(57)【要約】      （修正有）【課題】高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームに符号化／復号する方法および装置を提供する。【解決手段】少なくとも高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択すること（Ｅ１）と、選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定すること（Ｅ２）と、前処理色補正関数ｂ０を用いて、高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解すること（Ｅ３）と、標準ダイナミックレンジピクチャをコーディングすること（Ｅ４）と、復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび調整関数ｆａｄｊから高ダイナミックレンジピクチャを復元するための少なくとも１つのパラメータをコーディングすること（Ｅ５）と、を含む。【選択図】図５
2018014707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする方法であって、
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数の第１のセットｂｐｓｅｔの中から第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択すること（Ｅ１）と、
前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定すること（Ｅ２）と、
前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解すること（Ｅ３）と、
前記高ダイナミックレンジピクチャの特性に従って、デコーダに知られている所定の後処理色補正関数の第２のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔの中から第２の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択すること（Ｅ６）と、
前記選択された所定の色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃに調整するために用いられる調整関数ｆａｄｊであって、前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔと前記第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃとの差｜ｂｐ＿ｄｅｔ−ｂｐ＿ｄｅｃ｜を最小化することによって、前記第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃが、前記選択された第２の所定の色補正関数ｂＰ＿ｄｅｆａｕｌｔを、前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔに、可能な限りマッピングするように定義された調整関数ｆａｄｊを決定すること（Ｅ７）と、
前記標準ダイナミックレンジピクチャ、高ダイナミックレンジピクチャの前記特性、および前記調整関数ｆａｄｊを前記コード化されたビットストリームにコーディングすること（Ｅ４、Ｅ５）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータが飽和スキューパラメータである、請求項１に記載のコーディングする方法。
【請求項３】
前記調整関数ｆａｄｊが、前記調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットを用いてモデル化され、前記調整関数ｆａｄｊの前記コーディングのために、前記ピボットポイントのセットのみがコード化される、請求項１または２に記載の少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする方法。
【請求項４】
コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する方法であって、
前記コード化されたビットストリームから、前記コード化されたビットストリームからの標準ダイナミックレンジピクチャ、および調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットを復号すること（Ｅ９、Ｅ１０）と、
前記調整関数ｆａｄｊから、および所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔから後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃを構築することと、
前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記構築された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元すること（Ｅ１３）と、
を含む方法。
【請求項５】
前記コード化されたビットストリーム内の前記ピクチャにおいてコード化されたコンテンツ特性パラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔの中から前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択することをさらに含む、請求項４に記載のコード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する方法。
【請求項６】
少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする方法であって、
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択すること（Ｅ１）と、
前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定すること（Ｅ２）と、
前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解すること（Ｅ３）と、
前記標準ダイナミックレンジピクチャ、および前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する前記少なくとも１つのパラメータを前記コード化されたビットストリームにコーディングすること（Ｅ４、Ｅ５）と、
を含む方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータが飽和スキューパラメータである、請求項６に記載のコーディングする方法。
【請求項８】
コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する方法であって、
前記コード化されたビットストリームから、前記コード化されたビットストリームからの標準ダイナミックレンジピクチャ、および所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する少なくとも１つのパラメータを復号すること（Ｅ９、Ｅ１０）と、
前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元すること（Ｅ１３）と、
を含む方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのパラメータが飽和スキューパラメータである、請求項８に記載の復号する方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの復号されたパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択することをさらに含む、請求項８または９に記載のコード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのプロセッサを含む、少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする装置であって、前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数の第１のセットｂｐｓｅｔの中から第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択することと、
前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定することと、
前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解することと、
前記高ダイナミックレンジピクチャの特性に従って、デコーダに知られている所定の後処理色補正関数の第２のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔの中から第２の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択すること（Ｅ６）と、
前記選択された第２の所定の色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃに調整するために用いられる調整関数ｆａｄｊであって、前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔと前記第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃとの差｜ｂｐ＿ｄｅｔ−ｂｐ＿ｄｅｃ｜を最小化することによって、前記第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃが、前記第２の選択された所定の色補正関数ｂＰ＿ｄｅｆａｕｌｔを、前記選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔに、可能な限りマッピングするように定義された調整関数ｆａｄｊを決定すること（Ｅ７）と、
前記標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記調整関数ｆａｄｊを前記コード化されたビットストリームにコーディングすることと、
をするように構成されている、コーディング装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータが飽和スキューパラメータである、請求項１１に記載のコーディング装置。
【請求項１３】
少なくとも１つのプロセッサを含む、コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する装置であって、前記プロセッサは、
前記コード化されたビットストリームから、前記コード化されたビットストリームからの標準ダイナミックレンジピクチャ、および調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットを復号することと、
前記調整関数ｆａｄｊから、および所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔから後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃを構築することと、
前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記構築された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元することと、
をするように構成されている、復号装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記コード化されたビットストリーム内の前記ピクチャにおいてコード化されたコンテンツ特性パラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔの中から前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択するようにさらに構成されている、請求項１３に記載のコード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する装置。
【請求項１５】
少なくとも１つのプロセッサを含む、少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする装置であって、前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択することと、
前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定することと、
前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解することと、
前記標準ダイナミックレンジピクチャ、および前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する前記少なくとも１つのパラメータを前記コード化されたビットストリームにコーディングすることと、
をするように構成されている、コーディング装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータが飽和スキューパラメータである、請求項１５に記載のコーディング装置。
【請求項１７】
少なくとも１つのプロセッサを含む、コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する装置であって、前記プロセッサは、
前記コード化されたビットストリームから、標準ダイナミックレンジピクチャ、および所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する少なくとも１つのパラメータを復号することと、
前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元することと、
をするように構成されている、復号装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとも１つの復号されたパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択するようにさらに構成されている、請求項１７に記載のコード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する装置。
【請求項１９】
コンピュータプログラムであって、プロセッサによって実行されると、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を遂行するソフトウェアコード命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項２０】
請求項１１、１２、１５および１６のいずれか一項に記載のコーディング装置を組み込んだ電子デバイス。
【請求項２１】
モバイルデバイス、通信デバイス、ゲームデバイス、タブレット、ラップトップ、静止ピクチャカメラ、ビデオカメラ、エンコーディングチップ、静止ピクチャサーバおよびビデオサーバからなる群から選択される、請求項２０に記載の電子デバイス。
【請求項２２】
請求項１３、１４、１７および１８のいずれか一項に記載の復号する装置を組み込んだ電子デバイス。
【請求項２３】
モバイルデバイス、通信デバイス、ゲームデバイス、セットトップボックス、テレビセット、タブレット、ラップトップ、ディスプレイ、および復号チップからなる群から選択される、請求項２２に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．技術分野
本開示は概して、ピクチャ／ビデオの符号化および復号に関する。詳細には、限定するものではないが、本開示の技術分野は、ピクセル値が高ダイナミックレンジに属するピクチャの符号化／復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
以下において、カラーピクチャは、ピクチャ（またはビデオ）のピクセル値に関する全ての情報、ならびに例えば、ディスプレイおよび／または任意の他のデバイスによって、ピクチャ（またはビデオ）を視覚化および／または復号するために用いられ得る全ての情報を特定する特定のピクチャ／ビデオフォーマットによるサンプル（ピクセル値）のいくつかのアレイを包含する。カラーピクチャは、サンプルの第１のアレイの形の、少なくとも１つの成分、通常、輝度（またはルミナンス）成分、ならびにサンプルの少なくとも１つの他のアレイの形の、少なくとも１つの別の成分を含む。または、同等に、同じ情報はまた、伝統的な３原色RGB表現などの、色サンプル（色成分）のアレイのセットによっても表現され得る。
【０００３】
ピクセル値はｃ個の値のベクトルによって表現される。ここで、ｃは成分の数である。ベクトルの各値は、ピクセル値の最大ダイナミックレンジを規定する数のビットを用いて表現される。
【０００４】
標準ダイナミックレンジ（Standard-Dynamic-Range）ピクチャ（SDRピクチャ）は、ルミナンス値が、２のべき乗またはｆストップで通常測られる有限のダイナミックを用いて表現される、カラーピクチャである。SDRピクチャは、線形領域内では、およそ１０ｆストップのダイナミック、すなわち、最も明るいピクセルと最も暗いピクセルとの比１０００を有し、非線形領域内では、ダイナミックを低減するために、例えば、ITU-R BT.709 OETF(Optico-Electrical-Transfer-Function、光−電気変換関数）（Rec.ITU-R BT.709-5、２００２年４月）またはITU-R BT.2020 OETF(Rec.ITU-R BT.2020-1、２０１４年６月）を用いることによって、有限ビット数（HDTV（High Definition Television system、高精細テレビシステム）及びUHDTV（Ultra-High Definition Television system、超高精細テレビシステム）においては、ほとんどの場合、８または１０ビット）を用いてコード化される。この有限の非線形表現では、特に、暗いルミナンス範囲および明るいルミナンス範囲内における、小さな信号変化の正しいレンダリングは可能にならない。高ダイナミックレンジ（High-Dynamic-Range）ピクチャ（HDRピクチャ）では、信号ダイナミックは、はるかにより高く（最大２０ｆストップ、最も明るいピクセルと最も暗いピクセルとの比１００万）、その全範囲にわたって信号の高精度を維持するために、新しい非線形表現が必要である。HDRピクチャでは、生データは通常、浮動小数点フォーマット（成分ごとに３２ビットまたは１６ビット、すなわち単精度浮動小数点または半精度浮動小数点のいずれか）（最も普及しているフォーマットは、openEXR半精度浮動小数点フォーマット（１つのRGB成分当たり１６ビット、すなわち、１ピクセル当たり４８ビット）である）で表現されるか、あるいはlong型表現、通例、少なくとも１６ビットを用いた整数で表現される。
【０００５】
色域とは、色の特定の完全セットである。最も一般的な用法は、所与の色空間内で、または特定の出力デバイスによって、など、所与の状況において正確に表現されることが可能である色のセットを指す。
【０００６】
色域は時として、図１０に示されるように、CIE1931色空間色度図において与えられるRGB原色および白色点によって定義される。
【０００７】
原色をいわゆるCIE1931色空間色度図において定義することが一般的である。これは、色をルミナンス成分と独立して定義する２次元図（ｘ，ｙ）である。このときには、任意の色ＸＹＺが以下の変形によってこの図内に投影される：
【数１】
2018014707.tif 000003
【０００８】
ｚ＝１−ｘ−ｙの成分も定義されるが、追加の情報を持たない。
【０００９】
色域は、本図において、頂点が３原色RGBの（ｘ，ｙ）座標のセットである三角形によって定義される。白色点Ｗは、通常、三角形の中心に近い、三角形に属する別の所与の（ｘ，ｙ）点である。例えば、Ｗは三角形の中心として定義することができる。
【００１０】
カラーボリュームは、色空間、および前記色空間内で表現される値のダイナミックレンジによって定義される。
【００１１】
例えば、色域は、UHDTVのためのRGB ITU-R Recommendation BT.2020色域によって定義される。より古い規格、ITU-R Recommendation BT.709は、HDTVのためのより小さい色域を定義する。SDRでは、ダイナミックレンジは、データがコード化されるカラーボリュームに対して、公式には最大１００ニト（カンデラ毎平方メートル）と規定されているが、いくつかのディスプレイ技術はより明るいピクセルを示し得る。
【００１２】
高ダイナミックレンジピクチャ（HDRピクチャ）は、ルミナンス値が、SDRピクチャのダイナミックよりも高いHDRダイナミックを用いて表現される、カラーピクチャである。
【００１３】
Danny Pascaleによる「A Review of RGB Color Spaces」において幅広く説明されているように、線形RGB色空間内の３ｘ３行列を用いることによって、色域の表現の変更、すなわち、３原色および白色点を線形色空間から別のものへ変換する変形を遂行することができる。また、ＸＹＺからRGBへの色空間の変更も３ｘ３行列によって遂行される。その結果、色空間がどのようなRGBまたはＸＹＺであっても、色域の変更は３ｘ３行列によって遂行することができる。例えば、３ｘ３行列によってBT.2020線形RGBからBT.709 XYZへの色域表現の変更を遂行することができる。
【００１４】
HDRダイナミックは規格によってまだ定義されていないが、最大数千ニトのダイナミックレンジが予想され得る。例えば、HDRカラーボリュームはRGB BT.2020色空間によって定義され、前記RGB色空間内で表現される値は０〜４０００ニトのダイナミックレンジに属する。HDRカラーボリュームの別の例はRGB BT.2020色空間によって定義され、前記RGB色空間内で表現される値は０〜１０００ニトのダイナミックレンジに属する。
【００１５】
ピクチャ（またはビデオ）をカラーグレーディングすることは、ピクチャ（またはビデオ）の色を変更する／向上させるプロセスである。通常、ピクチャをカラーグレーディングすることは、このピクチャに対するカラーボリューム（色空間および／またはダイナミックレンジ）の変更または色域の変更を含む。それゆえ、同じピクチャの２つの異なるカラーグレーディングされたバージョンは、値が、異なるカラーボリューム（または色域）内で表現されたこのピクチャのバージョンか、あるいはそれらの色のうちの少なくとも１つが、異なるカラーグレーディングに従って変更された／向上させられたピクチャのバージョンである。これはユーザ対話を含んでもよい。
【００１６】
例えば、映画製作においては、ピクチャおよびビデオは、３原色カメラを用いて、３つの成分（赤色、緑色および青色）で構成されるRGB色値に取り込まれる。RGB色値はセンサの３原色特性（原色）に依存する。次に、劇場用レンダリングを（特定の劇場用グレーディングを用いて）得るために、取り込まれたピクチャの第１のカラーグレーディングバージョンが得られる。通例、取り込まれたピクチャの第１のカラーグレーディングバージョンの値は、UHDTVのためのパラメータ値を定義するBT.2020などの規格化されたYUVフォーマットに従って表現される。
【００１７】
YUVフォーマットは通例、線形RGB成分に、非線形関数、いわゆる光−電子変換関数（OETF）を適用して非線形成分Ｒ’Ｇ’Ｂ’を得、次に、得られた非線形Ｒ’Ｇ’Ｂ’成分に色変換（通常、３ｘ３行列）を適用して３つの成分YUVを得ることによって遂行される。第１の成分Ｙはルミナンス成分であり、２つの成分Ｕ、Ｖはクロミナンス成分である。
【００１８】
次に、カラリストが、通常、撮影監督と共に、芸術的意図を吹き込むためにいくつかの色値を微細調整／微調整することによって、取り込まれたピクチャの第１のカラーグレーディングバージョンの色値に対する制御を遂行する。
【００１９】
例えばHEVC規格などの、周知のMPEGビデオコーダはHDR（高ダイナミックレンジ）ビデオと互換性がない。さらに、多くのディスプレイ／端末はHDRビデオと互換性がない。
【００２０】
圧縮されたHDRビデオを多種多様のディスプレイ／端末へ配信し、MPEGビデオコーディング規格のような周知のビデオコーディングツールを用いることを可能にするために、HDRビデオは、より限定されたダイナミックレンジとSDRビデオからHDRビデオを復元することを可能にするパラメータのセットとを有する、HDRを表現するSDRビデオとして配信される。このようなシステムでは、SDRビデオは、規格HEVC Main 10プロファイルなどの、周知のツールを用いて圧縮される。
【００２１】
符号化側において、HDRビデオはまずSDRビデオに分解される。このような分解は、デコーダにおいて、またはディスプレイレベルにおいて、復号されたSDRビデオからHDRビデオを復元するために適したパラメータのセットを出力する。パラメータのこのようなセットは、圧縮されたSDRビデオとともに、通例、HEVC規格のためのSEI（Supplemental Enhancement Information、付加拡張情報）メッセージなどの、任意選択的な構文メッセージ内にコード化されてもよい。
【００２２】
図３は、HDRピクチャのHDRからSDRへの分解を示す。HDRからSDRへの分解プロセスは、入力線形光４：４：４HDRピクチャを、（同じく４：４：４フォーマットの）SDR互換バージョンへ変換することを目指す。このようなプロセスは、マスタリングディスプレイのピークルミナンス、原色、ならびにHDRおよびSDRピクチャのコンテナの色域などのサイド情報を用いる。このようなサイド情報はピクチャまたはビデオの特性から決定される。HDRからSDRへの分解プロセスは、高品質の復元HDR信号を保証する可逆プロセスを用いて、入力HDR信号からSDR後方互換バージョンを生成する。
【００２３】
ステップＥ３０において、入力HDRピクチャおよびその特性（サイド情報）から、マッピング変数が導出される。マッピングパラメータ導出のこのようなステップは、HDRピクチャの線形光ルミナンス値をSDRのような輝度値にマッピングすることを可能にする、ルミナンスマッピング関数ＬＵＴＴＭを出力する。
【００２４】
ステップＥ３１において、次に、ルミナンスマッピング変数を用いてルミナンス信号がSDR輝度信号にマッピングされる。すなわち、入力HDRピクチャのピクセルごとに、次式のように、ピクセルのHDR線形光Ｒ、Ｇ、Ｂ値、およびルミナンスマッピング関数から、ルミナンスＬが導出される：
【数２】
2018014707.tif 000004
ここで、Ａ＝［Ａ１Ａ２Ａ３］Ｔは従来の３ｘ３Ｒ’Ｇ’Ｂ’−Ｙ’ＣｂＣｒ変換行列（例えば、色空間に依存して、BT.2020またはBT.709）であり、Ａ１、Ａ２、Ａ３は１ｘ３行列である。
【００２５】
線形光ルミナンスＬは、ルミナンスマッピング関数：Ｙｐｒｅ０＝ＬＵＴＴＭ（Ｌ）を用いて、SDR様の（SDR-like）輝度Ｙｐｒｅ０にマッピングされる。
【００２６】
ステップＥ３２において、SDR信号の色度成分を導出するためのＲ、Ｇ、Ｂ色の変換が適用される。色度成分Ｕｐｒｅ０、Ｖｐｒｅ０は以下のように構築される。
（BT.709 OETFに近い）平方根を用いた疑似ガンマ化がピクセルのRGB値に適用される。
【数３】
2018014707.tif 000005
次に、Ｕｐｒｅ０およびＶｐｒｅ０の値が次式のように導出される。
【数４】
2018014707.tif 000006
このステップの結果、色域の移動、すなわち、入力HDR信号と比べた色相および色飽和の変化が生じる。このような色域の移動は色域補正のステップＥ３４によって補正される。
【００２７】
ステップＥ３４において、色度成分値が次式のように補正される：
【数５】
2018014707.tif 000007
ここで、Ａ２、Ａ３は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’からＹ’ＣｂＣｒへの変換行列の係数の２番目と３番目の行で作られ、ｂ０は前処理色補正LUT（ルックアップテーブル（Look Up Table）を表す）である。
次に、マッピングされた輝度成分が次式のように補正される：
Ｙｐｒｅ１＝Ｙｐｒｅ０−ν×ｍａｘ（０，ａ×Ｕｐｒｅ１＋ｂ×Ｖｐｒｅ１）。ここで、ａおよびｂは既定のパラメータであり、ｖは、飽和を制御することを可能にする制御パラメータである。値Ｙが高いほど、ピクチャは大きく飽和している。
【００２８】
HDRピクチャからSDRピクチャへの分解の結果、ピクセルアレイＹｐｒｅ１Ｕｐｒｅ１Ｖｐｒｅ１を有する出力SDRピクチャが得られる。
【００２９】
HDR復元プロセスはHDRからSDRへの分解プロセスの逆である。図４はこのようなHDR復元プロセスを示す。復号されたSDRピクチャは、ピクチャの輝度成分および色度成分にそれぞれ対応するピクセルの３つのアレイSDRy、SDRcb、SDRcrを含む。HDR復元は、SDRピクチャのピクセルごとに以下のステップを処理する。
【００３０】
ステップＥ４０において、SDRピクチャのピクセル（ｘ，ｙ）ごとに値Ｕｐｏｓｔ１およびＶｐｏｓｔ１が次式のように導出される：
【数６】
2018014707.tif 000008
ここで、ｍｉｄＳａｍｐｌｅＶａｌは既定の移動定数である。
【００３１】
ステップＥ４１において、SDRピクチャのピクセル（ｘ，ｙ）のための値Ｙｐｏｓｔ１が次式のように導出される：
Ｙｐｏｓｔ１＝ＳＤＲｙ［ｘ］［ｙ］＋ν×ｍａｘ（０，ａ×Ｕｐｏｓｔ１＋ｂ×Ｖｐｏｓｔ１），
ここで、分解プロセスの場合と同様に、ａおよびｂは同じ既定のパラメータであり、ｖは、飽和を制御することを可能にする制御パラメータである。したがって、このようなパラメータは復元モジュールに知られていなければならない。それらは、圧縮されたSDRピクチャとともにコード化されたHDRパラメータの一部であってもよく、デコーダにおいて事前に定義されている。
【００３２】
場合によっては、このようなステップの後に、レガシー信号レンジからはみ出すことを回避するためのクリッピングが行われてもよい。
【００３３】
ステップＥ４２において、色補正が遂行される。ステップＥ４２において、Ｕｐｏｓｔ１およびＶｐｏｓｔ１が次式のように変更される：
【数７】
2018014707.tif 000009
ここで、ｂｐは、前処理色補正LUT  ｂ０に直接依存する後処理色補正LUTである。
【００３４】
後処理色補正LUT  ｂｐは次式によって決定することができる：
【数８】
2018014707.tif 000010
ここで、Ｋは定数値であり、Ｌは、Ｌ＝ｉｎｖＬＵＴＴＭ［Ｙ］から導出された線形光ルミナンスである。ここで、ｉｎｖＬＵＴＴＭはＬＵＴＴＭの逆関数であり、ＹはSDR信号の輝度値である。
【００３５】
ステップＥ４３において、ピクセルのRGB（HDRR、HDRG、HDRB）値が復元される。ステップＥ４３において、値Ｔが次式のように導出される：
Ｔ＝ｋ０×Ｕｐｏｓｔ１×Ｖｐｏｓｔ１＋ｋ１×Ｕｐｏｓｔ１×Ｕｐｏｓｔ１＋ｋ２×Ｖｐｏｓｔ１×Ｖｐｏｓｔ１
ここで、ｋ０、ｋ１、ｋ２は、SDR色域に依存する既定の値である。次に、値Ｓ０が０に初期化され、以下のことが適用される：
−  （Ｔ≦１）である場合、Ｓ０はＳｑｒｔ（１−Ｔ）に設定される
−  それ以外の場合、Ｕｐｏｓｔ１およびＶｐｏｓｔ１は次式のように変更される：
【数９】
2018014707.tif 000011
値Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は次式のように導出される。
【数１０】
2018014707.tif 000012
ここでＭＹ’ＣｂＣｒ−ｔｏ−Ｒ’Ｇ’Ｂ’はＹ’ＣｂＣｒからＲ’Ｇ’Ｂ’への従来の変換行列である。
【００３６】
ステップＥ４４において、次に、SDR RGB値から、HDRピクチャからのRGB値が復元される。ステップＥ４４において、次式のように、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１から値Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が導出される：
【数１１】
2018014707.tif 000013
ここで、ｉｎｖＬＵＴは、復元モジュールへ伝送された輝度マッピングパラメータから導出された逆ルックアップテーブルＬＵＴＴＭの平方根に対応する。
さらに、次式のように、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２から出力サンプルHDRR、HDRG、HDRBが導出される：
【数１２】
2018014707.tif 000014
出力HDR信号のレンジを制限するために、クリッピングが適用されてもよい。
【００３７】
LUT ｂ０を導出するためのプロセスはコンテンツから独立している。プロセスはコンテナの色域内で適用され、コンテンツの色域を考慮する。HDRからSDRへの分解、および、その結果得られるSDRピクチャの品質をより良好に制御するために、導出されたSDR信号の色飽和を制御するべくLUT ｂ０の計算が遂行される。
【００３８】
LUT ｂ０を計算するために、輝度値Ｙごとに、以下のステップが適用される。ＬＵＴＴＭの逆関数を用いてルミナンスＬが生成される：Ｌ＝ｉｎｖＬＵＴ［Ｙ］。次に、ルミナンスＬのための（ひいては輝度Ｙのための）最良のｂ０［Ｙ］が以下のように特定される。所与の既定のレンジ内の値ｂｔｅｓｔが評価される。これのために、ｂｔｅｓｔに関連付けられた累積誤差ｅｒｒが以下のように計算される：
−  ｅｒｒが０に初期化される。
−  RGB立方体が走査され、各RGBサンプルが、１ｃｄ／ｍ２のルミナンスに達するように変更される。次に、変更されたRGBサンプルRGBSDRが、HDR様の(HDR-like)RGBサンプルRGBHDRを導出するために、次式のようにルミナンスＬによってスケールされる：
【数１３】
2018014707.tif 000015
【００３９】
スケールされたRGBHDRサンプルから、ｂ０＝ｂｔｅｓｔとして、HDRからSDRへの分解プロセスにおいて説明されたとおりの出力サンプルYUVSDRが構築される。次に、出力サンプルYUVSDRから復元されたRGB’sdrサンプル値と、RGBHDRとの間の、Lab色空間内における誤差、ｅｒｒｏｒａｂが計算される。そして、ｅｒｒが次式のように更新される：
ｅｒｒ＝ｅｒｒ＋ｅｒｒｏｒａｂ
最終値ｂ０［Ｙ］は、テストされた全てのｂｔｅｓｔ値の中で最も低い累積ｅｒｒ値を与えるｂｔｅｓｔに対応する。
【発明の概要】
【００４０】
前処理色補正ｂ０、および、後処理色補正ｂｐのこのような計算は複雑であり、多大な時間と資源を必要とすることがうかがえる。
【００４１】
それゆえ、少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームに符号化する、複雑さのより低い、新しい方法および装置、およびそれに対応して、復号方法および装置が必要である。
【００４２】
３．概要
本原理の一態様によれば、少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディング方法が開示される。このような方法は、
−  少なくとも前記高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択するステップと、
−  前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定するステップと、
−  前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解するステップと、
−  前記標準ダイナミックレンジピクチャを前記コード化されたビットストリームにコーディングするステップと、
−  前記コード化されたビットストリームから復号された前記標準ダイナミックレンジピクチャ、および後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃから、前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するための少なくとも１つのパラメータをコーディングするステップと、
を含む。
【００４３】
好ましくは、前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータは飽和スキュー（ｓｋｅｗ：ずれ）パラメータである。
【００４４】
本原理によれば、前処理色補正関数ｂ０の計算が単純化される。エンコーダ側において、例えば、HDRコンテンツの異なる特性に従って、事前計算された後処理色補正関数のセットが定義される。その後、ビデオのHDRピクチャごとに所定の基準に従ってこのセットから特定の後処理色補正関数が選択される。その後、後処理色補正関数から前処理色補正関数ｂ０がさらに計算される。それゆえ、エンコーダ側における複雑さが低減される。
【００４５】
別の実施形態によれば、前記符号化方法は、
−  デコーダに知られている所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択するステップと、
−  前記所定の色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを調整するために用いられる調整関数ｆａｄｊを決定し、調整された色補正関数ｂａｄｊを出力するステップであって、前記調整関数Ｆは、前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔ、および前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを考慮することによって決定される、ステップと、をさらに含み、
−  前記標準ダイナミックレンジピクチャから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するための前記パラメータは、前記調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットであり、前記後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃは、前記調整された後処理色補正関数ｂａｄｊである。
【００４６】
本実施形態によれば、デコーダが所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを知っていることは必要でない。調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットはコード化されたビットストリームにコード化される。このようなピボットポイントは、デコーダにおいて、コード化された標準ダイナミックレンジピクチャ、およびデコーダに知られている既定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔから高ダイナミックレンジピクチャを復元することを可能にする。一例として、このような既定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔは、全シーケンスのためにデコーダへ送信されるか、または圧縮規格であらかじめ定義されている後処理色補正関数であることができるであろう。
【００４７】
別の実施形態によれば、前記標準ダイナミックレンジピクチャから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するための前記パラメータは、選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数であり、前記後処理色補正関数ｂｐは、前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔに対応する。
【００４８】
本実施形態によれば、ｂｐ＿ｄｅｔが選択された所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔはデコーダに知られている。一例として、このようなセットはデコーダにおいて事前に定義されていてもよい。所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを調整する必要がないため、このような実施形態は、デコーダの複雑さを低減することを可能にする。さらに、調整関数がエンコーダ側において計算される必要がないため、エンコーダの複雑さはさらに低減される。
【００４９】
一変形例によれば、前記方法は、所定の後処理色補正関数の前記セットｂｐｓｅｔを表現するパラメータのセットを前記コード化されたビットストリームにコーディングするステップをさらに含む。
【００５０】
本実施形態によれば、後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔは、例えば、シーケンスレベルまたはピクチャ群レベルでコード化されたビットストリームにコード化される。例えば、後処理色関数のこのようなセットは、カット検出後、またはランダムアクセスポイントにおいてデコーダへ伝送されてもよい。本実施形態は、ビデオシーケンスの特性に応じて後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔを適合させることを可能にする。
【００５１】
コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する方法が開示される。前記復号方法は、
−  前記コード化されたビットストリームから標準ダイナミックレンジピクチャを復号するステップと、
−  所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数を復号するステップと、
−  前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するステップと、
を含む。
【００５２】
一実施形態によれば、前記復号方法は、前記コード化されたビットストリームから、前記所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔを表現するパラメータのセットを復号するステップをさらに含む。
【００５３】
本開示の別の態様は、少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャをコード化されたビットストリームにコーディング装置である。このようなコーディング装置は、
−  少なくとも前記高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータに従って、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択する手段と、
−  前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前処理色補正関数ｂ０を決定する手段と、
−  前記前処理色補正関数ｂ０を用いて、前記高ダイナミックレンジピクチャを標準ダイナミックレンジピクチャに分解する手段と、
−  前記標準ダイナミックレンジピクチャを前記コード化されたビットストリームにコーディングする手段と、
−  前記コード化されたビットストリームから復号された前記標準ダイナミックレンジピクチャ、および後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃから、前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するための少なくとも１つのパラメータをコーディングする手段と、
を含む。
【００５４】
好ましくは、前記少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された前記少なくとも１つのパラメータは飽和スキューパラメータである。
【００５５】
本開示の別の態様は、コード化されたビットストリームから少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャを復号する装置である。
【００５６】
一実施形態によれば、このような復号装置は、
−  前記コード化されたビットストリームから標準ダイナミックレンジピクチャを復号する手段と、
−  所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数を復号する手段と、
−  前記復号された標準ダイナミックレンジピクチャおよび前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元する手段と、
を含む。
【００５７】
別の実施形態によれば、このような復号装置は、前記コード化されたビットストリームから、前記所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔを表現するパラメータのセットを復号する手段をさらに含む。
【００５８】
本開示の別の態様は、コンピュータプログラムであって、このコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されると、本開示において説明されている実施形態のうちの任意のものを遂行するソフトウェアコード命令を含む、コンピュータプログラムである。
【００５９】
本開示の別の態様は、少なくとも１つのコード化された高ダイナミックレンジピクチャを表現するビットストリームであって、
−  前記高ダイナミックレンジピクチャから得られた少なくとも１つの標準ダイナミックレンジピクチャを表現するコード化されたデータと、
−  所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中からの所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数を表現するコード化されたデータであって、前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔは、前記ビットストリームから復号された前記標準ダイナミックレンジピクチャから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するために用いられる、コード化されたデータと、
を含む、ビットストリームである。
【００６０】
一実施形態によれば、このようなビットストリームは、所定の後処理色補正関数の前記セットｂｐｓｅｔを表現するパラメータの前記セットを表現するコード化されたデータをさらに含む。
【００６１】
ビットストリームを記憶した非一時的プロセッサ可読媒体であって、ビットストリームは、
−  前記高ダイナミックレンジピクチャから得られた少なくとも１つの標準ダイナミックレンジピクチャを表現するコード化されたデータと、
−  所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中からの所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数を表現するコード化されたデータであって、前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔは、前記ビットストリームから復号された前記標準ダイナミックレンジピクチャから前記高ダイナミックレンジピクチャを復元するために用いられる、コード化されたデータと、
を含む、プロセッサ可読媒体が開示される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本原理の一実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームに符号化する例示的なシステムを示す。
【図２】本原理の一実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームから復号する例示的なシステムを示す。
【図３】HDRピクチャをSDRピクチャに分解する例示的な方法のブロック図を示す。
【図４】コード化されたビットストリームから復号されたSDRピクチャからHDRピクチャを復元する例示的な方法のブロック図を示す。
【図５】本原理の一実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする例示的な方法のブロック図を示す。
【図６】本原理の一実施形態に係る、後処理色関数のセットを計算する例示的な方法のブロック図を示す。
【図７】本原理の別の実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする例示的な方法のブロック図を示す。
【図８】本原理の一実施形態に係る、コード化されたビットストリームからHDRピクチャを復号する例示的な方法のブロック図を示す。
【図９】本原理の別の実施形態に係る、コード化されたビットストリームからHDRピクチャを復号する例示的な方法のブロック図を示す。
【図１０】色度図の例を示す。
【図１１】本原理の一実施形態に係る本明細書に開示されている方法のうちの１つを実施する例示的な装置を示す。
【図１２】少なくとも１つの高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つの飽和スキューパラメータsatskewから得られる前処理色補正関数ｂ０［ｋ］を計算する方法の一実施形態を示す。
【図１３】HDRピクチャについてのsatskew値を計算する方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
５．実施形態の説明
図１は、本原理の一実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームに符号化する例示的なシステムを示す。このような符号化システムは、圧縮されたHDRビデオを配信し、その一方で、同時に、より限定されたダイナミックレンジを用いてHDRビデオを表現する関連付けられたSDRビデオを配信するために用いられてもよい。このような符号化システムは、SDRと後方互換性のあるHDR配信のための解決策を提供する。
【００６４】
本開示は、カラーHDRピクチャを符号化／復号することについて説明されているが、ピクチャのシーケンス（ビデオ）の符号化／復号にも適用される。これは、後述されるように、シーケンスの各カラーピクチャが順次に符号化／復号されるためである。
【００６５】
HDRピクチャがまず、HDRからSDRへの分解のモジュールに入力される。このようなモジュールはHDRからSDRへの分解を遂行し、入力HDRピクチャのダイナミック低減バージョンであるSDRピクチャを出力する。
【００６６】
出力されたSDRピクチャは、色相および知覚される飽和が保存され、HDRピクチャに対するSDRピクチャの視覚的品質が増すように作り直された入力HDRピクチャのバージョンになる。HDRからSDRへの分解モジュールはまた、HDRピクチャの復元のためにさらに用いられるHDRパラメータのセットを出力する。
【００６７】
HDRパラメータのこのようなセットは、少なくとも、SDR輝度をHDRルミナンスに変換する逆輝度マッピングテーブルを導出することを可能にする輝度マッピングパラメータを含む。
【００６８】
次に、SDRピクチャは、ピクチャの符号化を遂行する符号化モジュールに入力される。このような符号化モジュールは、例えば、１０ビット深度上で表現されたビデオおよびピクチャを符号化することに適した、HEVC Main 10コーダであってもよい。符号化モジュールは、SDRピクチャの圧縮バージョンを表現するコード化されたビットストリームを出力する。HDRパラメータもまた、符号化モジュールによってコード化されたビットストリームの一部として符号化される。一例として、このようなHDRパラメータは、HEVC Main 10ビットストリームのSEIメッセージ（付加拡張情報メッセージ）内にコード化されてもよい。
【００６９】
次に、このようなコード化されたビットストリームは、記憶されるか、または伝送媒体を通じて伝送されてもよい。
【００７０】
ここで提示された符号化システムの方法ステップは、本明細書において図５および図７を用いて開示されている様々な実施形態に従ってさらに説明される。
【００７１】
図２は、本原理の一実施形態に係る、コード化されたビットストリームからHDRピクチャを復号する例示的なシステムを示す。一例として、コード化されたビットストリームはHEVC Main 10プロファイルに準拠している。
【００７２】
このようなコード化されたビットストリームは、SDRピクチャを表現するコード化されたデータ、およびコード化されたビットストリーム内に圧縮されたSDRピクチャの復号されたバージョンからHDRピクチャを復元することに適したHDRパラメータを表現するコード化されたデータを含む。
【００７３】
このようなコード化されたビットストリームは、メモリ内に記憶されるか、または伝送媒体から受信されてもよい。
【００７４】
コード化されたビットストリームはまず、ピクチャの復号およびHDRパラメータの復号を遂行する復号モジュールに入力される。復号モジュールは、例えば、HEVC Main 10プロファイルデコーダに準拠したデコーダであってもよい。
【００７５】
復号モジュールは、復号されたSDRピクチャ、およびHDRパラメータのセットを出力する。復号されたSDRピクチャは、レガシーSDRディスプレイ（SDR出力）によって表示されてもよい。このようなSDRピクチャはエンドユーザによって自分のレガシーSDRディスプレイから見ることができてもよい。それゆえ、本開示のシステムは任意のSDRレガシーディスプレイと後方互換性がある。
【００７６】
次に、復号されたSDRピクチャおよびHDRパラメータは、SDRからHDRへの復元のためのモジュールに入力される。このようなモジュールは、与えられたHDRパラメータを用いて、復号されたSDRピクチャからHDRピクチャを復元する。次に、復号されたHDRピクチャは出力され、HDR互換ディスプレイ（HDR出力）によって表示されることが可能である。
【００７７】
ここで提示された復号システムの方法ステップは、本明細書において図８および図９を用いて開示されている様々な実施形態に従ってさらに説明される。
【００７８】
（1−HDRピクチャの、コード化されたビットストリームへのコーディング）
図５は、本原理の一実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする例示的な方法のブロック図を示す。
【００７９】
ステップＥ３０において、まず、図３を用いてすでに説明されたステップＥ３０に従って、輝度マッピングパラメータが計算される。輝度マッピングパラメータは、HDRピクチャの線形光ルミナンスをSDRピクチャの輝度サンプルに変換するLUTを導出すること、および復号されたSDRピクチャの輝度サンプルを、復元されたHDRピクチャのルミナンスに変換する逆LUTを導出することを可能にする。
【００８０】
任意選択的なステップＥ１６において、少なくとも前記高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つの飽和スキューパラメータから、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔが得られる。
【００８１】
ステップＥ１６の一実施形態によれば、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔは、例えば、図６に関して説明される方法に従って、高ダイナミックレンジピクチャから計算されたsatskewと呼ばれる飽和スキューパラメータから得られる。
【００８２】
各所定の後処理色補正関数ｂｐｓｅｔに１つのsatskew値が関連付けられる場合には、後処理色補正関数を特定するための高ダイナミックレンジピクチャからのsatskew値の導出は、対応するｉ番目の後処理色補正関数を特定する添数ｉの直接的特定によって置換されることが可能である。ステップＥ１６の一実施形態によれば、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔは添数から得られる。
【００８３】
ステップＥ１において、少なくとも前記高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つのパラメータｐＨＤＲ、例えば、ステップＥ１６において用いられた飽和スキューパラメータに従って、所定の後処理色補正関数の第１のセットｂｐｓｅｔの中から第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔが選択される。
【００８４】
より一般的には、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔは、事前計算された後処理補正関数ｂｐ（ｋ）を含む。ここで、ｋ＝０〜Ｎｋであり、Ｎｋは第１のセットｂｐｓｅｔの後処理色補正関数の数である。各々の事前計算された後処理補正関数ｂｐ（ｋ）は、例えば、色飽和または色相などの、HDRコンテンツの所与の特性に対応するか、あるいはパラメータsatskewの値に対応する。同等に、所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを特定するために、satskew値に実際に関連する添数を導出することができる。一実施形態によれば、satskewパラメータは、図１３に関して説明される方法に従って少なくともHDRピクチャのために計算される。
【００８５】
それゆえ、セットｂｐｓｅｔの各後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）は、後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）を用いて得られたSDRピクチャのカラーレンダリングを表現するパラメータｐ（ｋ）に関連付けられる。このような表現パラメータｐ（ｋ）は、一例として、ピクチャの色相または飽和レベルを表現することができるであろう。
【００８６】
本原理の一実施形態によれば、コード化するべきHDRピクチャから、色相または色飽和レベルなどの、少なくとも１つのパラメータｐＨＤＲが抽出される。このようなパラメータはHDRピクチャの分析から得られ、セットｂｐｓｅｔの後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）に関連付けられた対応する表現パラメータｐ（ｋ）を用いて、第１の後処理色補正関数セットｂｐｓｅｔの中から後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択するために用いられる。
【００８７】
ステップＥ２において、選択された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔから、公知の方法（上述のステップＥ４２参照）で、前処理色補正関数ｂ０が決定され、それにより、HDRピクチャのルミナンス成分に適用されると、SDRピクチャのルミナンスが得られる。前処理色補正関数および後処理色補正関数は、例えば、上述された式、式１によって直接結び付いている。それゆえ、前処理色補正関数ｂ０はＹ値ごとに次式のように決定される：
【数１４】
2018014707.tif 000016
ここで、Ｋは定数値であり、Ｌは、Ｌ＝ｉｎｖＬＵＴ［Ｙ］から導出された線形光ルミナンスである。ここで、ｉｎｖＬＵＴはＬＵＴＴＭの逆関数である。
【００８８】
ステップＥ３において、ステップＥ２におけるように決定された前処理色補正関数ｂ０、およびステップＥ３０において得られた輝度マッピングパラメータを用いて、HDRピクチャがSDRピクチャに分解される。このような分解プロセスは、図３に関して説明されているのと同様の仕方で遂行される。
【００８９】
ステップＥ４において、次に、SDRピクチャがコード化されたビットストリームにコード化される。任意のピクチャまたはビデオコーディング方法が用いられ得る。例えば、HEVC Main 10プロファイルエンコーダが用いられてもよい。
【００９０】
輝度マッピングパラメータもまた、ルミナンスをマッピングする逆LUTを導出することを可能にするために、コード化されたビットストリームにコード化される。
【００９１】
ステップＥ５において、前記SDRピクチャの復号バージョン、および後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃから前記HDRピクチャを復元するための少なくとも１つのパラメータが前記コード化されたビットストリームにコード化される。
【００９２】
一実施形態によれば、このような少なくとも１つのパラメータは、後述されるように、デフォルトの後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを、ステップＥ１において決定された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔに調整するために、復号側で用いられる区分的線形調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットに対応する。この関数は区分的線形であるため、この調整関数を定義することなどのために、任意の２つの隣り合うピボットポイント間の各線形セグメントを決定することができる。
【００９３】
ステップＥ６において、所定の後処理色補正関数の第２のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔの中から第２の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔが選択される。第２のセットｂｓｅｔｐ＿ｄｅｆａｕｌｔは、デコーダ側で事前に定義される、既定のデフォルトのLUT  ｂＰ＿ｄｅｆａｕｌｔ［ｋ］、ｋ＝１〜Ｎを含む。例えば、三つ組（コンテナの色域、コンテンツの色域、ピークルミナンス）ごとに１つのLUTが定義される。ステップＥ６において、HDRピクチャ特性（コンテナの色域、コンテンツの色域、ピークルミナンス）に従ってこの第２のセットからｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔが選択される。このような特性はピクチャパラメータの一部であり、コード化されたビットストリームに入れてデコーダへ送信される。デコーダ側において、それゆえ、対応する後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを選択することが可能である。
【００９４】
ステップＥ７において、調整関数ｆａｄｊが決定される。前記調整関数ｆａｄｊは、前記選択された所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔ、およびステップＥ１において選択された前記所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを考慮することによって決定される。調整関数ｆａｄｊは、ｂｐ＿ｄｅｔとｂｐ＿ｄｅｃとの差を最小化することによって、関数ｂＰ＿ｄｅｆａｕｌｔを、選択された関数ｂｐ＿ｄｅｔにできるだけマッピングするように構築される。ここで、ｂｐ＿ｄｅｃは次式のように設定される：
ｂｐ＿ｄｅｃ［Ｙ］＝ｆａｄｊ［Ｙ］×ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔ［Ｙ］  （式２）
【００９５】
調整関数ｆａｄｊは、全てのＹ値について、ｂｐ＿ｄｅｃがｂｐ＿ｄｅｔにできるだけ近くなるように構築される。本実施形態では、ｆａｄｊは、式２に基づく誤差の最小化によって構築されるが、任意の種類の関係が用いられ得る。
【００９６】
次に、ｆａｄｊ関数はステップＥ５においてコード化され、デコーダ側へ伝送される。関数ｆａｄｊは、区分線形モデルのピボットポイントを用いてモデル化される。ステップＥ５では、ｆａｄｊ関数を表現するピボットポイントのセットのみがコード化される。このようなピボットポイントの各々のｘ成分およびｙ成分は、例えば、図１に記載されているとおりのHDRパラメータの一部として、コード化されたビットストリームにコード化される。
【００９７】
一変形例によれば、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔは、単一の事前計算された後処理補正関数ｂｐを含む。
【００９８】
一変形例によれば、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔはビデオシーケンスの高ダイナミックレンジピクチャごとに得られる。
【００９９】
図７は、本原理の別の実施形態に係る、HDRピクチャをコード化されたビットストリームにコーディングする別の例示的な方法のブロック図を示す。
【０１００】
本実施形態において、ステップＥ３０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４は、図５を用いて説明された実施形態の場合と同様に遂行される。
【０１０１】
図７を用いて説明される実施形態によれば、事前計算された後処理色補正関数ｂｐｓｅｔの同じ第１のセットから、デコーダにおいてHDRピクチャを復元するために用いられる第３の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃが得られる。したがって、上述の実施形態の場合のように調整関数を計算する必要がない。
【０１０２】
本実施形態によれば、ステップＥ５において、添数idxが、例えば、固定長コードを用いて、コード化されたビットストリームにコード化される。前記添数idxは、第１のセットｂｐｓｅｔから選択された第１の所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する。
【０１０３】
本実施形態では、このような第１のセットｂｐｓｅｔはデコーダにおいて知られていなければならない。例えば、後処理色補正関数の第１のセットはデコーダにおいて事前に定義される。
【０１０４】
代替的に、ステップＥ８において、後処理色補正関数のこのような第１のセットｂｐｓｅｔはコード化されたビットストリームにコード化され、デコーダへ伝送される。例えば、この第１のセットｂｐｓｅｔはビデオシーケンスパラメータとともにシーケンスレベルでコード化され、ビデオのピクチャの全ての復号プロセスの間にデコーダによって記憶される。
【０１０５】
第１のセットｂｐｓｅｔの各後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）は、多数のＮｂＹ個の要素を含む１次元アレイとしてコード化される。ここで、ＮｂＹはSDRピクチャの輝度値Ｙの数を表現する。
【０１０６】
本実施形態の好ましい変形例によれば、後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）に関連付けられた対応する表現パラメータｐ（ｋ）もまた、コード化されたビットストリームにコード化される。この変形例によれば、選択された第１の後処理色補正ｂｐ＿ｄｅｔは、デコーダにおいて、デコーダへ送信することができる、対応するパラメータｐＨＤＲを用いて決定されることが可能であろう。一例として、このようなパラメータｐＨＤＲは、ピクチャパラメータレベルにおける情報とともにコード化されたビットストリームにコード化される。
【０１０７】
セットｂｐｓｅｔの各関数は、Ｎ個の数の要素を含む１次元アレイとしてコード化される。ここで、ＮはSDRピクチャの輝度値Ｙの数を表現する。
【０１０８】
図６は、本原理の一実施形態に係る、後処理色関数のセットｂｐｓｅｔを計算する例示的な方法のブロック図を示す。
【０１０９】
第１の変形例によれば、ビデオシーケンスのピクチャを符号化する前に、Ｎｋ個の後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）が事前計算される。各後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）は、このような後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）を用いて導出されたSDRピクチャのカラーレンダリング（例えば、色相または飽和レベル）を表現するパラメータｐ（ｋ）に関連付けられる。これらの後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）は、典型HDRピクチャの大規模なセットから学習プロセスを用いて計算される。
【０１１０】
ステップＥ６０において、このセットのHDRピクチャごとに、デフォルトの後処理色補正ｂｐｄｅｆ  LUTを用いてデフォルトのSDRピクチャを生成する。SDRピクチャは、図３に従って説明された分解プロセスに従って、デフォルトの後処理色補正ｂｐｄｅｆ  LUTから計算された前処理色補正関数ｂ０ｄｅｆを用いて生成される。デフォルトの後処理色補正ｂｐｄｅｆ  LUTから計算された前処理色補正関数ｂ０ｄｅｆは、輝度値Ｙごとに次式によって得られる：
【数１５】
2018014707.tif 000017
ここで、Ｋは定数値であり、Ｌは、Ｌ＝ｉｎｖＬＵＴＴＭ［Ｙ］から導出された線形光ルミナンスである。ここで、ｉｎｖＬＵＴＴＭはＬＵＴＴＭの逆関数の平方根である。
【０１１１】
このデフォルトのSDRピクチャから開始して、カラリストは、SDRピクチャのカラーレンダリング（色相または／および飽和）を最適化するために、このデフォルトの後処理色補正LUT  ｂｐｄｅｆを変更する。その結果得られた後処理色補正LUT  ｂｐｒｅｓがHDR入力ピクチャに関連付けられる。
【０１１２】
ステップＥ６１において、分類アルゴリズムが、共通の特性を呈するHDRピクチャをサブセット内に収集する。HDRピクチャのサブセットごとに、サブセットのHDRピクチャに関連付けられたLUT  ｂｐｒｅｓの平均が計算され、１つのサブセット当たり１つの代表後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）を得る。分類アルゴリズムの結果、Ｎｋ個の数のサブセットが得られ、各サブセットｋは代表後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）に関連付けられる。
【０１１３】
ステップＥ６２において、サブセットｋごとに、サブセットのHDRピクチャから、飽和レベルまたは色相などの、少なくとも１つのパラメータｐ（ｋ）が抽出される。このような抽出されたパラメータがサブセットを表現する。このパラメータにより、サブセットを区別することを可能にする。
【０１１４】
図５または図７を参照して、一実施形態に従って説明されたコーディング方法では、このようなパラメータｐ（ｋ）は、目標HDRピクチャのための最適なカラーレンダリングを得るために、正しい後処理色補正LUT  ｂｐ（ｋ）を特定することを可能にする。例えば、目標HDRピクチャの色相および飽和ヒストグラムの事前分析の後に、HDRピクチャのHDR飽和の平均から、対応するパラメータｐＨＤＲを導出することができる。
【０１１５】
上述された後処理色補正LUT計算方法の終わりに、後処理色関数のセットｂｐｓｅｔは、ステップＥ６１において計算されたＮｋ個の後処理色補正関数を含む。
【０１１６】
次に、後処理色関数の計算されたセットｂｐｓｅｔ、および後処理色補正関数ｂｐ（ｋ）に関連付けられた各サブセットの、対応する表現パラメータが、図５または図７において開示されているように、後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択するためにステップＥ１に入力される。
【０１１７】
第２の変形例によれば、ビデオシーケンスのピクチャを符号化する前に、Ｋ個の後処理色補正LUT  ｂｐが全シーケンスについて事前計算される。例えば、Ｋは３と等しい。
【０１１８】
ステップＥ６０において、前処理LUT  ｂ０［ｋ］（ｋは０〜Ｋに及ぶ）が、例えば、図１２に関して説明される方法に従って、まず計算される。これらの前処理LUT  ｂ０［ｋ］は、現在のピクチャのために計算された１つの前処理色補正関数についてのｅｒｒｏｒａｂ最小化を用いて計算される。前処理LUT  ｂ０［ｋ］は、ピクチャごとに計算されるか、またはビデオシーケンスの全てのピクチャのために１度計算されてもよい。したがって、従来技術のようにシーケンスのピクチャごとに前処理色補正関数を計算することは必要でない。
【０１１９】
本実施形態では、各前処理LUT  ｂ０［ｋ］は、異なる飽和スキュー値について計算される。例えば、Ｋが３と等しい場合には、以下の飽和スキュー値が用いられる：
−  ｂ０［０］は、５と等しい飽和スキューについて計算される、
−  ｂ０［１］は、１０と等しい飽和スキューについて計算される、
−  ｂ０［２］は、１５と等しい飽和スキューについて計算される。
【０１２０】
これらの前処理LUTはビデオシーケンスの全てのピクチャについて計算されるため、本実施形態では、最小化は多数のトーンマッピングパラメータを用いて行われる。これは、１つのトーンマッピングパラメータ（現在のピクチャの１つ）が用いられた上述の最小化と比べて、計算されたLUTの精度を最適化することを可能にする。
【０１２１】
一変形例では、LUTは（リアルタイムの制限がない）オフラインで計算されてもよい。このとき、最小化は限度いっぱいの精度で行うことができ、これにより、LUTの精度も最適化される。
【０１２２】
ステップＥ６１において、０〜Ｋ−１のｋごとに、以上において開示された式（３）を用いて、ステップＥ６０において計算された前処理色補正関数ｂ０［ｋ］から後処理色補正関数ｂｐ［ｋ］が導出される：
【数１６】
2018014707.tif 000018
【０１２３】
後処理色関数のセットｂｐｓｅｔは、ステップＥ６１において計算されたＫ個の後処理色補正関数を含む。
【０１２４】
次に、後処理色関数の計算されたセットｂｐｓｅｔが、図５または図７に関して説明されているように、後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択するために、ステップＥ１に入力される。
【０１２５】
図１２は、高ダイナミックレンジピクチャから計算された少なくとも１つの飽和スキューパラメータsatskewから得られる前処理色補正関数ｂ０［ｋ］を計算する方法の一実施形態を示す。
【０１２６】
本実施形態によれば、前処理色補正関数ｂ０［ｋ］は、ＲＧＢｓｄｒとＲＧＢｈｄｒとの、誤差値ｅｒｒｏｒａｂ（Lab色空間内で表される）の最小化から得られる。
【０１２７】
本プロセスはコンテンツから独立している。プロセスはコンテナの色域内で適用され、コンテンツの色域を考慮する。HDRからSDRへの分解、および、結果として得られるSDRピクチャの品質をより良好に制御するために、satskewパラメータ（飽和スキューパラメータ）によって前処理色補正関数ｂ０［ｋ］の計算が制御される。それゆえ、導出されたSDR信号の色飽和を制御することができる。
【０１２８】
前処理色補正関数ｂ０［ｋ］を計算するために、HDRピクチャの輝度値Ｙごとに、以下のステップが適用される：
ステップ１３０において、ＬＵＴＴＭの逆関数を用いてルミナンスＬが生成される：Ｌ＝ｉｎｖＬＵＴ［Ｙ］。
ステップ１４０において、ルミナンスＬのための（ひいては輝度Ｙのための）最良のβ０［Ｙ］が以下のように特定される：
輝度値Ｙごとに、
１）所与の既定のレンジに属する潜在値βｔｅｓｔごとに、
１．１）累積誤差値ｅｒｒｔｅｓｔ＝０、
１．２）RGBサンプルごとに：
１．２．１）RGBサンプルが、次式によって、１ｃｄ／ｍ２のルミナンスに達するように変更される：
【数１７】
2018014707.tif 000019
１．２．２）スケールされたＲＧＢＨＤＲサンプルから、β０＝βｔｅｓｔとして、HDRからSDRへの分解プロセスから出力値ＹＵＶＳＤＲが計算される、
１．２．３）ＹＵＶＳＤＲとＲＧＢＨＤＲとの間のCIE Lab色空間内における誤差が算出され、この誤差が累積誤差値ｅｒｒｔｅｓｔに加算される、
２）最終値β０［Ｙ］は、全ての累積誤差値の中で最も低い累積誤差値を与えるβｔｅｓｔに対応する。
【０１２９】
ステップ１．２．３の一実施形態によれば、ＹＵＶＳＤＲとＲＧＢＨＤＲとの間のLab内における誤差は以下のように算出される：
・ＲＧＢ＿ｈｄｒをＸＹＺ＿ｈｄｒ（コンテナの色域）に変換する
・HDRについての参照Ｙｒｅｆ＿ｈｄｒを生成する
・Ｙｒｅｆ＿ｈｄｒ＝Ｙ＿ｈｄｒ
・Ｙｒｅｆ＿ｈｄｒを、知覚色をより多く再飽和させ、色度のオーバーシュートを回避するように低減する  −  これは入力パラメータｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿ｓｋｅｗ（通例、５ニト前後に設定される）によって制御される
・Ｙｒｅｆ＿ｈｄｒ＞ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ＿ｓｋｅｗである場合、
【数１８】
2018014707.tif 000020
・ＸＹＺ＿ｈｄｒをＹｒｅｆ＿ｈｄｒで除し（正規化）、次に、ａｂ＿ｈｄｒに変換
・ａ＿ｈｄｒ＝５００×（ｆ（Ｘ＿ｈｄｒ）−ｆ（Ｙ＿ｈｄｒ））
・ｂ＿ｈｄｒ＝２００×（ｆ（Ｙ＿ｈｄｒ）−ｆ（Ｚ＿ｈｄｒ））
・ＲＧＢ＿ｓｄｒをＸＹＺ＿ｓｄｒ（コンテナの色域）に変換する
・ＸＹＺ＿ｓｄｒをＹｒｅｆ＿ｓｄｒ＝Ｙ＿ｓｄｒで除し（正規化）、次に、ａｂ＿ｓｄｒに変換
・ａ＿ｓｄｒ＝５００×（ｆ（Ｘ＿ｓｄｒ）−ｆ（Ｙ＿ｓｄｒ））
・ｂ＿ｓｄｒ＝２００×（ｆ（Ｙ＿ｓｄｒ）−ｆ（Ｚ＿ｓｄｒ））
・ｅｒｒｏｒ＝（ａ＿ｈｄｒ−ａ＿ｓｄｒ）２＋（ｂ＿ｈｄｒ−ｂ＿ｓｄｒ）２
【０１３０】
図１３は、HDRピクチャについてのsatskew値を計算する方法の一実施形態を示す。
【０１３１】
HDRピクチャが分析され、HDRピクチャについての色相および飽和ヒストグラムが計算される。次に、このようなヒストグラムの事前分析を用いて以下のようにsatskewパラメータを決定する。飽和が高いほど、satskew値は増大することになる。次に、satskewパラメータを用いて、後処理色補正関数セットｂｐｓｅｔの中から後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを選択する。
【０１３２】
satskewパラメータ値は、HDRピクチャ特性（飽和、色相、輝度）に基づくヒストグラムを用いて決定される。アルゴリズムは以下によって要約される：
−  HDRピクチャに関するヒストグラム飽和および平均ルミナンスの計算（線形）、
−  画像の上位５％の飽和のピクセルに関する、色相値の計算、
−  画像の上位１０％の飽和のピクセルに関する、色相値の計算、
−  画像の上位２０％の飽和のピクセルに関する、色相値の計算、および
−  メトリクスを用いたsatskew値の決定。
【０１３３】
飽和および色相は、異なる色を分離することをより容易にするために、ｓＲＧＢ領域において計算される。
【数１９】
2018014707.tif 000021
ここで、ｓＲＧＢ関数は：
（ｖ＜０．００３１３０８）である場合、ｓＲＧＢ（ｖ）＝ｍａｘ（０，ｖ?１２．９２）、
それ以外の場合、
【数２０】
2018014707.tif 000022
【０１３４】
（飽和ヒストグラムおよびメトリクスの計算）
ｍａｘＲＧＢをｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ［Ｒ’，Ｂ’，Ｇ’］と定義し、ｍｉｎＲＧＢをｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ［Ｒ’，Ｂ’，Ｇ’］と定義する。
【０１３５】
飽和Ｓは次式によって計算される：
【数２１】
2018014707.tif 000023
【０１３６】
定義上、飽和は［０；１］内に含まれる。ヒストグラムは全てのピクチャに関して計算され、例えば、幅０．０１の１０１個のビンに存する。
【０１３７】
最も高い飽和から最も低い飽和まで、画像サイズの５％、１０％および２０％に達するまでヒストグラムのビンサイズを合計する。これは、Ｓ５Ｐ、Ｓ１０Ｐ、Ｓ２０Ｐを、画像の上位５％、１０％および２０％パーセントの飽和のピクセルであるピクセルのセットとして定義することを可能にする。これらのピクセルは、飽和、色相およびルミナンスメトリクスによって特徴付けられることが可能である。平均飽和値
【数２２】
2018014707.tif 000024
がこれらの３つのセットに関して計算される。
【０１３８】
（ルミナンスメトリクスの計算）
Ｓ５Ｐ、Ｓ１０Ｐ、Ｓ２０Ｐに関してルミナンスを平均し、ｍｅａｎＬ５Ｐ、ｍｅａｎＬ１０Ｐ、ｍｅａｎＬ２０Ｐメトリクスを得る。
【０１３９】
ルミナンスは次式によって計算される。
Ｌ＝Ｍ１Ｒ＋Ｍ２Ｇ＋Ｍ３Ｂ
ここで、７０９コンテナでは：
Ｍ１＝０．２１２６
Ｍ２＝０．７１５２
Ｍ３＝０．０７２２
また、２０２０コンテナでは：
Ｍ１＝０．２６２７
Ｍ２＝０．６７８０
Ｍ３＝０．０５９３
【０１４０】
平均ルミナンスは画像全体に関して計算される。
【０１４１】
（色相ヒストグラムおよびメトリクスの計算）
アルゴリズムは、最も飽和の高いピクセルの主色を決定する必要がある。したがって、飽和ヒストグラムを計算する間に、色相ヒストグラムも計算される。
【０１４２】
色相値は角度を通じて色を表現する。赤色は０°前後であり、緑色は１２０°前後であり、青色は２４０°前後である。
【０１４３】
色相値の決定は、以下の通りである：
【数２３】
2018014707.tif 000025
【０１４４】
それゆえ、３つのヒストグラム（ｈｕｅＲ値を包含する赤色についてのｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｒ、ｈｕｅＧ値を包含する緑色についてのｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｇ、およびｈｕｅＥ値を包含する青色についてのｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｂ）が計算される。アルゴリズムの残りの部分では、定義された色相値のみが考慮される。
【０１４５】
色相ヒストグラムは飽和値によって添数を付けられ、同じく、幅０．０１の１０１個のビンに存する。Ｓ５Ｐ、Ｓ１０Ｐ、Ｓ２０Ｐから以下のセットが導出される：
−  ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿ＲヒストグラムからのＨＲ５Ｐ、ＨＲ１０ＰＨＲ２０Ｐ
−  ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿ＧヒストグラムからのＨＧ５Ｐ、ＨＧ１０ＰＨＧ２０Ｐ
−  ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿ＢヒストグラムからのＨＢ５Ｐ、ＨＢ１０ＰＨＢ２０Ｐ
【０１４６】
上述の９つのセットに関して平均色相値が計算される。ｈｉ、ｉ＝１：ｎの色相値の平均色相値は次式のように平均される：
【数２４】
2018014707.tif 000026
【０１４７】
平均色相値は、ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｒ、ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｇ、ｈｕｅ＿ｈｉｓｔ＿Ｂヒストグラムについて計算される。したがって、９つのメトリクスが得られる：
【数２５】
2018014707.tif 000027
【０１４８】
加えて、色比も計算する：
【数２６】
2018014707.tif 000028
【０１４９】
（メトリクスからのsatskew値の決定）
アルゴリズムは上述のメトリクスといくつかの閾値との比較に基づく。３つのsatskew値（５、１０および１５）のための一例が提案される。
【０１５０】
１０のsatskew値のために用いられる閾値を次式によって定義する：
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿５ｐ＝０．９５
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿１０ｐ＝０．９
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿２０ｐ＝０．８
１５のsatskew値のために用いられる閾値を次式によって定義する：
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿５ｐ＝０．９９
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿１０ｐ＝０．９
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿２０ｐ＝０．９
飽和損失は次式によって表される：
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿２０ｐ＿１０ｐ＝０．８
【０１５１】
赤色が、飽和したピクセルの大部分を表現する画像の場合には、閾値は以下のように変更される。
（ｒａｔｉｏＲ２０Ｐ＞０．５）である場合には、このとき、
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿５ｐ＝０．９５
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿１０ｐ＝０．９
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１０＿ａｔ＿２０ｐ＝０．８
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿５ｐ＝０．９５
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿１０ｐ＝０．９
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｓａｔ１５＿ａｔ＿２０ｐ＝０．８
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿２０ｐ＿１０ｐ＝０．８
【０１５２】
satskew値、または同等に、添数ｋは、以下のステップに従って導出される。
【数２７】
2018014707.tif 000029
である場合には、ｐｕｒｅ＿ｒｅｄ＿ｃｏｌｏｒ＝ｔｒｕｅ
【数２８】
2018014707.tif 000030
である場合、
satskew＝１５、または同等にｋ＝２、
それ以外の場合、
satskew＝１０、または同等にｋ＝１。
【０１５３】
（画像上の平均輝度＜５）かつ
【数２９】
2018014707.tif 000031
または（画像上の平均輝度＜１０）かつ（ｒａｔｉｏＢ２０Ｐ＞０．７）
または（画像上の平均輝度＜２０）かつ（ｒａｔｉｏＢ２０Ｐ＞０．８）
または（画像上の平均輝度＜３０）かつ（ｒａｔｉｏＢ２０Ｐ＞０．９）
である場合には、
satskewは５に低減されるか、または同等にｋは１だけ低減される。
【０１５４】
（２−コード化されたビットストリームからのHDRピクチャの復号）
図８は、本原理の一実施形態に係る、コード化されたビットストリームからHDRピクチャを復号する例示的な方法のブロック図を示す。本実施形態によれば、コード化されたビットストリームは、図７を用いて説明されたとおりのコーディング方法に従って得られている。
【０１５５】
ステップＥ９において、前記コード化されたビットストリームからSDRピクチャが復号される。例えば、コード化されたビットストリームがHEVC Main 10プロファイルに準拠している場合には、コード化されたビットストリームは、対応する復号プロセスに従って復号される。
【０１５６】
ステップＥ９において、コード化されたビットストリームからHDRパラメータも同様に復号される。HDRパラメータは、少なくとも、SDR輝度をHDR輝度にマッピングするLUTを導出することを可能にする輝度マッピングパラメータ、SDRピクチャの復号された輝度サンプルから輝度値を導出するために用いられるｖ、ａ、およびｂパラメータなどの復元パラメータを含んでもよい。
【０１５７】
ステップＥ１４において、輝度マッピングパラメータから、輝度値をルミナンス値にマッピングするLUT  ｉｎｖＬＵＴが導出される。
【０１５８】
本実施形態によれば、ステップＥ１０において、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔの中から所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを表現する添数が復号される。
【０１５９】
一変形例によれば、所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔはデコーダにおいて事前に定義されている。
【０１６０】
ステップＥ１２において、復号された添数idxに従って後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔが選択される。
【０１６１】
ステップＥ１３において、次に、復号されたSRDピクチャから、および選択された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｔを用いて、HDRピクチャが復元される。このような復元ステップＥ１３は、図４において説明された復元プロセスと同様に遂行される。
【０１６２】
別の変形例によれば、ステップＥ１１において、コード化されたビットストリームから所定の後処理色補正関数のセットｂｐｓｅｔが復号される。
【０１６３】
図９は、本原理の別の実施形態に係る、コード化されたビットストリームからHDRピクチャを復号する例示的な方法のブロック図を示す。本実施形態によれば、コード化されたビットストリームは、図５を用いて説明されたとおりのコーディング方法に従って得られている。
【０１６４】
本実施形態によれば、コード化されたビットストリームは、デコーダにおいて知られている後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔを調整するために用いられる調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントのセットを含む。
【０１６５】
ステップＥ９において、コード化されたビットストリームからSDRピクチャおよびHDRパラメータが復号される。
【０１６６】
ステップＥ１４において、輝度マッピングパラメータから、SDRピクチャの輝度値をHDRピクチャのルミナンス値にマッピングするLUT  ｉｎｖＬＵＴが導出される。
【０１６７】
本実施形態によれば、ステップＥ１０において、調整関数ｆａｄｊを表現するピボットポイントが復号される。
【０１６８】
ステップＥ１２において、調整関数ｆａｄｊおよび所定の後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔから後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃが構築される。
【０１６９】
本実施形態によれば、後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔは所定の後処理色補正関数のセットｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔｓｅｔの中から選択され、後処理色補正関数（LUT）はデコーダにおいて事前に定義されている。例えば、３個の組（コンテナの色域、コンテンツの色域、ピークルミナンス）ごとに１つのLUTが定義される。後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｆａｕｌｔは、コード化されたビットストリーム内にピクチャまたはシーケンスレベルにおいてコード化されたコンテンツ特性パラメータに従って特定される。
【０１７０】
次に、後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃは式（式２）に従って構築される。
【０１７１】
ステップＥ１３において、次に、復号されたSRDピクチャから、および調整された後処理色補正関数ｂｐ＿ｄｅｃを用いて、HDRピクチャが復元される。このような復元ステップＥ１３は、図４において説明された復元プロセスと同様に遂行される。
【０１７２】
図１〜図９、図１２および図１３上において、方法ステップは、機能ユニットであるモジュールによって遂行される。このようなモジュールは、区別可能な物理ユニットに関連していてもよいし、または関連していなくてもよい。例えば、これらのモジュールまたはそれらのうちのいくつかは唯一の構成要素または回路内にまとめられるか、あるいはソフトウェアの機能性に寄与してもよい。逆に、いくつかのモジュールは、場合によっては、別個の物理エンティティで構成されていてもよい。本開示と互換性のある装置は、例えば、専用ハードウェア、このようなASICまたはFPGAまたはVLSI、それぞれ、《特定用途向け集積回路》、《フィールドプログラマブルゲートアレイ》、《超大規模集積回路》を用いた、純粋なハードウェアを用いて実装されるか、あるいはデバイス内に組み込まれたいくつかの統合電子構成要素から、またはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との混合から実装される。
【０１７３】
図１１は、図１〜図９に関して説明された方法を実施するように構成され得るデバイス１１０の例示的なアーキテクチャを表現する。
【０１７４】
デバイス１１０は、データおよびアドレスバス１１１によって互いに結合された以下の要素を含む：
−  例えば、DSP（またはデジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor））である、マイクロプロセッサ１１２（またはCPU）、
−  ROM（またはリードオンリーメモリ（Read Only Memory））１１３、
−  RAM（またはランダムアクセスメモリ（Random Access Memory））１１４、
−  アプリケーションからの、データの伝送および／または受信のためのI/Oインターフェース１１５、ならびに
−  バッテリ１１６。
【０１７５】
一変形例によれば、バッテリ１１６はデバイスの外部にある。図１０のこれらの要素の各々は当業者によってよく知られており、さらに開示されることはない。上述のメモリの各々において、本明細書において用いられている単語《レジスタ》は、小さな容量の領域（数ビット）、あるいは非常に大きな領域（例えば、プログラム全体または大量の受信もしくは復号データ）に対応することができる。ROM１１３は少なくとも、プログラムおよびパラメータを含む。本開示に係る方法のアルゴリズムはROM１１３内に記憶される。スイッチを入れられると、CPU１１２はプログラムをRAM内にアップロードし、対応する命令を実行する。
【０１７６】
RAM１１４は、レジスタ内に、CPU１１２によって実行され、デバイス１１０のスイッチ投入後にアップロードされるプログラム、レジスタ内の入力データ、レジスタ内の方法の異なる状態における中間データ、およびレジスタ内の方法の実行のために用いられるその他の変数を含む。
【０１７７】
本明細書において説明されている実装形態は、例えば、方法またはプロセス、装置、ソフトウェアプログラム、データストリーム、あるいは信号の形で実装され得る。たとえ、単一の形の実装形態との関連でしか説明されていなくても（例えば、方法またはデバイスとしてしか説明されていなくても）、説明されている特徴の実装形態は他の形（例えば、プログラム）でも実装され得る。装置は、例えば、適切なハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアの形で実装され得る。方法は、例えば、例として、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、またはプログラム可能論理デバイスを含む、概して処理デバイスを指す、プロセッサなどの装置の形で実装され得る。プロセッサはまた、例えば、コンピュータ、携帯電話、ポータブル／パーソナルデジタルアシスタント（portable/personal digital assistant）（「PDA」）、およびエンドユーザ間の情報の通信を促進するその他のデバイスなどの、通信デバイスを含む。
【０１７８】
エンコーディングまたはエンコーダの特定の実施形態によれば、HDRカラーピクチャはソースから得られる。例えば、ソースは、以下のものを含むセットに属する：
−  ローカルメモリ（１１３もしくは１１４）、例えば、ビデオメモリまたはRAM（もしくはランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ、ROM（もしくはリードオンリーメモリ）、ハードディスク、
−  記憶装置インターフェース、例えば、大容量記憶装置、RAM、フラッシュメモリ、ROM、光ディスク、または磁気保持体（magnetic support）とのインターフェース、
−  通信インターフェース（１１５）、例えば、有線インターフェース（例えば、バスインターフェース、ワイドエリアネットワークインターフェース、ローカルエリアネットワークインターフェース）、あるいは無線インターフェース（IEEE 802.11インターフェースまたはBluetooth（登録商標）インターフェースなど）、ならびに
−  ピクチャ取り込み回路（例えば、例として、CCD（もしくは電荷結合素子（Charge-Coupled Device））またはCMOS（もしくは相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor））などのセンサ）。
【０１７９】
復号またはデコーダの異なる実施形態によれば、HDR復号ピクチャは送り先へ送信される。具体的には、送り先は、以下のものを含むセットに属する：
−  ローカルメモリ（１１３もしくは１１４）、例えば、ビデオメモリまたはRAM（もしくはランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ、ROM（もしくはリードオンリーメモリ）、ハードディスク、
−  記憶装置インターフェース、例えば、大容量記憶装置、RAM、フラッシュメモリ、ROM、光ディスク、または磁気保持体とのインターフェース、
−  通信インターフェース（１１５）、例えば、有線インターフェース（例えば、バスインターフェース、ワイドエリアネットワークインターフェース、ローカルエリアネットワークインターフェース）、あるいは無線インターフェース（IEEE 802.11インターフェースまたはBluetooth（登録商標）インターフェースなど）、ならびに
−  ディスプレイ。
【０１８０】
エンコーディングまたはエンコーダの異なる実施形態によれば、コード化されたビットストリームは送り先へ送信される。一例として、コード化されたビットストリームは、ローカルメモリまたはリモートメモリ、例えば、ビデオメモリ（１１４）またはRAM（１１４）、ハードディスク（１１３）内に記憶される。一変形例では、ビットストリームは、記憶装置インターフェース、例えば、大容量記憶装置、フラッシュメモリ、ROM、光ディスクまたは磁気保持体とのインターフェースへ送信され、ならびに／あるいは通信インターフェース（１１５）、例えば、ポイントツーポイントリンク、通信バス、ポイントツーマルチポイントリンクまたはブロードキャストネットワークへのインターフェースを通じて伝送される。
【０１８１】
復号またはデコーダの異なる実施形態によれば、ビットストリームはソースから得られる。例示的には、ビットストリームは、ローカルメモリ、例えば、ビデオメモリ（１１４）、RAM（１１４）、ROM（１１３）、フラッシュメモリ（１１３）またはハードディスク（１１３）から読み出される。一変形例では、ビットストリームは、記憶装置インターフェース、例えば、大容量記憶装置、RAM、ROM、フラッシュメモリ、光ディスクまたは磁気保持体とのインターフェースから受信され、ならびに／あるいは通信インターフェース（１１５）、例えば、ポイントツーポイントリンク、バス、ポイントツーマルチポイントリンクまたはブロードキャストネットワークへのインターフェースから受信される。
【０１８２】
異なる実施形態によれば、図１、図５または図７に関して説明された符号化方法を実施するように構成されたデバイス１１０は、以下のものを含むセットに属する：
−  モバイルデバイス、
−  通信デバイス、
−  ゲームデバイス、
−  タブレット（またはタブレットコンピュータ）、
−  ラップトップ、
−  静止ピクチャカメラ、
−  ビデオカメラ、
−  エンコーディングチップ、
−  静止ピクチャサーバ、ならびに
−  ビデオサーバ（例えば、ブロードキャストサーバ、ビデオオンデマンドサーバまたはウェブサーバ）。
【０１８３】
異なる実施形態によれば、図２、図８または図９に関して説明された復号方法を実施するように構成されたデバイス１１０は、以下のものを含むセットに属する：
−  モバイルデバイス、
−  通信デバイス、
−  ゲームデバイス、
−  セットトップボックス、
−  テレビ、
−  タブレット（またはタブレットコンピュータ）、
−  ラップトップ、
−  ディスプレイ、ならびに
−  復号チップ。
【０１８４】
本明細書において説明されている様々なプロセスおよび特徴の実装形態は、種々の異なる装置またはアプリケーションの形で具体化され得る。このような装置の例としては、エンコーダ、デコーダ、デコーダからの出力を処理するポストプロセッサ、エンコーダへの入力を与えるプリプロセッサ、ビデオコーダ、ビデオデコーダ、ビデオコーデック、ウェブサーバ、セットトップボックス、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、PDA、ならびにピクチャもしくはビデオを処理する任意のその他のデバイス、またはその他の通信デバイスが挙げられる。明らかであろうように、装置は移動式であってもよく、さらに、移動車両内に設置されてもよい。
【０１８５】
追加的に、方法は、プロセッサによって遂行される命令によって実施されてもよく、このような命令（および／または実施によって生成されたデータ値）はコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のコンピュータ可読媒体内に組み込まれたコンピュータ可読プログラム製品であって、コンピュータによって実行可能である、そのコンピュータ可読媒体上に組み込まれたコンピュータ可読プログラムコードを有する、コンピュータ可読プログラム製品の形態をとることができる。本明細書で使用するとき、コンピュータ可読記憶媒体は、情報を内部に記憶する固有能力、およびそこからの情報の取得を提供する固有能力を与えられた非一時的記憶媒体と見なされる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定するものではないが、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式、または半導体式のシステム、装置、またはデバイス、あるいは上述のものの任意の好適な組み合わせであることができる。以下のものは、本原理を適用することができるコンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例を提供しているが、当業者によって容易に理解されるように、単なる例示にすぎず、網羅的な一覧ではないことを理解されたい：ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、リードオンリーメモリ（ROM）、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（erasable programmable read-only memory）（EPROMもしくはフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（compact disc read-only memory）（CD-ROM）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または上述のものの任意の好適な組み合わせ。
【０１８６】
命令は、プロセッサ可読媒体上に有形に組み込まれたアプリケーションプログラムを形成してもよい。
【０１８７】
命令は、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせの形態のものであってもよい。命令は、例えば、オペレーティングシステム、独立したアプリケーション、または両者の組み合わせ内に存在してもよい。したがって、プロセッサは、例えば、プロセスを実行するように構成されたデバイス、およびプロセスを実行する命令を有するプロセッサ可読媒体（記憶デバイスなど）を含むデバイスの両方として特徴付けられてもよい。さらに、プロセッサ可読媒体は、命令に加えて、またはそれらの代わりに、実施によって生成されたデータ値を記憶してもよい。
【０１８８】
当業者には明らかであろうように、諸実装形態は、例えば、記憶または伝送され得る情報を伝達するためにフォーマットされた種々の信号を生成してもよい。情報は、例えば、方法を遂行する命令、または上述の実装形態のうちの１つによって生成されたデータを含んでもよい。例えば、信号は、上述の実施形態の構文を書くか、または読み取るための規則をデータとして伝達するか、あるいは上述の実施形態によって書かれた実際の構文値をデータとして伝達するためにフォーマットされてもよい。このような信号は、例えば、（例えば、スペクトルの無線周波数部分を使用する）電磁波として、またはベースバンド信号としてフォーマットされてもよい。フォーマッティングは、例えば、データストリームを符号化し、符号化されたデータストリームを用いて搬送波を変調することを含んでもよい。信号が伝達する情報は、例えば、アナログまたはデジタル情報であってもよい。信号は、周知のように、種々の異なる有線または無線リンクを通じて伝送されてもよい。信号はプロセッサ可読媒体上に記憶されてもよい。
【０１８９】
多数の実装形態が説明された。それにもかかわらず、様々な変更がなされ得ることが理解されるであろう。例えば、異なる実装形態の要素が、他の実装形態を生み出すために、結合、補足、変更、または除去されてもよい。加えて、当業者は、他の構造およびプロセスが、開示されているものの代わりに用いられてもよく、その結果得られる実装形態は、開示されている実装形態と少なくとも実質的に同じ機能を、少なくとも実質的に同じ様態で遂行し、少なくとも実質的に同じ結果を達成することになることを理解するであろう。したがって、これらおよび他の実装形態が本出願によって企図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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