KR20190000811A - 이미지를 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 lt에 톤 적응시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은:
- 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)을 획득하는 단계,
- 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p) 및 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)의 가중합으로서 타겟 확장 지수들 E_T(p)을 획득하는 단계,
- 획득된 타겟 확장 지수 E_T(p)를 이미지의 낮은 동적 범위 버전의 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용하여, 타겟 휘도 값들 Y_T을 도출하는 단계,
- 상기 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 상기 이미지의 톤-적응된 버전을 구축하는 단계를 포함한다.

Description

이미지를 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 LT에 톤 적응시키기 위한 방법{METHOD FOR TONE ADAPTING AN IMAGE TO A TARGET PEAK LUMINANCE LT OF A TARGET DISPLAY DEVICE}

본 발명은 이미지들의 동적 범위 변환(dynamic range transformation)에 관한 것이고, 특히 그러나 비배타적으로, 적어도 낮은 동적 범위 이미지들로부터 높은 동적 범위 이미지들을 생성하기 위한 이미지 프로세싱에 관한 것이다.

특히, 지수를 갖는 지수 함수(exponent function)를 사용하여 이러한 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR(또는 저역 통과 필터링된 휘도 값들 Y_{LDR - LPF})을 지수적으로 스케일링(scaling)함으로써, 이미지의 대응하는 높은 동적 범위(high dynamic rang)(HDR) 버전의 컬러들을 생성하기 위해, 이러한 이미지의 낮은 동적 범위(low dynamic range)(LDR) 버전의 휘도 값들 Y_LDR을 확장된 휘도 값들 Y_HDR로 변환하는 것이 WO2015/096955로부터 공지되어 있다. LDR 이미지의 각각의 픽셀 p에 대해, 예를 들어 WO2015/096955, WO2017/032822 및 WO2017/036908에 개시된 바와 같이, 지수 E_HDR(p)의 값이 컴퓨팅될 수 있다. 이미지의 각각의 픽셀에 대한 이러한 지수 E_HDR(p)의 값들은 확장 지수 맵(expansion exponent map)을 형성한다.

그 다음, 이러한 지수 역 톤 매핑(inverse Tone Mapping)(iTM)은 다음 수식으로 요약될 수 있다:

- 여기서

은 이미지의 픽셀 p의 컬러의 낮은 동적 범위 휘도 값, 즉,

, 또는 예를 들어, WO2017/190850에 개시된 바와 같이 예를 들어, 동일한 컬러의 저역 통과 필터링된 휘도 값과 동일할 수 있고;

- 여기서

는, 예를 들어, 휘도 확장에 의해 평활화될 수 있는 세부사항들을 향상시키기 위해 및/또는 이미지의 확장된 버전의 잡음을 제거하기 위해 WO2015/096955에 개시된 바와 같이 적응된 스케일링 함수(scaling function)이다.

일반적으로, 컬러들의 휘도 값들의 범위 모두가, LDR 디스플레이 디바이스가 디스플레이할 수 있는 최대 휘도에 대응하는 낮은 피크 휘도 레벨 L_LDR과 동일하거나 그보다 열등하도록 이미지의 LDR 버전이 제공된다. 이러한 LDR 버전이 B_LDR 비트들을 사용하여 코딩되면, 낮은 피크 휘도 레벨 L_SDR은 코딩된 값 2^B _LDR-1에 대응한다. B_LDR = 10인 경우 및 L_LDR = 100 nits인 경우, 코딩된 값 1023은 100 nits에 대응한다.

예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이 생성될 때, 이미지의 HDR 버전은 컬러들의 휘도 값들의 범위 모두가, 주어진 HDR 디스플레이 디바이스가 디스플레이할 수 있는 최대 휘도에 대응하는 더 높은 피크 휘도 레벨 L_HDR과 동일하거나 그보다 열등하게 된다. 이는, 이미지의 주어진 HDR 버전이 특히 L_HDR과 동일한 피크 휘도 레벨을 갖는 디스플레이 디바이스들에 의해 디스플레이되도록 적응됨을 의미한다. 이러한 HDR 버전이 B_HDR 비트들을 사용하여 코딩되면, 높은 피크 휘도 레벨 L_HDR은 코딩된 값 2^B _HDR-1에 대응한다. B_HDR = 12이고 L_HDR = 1000 nits이면, 코딩된 값 4095은 1000 nits에 대응한다.

L_LDR< L_T <L_HDR, 또는 L_T > L_HDR인 경우에는 항상, 낮은 피크 휘도 레벨 L_LDR과 상이하고 높은 피크 휘도 레벨 L_HDR과 상이한 타겟 피크 휘도 L_T를 갖는 타겟 디스플레이 디바이스에 의해 이미지가 디스플레이되어야 하는 경우 문제가 발생한다. 즉, 이러한 문제는, HDR 이미지가 생성되었거나 생성될 수 있는 높은 피크 휘도 레벨 L_HDR과 상이한 타겟 피크 휘도 L_T에 대한 이미지의 톤 적응이다

문헌 WO2013/046095는 이러한 문제를 해결하기 위한 몇몇 솔루션들을 개시한다.

본 발명의 목적은 특히 지수 역 톤 매핑의 상황에서 상기 문제를 해결하는 것이다.

이러한 목적으로, 본 발명의 주제는, 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이미지의 높은 동적 범위 버전의 확장된 휘도 값들 Y_HDR을 얻기 위해, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 상기 이미지의 낮은 동적 범위 버전으로부터, 그리고 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용될 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p)로부터, 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T로 상기 이미지를 톤 적응시키기 위한 이미지 프로세싱 방법으로서, 상기 방법은,

상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용되는 경우 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR이 높은 동적 범위 [0, L_HDR] 내에서 선형으로 스케일링되도록, 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)을, 바람직하게는 컴퓨팅함으로써 획득하고,

높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1로, 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p) 및 획득된 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)의 가중합으로서 타겟 확장 지수들 E_T(p)을, 바람직하게는 컴퓨팅함으로써 획득하는 단계 - 이러한 가중치 α_in는 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T와 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 이러한 차이는 높은 피크 휘도 L_HDR과 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링됨 -,

획득된 타겟 확장 지수 E_T(p)를 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용하여, 타겟 휘도 값들 Y_T를 도출하는 단계,

상기 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 상기 이미지의 톤-적응된 버전을 구축하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p), 획득된 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p) 및 획득된 타겟 확장 지수들 E_T(p)는 제1, 제2 및 제3 맵을 형성한다.

바람직하게는, 낮은 동적 범위 확장 지수 E_LDR(p)의 가중치는 1-α_in와 동일하다.

본 발명의 주제는 또한, 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이미지의 높은 동적 범위 버전의 확장된 휘도 값들 Y_HDR을 얻기 위해, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 상기 이미지의 낮은 동적 범위 버전으로부터, 그리고 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용될 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p)로부터, 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T로 상기 이미지를 톤 적응시키기 위한 이미지 프로세싱 디바이스로서, 상기 디바이스는 상기 방법을 구현하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.

본 발명의 주제는 또한 이러한 이미지 프로세싱 디바이스를, 예를 들어, 카메라, TV 세트, 모니터, 헤드 장착 디스플레이, 셋톱 박스, 게이트웨이, 스마트폰 및 태블릿으로서 통합하는 전자 디바이스이다.

본 발명의 주제는 또한, 프로그램이 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 경우, 상기 방법의 단계들을 실행하기 위한 프로그램 코드의 명령어들을 반송하는 비일시적 저장 매체에 관한 것이다.

본 발명의 주제는 또한, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이러한 이미지의 낮은 동적 범위 버전으로부터, 그리고 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이미지의 높은 동적 범위 버전으로부터, 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T로 이미지를 톤 적응시키기 위한 이미지 프로세싱 방법으로서, 상기 방법은,

상기 이미지의 각각의 픽셀 p에 대해, 높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1로, 이러한 픽셀의 스케일링된 낮은 동적 범위 휘도 Y'_{SC - LDR}(p)와 이미지의 높은 동적 범위 버전에서 동일한 픽셀의 높은 동적 범위 휘도 Y_HDR(p)의 가중합에 기초하여 타겟 휘도 Y'_T(p)를 컴퓨팅하는 단계 - 가중치 α_in는 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T와 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 이러한 차이는 높은 피크 휘도 L_HDR과 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링되고, 상기 스케일링된 낮은 동적 범위 휘도 Y'_SC-LDR(p)는 낮은 동적 범위 [0, L_LDR] 내에서 동일한 픽셀 Y_LDR(p)의 낮은 동적 범위 휘도 값을 선형으로 스케일링함으로써 획득됨 -,

상기 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 상기 이미지의 톤-적응된 버전을 구축하는 단계를 포함한다.

본 발명의 주제는 또한 이러한 방법을 구현하도록 구성된 이미지 프로세싱 디바이스 및 이러한 이미지 프로세싱 디바이스를 통합하는 전자 디바이스이다.

본 발명은 비제한적인 예들의 방식으로 첨부된 도면을 참조하여 주어지는 다음의 설명을 읽음으로써 더욱 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 타겟 피크 휘도 L_T의 차이 값들에 대해, 이미지의 픽셀들 p의 타겟 휘도 값들 Y_T(p)로의 LDR 휘도 값들 Y_LDR(p)의 톤 확장(tone expansion)을, 이러한 이미지의 톤 적응(tone adaptation)의 제1 실시예에 따라 예시한다.

도면들에 도시된 다양한 엘리먼트들의 기능들은 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다.

본 발명은 다양한 형태들의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 프로세서들, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 용어 "프로세서"는 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 배타적으로 지칭하는 것으로 해석되어서는 안되며, 디지털 신호 프로세서("DSP") 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리("ROM") 소프트웨어, 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및 비휘발성 스토리지를 묵시적으로 포함할 수 있고, 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명은 특히 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 프로그램 저장 유닛 상에 유형적으로 구체화된 애플리케이션 프로그램으로서 구현될 수 있다. 이러한 소프트웨어는 다른 소프트웨어에 통합될 플러그-인의 형태를 취할 수 있다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적절한 아키텍처를 포함하는 이미지 프로세싱 디바이스에 업로드되고 그에 의해 실행될 수 있다.

바람직하게는, 이미지 프로세싱 디바이스는 하나 이상의 중앙 프로세싱 유닛들("CPU") 또는 프로세서들, 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및 입력/출력("I/O") 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 시스템 및 마이크로 명령어 코드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 CPU에 의해 실행될 수 있는 마이크로 명령어 코드의 일부 또는 애플리케이션 프로그램의 일부 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 컴퓨터 플랫폼은 타겟 피크 휘도 L_T를 갖는 타겟 디스플레이 디바이스에 연결된다. 또한, 다양한 다른 주변 유닛들은 이미지들을 수신하도록 구성되는 이미지 수신 디바이스, 이미지 데이터를 저장하도록 구성되는 추가적인 데이터 저장 유닛, 원격 제어 유닛, 등과 같은 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다. 이러한 이미지 프로세싱 디바이스는 이미지들을 수신 및/또는 저장할 수 있는 전자 디바이스, 예를 들어, 카메라, TV 세트(TV set), 셋톱박스, 모니터, 게이트웨이, 스마트폰, 태블릿, 헤드-장착 디스플레이(head-mounted display)의 일부일 수 있다.

이미지의 톤 적응을 위한 이러한 이미지 프로세싱 디바이스의 모든 컴포넌트들은 이하 설명되는 방법의 제1 또는 제2 실시예들의 상이한 단계들을 구현하기 위해 그 자체로 공지된 방식으로 구현된다.

제1 실시예:

이러한 제1 실시예에서, 이미지 프로세싱 디바이스는 하기 데이터를 수신 및/또는 저장한다고 가정된다:

- 이미지의 각각의 픽셀에 대한 LDR 휘도 값 Y_LDR(p)을 제공하는, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 LDR 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이되도록 적응된 이미지의 LDR 버전 - 이러한 LDR 버전은 일반적으로 B_LDR 비트들(예를 들어, 256개의 상이한 값들에 대응하는 8 비트)에 걸쳐 이진 코딩됨 -;

- 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 HDR 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이될 HDR 버전을 생성하기 위해 LDR 버전의 휘도 값들을 확장하는데 사용될 HDR 확장 지수들 E_HDR(p)의 맵 - 이러한 HDR 버전은 일반적으로 더 넓은 범위 [0, N_HDR](예를 들어, 1024개의 상이한 값들에 대응하는 10 비트) 내에서 2진 코딩될 것임 -;

- 이러한 이미지 프로세싱 디바이스에 연결되는(또는 그에 연결될) 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T.

동일한 이미지의 LDR 버전을 HDR 버전과 비교하기 위해, 이러한 실시예의 제1 단계에서, LDR 버전의 휘도 값들은 높은 동적 범위 [0, L_HDR] 내에서 선형으로 스케일링되어 스케일링된 LDR 휘도 값들 Y_SC-LDR(p)가 획득된다. 이러한 스케일링 단계의 목적은 HDR 버전의 휘도 값들의 범위에 걸쳐 LDR 버전의 휘도 값들을 스케일링하는 것이다. 예를 들어, 다음 수식에 따라 구간 [0, N_LDR](예를 들어 256개의 상이한 값에 대응함)에 걸쳐 이러한 LDR 휘도 값들 Y_{SC - LDR}(p)을 스케일링할 것이다:

비

은 스케일링 비이다.

N_LDR은 비트들 B_LDR의 수와 관련될 수 있고, 이에 대해 LDR 버전의 휘도 값들이 코딩되고, 그 다음 N_LDR = 2^B _LDR -1이다. N_LDR은 비트들 B_LDR의 수와 독립적일 수 있다.

도 1의 일점 쇄선은 Y_LDR(p)의 함수에서 Y_sc,LDR(p)의 변화를 예시한다.

또한 이러한 제1 단계에서, LDR 확장 지수들 E_LDR(p)은 다음과 같이 이러한 스케일링된 LDR 휘도 값들 Y_sc,LDR(p)를 근사화하도록 컴퓨팅된다:

그 다음, 이러한 획득된 LDR 확장 지수 값들 E_LDR(p)은 맵을 형성한다.

따라서,

또는:

이며, 따라서 LDR 확장 지수들 E_LDR(p)의 맵은 다음과 같이 컴퓨팅된다:

수식 (5a)에서, log(Y(i))로 나누기 때문에, 0으로 나누는 것을 회피하기 위해 주의가 필요하다. 따라서, 그 대신 E_SDR을 다음과 같이 정의한다:

요약하면, 이러한 제1 단계에서, 이미지의 낮은 동적 범위 버전의 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR(또는 저역 통과 필터링된 휘도 값들)에 적용되는 경우 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR이 팩터

만큼 스케일링되도록, 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)의 맵이 컴퓨팅된다.

제2 단계에서, 이미지의 각각의 픽셀 p에 대해, 타겟 확장 지수 값들 E_T(p)는 HDR 확장 지수 E_HDR(p) 및 LDR 확장 지수 E_LDR(p)의 가중합으로서 컴퓨팅되며:

HDR 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1은 상기 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T와 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 이러한 차이는 높은 피크 휘도 L_HDR과 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링된다. 이러한 가중치 α_in는 바람직하게는 다음과 같이 컴퓨팅된다:

그 다음, 보간된 확장 지수 맵 E_T(p)가 획득된다.

제3 단계에서, 타겟 확장 지수 맵 E_T(p)에 기초한 지수를 갖는 지수 함수를 사용하여 이러한 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR(또는 저역 통과 필터링된 휘도 값들 Y_LDR-LPF)을 지수적으로 스케일링함으로써, LDR 이미지의 휘도 값들은 대응하는 타겟 범위 이미지의 컬러들을 생성하기 위해 타겟 휘도 값들 Y_T로 확장된다. 그 다음, 이러한 역 톤 매핑(iTM)은 다음 수식으로 요약될 수 있다:

, 또는, 수식 6을 사용하여:

- 여기서

은 픽셀 p의 컬러의 낮은 동적 범위 휘도 값, 즉,

, 또는 예를 들어, 동일한 컬러의 저역 통과 필터링된 휘도 값과 동일할 수 있고;

- 여기서

는, 예를 들어, 휘도 확장에 의해 평활화될 수 있는 세부사항들을 향상시키기 위해 및/또는 확장된 이미지의 잡음을 제거하기 위해 WO2015/096955에 개시된 바와 같이 적응된 스케일링 함수이다.

인 경우, 수식 3과 결합된 상기 수식 8b는 또한 다음과 같이 기입될 수 있다:

, 여기서

이러한 수식 8c에서, 타겟 확장된 휘도

는 HDR 확장 이득 및 LDR 확장 이득의 선형 조합, 및 이에 상수 팩터

가 곱해진 것에 기초한다.

도 1은 L_LDR = 100 cd/m² 및 L_HDR = 1000 cd/m²의 경우, 타겟 피크 휘도 L_T = 100, 250, 500, 750 및 1000 cd/m²의 상이한 값들에 대한 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR(p) = Y'_LDR(p)의 함수에서 타겟 휘도 값들 Y_T(p)의 변화를 예시한다.

제4 단계에서, 이미지의 톤-적응된 버전은 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 그 자체로 공지된 방식으로 구축된다. 예를 들어, 각각의 픽셀의 확장된 휘도 값 Y_T는 예를 들어 WO2015/096955에 설명된 바와 같은 그의 크로매틱 채널들(chromatic channels)과 결합된다. 그 다음, 이미지 프로세싱 디바이스로부터 디스플레이될 타겟 디스플레이로 전송될 수 있는 타겟 범위 이미지가 획득된다. 유리하게는, 획득된 이미지의 톤-적응된 타겟 버전은 타겟 디스플레이의 피크 휘도 값 L_T에 특히 톤 적응된다.

이러한 제1 실시예는, LDR 이미지의 휘도 값들을 입력(예를 들어, 구간 [0-255]의 8 비트에 걸쳐 또는 구간 [0-1023]의 10 비트에 걸쳐 코딩됨)으로서 취하고 확장된 휘도를 제공하는 룩업 테이블을 사용하여 확장이 인코딩될 수 있기 때문에 선호된다. 이것은 상대적으로 적은 양의 데이터이기 때문에, 보간될 이미지들의 내용과 무관하게 이미지의 모든 픽셀을 보간하는 것보다 훨씬 더 효율적이다. 추가적으로, 이하의 제2 실시예의 제2 변형에 비해, 이러한 실시예는 iTM의 이중 적용을 회피한다.

제2 실시예:

이러한 제2 실시예에서, 이미지 프로세싱 디바이스는 하기 데이터를 수신 및/또는 저장한다고 또한 가정된다:

- 상기 제1 실시예에서와 같이, 이미지의 각각의 픽셀에 대한 LDR 휘도 값 Y_LDR(p)을 제공하는, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 LDR 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이되도록 적응된 이미지의 LDR 버전;

- 이미지의 각각의 픽셀에 대한 HDR 휘도 값 Y_HDR(p)을 제공하는, 높은 피크 휘도 값 L_HDR을 갖는 HDR 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이되도록 적응된 이미지의 HDR 버전;

- 상기 제1 실시예에서와 같이, 이러한 이미지 프로세싱 디바이스에 연결되는(또는 그에 연결될) 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T.

이러한 제2 실시예에서, 이미지의 각각 픽셀 p에 대해, 다음과 같이 프로세싱할 것이다.

제1 단계에서, 동일한 이미지의 LDR 버전을 HDR 버전과 비교하기 위해, LDR 버전의 휘도 값들은 낮은 동적 범위 [0, L_LDR] 내에서 선형으로 스케일링되어 스케일링된 LDR 휘도 값들 Y'_SC-LDR(p)가 획득된다. 제1 실시예에서와 같이, LDR 버전의 휘도 값들이 코딩되는 비트들 B_LDR의 수에 독립적이거나 그렇지 않게, LDR 휘도 값들 Y'_SC-LDR(p)를 하기 수식에 따라 구간 [0, N_LDR](예를 들어, 256개의 상이한 값들에 대응함)에 걸쳐 스케일링할 것이다:

제2 단계에서, 이러한 픽셀 Y'_T(p)의 타겟 휘도 값은 제1 단계에서 컴퓨팅된 스케일링된 LDR 휘도 값 Y'_{SC - LDR} 및 이러한 픽셀의 HDR 휘도 값 Y_HDR의 가중합으로 컴퓨팅되어,

이고, HDR 휘도 값 Y_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1은 상기 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T와 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 이러한 차이는 높은 피크 휘도 L_HDR과 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링된다. 그 다음, 이러한 가중치 α_in는 바람직하게는 다음과 같이 컴퓨팅된다:

제3 단계에서, 타겟 휘도 값

는 예를 들어 WO2015/096955에 설명된 바와 같은 이의 크로매틱 채널들과 결합된다.

그 다음, 이미지 프로세싱 디바이스로부터 디스플레이될 타겟 디스플레이로 전송될 수 있는 이미지의 타겟 버전이 획득된다. 유리하게는, 획득된 이미지의 타겟 버전은 타겟 디스플레이의 피크 휘도 값 L_T에 특히 톤 적응된다.

이러한 제2 실시예는, 보간될 최종 이미지의 각각의 픽셀을 요구하기 때문에, 휘도 확장을 구현하기 위해 룩업 테이블들이 사용되는 경우 제1 실시예보다 계산적으로 덜 효율적이다. 그러나, 출력에서 절대 휘도가 요구되는 애플리케이션들에서는, 제2 실시예가 선호될 수 있다. 예를 들어, L_T=500 cd/m²인 경우 상기 공식이 주어지면, Y_exp,t의 값들은 0 내지 500의 범위일 것이다.

이러한 제2 실시예의 제1 변형으로서, 제1 단계에서, 스케일링 비는 제1 실시예에서와 같이

이다. 그 다음, 획득된 스케일링된 LDR 휘도 값들은, LDR 버전의 코딩된 휘도 값들이 구간 [0, N_LDR]에서 분산되기 때문에 HDR 구간 [0, L_HDR] 내에 분산된다. 따라서,

(제1 변형과 결합될 수 있는) 제2 실시예의 제2 변형으로서, HDR 휘도 값들 Y_HDR(p)은 HDR 확장 지수 E_HDR(p)의 맵으로부터 제1 실시예의 제2 단계에서와 같이 컴퓨팅될 수 있다.

본 발명은 다양한 형태들의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 프로세서들, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있음을 이해해야 한다.

특정 실시예들 중 일부가 개별적으로 설명되고 청구될 수 있지만, 본 명세서에 설명되고 청구된 실시예들의 다양한 특징이 조합되어 사용될 수 있음이 이해된다.

Claims (5)

1. 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이미지의 높은 동적 범위 버전의 확장된 휘도 값들 Y_HDR을 얻기 위해, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 상기 이미지의 낮은 동적 범위 버전으로부터, 그리고 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용될 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p)로부터, 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T로 상기 이미지를 톤 적응(tone adapting)시키기 위한 이미지 프로세싱 방법으로서, 상기 방법은,
   상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용되는 경우 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR이 높은 동적 범위 [0, L_HDR] 내에서 선형으로 스케일링(scaling)되도록, 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)을 획득하는 단계,
   상기 높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1 및 (1-α_in)과 동일한 낮은 동적 범위 확장 지수 E_LDR(p)의 가중치로, 상기 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p) 및 획득된 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)의 가중합으로서 타겟 확장 지수들 E_T(p)을 획득하는 단계 - 상기 높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 α_in는 상기 타겟 디스플레이 디바이스의 상기 타겟 피크 휘도 L_T와 상기 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 상기 차이는 상기 높은 피크 휘도 L_HDR과 상기 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링됨 -,
   획득된 타겟 확장 지수 E_T(p)를 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용하여, 타겟 휘도 값들 Y_T를 도출하는 단계,
   상기 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 상기 이미지의 톤-적응된 버전을 구축(building)하는 단계
   를 포함하는, 이미지 프로세싱 방법.
2. 높은 피크 휘도 L_HDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 이미지의 높은 동적 범위 버전의 확장된 휘도 값들 Y_HDR을 얻기 위해, 낮은 피크 휘도 L_LDR을 갖는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이되도록 적응된 상기 이미지의 낮은 동적 범위 버전으로부터, 그리고 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용될 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p)로부터, 타겟 디스플레이 디바이스의 타겟 피크 휘도 L_T로 상기 이미지를 톤 적응시키기 위한 이미지 프로세싱 디바이스로서, 상기 디바이스는,
   상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용되는 경우 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR이 높은 동적 범위 [0, L_HDR] 내에서 선형으로 스케일링되도록, 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)을 획득하고,
   상기 높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 0≤α_in≤1 및 (1-α_in)과 동일한 낮은 동적 범위 확장 지수 E_LDR(p)의 가중치로, 상기 높은 동적 범위 확장 지수들 E_HDR(p) 및 획득된 낮은 동적 범위 확장 지수들 E_LDR(p)의 가중합으로서 타겟 확장 지수들 E_T(p)를 획득하고 - 상기 높은 동적 범위 확장 지수 E_HDR(p)의 가중치 α_in는 상기 타겟 디스플레이 디바이스의 상기 타겟 피크 휘도 L_T와 상기 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 차이에 비례하고, 상기 차이는 상기 높은 피크 휘도 L_HDR과 상기 낮은 피크 휘도 L_LDR 사이의 다른 차이에 의해 스케일링됨 -,
   획득된 타겟 확장 지수 E_T(p)를 상기 이미지의 상기 낮은 동적 범위 버전의 저역 통과 필터링된 휘도 값들에 또는 낮은 동적 범위 휘도 값들 Y_LDR에 적용하여, 타겟 휘도 값들 Y_T를 도출하고,
   상기 타겟 휘도 값들 Y_T에 기초하여 상기 이미지의 톤-적응된 버전을 구축하도록
   구성되는 적어도 하나의 프로세서
   를 포함하는, 이미지 프로세싱 디바이스.
3. 제2항에 따른 이미지 프로세싱 디바이스를 통합하는 전자 디바이스.
4. 제3항에 있어서, 카메라, TV 세트(TV set), 모니터, 헤드 장착 디스플레이(head mounted display), 셋톱 박스, 게이트웨이, 스마트폰 및 태블릿으로 이루어진 그룹에서 선택되는, 전자 디바이스.
5. 컴퓨팅 디바이스 상에서 프로그램이 실행되는 경우, 제1항에 따른 방법의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드의 명령어들을 반송(carrying)하는 비일시적 저장 매체.

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