(57)【要約】  高ダイナミックレンジ画像の取り扱いとデコーディング戦略における異なるダイナミックレンジへの画像の変換との新たな異なる必要性に応えるために、本発明者は、少なくとも１つの時点に対する少なくとも１つの高ダイナミックレンジ画像ＨＤＲ＿ＯＲＩＧと、その高ダイナミックレンジ画像の輝度ダイナミックレンジと少なくとも２倍異なる第２の輝度ダイナミックレンジを有しており同じ少なくとも１つの時点に対する少なくとも１つの画像Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔとをエンコードするための画像エンコーダ２０１を発明し、この画像エンコーダは、請求項１に記載の色飽和修正装置２０２と、色依存飽和変換を特定する飽和修正仕様関数を、ピクセル色（Ｙ’，Ｃｂ，Ｃｒ）の少なくとも２つの色差値（Ｒ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’）の最大値のそれぞれの可能な値に対する１組の利得として特定するように構成された飽和特定ユニット２０４とを備えた仕様ユニット２１２を備えており、この画像エンコーダは、さらに、画像信号Ｓ＿ｉｍにおいて、ピクセル色のマトリックスと、メタデータとして１組の利得ｇとを備えた画像Ｉｍ＿ｉｍ＿ＤＣＴのエンコーディングを出力するように構成されたフォーマッタ２１０を備えている。
2019512953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの時点に対する少なくとも１つの高ダイナミックレンジ画像と、前記高ダイナミックレンジ画像の輝度ダイナミックレンジと少なくとも２倍異なる第２の輝度ダイナミックレンジを有していて、同じ少なくとも１つの時点に対する少なくとも１つの画像とをエンコードするための画像エンコーダであって、前記画像エンコーダは、前記２つの画像の少なくとも一方に対してピクセル色のマトリックスをエンコードし、前記画像エンコーダは、色依存飽和変換を特定する飽和修正仕様関数を、ピクセル色の少なくとも２つの色差値の最大値のそれぞれの可能な値に対する１組の利得として特定する飽和特定ユニットを備えた仕様ユニットを備えており、前記色差値は、ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色成分からピクセル色のルマを減算した値として定義され、前記画像エンコーダは、さらに、画像信号において、ピクセル色の前記マトリックスと、メタデータとして前記１組の利得とを備えた画像のエンコーディングを出力するフォーマッタを備える、画像エンコーダ。
【請求項２】
前記仕様ユニットは、前記画像信号の任意の受信機による前記少なくとも２つの色差値との乗算のための少なくとも２つの重みの組を決定するユニットを備え、前記フォーマッタは、前記重みを前記画像信号において出力する、請求項１に記載の画像エンコーダ。
【請求項３】
画像を受け取り、前記画像から、異なる輝度ダイナミックレンジの画像を計算することができる画像デコーダであって、前記異なる輝度ダイナミックレンジは、受け取られた前記画像のピーク明度と少なくとも２．０異なる大きさの倍率であるコーディングピーク明度を有しており、２つの前記画像の少なくとも一方は、高ダイナミックレンジ画像であり、前記画像デコーダは、
受け取られた前記画像のピクセルに対して、ピクセル色の少なくとも２つの色差値の最大値を計算することと、ただし、前記色差値とは、ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色成分からピクセル色のルマを減算した値として定義され、
少なくとも２つの色差値の最大値のそれぞれの可能な値に対する対応の利得を表す１組の利得を受け取り、現在処理されているピクセルの色に対する利得を決定することと、
出力される色の色度を取得するために、前記ピクセルの青及び赤の色度と決定された前記利得とを乗算することと、
を実行することによって、異なる輝度ダイナミックレンジの前記画像を導出する色マッパを備える、画像デコーダ。
【請求項４】
少なくとも２つの重みＷｒ、Ｗｂを受け取るユニットを備えており、前記色マッパが、少なくとも２つの色差値Ｒ’−Ｙ’、Ｂ’−Ｙ’の最大値の決定よりも前に、Ｗｒ＊（Ｒ’−Ｙ’）及びＷｂ＊（Ｂ’−Ｙ’）を生じる前記少なくとも２つの色差値とそれぞれの重みとを乗算する、請求項３に記載の画像デコーダ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の画像デコーダを備えた、表示装置。
【請求項６】
高ダイナミックレンジ画像をエンコードする方法であって、前記方法は、
前記高ダイナミックレンジ画像のものとは少なくとも２倍異なる第２のダイナミックレンジの画像を決定するステップと、
これら２つの画像の少なくとも一方に対して、ピクセル色のマトリックスをエンコードするステップと、
色に依存する飽和変換を特定する飽和修正特定関数を、ピクセル色の少なくとも２つの色差値の最大値のそれぞれの可能な値に対する１組の利得として特定するステップであって、前記色差値は、前記ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色成分から前記ピクセル色のルマを減算した値として定義される、ステップと、
出力画像信号において、ピクセル色の前記マトリックスと、メタデータとして前記１組の利得とを含む画像のエンコーディングをフォーマット化するステップと、
を含む、方法。
【請求項７】
画像を受け取る画像デコード方法であって、前記画像デコード方法は、
受け取られた前記画像から、異なる輝度ダイナミックレンジの画像を計算するステップを含み、前記異なる輝度ダイナミックレンジは、受け取られた前記画像のピーク明度と少なくとも２．０異なる大きさの倍率であるコーディングピーク明度を有し、２つの前記画像の少なくとも一方は、高ダイナミックレンジ画像であり、前記計算するステップは、
ピクセル色の少なくとも２つの色差値の最大値を計算するステップであって、ただし、前記色差値とは、ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色成分からピクセル色のルマを減算した値として定義される、ステップと、
少なくとも２つの色差値の最大値のそれぞれの可能な値に対する対応の利得を表す１組の利得を受け取り、現在処理されているピクセルの色に対する利得を決定するステップと、
出力される色の色度を取得するために、前記ピクセルの青及び赤の色度と決定された前記利得とを乗算するステップと、
を含む、画像デコード方法。
【請求項８】
少なくとも２つの重みを受け取るステップと、少なくとも２つの色差値の最大値を計算する前に、前記少なくとも２つの色差値とこれらの少なくとも２つの重みのそれぞれとを乗算するステップと、をさらに含む、請求項７に記載の画像デコード方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旧来の画像／動画コーディング技術と比較して大きな輝度ダイナミックレンジを扱うことが可能な画像又は動画（連続的に示される静止画像の組）をそれぞれエンコード及びデコードするための方法及び装置に関し、特に、第１のダイナミックレンジ画像から導かれた第２のダイナミックレンジ画像の色飽和が（これら２つは輝度ダイナミックレンジが少なくとも２倍異なる、例えば、受信側装置において、ＰＢ＿Ｃ＝１００ｎｉｔを有する受信された標準的なダイナミックレンジＳＤＲ画像から、コーディングピーク明度ＰＢ＿Ｃが１０００ｎｉｔであるＨＤＲ画像が、再構成される場合）その第２のダイナミックレンジを有する第２の画像を導くときに、飽和処理によってどのように相違すべきかを特定する新規な態様に関する。本発明は、また、相当に異なる輝度ダイナミックレンジ（少なくとも２倍であるが、同様に、１００００ｎｉｔの画像から１００ｎｉｔの画像へ１００分の１ダイナミックレンジを減少させることが必要な場合もあり得るし、又は、その逆もあり得る）の画像のマッピングに関する一連の画像処理に的確に適合している飽和処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
「飽和」は、技術の一部だけを見る素人が考えるだろうよりも困難な技術である。心理視覚的には、それは、目を有する脳によって３つの異なる円錐形を用いて導かれ得る（対象物の）色の有意な性質の１つである。光測定的／色測定的には、それは、ある色が、同じ色調のモノクロスペクトルとどのくらい近接しているかに関する尺度であり、又は、換言すると、典型的には純粋と称される白色からどのくらいの距離にあるのかに関する尺度である。その場合、それは、例えば、対象物の外側層における着色剤の量や、例えば、強力な又は純な赤色の対象物を有するときに赤色の波長を反射しながら青色及び緑色の波長を吸収する多くの着色剤が存在するかどうかなどという物理的特性と関係する。画像の色処理技術のための数学的観点からは、それは、ある白色に近づく方向に又はある白色から遠ざかる方向に移動することによる、ある色空間におけるある放射軸処理に関する。そして、この処理は、自然が純粋をどのように生成するのか、より具体的には、人が純粋をどのように知覚するのかをモデル化しなければならない。さらに、彩度は輝度に依存するから、脳は、彩度、クロマ及び飽和と称される３種類それぞれの「飽和」を導くことができるが、この明細書では、当業者には何を意味するのか明確であるので、簡潔性のために、飽和という用語を用いる。
【０００３】
「複雑性」のもうひとつの原因は、飽和処理（及び定義）が、あらゆる種類の空間（円筒、円錐、又は双円錐それぞれの形状）でなされ得ることであり、これらのうちのあるものは、全体の範囲について固有のスケーリングがなされているが、光の線形性と比較すると変形した関係を有し、また別のものは、単純ではあり得るが、特に、３つ（又は多数の）基本的に加算的なディスプレイの非線形のテント状の形状のために、切り落とされた形状に至る場合もあり得る。
【０００４】
従来技術は、ある量の一般的な飽和に関する教示を与えてくれているが、これらは、論理的に、ほとんどが画像処理に関するもの、通常は、画像の美化に関するものであった。画像に対する人の好みをモデル化する場合に、一般的に際立つのは、人は、多くの場合に、高度に飽和した画像を好むということである。もちろん、脱飽和された淡色の画像が美しい場合もあり得るし、したがって、色彩技術は、それらの色も作成できることが必要である。そして、技術の特定事項がそのように与えられており、本明細書では、それは、加算的ディスプレイの技術であると仮定する（説明を単純にするためであり、限定を意味しない）。これらの技術は、どのようなコーディング問題、例えば、そのＨＤＲ画像が唯一のＨＤＲ画像として受信機に通信される場合に、最小のバンディング及びＤＣＴブロッキングアーチファクトなどを有するべきＨＤＲ画像の再構成品質には関心がない。しかし、特に、同じＨＤＲシーンのグレーディングの異なる２つの像を通信することを望む場合、すなわち、例えば、１０００ｎｉｔ又は５０００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＨＤＲグレーディングと、ＳＤＲの１００ｎｉｔのＰＢ＿Ｃのグレーディングとの場合、そして、特に、実際にはＳＤＲ画像として通信されたＨＤＲ画像を受信することを望む場合には、一方の画像を他方の画像から再構築（これは、現実には、例えばＳＤＲ画像である実際に受信された画像を変換するための１組の関数を通信することによる、例えば１０００ｎｉｔのＨＤＲである第２の画像の機能的エンコーディングである）するのに要求される処理のすべての定義をどのようにするのかについて、注意すべきである。
【０００５】
また、カメラキャプチャリングの分野や、例えばＰＡＬなど標準的な画像フォーマットの限定された範囲でのキャプチャされた画像のフォーマットにも、特定の従来技術が存在する。飽和に関係するすべての従来技術は、少なくともある程度の類似性を有することになり、本発明の構成要素とそれらの差異及びコントラストに関して、混同又は誤解されるべきではないことに注意すべきである。飽和は（飽和がゼロである）輝度軸から外向きの方向に沿った範囲で機能するのであるから、すべての方程式は、何らかの、色成分マイナス非飽和のルマ成分というタイプの形式を有する可能性が高いことに注意すべきである。しかし、例えば２つの特定の色彩次元と何らかの３次元仕様という数学に関する何らかの座標系の間の差と、特に線形と非線形との色表現と、それらのそれぞれの空間における色変換の取り扱いとは、非常に異なる色彩測定行動を有し得、すなわち、注意深く考察される必要があり、よって、相互に対して安易には変換されない。また、適用される数学的変換は例えば色マトリクス化のように線形であり得るが、それが非線形空間において適用される場合には、最終的な色彩測定行動は依然として非線形であり、色彩測定行動は潜在的に異なり、これは、ある応用又は画像については無視することが可能であるが、それ以外については重要であることも理解されるべきである。
【０００６】
ＥＰ０６４７０６９は、例えば顔の退色が生じない又は退色が減少するように、明度がより高い領域においてカメラ出力を正確にフォーマットするためのシステムを扱っている。これらのカメラは、ハイライトを減少させながら依然として僅かなハイライトを維持するために、ルマ構成要素上にいわゆるソフトクリッパ又はニー回路（図１、２）を有する。走査に基づくより古いタイプのカメラは、いくぶん非線形なオーバーフロー行動を有し得るが、ＣＣＤカメラは、典型的に、十分な制限を既に有しているが、依然として、そのようなニー行動は、中心人物を備えた主要部分を暗くし過ぎることなく、画像にいくらかのハイライトを維持するのに役立つことに注意すべきである。このニーイングシステム行動に関しては、この特許は、次に、飽和に影響する回路部分を追加している。第１に、これらのシステムは、カメラが露光している主要な明度領域よりも１０倍又は５０倍も明るい高明度領域を有し得るＨＤＲシーンを最適に扱うことが実際には意図されていないことを注意しておきたい。ソフトニーを維持しているが、いずれにしてもその回路を用いて実際により明るい領域のほとんどを白色にクリップしている。
【０００７】
ＤＥ１９８１２５２６は、色差成分に対してもちろん作用する、別の色飽和修正回路であるが、再び上述の差に加えて、人が特定可能な飽和利得を許容することはなく、（指摘するまでもなく、作成側と消費側との間で通信可能であり、又は、異なるダイナミックレンジの像のスペクトルをエンコードすることに関する新規な哲学の基礎を形成し、レンダリングされる画像として最適であるように、異なる表示ピーク明度ＰＢ＿Ｄを有する複数のディスプレイを視野に供給することができる）この特許は、２つの色差に対して標準的な態様でのみ作用し、さらに、後述される本発明の技術に向かうどのような有用な教示からも遠ざかっている。そのような「ＵＶ」タイプの飽和回路が従来から存在したことは広く知られており、その理由は、それが、ＹＵＶ動画を入力として既に得ているテレビにおいて、すなわち、表示を制御するために要求されるＲＧＢに変換する前に、いくらかの飽和処理を行うための非常に安価で便利な態様であったことによる。
【０００８】
第２に、非常に最近、特に、古典的な動画アプリケーションも扱うことが可能な態様で、一組のＨＤＲ画像をどのようにエンコードするのかに関する研究が行われてきている（動画とは、例えばケーブルテレビ、インターネットベースのＯＴＴ動画サプライ、商業映画、及びそれ以外の関係の動画アプリケーションなどのアプリケーション分野における任意の組の動く画像、すなわち、時間的に連続に提示されるもの）。ＨＤＲ画像又は動画のためのよいコーディング技術の設計に影響を与え得る複数の特定の要件が存在する。出願人によるコーディング技術の一例は、ＷＯ２０１５１８０８５４において教示されている（それを許容する国については、その全体を、組合せ可能な教示について、本明細書で援用する）。その特許出願において、ＨＤＲコーディング技術を（中でも、例えばテレビ番組のリアルタイムでの放送であるのか、又は、オフラインの映画通信であるかなどの適用に応じて）作成する様々な態様が存在することが見られ得るが、本願又はその特許請求の範囲においては、必要以上に限定することは意図されていない。この技術により第１のダイナミックレンジの画像を、実際には第２のダイナミックレンジの画像として通信することが可能になることを理解することが重要である（人間である作成者がある画像の５０００ｎｉｔであるＰＢ＿Ｃのマスタ表現を作成し、これを、実際に通信されるために、１００ｎｉｔのＳＤＲ表現又は像に手動で再グレーディングしたものと、容易に理解するために限定的にではなく仮定するが、ここで、グレーディングとは、対象物の色と少なくともその輝度とを、希望するようにそして数学的関数によって計算可能な態様で、第１のＨＤＲ画像から第２に通信されるように、変更することを意味する）。いくつかの変形例では、輝度変換だけを希望し、一般的には、色処理を、特に、第１の輝度ダイナミックレンジから典型的には想定可能に異なる第２のダイナミックレンジへの変換の必要性に適した飽和処理も希望し得る（少なくとも２倍の高さのＰＢ＿Ｃであるが、典型的には、５倍、１０倍、さらにはそれ以上であり、注意点としては、上限によってすなわち最も明るい表現可能な白色のピーク明度によってだけダイナミックレンジを特定する場合、下限はゼロであると仮定し、もしそのような希望であれば、コーデック最小値も通信可能である）。
【０００９】
それは新たな分野に属するものであり、一般的な知識としては十分に理解されていないので、図６において、ＳＤＲ画像との比較において、ＨＤＲ画像が典型的にはどのようなものであるかを示す。基本的に、それらは、すべて、ＳＤＲエンコーディングを用いては十分に表現可能ではない画像である。色チャネルごとのビット数（例えば、Ｒ、Ｇ及びＢ、又は、Ｙ’ＣｂＣｒのＹ’ルマチャネル）は、ダイナミックレンジのよい指標ではないが、その理由は、１０ビットの画像が、ＳＤＲ画像と、例えば何らかの５０００ｎｉｔのＰＢ＿ＣのＨＤＲ画像との両方を含み得るからである。関連するのは、コードのピーク明度であり、ＳＤＲ画像は、絶対的な表示が参照されるエンコーディング（すなわち、これは、人間によるグレーディング又は自動的なアルゴリズムによって、典型的な例えば家庭でのテレビ視聴のために既にグレーディングがなされていると想定する）では、１００ｎｉｔまでの画像だけを表現すると考えられ、それを超えるものを表現するとは考えられない。典型的には、実質的により高いＰＢ＿Ｃエンコーディングは、また、１０ビットのルマコードを表現される輝度（及びレンダリングされる表示）に配分する別のコード配分関数を必要とするが、これは、いわゆるＯＥＴＦ（光電子伝達関数）が、ＨＤＲ画像に対しては、旧来のＲｅｃ．７０９のものではなく、例えばＳＭＰＴＥ  ＳＴ．２０８４のものとなる。ＨＤＲ画像とＳＤＲ画像との両方を０．０と１．０との間の輝度すなわちルマを用いて表現する相対表現においても、ＨＤＲ画像では、ＳＤＲ画像の場合よりも、はるかに暗いピクセルと、（例えば、輝度ヒストグラム経由で確認可能であるように）より暗いピクセルのより大きな割合とが存在するということを見ることができるのが典型的である。例えば、洞穴の画像ＩｍＳＣＮ３を考察すると、暗い洞穴の内部を表すピクセルは、狭い洞穴の入口を通じて見られる日の当たっている外部のピクセルよりも、はるかに暗くなるが、これは、バイモーダルなヒストグラムとして見ることができるのが典型的である。ＳＤＲ画像では、複数のモードが、例えばほとんど接しているように、相互にはるかに近接した状態で位置している。ＨＤＲ画像では、表現は、典型的には、１０００ｎｉｔまで（又は、いくつかのＨＤＲ画像及びそのエンコーディングでは、さらに高い輝度）のピクセル明度を備えたＨＤＲシーン画像を表現することができる。
【００１０】
よって、下記の発明の実施形態は、特に、新たに登場しつつある高ダイナミックレンジ画像を取り扱うフレームワークで、実現された（特に、家庭におけるコンピュータ、消費者用テレビ、セットトップボックスだけでなく、例えば業務用であり映画館用の動画受信装置など、他の長距離又は短距離の位置における受信機に向けて、ワイアード又はワイヤレスでの動画通信ネットワーク上を送るためのコーディング）。
【００１１】
ＨＤＲ動画技術のこの分野のための要件は、既成の飽和に関する知識が提供できるものとは違っている。特に、本発明者らは、様々なダイナミックレンジ性能（特に、例えば、５０００ｎｉｔ、１２００ｎｉｔ、及び２００ｎｉｔのピーク明度）を有するディスプレイのために意図された（ある時点での上映のための）複数の画像をエンコードすることができるＨＤＲ動画エンコーディングフレームワークを開発したのであり、画像エンコーディングのこのバンドルは、例えば１５００、１０００又は１００ｎｉｔという基準ダイナミックレンジに対して、（１時点あたり）ただ１つの画像と、メタデータとして、例えば７００ｎｉｔの接続されたディスプレイのためには、少なくとも１秒の画像を計算するために受信機側の例えばセットトップボックスにおいて用いられる複数の関数と、を実際に送信する必要がある（ＷＯ２０１１／１０７９０５、ＷＯ２０１４／０４１４７１、及びＷＯ２０１４／０５６６７９を参照のこと）。例えば、５０００ｎｉｔの高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）基準ディスプレイ上で表示するために、その作成者によって最適な色グレーディングがなされた画像を送信する又は後の使用のために記憶することを考え、ここで、この画像は、低ダイナミックレンジ（ＬＤＲ）ディスプレイ上でのレンダリングのために１００ｎｉｔの画像を導くためのメタデータ色マッピング関数を伴っているものとする。例えば１００ｎｉｔのピーク明度の受信側テレビは、その適切な１００ｎｉｔのＬＤＲ画像を得るために、それらの色マッピング関数を、５０００ｎｉｔのＨＤＲ画像に適用する。そのＬＤＲ画像は、又はむしろそれを機能的にエンコードするメタデータ関数は、典型的には、ＬＤＲディスプレイ上で合理的に見える画像（例えば、もちろん、ＬＤＲディスプレイの制限が与えられた状態で、ＨＤＲディスプレイ上でのＨＤＲ画像レンダリングの近接した近似）として、作成者によって色グレーディングされるのが典型的であった。本発明者らは、ダイナミックレンジの異なる２つの画像におけるピクセルの輝度をマッピングするための複数の輝度マッピング関数を作り上げたが、その理由は、基本的に、ダイナミックレンジのマッピングは、可能なＬＤＲ輝度の範囲における輝度に対応する例えばＨＤＲ画像における対象物の元の輝度を与える最適化であるからである（逆に、ＬＤＲからＨＤＲへのマッピングは、異なるマッピング関数を用いて、もちろん同様に可能である）。ダイナミックレンジのマッピングは、全体的な色マッピング問題であり、輝度色成分の変換に関するだけではない。例えば、上述のように、対象物の彩度は、その輝度に依存するから、範囲／ダイナミックレンジの技術的制限又は芸術的選択のために、第１の画像における対象物の輝度を第２の画像におけるより暗い輝度にマッピングする必要がある場合には、作成者は、これを、その対象物の飽和の上昇と組み合わせることを望む場合があり得る。また、（例えば）３原色の加算的ディスプレイのテント状の範囲はかなり複雑であり、輝度の関数として尖っているために、その最適化のために色制御も可能である場合には、それが有用であり得る。輝度変換に関して「むしろ何でも」行う場合には、上側のＲＧＢ範囲境界において、多すぎるピクセル色がクリップし得るし（例えば、通信されるＳＤＲ画像の１つ）、本発明の実施形態が、その問題を軽減する又は解決することになり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特に、メタデータが同時にエンコード及び送信される必要がある場合には、多かれ少なかれ実際的であり得る解決策に至る技術的制限が存在する。よって、何らかの色処理方法又は装置が色処理の潜在的な遠隔的に通信される仕様と一貫していなければならない場合には、それらは、その制限と一致しなければならない。ＨＤＲ動画コーディング（例えば、ＨＤＭＩ（登録商標））を必要とする様々な異なる技術における動画通信モードのいくつかは、どのようなメタデータでも送信するためには、画像あたり限定された帯域幅又はデータワードの限定された個数を含み得る。よって、どの関数が送信されるのかは、慎重に選択されなければならないのであり、その理由は、このフレームワークでは、それらが、どの画像がエンコード可能であるかを決定し、さらにまた、それらが色マッピングをしなければならないのであるから、受信側の集積回路がいかに合理的に又は非合理的に複雑であるはずかも、決定するからである。さらに、関数は、また、グレーディングを行うものが自らの画像コンテンツのために新たなダイナミックレンジの像をエンコードすることを可能にする関数のツールボックスを形成するので、それらのツールは数が少なすぎるべきではなく、数が多すぎるべきではなく、複雑すぎるべきではない、特に、画像の色変換に対して適切で主要な順序のインパクトを有し、特に、ほとんどがダイナミックレンジの変換のために必要とされるような態様についてそうである。
【００１３】
そのように適応された色処理ツールも、それらをいかにして開発するかを十分に鼓舞する知識も、一般的に入手可能ではなく、したがって、自分たちでそれらを開発しなければならなかったということが、問題であった。ＷＯ２０１４１２８５８６において、本発明者らは、飽和処理の定義を、輝度のような明度変数の関数として導入したが、別の有用な飽和適応の定義を希望しており、以下の実施形態について説明する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下で説明される実施形態は、（例えば、１０００ｎｉｔまでの又はそれを超える対象ピクセル輝度を有する）十分に異なる及び／又は十分にダイナミックレンジが大きな画像を扱うことができる輝度ダイナミックレンジ変換色処理の必要性と適切に調和する単純な飽和特定戦略を従来は有していなかったという問題のほとんどを解決するが、これは、特に、少なくとも１つの時点に対する少なくとも１つの高ダイナミックレンジ画像（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ）と、高ダイナミックレンジ画像の輝度ダイナミックレンジと少なくとも２倍異なる第２の輝度ダイナミックレンジを有し同じ時点に対する少なくとも１つの画像（Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔ）とをエンコードするための画像エンコーダ（２０１）であって、それらの２つの画像（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ，Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔ）の少なくとも１つの画像のためにピクセル色のマトリクスをエンコードするように構成されている画像エンコーダ（２０１）によって解決され、この画像エンコーダは、色依存飽和変換を特定する飽和修正仕様関数を、ピクセル色（Ｙ’，Ｃｂ，Ｃｒ）の少なくとも２つの色差値（Ｒ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’）の最大値のそれぞれの可能な値に対する１組の利得（ｇ）として特定するように構成された飽和特定ユニット（２０４）を備えた仕様ユニット（２１２）を備えており、この色差値は、ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色成分からピクセル色のルマを減算した値として定義され、この画像エンコーダは、さらに、画像信号（Ｓ＿ｉｍ）において、ピクセル色のマトリックスと、メタデータとして１組の利得（ｇ）とを備えた画像（Ｉｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴ）のエンコーディングを出力するように構成されたフォーマッタ（２１０）を備える。
【００１５】
すべての色に対して（ＲＧＢ又はＹＣｂＣｒ範囲の任意の位置で）固定された同じ倍率（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ  ｆａｃｔｏｒ）で一般的に（２つの）色差のブーストを行うことによる飽和処理が知られていたが、それは、本願の導入部で紹介された飽和の定義と密接にリンクしており、よって、本発明の方法において色差に関する部分を再び見ることになるが、判定者の貴重な時間を節約しながら、そして、例えばタブレットのディスプレイなど、高ダイナミックレンジ画像を用いる必要がある様々で可能であればより安価な装置におけるデコード用のＩＣにとっての計算複雑性も考慮しながら、迅速で強力なグレーディングの必要性を満たしながら、色範囲に沿った飽和の簡潔で適切な仕様を見つけるのは困難であった。注目されるべき１つの差異は、古典的な飽和処理方法では、第１の軸として輝度すなわちルマを用いて円錐又は円筒を定義し、（色調及び飽和の実際の心理的印象におおまかに対応する）ピクセルの色の色彩成分を定義する２つの色彩差の軸を定義し、それに対して、本発明では、処理を３つの色成分に対して適用するということである。もちろん、主要な差異は、本発明の利得定義は、ルマ軸定義に対して直交する通常の／予測可能なもの、又は、通常の単なる固定されたブーストとは非常に異なる態様で特定されていることであり、これは、非常に異なる色測定的な振る舞いを与えるが、しかし、すべてのＲＧＢ範囲の狭い上側部分において最も複雑に生じるダイナミックレンジ変換という問題に対して、より良い応対がなされている。この新たな飽和処理方法は、それに対して適切に対応するのである。コンテンツ制作側によって望まれるある特定の飽和変化の振る舞いをコード化する任意のＦＣ（Ｖ−Ｙ）という関数（又は、ＦＣ／（Ｖ−Ｙ）など、均等であり導かれる関数）に対する入力座標として用いられ得る驚くべきＶ−Ｙというインデックスが導入され、これは、色彩技術におけるどの当業者にとっても驚きであったのであり、その理由は、飽和は常に無色の輝度軸に対して本質的に直交するもの（最大輝度、すなわちルマＹ’の関数）として定義されるべきであり、異なる実際のピクセル輝度に対して可変であるときでさえもそのように定義されるべきであると考えるからであり、このような飽和戦略の特定の仕方は、色測定に関する技術者たちの第一印象に対しては、非常に反直感的であるように思われ、というのは、無色の軸に沿っては、Ｖ−Ｙはどこでもゼロであるが、そのような無色の色はいずれにしても処理される必要がないからであるが、この飽和特定方法は、実際には、非常に優れた性質を有するように思われる。したがって、色の判定者は、自らの最適な色彩に関する色処理戦略を、（一定の色調の場合には、典型的に、もちろん、例えば何らかの色調に依存する変動なども考慮して、ある種の応用例の場合には基本的な方法をより高度な方法に修正し、ほとんどの応用例について、本発明の方法は、Ｖ−Ｙパラメータの関数を必要とするだけであるから）１次元の飽和修正仕様（これは、受信側における任意のピクセルに対する計算結果として生じ得るそれぞれの可能なＶ’−Ｙ’の値に対して１組の利得値であると仮定するが、Ｖ’−Ｙ’＿ｏｕｔを生じる出���関数の間接的な仕様が同様に用いられ得る、すなわち、同じものであると考えられる）として特定し、これは、色範囲における任意の色に対して、Ｖ−Ｙの値に基づいて変動する。したがって、任意のそのような関数Ｆ（Ｖ−Ｙ）を特定することによって、判定者は、また、結果的な出力画像において見られるように、入力画像に対して特定の色飽和修正の振る舞いを特定する。興味深い実際のＦ（Ｖ−Ｙ）の仕様は、僅かに数個（例えば、２又は３）だけを有し、それらは、例えば線形のセグメント、例えば飽和がブーストされる部分、そして、飽和は減少する一部のレンジ（及び、色範囲の対応する部分）などであるが、もちろん、特に複雑なＨＤＲシーンを再グレーディングするための、より複雑な仕様もあり得る。一般的に、ある関数を特定する機構が存在し、判定者は、この関数を、どのように複雑に作成したいのかエンコードしたいのかを選択することが可能である。典型的なさらに大きなシステムでは、判定者は、（例えば、例えばＨＤＭＩ（登録商標）などの画像通信インタフェース２８８を経由して、ＬＤＲディスプレイ上で）自分が何を特定するのかを実際に視覚的に見ることができ、美的な観点から希望するように最終的な仕様を選択することができるが、例えば、その理由は、それが、特定の種類のＨＤＲ入力という状況（例えば、１００００ｎｉｔまでの輝度を有するネイティブなフォーマットでエンコードされた暗い地下室のシーン）において、適切なＬＤＲ画像の外見を与えるからである。これは当業者には明確であるはずであるが、この色処理は、どのような実施形態の構成でも、すなわち、例えば第１のダイナミックレンジのディスプレイと関連する入力画像を別のダイナミックレンジのディスプレイを駆動するのに適した画像に変換するために、（例えば、１００ｎｉｔを、どのようなコーデック又はディスプレイのピーク明度に、というように）それらをより高いダイナミックレンジからより低いダイナミックレンジに、又は、その逆に、より低いダイナミックレンジからより高いダイナミックレンジに変換するという両方の場合に用いられ得るということを強調しておきたい。しかし、この方法は、任意の受信側に通信するために（リアルタイムでも、又は、中間的なストレージ経由でも）、より低いダイナミックレンジに変換し、次に、ＨＤＲシーンの外観がＨＤＲである画像を、そのような均等なＳＤＲ画像にエンコードするのに特に有用である。したがって、この飽和仕様は、第２のダイナミックレンジの第２の画像に基づいて、第１のダイナミックレンジの第１の画像の定義の一部を形成する。よって、典型的なＨＤＲエンコーダ装置は、また、本発明のマッピングを適用することによって、人間である判定者が、そのマッピングを適用することによって、利得係数が何に対応するのかをリアルタイムで見ることができるように構成された色マッパ２０２を備えている（例えば、その人間は、ＨＤＲディスプレイ上のマスタＨＤＲ画像と、ＳＤＲディスプレイ上に導かれたＳＤＲ画像とを同時に見ることができて、そして、画像ピクセル又は対象物の明度とその飽和との両方に関する自らの選択の色測定の観点における影響を確認することができる）。また、それが飽和を増加さ���る又は減少させるように、色が範囲の中のどの位置に存在するかに応じた異なる態様で、関数を特定することが可能である。特定のためのユニット２０４と色マッピングユニット２０２とが、例えば異なるＩＣに存在している場合には、Ｆ（Ｖ−Ｙ）を通信するために、それらのユニットの間にバス２８９が存在する場合があり、単一のプロセッサ又は類似する場合におけるソフトウェアベースの場合には、これは、プロシジャコールなどによって、同じように実現され得る。
【００１６】
加算的原色とは、あるパーセンテージの各原色を混合することによって作成され得る色の範囲を定める原色であり、それによって、各原色の１００％を混合することによって、例えばＤ６５である所定の白色が得られる。線形で加算的な原色によって定義された色パーセンテージは、あたかも、原色がその原色の（実際にはその原色の特定のスペクトルからの）ある原色の光子の個数を示すように、線形ベクトル空間のように振る舞う。これは、例えば、混合などされた中の色調の不変性に関して、ある性質を有する。これは、非常に異なる色混合の振る舞いを有する非線形の表現と対照されるべきである。そのような非線形座標は、例えば典型的には近似的に平方根である関数を適用することによって定義され得、すなわち、例えばＲ’＝ｓｑｒｔ（Ｒ）などのように、色成分に加算されたプライム記号（ストローク）を用いて、又は、実際には、線形で加算的な色成分の任意の他の非線形関数を用いて、示すことになる。しかし、プライム記号は、典型的には、平方根である関数を意味する、又は、その関数形（例えば、Ｒｅｃ．７０９のＳＤＲルマ）に近接する関数を意味すると仮定する。もちろん、数学的には、例えば、そのような非線形の色空間において線形のマトリクス化のような任意の色処理を定義することが可能であるが、例えば飽和修正処理のような非線形な態様で処理された色の任意の組の色調に関する外見は、線形の色処理とは異なることになる。ある色の輝度は、定義によると、原色の線形結合であるが、ただし、選択されたＲＧＢ座標系に依存する重みを伴うので、すなわち、原色と要求される白色点とである。非線形の原色成分の同じ重みを伴う対応する結合も存在するが、それは、ルマＹ’と称され、上述したように、その色表現とそれにおける数学的な色変換とは、異なる色測定的な振る舞いを有し、特定の色測定タスクに対して、同様に準用することは可能でない。すなわち、どの数学的変換をどの場合に用いるべきかを慎重に考察することが必要であり、例えば線形の場合における非線形表現における何らかの色処理の振る舞いをいかにしてエミュレートするか、又はその逆を、苦心しながら考察することが必要な場合さえあり得る。いくつかの色変換は、アナログテレビの旧式な回路のように、例えば、今日の技術が必要とするものというよりも、色の精度よりも計算的な簡潔性を重視するなど、他の基本的な考察に基づいて設計されている。
【００１７】
様々な接続された又は別個の装置が、様々な態様で、（本発明による特定のＶ−Ｙによって、又は、好ましくは、本発明の非線形Ｖ’−Ｙ’の哲学に従って）飽和動作をコード化するそのような関数を特定して、それを色処理ユニットに通信することができる。特に、両方共に、画像又は動画エンコーディング装置におけるような色変換の動作を確認するための装置として構成され得る。典型的には、判定者は、例えば少なくとも１回、おそらくは数回、特に（例えばＬＤＲである）出力画像の像である飽和処理の色変換に満足するまで、制御点を用いて関数の形状を決定することによって、特定を行う。しかし、これは、また、例えばカメラオペレータなどによっても、行われ得る。最終的な関数ＦＣは、今後行われるリアルタイムの処理のために用いられることが可能であり、画像のバッチ処理のときなど後の処理のためにメモリに記憶され得ることがあり、例えば画像処理などを行う任意の受信機を始動させるために、任意の通信技術を経由して通信されるのにも用いられ得る。当業者は、シナリオに応じて、どの均等な変形例が用いられ得るかを理解し、例えば、標準的には、例えば利得が変動する場合には平均であり得る単一の利得などのパラメータを特定する複数の関数を配置するための複数の整数又は実数のプレースホルダと、例えば第１のセグメントがゼロにおいて開始するときに終了するＶ−Ｙ入力軸上のデマーケータを含む第１の係数と、これが線形なセグメントである場合及び関数があまりに複雑であってあまりに多くのパラメータを必要とする場合の勾配数とを予約しておくことが可能であるが、この標準は、代わりに、ＦＣデータをＬＵＴに記憶する場合などもあり得る。任意のそのような飽和取り扱い装置（例えば、ＩＣの一部、又は、ＩＣ上で動作するソフトウェア）は、それ自体で、適切な飽和戦略を決定することが可能であり、すなわち、テレビの中のデコーダでさえ、例えば、入来画像の色を改善するための自己変換戦略として、それを決定し適用することが可能である。しかし、飽和修正は、それぞれの像がレンダリングされなければならないディスプレイの様々なダイナミックレンジに対するシーンの様々な像が、表示される時点あたりの少なくとも１つの受信された画像の色測定変換によって特定的にエンコードされる技術において、特に関心対象となる構成要素であるが、ここで、色測定変換には飽和処理が含まれる。
【００１８】
典型的には、エンコーディングを決定するための装置は、人間である判定者からの入力を利用する場合には、少なくとも１つの関数Ｆ（Ｖ−Ｙ）のＵＩベースの仕様を有し、色変換を行うために飽和特定関数を色プロセッサに供給して、結果的な出力画像が判定者によって検査されることを可能にし、結果が満足できるものである場合には、例えば、ピクセル化された画像エンコーディングと関連しており画像信号として記憶又は送信されたメタデータフィールドにおけるその関数のすべての記述データをフォーマット化することによって、グレーディングベースのエンコーディングをファイナライズし、これにより、任意の受信機が、より低い及びより高いダイナミックレンジの画像の対を取得するために、又は、飽和変換が同じダイナミックレンジの範囲内で行われる場合には例えばＬＤＲ画像を出力するために、同じ計算を行うことを可能にする。エンコーディングが何に見えるかに関するある種の確認を行うどのエンコーダも、本発明の基本的な飽和処理コアを備えることは明確であるはずである。どの場合でも、どのデコーダも、それを備えているはずであり、というのは、第２の画像を再決定することができるようにするために画像の外観を変更するこの定義された方法が必要であるからであり、すなわち、例えば、ピクセル化された画像としてだけでなく、通信されたＨＤＲ画像に適用される特定の色変換としても、実際には同時にエンコードされていなかったＬＤＲ画像を再決定することができる。このようにして、輝度ベースの色変換と共に、例えば３倍又は１０倍というより低いダイナミックレンジであり、典型的にはより低いピーク明度の画像が、取得される。
【００１９】
上述のように、飽和処理は、ＨＤＲ画像処理のシナリオにおいて、特に、興味深い。特に、本発明者らは、以前に、ＨＤＲエンコーディングのフレームワークを発明しており、それは、ただ１つのＨＤＲ像を必ずしもエンコードするものではない（すなわち、例えば、５０００ｎｉｔのディスプレイ上で提示される画像であり、これは、もちろん単なる画像ではあっても、そのディスプレイの上では最適には見えることを意味し、それは、より高いピーク明度の下位の方の他のディスプレイにおいて、直接的にレンダリングされ得るが、それらのディスプレイは芸術的な意図とは一致しないので、その画像は、例えばいくつかの部分が暗すぎるように見えるなど、もはや最適には見えない）が、様々な意図されたディスプレイのためにそのような一群の像をエンコードすることができる（それを、ディスプレイの同調可能性と称する）。そのような技術では、例えば１５００ｎｉｔのものなど、レンジ／外観の像のただ１つが、エンコードされ送信されることが実際に必要であり（動画のための各時点Ｔに対して）、次に、他のものが、関数を適用することによって受信側で計算される。例えば、第１の関数は、これを、基準である１００ｎｉｔのピーク明度ダイナミックレンジにマッピングし、第２の組の関数は、それを、５０００ｎｉｔにマッピングする。３０００ｎｉｔへのマッピングも、すべての受信された情報を正確に補間することによって、受信側で行われることが可能である。そのようなエンコーディング戦略においては、例えば１５００ｎｉｔから１００ｎｉｔへ、又は、１５００ｎｉｔから５０００ｎｉｔへ移動するときに、飽和の変更を特定することが望ましく、そのためには、本発明による飽和修正実施形態が非常に有用である。よって、飽和処理は、ある像（例えば、ＬＤＲ  Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔ）の機能的定義の一部を、別の像（例えば、先に作成されたマスタであるＨＤＲ像であるＨＤＲ＿ｏｒｉｇ）の関数として形成するが、色変換関数定義を有するメタデータと共に２つの（組の）画像のどの１つが実際に受信側に送られる場合でも、受信機によって第２の像を導くのに用いられ得る。飽和処理に加えて、輝度方向の色変換が存在することになるが、これは、第２の画像の機能的定義において、例えば、飽和処理の前に又は後に、適用され得る。ＨＤＲ処理では、ルマコード値の定義のために、ガンマ２．２よりも高い非線形性が必要とされる。コード配分関数として２倍になる特に見た目よくグレーディングされた画像を用いたい場合には、そのようなアプリケーションにおける非線形ルマ変換が、例えばＳ状曲線のように、より高度に非線形になり得ることさえある。例えば、線形ＨＤＲシーンのＬＤＲ非線形画像を通信することもあり得る。
【００２０】
さらに進んだ実施形態によると、画像の色測定の詳細により良く同調された異なる飽和処理戦略の特定が可能になり得、すなわち、特定ユニット（２１２）は、少なくとも２つの重み（Ｗｒ，Ｗｂ）の組を決定するユニットを備えており、フォーマッタ（２１０）は、これらの重みを画像信号（Ｓ＿ｉｍ）に出力するように構成されている。例えば、人間である判定者が、自らによる飽和処理関数の特定と共に、少なくとも２つ、３つ、４つ、又はそれより多くのそのような重みを選択することを可能にするソフトウェアに接続された回転式ダイアルのようなユーザインタフェース手段が存在し得る。その人間は、再び、行われていることの全体を見ることができる。例えば戸外の放送用車両などに存在する例えば現実のテレビ制作コンソールなど、より単純なシステムでは、これらの重みは標準的な値に予め設定され得る（例えばそのプロデューサがどのような種類の番組を典型的に作成するのかに関する知識に基づいて、例えば、サッカースタジアムにおけるサッカー番組の作成のための適切な値に設定される）のであり、次いで、必要な場合には、例えばクリエイティブディレクタが値を調整することができる。いくつかのシステムは、例えばＨＤＲ画像とＳＤＲ画像とにおけるピクセルの選択された組の彩度の間の差尺度を計算するなど、作成される画像の色測定的な分析に基づいて、（例えば、飽和関数の与えられた標準的な形状に対して、又は、複数の入手可能な形状などからの最適な形状の選択と共に）自動的に重みの値を決定する場合さえあり得る。
【００２１】
送信又は作成側で先に決定された情報のどのような受信側においても、この新たな技術が、画像デコーダ（３０１）において、用いられ得る。
【００２２】
すなわち、画像（Ｉｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴ）を受け取り、その画像から、異なる輝度ダイナミックレンジの画像（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ）を計算することができるように構成された画像デコーダ（３０１，７０１）であって、異なるダイナミックレンジは、受け取られた画像（Ｉｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴ）のピーク明度と少なくとも２．０異なる大きさの倍率であるコーディングピーク明度（ＰＢ＿Ｃ）を有しており、２つの画像の少なくとも一方は、高ダイナミックレンジ画像（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ）であり、画像デコーダは、受け取られた画像のピクセルに対して、
ピクセル色（Ｙ’，Ｃｂ＿ｉｎ，Ｃｒ＿ｉｎ）の少なくとも２つの色差値（Ｒ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’）の最大値を計算すること、ただし、色差値とは、ピクセル色の非線形ＲＧＢ加算的色構成要素からピクセル色のルマを減算した値として定義され、
少なくとも２つの色差値（Ｒ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’）の最大値のそれぞれの可能な値に対する対応の利得（ｇ）を表す１組の利得（ＳＴ＿ｇ）を受け取り、現在処理されているピクセルの色に対する利得（ｇ）を決定すること、及び
出力される色の色度を取得するために、ピクセルの青及び赤の色度（Ｃｂ，Ｃｒ）と決定された利得とを乗算すること、
を実行することによって、異なる輝度ダイナミックレンジの画像を導出するように構成された色マッパ（３０４）を備える、画像デコーダ（３０１，７０１）である。
【００２３】
このデコーダは、（コンテンツ作成又はトランスコーディング側からの飽和をどのように変更するかに関する受信された仕様に基づいて）この新たな飽和処理を行うことができるだけでなく、色のそのような色測定再定義に基づいて一意的に定義される異なる像を取得する態様において（これは、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＹが０と１との間にある正規化された座標系において生じるのが典型的であり得るが、その範囲における厳密な色の位置が、特定のＨＤＲシーンの任意の像又はグレーディングの芸術的な的確性を決定する）、新規である。
【００２４】
よって、この特定の飽和処理は、一般的に画像処理として有用であるだけでなくて、ＨＤＲシーンにおいて、著しく異なるダイナミックレンジ（例えば、旧来の１００ｎｉｔのピーク明度、５０００ｎｉｔ、又は１０００ｎｉｔ）の表示のために意図された画像である少なくとも２つの像をエンコードする必要がある技術を有しており、それによって、両方の画像のピクセルテクスチャを通信することを回避することを望む（又は、少なくとも、おそらくは、いくつかのピクセルは第２の画像において送られ得、両方の画像が受信側に全体として通信される必要があることを回避することを望む）場合に、画像（すなわち、受信された画像からの異なるダイナミックレンジのさらなる画像）を定義するために特に有用であるように本発明者によって実現された。第２の像は芸術的にグレーディングがなされ、次に、第１から数学的に導かれ、これが、実際に、例えばＪＰＥＧのようなＤＣＴベースのコーディング、又は、ＭＰＥＧの変形例などによって、ピクセルの組の色のエンコーディングを含む画像として通信される。特に、このクレームワークでは、コンテンツ制作者の芸術的な意欲が考慮されるのであり、というのは、制作者は通信のための色変換によって実際にコーディングもされる第２の像を特定しているからであるが、同時に特定もされており、その理由は、エンコーディング側において、制作者がＦＣ（Ｖ−Ｙ）においてコード化されているように最適な飽和変更戦略を選択しているからである。デコード側では、この情報は、次に、例えば限定を意味しないが通信されたＨＤＲ画像からのＬＤＲ画像などの第２の外観の画像を一意的に決定することができるために、用いられる。それは、第１に、色にとってすなわち飽和修正にとって技術的に効果的であり得るし、後に、輝度変換部分にとっても効果的であり得ることにも注意すべきである。例えば、この色彩変換が輝度の向きにいくらかの設計されたヘッドルームを生じさせる場合には、異なる種類の輝度変換を適用することが可能であり、これは、場合によっては、例えば、いくつかの重要な明るい対象物がＲＧＢ範囲のテントの頂部に押し込まれなければならないときのＬＤＲへの変換における場合などには、ダイナミックレンジの圧縮によって決定的となる場合があり得る。これは、例えばステンドグラスの窓など、ある種のシーンにとって、特に興味深い場合があり得る。
【００２５】
興味深いことに、色プロセッサ、デコーダ、又はさらにはエンコーダなどの様々な色取り扱い技術の実施形態は、テレビ又は映画館の映写機などの表示装置として構成され得る。
【００２６】
本発明は、また、異なるダイナミックレンジの少なくとも２つの画像をエンコードしている通信可能な画像信号（Ｓ＿ｉｍ）においても、実現され得るが、画像の少なくとも１つは高ダイナミックレンジの画像であり、画像信号は、１組のピクセルのエンコーディングと、少なくとも２つの画像の１つと、少なくとも２つの画像の別の１つを導くために適用される色変換関数を特定する関数メタデータとを備えており、関数メタデータが、ピクセル色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の典型的には３つの（しかし、潜在的には、２又は３より多くの）色差（Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）のうちの最高の１つの値として定義される差値（Ｖ＿ｉｎ−Ｙ）の様々な値に対する利得を特定する関数を含み、この色差が、ピクセル色のそれぞれの加算的原色成分の値からピクセル色の輝度を減算したものとして定義されることを特徴とする。この信号は、記憶され、送信され、用いられるなどのことがあり得る。この信号は、次に、第２の像又はグレーディングされた画像を第１の画像からデコードすることができる（すなわち、共に、著しく異なる輝度ダイナミックレンジを有するのが典型的である）すべてのデータを含み、本発明者が、新たな飽和マッピングは、定義、すなわち、単独の送信された実際のピクセル化された画像エンコーディングに基づく少なくとも１つの他のダイナミックレンジ画像の同時エンコーディングにおいて、非常に適切に用いられ得るということを認識している、という事実を含む。
【００２７】
任意の装置の内部にあるか、又は、取り外し可能であって別個に配分可能な任意のメモリ製品（２９９）は、デジタルデータビットのためのメモリを備えており、このメモリが、特定の単純な飽和修正戦略をコード化する新たな画像信号（Ｓ＿ｉｍ）で満たされていることを特徴とする。
【００２８】
当業者が認識するように、すべての実施形態は、多くの他の変形例、方法、ネットワーク接続経由で送信されるか又は記憶されるかを問わない信号、コンピュータプログラムなどとして、実現され得る。
【００２９】
本発明による方法及び装置のこれらの及びそれ以外の態様は、本明細書で後述される実装例及び実施形態から明らかであり、並びに、それらの実装例及び実施形態を参照して説明されるが、この説明は、より一般的な概念を例示する非制限的な特定の単なる図解として機能する添付の図面を参照してなされるが、なお、図面では、ダッシュは、ある構成要素がオプションであることを示すために用いられ、ダッシュのない構成要素は、必ずしも必須ではない。ダッシュは、また、必須であると説明される要素が、ある対象物の内部に隠されていることを示すためにも用いられ得るし、又は、例えば対象物／領域の選択（及び、それらがディスプレイ上でどのようにして示され得るか）など、無形物に対しても用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】新規な飽和処理装置、すなわち、デコーダのコア、又は、例えばデコーダが何をするのかをチェックする若しくは他方向へのダイナミックレンジの変換（例えば、受信機が実質的に反転されるＨＤＲからＳＤＲへの変換が、ＳＤＲからＨＤＲへの再構築を行う）を決定するためのエンコーディング装置の中にあるときのそのミラーの、特定の実施形態の概略的な図解であって、これは、オプションであるが、輝度処理戦略に接続されている（２つの色変化は、実質的に相関解除されている）。
【図２】新規な飽和処理装置の実施形態を備えたＨＤＲ画像エンコーダがどのようにして実現され得るかに関する可能な実施形態の概略的な図解である。
【図３】例えば、家庭の環境においてディスプレイに接続されたＳＴＢにおけるデコーダなど、例示的なＨＤＲ画像デコーダの可能な実施形態の概略的な図解であって、当業者であれば、もちろん、これと同様に、他の使用シナリオとして、例えば医療システム、軍事システム、スーパーマーケットにおける広告システム、テーマパークにおける娯楽システムなどがあり得るということを理解するであろう。
【図４】人間である判定者がｇ（Ｖ−Ｙ）飽和仕様を特定するための単純な態様のある可能性の概略的な図解である。
【図５】ＲＧＢ色域においてＶ−Ｙ仕様が何に見えるのかの概略的な図解であり、ここで、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青の加算的表示原色である。
【図６】特に画像変換の明度態様に関して、第１の輝度範囲表現と第２の輝度範囲表現との間で画像を変換するいくつかの態様の説明である。
【図７】本発明のＶ−Ｙベースの原理の好適な実施形態を示しているが、これは、Ｒｅｃ．７０９又は類似の哲学におけるＹ’ＣｒＣｂ処理を予想する旧来のシステムと、すなわち、近似的に又は実際に平方根である輝度からルマＹ’を定義する非線形性と、容易に一体可能である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明による基本的な色飽和修正装置１０１の、ある可能な説明のための実施形態を、単に概略的に示している。この図は、本発明の実施形態のいくつかの第一原理を説明するためだけに用いられており、以下で示されるように、処理回路の他のトポロジもまた設計可能である。この装置１０１は、例えば、色処理のためのＩＣの処理ユニットであり得るが、例えば、以下の例示的な説明において仮定するように、ＨＤＲ動画エンコーディングのためのエンコーダ又はＨＤＲ動画デコーディングのためのデコーダとして構成される。それは、例えばｓＲＧＢのような何らかの色空間に対して、線形の赤、緑及び青（ＲＧＢ）色構成要素を想定する色を備えたピクセルの入力画像を得る。しかし、旧来のＳＤＲエンコーディングにおいて（すなわち、そのシナリオでは典型的には第２のダイナミックレンジの画像に変換される第１のダイナミックレンジ画像である旧来の互換可能なＳＤＲ画像を送ることによって本発明の方法を用いたい場合においても、そうであるが、しかし、本発明によるデコーディング及び処理は、例えば５０００ｎｉｔから１０００ｎｉｔに、又は１０００ｎｉｔから１００ｎｉｔに、など、例えばより高いＰＢ＿Ｃ  ＨＤＲの画像をより低いものにダウングレードするために、他方の方向に動作可能だということに注意すべきである）通常用いられるより典型的に用いられる非線形Ｒ’−Ｙ’などをベースとする変形例により近接して機能する、より好適な実施形態が、図７を用いて、後で説明される。変形例がどのように存在可能であるか、例えば、ＭＰＥＧエンコーディングされた画像のガンマ空間ＹＣｒＣｂピクセル色が入る場合には、この線形ＲＧＢ色表現への色変換を行うために前処理ユニットが接続されていることがあり得る（図示せず）ことを当業者は理解するであろう。輝度計算ユニット１０２は、用いられる色空間の原色に応じて、色の輝度を計算する。例えば、それが用いる方程式は、Ｙ＝０．２１２６＊Ｒ＋０．７１５２＊Ｇ＋０．０７２２＊Ｂ（Ｒｅｃ．７０９の場合）、又は、Ｙ＝０．２６２７＊Ｒ＋０．６７８０＊Ｇ＋０．０５９３＊Ｂ（Ｒｅｃ．２０２０の場合）であり得、これらは、共に、Ｄ６５の白色点などに対するものである。
【００３２】
しかし、興味深いことに、図７では、（非線形の）Ｖ’−Ｙ’ベースの哲学が、どのようにしてＹ’ＣｂＣｒ型の色処理に投げ入れられ得るのか、つまり、線形のＲ−Ｙの代わりに、Ｒ’−Ｙ’が用いられ得るのかが、示される。
【００３３】
減算器１０３は、線形の色差を導出する（例えば、Ｒ−Ｙは、その赤色成分からピクセル輝度を減算することによって得られる、など）。最大値の決定ユニット１０４は、現在処理されているピクセルに対して、Ｒ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｂ−Ｙという３つの色差のうちのどの１つが最高であるのかを評価し、例えばＲ−Ｙであるこの値を出力する。本明細書では、（線形のより好適ではない場合に対して）３つの入力のどれが最高であるかにかかわらず、Ｖ’−Ｙ’又はＶ−Ｙをコールする。本発明における飽和戦略は、各画像ピクセルのＶ＿ｉｎ−Ｙ値に基づいて、どの程度の飽和又は脱飽和が行われるべきかを定義するために、この値が必要とされる。（脱）飽和の量は、乗算のための係数ｇとして示され、関数Ｆによって決定される。この関数は、オンザフライで、計算され得るが、単にこの例については、ルックアップテーブルから読み出されると仮定する。インデックスＶ−Ｙと出力ｇとを有するこのルックアップテーブル（又は、一般的にこの関数の評価を可能にするのに必要とされる任意のデータ）Ｆ（Ｖ−Ｙ）は、例えば、これらの画像のコンテンツ制作者によって前もって生成された入力画像Ｉｍ＿ｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と関連するメタデータを経由するなど、データ入力１０８を経由して外部から受け取られるのが典型的である。結果的な利得は、乗算器１０６によって色差と乗算されて、そのピクセルに対する線形色差（Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）＿ｏｕｔを生じる。最後に、加算器１０７によって、ピクセル輝度が再び加算されて、出力ピクセル色と、そのようなピクセル色を備えた画像Ｉｍ＿ｏｕｔ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とを生じるが、これは、ピクセルに対して異なる飽和を有する。
【００３４】
図１にも示されているもの、そして、本発明による飽和技術が画像再着色機能としてだけ用いられるときには一般的に存在していないが、動画エンコーディング又はデコーディング処理の連鎖に典型的に存在しているものは、色の色度（又は、換言すると、その飽和）を一定に維持するがピクセルの明度又は輝度を変化させる第２の処理である。特に、輝度マッピングユニット１５０は、乗算器１５３を用いて入力ＲＧＢ値と利得値ｇｔとを乗算することによって、可能なグレイ値のレンジに沿って様々なピクセルグレイ値（又は、実際には、ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の値）を有するピクセルに対して、異なる明るさ（又は暗さ）を与えることができるが、これは、利得値決定ユニット１５２によって、入力であるＲ、Ｇ及びＢの値（Ｖを用いて示される）の最大値（最大値決定ユニット１５１によって計算される）の関数ＦＴとして評価される。最終的な出力画像Ｉｍ＿ｏｕｔ２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を与えるこのユニット１５０は、実際には、ＷＯ２０１４０５６６７９において詳細に説明されたことを実施している。例えば中間的な１０００ｎｉｔのエンコードされた画像を２０００ｎｉｔのディスプレイ上に表示するために２０００ｎｉｔの画像にマッピングする、又は、１００ｎｉｔのディスプレイ上では合理的に見えるが、それをよい品質の５０００ｎｉｔの画像に機能的に変換するためのＨＤＲテクスチャ情報を十分に含む特別の１００ｎｉｔの画像をアップグレードするなどのように、このマッピング技術の様々な使用法が認識可能であるが、１００ｎｉｔのピーク明度又はその値の周囲の複数のピーク明度のＬＤＲディスプレイを駆動するのに適している５０００ｎｉｔのマスタでありグレーディング済みのＨＤＲ（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ）をマッピングするという例を用いて、この処理を説明する。ある教会のＨＤＲキャプチャリングがあると仮定してみよう。教会の内部は、明るすぎることはない、すなわち、いくぶん暗いが、すべてのものが十分に見える。ステンドグラスの窓を通して光が入ってくる晴れた外の世界は、それよりもずっと明るく、それらの色を、内部の色よりも例えば１０倍も又はそれよりもさらに明るくする。しかし、ＨＤＲ画像では、その様子が十分に表現可能であって、というのは、ＨＤＲ画像は十分なダイナミックレンジを有するからである。（ルマが、どの電気光学的伝達関数を用いて、ディスプレイ上でレンダリングされる輝度に配分されるのかを無視して、その輝度だけに着目して）コーディングの意味を定義することは、基準ディスプレイ上でのそのレンダリングを見ることによって行い得る。よって、その教会の場合には、５０００ｎｉｔのディスプレイの上に内部の色が例えば輝度のうちの０から２００のサブレンジ上にマッピングされ、ステンドグラスの窓が中間的な３５０から５０００ｎｉｔの輝度を用いてレンダリングされる場合には、十分な色グレーディングがなされている、すなわち、心地よい外観を有すると言うことが可能であろう。ＨＤＲディスプレイ（及びその対応するエンコードされたＨＤＲ画像）は、白色又はピーク明度の７％の輝度だけしか有さない青色に対してでさえ、そのように高い値を表示することが可能である。すなわち、ＨＤＲディスプレイは、飽和していると同時に明るい色をレンダリングすることが可能である（そして、対応するＨＤＲ画像は、したがって、それらをエンコードするはずである）。しかし、ＬＤＲディスプレイの上では、明るいのと同時に飽和しているというのは、全く不可能である。色の飽和を維持するが、それらの色が鈍くなる（例えば、青色については、最大でも、１００ｎｉｔの７％＝７０ｎｉｔ）か、又は、それらの色をより明るくしようとするが、色の飽和の影響を被るか、のいずれかであるが、その理由は、全範囲の上の方に移動するのは、色を脱飽和することによってのみ可能であるからである。これは、判定者の選択であると仮定できるのであり、すなわち、「色彩に富んだ窓の色彩を少しだけ犠牲にする方がいいのであれば、そのような場合にだけ、色彩に富んだ窓を明るくシミュレートできる」ということである。これは、最初に、本発明によるユニット１０１を用いて、色を（一定の輝度を有する）無色の輝度軸の方向に脱飽和させることによって、行い得、そうすることにより、脱飽和された色（すなわち、好ましくは、画像のステンドグラスの部分のみ、又は、主にその部分、すなわち、その部分の色）の明度を、ユニット１５０を用いて、ブーストするための余地を範囲の上の方に有するのである。元々の脱飽和されていない色を、ユニット１５０を用いて処理する場合には、すぐに範囲の上限に到達してしまい、したがって、窓に明度（輝度）をほとんど又は全く追加できないことになる。よって、これは、より低い輝度ダイナミックレンジへのダイナミックレンジの変換に付随する典型的な興味深い色処理の変形例であるが、ＬＤＲ画像をＨＤＲ画像に変換するときには、同じ飽和処理を、例えば画像のある対象物又は領域をより色彩に富んだものにするなど、他の効果のために用いることが可能であろう。いくつかの実施形態では、その哲学は依然として同一であるが、脱飽和は、輝度マッピング部分の後に生じ得る。典型的には、エンコーダにおいて、脱飽和は輝度変換の後に生じ得るのであり、デコーダでは、正確な色度（すなわち、輝度とは独立な飽和）を有した後で、適切な輝度又はルマと乗算することが可能であれば、有益である。
【００３５】
当業者は、画像のための様々な色マッピングが、実際には、例えば、ピクセルごとの一連の処理として、又は、中間的な結果画像に対しての異なる連続的な計算として、どのようにして実現され得るのかを理解するであろう。
【００３６】
図２は、本発明の飽和ユニットが、ＨＤＲ動画を生じるエンコーダとして、どのように構成され得るのかを示す。それは、入力として、ＨＤＲグレーディング画像（ＨＤＲ＿ＯＲＩＧ）を得る。再び、判定者が対応するＬＤＲ画像を作成する例を用いて説明を行い、そのＬＤＲ画像の飽和を決定するために、本発明による飽和技術を用いる。色マッパ２０２は、図１におけるように本発明による飽和マッピングを適用して、ＬＤＲ出力画像Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔを生じるように構成されており、ＬＤＲ出力画像Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔの像は、参照ディスプレイ２２０上で検討され得る。ここで、判定者は、例えば図４におけるようなＶ＿ｉｎ−ＹとＶ＿ｏｕｔ−Ｙとの間の機能的マッピングを特定する多重線形曲線として、自らの希望の飽和戦略を特定することができる。例えば、判定者は、［０−１］、［０−１］座標系において８つの制御点のｘ及びｙ座標を特定することによって、関数を作成し得る。それに対し、（画像又は動画）エンコーダ２０１は、ユーザインタフェースユニット２０３を備えている。それは、例えば、ＬＤＲ画像におけるグレイ領域の中への様々なＨＤＲ画像のグレイ領域の輝度再配置を決定するために、様々なユーザインタフェース機能を実装し得るし、例えば、それにより、ユーザが、その画像の他とは異なる態様で処理されるべき画像の領域を特定することが可能になり得る。しかし、備えられているユニットのうちの１つは、飽和仕様ユニット２０４となる。ユーザは、色グレーディングキーボード及び／又はマウスなどの知られたグレーディングツール入力デバイスを介して、自らのユーザ入力ＵＳＲＩＮＰを特定し得る。例えば、ユーザは、図４ａにおけるように、曲線を描き得る。色マッパ２０２は、次に、すべての特定された色変換を、特に飽和修正を適用することができる。判定者が、ＬＤＲの像に満足である場合には、関数ＦＣ（Ｖ−Ｙ）が、適切なＬＤＲの外観の画像を受信されたＨＤＲ画像から再構成するために受信側で用いられるものとなる。そうでない場合には、判定者は、別のＦ（Ｖ−Ｙ）仕様を試み得る。テクスチャは元のＨＤＲ＿ＯＲＩＧにおいてエンコードされていると仮定するが、例えばＬＤＲ画像Ｉｍ＿ＬＤＲ＿ｏｕｔを送信することも可能であり得る。エンコーダは、次に、フォーマッタ２１０を用いることにより、すべての情報を収集してフォーマットする必要がある。それは、ＨＤＲ−ＯＲＩＧ画像を、ＭＰＥＧ−ＨＥＶＣ画像としてエンコードする、すなわち、ＨＤＲ  ＥＯＴＦ関数に従ってルマを計算し、ＣｂＣｒ又はｕｖなどいくつかの色彩色座標を計算し、成分画像に対してＤＣＴ変換を行う、などである。メタデータＦＣは、例えば、専用のＳＥＩ画像又は類似のメタデータ構造に保存されることが可能である。画像データＩｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴと異なる動的なレンジディスプレイのために少なくとも１つの他の外観画像を取得するための機能的な色マッピングメタデータとを含む結果的な画像信号Ｓ＿ｉｍが、例えばアンテナ２１１を用いてブロードキャストされるなど何らかのネットワーク上を直接的に送られるか、又は、別の実施形態では、例えばブルーレイディスクであるメモリ製品２９９上に記憶され得る。同様に、もちろん、１組���利得が、すなわち、関数ｇ（Ｖ’−Ｙ’）又はｇ（Ｖ−Ｙ）が、例えばＬＵＴなどとしてエンコードされることがあり得る。図２は、また、ブルーレイディスクが含む画像信号Ｓ＿ｉｍ／２８０を概略的に示しているが、この信号は、論理的には、少なくとも画像データ２８１と機能メタデータ２８２とにより構成されている。
【００３７】
多くの可能性のうちの１つとして、フォーマッタ２１０が、画像とメタデータとを例えばＭＰＥＧ−ＨＥＶＣなどＭＰＥＧファミリの動画圧縮標準に従いＨＤＲルマに対して１０ビットワードを用いてエンコードしフォーマットする例を与えている。
【００３８】
図３は、ミラーリングされた態様で、エンコードされた画像の像が一般性を失うことなくどのようにデコードされ得るかを示しており、例えばワイアード又はワイヤレス接続３９８を経由して駆動される接続されている１００ｎｉｔのディスプレイ３０２のための適切な画像を取得するために、受信機が全く同じ飽和戦略ＦＣを適用する場合について、説明することができるが、これは、例えばＩｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴをエンコードする５０００ｎｉｔの画像であるＨＤＲと、それをＬＤＲ画像に変換するマッピング関数と、を含む受信された画像信号Ｓ＿ｉｍに基づいて、このマッピング関数は、本発明による飽和処理の実施形態の１つのための色マッピング関数と、Ｖ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ｉｎの関数として特定される輝度マッピング関数ＦＴとの両方である。デコーダ３０１は、その基本的な画像エンコーディングと、画像入力３１０経由の色彩及び輝度適応のためのマッピング関数とを得るが、典型的には、組み合わされた画像データ＋メタデータ画像信号を得て、例えばＤＶＢ受信機、インターネット、ＢＤリーダなど様々なソースに接続され得る。画像処理ソフトウェアなどスタンドアロンのアプリケーションにおける飽和処理関数の場合には、例えば、（前置）コンテンツ生成方法として、画像ソースは、コンピュータのハードディスクなどの上にあり得る。デコーダ３０１は、ＭＰＥＧデコーディングを解除するためのデフォーマッタ３０３を備えており、計算的な単純性のために１に正規化されていると仮定する色成分を有するＩｍ＿ｉｎ＿ＤＣＴの線形ＲＧＢ表現を最終的に生じる。色マッパ３０４は、要求されるＬＤＲ画像を計算し、図１におけるように本発明による色飽和処理ユニット３０５を備えている。実際、この例では、判定者がディスプレイ２２０上でチェックしたのと同じダウングレーディングをするために、エンコーダで特定されるのと同じ関数ＦＣを行い、ＦＣを用いて作成された逆関数ＦＣ−１を用いてアップグレードされる必要があるＬＤＲ画像を送信する他の実施形態も存在し得、送信された画像のものと、送信された画像などに適用されたときに適用された関数が生じる画像に対応する基準ディスプレイとの間のピーク明度を有するディスプレイのために部分的な飽和変更があるだけの場合もあり得る。典型的には、色マッピングは、また、（そのためにＬＤＲ画像がグレーディングされる）ＬＤＲディスプレイのＲＧＢ範囲への範囲マッピングを備え得、飽和処理は、その線形ＲＧＢ空間で行われることに注意すべきである。本発明のデコーダ３０１を備えた受信側のデコーディング装置は、例えば受信用テレビのために画像を準備するセットトップボックスなどのように様々であり得るし、又は、色変換はテレビ自体においてなされることもあり得るし、このデコーディング装置は、異なるピーク明度を有する複数の接続されたディスプレイなどのために、最適な画像を生成し得る。もちろん、デコーダとエンコーダとは、また、複数の中間的な装置の中に存在することもあり得るが、これは、例えば衛星経由で送信する前に、ケーブルシステムの一部において、又は、ライブニューズフィードなどを送信するときに、第１のＨＤＲ画像若しくは動画フォーマットを第２のものに変換するためである。人間である色判定者に向けて調整された色マッピングの例について説明したが、同じ技術は、自動変換色マッピングユニットにおいても行われ得、この場合、ＦＣが、例えばヒストグラムを見るとか、それ以外の場合には、どの対象物が全体的な輝度レンジのより明るい又はより暗いサブレンジにあるのか（いくつが、どのくらい大きなものが）を判断するとか、画像の性質を解析することによって、例えば、数学的に決定される。実際にＦＣ関数の生成を行う仕様ユニット（２１２）は、２つのシナリオにおいて、異なり得る。ユーザによって生成された飽和仕様の場合には、例えば制御点をドラッグすることによって例えばその上に関数の形状を描くことができるグラフなどの関数を特定するユーザインタフェース手段を含むことが典型的であり、判定者は、関数を入力画像に適用した後で結果を見ることができる。仕様ユニットが自動変換タイプであるときには、１つ又は複数の画像解析ユニット（図示せず）が存在し得るが、エンコーダが（例えば単一の又は複数の命題として）自動的に生成されたＦＣ及び／又はＦＴを示す場合には、依然として効果的であるし、それによって、判定者は、例えばＯＫボタンをクリックすることによって、それらの美的品質に同意することが可能である。よって、利得（ｇ）をエンコードする関数Ｆ（Ｖ−Ｙ）を特定するように構成されたユニットは、それ自身により数学的特定を行うように構成され得るか、又は、人間であるアーティストがそれをすることを可能にするユニットを備え得るか、のいずれかである。又は、マルチセグメントの飽和戦略を正確に特定する代わりに、色判定者が、単一のダイアルを単に回転させる（適切なＨＤＲ動画出力を生じさせるために、直接的にカメラ上においてでさえも）場合があり、これが、飽和定義関数ＦＣ（Ｖ−Ｙ）の形状を数学的に変更する。
【００３９】
図４では、例示的な単純な実施形態を与えており、この場合、判定者は、ただ２つのパラメータを変更する必要がある。それをより良く理解するためには、読者は、最初に、図５を見ることができるが、この図５は、ＲＧＢディスプレイ又はコーデック範囲（輝度ｕｖ色度表現で概略的に示されている）の黄色−青色スライスにおける等価Ｖ−Ｙラインを示している。輝度ベースの飽和を困難にする、範囲の短所である非対称性（極大的に駆動された純な青色に対する７％の最大輝度に対し、黄色に対しては９３％である）が、Ｖ−Ｙラインに複数の色を通過して異なる態様で走査させることによって、取り扱われていることがわかる。黄色はより小さなＶ−Ｙ値に対応し、青色は、最大の青色（Ｂ＝１、Ｒ＝Ｇ＝０）に対する０．９３まで、より大きな値に対応する。ここで、ステンドグラスの窓の例を、もう一度、扱う。それは、青色と黄色とを含み得る。黄色を脱飽和することが可能であるが、それは、大きな追加的輝度を生じさせることはない（理論的には、極大で７％）が、醜い脱飽和された色に至り得る。よって、明るい色に満ちた対象物すなわち明度のＬＤＲにおける最適なレンダリングという側面では勝つことはないが、飽和／彩度という他方の側面では既に厳しく負けている。しかし、青色を５０パーセントだけ脱飽和することによって、無色の輝度のパーセンテージとして見られたときには、明度／輝度の約５０％を勝ち取ることが可能であり得る。これを記述する別の仕方は、現在有している輝度と比較して、どの輝度ブーストが依然として行われ得るかを確認することである（典型的には、第２の輝度処理ブロック／フェーズにおいて）。最大の青色（Ｂ＝１、Ｒ＝Ｇ＝０）を用いて、又は、非線形の準用の場合（Ｂ’−１、Ｇ’＝Ｒ’＝０）で開始すると仮定するが、これは、Ｖ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝１とＹ＝０．０７（又は、Ｙ’）とを有する。この色を半分だけ脱飽和するときには、Ｂ＝０．５３５（Ｒ＝Ｇ＝０．０３５）へ行く。この青色の色調では、四分円の青色が、常に、最大の色成分となるから、青色を最大でＢ＝１までブーストする（その飽和に対して、すなわち、例えばＲとＧとを同じに維持する）ことによって、明度又は輝度を依然としてブーストすることができる。一般に、１／ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ｄｅｓａｔだけ、すなわち、脱飽和の後の最大色成分だけ、ブーストすることが可能である。この例では、それは、１／０．５３５＝１．８７を生じさせ得るのであり、すなわち、８７％だけブーストすることができる。よって、窓に著しい量の青色のピクセルが存在する場合には、それは、突然に、はるかにより明るく見えることになる。そして、青色は強力な色であるから、ステンドグラスの窓は、脱飽和された青色の場合でさえも、依然として色彩に富むように見える。よって、判別者は、例えば０．６の周囲のＶ−Ｙの領域において１よりも小さな飽和利得ｇを定義することによって、これを達成することができる。このように、飽和がどのように振る舞うかに関する２つの例を示している。Ｖ−Ｙの値が０．０１２である半分飽和した明るい黄色に対して、例えばｇ＝０．９を用いて脱飽和戦略５０１を特定する場合には、より暗く、より飽和した黄色が、同じＶ−Ｙラインの上で、同じ戦略５０２を有することになる、すなわち、同じ量だけ脱飽和することになる。さらに別の色を、異なる戦略５０３によって、又は、異なる量ｇ２（Ｙ−Ｖ）だけ、（脱）飽和させることが可能である。そして、青色については、さらに別の飽和量ｇ３を定義することが可能である（５０４）。説明された本発明による飽和戦略は、特にダイナミックレンジ変換にとって、非常に興味深く、その理由は、黄色のような明るい色を過度に脱飽和してしまう（一定の利得を差信号Ｒ−Ｙに適用するなどの）従来型の戦略とは対照的に、ほとんど青色、赤色及びマゼンタなどの暗い色だけを脱飽和させることが可能であるからであり、このことが、明度−彩度最適化において最も大きな効果を生じさせるのである。また、この方法は、（飽和関数を低すぎる差分利得を有することのないように設計する場合だけであるが）容易に反転可能であり、それによって、エンコーダ側で（又は、デコーダ側でさえも）、ＦＣからＦＣ−１を計算することが、これを必要とするだろうシナリオにとって単純で堅牢なものとなる。
【００４０】
図４に戻ると、判定者は、飽和ブーストシナリオを、全体として、特定することが可能であり（一般に、Ｖ−Ｙもまた輝度と共に低下することに注意すべきである）、青色のように本来が明るくなく脱飽和及びブーストが必要な色に対する脱飽和を特定することが可能である。判定者は、前者については、Ｙ−Ｖ＿ｄ１の選択された制御点まで、例えば１．３に特定して、次に、（高いＶ−Ｙ値を有する）明るい青色に対しては、例えば０．７の脱飽和値で終わる線形勾配を用いる。極端なＨＤＲからＬＤＲへの変換については、例えば０．１などのはるかに低い終端値を得ることになる。そのような迅速な特定であっても、判定者は、外見のよいＬＤＲ画像を得ることになる。上側のグラフ図４ａは、色変換のＶ＿ｉｎ−Ｙに対するＶ＿ｏｕｔ−Ｙの関数を示しており、下側のグラフ図４ｂは、対応する利得を示している。エンコードされた画像信号をｇ（Ｖ−Ｙ）のメタデータ仕様を用いて説明したが、もちろん、図５ａのＶ＿ｏｕｔ仕様が準用され得る。
【００４１】
図７は、別の有用なデコーダの実施形態７００の色度の色彩的（飽和）変化のための、コアな計算部分を示す。当業者は、本明細書での教示からエンコード側における（別の変形例に関する）同じ対称的なトポロジを理解することができるはずである。ＳＤＲ信号が入力される（Ｙ’，Ｃｂ＿ｉｎ，Ｃｒ＿ｉｎ）と、（一般性を失うことなく）仮定する。ＣｂＣｒ成分から、少なくとも２つの非線形色差が計算されることが可能であり、一般的な原理を単に説明しているこの例では、４つの差が決定されると仮定する。理解可能なＲ’−Ｙ’などとは別に、４番目のもの（又は、それ以降のもの）が、何らかの典型的な振る舞いを実現するものとして選択可能である。例えばシアンの方向において所望の色の振る舞いを制御できるような態様で、Ｓの方向を定義し得る（例えば、特に、このシアンの方向の色が色彩豊富過ぎると考える場合には、シアンＳ’−Ｙ’成分が最高であり、最大値から出て来ることを確認することが可能であり、例えば判定者などの制作者の側では、そのような飽和曲線（ＦＣ又は利得ＳＴ＿ｇの組を直接的に作成する）のであり、それによって、これらのシアン色については、例えば、それらの色彩を低下させるいくらかの脱飽和が存在するようになる）。いくつかの実施形態では、４つ（又は、少なくとも２つ）の成分と重みＷｒ、Ｗｇ、Ｗｂ、Ｗｓとを、それらが最大値計算ユニット（７０２）を通過する前に、乗算し得るが、これらの重みは、例えば画像又はシーン又は動画全体ごとに制作側によって最適化されるのが典型的であり、例えばＳＥＩメッセージなどの別のメタデータの中で通信され受信される。これは、基本システムへの非常に興味深い追加である。このようにして、制作側は、どの色成分が（様々なピクセル色の特定の側面として、特に、現に処理されているピクセルのひとつとして）最大値として出て来るのか、そして、次に、関数における異なる入力座標（例えば、ＬＵＴとして、又は、メタデータの中に１組の制御点などを実際に通信するパラメトリック関数として通信され得る利得の組）であるその特定の値にさらなる影響を及ぼすことが可能であり、すなわち、最終的な飽和変換と、画像の対のうちの１つの究極的な像（典型的には、マスタＨＤＲ画像に対応するＳＤＲ画像の像）である。よって、例えば、最大値計算ユニット７０２への入力として、Ｒ’−Ｙ’の代わりに３つの値がある場合には、出力Ｖ’−Ｙ’として、Ｗｒ＊（Ｒ’−Ｙ’）、Ｗｇ＊（Ｇ’−Ｙ’）及びＷｂ＊（Ｂ’−Ｙ’）のうちの最高１つを得、これは、また、特に、これらの重みＷｒ、Ｗｇ、Ｗｂのうちの選択された値にも（異なる色には異なるように）依存し、その理由は、それらが、映画又は動画におけるこの現在のＨＤＲシーンの画像のこの現在のショットの特定事項に応じて、制作側で選択され、制作側から通信されたからである（例えば、同じ室内装置で行われるテレビ番組にとっては、これらの重みは、番組全体の間で同じままで留まるが、最適なＨＤＲ画像とＳＤＲ画像との間の色変換が最適となるように、最適化されることが可能である）。
【００４２】
単に有用な例として、下記のものがあり得る。
（Ｒ’−Ｙ’）＝０．０００００＊Ｃｂｉｎ＋１．７５０００＊Ｃｒｉｎ（これは、脱飽和した赤色である）
（Ｇ’−Ｙ’）＝−０．１６４５５＊Ｃｂｉｎ−０．５７１３５＊Ｃｒｉｎ（これは、脱飽和した緑色である）
（Ｂ’−Ｙ’）＝２．２５０００＊Ｃｂｉｎ＋０．０００００＊Ｃｒｉｎ（これは、脱飽和した青色である）
（Ｓ’−Ｙ’）＝０．０００００＊Ｃｂｉｎ−１．０００００＊Ｃｒｉｎ
【００４３】
しかし、一般的には、任意の組の８つの変換定数を用いることが可能であり、これは、また、予め合意され固定されていることがあり得るし、又は、追加のメタデータとして通信されることもあり得、例えば、映画又は動画の最初に一度そうすることもあるし、又は、テレビ放送などの最中に数秒ごとにそうすることもあり得る。
【００４４】
よって、マトリクス化ユニット７０１は、Ｃｂ及びＣｒという色成分からＮ個の色差へのマトリクス化を実行する。最大値計算ユニット７０２は、これらのＮ個の値のどれが最高であるのかを判断し、それをその出力に配置し、利得係数決定ユニット７０３は、最大のＶ’−Ｙ’の値に対応する利得値ｇを、すなわち、処理されているピクセルの色を決定して、この値は、次に、２つの乗算器（７０４、７０５）によって用いられる。これが、本質的に、コアの色処理である。それらは典型的に輝度処理でもあり得るので、ダッシュ付きのものに、他の典型的な構成要素を追加してあるが、これは、様々な態様で生じ得る。例えば、輝度処理は、この色処理のコアよりも前に生じ得るが、その場合に、Ｙ’は既に正しい輝度の振る舞いを有しており（これは、例えば、ヒストグラムで見ることが可能である）、すなわち、例えばピクセル／対象物の輝度のＨＤＲ分布を有する。他の実施形態では、輝度処理は、図１を用いて説明したように、飽和処理の後の第２段の処理として、生じ得る。
【００４５】
この説明のための実施形態では、輝度処理ユニット７５０における輝度変化行動（これは、Ｃｂ及びＣｒの修正としても実施され得るが、これら２つの成分だけでなく、３つの成分Ｙ’、Ｃｂ及びＣｒのすべてが、同じ定数Ｍと乗算される）の決定は、適用可能な利得係数ｇの決定と並列的に行われ、単独の乗算的色処理が、行われる。それに対する最終利得係数決定ユニット７５１は、この色のための輝度変換と特定の飽和調整との両方に必要とされるものに依存する最終的な利得係数ｇ２を決定するように、構成され得る。最後に、最終色変換ユニット７１０が存在すると仮定するが、これは、例えば、Ｒ’ｏ、Ｇ’ｏ、Ｂ’ｏ成分である出力色成分を生成するのであり、これらは、また、Ｒｅｃ．７０９／ＳＱＲＴ（又は、Ｒｅｃ．１８８６）表現の中にあり得るが、それとは異なり、ＳＭＰＴＥ  ＳＴ．２０８４で定義されている場合もあり、これらは、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルなどを経由してレンダリングのためにディスプレイまで直接的に配信されることがあり得る。メタデータなどを読み出すためのユニットは、当業者によって理解されるので、本発明の説明のためには必要ではない。重みを受信するように構成されたユニット（７８０）については、当業者である読者は、例えば、ＢＤディスク又はメモリスティックなどの携帯可能なメモリのセクタからメタデータを読み出す、インターネット経由で又はテレビ信号接続経由でデータ信号を受信するなど、これが様々な実施形態においてどのように具体化されるかを理解するはずであり、原理的には、このデータは、例えば最後のラインなど、画像の中に一体化されること、及び、重みのメタデータなどをエンコードするための合意された態様に従ってデコーディングの計算を行うことによって抽出されることが可能である。
【００４６】
本文書に開示されているアルゴリズム構成要素は、実際には、ハードウェア（例えば、特定用途向けＩＣのいくつかの部分）として、又は、専用デジタル信号プロセッサ若しくは汎用プロセッサなどの上で動作するソフトウェアとして、（全体として又は部分的に）実現され得る。メモリ製品は、メモリを含む任意の物理的実体として、特に購入が可能な任意のものとして理解されるべきであり、例えば、これらの限定されることはないが、光ディスク若しくはそれ以外の取り外し可能で携行可能なメモリ製品、又は、メモリの特定の部分のコンテンツがそこからダウンロード可能であるネットワーク接続されたサーバ上のメモリセグメントなどの実施形態に、及ぶ。
【００４７】
本発明者らの提示から、どの構成要素がオプションとしての改善になり得るのか、他の構成要素との組合せとして実現されることが可能なのか、そして、方法の（オプションである）ステップが装置のそれぞれの手段にどのように対応するのか、及びその逆が、当業者には、理解可能なはずである。本出願における単語「装置」は、その最も広い意味、即ち、特定の目的の実現を可能にする一群の手段という意味で用いられており、それゆえ、例えば、ＩＣ（の小さな回路部分）若しくは（ディスプレイを有する機器などの）専用機器、又は、ネットワーク化されたシステムの一部などであることが可能である。「構成（Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）」もまた、最も広い意味で用いられることが意図されており、したがって、それは、とりわけ、単一の装置、装置の一部、協働する複数の装置（の部分）の集合などを含み得る。
【００４８】
コンピュータプログラム製品の呼称は、汎用若しくは専用プロセッサが、一連のロードステップ（中間言語及び最終的なプロセッサ言語への翻訳などの、中間的な変換ステップを含み得る）の後に、コマンドをプロセッサに入力し、本発明の特徴的な機能のうちの任意のものを実行することを可能にするコマンドの集合の任意の物理的実現を包含すると理解されるべきである。特に、コンピュータプログラム製品は、例えばディスク又はテープなどの担体上のデータ、メモリ内に存在するデータ、ワイアード若しくはワイヤレスでのネットワーク接続を介して伝わるデータ、又は書面上のプログラムコードとして実現されることがあり得る。プログラムコードとは別に、プログラムのために必要とされる特徴的なデータもまた、コンピュータプログラム製品として具体化されることがあり得る。
【００４９】
方法の動作のために必要とされるステップのいくつかは、データ入力及びデータ出力などコンピュータプログラム製品に記述される代わりに、プロセッサの機能性内にもとから存在していてもよい。
【００５０】
上述した諸実施形態は本発明を限定するのではなく、例示していることが注意されるべきである。提示された例の請求項の他の領域への適用を当業者が容易に認識できる場合には、簡潔性のために、これらの選択肢の全部には、詳細までは言及していない。請求項で組み合わせられている通りの本発明の要素の組合せとは別に、要素の他の組合せも可能である。要素の任意の組合せが、単一の専用の要素において実現されることもあり得る。
【００５１】
請求項における括弧の間のどの参照符号も、その請求項を限定するためのものとして意図されてはいない。単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、ある請求項において列挙されていない要素又は態様の存在を排除しない。ある要素の前に置かれた単語「ａ」又は「ａｎ」は、当該要素が複数個存在することを排除しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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