＲマスタと、基準標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）カラーボリューム内の基準ＳＤＲ値を含む前記ビデオの第２の画像エッセンスであるＳＤＲマスタとを受信すること、
    前記エンコーダにおいて、前記ＨＤＲマスタから生じるＨＤＲ値を前記基準ＳＤＲ値に実質的に類似したＳＤＲ値に変換するようにカラーボリューム変換を求めること、
    前記エンコーダによって、デコーダに対する前記カラーボリューム変換を特定する１つ以上のメタデータ項目を生成すること、
    前記エンコーダによって、前記ＨＤＲ値をビットストリームにエンコードすること、
    を備える方法。
16. ＳＤＲシステムのデコーダにおいて、前記ビットストリームおよび前記１つ以上のメタデータ項目を受信すること、
    前記デコーダによって、前記ビットストリームをデコードＨＤＲ値にデコードすること、
    前記デコーダにおいて、前記１つ以上のメタデータ項目に基づいて、前記カラーボリューム変換を特定すること、
    前記デコーダにおいて、前記カラーボリューム変換を使用して、前記デコードＨＤＲ値をデコードＳＤＲ値に変換すること、
    をさらに備える請求項１５に記載の方法。
17. 前記カラーボリューム変換は、可逆パラメータ化されたトーンマッピング関数であり、前記１つ以上のメタデータ項目は、前記トーンマッピング関数を調整するためのパラメータを示す、請求項１５に記載の方法。
18. 前記１つ以上のメタデータ項目は、前記ＳＤＲカラーボリュームと前記ＨＤＲカラーボリュームとの間で値を変換するために前記カラーボリューム変換によって用いられるスケーリング係数を示す、請求項１５に記載の方法。
19. 前記１つ以上のメタデータ項目は、前記ＳＤＲカラーボリュームの値の３変数集合を前記ＨＤＲカラーボリュームの値の別の３変数集合にマッピングする可逆３次元ルックアップテーブルを示す、請求項１５に記載の方法。
20. 前記１つ以上のメタデータ項目は、３つの１次元ルックアップテーブルのセットであり、各１次元ルックアップテーブルは、前記ＳＤＲカラーボリュームの値の３変数集合のうちの１つを前記ＨＤＲカラーボリュームの値の３変数集合のうちの対応する一つにマッピングする、請求項１５に記載の方法。