KR101256030B1 - 확장된 동적 범위 및 확장된 차수 이미지 신호 변환 - Google Patents

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Abstract

확장된 동적 범위 및/또는 확장된 차수를 특징으로 하는 비디오 신호 데이터가 용인된다. 용인된 비디오 신호 데이터는 상이한 컬러 공간들로 변환된다. 확장된 범위 및/또는 확장된 차수 데이터는 레거시 미디어 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑될 수 있다. 따라서 확장된 동적 범위/차수 데이터는 레거시 미디어 인터페이스을 통해 운반될 수 있다.

Description

확장된 동적 범위 및 확장된 차수 이미지 신호 변환{EXTENDED DYNAMIC RANGE AND EXTENDED DIMENSIONALITY IMAGE SIGNAL CONVERSION}
관련 특허 출원들
본 출원은 모두 발명자가 Miller, Webb, 및 Stec이고, 명칭이 "EXTENDED DYNAMIC RANGE AND EXTENDED DIMENSIONALITY IMAGE SIGNAL DELIVERY VIA LEGACY VIDEO INTERFACES"이고 모두 본 출원의 양수인에게 양도되어 있으며, 공동 계류 중이며 미국 예비 특허 출원들인 2009년 3월 10일에 제출된 제 61/159,003, 2009년 9월 2일에 제출된 제 61/239,176; 및 2010년 1월 11일에 제출된 61/294,005에 관한 것이다. 그러한 미국 출원들 61/159,003, 61/239,176, 및 61/294,005의 내용들은 모든 목적들을 위해 참조로서 본원에 통합된다. 미국 출원 61/159,003은 본원에 부록 A로 첨부되고, 미국 출원 61/239,176은 본원에 부록 B로 첨부된다.
본 출원 뿐만 아니라, 그러한 미국 출원들 61/159,003, 61/239,176, 및 61/239,176의 각각은 참조로서 본원에 부록 C로 첨부되는 미국 출원 61/140,886 및 본원에 부록 D로 첨부되는 미국 출원 61/143,087을 통합한다.
본 발명은 일반적으로 미디어에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 레거시(legacy) 비디오 인터페이스를 통한 확장된 동적 범위, 확장된 차수 이미지 및 관련 신호들의 전달에 관한 것이다.
비주얼 정보(visual information)를 포함하는 미디어 콘텐츠의 동적 범위는 레거시 모니터들, 텔리비전들, 시네마 스크린들, 및 다른 디스플레이들의 동작이 전형적으로 한정되었던 상대적 저 동적 범위들보다 더 넓은 범위로 확장되어 왔다. 고 동적 범위(High Dynamic Range: HDR) 이미지들 및 비디오들은 더욱 흔해지고 있다. 일반적으로, HDR은 세기(intensity)들 및 컬러들의 완전한 비주얼 범위를 포함할 수 있다. 이 용어는 또한 상대적 고 동적 범위를 디스플레이할 수 있는 일부 디스플레이 기술들을 서술하는데 이용된다. HDR에 대한 또는 HDR 신호들이 어떻게 표현되는지에 대한 공인된 규정은 존재하지 않는다. 예를 들면, 정지 이미지들의 경우, 미국 캘리포니아 산 호세의 Adobe Systems Inc의 애플리케이션인 Photoshop?은 용어 HDR을 채널당, 예를 들면, 컬러 공간(color space) 내의 컬러 또는 규정 좌표 당 32 비트의 부동 소수점(floating point)을 가지는 이미지들에 이용하고, Adobe Photoshop은 버전 CS2에서 HDR 이미지들에 대한 지원을 시작하였다. 컬러 관리 시스템, 예를 들면, 캘리포니아, 큐퍼티노의 Apple Inc.에 의한 Colorsync?는 컬러 좌표 인코딩 당 32-비트 부동 소수점을 가능하게 한다. 그러므로, 전형적인 3-채널 정지 HDR 이미지는 96-비트들로 인코딩될 수 있다.
Gregory Larson은 HDR 이미지들에 대한 인코딩으로 LogLuv를 도입하였다. 1998년 Graphics Tools, col.3, No.1, pp. 15 내지 31에서 Gregory W. Larson의 "the LogLuv encoding for full-gamut, high dynamic range images"를 참조하라. "LogLuv TIFF"는 휘도(luminance)의 대수 인코딩을 색도(chromaticity)의 선형 코딩과 결합하여 완전한 가시 스펙트럼을 커버하는 파일 포맷이다. 픽셀 데이터는 24-비트 및 32-비트 부동 소수점 수들로 저장된다. 컬러 공간은 CIE-1931 XYZ이다.
원래의 logLuv 사양은 또한 꼭 맞는 HDR 이미지들을 컴팩트하게 24-비트 및 32-비트 포맷들로 제공하였다. 그 32-비트 logLuv 포맷은 하나의 부호 비트, 로그-휘도(log luminance)를 위한 15 비트들, u' 및 v'를 위한 가각의 8 비트들을 구비하였고 38 자릿수의 휘도 동적 범위를 표현할 수 있었다.
더욱이, 새로운 모니터 기술들 예를 들면, 변조된 LED 백라이팅 및 LCD 투과율의 결합과 같이 백라이팅의 변조 및 투과율의 변조를 결합시킴으로서 상대적인 고 동적 범위 이미지들이 디스플레이될 수 있다.
더욱이, 원래의 logLuv 32-비트 사양을 다시 언급하면, u' 및 v'에 대한 8 비트들로 인해 특히 백색에 가까운 컬러들에 대한 컬러 윤곽 및 다른 지각가능한 효과들이 발생될 수 있다. 순수 HDR의 경우, 완전한 컬러 범위가 필요하다.
게다가 비디오 및 다른 이미지와 관련되는 미디어에 이용가능한 동적 범위를 확장시키는 것 외에, 미디어와 관련되는 차수 양태(dimensionality aspect)는 또한 예를 들면, 3차원(3D) 비디오로 확장될 수 있다. 3D 비디오는 적어도 분명한 제 3, 예를 들면, 깊이 관련 차원을 비디오 콘텐츠에 효과적으로 추가한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 확장된 차수(extended dimensionality)는 3D 비디오 및 관련된 이미지 신호들과 관련될 수 있다.
본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 확장된 동적 범위 및 HDR은 예를 들면, 논의 또는 설명 관련 목적들을 위해 본질적으로 상호교환가능하게 이용된다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 확장된 차수 및 3D 비디오, 및 확장된 동적 범위와 관련되는 용어들은 반대로 명백하게 표현되지 않는 한, 논의 또는 설명 관련 목적들을 위해, 및 제한되지 않도록 본질적으로 상호교환가능하게 이용될 수 있다.
디스플레이 모니터들 및 디스플레이 스크린들은 통신하도록 결합되어 HDR 미디어 콘텐츠의 소스들과의 오디오비주얼(audiovisual: AV) 인터페이스를 통해 신호들을 교환, 예를 들면, 상기 소스로부터 렌터링될 비디오 신호들 및 제어 신호들을 수신하고, 제어 관련 성능 데이터를 복귀시킬 수 있다. 그와 같은 소스들은 블루-레이 디스크(Blu-ray Disc: TM) 재생기들 또는 비디오 정보가 통신되는 네트워크에 결합되는 네트워크 인터페이스를 포함한다.
AV 인터페이스들이 존재하고 HDR 콘텐츠를 송신하고/송신하거나 렌더링하는 것과 연관되는 데이터 플로우를 처리하도록 발전하고 있다. HDR 디스플레이 모니터들은 다른 확장된 동적 범위 신호들을 유사하게 렌더링하는 것을 가능하게 할 수 있다.
HDR 이미지들을 디스플레이할 수 있는 디스플레이 기술들이 발전되고 있고 더욱 광범위해질지라도, 상대적으로 낮은 동적 범위 모니터들과 같은 레거시 디바이스들이 여전이 존재하고, 다소 정확하지 않지만 가능성 있는 상당한 시간 기간 동안 흔히 이용되면서 유지될 수 있다. 유사하게, 상대적으로 낮은 동적 범위를 디스플레이할 수 있는 영화관들에서의 시네마 스크린들이 여전이 존재하고, 다소 정확하지 않지만 가능성 있는 상당한 시간 기간 동안 흔히 이용되면서 유지될 수 있다.
더욱이, 새로운 AV 인터페이스들이 존재하고 개발될지라도, 기존의 소위 "레거시" 미디어 인터페이스들이 흔히 이용되고, 다소 정확하지 않지만 가능성 있는 상당한 시간 기간 동안 흔히 이용되면서 계속해서 유지될 가능성이 있다. 그와 같은 레거시 인터페이스들은 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface: HDMI), 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface: DVI), 시리얼 디지털 인터페이스(Serial Digital Interface: SDI), 및 '디스플레이-포트(Display-Port)' 관련 인터페이스들을 포함한다.
본 배경기술 섹션에서 설명된 방식들은 추구될 수 있는 방식들이지만, 반드시 이전에 착상되었거나 추구되었던 방식일 필요는 없다. 그러므로, 달리 표시되지 않으면, 이 섹션에서 기술되는 방식들 중 어떤 방식도 단지 자신들이 섹션에 포함되는 것만으로 종래 기술로 검증된다고 가정되지 않아야 한다. 하나 이상의 방법들에 대하여 식별되는 문제들은 달리 표시되지 않으면, 본 섹션에 기초하여 임의의 종래 기술로 인식되는 것으로 가정되지 않아야 한다.
본 발명은 고 동적 범위(HDR) 비디오 미디어 신호와 같은 확장된 동적 범위 비디오를 VDR 데이터 포맷으로 인코딩하기 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은: 영상 요소의 컬러 성분들을 나타내는 데이터를 수용하는 단계; 컬러 성분들이 디바이스 독립 컬러 공간 내에 있지 않는 경우, 컬러 성분들을 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들로 변환하는 단계; 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들을 LD, u' 및 v'로 표시되는 세 변수들에 의해 표현되는 비주얼 동적 범위(visual dynamic range: VDR) 데이터로 변환하는 단계로서, 여기서 LD가 범위 [0,1] 내에 있는 경우, LD = (αlog2Y) + β이고, Y는 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내의 cd/㎡ 단위의 휘도 값의 값을 표시하고, α는 스케일 파라미터(scale parameter)를 표시하고, β는 바이어스 파라미터(bias parameter)를 표시하고, u', v'는 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간에서의 색도 값인, 상기 변환 단계; 및 LD, u', 및 v' 값들을, n으로 표시되는 제 1 수의 비트들의 디지털 LD 값으로, 및 m으로 표시되는 제 2 수의 비트들의 디지털 u' 및 v' 값들로 각각 양자화하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 고 동적 범위(HDR) 비디오 미디어 신호와 같은 확장된 동적 범위 비디오를 VDR 데이터 포맷으로 인코딩하기 위한 다른 방법을 제공하고, 상기 방법은: 3개의 정수 값들에 의해 표현되는 비주얼 동적 범위(VDR) 비디오 신호 데이터를 수용하는 단계로서, 3개의 정수는: LD로 표시되는 휘도 관련 값의 n-비트의 양자화된 값인 제 1 값, 여기서 X, Y 및 Z에 의한 CIE-1931 XYZ 컬러 공간에서 표현되는 데이터에 대해, Y는 cd/㎡로 휘도 값의 값을 표시할 때, LD = (αlog2Y) + β이고, α는 스케일 파라미터를 표시하고, β는 바이어스 파라미터를 표시하고, X, Y, 및 Z 값에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간에서 u' 및 v'로 표시되는 m-비트 양자화된 색도 값들인 제 2 값 및 제 3 값을 포함하는, 상기 허용 단계; 및 허용된 비디오 신호 데이터를 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑하는 단계를 포함하고; 비주얼 동적 범위 데이터는 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다.
또한, 본 발명은 방법을 제공하고, 상기 방법은: 비주얼 동적 범위(VDR) 또는 확장된 차수 중 적어도 하나를 특징으로 하는 비디오 자료에 대한 신호를 규정하는 단계; 및 규정된 비디오 신호의 데이터를 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑하는 단계를 포함하고; 비주얼 동적 범위 및 확장된 동적 범위 비디오 신호 데이터는 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다.
본 발명은 또한 시스템 및 장치를 제공하고, 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체를 제공한다.
도 1은 가시 휘도 및 다양한 예시 서브 범위들의 전체 범위를 도시한 도면.
도 2a는 양자화된 로그 휘도에 대한 다양한 비트 깊이들에 대한 컬러 차의 그래프를 도시한 도면.
도 2b는 여러 정규화된 휘도 값들에서 양자화된 색도 성분들에 대한 다양한 비트 깊이들에 대한 컬러 차의 그래프를 도시한 도면.
도 3은 데이터, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 비주얼 동적 범위(visual dynamic range: VDR) 디지털 포맷 내의 데이터로 변환하는 하나의 방법 실시예의 간소화된 흐름도.
도 4는 데이터, 동작시에, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 VDR 디지털 포맷 내의 데이터로 변한하도록 구성되는 장치의 실시예의 간소화된 블록도.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 각각 공통 RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 포맷 및 YCbCr 4:2:2 포맷 내의 비디오 신호들에 대한 종래 기술의 HDMI 신호 구성들의 예들을 도시한 도면들.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 24-비트 HDMI YCbCr 4:2:2 포맷 레거시 컨테이너(container) 로 매핑되는 예시 36-비트 VDR 신호를 도시한 도면.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 35-비트 VDR 신호를 도시한 도면.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따라 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 또는 RGB 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시 34-비트 VDR 신호를 도시한 도면.
도 7c는 본 발명의 실시예에 따라 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 또는 RGB 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시 33-비트 VDR 신호를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 레거시 SDI 인터페이스에서 VDR 데이터를 패킹(packing)하는 하나의 실시예를 도시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 2개의 연속하는 픽셀들에 대하여 픽셀 당 39비트들을, 픽셀당 39-비트 VDR 신호를 운반하는데 이용되는 2 채널들에 대한 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 비트 할당하는 하나의 실시예를 도시한 도면들.
도 9c 및 도 9d는 2개의 연속하는 픽셀들에 대하여 픽셀당 39 비트들을 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 비트 할당하는 대안의 실시예를 도시한 도면들.
도 9e 및 도 9f는 2개의 연속하는 픽셀들에 대해 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 비트 할당하는 다른 대안의 실시예를 도시한 도면들.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 고 동적 범위 디스플레이 및 예시 레거시 구성요소를 포함하는 예시 시스템을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 레거시 인터페이스를 통해 3차원 콘텐츠를 인코딩하는 신호들의 전달을 위한 예시 방법들을 도시한 도면.
도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 12d는 본 발명의 실시예에 따라 예시 절차에 대한 흐름도들을 각각 도시한 도면들.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들이 구현될 수 있는 예시 프로세싱 시스템을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들이 구현될 수 있는 예시 집적 회로 디바이스를 도시한 도면.
확장된 동적 범위, 확장된 차수 및 관련 이미지 신호들의 형성이 기술되고, 이와 같이 형성된 것은 레거시 비디오 인터페이스들을 통하여 확장된 동적 범위, 확장된 차수 및 관련된 이미지 신호들을 전달한다. 다음의 설명에서는 설명을 위해, 본 발명의 철저한 이해를 제공하도록 다수의 특정 세부사항들이 진술된다. 그러나, 본 발명이 이 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음이 명확할 것이다. 다른 예들에서, 널리 공지되어 있는 구조들 및 디바이스들은 본 발명을 불필요하게 가리거나, 모호하게 하거나, 애매하게 하는 것을 방지하기 위해 철저한 세부사항으로 기술되지 않는다.
개요
본원에 기술되는 예시적인 실시예들은 레거시 비디오 인터페이스들을 통한 확장된 동적 범위, 확장된 차수 및 관련된 이미지 신호들의 형성 및/또는 전달에 관한 것이다. 동시에 보이는 동적 범위 컬러들을 통합할 수 있는 비주얼 동적 범위(VDR)로 식별되는 포맷이 도입된다.
실시예는 고 동적 범위(HDR) 비디오 미디어 신호와 같은 확장된 동적 범위 비디오를 VDR 데이터 포맷으로 인코딩하기 위한 방법에 관한 것이다. 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 디지털 비주얼 인터페이스(DVI), 시리얼 디지털 인터페이스(SDI), 및 디스플레이-포트 관련 인터페이스와 같은 레거시 미디어 인터페이스로 전달하기 위하여 VDR 데이터의 매핑이 기술된다.
특정한 실시예들은 영상 요소의 컬러 성분들을 나타내는 데이터를 수용하는 단계 및, 컬러 성분들이 디바이스 독립 컬러 공간 내에 있지 않는 경우, 컬러 성분들을 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들로 변환하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들을 LD, u' 및 v'로 표시되는 세 변수들에 의해 표현되는 VDR 데이터로 변환하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 범위 [0,1] 내에 있는 LD의 경우, LD = (αlog2Y) + β이고, Y는 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내의 cd/㎡ 단위의 휘도 값의 값을 표시하고, α는 스케일 파라미터(scale parameter)를 표시하고, β는 바이어스 파라미터(bias parameter)를 표시하고, u', v'는 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간에서의 색도 값이다. 상기 방법은 LD, u', 및 v' 값들을, n으로 표시되는 제 1 수의 비트들의 디지털 LD 값, 및 각각 m으로 표시되는 제 2 수의 비트들의 디지털 u' 및 v' 값들로 양자화하는 단계를 추가로 포함한다.
특정 실시예들은 LD로 표시되는 휘도 관련 값의 n-비트 양자화된 값인 제 1 값으로서, 값들 X, Y, 및 Z에 의해 CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내에 표현되는 데이터의 경우, Y가 cd/㎡ 단위의 휘도 값의 값을 표시할 때, LD = (αlog2Y) + β이고, α는 스케일 파라미터를 표시하고, β는 바이어스 파라미터를 표시하는, 제 1 값, 및 X, Y, 및 Z 값들에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간내에, u' 및 v'로 표시되는 m-비트 양자화된 색도 값들인 제 2 값 및 제 3 값을 포함하는 세 값들에 의해 표현되는 VDR 비디오 신호 데이터를 수용하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷에 허용된 비디오 신호 데이터를 매핑하는 단계를 추가로 포함한다. 비주얼 동적 범위 데이터는 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다.
상기 방법들 중 일부 실시예들에서, α = 77/2048이고 β = 1/2여서,
Figure 112011070175668-pct00001
이 된다. D'L로 표시되는 n-비트 디지털 LD 값 및 D'u 및 D'v로 각각 표시되는 정수로서 표현되는 m-비트 디지털 u' 및 v' 값들은
D'L = INT[(253LD + 1)·2n-8]
D'u = INT[(Su' + B)·2m-8] 및
D'v = INT[(Sv' + B)·2m-8]이고,
여기서 파라미터 S = 406 + 43/64이고 파라미터 B = 35/64이고, INT[·]는 0.5보다 크거나 같은 분수 부분을 갖는 임의의 수를 다음의 가장 높은 정수 값까지 반올림하고 0.5 미만의 분수 부분을 갖는 임의의 수를 내림하는 것을 포함하는, 임의의 수를 반올림하는 정수 함수이다.
이 방법들의 일부 실시예들에서, 양자화된 휘도 관련 값들 및 양자화된 색도 관련 값들은 동일한 공간 해상도에 있고, 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + 2m 비트들이 존재하게 된다. 다른 실시예들에서, 양자화된 색도 관련 값들은 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고, 평균 VDR 데이터의 픽셀당 n + m 비트들이 존재하게 된다.
이 방법들의 일부 실시예들에서, 레거시 비디오 인터페이스는 HDMI 인터페이스이고, 반면에 다른 실시예들에서 레거시 비디오 인터페이스는 SDI 인터페이스이다. 일부 실시예들에서 HDMI 인터페이스는 HDMI 표준의 적어도 HDMI 1.3a에서의 버전에 부합한다.
레거시 비디오 인터페이스가 HDMI 인터페이스이고 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있는 이 방법들의 일부 실시예들에서, 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:2 인터페이스이다. 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평 인접 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 12개의 최상위 비트들이 컨테이너 내의 Y 값들로 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 쌍의 픽셀들에 대한 색도 관련 데이터의 비트들이 컨테이너 내의 Cb 및 Cr 값들로 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들로 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들로 할당되는 나머지 비트 위치 또는 위치들로 매핑되는, 매핑이다. 일부 특정 버전들에서, 상기 쌍의 픽셀들에 대한 v' 관련 데이터의 비트들은 컨테이너 내의 Cb 값들로 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들에 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않은 상기 쌍의 제 1 픽셀의 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들은 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 나머지 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 비트들은 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들로 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 상기 쌍의 제 2 픽셀의 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들은 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되지 않는 나머지 비트 위치들로 매핑된다.
레거시 비디오 인터페이스가 HDMI 인터페이스이고 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있는 이 방법들의 일부 실시예들에서, 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI RGB 4:4:4 인터페이스이다. 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인전합 픽셀들의 쌍의 컬러 값들인 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 컨테이너 내의 RGB(red, green, 및 blue) 성분들 중 특정한 하나에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터의 비트들이 컨테이너 내의 다른 두 RGB 성분들에 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들에 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 컨테이너 내의 다른 두 RGB 성분들에 할당되는 나머지 비트 위치 또는 위치들로 매핑되는, 매핑이다. 일부 특정한 버전들에서, 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들은 컨테이너 내의 G 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들은 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 B 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 최하위 비트들은 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 R 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 제 1 픽셀에 대하여 LD 관련된 데이터의 최하위 비트들은 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 R 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들은 상기 쌍의 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 R 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 최하위 비트들은 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 B 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 제 2 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들은 제 2 픽셀에 대한 컨테니어 내의 B 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑된다.
레거시 비디오 인터페이스가 HDMI 인터페이스이고 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있는 이 방법들의 일부 실시예들에서, 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 인터페이스이다. 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인접한 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 제 1 및 제 2 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들 및 상기 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 1 및 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되는, 매핑이다. 일부 특정한 버전들에서, 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 제 1 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cb 값에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 제 2 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑된다.
레거시 비디오 인터페이스가 SDI 인터페이스이고 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있는 이 방법들의 일부 실시예들에서, 레거시 비디오 인터페이스는 20-비트 SDI YCbCr 4:2:2 인터페이스이다. 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인접한 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터가 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터가 상기 쌍의 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되는, 매핑이다. 일부 특정한 버전들에서, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터는 상기 쌍에 대한 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터는 상기 쌍에 대한 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑된다.
레거시 비디오 인터페이스가 제 1 채널 및 제 2 채널을 포함하는 2개의 SDI 채널들을 포함하는 이 방법들의 일부 실시예들에서, 수용된 데이터는 비디오 데이터의 일부이며, 양자화된 휘도 관련 값들 및 양자화된 색도 관련 값들은 동일한 공간 해상도에 있다. 각각의 SDI 채널은 20-비트 SDI YCbCr 4:2:2 인터페이스이다. 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인접한 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 10개의 최상위 비트들이 상기 채널들 중 하나에 대한 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 제 1 및 제 2 픽셀들에 대한 u' 및 v' 관련 데이터의 10개의 최상위 비트들이 제 1 및 제 2 채널에 대한 각각의 컨테이너 내의 Cb 및 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되는, 매핑이고, 10보다 많은 비트들이 휘도 또는 색도 값들 중 어느 하나에 대해 이용되는 경우, 10보다 많은 비트들을 이용하는 휘도 또는 색도 값들의 임의의 최하위 비트 또는 비트들은 휘도 값들의 최상위 비트들이 매핑되는 채널 외의 채널의 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 위치들로 매핑된다.
이 방법들의 일부 실시예들에서, 비트들의 제 1 수 n은 최소 10이고 비트들의 제 2 수 m은 최소 10이다.
이 방법들의 일부 실시예들은 레거시 인터페이스를 통해 VDR 데이터를 출력하는 단계를 포함한다. 일부 버전들에서, 레거시 인터페이스는 HDMI 인터페이스이다. 다른 버전들에서, 레거시 인터페이스는 SDI 인터페이스이다.
본원에서 기술되는 바와 같이, 상이한 실시예들에서, 예를 들면, 확장된 동적 범위 또는 확장된 차수를 특징으로 하는 비디오 자료에 대한 신호를 위한, 영상 요소(픽셀)와 관련되는 데이터가 규정된다. 이 규정된 비디오 신호 데이터는 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑된다. 그러므로 확장된 동적 범위 비디오 신호 데이터는 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다.
하나의 실시예들에서, 픽셀 데이터의 명도(brightness) 성분은 대수 스케일(logarithmic scale)로 표현된다. 비디오 신호 데이터의 두(2) 컬러 성분들은 선형 스케일로 표현된다. 양자화된 n-비트 로그-휘도 값은 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 물리 휘도 값으로부터 계산될 수 있다. 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 성분 컬러 값들의 세트에 대한 변환이 계산될 수 있다. 이 변환은 적어도 두 선형 컬러 스케링들에 대한 컬러 값들을 규정할 수 있다. 성분 컬러 값들은 디바이스 독립 컬러 공간, 예를 들면, CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내의 값들에 대응할 수 있다. 두 선형 컬러 스케일들은 각각 (u', v') 컬러 공간 내의 색도 좌표들에 각각 대응할 수 있다.
두 컬러 스케일들의 각각으로부터의 로그-휘도 값들 및 복수의 컬러 값들은 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는, 4:2:2 데이터 컨테이너로 매핑될 수 있다. 매핑은 컬러 값들이 컬러 스케일들에 대해 관련되는 순서 중에서, 각각의 컬러 스케일들로부터의 컬러 값들의 모든 다른 쌍들을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 매핑은 선택된 값들의 쌍들로 실행될 수 있다.
로그-휘도 값들은 추가로 또는 대안으로, 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는, 4:4:4 데이터 컨테이너의 루마(luma) 관련 채널로 매핑될 수 있다. 두 컬러 스케일들 중 제 1 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 최상위 비트들은 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 1 컬러 채널의 우수(even) 픽셀들로 매핑될 수 있다. 두 컬러 스케일들 중 제 2 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 최상위 비트들은 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 1 컬러 채널의 기수(odd) 픽셀들로 매핑될 수 있다.
확장된 동적 범위 자료를 레거시 미디어 인터페이스를 통해 렌더링하는 케이퍼빌리티(capability)를 갖는 디스플레이에서의 수신 시에, 비디오 신호 데이터는 확장된 동적 범위가 가능한 디스플레이 상에 확장된 범위 비디오 자료를 효과적으로 렌더링하도록 디코딩 가능하다. 더욱이, 확장된 동적 범위 자료를 렌더링하는 케이퍼빌리티가 없는 디스플레이에서 레거시 미디어 인터페이스를 통한 수신 시에, 비디오 신호 데이터는 확장된 동적 범위보다 더 협소할 수 있는 디스플레이 관련 동적 범위에서 비디오 콘텐츠를 보이게 렌더링하도록 디코딩 가능하다. 확장된 동적 범위는 고 동적 범위, 비주얼 동적 범위, 광 색역(gamut), 비주얼 색역, 및/또는 3차원 비디오 콘텐츠를 포함할 수 있다. 레거시 미디어 인터페이스는 무엇보다도 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 디지털 비주얼 인터페이스(DVI), 시리얼 디지털 인터페이스(SDI), 및 디스플레이-포트 관련 인터페이스들을 포함할 수 있다.
그러므로 실시예는 HDR 비디오 신호와 연관되는 데이터 수요를 감소시킨다. 루마-관련 성분, 예를 들면, HDR 신호의 휘도는 대수 포맷으로 인코딩된다. 완전 해상도 색도-관련(chroma-related) 성분, 예를 들면, HDR 신호의 색도는 4:2:2 컨테니어 포맷으로 패키징(packaging)된다. 4:2:2 패키징된 색도-관련 성분들은 4:4:4 디스플레이 포맷으로 매핑될 수 있다. 현저하게, 실시예는 패키징된 색도-관련 성분을 HDR 신호와 관련될 수 있는 메타데이터와 관계없는 4:4:4 디스플레이 포맷으로 매핑한다. 그러므로 HDR 신호는 HDMI, DVI, SDI, 또는 디스플레이포트와 같은 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다. 실시예들은 레거시 신호 내의 추가 정보 인코딩 및 패키징을 요구하지 않고 기능할 수 있다.
예를 들면, 실시예는 송신을 달성하기 위해, HDMI 인터페이스 미디어와 연관되는 임의의 복수의 메타데이터를 요구하지 않고 HDMI 및 다른 레거시 인터페이스들을 통해 HDR을 효과적으로 송신한다. HDMI 및 다른 레거시 인터페이스들과 연관될 수 있는 메타데이터는 자신과 연관되는 1차 비디오 스트림의 외부에 존재할 수 있고, 따라서 실제 세계 시스템 체인들, 네트워크들 및 애플리케이션들에서 손실 또는 손상에 어느 정도 취약할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예들은 이로 재 패키징된 VDR 신호들이 레거시, 예를 들면, 상대적으로 낮은 동적 범위 또는 다른 비-HDR 디스플레이에서 보일 수 있도록 한다. 실시예들이 이로 재 패키징되는 VDR 신호들이 레거시 디스플레이들 상에서 보이도록 할지라도, 그와 같은 비-HDR 디스플레이들이 실시예들이 제공될 때 인터페이스를 통해 자신에게 제공되는 VDR, 3D 비디오 및 관련 정보의 완전한 양을 최적으로 렌더링할 수 없음이, 미디어, 오디오 및 비디오 인코딩, 디스플레이들, 및 미디어 인터페이스들과 관련되는 분야의 당업자에 의해 인정될 것이다. 예를 들면, VDR 비디오 콘텐츠는, 달성 가능한 비디오 디스플레이 품질에 악영향을 미칠 수 있는 잠재적으로 준 최적이고, 부정확하고 정밀하지 않은 명도 또는 컬러 신호 성분들이 있을지라도, 상대적으로 낮은 동적 범위 디스플레이 디바이스에 가시적이고 인식 가능하게 렌더링될 수 있다. 그렇게 제공되는 비디오 품질은 관련된 그래픽 이용자 인터페이스들 또는 유사한 상대적으로 다소 제한된 이용예들을 이용하여, 네비게이팅 및 메뉴에 충분할 것이지만, 최대의 미적 또는 뷰잉 선호도들을 만족시키는데 충분한 품질에는 부족할 수 있다.
그러므로, 실시예는 이용자 편리성을 촉진할 수 있다. 예를 들면, BD 재생기와 같은 미디어 소스(media source)가 예를 들면, 상대적으로 낮은 동적 범위 디스플레이로 비디오 입력을 제공하기 위해, "부적절하게" 활성화되는 연관된 HDR 모드를 가지는 가정 상황에서, 이용자는 여전히 이미지가 존재하고 있음을 볼 수 있고 이용자가 보정 동작을 취할 수 있는, 상대적으로 낮은 동적 범위로 렌더링되는 온-스크린(on-screen) GUI 메뉴들을 네비게이팅하는 능력을 유지할 수 있다. 또한 예를 들면, 비디오 시스템 체인 또는 주변 환경이 VDR 데이터의 소스, 예를 들면, VDR 데이터를 생성했던 블루 레이 재생기 및 VDR 가능 디스플레이 사이에 레거시 시청각 수신기와 같은 비-VDR 가능 디바이스를 포함하는 경우, 비-VDR 가능 디바이스에 의해 생성되는 온-스크린 디스플레이들은 VDR-가능한 디스플레이 상에서 보이고 또한 이용가능한 상태로 남는다.
특정 실시예들은 이 양태들, 특징들, 또는 장점들 모두, 일부를 제공하거나 아무 적소 제공하지 않을 수 있다. 특정 실시예들은 하나 이상의 다른 양태들, 특징들, 또는 장점들을 제공할 수 있고, 이들 중 하나 이상은 도면들, 설명들, 및 본원에서의 청구항들로부터 당업자에게 즉시 명백해질 수 있다.
예시적인 실시예들의 기술
본원에서는 이미지 데이터, 예를 들면, HDR 데이터를 인간의 지각가능한 컬러들의 완전한 범위를 커버할 수 있는 고 동적 범위 이미지 데이터의 전달에 적합한 디지털 표현으로 변환하는 방법이 제공된다.
도 1은 예를 들면, 각각의 컬러 성분에 대한 32-비트들을 이용하는 HDR 표현들에 의해 표현될 수 있는 가시 휘도의 전체 범위를 도시한다. 수평 스케일 상에 도시되는 동적 범위가 이 1014 : 1이도록 대략 14 정도의 자리수가 존재한다. 인간은 전형적으로 그와 같은 넓은 범위를 동시에 지각할 수 없다. 언제라도, 인간은 단지 전형적으로 5 내지 6 자리수, 즉 105 : 1 내지 106 : 1을 지각할 수 있다. 이 동적 범위는 도 1에 범위(105)로서 실선(104)으로 도시된다. 적응이 되면, 인간은 도 1의 범위(107)로서 도시된 보다 넓은 범위를 볼 수 있다. 또한 파선(108)으로 도시된 범위(109)는 전형적인 8-비트 감마-매핑(gamma-mapping)된 디스플레이의 동적 범위를 도시한다. 이 상대적으로 낮은 동적 범위는 2자리수를 다소 넘는다.
휘도 범위 중 동시에 볼 수 있는 동적 범위(105)(라인 104)를 비주얼 동적 범위, 즉 VDR로 칭한다. 지각가능한 컬러들의 범위를 비주얼 색역으로 칭한다. 또한 VDR휘도 범위 및 완전한 비주얼 색역을 갖는 이미지 데이터의 표현을 표시하는데 VDR을 이용한다.
캡처 및 이미지 생성을 위해 실(true) HDR을 유지하는 것이 적절하다. VDR이 동시에 볼 수 있는 동적 범위를 커버하기 때문에, 분배 및 소비는 실 HDR을 요구하지 않는다고 단언한다; VDR은 충분하다. VDR을 넘어서는 어떤 것도 추가 프로세싱 없이, 예를 들면, 톤-매핑(tone-mapping) 없이 보이지 않는다. VDR는 본질적으로 인간의 망막의 동적 범위이다. 그러므로 VDR은 미래에도 경쟁력이 있는 분배 포맷이고 또한 디스플레이들을 위한 합리적인 타깃이다.
본 발명의 실시예들은 이미지 데이터, 예를 들면, HDR 데이터를 인간의 지각가능한 분배의 완전한 범위를 커버할 수 있는 고 동적 범위 이미지의 전달에 적합한 VDR 포맷으로 변환하는 방법을 포함한다.
특히 최소 인지 차(just noticeable difference: JND) 해상도의 약 1/2을 갖는, 즉 해상도가 컬러 및 휘도에 있어서 JND의 약 1/2인 32비트들을 이용하여 약 0.0001cd/㎡로부터 104cd/㎡까지의 휘도를 갖는 이미지들을 나타낼 수 있는 VDR 디지털 포맷이 기술이다. 또한 본원에서는 디바이스 독립 컬러의 이미지로부터 VDR 포맷으로 변환하는 방법이 기술된다.
또한 본원에서는 HDMI, VDI, 및 SDI와 같은 레거시 인터페이스들을 통해 VDR 디지털 포맷에 있는 이미지 데이터를 변환하기 위한 방법 및 장치들이 기술된다.
VDR 디지털 포맷 및 상기 포맷으로 및 상기 포맷으로부터의 변환
실시예는 본래부터 WCG 케이퍼빌리티를 포함하는 VDR 기술을 이용할 수 있다. HDR은 사실상 무제한의 명도 및 컬러 범위들을 포괄하므로, 인간의 시감(psycho visual) 시스템의 전체 휘도 및 컬러의 폭을 포함하고, 따라서 예를 들면, 알고 있는 경험적인 데이터에 기초하여 인간이 시각적으로 지각할 수 있는 가장 어두운 휘도에서 인간이 지각할 수 있는 가장 밝은 휘도까지 포괄한다. HDR 확장 내에서, VDR 이미지들은 지각에 참조된다. VDR 이미지들은 인간의 시각 시스템이 동시에 지각할 수 있는 모든 휘도 및 컬러를 포함한다. 실시예는 휘도 및 컬러 모두에서 JND 해상도(정확도)의 약 절반(1/2)에 있는 상대적으로 경제적인 픽셀당 32 비트들로 VDR을 효과적으로 표현한다.
실시예는 디지털 값들로 양자화하기 전에 CIE XYZ 삼자극 값들을 통해 실행되어 상당히 일정한 도메인으로 변환되는, VDR 데이터를 생성한다.
현대의 컬러 관리 시스템들은 디바이스 독립 컬러 공간 내에 컬러를 저장한다. 그러므로 임의의 디바이스 독립 컬러 신호, 예를 들면, 감마-보정 R'G'B' 컬러 신호를 디바이스 독립 컬러로 변환하는 법이 공지되어 있다.
디바이스 독립 컬러 공간으로 표현되는 한 세트의 컬러 좌표들을 고려하자. 그와 같은 컬러 좌표로 제한되지 않을지라도, 간소화를 위해, 및 일반성의 상실없이, 컬러 좌표들은 1931 XYZ 컬러 공간 내에 있다고 가정하자. CIE-1931 XYZ 컬러 공간으로 및 상기 컬러 공간으로부터의 변환은 공지되어 있다. 당업자는 상이한 디바이스 독립 컬러 공간들 사이의 변환들에 정통할 것이고, 또한 예를 들면, 디바이스 프로파일을 이용하여 디바이스 의존 컬러로 또는 상기 의존 컬로로부터 변환하는 법에 정통할 것이다.
CIE-1931 XYZ 값들(컬러 좌표들의 세트)에 적용되는 변환들은 필수적으로 1998년에 Gregory Larson에 의해 도입된 logLu'v' 포맷에 이용되는 값들의 파라미터화된 생성을 포함한다. 1998년의 Graphics Tools, col.3, No.1, pp 15 내지 31에서 Gregory W. Larson의 "the Logluv encoding for full-gamut, high dynamic range images"를 참조하라.
VDR에 대해, 하나의 실시예는 CIE-1931 XYZ 값들의 Y 값(휘도)로부터, α로 표시되는 스케일 파라미터, β로 표시되는 바이어스 파라미터를 이용하여 일반적인 형태로 표현되는 LD로 표시되는 로그-휘도를 다음과 같은 식 2A에 따라 계산한다.
LD = (αlog2Y) + β (2A)
여기서 Y는 cd/m2로 표현된다. LD로부터 Y의 역 변환은:
Figure 112011070175668-pct00002
(2B)
α로 표시되는 스케일 파라미터는 실시예로 하여금 상이한 기능적인 필요성들을 만족시키기 위해 이 포맷을 튜닝(tuning)하도록 한다. 바이어스 파라미터 β는 cd/㎡의 전체 휘도의 범위를 결정한다.
하나의 실시예에서, 파라미터들 α 및 β는 Y 값 및 LD 사이의 관계식이
Figure 112011070175668-pct00003
(2C)
이 되기 위해 α = 77/2048 및 β = 1/2이도록 선택된다.
α 및 β에 대한 이 지정된 값들은 휘도 값들의 특정한 대칭 범위(명목상 0.0001 내지 10000 cd/㎡)를 0.0 내지 1.0의 LD 내의 범위로 매핑한다. 휘도 식은 휘도 값들의 범위를 간격 [0.0, 1.0]으로 매핑한다. α에 대한 값은 최소 휘도를
Figure 112011070175668-pct00004
이 되도록 결정한다. α에 대한 값은 또한 전체 동적 범위를 21/α가 되도록 결정한다.
그 다음 특정한 α 및 β에 대한 LD로부터 Y로의 역변환은
Figure 112011070175668-pct00005
(2D)
이다.
2개의 다른 값들- 색도 값들이 이용된다. 이 색도 컬러 좌표들은 다음과 같이 CIE XYZ로부터 획득되는 널리 공지되어 있는 CIE-1976 u'v' 좌표들이다
Figure 112011070175668-pct00006
(3A, 3B)
u' v'로부터의 역변환은 다음과 같다:
Figure 112011070175668-pct00007
(4A, 4B)
상기 표현들을 n으로 표시되는 LD에 대한 비트들의 수 및 m으로 표시되는 u' 및 v' 각각에 대한 비트들의 수로 디지털화하기 위해 상기 식들 (2A), (3A), 및 (3B)와 같은 파라미터 값들을 이용하는 하나의 실시예에서
D'L = INT[(253LD + 1)·2n-8], (5A)
D'U = INT[(Su' + B)·2m-8], (5B)
D'v = INT[(Sv' + B)·2m-8], (5C)
여기서 S = 406 + 43/64이고 파라미터 B = 35/64이다. 연산자 INT[·]는, 0.5보다 크거나 동일한 분수 부분을 갖는 임의의 수를 다른 최대 정수 값까지 반올림하고, 0.5 미만의 분수 부분을 갖는 임의의 수를 반내림하는 것을 포함하여, 임의의 수를 반올림하는 정수 함수이다.
발명자들은 완전한 동시 가시 컬러 범위 및 JND의 약 1/2 이하를 갖는 컬러들의 완전한 가시 색역을 커버하기 위해, 적어도 10 비트들의 n, 적어도 11 비트들의 m을 갖는 것이 충분하다는 것을 발견하였다.
그러므로 하나의 실시예에서, D'L에 대해 10-비트들, D'u 및 D'v에 대해 11-비트들을 갖는 컬러의 32 비트 표현은 휘도 및 컬러 이 양쪽 모두에서 JND의 약 1/2을 갖는 완전 VDR을 달성한다. 다른 실시예에서, D'L에 대해 11-비트들 및 D'u 및 D'v 각각에 대해 12-비트들을 갖는 컬로의 35 비트 표현은 휘도 및 컬러 이 양쪽 모두에서의 JND의 1/2 및 1/3 사이를 갖는 완전 VDR을 달성한다. 또 다른 실시예에서, D'L에 대해 12-비트들 및 D'u 및 D'v 각각에 대해 12-비트들을 갖는 컬러의 36 비트 표현은 JND의 약 1/8 해상도를 갖는 완전 VDR을 달성하면서 반면에 컬러에 있어서 약 1/3 JND 해상도를 유지한다.
VDR 포맷은 다양한 상황들에서 유연성을 가능하게 하는 휘도 및 색도 부분들에 대한 비트 깊이의 임의의 선택을 가능하게 한다.
도 2a는 양자화된 로그 휘도(LD, 또는 양자화될 때, D'L)에 대한 다양한 비트 깊이에 대한 CIE DE2000 컬러 차 식들에 따라 측정되는 최대 컬러 차의 그래프를 도시한다. 도 2b는 여러 휘도 값들에서 양자화된 색도 성분들(u', v', 또는 양자화될 때, D'u 및 D'v)에 대한 다양한 비트 깊이에 대한 CIE DE2000 컬러 차 식들에 딸 측정되는 최대 컬러 차의 그래프를 도시하고, 상기 휘도 값들에서 휘도는 0 및 100 사이에서 정규화된다. CIE DE2000 컬러 차 식들에 대해서는 en^dot^wikipedia^dot^org/wiki/Color difference에서 2009년 11월 2일에 검색되는 Wikipedia 기사 "Color Difference"를 참조하고, 여기서 ^dot^는 실제 URL에서 마침표(".")이다.
D'L 실시예에 대해 12-비트들을 고려하면, α = 77/2048의 특정한 값은 이 신호가 LD에 대한 12-비트 코드워드(codeword)(1710)에서 0.99694×10-4 cd/㎡에서 LD에 대한 12-비트 코드워드(407910)에서의 10788.89cd/㎡의 최대 값 사이의 값들을 나타내는 것을 인에이블(enable)한다. 추가로, LD에 대한 298810의 중간 그레이 레벨 12-비트 코드워드는 75.001 cd/㎡의 휘도에 대응한다. 이 범위는 단계당 0.455%의 정확도 레벨이 수반되고, 이는 더 높은 휘도 레벨들에서 디지털 의료 영상(Digital Imaging and Communications in Medicine: DICOM) 최소 인지 차(JND)의 0.65% 아래에 해당하고, 더 낮은 휘도 레벨들에서 DICOM JND 범위의 1% 내지 8%의 충분히 아래에 해당한다. 일부 기준 휘도 레벨들은 자신들이 대응하는 코드워드들을 갖는 아래 표 3에 도시된다. 하나의 실시예에서, 코드워드(16)는 0 디지트를 나타내도록 규정된다. 하나의 실시예에서, 코드워드들 0 내지 15 및 4080 내지 4095가 예비된다.
선택된 코드워드들에 대한 출력된 휘도
12-비트 코드워드(베이스 10) 출력된 휘도
1029 0.01cd/㎡
1534 0.1cd/㎡
2040 1.0cd/㎡
2546 10.0cd/㎡
2899 50.0cd/㎡
2988 75.0cd/㎡
3051 99.9cd/㎡
3091 119.9cd/㎡
3140 149.9cd/㎡
3203 199.7cd/㎡
3252 249.6cd/㎡
3292 299.5cd/㎡
3405 501.0cd/㎡
3557 1001.2cd/㎡
3709 2000.5cd/㎡
3910 4997.0cd/㎡
4062 9985.1cd/㎡
공통 포맷들로부터 VDR 로의 변환
본 발명의 하나의 실시예는 데이터, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 VDR 디지털 포맷 상태의 데이터로 변환하는 방법이다. 본원에 그렇게 기술되는 하나의 예시 방법 실시예는 감마-보정 RGB에, 즉, R'G'B' 성분들로서 존재하는 데이터를 VDR 신호들로 변환한다.
본 발명의 다른 실시예는 데이터, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 VDR 디지털 포맷 상태의 데이터로 변환하도록 구성되는 장치이다. 본원에서 기술되는 하나의 예시 장치 실시예는 동작 시에 감마-보정 RGB에, 즉 R'G'B' 성분들로 존재하는 데이터를 VDR 신호들로 변환하도록 구성된다.
도 3은 데이터, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 VDR 디지털 포맷 상태의 데이터로 변환하는 하나의 방법 실시예의 간소화된 흐름도를 도시한다. 감마 보정된 R'G'B'로 시작해서 단계(303)는 감마 보정된 데이터를 감바 보정의 역에 따라 선형 디바이스 의존 RGB 데이터로 변환한다. 단계(305)에서, 선형 R G B 데이터는 디바이스 독립 컬러 공간으로 변환된다. 디바이스 의존 RGB의 디바이스 독립 컬러 공간으로의 변화을 기술하는 디바이스 프로파일이 이용가능하다고 가정하자. 예시적인 실시예에서, 디바이스 독립 컬러 공간은 CIE-XYZ라고 가정하자. 대안의 실시예들에서, 상이한 디바이스 독립 공간, 예를 들면, CIE 랩(Lab) 또는 일부 다른 공간이 이용된다. 더욱이, 일부 대안의 실시예들에서, 디바이스 프로파일 보다는, RGB로부터 CIE-XYZ(또는 실시예에 따른 다른 디바이스 독립 컬러 공간)로 변환하는 방법이 공지되어 있음이 가정된다. 단계(305)는 디바이스 프로파일, 또는 공지되어 있는 변환 방법 중 하나를 이용한다.
단계(307)에서, XYZ 디바이스 독립 값들은 식들 (2A) 또는 (2C), (3A) 및 (3B)에 따라 LD, u', v' 데이터로 변환된다. 단계(309)에서 LD, u', v' 데이터는 식들 (5A), (5B) 및 (5C)에 따라 양자화된다. 물론, 일부 실시예들에서, XYZ로부터 양자화된 값들(D'L, D'u, 및 D'v)로의 변환은 하나의 단계로 직접적으로 실행된다.
도 4는 동작 시에 데이터, 예를 들면, 하나의 컬러 공간 내의 비디오 데이터를 VDR 디지털 포맷 상태의 데이터로 변한하도록 구성되는장치의 실시예의 간소화된 블록도를 도시한다. 요소(401)는 감사 보정된 R'G'B'를 용인하고 감마 보정된 데이터를 감마 보정의 역에 따라 선형 디바이스 의존 RGB로 변환하도록 구성된다. 요소(403)는 선형 RGB 데이터를 디바이스 독립 컬러 공간으로 변환하도록 구성된다. 하나의 실시예는 저장 요소, 예를 들면, 디바이스 의존 RGB의 디바이스 독립 컬러 공간으로의 변환을 기술하는 디바이스 프로파일(406)이 저장되는 메모리 요소(405)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 디바이스 독립 컬러 공간은 CIE-XYZ라고 가정하자. 대안의 실시예들에서, 상이한 디바이스 독립 공간, 예를 들면, CIE 랩또는 일부 다른 공간이 이용된다. 더욱이, 일부 대안의 실시예들에서, 요소(403)는 RGB로부터 CIE-XYZ(또는 실시예에 따른 다른 디바이스 독립 컬러 공간)로의 변환을 포함하고, 그와 같은 경우, 디바이스 프로파일(406)이 이용되지 않는다. 요소(407)는 요소(403)의 출력부에 결합되고 XYZ 디바이스 독립 값들을 식들 (2A) 또는 (2C), (3A) 및 (3B)에 따라 LD, u', v' 데이터로 변환하도록 구성된다. 요소(409)는 LD, u', v' 데이터를 식들 (5A), (5B), 및 (5C)에 따라 양자화하고, 양자화된 값들 D'L, D'u, 및 D'v를 출력하도록 추가로 구성된다.
레거시 인터페이스들를 통한 VDR의 예시적인 실시예들
본 발명의 실시예들은 필수적으로 VDR 신호들과 연관되는 추가 정보를, 현저하게 적은 정보를 운반하도록 설계되어 있는 레거시 인터페이스 채널들 내에서의 송신에 적합하게 하는 기능을 행한다. 그와 같은 레거시 인터페이스들은 VDR에 비해 통상적으로 상대적으로 더 낮은 동적 범위 미디어와 연관된다.
HDMI 인터페이스들을 통한 VDR
HDMI가 오랜 시간 이용되면서 유지될 가능성이 있기 때문에, 본 발명의 양태들은 표준 HDMI 신호 구성들 중 하나에서, HDMI에 대해 VDR 신호들을 분배하는 것을 포함한다.
다양한 레거시 인터페이스들에 대한 예시 신호 구성들을 도시하는 후술되는 내용에서, 우수 픽셀들 및 기수 픽셀들로 라벨링(labeling)되는 두 픽셀들이 도시된다. 아래첨자들 0 및 1로 각각 라벨링되고, 수평으로 인접한 두 픽셀들이 존재한다. 각각의 구성은 각각의 픽셀에 대해 여러, 예를 들면, 세 개의 다수-비트 필드(field)들을 포함한다. 각각의 필드 내의 비트들은 비트 1의 최하위 비트로 넘버링된다.
도 5a는 레드, 그린, 및 블루 컬러 성분들이 동일한 공간 샘플링 레이트로 샘플링된 공통 RGB 4:4:4 포맷 상태의 비디오 신호들에 대한 종래 기술의 HDMI 신호 구성의 예를 도시한다. 각각의 필드 내의 비트들은 비트 1의 최하위 비트로 넘버링된다. 도 5b는, 각각의 기수 및 우수 픽셀이 개별적으로 모두 필요한 컬러 성분들을 가지도록, 루마 관련 성분들, 블루 색도 성분들, 및 레드 색도 성분들이 동일한 공간 샘플링 주파수에서 샘플링되는 공동 YCbCr 4:4:4 포맷 상태의 비디오 신호들에 대한 종래 기술의 HDMI 신호 구성의 예를 도시한다. 도 5c는 루마 관련 성분이 두 색도 관련 성분들의 2배인 공간 샘플 레이트로 공간적으로 샘플링되고, 예를 들면, 사양 HDMI1.3a에서 허용되는 바와 같은 공통 YCbCr 4:2:2 포맷 상태의 비디오 신호들에 대한 HDMI 신호 구성의 예를 도시한다. 색도 관련 성분들은 수평 방향으로 루마 관련 성분의 레이트의 절반으로 샘플링된다. 이는 통상적으로 수직의 다운샘플링(downsampling) 없는 2:1 수평 다운샘플링으로 칭해진다. 우수 및 기수 픽셀의 인접한 쌍에서, 각각은 자체의 별개의 루마-관련 성분을 갖고, 반면에 동일한 Cb 및 Cr 쌍은 상기 쌍 내의 양 픽셀들 모두에 이용된다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c에 도시된 HDMI 구성들 각각은 각각의 픽셀에 대해 24 비트들의 이미지 정보로 평균화된다. 우수 픽셀 및 인접한 기수 픽셀의 쌍은 48 비트들의 컬러 정보를 갖는다.
본 발명의 일부 실시예들은 확장된 동적 범위 신호들 및 확장된 차수 이미지 신호들과 연관되는 추가 정보로 하여금 HDMI 및 다른 레거시 인터페이스들과 연관되는 이미지 정보 용량에 대해 이 24 비트들을 초과하지 않는 효과적인 패키징을 위해서 인코딩되도록 한다.
도 6, 도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 각각 본 발명의 실시예에 따라, 24-비트 HDMI 컨테이너들 중 하나에 대해 매핑되는 예시 LD u' v' VDR 신호를 도시한다. 실시예들에 따라, 35 또는 36-비트 LD u' v' 신호와 연관되는 픽셀 당 35 내지 36 비트들을 24 비트 HDMI 또는 다른 레거시 패키지로 맞추는 것에 따라, 하나의 실시예에서, 35 또는 36 비트들은 24 비트들로 매핑된다. 분명히 정보가 분실된다. 더욱이, u'v'는 Cb Cr과는 상이하게 컬러 정보를 인코딩하고 LD u' v'는 RGB와 상이하게 정보를 명확하게 인코딩하기 때문에, HDMI로 매핑되는 LD u' v' 신호들은 Y Cb Cr 또는 RGB 내의 HDMI를 용인하도록 의도되는 HDMI 디스플레이 디바이스 상에 동일하게 나타나지 않을 것이다. HDMI로 매핑되는 LD u' v' 신호들이 레거시 디스플레이 디바이스 상에서 보일 때, 이미지들이 계속해서 보일 수 있고 예를 들면, 진단 목적들에 이용될 수 있도록, 본 발명의 실시예들은 LD u' v' 에서의 성분들 및 Y Cb Cr 또는 RGB 내의 성분들 사이의 대략적인 관계들을 이용한다.
도 6은 24-비트 HDMI Y Cb Cr 4:2:2 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시 36-비트 LD u' v' VDR 신호를 도시한다. u' v' 데이터의 2:1 수평 서브샘플링이 가정된다. 36-비트 데이터는 픽셀당 평균 24-비트로 감소된다. 12-비트 LD 데이터 Y 채널의 12 비트들로 매핑된다. LD 데이터는 대수적으로 스케일링되고, Y는 스케일링되는 멱함수로서 공지되어 있다: 그러나 이 양쪽 모두는 휘도의 단조 함수들이다. 그러므로, 이 구성에서, Y 채널은 LD 데이터의 12 비트들을 포함한다. v' 데이터 및 Cb 이 양쪽 모두는 블루-옐로우 색도 성분을 대략적으로 표현한다. 그러므로, 하나의 실시예는 12-비트 v' 데이터를 Cb 채널의 12 비트들로 매핑한다. 유사하게, u' 데이터 및 Cr 이 양쪽 모두는 레드-그린 색도 성분을 대략적으로 표현하므로, 하나의 실시예에서, 12-비트 u' 데이터는 Cr 채널의 12 비트들로 매핑된다.
Cb와는 대조적으로, 낮은 값들은 더 옐로우한 경향이 있고 높은 값들은 어느 정도 더 블루한 경향이 있는 것을 이용하므로, v'의 낮은 값들은 전형적으로 블루 컬러들을 나타내고 높은 값들은 더 노란 컬러들을 나타내는 것을 주목하라. 일부 대안의 실시예들에서, 더 양호한 매치(match)를 달성하기 위해, v' 값들은 HDMI 캐리어(carrier)에서 역전된다. 그러나, 발명자들은 많은 경우들에서 그와 같은 역 v' 매핑에 필요한 추가 계산 또는 하드웨어 자원들을 검증하기 위해 그와 같은 매핑이 인간 뷰어에게 현저하게 상이한 전체적인 비주얼 체험을 제공하지 않는다는 것을 발견하였다. 그러므로 도 6에 도시된 실시예들은 그와 같은 반전을 포함하지 않는다.
HDMI 4:4:4 포맷들은 HDMI YCbCr 4:2:2 포맷보다 더욱 통상적으로 이용된다. 그러므로 일부 실시예들은 LD u' v' VDR 신호를 24-비트 HDMI 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너들로 매핑한다. 도 7a는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시적인 35-비트 LD u' v' VDR 신호를 도시한다. 도 7a는 또한 HDMI RGB 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로의 매핑을 도시한다. 도 7b는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시 34-비트 LD u' v' VDR 신호를 도시한다. 도 7c는 24-비트 HDMI RBG 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로 매핑되는 예시 33-비트 LD u' v' VDR 신호를 도시한다. 이 33 및 34-비트 변형들은 매우 바람직한 경우 색도에서 일부 정확도를 희생하고 휘도 신호에 대한 추가 정확도를 가능하게 하고 이 VDR 인코딩 시스템에서 비트 깊이 할당들의 유연성을 설명한다. 다른 가능성들이 분명히 가능하다. 도 7b 및 도 7c는 또한 HDMI RGB 4:4:4 포맷 레거시 컨테이너로의 매핑을도시한다. 이 LD u' v' VDR 신호들 각각은 수평 방향으로 2:1로 서브샘플링된다.
우선 도 7a, 도 7b, 및 도 7c에 의해 도시되는 HDMI RGB 4:4:4 경우들을 고려하자. 휘도를 결정하는데 있어서, 그린은 레드 및 블루보다 더 가중된다고 통상적으로 공지되어 있다. 일부 실시예들에서, LD 데이터의 최상위 비트들 - 일부 경우들에서 모든 비트들 - 은 그린(G) 채널들로 매핑된다. 더욱이, v' 데이터의 최상위 비트들-일부 경우들에서 모든 비트들)은 기수 픽셀 블루 채널로 매핑되고, u' 데이터의 최상위 비트들-일부 경우들에서 모든 비트들은 우수 픽셀 레드 채널들로 매핑된다. 남은 보다 하위의 비트들이 존재하는 상기 실시예들에서, LD, u', 및 v' 데이터의 임의의 남은 보다 하위 비트들은 남은 공간들로 인코딩된다. 그러므로, 그와 같은 실시예들에서, 남은 기수 및 우수 픽셀 LD 값들은 기수 픽셀 R 채널 및 우수 픽셀 B 채널의 최상위 비트들로 각각 매핑된다. v' 및 u' 채널의 남은 최하위 비트들 최하위 기수 픽셀 R 채널 및 우수 픽셀 B 채널로 각각 매핑된다. 레거시 디스플레이에 제공될 때, 그와 같은 하위 비트들을 잡음으로 나타날 수 있다.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c에 의해 도시된 HDMI YCbCr 4:4:4 포맷 경우들은 유사하다. 본 발명의 일부 실시예들에서, LD 데이터의 최상위 비트들 - 일부 경우들에서 모든 비트들 - 은 Y 채널로 매핑된다. 더욱이, v' 데이터의 최상위 비트들 - 일부 경우들에서 모든 비트들 - 은 기수 픽셀 Cb 채널로 매핑되고 u' 데이터의 최상위 비트들 - 일부 경우들에서 모든 비트들 - 은 우수 픽셀 Cr 채널로 매핑된다. 남은 보다 하위의 비트들이 존재하는 상기 실시예들에서, LD, u', 및 v' 데이터의 임의의 남은 보다 하위의 비트들은 남은 공간들로 인코딩된다. 그러므로, 그와 같은 실시예들에서, 남은 기수 및 우수 픽셀 LD 값들은 기수 픽셀 Cr 채널 및 우수 픽셀 Cb 채널의 최상위 비트들로 각각 매핑된다. v' 및 u' 채널의 남은 최하위 비트들은 최하위 기수 픽셀 Cr 채널 및 우수 픽셀 Cb 채널로 각각 매핑된다. 레거시 디스플레이에 제공되면, 그와 같은 최하위 비트들은 잡음으로 나타날 수 있다.
HDMI 포맷은 추가 요건들을 부과할 수 있고, 이 요건들 중 일부는 특정한 데이터 값들을 제한할 수 있다. 예를 들면, HDMI 포맷들은 데이터가 각각의 채널에서 0 및 255의 값들을 가지는 것을 금지하는 규칙들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들은 이 규칙들에 부합되도록 하여 이 제한들을 효과적으로 방지한다. 예를 들면, 13-비트 LD 데이터를 갖는 도 7c의 경우에서, LD의 값들에 대응하는 최상위 그룹들은 패킹 동작 이전에, 필수적으로 [32... 8159]로, 또는 이진 형태:[0000000100000...1111111011111]로 제한된다. 그러므로 이 실시예에서, 상위 여덟(8) 개의 최상위 비트들은 모두 영 값들, 또는 모두 하나의 값들을 포함하는 것을 방지한다. 거의 8200 중에서, 64개의 가능한 코드 값들의 대응하는 이용 불가능성은 실질적으로 크지 않을 수 있다. 유사하게, 도 7c를 참조하면, 일부 실시예들에서, u' 및 v' 신호들은 [4...1019]의 범위로 또는 이진으로, [0000000100...1111111011]으로 제한된다. 더욱이, 도 7a, 도 7b, 및 도 7c의 경우, 모두 0들 또는 모두 1들을 방지하기 위해, 기수 채널 v' 및 u' 데이터의 최하위 비트 각각은 기수 Cr 또는 R 채널 및 우수 픽셀 Cb 또는 B 채널의 최하위 비트들의 다음으로 각각 매핑되고, 기수 채널 v' 및 u' 데이터의 최하위 비트의 보수는 각각 기수 Cr 또는 R 채널 및 우수 픽셀 Cb 또는 B 채널의 최하위 비트들로 각각 매핑된다.
SDI 인터페이스들을 통한 VDR
표준 시리얼 디지털 인터페이스(SDI)는 YCbCr 4:2:2 포맷 신호들, 즉 2:1 수평 서브샘플링을 포함하는 신호들에 대한 픽셀당 20 비트들을 제공한다. 2:1 서브샘플링이 기수 및 우수 픽셀들 모두에 적용되기 때문에, 아래 첨자 0으로 표시되더라도, 처음 20 비트들은 기수 픽셀 Y 값들을 위한 10 비트들 및 Cb 값들을 위한 10 비트들을 포함한다. 2:1 서브샘플링이 기수 및 우수 픽셀들 모두에 적용되기 때문에, 아래 첨자 0으로 표시되더라도, 중간의 다음 20 비트들은 우수 픽셀 Y 값들을 위해 10 비트들 및 Cr 값들을 위한 10 비트들을 포함한다.
도 8은 레거시 SDI 인터페이스 내의 VDR 데이터를 패킹하는 하나의 실시예를 도시한다. VDR은 LD에 이용되는 10 비트들; u' 및 v' 디지털 신호들이 2:1 수평 서브샘플링된 u' 및 v'의 각각에 이용되는 10 비트들을 이용한다. 그러므로, 단일 DSI 채널로 패킹되는 VDR 데이터는 LD u'v' 4:2:2 포맷 상태로 픽셀당 20 비트들을 이용한다.
다른 실시예에서, 듀얼 SDI 채널들은 비-샘플링된 4:4:4 포맷 상태인 LDu'v' VDR 데이터를 운반하는데 이용된다. 두 SDI 채널들이 이용가능하므로, 픽셀당 40 비트들이 이용가능하다. 하나의 실시예에서, 13 비트들은 각각의 양자화된 VDR 성분 LD, u' 및 v'에 이용되고, 남은 1-비트는 불법적인 값들이 이용되지 않는 것을 보장하는데 이용된다. 도 9a 및 도 9b는 픽셀당 39-비트 VDR 신호를 운반하는데 이용되는 두 채널에 대한 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 두 연속하는 픽셀들에 대한 픽셀당 39 비트들을 할당하는 하나의 실시예를 도시한다.
도 9c 및 도 9d는 본 발명의 다른 실시예들에 따라 픽셀당 39-비트 VDR 신호를 운반하는데 이용되는 두 채널에 대한 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 두 연속하는 픽셀들에 대한 픽셀당 39 비트들을 할당하는 대안의 실시예를 도시한다. 이 대안의 실시예에서, 도 9d에 도시된 제 2 채널의 비트들의 배열은 도 9b에 도시된 배열과 상이하다. 특히, 비트들은 다른 유형의 신호들에 대한 일부 기존 12 비트 패킹 방법에 따라 조정되도록 배열되고, 특히 12 최상위 비트 위치들은 도 9b 및 도 9d에서의 비트 할당들 사이의 차가 최하위 비트들이 배열되는 방식으로 되도록 기존 12-비트 SMPTE 표준들의 비트 위치들에 대응하여 배열된다.
도 9e 및 도 9f는 본 발명의 다른 실시예에 따라 VDR 신호를 운반하는데 이용되는 2 채널들에 대한 제 1 및 제 2 SDI 컨테이너로 두 연속하는 픽셀들의 데이터를 할당하는 비트 할당의 또 다른 대안의 실시예를 도시한다. 이 배열이 새 버전은 또한 기존 12-비트 SMPTE 표준들의 비트 위치들에 대응하도록 12개의 최사위 비트 위치들을 배열한다. 도 9f는 LD 값들의 최하위 순위 비트 및 v' 신호의 최하위 순위 비트에 있어서 도 9d와 상이하다. 이 배열은 실제로, v'의 작은 변화들이 LD의 작은 변화들보다 덜 가시적일 수 있음을 고려한다.
HDMI 인터페이스들을 통한 VDR 신호들의 송신
본 발명의 실시예들은 HDMI와 같은 레거시 미디어 인터페이스에 의해 확장된 동적 범위 정보가 운반되는 시스템 환경 내에서 레거시 디바이스가 온-스크린 디스플레이(온-스크린 디스플레이) 데이터를 생성하는 상황들에서 이용될 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 고 동적 범위 디스플레이 및 예시 레거시 구성요소를 포함하는 예시 시스템을 도시한다. VDR 신호들의 소스-이 예에서 출력 HDMI 인터페이스(1003)를 갖는 VDR 신호 가능 블루 레이 디스크 재생기(1001)는, HDMI 인터페이스(1005)를 통하는 HDMI 신호가 출력 HDMI 인터페이스(1009)로 통과하도록, HDMI 입력 인터페이스(1005) 및 HDMI 스위칭 또는 HDMI 통과 지점을 포함하는 레거시 오디오-비주얼 수신기(1007)와 HDMI를 통해 통신가능하게 연결된다. 레거시 오디오-비주얼 수신기(1007)는 자체의 출력 HDMI 인터페이스(1009)를 통해 입력 HDMI 인터페이스(1011)를 갖는 VDR 신호 가능 디스플레이(1013)와 통신가능하게 연결된다. VDR 신호들의 소스 - 이 예에서 VDR 신호 가능 블루-레이 디스크 재생기(1001)는 상기에 도시된 VDR 대 HDMI 신호 할당들 중 하나를 이용하고 VDR 신호 가능 디스플레이(1013)는 HDMI 신호들로 매핑되는 그러한 VDR 데이터를 허용한다. 그러므로, VDR 신호는 블루-레이 디스크 재생기(1001)로부터 출력되고 디스플레이(1013) 상에 적절하게 디스플레이된다. 그러한 디바이스들에 공동적인 바와 같이, 오디오-비우얼 수신기(1007)는 온-스크린 디스플레이 소스를 포함할 수 있고, 필수적으로 블루-레이 디스크 재생기(1001)로부터의 VDR 신호의 상부에, 예를 들면, HDMI YCbCr(4:4:4 또는 4:2:2) 또는 HDMI RGB 4:4:4에 부합하는 표준 HDMI 포맷들로 인코딩되는 레거시 포맷 상태의 온-스크린 디스플레이 정보를 오버레이(overlay)하는 기능을 행한다.
본 발명의 일부 실시예들은 레거시 디바이스-수신기(1007)로부터의 온-스크린 디스플레이 정보가 VDR-가능한 디스플레이 디바이스(1013) 상에 보일 수 있도록 기능한다. 예로서 도 7c의 13-비트 LD 및 10-비트 u' 및 v' 표현을 고려하고 예로서 수신기(1007)가 온-스크린 디스플레이 데이터를 HDMI RGB 4:4:4로 출력한다고 가정하자. VDR 신호 가능 디스플레이(1013)가 LD 데이터의 최상위 비트들이라고 예상하는 것들은 현재 예를 들면, 오버레이로서, 그린 오버레이 신호를 포함한다. VDR 신호 가능 디스플레이(1013)가 u' 데이터의 최상위 비트들이라고 예상하는 것들은 현재 예를 들면, 오버레이로서 레드 오버레이 신호를 포함하고, VDR 신호 가능 디스플레이(1013)가 v' 데이터의 최상위 비트들이라 예상하는 것들은 현재 예를 들면, 오버레이로서, 블루 오버레이 신호를 포함한다. VDR 신호 가능 디스플레이(1013)가 LD 및 u' 또는 LD 및 v'의 보다 하위의 비트들로서 - 픽셀이 우수 또는 기수 픽셀인지의 여부에 따라 - 예상하는 것들은 현재 예를 들면, 오버레이로서, 픽셀이 우수 또는 기수 픽셀인지의 여부에 따라, 블루 또는 레드 오버레이 신호를 포함한다. 이 방식에서, 레거시 디스플레이로부터, 예를 들면, 오디오-비주얼 수신기(1007)로부터의 온-스크린 디스플레이는 컬러 및 명도가 변경될지라도 여전히 보일 수 있다. 그러나, 오버레이 정보는 여전히 보일 수 있다. 이 조건들 하에서 실시예가 제공하는 온-스크린 디스플레이 정보의 가시성은 동작자가 오디오-비주얼 수신기(1007)를 보고, 액세스하고 제어하는 것을 가능하게 한다.
확장된 차수 실시예들
본 발명의 장치 및 방법 실시예들은 또한 레거시 미디어를 통한 효과적을 송신을 위해, 3D 비디오와 같은 다른 비디오 정보를 인코딩할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 레거시 인터페이스를 통해 3D 콘텐츠를 인코딩하는 신호들을 전달하는 예시 방법을 도시한다. 일부 실시예들은 HDMI 경로 내에서 적합하도록 두 유효 동시 비디오 스크림들을 인코딩하는 것을 포함하고, 따라서 레거시 미디어 인터페이스를 통한 3D 비디오 뷰잉을 위해 좌안(left-eye) 비디오 데이터(1101) 및 우안(right-eye) 비디오 데이터(1103)를 포함하는 스테레오스코픽(stereoscopic) 쌍을 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 데이터 인터리빙(data interleaving) 기술들은 스테레오 비디오 스트림들을 생성한다. 일부 실시예들에서, 스테레오 스트림들은 프레임 레이트을 2배로 하여 생성된다. 일부 실시예들에서, 진한 컬러 모드(deep color mode)들을 이용하여 비트 깊이를 2배고 하는 것은 스트레오 스크림들을 생성하는데 이용된다. 도 11은 이 방법들을 비교를 도시하고 제공한다.
일부 실시예들에서, 데이터 인터리빙을 이용하면 신호의 공간 세부사항이 감소하더라도, 비디오 시퀀스의 원래의 프레임 레이트가 유지된다. 이는 좌안 뷰(1101) 및 우안 뷰(1103) 이 양쪽 모두가 하나의 프레임으로 통합된 것을 제공한다. 실시예들은 3D 비디오를 포함할 수 있는 확장된 차수 신호를 효과적으로 표현하기 위해서 행 인터리빙(1111)(또는 어떤 의미로, 인터리빙으로 일부의 유사성을 공유할 수 있는 기술들), 열 인터리빙(1113), 또는 체버보드 인터리빙(checkerboard interleaving)(1115)을 이용할 수 있다. 일부 실시예들은 추가로 또는 대안으로, 사이드 바이 사이드(side by side) 인터리빙(1121)으로 3D 비디오와 같은 확장된 차수 신호를 나타낼 수 있다. 사이드 바이 사이드 인터리빙(1121)은 수평 또는 수직구성으로, 예를 들면, 프레임 구성 위/아래에서 구현될 수 있다.
일부 실시예들은 3D 비디오 신호를 다수, 예를 들면, 2중 비트 깊이(1125)로 실시할 수 있다. 실시예들은 동일한 레거시 미디어 인터페이스 데이터 공간들에서 확장된 동적 범위 신호들로 확장된 차수 신호들을 동시에 효과적으로 패키징할 수 있다. 그러므로 일부 실시예들은 비디오 신호의 완전한 공간 세부사항을 보존할 수 있다. 더 높은 클럭 레이트(clock rate)는 그와 같은 보존을 달성하는데 이용될 수 있다.
일부 실시예들은 좌안 프레임(1101) 및 우한 프레임(1103)을 연속해서 효과적으로 송신하기 위해, 원래의 비디오 시퀀스의 프레임 레이트 데이터(1123)를 포함할 수 있다. 그러므로 일부 실시예들은 비디오 신호의 완전한 공간 세부사하을 보존할 수 있다. 더 높은 클럭 레이트는 그와 같은 보존을 달성하는데 이용될 수 있다. 예시 30Hz의 원래의 비디오 시퀀스의 경우, 본 실시예는 HDMI 인식 포맷에 부합하는 60Hz로 결합된 좌측 프레임(1101)/우측 프레임(1103) 스트림을 이용할 수 있다.
24Hz, 50Hz 또는 60Hz의 원래의 시퀀스들의 경우, 실시예들은 48Hz, 100Hz, 및 120Hz 클럭 레이트들로 각각 효과적으로 기능할 수 있다. 이 레이트들이 이때 HDMI에서의 비디오 포맷들에 대해 규정되지 않은 채로 남을지라도, 이들 중 어느 것도 HDMI 레이트의 최대치를 초과하지 않고, 실시예들이 그와 같은 포맷/프레임 레이트 결합들을 달성하기 위해 이 레이트들과 기능하는데 충분히 적합하다는 것을 인정해야만 한다.
일부 실시예들은 비디오 신호의 완전한 공간 세부사항을 보존하기 위해 HDMI 표준 버전 적어도 HDMI 1.3a에 따라, 활성화된 48 비트의 진한 컬러, 예를 들면, 2중 또는 다른 다수 비트 깊이 모드(1125)와 기능한다. 좌안 이미지 데이터(1101)는 각ㄱ가의 픽셀의 상위 24 비트들에 배치될 수 있고, 우산 이미지 데이터(1103)는 각각의 픽셀의 하위 24 비트들에 배치될 수 있다. 하드웨어, 예를 들면, 블루-레이 재생기(1001), HDR 디스플레이(1013)(VDR 데이터라기 보다는, 또는 VDR 데이터 이외의 스테레오 데이터에 대해 수정된, 도 10을 참조하라)로부터의 진한 컬러 지원에 의존하여, 일부 실시예들은 현재의 표준 HDMI 또는 다른 레거시 인터페이스들을 통해 이용가능한 공간 내에 적합하도록 더 높은 고 동적 범위 프레임 레이트들로 완전한 대역폭 3D 비디오를 효과적으로 인코딩한다.
추가적으로 또는 대안으로, 실시예는 체커보드 형 인터리빙 외의 다른 인터리빙으로 레거시 인터페이스를 통하여 3D 콘텐츠를 인코딩하는 신호들을 전달하는 것을 제공하는 기능을 행할 수 있다. 예를 들면, 3D 비디오 콘텐츠는 동기화 라인이 있거나 없던지간에 사이드 바이 사이드 인터리빙(1121)으로 인코딩될 수 있고, 도 11에 도시된 방법들 중 둘 이상 사이에서 변환될 수 있는 3D 비디오 콘텐츠를 매핑할 수 있다.
본 발명의 실시예들이 기능하는 예시 기술들 및 다른 기술들은 공동 계류 중이고 본원에서 완전하게 진술되는 것처럼 자체의 전부가 참조로서 본원에 통합되어 있는 다음의 미국 예비 특허 출원들 중 하나 이상에서 기술된다:
· Husak, Ruhoff, Tourapis 및 Leontaris에 의해 2008년 7월 20일에 제출되고, COMPATIBLE STEREOSCOPIC VIDEO DELIVERY라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/082,217 및 미국을 지정국으로 하는 국제 출원 번호 PCT/US2009/050809. PCT/US2009/050809의 내용들은 본원에 참조로서 통합된다.
· Tourapis, Husak, Leontaris, 및 Ruhoff에 의해 2008년 7월 20일에 제출되고, ENCODER OPTIMIZATION OF STEREOSCOPIC VIDEO DELIVERY SYSTEMS라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/082,220 및 미국을 지정국으로 하는 국제 출원 번호 PCT/US2009/050815. PCT/US2009/050815의 내용들은 본원에 참조로서 통합된다.
· Pehalawatta 및 Tourapis에 의해 2008년 9월 7일에 제출되고, COLOR CORRECTION OF CHROMA SUBSAMPLED STEREOSCOPIC INTERLEAVED IMAGES라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/191,416 및 미국을 지정국으로 하는 국제 출원 번호 PCT/US2009/055819. PCT/US2009/055819의 내용들은 본원에 참조로서 통합된다.
· Tourapis, Leontaris, 및 Pehalawatta에 의해 2008년 9월 23일에 제출되고, ENCODING AND DECODING ARCHITECTURE OF CHECKERBOARD MULTIPLEXED IMAGE DATA라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/099,542 및 미국을 지정국으로 하는 국제 출원 번호 PCT/US2009/056940. PCT/US2009/056940의 내용들은 본원에 참조로서 통합된다.
· Pehalawatta, Tourapis, 및 Leontaris에 의해 2008년 12월 25일에 제출되고, CONTENT-ADAPTIVE SAMPLING RATE CONVERSION FOR CHECKERBOARD INTERLEAVING OF STEREOSCOPIC IMAGES라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/140,886. 미국 출원 61/140,886의 내용은 본원에 참조로서 통합된다. 미국 출원 61/140,886은 본원에 부록 C로 첨부된다.
· 발명자들 Tourapis 및 Pehalawatta에 의해 2009년 1월 7일에 제출되고, CONVERSION, CORRECTION, AND OTHER OPERATIONS RELATED TO MULTIPLEXED DATA SETS라는 명칭의 미국 예비 특허 출원 제 61/143,087. 미국 출원 61/143,087의 내용은 본원에 참조로서 통합된다. 미국 출원 61/143,087은 본원에 부록 D로 첨부된다.
예시 프로세스들
도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 12d는 각각 본 발명의 실시예들에 따른, 예시 절차들(1200, 1210, 1220 및 1230)에 대한 흐름도들을 도시한다. 도 12, 예를 들면, 방법(1200)을 참조하면, 단계(1201)에서, 확장된 동적 범위를 특징으로 하는 비디오 자료에 대한 신호와 관련되는 데이터가 규정된다. 단계(1202)에서, 규정된 비디오 신호 데이터는 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑된다. 확장된 동적 범위 비디오 신호 데이터는 따라서 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능하다.
도 12b, 예를 들면, 방법(1210)을 참조하면, 비디오 신호 데이터의 명도 성분이 대수 스케일로 표현되고 비디오 신호 데이터의 두(2) 컬러 성분들은 선형 스케일로 각각 표현된다. 단계(1211)에서, 고정된 지점 로그-휘도 값은 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 물리 휘도 값으로부터 계산된다. 단계(1212)에서, 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 성분 컬러 값들의 세트에 대한 변환이 계산된다. 상기 변환은 컬러 값들을 적어도 두 선형 컬러 스케일들을 통해 규정할 수 있다. 성분 컬러 값들은 CIE XYZ 컬러 공간에 대응할 수 있다. 두 선형 컬러 스케일들은 각각 (u', v') 컬러 공간 내의 좌표들에 각각 대응할 수 있다.
그러므로 일부 실시예들은 대수 스케일을 통해 표현되는 비디오 신호의 명도 성분과 관련되는 데이터와 함께 및 각각 별개의 선형 스케일로 표현되는 적어도 두 컬러 성분들과 관련되는 데이터와 기능할 수 있다. 대안 또는 추가의 실시예들은 대수 스케일 이외의 스케일을 통해 표현되는 인코딩된 명도 성분과 관련되는 데이터와 기능할 수 있음이 인정되어야만 한다. 예를 들면, 명도 성분은 일부 실시예들에서 전력 관련 전달 함수로, 예를 들면, 어떤 부분적인 전력으로 상승된 Y로 표현될 수 있다. 또한 예를 들면, 명도 성분은 지각하도록 모델링되는 명도 값들의 검색표로부터의 값들에 의해 표현될 수 있다. 지각 기반 검색표는 HVS에 관하여 실험적으로 도출되는 데이터로부터 계산되거나 컴파일링될 수 있다. 더욱이, 일부 실시예들은 대안으로 또는 추가적으로, 선현 스케일 외의 스케일을 통해 표현되는 컬러 성분들 중 하나 이상과 관련되는 데이터와 기능한다. 예를 들면, 컬러 성분들 중 하나 이상은 일부 실시예들에서 전력 관련 전달 함수 또는 컬러 값들의 지각 기반 검색 표로 표현될 수 있다.
도 12c를 참조하면, 방법(1220)에서, 로그-휘도 값들 및 두 컬러 스케일들의 각각으로부터의 다수의 컬러 값들은 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는 4:2:2 데이터 컨테이너에 매핑될 수 있다. 단계(1221)에서, 각각의 컬러 스케일들로부터의 컬러 값들의 모든 다른 쌍은 상기 컬러 값들이 컬러 스케일들로 관련되는 순서 중에서 선택된다. 단계(1222)에서, 매핑은 선택된 값들의 쌍들에 의해 실행된다.
도 12d를 참조하면, 방법 1230에서, 로그-휘도 값들은 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는 4:4:4 데이터 컨테니어의 루마 관련 채널로 매핑된다. 단계(1231)에서, 두 컬러 스케일들 중 제 1 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 최상위 비트(most significant bit: MSB)들은 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 1 컬러 채널의 우수 픽셀들로 매핑된다. 두 컬러 스케일들 중 제 2 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 MSB들은 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 2 컬러 채널의 기수 픽셀들로 매핑될 수 있다.
본원에서 기술되는 실시예들 중 하나에 따라 레거시 미디어 인터페이스를 통해 VDR 및/또는 3D로 인코딩되는 자료를 렌더링하는 능력을 갖는 디스플레이에서의 수신 시에, 비디오 신호 데이터는 3D 또는 VDR-렌러링 가능 디스플레이 상에 VDR 및/또는 3D VDR 확장 범위 비디오 자료를 효과적으로 렌더링하도록 디코딩 가능하다. 더욱이, 레거시 미디어 인터페이스를 통해 3D 또는 VDR 데이터와 같은 확장된 동적 범위 자료를 렌더링하는 능력이 없는 디스플레이에서의 수신 시에, 비디오 신호 데이터는 디스플레이의 동적 범위에서 비디오 콘텐츠를 보이게 렌더링하도록 디코딩 가능하고, 상기 디스플레이의 동적 범위는 VDR-렌더링 가능 디스플레이 상에서 디스플레이 가능한 동적 범위보다 더 협소할 수 잇으나, 여전이 보일 것이다. 확장된 동적 범위는 VDR 데이터 및/또는 3차원 비디오 콘텐츠를 포함할 수 있다. 레거시 미디어 인터페이스는 무엇보다도 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 디지털 비주얼 인터페이스(DVI), 시리얼 디지털 인터페이스(SDI), 및/또는 디스플레이-포트 인터페이스들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 레거시 비디오 인터페이스들을 통한 확장된 동적 범위 및 관련된 신호들의 전달을 위한 방법들에 관한 것이다. 실시예들은 시스템들, 인코더와 같은 장치, 컴퓨터들 및 컴퓨터 모니터들, 텔레비전 수신기들, 디스플레이들, 재생기 디바이스들 및 그와 유사한 디바이스들, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체, 상기 저장 매체에 인코딩된 소프트웨어, 및 집적 회로(IC) 디바이스들에 관한 것이다. IC 디바이스들은 주문형 반도체들 및 마이크로제어기들 및 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(field programmable gate array: FPGA)들 또는 전용 디지털 신호 프로세싱 디바이스(dedicated digital signal processing device: DSP 디바이스) IC들과 같은 프로그래밍가능한 논리 디바이스(programmable logic device: PLD)들을 포함할 수 있다.
그러므로, 실시예들은 24 비트 레거시 인터페이스들을 통해 VDR과 같은 확장된 동적 범위 비디오 및 유사한 데이터, 예를 들면, 32 내지 36-비트 데이터를 운반한다. 더 높은 비트 깊이 VDR 및 다른 확장된 동적 범위 신호들은 HDMI 및 다른 레거시 인터페이스들의 동작 모드와 호환하여 인코딩된다. 실시예들은 임의의 특정한 메타데이터 요건과 관계 없이 이 호환성을 달성한다. 실시예들은 비디오 신호들을 인코딩하고 패키징하여 무선링크를 통한 HDMI 또는 유사한 데이터의 송신과 관련될 수 있는, 일부 압축 기술들을 용인한다. 실시예들은 고유 VDR 케이퍼빌리티들이 없는 레거시 디바이스들과의 견고한(robust) 동작을 가능하게 한다.
실시예들에 따라 재 패키징되거나 인코딩되는 VDR 신호들은 VDR 케이퍼빌리티가 없는 레거시 디스플레이 디바이스들에서 보일 수 있다. 더욱이, 실시예들은 레거시 프로세싱 디바이스들에 의해 생성될 수 있는 표준 온-스크린 메뉴들이 VDR 디스플레이들에서 보일 수 있도록 한다. 그러므로 실시예들은 광범위한 VDR 프로세싱 유효성 이전에 과도 기간에서 유용할 수 있는 역방향 호환성의 하나의 대책을 촉진할 수 있다.
실시예들은 또한 HDMI 인터페이스 상에 HDR 및/또는 다른 확장된 동적 범위 데이터의 두 스트림들을 손신하는 것을 가능하게 하고, 이는 이 패키징 방법으로 인해 미래의 확장이 가능해진다. 실시예들은 표준 HDMI 또는 다른 레거시 인터페이스 상에 비주얼 동적 범위(VDR) 및 비디오 신호의 3D 양태들을 동시에 커버한다. 그러므로, 실시예들은 표준 비디오에 기존 HDMI 또는 다른 레거시 인터페이스 인프라 구조들을 대체하지 않고 구현될 수 있는 주요 개선점들을 제공한다.
예시 프로세싱 시스템 플랫폼
도 13은 본 발명의 일부 실시예들이 구현될 수 있는 예시 프로세싱 시스템(1300)을 도시한다. 프로세싱 시스템(1300)은 여기서 간단한 것으로 도시되지만 다양한 요소들 사이에 정보를 통신하기 위한 임이의 통신 메커니즘일 수 있는 버스 서브시스템(1302), 및 정보를 프로세싱 하기 위해 버스 서브시스템(1302)에 결합되는 하나 이상의 프로세서들(1304)을 포함한다. 프로세싱 시스템(1300)은 또한 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM) 또는 다른 저장 서브시스템과 같이, 정보를 저장하기 위해 게다가 프로세서(들)(1304)에 의해 실행될 명령들을 저장하기 위해 버스 서브시스템(1302)과 결합되는 메인 메모리(1306)를 포함한다. 메인 메모리(1306)는 프로세서(들)(1304)에 의해 실행될 명령들의 실행 동안 임시 변수들 또는 다른 중간 정보를 저장하는데 이용될 수 있고, 이는 당업자에게 익숙할 것이다. 프로세싱 시스템(1300)은 프로세서(들)(1304)에 대한 정적 정보 및 명령들을 저장하기 위하여 버스 서브시스템(1302)에 결합되는 판독 전용 메모리(read only memory: ROM)(1308) 또는 다른 저장 서브시스템을 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 자기 디스크들 또는 광 디스크들과 같이, 하나 이상의 다른 저장 디바이스들(1310)이 제공되어 정보 및 명령들을 저장하기 위해 버스 서브시스템(1302)에 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 확장된 동적 범위, 확장된 차수 이미지 및 관련된 신호들을 레거시 비디오 인터페이스들을 통해 전달하기 위한 프로세싱 시스템(1300)의 이용에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 원격 물체들로 질의들을 재기록하는 것은 저장 요소들 중 하나 이상에, 예를 들면, 메인 메모리(1306)에 포함되는 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 실행하는 프로세서(들)(1304)에 응답하여 프로세싱 시스템(1300)에 의해 제공된다. 그와 같은 명령들은 저장 디바이스(들)(1310)와(과) 같이, 다른 컴퓨터-판독가능한 매체로부터 메인 메모리(1306)으로 판독될 수 있다. 메인 메모리(1306)에 포함되는 명령들의 시퀀스들의 실행으로 프로세서(들)(1304)는 본원에 기술된 프로세스 단계들을 실행하게 된다. 다중-프로세싱 장치 내의 하나 이상의 프로세서들은 또한 메인 메모리(1306) 내에 포함되는 명령들의 시퀀스들을 실행하는데 이용될 수 있다. 대안의 실시예들에서, 하드-와이어드(hard-wired) 회로소자는 본 발명을 구현하기 위해 소프트웨어 명령들 대신 또는 상기 소프트웨어 명령들과 결합하여 이용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예들은 하드웨어 회로소자 및 소프트웨어의 임의의 특정한 결합으로 제한되지 않는다.
프로세싱 시스템(1300)은 버스 서브시스템(1302)을 통해, 컴퓨터 이용자에게 정보를 디스플레이하기 위해 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이, 음극선 튜브(CRT), 유기 발광 디스플레이(organic light emitting display: OLED) 등과 같은 디스플레이(1312)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 문자숫자 및 다른 키들을 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들(1314)은 정보 및 명령 선택들을 프로세서(들)(1304)에 전달하기 위해 버스 서브시스템(1302)에 연결된다. 다른 유형의 이용자 입력 디바이스는 방항 정보 및 명령 선택들을 프로세서(들)(1304)에 전달하고 디스플레이(1312) 상에서 커서 이동을 제어하기 위한 마우스, 트랙볼, 또는 커서 방향 키들과 같은 커서 제어부(1316)이다. 그와 같은 입력 디바이스들은 디바이스가 평면에서 위치들을 지정하도록 하는 둘 이상의 대응하는 축들, 제 1 축은 예를 들면, x 및 제 2 축은 예를 들면, y에서 둘 이상의 자유도를 가질 수 있다.
본원에서 이용되는 용어 "컴퓨터 판독가능한 매체"는 실행을 위해 명령들을 저장하고 프로세서(들)(1304)에 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 칭한다. 그와 같은 매체는 비휘발성 저장 매체 및 휘발성 저장 매체를 포함하여, 저장 디바이스의 임의이 형태를 포함하지만 이로 제한되지 않는 많은 형태들을 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들면, 저장 디바이스(들)(1310)와(과) 같은 광 또는 자기 디스크들을 포함할 수 있다. 휘발성 매체는 메인 메모리(1306)과 같은 동적 메모리를 포함한다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 공통 형태들은 예를 들면, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 광 매체, 펀치 카드들, 페이퍼 테이프, 임의의 다른 레거시 또는 홀들의 패턴들을 구비한 다른 물리 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이후에 기술되는 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
컴퓨터 판독가능한 매체의 다양한 형태들은 실행을 위해 프로세서(들)(1304)에 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 반송하는데 포함될 수 있다. 예를 들면, 명령들은 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 상에서 반송될 수 있다. 원격 컴퓨터는 명령들을 자신의 동적 메모리에 로딩하고 모뎀을 이용하는 전화선을 통해 명령들을 송신할 수 있다. 프로세싱 시스템(1300)에 국지적인 모뎀은 전화선 상의 데이터를 수신하고 적외선 송신기를 이용하여 데이터를 적외선 신호로 변환할 수 있다. 버스 서브시스템(1302)에 결합되는 적외선 검출기는 적외선 신호 내에서 반송되는 데이터를 수신하고 상기 데이터를 버스 서브시스템(1302) 상에 배치할 수 있다. 버스 서브시스템(1302)은 데이터를 메인 메모리(1306)로 반송하고, 메인 메모리(1306)로부터 프로세서(들)(1304)는(은) 명령들을 검색하고 실행한다. 메인 메모리(1306)에 의해 수신되는 명령들은 선택적으로 프로세서(들)(1304)에 의한 실행 이전에 아니면 이후에 저장 디바이스(1310)에 저장될 수 있다.
프로세싱 시스템(1300)은 또한 버스 서브시스템(1302)에 결합되는 하나 이상의 통신 인터페이스들(1318)을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(1318)는 로컬 네트워크(1322)에 접속되는 네트워크 링크(1320)에 2방향 데이터 통신 연결을 제공한다. 예를 들면, 통신 인터페이스(들)(1318)는(은) 통합 서비스 디지털 네트워크(integrated services digital network: ISDN) 인터페이스 또는 디지털 가입자 라인(digital subscriber line: DSL), 케이블 또는 다른 모뎀을 포함하여 전화선의 대응하는 유형에 데이터 통신 접속을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(들)(1318)는 로컬 영역 네트워크(local area network: LAN) 인터페이스를 포함하여 호환 가능한 LAN에 데이터 통신 접속을 제공할 수 있다. 하나 이상의무선 링크들이 또한 포함될 수 있다. 임의의 이와 같은 구현예에서, 통신 인터페이스(들)(1318)는(은) 다양한 유형들의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림들을 반송하는 전기 전자기 또는 광 신호들을 송신 및 수신한다.
네트워크 링크(들)(1320)는(은) 전형적으로 하나 이상의 네트워크들을 통해 다른 데이터 디바이스들에 데이터 통신을 제공한다. 예를 들면, 네트워크 라인(들)(1320)은 로컬 네트워크(1322)를 통해 호스트 컴퓨터(1324)로의 또는 인터넷 서비스 제공자(Internet Service Provider: ISP)(1326)에 의해 운영되는 데이터 장비로의 접속을 제공할 수 있다. ISP(1326)는 순서대로, 흔히 "인터넷"(1328)으로 칭해지는 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스들을 제공한다. 로컬 네트워크(1322) 및 인터넷(1328) 이 양쪽 모두는 디지털 데이터 스트림들을 반송하는 전기, 전자기 또는 광 신호들을 이용한다. 다양한 네트워크들을 통하는 신호들 및 네트워크 라인(1320) 상에 있고 통신 인터페이스(1318)을 통하며 디지털 데이터를 프로세싱 시스템(1300)으로부터 및 프로세싱 시스템(1300)으로 반송하는 신호들은 정보를 운반하는 반송파들의 예시적인 형태들이다.
프로세싱 시스템(1300)은 네트워크(들), 네트워크 링크(1320) 및 통신 인터페이스(1318)을 통해, 메시지들을 송신하고 프로그램 명령들을 포함하는 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(1318)는 HDMI, SDI 등과 같은 레거시 미디어를 포함하는 하나 이상의 인터페이스 미디어를 통해 프로세싱 시스템(1300)으로 인코딩된 비디오 신호들을 송신할 수 있다. 인터넷의 예에서, 서버(1330)는 인터넷(1328), ISP(1326), 로컬 네트워크(1322) 및 통신 인터페이스(1318)을 통해 애플리케이션 프로그램에 대한 요청된 명령들을 송신할 수 있다. 본 발명에 따르면, 하아의 그러한 다운로딩된 애플리케이션은 상술한 바와 같이, 레거시 비디오 인터페이스들을 통한 비주얼 동적 범위, 확장된 차수 이미지 및 관련 신호들의 전달을 제공한다.
수신된 명령들은 자신이 수신되고/수신되거나 저장 디바이스(1310) 또는 이후에 실행하기 위해 다른 비휘발성 저장소에 저장될 때, 프로세서(들)(1304)에 의해 실행될 수 있다.
예시 IC 플랫폼 구현예
도 14는 예시 집적 회로(IC) 디바이스(1400)를 도시하고, 이 디바이스로 본 발명의 일부 실시예들이 구현될 수 있다. IC 디바이스(1400)는 입력/출력 피처(feature)(1401)를 가질 수 있다. I/O 피처(1401)는 입력 신호들을 수신하고 이 신호들을 라우팅 구조(1410)를 통해 프로세싱 유닛(1402)으로 라우팅하고, 프로세싱 유닛(1402)은 저장소(1403)와 기능한다. 입력/출력 피처(1401)는 또한 IC 디바이스(1400)의 다른 구성요소 피처들로부터 출력 신호들을 수신하고 라우팅 구조(1410)를 통해 신호 플로우의 일부를 제어할 수 있다.
디지털 신호 프로세싱 디바이스(DSP 디바이스) 피처(1404)는 디지털 신호 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 기능을 실행한다. 인터페이스(1405)는 외부 신호들에 액세스하고 이 신호들을 입력/출력 피처(1401)로 라우팅하고, IC 디바이스(1400)로 하여금 신호들을 이출하도록 한다. 라우팅 구조(1410)는 IC 디바이스(1400)의 다양한 구성요소 피처들 사이의 전력 및 신호들을 라우팅한다.
논리 게이트(logic gate)들의 어레이들과 같은 구성가능하고/구성가능하거나 프로그래밍가능한 프로세싱 요소들(1411)은 일부 실시예들에서 미디어 콘텐츠에 신뢰성있게 부합하는 미디어 핑거프린트(fingerprint)들을 추출하고 프로세싱하는 것과 관련될 수 있는 IC 디바이스(1400)의 전용 기능들을 실행할 수 있다. 저장소(1412)는 효과적으로 기능하기 위해 구성가능하고/구성가능하거나 프로그래밍가능한 프로세싱 요소들(1411)에 대해 충분한 메모리 셀들을 전용시킨다. 구성가능하고/구성가능하거나 프로그래밍가능한 프로세싱 요소들은 하나 이상의 전용 DSP 디바이스 피처들(1414)를 포함할 수 있다.
IC(1400)는 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 마이크로제어기, 또는 다른 구성가능한 또는 프로그래밍가능한 디바이스와 같은 프로그래밍가능한 논리 디바이스로서 구현될 수 있다. IC(1400)는 또한 주문형 반도체(ASIC) 또는 전용 DSP 디바이스로 구현될 수 있다. HDMI, VDI 등과 같은 레거시 미디어를 포함하는, 미디어 인터페이스들을 통해 비디오 및 오디오 신호들을 송신하는 것이 가능하도록 하는 상기 비디오 및 오디오 신호들을 인코딩하기 위한 포맷들은 예를 들면, 저장 피처(1403)에 의해, IC(1400)로 저장 또는 프로그램될 수 있다.
구체적으로 달리 진술되지 않으면, 다음의 명세서로부터 명백해지듯이, 영세서 전체를 통해 "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등과 같은 용어들을 이용한 논의들은 전자와 같은 물리량으로 표현되는 데이터를 물리량으로 유사하게 표현되는다른 데이터를 조작 및/또는 변형하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨치 디바이스의 동작 및/또는 프로세스들을 칭하는 것이 인정된다.
유사한 방식으로, 용어 "프로세서"는 예를 들면, 레지스터들 및/또는 메모리로부터의 전자 데이터를 프로세싱하여 상기 전자 데이터를 예를 들면, 레지스터들 및/또는 메모리에 저장될 수 있는 다른 전자 데이터로 변환하는 임의의 디바이스 또는 디바이스의 부분을 칭할 수 있다. "컴퓨터" 또는 "컴퓨팅 기계" 또는 "컴퓨팅 플랫폼"은 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다.
여러 요소들, 예를 들면, 여러 단계들을 포함하는 방법들이 기술될 때, 구체적으로 진술되지 않는 한, 그와 같은 요소들, 예를 들면, 단계들의 순서가 수반되는 않는 것을 주목하라.
일부 실시예들에서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 디지털 신호 프로세싱 디바이스와 같은 프로세싱 시스템의 하나 이상의 프로세서들 또는 적어도 하나의 프로세서 요소를 포함하는 서브시스템 및 저장 서브시스템에 의해 실행될 때 상술한 바와 같은 방법을 실행하도록 하는 명령들로 구성되거나, 예를 들면, 상기 명령들로 인코딩된다.
컴퓨터 판독가능한 매체가 예시적인 실시예에서 단일 매체이도록 도시될지라도, 용어 "매체"는 명령들의 하나 이상의 세트들을 저장하는 단일 매체 또는 다중 매체, 예를 들면, 서너개의 메모리들, 중앙집중식 또는 분산식 데이터베이스, 및/또는 관련된 캐시(caches)들 및 서버들을 포함하는 것으로 취해져야만 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 임의의 특정한 구현예 또는 프로그래밍 기술로 제한되지 않고 본 발명은 본원에 기술된 기능을 구현하기 위한 임의의 적절한 기술들을 이용하여 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 실시예들은 임의의 특정한 프로그래밍 언어 또는 운영 시스템으로 제한되지 않는다.
본 명세서 전체에 걸친 "하나의 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 실시예들과 함게 기술되는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 내에 포함되는 것을 의미한다. 그러므로, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 장소에서 어구 "하나의 실시예에서", "일부 실시예들에서" 또는 "실시예에서"가 등장하는 것은 반드시 모두 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니지만, 칭할 수도 있다. 더욱이, 특정한 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있고, 이는 본 명세서로부터 당업자에게는 명백할 것이다.
유사하게, 본 발명의 예시적인 실시예들의 상기 설명에서, 본 발명의 다양한 특징들은 본 발명을 능률적으로 하고 다양한 발명의 양태들 중 하나 이상의 이해에 도움을 줄 목적으로 때로는 단일 실시예, 도면, 또는 이들의 설명에서 함께 그룹화되는 것이 인정되어야 한다. 그러나, 이 개시의 방법은 청구된 발명이 각각의 청구항에서 명확하게 열거된 것보다 더 많은 특징들을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 다음의 청구항들이 반영하는 바와 같이, 발명의 양태들은 단일한 이전의 개시된 실시예의 모든 특징들보다 더 적게 존재한다. 그러므로, 예시적인 실시예들의 기술을 따르는 청구항들은 이로 인해 분명하게 본 예시적인 실시예들의 기술에 통합되고, 각각의 청구항은 본 발명의 개별 실시예로서 독립되어 있다.
더욱이, 본원에서 기술되는 일부 실시예들은 일부 그러나 다른 실시예들에 포함되는 다른 특징들이 아닌 특징들을 포함할지라도, 상이한 실시예들의 특징들의 결합들은 본 발명의 범위 내에 있고, 상이한 실시예를 형성하는 것으로 의도되고, 이는 당업자에게 이해될 것이다. 예를 들면, 다음의 청구항들에서, 청구된 실시예들 중 임의의 청구항은 임의의 결합으로 이용될 수 있다.
더욱이, 실시예들의 일부는 본원에서 방법 또는 프로세싱 시스템의 프로세서에 의해 또는 그 기능을 실행하는 다른 수단에 의해 구현될 수 있는 방법의 요소들의 결합으로 기술된다. 그러므로, 그와 같은 방법 또는 방법의 요소를 실행하기 위한 필요한 명령들을 가지는 프로세서는 방법 또는 방법의 요소를 실행하기 위한 수단을 형성한다. 더욱이, 본원에서 장치 실시예로 기술되는 요소는 본 발명을 실행할 목적으로 요소에 의해 실행되는 기능을 실행하기 위한 수단의 예이다.
본원에서 제공되는 설명에서, 많은 특정한 세부사항들이 진술된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이 특정한 세부사항들 없이 실시될 수 있음이 이해된다. 다른 예들에서, 널리 공지되어 있는 방법들, 구조들 및 기술들은 본 설명의 이해를 모호하게 하지 않도록 상세사게 도시되지 않았다.
본원에서 이용되는 바와 같이, 달리 지정되지 않으면, 공통 물체를 기술하기 위한 서수 형용사들 "제 1", "제 2", "제 3"의 이용은 단지 유사한 물체들의 여러 실례들을 칭하는 것을 나타내고, 그렇게 기술된 물체들이 제공된 시퀀스로, 시간적이거나 공간적으로, 순위화되고, 또는 임의의 다른 방식으로 되어야 하는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
본원에서 인용되는 모든 미국 특허들, 미국 특허 출원들, 및 미국을 지정국으로 하는 국제(PCT) 특허 출원들은 이로써 본원에 참조로서 통합된다. 특허법 및 특허 시행령들이 정보를 참조로서 자체적으로 통합한 자료를 참조로서 통합하는 것을 수용하지 않는 경우, 본원에서 자료를 참조로서 통합하는 것은 그러한 정보가 본원에 명시적으로 참조로서 통합되지 않으면, 참조 자료에 의해 참조로서 그렇게 통합된 것에서 참조로서 통합된 임의의 정보를 배제한다.
본 명세서에서 종래 기술의 어떠한 논의도 그와 같은 종래 기술이 널리 공지되어 있거나, 공개적으로 공지되어 있거나, 상기 분야에서 일반적인 지식의 일부를 형성하는 것으로 결코 고려되지 않아야 한다.
아래 청구항들 및 본원의 설명에서, 용어들(comprising, comprised of, 또는 which comprises) 중 어느 하나는 적어도 이후의 요소들/피처들을 포함하지만, 다른 것을 배제하지 않는 것을 의미하는 개방 용어이다. 그러므로, 용어(comprising)은 청구항들에서 이용될 때, 이후에 기재되는 수단들 또는 요소들 또는 단계들로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들면, A 및 B를 포함하는 디바이스라는 표현의 범위는 단지 요소들 A 및 B만으로 구성되는 디바이스들로 제한되지 않아야 한다. 본원에 이용되는 바와 같이, 용어(including 또는 which includes 또는 that includes)는 또한 적어도 용어 이후의 요소들/피처들을 포함하지만 다른 것들을 배제하지 않는 것을 또한 의미하는 개방 용어이다. 그러므로, including은 comprising과 동의어이고 comprising을 의미한다.
유사하게, 용어(coupled)가 청구항들에서 이용될 때, 단지 직접 접속들만으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 용어("coupled" 및 "connected")는 이들의 파생어와 함께, 이용될 수 있다. 이 용어들은 서로에 대한 동의어로 의도되지 않음을 이해되어야 한다. 그러므로 표현(디바이스(B)에 결합된 디바이스(A))은 디바이스 A의 출력부가 디바이스 B의 입력부에 직접적으로 접속되는 디바이스들 또는 시스템들로 제한되어서는 안 된다. 이는 A의 출력부 및 B의 입력부 사이에 다른 디바이스들 또는 수단들을 포함하는 경로일 수 있는 경로가 있을 수 있음을 의미한다. "coupled"는 둘 이상의 요소들이 직접적인 물리 또는 전기 접촉 상태이거나, 둘 이상의 요소들이 서로 직접적인 접촉 상태는 아니지만 여전히 서로 공동 동작하거나 상호 작용하는 것을 의미할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 바람직한 실시예들로 생각되는 것이 기술되었을지라도, 당업자는 다른 및 추가적인 수정들이 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 행해질 수 있고 본 발명의 범위 내에 해당하는 모든 그러한 변형들 및 수정들을 주장하도록 의도되는 것을 인식할 것이다. 예를 들면, 상술한 임의의 식은 단지 이용될 수 있는 절차들을 나타낸다. 기능들은 추가되거나 블록도들로부터 삭제될 수 있고 동작들은 기능 블록들 사이에서 교환될 수 있다. 단계들은 본 발명의 범위 내에서 기술되는 방법들에 추가되거나 삭제될 수 있다.
1001: 블루-레이 디스크 재생기
1013 : VDR 신호 가능 디스플레이 1300: 프로세싱 시스템
1312 : 디스플레이

Claims (60)

  1. 이미지 데이터를 변환하는 방법에 있어서,
    영상 요소의 컬러 성분들을 나타내는 데이터를 수용하는 단계;
    상기 컬러 성분들이 디바이스 독립 컬러 공간 내에 있지 않는 경우, 상기 컬러 성분들을 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들로 변환하는 단계;
    상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들을 LD, u' 및 v'로 표시되는 세 변수들에 의해 표현되는 비주얼 동적 범위(visual dynamic range: VDR) 데이터로 변환하는 단계로서, 여기서 LD가 범위 [0,1] 내에 있는 경우,
    LD = (αlog2Y) + β이고,
    Y는 상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내의 cd/㎡ 단위의 휘도 값의 값을 표시하고, α는 스케일 파라미터(scale parameter)를 표시하고, β는 바이어스 파라미터(bias parameter)를 표시하고,
    u', v'는 상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간에서의 색도 값인, 상기 변환 단계; 및
    상기 LD, u', 및 v' 값들을, n으로 표시되는 제 1 수의 비트들의 디지털 LD값 및 각각 m으로 표시되는 제 2 수의 비트들의 디지털 u' 및 v' 값들로 양자화하는 단계를 포함하고,
    여기서, α = 77/2048이고 β = 1/2이면,
    Figure 112012100877044-pct00038
    이 되는, 이미지 데이터 변환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    D'L로 표시되는 n-비트 디지털 LD 값 및 D'u 및 D'v로 각각 표시되는 정수로서 표현되는 m-비트 디지털 u' 및 v' 값들은,
    D'L = INT[(253LD + 1)·2n-8]
    D'u = INT[(Su' + B)·2m-8] 및
    D'v = INT[(Sv' + B)·2m-8]이고,
    여기서, 파라미터 S = 406 + 43/64이고 파라미터 B = 35/64이고, INT[·]는 0.5보다 크거나 같은 분수 부분을 갖는 임의의 수를 다음의 가장 높은 정수 값까지 반올림하고 0.5 미만의 분수 부분을 갖는 임의의 수를 내림하는 것을 포함하는, 임의의 수를 반올림하는 정수 함수인, 이미지 데이터 변환 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 비트들의 제 1 수 n은 최소 10이고, 상기 비트들의 제 2 수 m은 최소 10인, 이미지 데이터 변환 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 비트들의 제 2 수 m은 최소 11인, 이미지 데이터 변환 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 비트들의 제 1 수 n 및 상기 비트들의 제 2 수 m의 각각은 최소 11인, 이미지 데이터 변환 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    컬러의 32 비트 표현에서, n은 10 비트들이고 m은 11 비트들이고, 또는 컬러의 35 비트 표현에서, n은 11 비트들이고 m은 12 비트들이고, 또는 컬러의 36 비트 표현에서 n은 12 비트들이고 m은 12 비트들인, 이미지 데이터 변환 방법.
  7. 이미지 데이터를 변환하는 방법에 있어서,
    영상 요소의 컬러 성분들을 나타내는 데이터를 수용하는 단계;
    상기 컬러 성분들이 디바이스 독립 컬러 공간 내에 있지 않는 경우, 상기 컬러 성분들을 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들로 변환하는 단계;
    상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들을 LD, u' 및 v'로 표시되는 세 변수들에 의해 표현되는 비주얼 동적 범위(VDR) 데이터로 변환하는 단계로서, 여기서 LD가 범위 [0,1] 내에 있는 경우,
    LD = (αlog2Y) + β이고,
    Y는 상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1931 XYZ 컬러 공간 내의 cd/㎡ 단위의 휘도 값의 값을 표시하고, α는 스케일 파라미터를 표시하고, β는 바이어스 파라미터를 표시하고,
    u', v'는 상기 디바이스 독립 컬러 공간 내의 값들에 대응하는 CIE-1976 휘도-색도 컬러 공간에서의 색도 값인, 상기 변환 단계; 및
    상기 LD, u', 및 v' 값들을, n으로 표시되는 제 1 수의 비트들의 디지털 LD 값으로, 및 m으로 표시되는 제 2 수의 비트들의 디지털 u' 및 v' 값들로 각각 양자화하는 단계를 포함하고,
    여기서, 컬러의 32 비트 표현에서, n은 10 비트들이고 m은 11 비트들이고, 또는 컬러의 35 비트 표현에서, n은 11 비트들이고 m은 12 비트들이고, 또는 컬러의 36 비트 표현에서 n은 12 비트들이고 m은 12 비트들인, 이미지 데이터 변환 방법.
  8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용된 데이터는 비디오 데이터의 일부이고, 상기 양자화된 휘도 관련 값들 및 상기 양자화된 색도 관련 값들은 동일한 공간 해상도에 있고, 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + 2m 비트들이 존재하게 되는, 이미지 데이터 변환 방법.
  9. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용된 데이터는 비디오 데이터의 일부이고, 상기 양자화된 색도 관련 값들은 상기 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고, 평균 VDR 데이터의 픽셀당 n + m 비트들이 존재하게 되는, 이미지 데이터 변환 방법.
  10. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 LD, u' 및 v' 값들에 의해 표현되는 비주얼 동적 범위(VDR) 데이터는 비주얼 동적 범위(VDR) 비디오 신호 데이터를 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 비주얼 동적 범위(VDR) 비디오 신호 데이터를 레거시 비디오 인터페이스(legacy video interface)에 부합하는 컨테이너 포맷(container format)으로 매핑(mapping)하는 단계를 추가로 포함하고;
    상기 비주얼 동적 범위 데이터는 상기 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능한, 이미지 데이터 변환 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    VDR과는 다른 형태로 비디오 신호 데이터로부터 VDR 비디오 신호 데이터를 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 레거시 비디오 인터페이스는 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface: HDMI) 인터페이스인, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 상기 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:2 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평 인접 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 12개의 최상위(most significant) 비트들이 상기 컨테이너 내의 Y 값들로 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 쌍의 픽셀들에 대한 색도 관련 데이터의 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cb 및 Cr 값들로 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들로 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 상기 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들로 할당되는 나머지 비트 위치 또는 위치들로 매핑되는, 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 상기 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:2:2 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평 인접 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 12개의 최상위 비트들이 상기 컨테이너 내의 Y 값들로 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 쌍의 픽셀들에 대한 v' 관련 데이터의 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cb 값들로 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, 상기 쌍의 픽셀들에 대한 u' 관련 데이터의 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cr 값들로 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들로 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 상기 쌍의 제 1 픽셀의 상기 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cb 값들로 할당되는 나머지 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들로 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 상기 쌍의 제 2 픽셀의 상기 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 상기 컨테이너 내의 Cr 값들로 할당되는 나머지 비트 위치 또는 위치들들로 매핑되는, 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 상기 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI RGB 4:4:4 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인전합 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 상기 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 컨테이너 내의 RGB 성분들 중 특정한 하나에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터의 비트들이 상기 컨테이너 내의 다른 두 RGB 성분들에 할당되는 최상위 비트 위치들로 매핑되고, Y 값들에 전용되는 위치 또는 위치들로 매핑되지 않는 휘도 관련 데이터의 임의의 비트 또는 비트들이 상기 컨테이너 내의 다른 두 RGB 성분들에 할당되는 나머지 비트 위치 또는 위치들로 매핑되는, 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 상기 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀 당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI RGB 4:4:4 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인전합 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 상기 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 컨테이너 내의 G 값에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 B 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 2 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 R 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 최하위 비트들은 상기 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 R 값들로 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 제 1 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들이 상기 제 1 픽셀에 대한 컨테이너 내의 R 값에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 최하위 비트들은 상기 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 B 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 제 2 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들은 상기 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 B 값에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되는, 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인접한 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 색도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 제 1 픽셀 및 제 2 픽셀에 대한 상기 LD 관련 데이터의 최하위 비트들 및 상기 픽셀들의 쌍에 대한 상기 색도 관련 데이터의 최하위 비트들이 상기 제 1 및 제 2 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cr 및 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되는, 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 양자화된 색도 관련 값들이 양자화된 휘도 관련 값들의 수평 공간 해상도의 절반에 있고 평균 VDR 데이터의 픽셀당 n + m 비트들이 존재하게 되고, 여기서 상기 레거시 비디오 인터페이스는 24-비트 HDMI YCbCr 4:4:4 인터페이스이고, 제 1 픽셀 및 인접한 제 2 픽셀로 구성되는 수평으로 인접한 픽셀들의 쌍의 컬러 값들의 경우, 상기 매핑은 각각의 픽셀에 대한 휘도 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 컨테이너 내의 Y 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 1 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 2 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 v' 관련 데이터의 최하위 비트들이 상기 제 1 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 제 1 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들이 상기 제 1 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 8개의 최상위 비트들이 상기 쌍의 제 2 픽셀에 대한 컨테이너 내의 Cr 값들에 할당되는 비트 위치들로 매핑되고, 상기 픽셀들의 쌍에 대한 u' 관련 데이터의 최하위 비트들이 상기 제 2 픽셀에 대한 사익 컨테이너 내의 Cb 값에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되고, 상기 제 2 픽셀에 대한 LD 관련 데이터의 최하위 비트들이 제 2 픽셀에 대한 상기 컨테이너 내의 Cb 값들에 할당되는 비트 위치들의 일부로 매핑되는, 그러한 매핑인, 이미지 데이터 변환 방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 레거시 비디오 인터페이스는 시리얼 디지털 인터페이스(Serial Digital Interface: SDI) 인터페이스인, 이미지 데이터 변환 방법.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제 10 항에 있어서,
    상기 수용된 데이터는 비디오 데이터의 일부이고, 상기 비디오 데이터는 확장된 차수 비디오 자료를 포함하고, 상기 확장된 차수 비디오 자료에 대해, 상기 비주얼 동적 범위(VDR) 비디오 신호 데이터를 상기 컨테이너 포맷으로 매핑하는 단계는:
    상기 비디오 자료의 좌안 뷰(left eye view) 및 우안 뷰에 각각 부합하는 이미지 성분들의 쌍을 동시에 인코딩하는 단계; 및
    상기 이미지 성분들의 쌍을 스테레오스코픽(stereoscopic) 식으로 통합되는 이미지 프레임으로 인터리빙(interleaving)하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
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  32. 이미지 데이터를 변환하는 방법에 있어서,
    비주얼 동적 범위(VDR) 또는 확장된 차수 중 적어도 하나를 특징으로 하는 비디오 자료에 대한 신호를 규정하는 단계; 및
    상기 규정된 비디오 신호의 데이터를 레거시 비디오 인터페이스에 부합하는 컨테이너 포맷으로 매핑하는 단계를 포함하고;
    상기 비주얼 동적 범위 또는 확장된 차수 비디오 신호 데이터는 상기 레거시 미디어 인터페이스를 통해 운반가능한, 이미지 데이터 변환 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 비디오 신호 데이터의 명도 성분은 대수 스케일(logarithmic scale), 상기 명도 성분의 멱 함수, 또는 지각 모델로부터 도출되는 값들의 룩업 테이블 중 적어도 하나로 표현되는, 이미지 데이터 변환 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 규정하는 단계는 상기 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 물리 휘도 값으로부터 고정 지점 로그-휘도 값을 계산하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 비디오 신호 데이터의 적어도 두 컬러 성분들은 선형 스케일, 상기 컬러 성분들의 각각의 멱 함수, 또는 지각 모델로부터 도출되는 값들의 룩업 테이블 중 적어도 하나로 각각 표현되는, 이미지 데이터 변환방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 규정하는 단계는 상기 확장된 범위 비디오 자료와 연관되는 컬러 성분들의 세트에 대한 변환을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 변환은 적어도 2개의 선형 컬러 스케일들을 통해 컬러 값들을 규정하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 컬러 성분들은 XYZ 컬러 공간에 대응하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    적어도 2개의 선형 컬러 스케일들은 각각 (u', v') 컬러 공간 내의 좌표들에 각각 대응하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 매핑 단계는 로그-휘도 값들 및 각각의 상기 2개의 컬러 스케일들로부터의 복수의 컬러 값들을 상기 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는 4:2:2 데이터 컨테이너로 매핑하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 매핑하는 단계는:
    상기 컬러 값들이 상기 컬러 스케일들에 대해 관련되는 순서 중에서, 각각의 상기 컬러 스케일들로부터의 컬러 값들의 모든 다른 쌍들을 선택하는 단계; 및
    선택된 값들의 쌍들로 상기 매핑 단계를 실행하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 매핑하는 단계는:
    로그-휘도 값들을 상기 레거시 비디오 미디어와 연관되는 포맷에 부합하는 4:4:4 데이터 컨테이너의 루마(luma) 관련 채널로 매핑하는 단계;
    상기 두 컬러 스케일들 중 제 1 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 최상위 비트들을 상기 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 1 컬러 채널의 우수(even) 픽셀들로 매핑하는 단계; 및
    상기 두 컬러 스케일들 중 제 2 스케일로부터의 컬러 값들의 각각에 대한 최상위 비트들을 상기 4:4:4 데이터 컨테이너의 제 1 컬러 채널의 기수(odd) 픽셀들로 매핑하는 단계를 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  42. 제 32 항에 있어서,
    상기 비디오 신호 데이터는, 확장된 동적 범위 자료를 상기 레거시 미디어 인터페이스를 통해 렌더링하는 능력을 갖는 디스플레이에서 수신 시에, 상기 디스플레이 상에 상기 확장된 범위 비디오 자료를 효과적으로 렌더링하도록 디코딩가능한, 이미지 데이터 변환 방법.
  43. 제 32 항에 있어서,
    확장된 동적 범위 자료를 렌더링하는 능력이 없는 디스플레이에서 상기 레거시 미디어 인터페이스를 통한 수신 시에, 상기 비디오 신호 데이터는 상기 비디오 콘텐츠를 디스플레이 관련 동적 범위에서 보이게 렌더링하도록 디코딩가능한, 이미지 데이터 변환 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 디스플레이 관련 동적 범위는 상기 확장된 동적 범위보다 더 협소한, 이미지 데이터 변환 방법.
  45. 제 32 항에 있어서,
    상기 확장된 동적 범위는 고 동적 범위, 비주얼 동적 범위, 광 색역(gamut), 비주얼 색역, 또는 3차원 비디오 콘텐츠 중 하나 이상을 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
  46. 제 32 항에 있어서,
    상기 레거시 미디어 인터페이스는 고 선명도 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface: DVI), 시리얼 디지털 인터페이스(Serial Digital Interface: SDI), 및 디스플레이-포트 인터페이스(DisplayPort interface) 중 하나 이상을 포함하는, 이미지 데이터 변환 방법.
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