[发明专利]优化经解码的高动态范围图像饱和度

说明书

为了针对需要进行亮度动态范围转换的HDR图像处理系统实现更好的颜色控制并且特别是颜色饱和度控制，所述亮度动态范围转换例如是从SDR图像到为了在较高显示峰值明亮度和动态范围的显示器上绘制而优化的图像，发明人发明了一种装置(400)，其用于处理输入图像(Im_RLDR)的输入颜色(Y’L，C’bL，C’rL)的颜色饱和度(C’bL，C’rL)，以产生与输入图像相对应的输出图像(Im3000nit)的输出颜色(Y’M，Cb’M，Cr’M)，该输出图像是对输入图像的重新分级，其特征在于，输出图像的像素颜色具有与输入颜色的归一化亮度位置(Y1)相比不同的归一化亮度位置(Y2)的事实，归一化亮度被定义为像素的亮度除以图像的亮度表示的相应最大可编码亮度，由此输入图像的最大可编码亮度与输出图像的最大可编码亮度的比率至少为4或更大，或者为1/4或更小，该装置包括亮度处理器(401)，其被布置为应用显示调整后的亮度映射函数(F_L_da)以根据输入颜色的输入亮度(Y’L)来确定输出亮度(Y’M)，该装置还包括饱和度因子确定单元(402)，其被布置为基于初始饱和度处理策略(F_sat)并且基于次级亮度值(Y’_H)来计算最终饱和度处理策略(b；Bcorr)，该次级亮度值(Y’_H)基于亮度映射函数(F_L_s2h)通过应用亮度映射函数(F_M2H)而从输出亮度(Y’M)得出。

技术领域

本发明涉及用于接收经编码的HDR图像(即，包括像素颜色代码并且特别是对亮度(luminance)编码的代码的图像，该亮度与由旧有的Rec.709标准或低动态范围编解码器可编码的亮度相比显著地更加明亮)并且优化图像的像素的颜色(并且特别是其饱和度)的方法和装置，本发明从作为输入的高动态范围场景的图像(特别是包括多个连续HDR图像的视频)开始，以用于获得具有特定的显示峰值明亮度(brightness)(PB_D)的显示器的正确艺术外观，尽管其典型地不是人类颜色分级员在创建图像内容时所排他地期望的。为了阐明高动态范围(HDR)图像的概念(其在目前对于视频技术领域的任何技术人员应该是可理解的，因为其被定义为能够对比标准最大100nit低动态范围编码峰值明亮度(PB_C)高几倍的像素亮度进行编码的图像编码)，可以这样陈述：这种HDR图像可以包含像素照度(luma)代码，该像素照度代码允许在HDR显示器上正确地绘制(render)典型地高达至少1000nit或者更高的对应像素亮度，该HDR显示器能够绘制这种像素亮度。该技术的优点是例如观看者针对晴天可以看到显著差异，例如，地中海图像在阴天时在SDR显示器上看起来相当阴暗，但是在以大约为1000nit或以上的像素亮度进行绘制时，该地中海图像传达原始的晴天外观。然而，随着许多具有不同的PB_D的不同的HDR显示器的出现，发生了问题，即并非所有图像内容都可以被简单地绘制，并且图像亮度到显示器能够显示的范围中的亮度的一些最优的重新分级是按顺序的。针对在接收侧的任何特定显示器的优化后的图像的这种经重新分级的最优外观与被分级为HDR参考显示(所谓的主HDR图像)的HDR图像的参考HDR外观相对应，HDR参考显示例如是高峰值明亮度主显示(比如PB_HDR_M＝5000nit)。当将编码峰值明亮度(PB_C)的图像在具有(大约)相同的显示峰值明亮度(PB_D)的显示器上进行绘制时，实际上实现了参考外观HDR图像的最优绘制。如果一个显示器具有可用的较小的动态范围，则该显示器必须实用地优化到看起来类似的图像，但是不能给出其在对应的(PB_D＝PB_C的)显示器上可以实现的最优HDR效果。在该内容中的重新分级意味着当根据输入图像来确定特定动态范围的优化后的图像时，对图像对象像素的颜色并且特别是各种图像对象的亮度(或明亮度表现)的改变，其特别地但不排他地由人类颜色分级员来完成(一些实施例可以排他地利用IC中的经烘烤的颜色运算来起作用)。本发明的实施例涉及当在具有峰值明亮度(PB_D)的任何实际显示器上绘制优化后的图像时对参考外观进行近似，该峰值明亮度(PB_D)与完成对HDR图像的分级相对应的参考显示器的明亮度(或者换言之：编码峰值明亮度PB_C)不相等。读者将理解，对应的外观不一定意味着对观看者来说完全相同的外观，因为具有较低峰值明亮度(或动态范围)的显示器实际上可能无法对在具有较高峰值明亮度的显示器上可绘制的所有图像外观完全相同地进行绘制，相反，对至少一些对象像素的颜色将会有一些折衷，从而使得这些像素看起来有些不同(例如，典型的是所成像的HDR场景的一些图像对象的明亮度)。但是，针对任何特定显示器计算优化后的图像的优化算法(我们可以称之为显示调整)可以例如尝试使得输入图像和重新分级的输出图像中的像素颜色的色调(hue)和饱和度与图像中的像素的至少大部分保持基本上相等。