[发明专利]针对特定显示器优化高动态范围图像

说明书

一种实现针对可能需要示出HDR图像的各种显示器的一系列良好外观的HDR分级的实用和快速的生成，我们描述了一种计算输出图像(IM_MDR)的像素的所得的色彩(R2，G2，B2)的色彩变换装置(201)，所述输出图像针对具有显示峰值亮度(PB_D)的显示器从输入图像(Im_in)的像素的输入色彩(R，G，B)开始，所述输入图像具有对应于与所述显示峰值亮度不同的第一图像峰值亮度(PB_IM1)的最大亮度代码，其特征在于：所述色彩变换装置包括：‑色彩变换确定单元(102；2501)，其被布置成确定如在经由元数据输入部(116)接收的包括至少一个色调映射函数(CC)的色彩处理规范数据(MET_1)中定义的色彩变换(TMF；g)，所述色彩变换指定如何将所述输入图像的像素的辉度转换成针对第二图像(Im_RHDR)的那些像素的辉度，所述第二图像具有对应于其最大亮度代码的第二图像峰值亮度(PB_IM2)，所述第二图像峰值亮度不同于所述显示峰值亮度(PB_D)和所述第一图像峰值亮度(PB_IM1)，并且其中，所述第一图像峰值亮度除以所述第二图像峰值亮度大于2或小于1/2；‑缩放因子确定单元(200；2603)，其被布置成确定所得的公共乘法因子(gt；Ls)，所述单元被布置成沿着方向(DIR)来应用确定，沿着度量确定对应于显示峰值亮度(PB_D)的位置M_PB_U；并且被布置成基于所述位置来确定所得的公共乘法因子(gt；Ls)；并且其中，所述色彩变换装置(201)还包括‑缩放乘法器(114)，其被布置成将所述输入色彩的RGB色彩表示的三个色彩分量中的每个色彩分量与所得的公共乘法因子(gt)相乘。

技术领域

本发明涉及用于在高动态范围场景(HDR)图像、特别是在包括若干相继HDR图像的视频的输入编码中优化像素的色彩、并且特别是优化其辉度(luminance)的方法和装置，用于获得由生成图像内容的色彩分级者(grader)所期望的、针对具有特定显示峰值亮度的显示器的正确艺术外观，当在峰值亮度不等于与对HDR图像的分级相对应的参考显示器的峰值亮度的任何实际显示器(PB_D)上绘制经优化的图像时，该外观对应于针对参考显示器、例如高峰值亮度(PB)主显示器而分级的HDR图像的参考HDR外观。读者将理解，对应的外观未必意指对于查看者而言完全相同的外观，因为较低峰值亮度(或动态范围)的显示器不能够始终实际绘制在较高峰值亮度的显示器上能绘制的所有图像外观，而是在至少一些对象像素的色彩中将存在一些折损，以下技术允许分级者做出这样的色彩调节。但是经编码的预期图像与实际绘制的图像将看起来充分相似。描述了指定这样外观的编码侧方法和装置两者，以及被布置成计算并绘制经优化的外观的接收侧装置，诸如，例如显示器或电视机，以及传输被用于控制通过色彩变换进行优化的信息的方法和技术。

背景技术

近来，数家公司已开始研究并发布了(参见WO2007082562[Max Planck]，具有残余层的双图像方法，以及WO2005104035[Dolby Laboratories]，教导了有些相似的方法，其中，能够形成比例图像(ratio image)，用于提升对HDR场景的低动态范围(LDR)重新分级)其能够如何对至少一幅静止图片或者若干时间上相继的所谓高动态范围图像的视频进行编码，该HDR图像的特征在于：其通常编码或者能够编码至少1000nit的至少一些对象辉度，但是同样还有例如低于0.1nit的暗辉度，并且具有充分高质量以在所谓的HDR显示器上进行绘制，所述HDR显示器的峰值亮度(显示白色的辉度，即，最亮的能绘制的色彩)通常高于800nit，或者甚至高于1000nit，并且潜在地例如为2000nit或5000nit或者甚至10000nit。当然，例如影像的这些图像可以并且也必须能在峰值亮度通常为100nit左右的LDR显示器上显示，例如，当查看者希望继续在其便携式显示器上观看影像时，并且通常，在LDR与HDR图像编码中需要通常有些不同的对象辉度和/或色彩(例如，在HDR分级中的对象的[0，1]范围上的相对辉度可能需要在LDR分级的图像中低得多，因为其将以亮得多的背景被显示)。毋庸赘言，同样地，与静止图像编码相比，视频编码可能具有额外的要求，例如，以允许便宜、实时的处理等。