[发明专利]用于高动态范围视频的显示管理的方法、装置和存储介质

说明书

公开了用于高动态范围视频的显示管理的方法、装置和存储介质。显示管理处理器接收具有增强动态范围的输入图像，该输入图像要显示在具有与参考显示器不同的动态范围的目标显示器上。输入图像首先被变换成感知量化(PQ)颜色空间，优选地是IPT‑PQ颜色空间。包括自适应色调映射函数和自适应色域映射函数的颜色体积映射函数生成映射图像。将细节保留步骤应用于映射图像的强度分量，以生成具有滤波的色调映射强度图像的最终映射图像。最终映射图像然后被转化回显示器的优选颜色空间。提供了自适应色调映射和色域映射函数的示例。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年1月19日提交的美国临时专利申请序列No.62/105,139的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及图像。更具体地，本发明的一实施例涉及具有高动态范围或增强动态范围的图像的显示管理处理。

背景技术

如本文所使用的，术语“动态范围”(DR)可以涉及人类视觉系统(HVS)感知图像中的强度(例如，辉度)的范围(例如从最暗的暗(黑色)到最亮的亮(白色))的能力。在这个意义上，DR涉及“场景相关”的强度。DR还可以涉及显示设备充分地或近似地呈现(render)特定宽度的强度范围的能力。在这个意义上，DR涉及“显示相关”的强度。在本文的描述中的任何点处，除非明确地指出特定意义具有特定含义，否则应该推断该术语可以在任何意义上使用，例如，可互换。

如本文所使用的，术语高动态范围(HDR)涉及跨越人类视觉系统(HVS)的大约14-15个数量级的DR宽度。在实践中，在其上人类可以同时感知宽度广的强度范围的DR相对于HDR可能会有些被截断。如本文所使用的，术语增强动态范围(EDR)或视觉动态范围(VDR)可以单独地或可互换地涉及由人类视觉系统(HVS)可同时感知的DR。如本文所使用的，EDR可以涉及跨越5-6个数量级的DR。因此，虽然相对于真实场景相关的HDR可能会有些缩窄，但是EDR仍然表示宽的DR宽度，并且也可以被称为HDR。

在实践中，图像包括一个或多个颜色分量(例如，辉度Y以及色度Cb和Cr)，其中每个颜色分量由每像素n位的精度来表示(例如，n＝8)。使用线性辉度编码，其中n≤8的图像(例如，彩色24位JPEG图像)被视为标准动态范围的图像，而其中n＞8的图像可以被视为增强动态范围的图像。EDR和HDR图像也可以使用诸如由Industrial Light and Magic开发的OpenEXR文件格式之类的高精度(例如，16位)浮点格式进行存储和分发。

大多数消费者桌面显示器支持200至300cd/m²或尼特(nit)的辉度。大多数消费者的HDTV的范围从300到1000cd/m²。因此，这样的常规显示器代表相对于HDR或EDR低的动态范围(LDR)，也被称为标准动态范围(SDR)。随着EDR内容的可用性由于捕获装置(例如照相机)和EDR显示器(例如，来自杜比实验室的PRM-4200专业参考监视器)二者的进步而增加，EDR内容可能会被颜色分级并且被显示在支持更高动态范围(例如，从1000尼特到5000尼特或更多)的EDR显示器上。通常，本公开的方法涉及高于SDR的任何动态范围。如本发明人所理解的，用于高动态范围图像到HDR和SDR显示器上的显示管理的改进的技术对于向后兼容性和卓越的沉浸式体验都是期望的。

如本文所使用的，术语“显示管理”表示将第一动态范围(例如，1000尼特)的输入视频信号映射到第二动态范围(例如，500尼特)的显示器所需的处理(例如，色调和色域映射)。

本节中描述的方法是可以实行的方法，但不一定是先前已经想到或实行的方法。因此，除非另有说明，否则不应假设本节中描述的任何方法仅仅因为它们包含在本节中而被当作现有技术。类似地，除非另有说明，否则相对于一个或多个方法识别的问题不应在本节的基础上而假设已经在任何现有技术中被认识到。

发明内容