JP6833953B2 - オーバーレイグラフィクス合成のためのアピアランスマッピングのシステムおよび装置 - Google Patents
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Description
現在の従来の家庭用TVを用いた典型的な視覚的体験においては、Rec.709およびDCIスペックといった規格を使用している到着(incoming)ビデオストリームに係るアピアランスおよびマッピングについてコントロールができない。このことは、第1のビデオストリームの上に統合され、混合され、かつ、個人により視聴のために次に描写されることが望まれるグラフィクスまたはビデオのオーバーレイについて、特に正しい。本システムの一つの実施例においては、第1の画像/ビデオデータストリームの上へのそうしたオーバーレイに係る適切な画像処理及び/又は混合を提供することが望ましい。合成画像及び/又はビデオの観察者に対してアピアランスマッチング(matching)及び/又は改善された視覚的体験を提供するような方法においてである。
(1)米国特許出願第20130027625号、発明者Li、2013年1月31日公開、タイトル”QUALITY ASSESEMENT OF HIGH DYNAMIC RANGE、VISUAL DYNAMIC RANGE AND WIDE COLOR GAMUT IMAGE AND VIDEO”
(2)米国特許出願第20130004074号、発明者Gish、2013年1月3日公開、タイトル”QUALITY ASSESEMENT OF IMAGES WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE”
(3)米国特許出願第20120321273号、発明者Messmer、2012年12月20日公開、タイトル”VIDEO DISPLAY AND CONTROL USING EMBEDDED METADATA”
(4)米国特許出願第20120315011号、発明者Messmer他、2012年12月13日公開、タイトル”VIDEO DELIVERY AND CONTROL BY OVERWRITING VIDEO DATA”
(5)米国特許出願第20120314944号、発明者Ninan他、2012年12月13日公開、タイトル”HIGH DYNAMIC RANGE、 BACKWARDS−COMPATIBLE、DIGITAL、CINEMA”
(6)米国特許出願第20120314773号、発明者Gish他、2012年12月13日公開、タイトル”DRIFT−FREE、BACKWARDS COMPATIBLE、LAYERED VDR CODING”
(7)米国特許出願第20120299817号、発明者Atkins他、2012年11月29日公開、タイトル”SYSTEMS AND METHODS OF IMAGE PROCESSING THAT ADJUST FOR VIEWER POSITION、SCREEN SIZE AND VIEWING DISTANCE”
(8)米国特許出願第20120229495号、発明者Longhurt、2012年11月13日公開、タイトル”INTERPOLATION OF COLOR GAMUT FOR DISPLAY ON TARGET DISPLAY”
(9)米国特許出願第20120038782号、発明者Messmer他、2012年2月16日公開、タイトル”VDR METADATA TIMESTAMP TO ENHANCE DATA COHERENCY AND POTENTIAL METADATA”
(10)米国特許出願第20090322800号、発明者Atkins、2009年12月31日公開、タイトル”METHOD AND APPARATUS IN VARIOUS EMBODIMENTS FOR HDR IMPLEMENTATION IN DISPLAY DEVICES”
(11)米国特許出願第20130004074号、発明者Gish、2013年1月3日公開、タイトル”QUALITY ASSESEMENT OF IMAGES WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE”
(12)米国特許出願第20100118957号、発明者Demons、2010年5月13日公開、タイトル”VIDEO IMAGE COMPRESSION USING UNEQUAL WEIGHTS”
(13)米国特許出願第20100014587号、発明者Demons、2010年1月21日公開、タイトル”INTERPOLATION OF VIDEO COMPRESSION FRAMES”
(14)米国特許出願第20080273809号、発明者Demons、2008年11月6日公開、タイトル”METHOD AND SYSTEM FOR IMPROVING COMPRESSED IMAGE CHROMA INFORMATION”
(15)米国特許出願第20070268967号、発明者Demons、2007年11月22日公開、タイトル”INTERPOLATION OF VIDEO COMPRESSION FRAMES”
(16)米国特許出願第20110103470号、発明者Demons他、2011年5月5日公開、タイトル”HIGH PRECISION ENCODING AND DECODING OF VIDEO IMAGES”
これらの全ては、その全体がここにおいて参照により包含されている。
(1)米国特許出願第20120321273号、発明者Messmer、2012年12月20日公開、タイトル”VIDEO DISPLAY CONTROL USING EMBEDDED METADATA”
(2)米国特許出願第20120315011号、発明者Messmer他、2012年12月13日公開、タイトル”VIDEO DELIVERY AND CONTROL BY OVERWRITING VIDEO DATA”
(3)米国特許出願第20120229495号、発明者Longhurst、2012年9月13日公開、タイトル”INTERPOLATION OF COLOR GAMUT FOR DISPLAY ON TARGET DISPLAY”
(4)米国特許出願第20120200593号、発明者Todd他、2012年8月9日公開、タイトル”RESOLUTION MANAGEMENT FOR MULTI−VIEW DISPLAY TECHNOLOGIES”
(5)米国特許出願第20120127324号、発明者Dickens他、2012年5月24日公開、タイトル”METHOD AND SYSTEM FOR DISPLAY CHARACTERIZATION OR CALIBRATION USING A CAMERA DEVICE”
(6)米国特許出願第20120075435号、発明者Hovanky他、2012年3月29日公開、タイトル”METHOD AND SYSTEM FOR 3D DISPLAY CALIBRATION WITH FEEDACK DETERMINED BY A CAMERA DEVICE”
(7)米国特許出願第20120074851号、発明者Erinjippurath、2012年3月29日公開、タイトル”METHOD AND SYSTEM FOR DISPLAY CALIBRATION WITH FEEDACK DETERMINED BY A CAMERA DEVICE”
(8)米国特許出願第20110311147号、発明者Pahalawatta他、2011年12月22日公開、タイトル”QUALITY EVALUATION OF SEQUENCES OF IMAGES”
(9)米国特許出願第20110194618号、発明者Gish他、2011年8月11日公開、タイトル”COMPATIBLE COMPRESSION OF HIGH DYNAMIC RENAGE、VISUAL DYNAMIC RANGE、AND WIDE COLOR GAMUT VIDEO”
(10)米国特許出願第20090086816号、発明者Leontaris他、2009年4月2日公開、タイトル”VIDEO COMPRESSION AND TRANSMISSION TECHNIQUES”
これらの全ては、その全体がここにおいて参照により包含されている。
一つの実施例においては、快適な視聴体験を提供するために、第1の信号の特性及び/又はディスプレイの特性に従って、合成信号を第1の画像/ビデオ信号と混合することが望ましい。例えば、ビデオとディスプレイ技術が改善するにつれて、VDR/EDR/HDRデータをレンダリングすることができるディスプレイへと移行する傾向が存在する。そうしたデータ、およびそうしたデータをレンダリングすることができるディスプレイは、ディレクター(director)が意図したようにムービー/ビデオを忠実に再現するための適切な方法を提供する。つまり、データを示し、及び/又は、描写するために使用されるディスプレイハードウェアの能力の範囲内のものである。一つの例においては、ハイライトのための特別なより高い輝度が再現され得る。従来のアプローチでは典型的に不可能であったことである。
図3は、本システムの部分によって作用されるモジュール及び/又は処理を含み得るいくつかの画像/ビデオ処理300の一つの実施例を示している。図3は、3つの可能な処理シナリオに係る画像/ビデオ処理を示している。画像、シーン(例えば、関連する画像の収集)、および動画(例えば、関連するシーンの収集)である。画像302の場合、メタデータが計算され、収集され得る。例えば、画像統計が計算され得る。平均強度、最小/中間/最大強度、反射的白色、画像の色温度及び/又は白色点、といったものである。シーン304に対して、同様な統計が計算され得る。シーンの中のそれぞれの画像に対し、そして、次にシーン自体に対して計算されるものである。ムービー306に対して、同様な統計が計算され得る。シーンの中のそれぞれの画像に対し、そして、次にシーン自体に対して計算され、そして、次にムービー全体に対して計算されるものである。画像統計または本来静的なメタデータに加えて、シーンの中での画像の変化、または、ムービー中でのシーンの変化に係る一時的な振る舞いを特徴付けるメタデータも存在する。
上述のように、TV及び/又はディスプレイは、より高いダイナミックレンジの画像/ビデオを描写するためのより多くの能力を示している。EDR/VDR描写可能ディスプレイ(例えば、スーパーハイビジョン(UHD)セット)は、より多くの消費者によって受入れられてきている。そのように、図4と図5は、そうしたセットに対して視覚的に快適な合成画像/ビデオ信号を作用し得る本システムに係る2つの実施例である。図4において、システム400は、UHD EDRデコーダ404を用いて開始され、第1のEDR/VDR/HDR画像/ビデオデータを受け入れ得る。実質的に同時に、ディスプレイ管理モジュール406は、オーバーレイ、及び/又は、入力画像/ビデオデータと合成されるべき他の画像データを受け入れ得る。EDRメタデータが計算されて、モジュール406と共有され得る。そして、モジュール406は、合成されるように処理された画像データを出力し得る。観察者に対して視覚的により受け入れやすい傾向のものである。
図6は、TV/ディスプレイが従来のものである一つの実施例である。つまり、高いダイナミックレンジ及び/又は広い色域の画像/ビデオデータを表示するための能力が無いか、非常に限定されている。この実施例において、システム600は、デコーダ602においてEDR/VDR画像データを受け取り得る。メタデータが計算されて、オーバーレイマッパー(mapper)606へ送付され得る。オーバーレイマッパーは、また、オーバーレイ/合成の画像/ビデオデータを受け取り得る。DMモジュール608は、第1の画像/ビデオデータ、EDRメタデータ、および、ディスプレイの色域データ(例えば、xvYCCまたはRec709)を受け取り得る。さらなる処理のためである。任意のスケーラ(scaler)610が、画像処理パイプラインのなかに配置され得る。一つの実施例において、スケーラは、ネイティブ(native)空間解像度を用いてコンテンツを生成するために使用され得る。例えば、UHD EDRデコーダ604への入力がUHD解像度を有しており、かつ、ディスプレイ618が1080pしか有していない場合、スケーラは、入力信号の空間解像度を1080pへ低減し得る。
第1の画像/ビデオデータ上に第2の画像/ビデオデータをオーバーレイ及び/又は合成するための数多くの可能な構成を包含し得る、ここにおいて開示された種々の実施例のように、図7は、合成処理モジュール及び/又はルーチンの一つの可能な実施例である。そうした処理モジュール/ルーチン(700)は、コンポジタ、DMモジュール、そうしたモジュールの組合せ、の中に存在し得る。もしくは、代替的に、適切なプロセッサとコンピュータで読取り可能なストレージが存在するあらゆる場所に存在し得る。
(1)米国特許出願第20120051635号、発明者Kunkel他、2012年3月1日公開、タイトル”LIGHT DETECTION、COLOR APPEARANCE MODELS、AND MODIFYING DYNAMIC RANGE FOR IMAGE DISPLAY”
(2)米国特許出願第20110305391号、発明者Kunkel他、2011年12月15日公開、タイトル”IMAGE PROCESSING AND DISPLAYING METHODS FOR DEVICES THAT IMPLEMENT COLOR APPERANCE MODELS”
(3)米国特許出願第20120320014号、発明者Longhurtst他、2012年12月20日公開、タイトル”SYSTEM AND METHOD FOR ADJUSTING DISPLAY BASED ON DETECTED ENVIRONMENT”
(4)米国特許出願第20120026405号、発明者Atkins他、2012年2月2日公開、タイトル”SYSTEM AND METHOD OF creatingOR APPROVING MULTIPLE VIDEO STREAMS”
(5)米国特許出願第20100231603号、発明者Kang、2010年9月16日公開、タイトル”ARTIFACT MITIGATION METHOD AND APPARATUS FOR IMAGES GENERATED USING THREE DIMENSIONAL COLOR SYNTHESIS”
これらの全ては、その全体がここにおいて参照により包含されている。
図8は、第1の画像/ビデオデータ上へのオーバーレイ/合成の画像/データのアピアランスマッピングに係る一つの典型的な実施例を示している。ダイナミックレンジ、最小強度、反射的白色点(white point)、および絶対最大(absolute maximum)に関してデバイス上へのレンダリングのためである。図8において示される全てのダイナミックレンジバーは、802において示される参照ダイナミックレンジに関連し、ここではVDR信号全範囲804を反映している。それぞれのダイナミックレンジバーは、最小から最大強度の範囲として図示されている。ダイナミックレンジバーの中の中央の交線は、反射的白色を表している輝度値を示している。
ダイナミックレンジに関して視覚的に快適なマッピングに加えて、画像/ビデオデータを視覚的に快適な色域に対してマップ及び/又は合成することも、また、望ましい。図9A、9B、9Cおよび9Dは、第1の画像/ビデオデータ上へのオーバーレイ/合成の画像/データのマッピングに係る一つの典型的な実施例を示している。色域に関してデバイス上へのレンダリングのためである。図9Aは、第1の画像/ビデオデータストリームにおいて存在し得るような色域(例えば、CIExy色度図(Chromaticity Diagram)900の中に配置された902)を示している。この画像/ビデオデータは、白色点906を含み得る。白色点は、黒体(black body)曲線904上のどこか、または、色度図の内側のどこかに在ってよい。
ここにおいて言及される合成画像処理の一つの可能なアプリケーションとして、画像/シーン、及び/又は、ムービーを用いた動的(dynamic)コンテンツ置換(replacement)を考慮することが可能であり、及び/又は、望ましい。一つの典型的な例は、既存のコンテンツの中に広告を置くこと、または、既存のコンテンツの中の広告を他の広告に置換することであろう。図10A、10B、および10Cは、本システム及び/又は方法によって作用され得る動的コンテンツ置換の一つの実施例を示している。他の実施例においては、広告の他に、あらゆる他のコンテンツがスーパーインポーズされ得る。例えば、ウェブサイト情報、株式市場情報、ウェブサイトおよびソーシャルメディアコンテンツ、等である。そうした情報は、また、望むように、動的に挿入及び/又はアップデートされ得る。一つの実施例において、動的マッピングは、第1の画像/ビデオデータ、または代替的に、第2のオーバーレイ画像/ビデオデータ、例えば、第1の画像/ビデオデータと既に合成されているものを、第3の、及び/又は、異なる画像/ビデオデータと置き換えることであり得る。一つの画像/ビデオデータセットの別の画像/ビデオデータセットへのそうした置換は、全体的な置き換えであり得る。もしくは、画像/ビデオデータのサブセットだけの置換であってもよい。一つの実施例において、本システムは、ここにおいて説明されるように、一つの画像/ビデオデータセットの別の画像/ビデオデータセットへのそうした置換ができる動的マッピングモジュールを含み得る。
古い画像/ビデオコンテンツを修復、及び/又は、再フォーマットする場合には、新たな、追加のコンテンツを加えるために、そうした古いコンテンツの中の領域を特定することが望ましい。例えば、古いムービー/TVショーにおいて貴重な広告領域を特定することができる。一つの実施例において、VDRグレードのムービーに対する幾何マッピング機能が、この合成の実行を手助けするために使用され得る。ピクセル/頂点(vertex)シェイダ(shader)プログラムは(例えば、コンピュータグラフィクス/ゲームにおいてしばしば使用されるように)、また、以下に説明されるように、そうしたVDRストリームの中に新たなコンテンツを合成することを手助けするために使用され得る。
(付記1)
第2の画像を第1の画像の上にオーバーレイする方法であって、
前記第1の画像と前記第2の画像を受取るステップであり、前記第1の画像は、ダイナミックレンジとサイズが前記第2の画像と異なる、ステップと、
前記第1の画像に関する第1のメタデータを受取るステップと、
前記第2の画像に関する第2のメタデータを受取るステップと、
調整された第2の画像を決定するために、前記第2の画像のアピアランスマッピングを実行するステップであり、前記調整された第2の画像は、ダイナミックレンジが前記第2の画像と異なり、前記第1のメタデータおよび前記第2のメタデータに従っている、ステップと、
前記調整された第2の画像を前記第1の画像の少なくとも一部分の上にオーバーレイして合成画像を形成するステップと、
を含む、方法。
(付記2)
前記第1の画像は、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、HDR画像/ビデオ、EDR画像/ビデオ、および、VDR画像/ビデオ、を含む、
請求項1に記載の方法。
(付記3)
前記第1の画像に関する第1のメタデータを受取るステップは、さらに、
前記第1の画像に関する画像統計を受取るステップ、を含む、
請求項2に記載の方法。
(付記4)
前記画像統計は、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、平均輝度、最小輝度、中間輝度、最大輝度、ダイナミックレンジ、反射的白色、色温度、白色点、色域、および、カラーパレット、を含む、
請求項3に記載の方法。
(付記5)
前記第2の画像は、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、グラフィクス、クローズドキャプション、テキスト、ビデオオーバーレイ、GUI、TVガイド、放送会社からの信号、コンテンツ作成からの信号、サブタイトル、セットトップボックスからの信号、および、AV受信器からの信号、を含む、
請求項2に記載の方法。
(付記6)
前記第2の画像に関する第2のメタデータを受取るステップは、さらに、
前記第2の画像に関する画像統計を受取るステップ、を含む、
請求項5に記載の方法。
(付記7)
前記画像統計は、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、平均輝度、最小輝度、中間輝度、最大輝度、ダイナミックレンジ、反射的白色、色温度、白色点、色域、および、カラーパレット、を含む、
請求項6に記載の方法。
(付記8)
前記アピアランスマッピングを実行するステップは、さらに、
前記第1の画像の前記ダイナミックレンジに従って、前記第2の画像の前記ダイナミックレンジをマッピングするステップ、を含む、
請求項1に記載の方法。
(付記9)
前記アピアランスマッピングを実行するステップは、さらに、
前記第1の画像の色域に従って、前記第2の画像の色域をマッピングするステップ、を含む、
請求項1に記載の方法。
(付記10)
前記アピアランスマッピングを実行するステップは、さらに、
前記第1の画像の輝度に従って、前記第2の画像の輝度をマッピングするステップ、を含む、
請求項1に記載の方法。
(付記11)
前記方法は、さらに、
ディスプレイの特性に関するメタデータを受取るステップ、を含む、
請求項1に記載の方法。
(付記12)
前記ディスプレイの特性に関する前記メタデータは、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、平均輝度、最小輝度、中間輝度、最大輝度、反射的白色、色温度、白色点、色域、を含む、
請求項11に記載の方法。
(付記13)
前記アピアランスマッピングを実行するステップは、さらに、
前記ディスプレイの特性に関する前記メタデータに従って、前記第2の画像をマッピングするステップ、を含む、
請求項12に記載の方法。
(付記14)
前記方法は、さらに、
第3の画像を前記第1の画像と合成するように、前記第3の画像をマッピングするステップ、を含み、
前記第3の画像は、前記第1の画像と以前に合成された前記第2の画像のサブセットを置き換えるものである、
請求項1に記載の方法。
(付記15)
第1の画像の上に第2の画像を合成するためのシステムであって、
前記第1の画像を受取ることが可能なディスプレイ管理モジュールと、
前記第2の画像を受取ることが可能なコンポジタモジュールであり、さらに、
前記第1の画像に関するメタデータを受取ることが可能であり、かつ、前記第1の画像に関する前記メタデータに従ってアピアランスマップされた第2の画像を形成するために、アピアランスマッピングを実行することが可能である、
コンポジタモジュールと、
前記アピアランスマップされた第2の画像を合成画像を形成するために前記第1の画像の上に混合することが可能な混合モジュールであり、前記合成画像はディスプレイ上に描写されるものである、混合モジュールと、
を含む、システム。
(付記16)
前記システムは、さらに、
画像/ビデオストリームから画像統計を計算することが可能な画像統計計算モジュール、を含む、
請求項15に記載のシステム。
(付記17)
前記画像統計計算モジュールは、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、平均輝度、最小輝度、中間輝度、最大輝度、ダイナミックレンジ、反射的白色、色温度、白色点、色域、および、カラーパレット、を含む、
請求項16に記載のシステム。
(付記18)
前記コンポジタモジュールは、アピアランスマッピングを実行することが可能であり、
前記アピアランスマッピングは、さらに、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、輝度マッピング、ダイナミックレンジマッピング、および色域マッピング、を含む、
請求項17に記載のシステム。
(付記19)
前記システムは、さらに、
第1の画像との合成画像を含む前記第2の画像のサブセットを第3の画像/ビデオデータと置き換えることが可能な動的マッピングモジュール、を含む、
請求項15に記載のシステム。
(付記20)
前記動的マッピングモジュールは、
合成画像の中の第1のコンテンツを前記合成画像の中の第2のコンテンツと置き換えることが可能である、
請求項16に記載のシステム。
(付記21)
第1の画像セットを第2の画像セットに置き換える動的コンテンツ置換のための方法であって、
前記第1の画像セットは、第1のコンテンツの中に画像のサブセットを含み、
前記方法は、
第1のコンテンツを受取るステップと、
前記第1のコンテンツの中の第1の画像セットを特定するステップであり、前記第1の画像セットは置き換えられるべきものである、ステップと、
前記第1の画像セットに関するVDRメタデータを作成するステップと、
第2のコンテンツを受取るステップであり、前記第2の画像セットは、前記第1の画像セットを置き換えるものである、ステップと、
前記第2の画像セットを中間第2の画像セットにマッピングするステップと、
前記VDRメタデータに従って、前記第1の画像セットを前記中間第2の画像セットと置き換えるステップと、
所望の画像特性に従って、前記中間第2の画像セットをマッピングするステップと、
を含む、方法。
(付記22)
前記所望の画像特性は、グループのうちの一つを含み、
前記グループは、ダイナミックレンジおよび色域、を含む、
請求項21に記載の方法。
(付記23)
前記第2の画像セットを中間第2の画像セットにマッピングするステップは、さらに、
前記第2の画像セットを境界ボックスにマッピングするステップ、を含む、
請求項21に記載の方法。
(付記24)
前記第1の画像セットに関するVDRメタデータを作成するステップは、さらに、
前記第1のコンテンツに従って、シェイダプログラムを作成するステップ、を含む、
請求項21に記載の方法。
Claims (2)
- 第2の画像を複数の第1の画像の上にオーバーレイする方法であって、
前記方法は、
システムによって、前記第1の画像を受取るステップと、
前記システムによって、前記第2の画像を受取るステップであり、前記第1の画像は、ダイナミックレンジが前記第2の画像と異なる、ステップと、
前記システムによって、前記第1の画像に関する第1のメタデータを受取るステップであり、前記第1の画像の画像統計を受取ることを含む、ステップと、
前記システムによって、前記第2の画像に関する第2のメタデータを受取るステップと、
を含み、
前記システムによって、調整された第1の画像を生成するために前記第1の画像のダイナミックレンジをディスプレイに対してマップするステップと、
前記システムによって、調整された第2の画像を決定するために前記第2の画像のアピアランスマッピングを実行するステップであり、前記調整された第2の画像はダイナミックレンジが前記第2の画像と異なり、前記第1の画像の前記マップされた前記ダイナミックレンジに関するマッピング情報と前記第2の画像に関する第2のメタデータに従って、前記第2の画像のアピアランスマッピングが実行される、ステップと、
前記システムによって、前記調整された第2の画像を前記調整された第1の画像の上にオーバーレイするステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。 - 第2の画像を複数の第1の画像の上にオーバーレイするシステムであって、
前記システムは、
前記第1の画像を受取り、
前記第2の画像を受取り、前記第1の画像は、ダイナミックレンジが前記第2の画像と異なっており、
前記第1の画像に関する第1のメタデータを受取り、前記第1の画像の画像統計を受取ることを含み、
前記第2の画像に関する第2のメタデータを受取る、
ように構成されており、
前記システムは、
調整された第1の画像を生成するために前記第1の画像のダイナミックレンジをディスプレイに対してマップし、
調整された第2の画像を決定するために前記第2の画像のアピアランスマッピングを実行し、前記調整された第2の画像はダイナミックレンジが前記第2の画像と異なり、前記第1の画像の前記マップされた前記ダイナミックレンジに関するマッピング情報と前記第2の画像に関する第2のメタデータに従って、前記第2の画像のアピアランスマッピングが実行され、かつ、
前記調整された第2の画像を前記調整された第1の画像の上にオーバーレイする、
ことを特徴とする、システム。
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