[发明专利]局部动态范围调整颜色处理

说明书

技术领域

本发明涉及使能够实现协调的空间地局部化的颜色处理的装置和方法以及产生的像是数据存储装置或者传输产品或者信号这样的产品，所述颜色处理在图像的变换中被使用以便使它们在比色上被正确地分级，以用于在具有不同动态范围并且典型地具有不同峰值明亮度的至少两个显示器上显示。

背景技术

最近，一些非常不同的显示器已出现在市场上，特别是具有非常不同的峰值明亮度的电视信号接收显示器（电视机）。而在过去，所谓的旧有低动态范围（LDR）显示器的峰值明亮度（PB）相差最多大约2倍，最近的向越来越高的峰值明亮度的倾向已导致产生所谓的1000 nit及以上的高动态范围（HDR）的电视机和5000 nit PB的显示器等，并且已假设不久各种这样的更高PB的显示器将上市。甚至在电影院中，人们正在考虑增大被观看者感知的极限明亮度动态范围的方法。相比于100 nit LDR标准旧有TV，例如，2000 nit显示器具有20倍之多的明亮度，这总计多于4个附加的停止点可用。另一方面，假设人们也使用新一代HDR图像或者捕获系统，这允许对HDR场景或者效果的好得多的渲染。例如，取代对建筑物或者车辆外部的阳光充足的世界进行（软）剪辑（如将在旧有LDR分级中发生的），人们可以使用HDR TV色域的照度轴上的附加的可用明亮度来显示明亮并且多彩的外部区域。这意味着我们将称为颜色分级机的内容创造者有余地来制作非常漂亮的专用HDR图像或者视频内容。然而另一方面，这产生问题：LDR图像编码被相对设计为从白色开始并且对于18%反射的中等灰度被很好地照亮，这意味着典型地例如100 nit的相对低PB的5%以下的被显示器渲染的亮度将典型地由于难以辨别深灰色或者甚至取决于周围照度而被观看者看作不可辨别的黑色。在5000 nit显示器上，对于该最优地经分级的HDR图像将不存在任何问题：5000 nit的5%仍然有250 nit，因此这将例如看起来像正常的内部，并且像例如是灯、接近这样的灯的即被明亮地照亮的区域这样的最高95%可以纯被用于HDR效果。但在LDR上，对该HDR分级的渲染将变成完全错误的（因为它也不是针对这样的显示器被创造的），并且观看者例如可能仅看见接近黑色的区域上的与最明亮的区域相对应的热点。一般地，对于针对足够不同（PB上至少2倍不同）的显示器创造最优的图像需要重新分级。该情况将在以下两者时候发生：对用于较低动态范围显示器的图像进行重新分级以使它适合于在较高动态范围显示器上的渲染（例如，1000 nit参考显示器内容被进行颜色处理以便在5000 nit PB的实际显示器上进行渲染），作为相反方向，即，使图像降级以使得它将适合于在具有比与被编码为视频图像的分级相关联的参考显示器低的PB的实际显示器上显示。出于简洁的考虑，我们将仅描述在其中一个或多个HDR图像将被降级到LDR的场景。

因为HDR技术（借此我们指应当能够处置至少某些HDR图像的技术，但其也可以与LDR图像或者中等动态范围图像等一起工作）将渗入消费者和专业两者用途（例如，照相机、像蓝光播放器、电视机、计算机软件、投影系统、安全性或者视频会议系统这样的数据处置设备等）的各种领域，我们将需要能够以不同的方式处置各种方面的技术。