(57)【要約】【課題】対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ画像をトーン適応させる方法を提供する。【解決手段】方法は、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）を得ることと、高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）と低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を得ることと、得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を画像の低ダイナミックレンジバージョンの低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ適用して目標輝度値ＹＴをもたらすことと、目標輝度値ＹＴに基づき画像のトーン適応されたバージョンを構成することとを有する。【選択図】図１
2019008789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低ピーク輝度ＬＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度ＬＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値ＹＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，ＬＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）を得ることと、
前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重み０≦αｉｎ≦１により、及び（１−αｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重みαｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度ＬＴと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度ＬＨＤＲと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされることと、
得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値ＹＴをもたらすことと、
前記目標輝度値ＹＴに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
を有する画像処理方法。
【請求項２】
低ピーク輝度ＬＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度ＬＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値ＹＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ前記画像をトーン適応させる画像処理装置であって、
少なくとも１つのプロセッサを有し、該少なくとも１つのプロセッサは、
低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，ＬＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）を得、
前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重み０≦αｉｎ≦１により、及び（１−αｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重みαｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度ＬＴと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度ＬＨＤＲと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされ、
得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値ＹＴをもたらし、
前記目標輝度値ＹＴに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成する
よう構成される、画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置を組み込む電子装置。
【請求項４】
カメラ、テレビ受像機、モニタ、ヘッドマウント型ディスプレイ、セットトップボックス、ゲートウェイ、スマートフォン及びタブレットを含むグループから選択される
請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
コンピュータ装置で実行される場合に、請求項１に記載の画像処理方法のステップを実行するプログラムコードの命令を担持する非一時的な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のダイナミックレンジ変換に関係があり、特に、しかし排他的でなく、少なくとも低ダイナミックレンジ画像から高ダイナミックレンジ画像を生成する画像処理に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
特に国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）から、指数を伴う指数関数を用いて低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値ＹＬＤＲ−ＬＰＦ）を指数関数的にスケーリングすることによって、画像の低ダイナミックレンジ（ＬＤＲ；Low  Dynamic  Range）バージョンの色の輝度値ＹＬＤＲを拡張輝度値ＹＨＤＲに変換して、この画像の対応する高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ；High  Dynamic  Range）バージョンの色を生成することが知られている。ＬＤＲ画像の各ピクセルｐについて、指数ＥＨＤＲ（ｐ）の値は、例えば、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）、国際公開第２０１７／０３２８２２号（特許文献２）及び国際公開第２０１７／０３６９０８号（特許文献３）で開示されているように、計算され得る。画像の各ピクセルについてのこの指数ＥＨＤＲ（ｐ）の値は、拡張指数マップを形成する。
【０００３】
そのような指数関数的な逆トーンマッピング（ｉＴＭ；inverse  Tone  Mapping）は、次いで、次の式によってまとめられ得る：
【０００４】
【数１】
2019008789.tif 000003
なお、Ｙ’ＬＤＲ（ｐ）は、画像のピクセルｐの色の低ダイナミックレンジ輝度値、すなわちＹＬＤＲ（ｐ）に、又は例えば、同じ色のローパスフィルタ処理された輝度値に等しくてよい（例えば、国際公開第２０１７／１９０８５０号（特許文献４）を参照。）。また、ＹＳ（ｐ）は、輝度拡張によって、及び／又は画像の拡張されたバージョンのノイズを除去するために平滑化されているディテールを強調するよう、例えば国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で開示されているように適応されたスケーリング関数である。
【０００５】
画像のＬＤＲバージョンは、その色の輝度値の範囲が、ＬＤＲ表示装置が表示することができる最大輝度に対応する低ピーク輝度レベルＬＬＤＲに等しいか、又は全く劣っているように、一般的に供給される。そのようなＬＤＲバージョンがＢＬＤＲ個のビットを用いて符号化される場合に、低ピーク輝度レベルＬＬＤＲは、符号化された値２ＢＬＤＲ−１に対応する。ＢＬＤＲ＝１０の場合且つＬＬＤＲ＝１００ｎｉｔの場合に、符号化された値１０２３は１００ｎｉｔに対応する。
【０００６】
例えば上述されたように生成されるように、画像のＨＤＲバージョンは、その色の輝度値の範囲が、所与のＨＤＲ表示装置が表示することができる最大輝度に対応するより高いピーク輝度レベルＬＨＤＲに等しいか、又は全く劣っているほどである。それは、画像の所与のＨＤＲバージョンが、ＬＨＤＲに等しいピーク輝度レベルを有している表示装置によって表示されるよう特に適応されることを意味する。そのようなＨＤＲバージョンがＢＨＤＲ個のビットを用いて符号化される場合に、高ピーク輝度レベルＬＨＤＲは、符号化された値２ＢＨＤＲ−１に対応する。ＢＨＤＲ＝１２の場合且つＬＨＤＲ＝１０００ｎｉｔの場合に、符号化された値４０９５は１０００ｎｉｔに対応する。
【０００７】
問題は、ＬＬＤＲ＜ＬＴ＜ＬＨＤＲ、又はＬＴ＞ＬＨＤＲであるとして、低ピーク輝度レベルＬＬＤＲと異なり且つ高ピーク輝度レベルＬＨＤＲと異なる目標ピーク輝度ＬＴを有している対象表示装置によって画像が表示されるべきである場合に現れる。すなわち、この問題は、ＨＤＲ画像が生成されているか又は生成され得る高ピーク輝度レベルＬＨＤＲと異なる目標ピーク輝度ＬＴへの画像のトーン適応である。
【０００８】
国際公開第２０１３／０４６０９５号（特許文献５）は、この問題を解決するいくつかの解決法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０９６９５５号
【特許文献２】国際公開第２０１７／０３２８２２号
【特許文献３】国際公開第２０１７／０３６９０８号
【特許文献４】国際公開第２０１７／１９０８５０号
【特許文献５】国際公開第２０１３／０４６０９５号
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、特に、指数関数的な逆トーンマッピングとの関連で、上記の問題を解決することである。
【００１１】
このために、本発明の主題は、低ピーク輝度ＬＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度ＬＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値ＹＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲが高ダイナミックレンジ［０，ＬＨＤＲ］内で線形にスケーリングされるように、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）を得ることと、
前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重み０≦αｉｎ≦１により、及び（１−αｉｎ）に等しい前記低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）の重みにより、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）と前記得られた低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を得、前記高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重みαｉｎは、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度ＬＴと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例し、該差は、前記高ピーク輝度ＬＨＤＲと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされることと、
得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）を低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用して、目標輝度値ＹＴをもたらすことと、
前記目標輝度値ＹＴに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
を有する画像処理方法である。
【００１２】
望ましくは、高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）、得られた低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）、及び得られた目標拡張指数ＥＴ（ｐ）は、第１、第２及び第３のマップを形成する。
【００１３】
望ましくは、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）の重みは、１−αｉｎに等しい。
【００１４】
本発明の主題はまた、低ピーク輝度ＬＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度ＬＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンの拡張輝度値ＹＨＤＲを得るよう低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲへ又は前記画像の前記低ダイナミックレンジバージョンのローパスフィルタ処理された輝度値へ適用される高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）から、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ前記画像をトーン適応させる画像処理装置であって、上記の方法を実装するよう構成された少なくとも１つのプロセッサを有する画像処理装置である。
【００１５】
本発明の主題はまた、この画像処理装置を、例えば、カメラ、テレビ受像機、モニタ、ヘッドマウント型ディスプレイ、セットトップボックス、ゲートウェイ、スマートフォン及びタブレットとして組み込む電子装置である。
【００１６】
本発明の主題はまた、コンピュータ装置で実行される場合に上記の方法のステップを実行するプログラムコードの命令を担持する非一時的な記憶媒体である。
【００１７】
本発明の主題は、低ピーク輝度ＬＬＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された画像の低ダイナミックレンジバージョンから、及び高ピーク輝度ＬＨＤＲを有する表示装置に表示されるよう適応された前記画像の高ダイナミックレンジバージョンから、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴへ前記画像をトーン適応させる画像処理方法であって、
前記画像の各ピクセルｐについて、前記対象表示装置の前記目標ピーク輝度ＬＴと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例する高ダイナミックレンジ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重み０≦αｉｎ≦１により、当該ピクセルのスケーリングされた低ダイナミックレンジ輝度Ｙ’ＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）と、前記画像の前記高ダイナミックレンジバージョンにおける同じ当該ピクセルの高ダイナミックレンジ輝度ＹＨＤＲ（ｐ）との加重和に基づき、目標輝度Ｙ’Ｔ（ｐ）を計算し、前記差は、前記高ピーク輝度ＬＨＤＲと前記低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の他の差によってスケーリングされ、前記スケーリングされた低ダイナミックレンジ輝度Ｙ’ＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）は、低ダイナミックレンジ［０，ＬＬＤＲ］内で同じ当該ピクセルのダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲ（ｐ）を線形にスケーリングすることによって得られることと、
前記目標輝度値ＹＴに基づき前記画像のトーン適応されたバージョンを構成することと
を有する画像処理方法である。
【００１８】
本発明の主題はまた、この方法を実装するよう構成された画像処理装置、及びこの画像処理装置を組み込み電子装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明は、非制限的な例を用いて、添付の図面を参照して以下の記載を読むことで、より明らかに理解される。
【図１】画像のトーン適応の第１実施形態に従って、目標ピーク輝度ＬＴの差分値について、画像のピクセルｐの目標輝度値ＹＴ（ｐ）へのＬＤＲ輝度値ＹＬＤＲ（ｐ）のトーン拡張を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図に示されている様々な要素の機能は、専用のハードウェア、及び適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアの使用を通じて、提供され得る。
【００２１】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサ、又はそれらの組み合わせの様々な形で実装されてよいことが理解されるべきである。語“プロセッサ”は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアにもっぱら言及するよう解釈されるべきではなく、制限なしに、デジタル信号プロセッサ（“ＤＳＰ”）（digital  signal  processor）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するリードオンリーメモリ（“ＲＯＭ”）（read-only  memory）、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）（random  access  memory）、及び不揮発性ストレージを暗に含んでよい。本発明は特に、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装されてよい。更に、ソフトウェアは、プログラム記憶ユニットにおいて有形に具現されるアプリケーションプログラムとして実装されてよい。そのようなソフトウェアは、他のソフトウェアに組み込まれるプラグインの形をとることができる。アプリケーションプログラムは、如何なる適切なアーキテクチャも有する画像処理装置にアップロードされ、それによって実行されてよい。
【００２２】
望ましくは、画像処理装置は、１つ以上の中央演算処理装置（“ＣＰＵ”）（central  processing  units）若しくはプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）、及び入出力（“Ｉ／Ｏ”）（input/output）インターフェイスのようなハードウェアを有しているコンピュータプラットフォームで実装される。コンピュータプラットフォームはまた、オペレーティングシステム及びマイクロ命令コードを含んでよい。ここで記載される様々なプロセス及び関数は、ミクロ命令コードの部分若しくはアプリケーションプログラムの部分、又はそれらのあらゆる組み合わせのいずれかであってよく、ＣＰＵによって実行され得る。コンピュータプラットフォームは、その目標ピーク輝度ＬＴを有する対象表示装置へ接続される。加えて、画像を受けるよう構成された受像装置、画像データを記憶するよう構成された追加のデータ記憶ユニット、リモートコントロールユニット、などのような、様々な他の周辺機器がコンピュータプラットフォームへ接続されてよい。この画像処理装置は、画像を受信及び記憶することができる電子装置、例えば、カメラ、テレビ受像機、セットトップボックス、モニタ、ゲートウェイ、スマートフォン、タブレット、ヘッドマウント型ディスプレイ、の部分であってよい。
【００２３】
画像のトーン適応のためのこの画像処理装置の全ての構成要素は、以降で記載される方法の第１又は第２の実施形態の種々のステップを実装するよう、それ自体が知られている様態で構成される。
【００２４】
［第１実施例］
この第１実施形態では、画像処理装置は、次のデータを受信及び／又は記憶すると考えられる：
・画像の各ピクセルについてのＬＤＲ輝度値ＹＬＤＲ（ｐ）を供給しながら、低ピーク輝度ＬＬＤＲを有しているＬＤＲ表示装置によって表示されるよう適応される画像のＬＤＲバージョン；そのようなＬＤＲバージョンは、一般に、ＢＬＤＲ個のビットにわたって２進符号化される（例えば、２５６個の異なる値に対応する８ビット）；
・高ピーク輝度ＬＨＤＲを有しているＨＤＲ表示装置によって表示されるＨＤＲバージョンを生成するためにＬＤＲバージョンの輝度値を拡張するよう使用されるＨＤＲ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）のマップ；そのようなＨＤＲバージョンは、一般に、より広い範囲［０，ＮＨＤＲ］内で２進符号化される（例えば、１０２４個の異なる値に対応する１０ビット）；
・この画像処理装置へ接続されている（又はそれへ接続されるべき）対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴ。
【００２５】
ＬＤＲバージョンを同じ画像のＨＤＲバージョンと比較するために、この実施形態の第１ステップで、ＬＤＲバージョンの輝度値は、スケーリングされたＬＤＲ輝度値ＹＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）を得るよう高ダイナミックレンジ［０，ＬＨＤＲ］内で線形にスケーリングされる。このスケーリングマップの目標は、ＨＤＲバージョンの輝度値の範囲にわたってＬＤＲバージョンの輝度値をスケーリングすることである。我々は、例えば、次の式に従って、インターバル［０，ＮＬＤＲ］（例えば、２５６個の異なる値に対応する。）にわたって、それらのＬＤＲ輝度値ＹＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）をスケーリングする：
【００２６】
【数２】
2019008789.tif 000004
比ＬＨＤＲ／ＮＬＤＲはスケーリング比である。
【００２７】
ＮＬＤＲは、ＬＤＲバージョンの値が符号化されるビットの数ＢＬＤＲに関係しており、その場合に、ＮＬＤＲ＝２ＢＬＤＲ−１である。ＮＬＤＲは、ビットの数ＢＬＤＲから独立している。
【００２８】
図１の真っ直ぐな点線は、ＹＬＤＲ（ｐ）の関数におけるＹＳＣ，ＬＤＲ（ｐ）の変化量を表す。
【００２９】
更にこの第１ステップで、ＬＤＲ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）は、それらのスケーリングされたＬＤＲ輝度値ＹＳＣ，ＬＤＲ（ｐ）を近似するように計算され、それにより、次のようになる：
【００３０】
【数３】
2019008789.tif 000005
それらの得られたＬＤＲ拡張指数値ＥＬＤＲ（ｐ）は、次いで、マップを形成する。
【００３１】
従って、我々は、次の式を有する：
【００３２】
【数４】
2019008789.tif 000006
それにより、ＬＤＲ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）のマップは、次のように計算される：
【００３３】
【数５】
2019008789.tif 000007
式（５ａ）において、我々はｌｏｇ（Ｙ（ｉ））により除するので、ゼロによる除算を回避するよう注意が必要とされる。そのようなものとして、我々は、代わりに、次のようにＥＬＤＲを定義する：
【００３４】
【数６】
2019008789.tif 000008
要約すれば、この第１ステップで、低ダイナミックレンジ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）のマップは、画像の低ダイナミックレンジバージョンの低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値）に適用される場合に、低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲが係数ＬＨＤＲ／ＮＬＤＲによってスケーリングされるように、計算される。
【００３５】
第２ステップで、画像の各ピクセルｐについて、目標拡張指数の値ＥＴ（ｐ）は、ＨＤＲ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）とＬＤＲ拡張指数ＥＬＤＲ（ｐ）との加重和として計算される：
【００３６】
【数７】
2019008789.tif 000009
ここで、ＨＤＲ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）の重みは０≦αｉｎ≦１であり、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例し、この差は、高ピーク輝度ＬＨＤＲと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差によってスケーリングされる。この重みαｉｎは、望ましくは、次のように計算される：
【００３７】
【数８】
2019008789.tif 000010
補間された拡張指数マップＥＴ（ｐ）が、次いで得られる。
【００３８】
第３ステップで、ＬＤＲ画像の輝度値は、目標拡張指数ＥＴ（ｐ）に基づく指数を伴った指数関数を用いてそれらの低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲ（又はローパスフィルタ処理された輝度値ＹＬＤＲ−ＬＰＦ）を指数関数的にスケーリングすることによって、対応する目標レンジ画像の色を生成するために目標輝度値ＹＴに拡張される。そのような逆トーンマッピング（ｉＴＭ）は、次いで、次の式によってまとめられ得る：
【００３９】
【数９】
2019008789.tif 000011
なお、Ｙ’ＬＤＲ（ｐ）は、ピクセルｐの色の低ダイナミックレンジ輝度値、すなわち、ＹＬＤＲ（ｐ）に、又は例えば、同じ色のローパスフィルタ処理された輝度値に等しい。また、ＹＳ（ｐ）は、輝度拡張によって、及び／又は拡張された画像からノイズを除去するために平滑化されているディテールを強調するよう、例えば国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で開示されているように適応されたスケーリング関数である。
【００４０】
Ｙ’ＬＤＲ（ｐ）＝ＹＬＤＲ（ｐ）の場合に、式３と組み合わされた上記の式８ｂは、次のようにも書かれ得る点に留意されたい：
【００４１】
【数１０】
2019008789.tif 000012
この式８ｃで、目標の拡張された輝度ＹＴ（ｐ）は、定数因子Ｋ（１−αｉｎ）を乗じられている、ＨＤＲ拡張ゲインとＬＤＲ拡張ゲインとの一次結合に基づく。
【００４２】
図１は、ＬＬＤＲ＝１００ｃｄ／ｍ２且つＬＨＤＲ＝１０００ｃｄ／ｍ２の場合に、目標ピーク輝度ＬＴ＝１００、２５０、５００、７５０及び１０００ｃｄ／ｍ２の種々の値について、低ダイナミックレンジ輝度値ＹＬＤＲ（ｐ）＝Ｙ’ＬＤＲ（ｐ）の関数における目標輝度値ＹＴ（ｐ）の変化量を表す。
【００４３】
第４ステップで、画像のトーン適応されたバージョンは、目標輝度値ＹＴに基づき、それ自体が知られている様態で構成される。例えば、夫々のピクセルの拡張された輝度値ＹＴは、例えば、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で記載されているように、その色チャネル（chromatic  channels）と結合される。目標レンジ画像は、次いで取得されて、表示されるよう画像処理装置から対象ディスプレイへ送られ得る。有利なことに、取得される画像のトーン適応された目標バージョンは、特に、対象ディスプレイのピーク輝度値ＬＴにトーン適応される。
【００４４】
この第１実施形態は、拡張が、ＬＤＲ画像の輝度値を入力（例えば、インターバル［０−２５５］では８ビットにわたって、又はインターバル［０−１０２３］では１０ビットにわたって符号化される。）としてとり、そして、拡張された輝度を与えるルックアップテーブルを用いて、符号化され得るので、好ましい。これは比較的少量のデータであるから、補間は、何が画像において補間されるべきかに関わりなく、画像のあらゆるピクセルを補間することよりもずっと効率的である。その上、以下の第２実施形態の第２変形例と比較して、この実施形態は、ｉＴＭの二重適用を回避する。
【００４５】
［第２実施例］
この第２実施形態では、画像処理装置は、次のデータを受信及び／又は記憶すると考えられる：
・上記の第１実施形態で見られたように、画像の各ピクセルについてのＬＤＲ輝度値ＹＬＤＲ（ｐ）を供給しながら、低ピーク輝度ＬＬＤＲを有しているＬＤＲ表示装置によって表示されるよう適応される画像のＬＤＲバージョン；
・画像の各ピクセルについてのＨＤＲ輝度値ＹＨＤＲ（ｐ）を供給しながら、高ピーク輝度レベルＬＨＤＲを有しているＨＤＲ表示装置により表示されるよう適応される画像のＨＤＲバージョン；
・上記の第１実施形態で見られたように、この画像処理装置へ接続されている（又はそれへ接続されるべき）対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴ。
【００４６】
この第２実施形態において、画像の各ピクセルｐについて、我々は次のように処理する。
【００４７】
第１ステップで、ＬＤＲバージョンを同じ画像のＨＤＲバージョンと比較するために、ＬＤＲバージョンの輝度値は、スケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ’ＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）を得るよう低ダイナミックレンジ［０，ＬＬＤＲ］内で線形にスケーリングされる。第１実施形態で見られたように、ＬＤＲバージョンの輝度値が符号化されるビットの数ＢＬＤＲから独立していようとなかろうと、我々は、次の式に従って、インターバル［０，ＮＬＤＲ］（例えば、２５６個の異なる値に対応する。）にわたって、ＬＤＲ輝度値Ｙ’ＳＣ−ＬＤＲ（ｐ）をスケーリングする：
【００４８】
【数１１】
2019008789.tif 000013
第２ステップで、個のピクセルの目標輝度値Ｙ’Ｔ（ｐ）は、第１ステップで計算されたスケーリングされたＬＤＲ輝度値Ｙ’ＳＣ，ＬＤＲと個のピクセルのＨＤＲ輝度値ＹＨＤＲとの加重和として計算される。それにより、次のようになる：
【００４９】
【数１２】
2019008789.tif 000014
ここで、ＨＤＲ輝度値ＹＨＤＲ（ｐ）の重みは０≦αｉｎ≦１であり、対象表示装置の目標ピーク輝度ＬＴと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差に比例し、この差は、高ピーク輝度ＬＨＤＲと低ピーク輝度ＬＬＤＲとの間の差によってスケーリングされる。この重みαｉｎは、望ましくは、次のように計算される：
【００５０】
【数１３】
2019008789.tif 000015
第３ステップで、目標輝度値Ｙ’Ｔ（ｐ）は、国際公開第２０１５／０９６９５５号（特許文献１）で記載されているように、その色チャネルと結合される。
【００５１】
画像の目標バージョンが、次いで取得されて、表示されるよう画像処理装置から対象ディスプレイへ送られ得る。有利なことに、取得される画像の目標バージョンは、特に、対象ディスプレイのピーク輝度値ＬＴにトーン適応される。
【００５２】
この第２実施形態は、ルックアップテーブルが輝度拡張を実施するために使用される場合に、第１実施形態よりも計算上効率が良くない。なぜなら、それは、最終の画像の各ピクセルが補間される必要があるからである。しかし、絶対輝度が出力で必要とされる用途では、それは好ましいことがある。上記の式を考えると、例えば、ＬＴ＝５００ｃｄ／ｍ２の場合に、Ｙｅｘｐ，ｔの値は、０から５００の間の範囲に及ぶ。
【００５３】
この第２実施形態の第１変形例として、第１ステップで、スケーリング比は、第１実施形態で見られたように、ＬＨＤＲ／ＮＬＤＲである。ＬＤＲバージョンの符号化された輝度値がインターバル［０，ＮＬＤＲ］において分布するということで、得られるスケーリングされたＬＤＲ輝度値は、その場合にＨＤＲインターバル［０，ＬＨＤＲ］内で分布する。従って、我々は次の式を有する：
【００５４】
【数１４】
2019008789.tif 000016
この第２実施形態の第２変形例として（第１変形例と組み合わされてよい。）、ＨＤＲ輝度値ＹＨＤＲ（ｐ）は、ＨＤＲ拡張指数ＥＨＤＲ（ｐ）のマップから、第１実施形態の第２ステップで見られたように計算され得る。
【００５５】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサ、又はそれらの組み合わせの様々な形態で実装され得ることが理解されるべきである。
【００５６】
具体的な実施形態のいくつかが別個に記載及び請求され得るが、ここで記載及び請求される実施形態の様々な特徴は組み合わされて使用され得ることが理解される。
【符号の説明】
【００５７】
ＥＨＤＲ（ｐ）  高ダイナミックレンジ拡張指数
ＥＬＤＲ（ｐ）  低ダイナミックレンジ拡張指数
ＥＴ（ｐ）  目標拡張指数
ＬＨＤＲ  高ピーク輝度
ＬＬＤＲ  低ピーク輝度
ＬＴ  目標ピーク輝度
ＹＨＤＲ  高ダイナミックレンジ輝度値
ＹＬＤＲ  低ダイナミックレンジ輝度値
ＹＴ  目標輝度値
【図１】
2019008789.tif 000017
【外国語明細書】
2019008789000001.pdf