(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ等化方法であって：
入力ビデオに対して等化を実行して等化されたビデオを生成する段階であって、それにより前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有するようにする段階を含み、
前記入力ビデオは高ダイナミックレンジ・ビデオの画像および標準ダイナミックレンジ・ビデオの画像を含み、前記等化されたビデオの画像は前記等化を通じて前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記等化を通じて前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記等化は、前記入力ビデオおよび前記等化されたビデオについての共通のアンカー点をもって実行され、前記等化は、前記等化されたビデオの画像が少なくとも実質的に前記入力ビデオの画像と同じ平均ルミナンスをもつように実行され、
前記共通のアンカー点は、
（ｉ）所定のグレーレベル；
（ｉｉ）前記入力ビデオのルミナンスの対数平均；または
（ｉｉｉ）前記入力ビデオのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つ
である、方法。
【請求項２】
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう実行される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう実行される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう実行される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記等化が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングする段階を含み、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって：
入力ビデオ・ストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを生成する段階を含み、前記等化は前記入力ビデオ・ストリームのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、等化されたビデオ・セグメントの前記シーケンスによって決定される画像のシーケンスが、前記入力ビデオ・ストリームの諸セグメントの画像が少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、方法。
【請求項８】
前記入力ビデオ・ストリームを解析することによって前記セグメントのそれぞれに対して実行されるべき前記等化を決定する段階をも含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記入力ビデオ・ストリームとともに提供されるメタデータから前記セグメントのそれぞれに対して実行されるべき前記等化を決定する段階をも含む、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
ビデオ送達システムによって送達されるエンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記入力ビデオ・ストリームを生成する段階をも含む、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法であって：
前記入力ビデオの種々のストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して等化されたビデオ・セグメントを生成する段階と；
前記等化されたビデオ・セグメントを組み合わせて複合ビデオ・ストリームにする段階とを含み、
前記等化は前記入力ビデオのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、前記複合ビデオ・ストリームによって決定される諸画像が、該諸画像が前記入力ビデオのストリームのうちの異なるストリームのシーケンスの、少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないフレームによって決定されるにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、
方法。
【請求項１２】
入力ビデオの少なくとも二つのストリームに対して等化を実行して等化されたビデオの少なくとも二つのストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器と；
前記ビデオ等化器に結合され、等化されたビデオの前記ストリームのうち少なくとも二つのストリームの各ストリームの少なくとも一つのセグメントを含む組み合わされた等化されたストリームを生成するよう構成されたサブシステムとを有するシステムであって、
前記組み合わされた等化されたストリームによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記入力ビデオは高ダイナミックレンジ・ビデオの画像および標準ダイナミックレンジ・ビデオの画像を含み、前記等化されたビデオの画像は前記等化を通じて前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記等化を通じて前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記入力ビデオおよび前記等化されたビデオについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記組み合わされた等化されたストリームの画像が少なくとも実質的に前記入力ビデオの画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されており、
前記共通のアンカー点は、
（ｉ）所定のグレーレベル；
（ｉｉ）前記入力ビデオのルミナンスの対数平均；または
（ｉｉｉ）前記入力ビデオのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つ
である、
システム。
【請求項１３】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
ビデオ放送システムである請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記サブシステムおよび前記ビデオ等化器が、前記等化を実行し、前記組み合わされた等化されたストリームを生成するよう構成されたプロセッサとして実装される、請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
高ダイナミックレンジ・ビデオの画像の少なくとも一つのセグメントおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオの画像の少なくとも一つのセグメントを含むビデオ・ストリームを提供するよう構成されたサブシステムと；
前記ビデオ・ストリームに対して等化を実行して等化されたビデオ・ストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器とを有するシステムであって、
前記等化されたビデオ・ストリームの画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記等化されたビデオの画像は前記等化を通じて前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記等化を通じて前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームおよび前記等化されたビデオ・ストリームについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記等化されたビデオ・ストリームの画像が少なくとも実質的に前記ビデオ・ストリームの画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されており、
前記共通のアンカー点は、
（ｉ）所定のグレーレベル；
（ｉｉ）前記ビデオ・ストリームのルミナンスの対数平均；または
（ｉｉｉ）前記ビデオ・ストリームのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つ
である、システム。
【請求項２０】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定である色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項１９記載のシステム。
【請求項２２】
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、請求項１９記載のシステム。
【請求項２３】
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、請求項１９記載のシステム。
【請求項２４】
請求項１９記載のシステムであって、前記ビデオ等化器は、
前記ビデオ・ストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記等化は前記ビデオ・ストリームのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、等化されたビデオ・セグメントの前記シーケンスによって決定される画像のシーケンスが、前記ビデオ・ストリームの諸セグメントによって決定される画像が少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、システム。
【請求項２５】
前記ビデオ・ストリームを受領し、前記ビデオ・ストリームを解析することにより前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている等化管理サブシステムをも含む、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記サブシステムが前記ビデオ・ストリームとともにメタデータを提供し、当該システムが：
前記メタデータから前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている等化管理サブシステムをも含む、
請求項２４記載のシステム。
【請求項２７】
前記サブシステムが、エンコードされたビデオ・ストリームを受領するよう結合され、該エンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記ビデオ・ストリームを生成するよう構成されているデコーダである、請求項１９記載のシステム。
【請求項２８】
前記ビデオ等化器が前記ビデオ・ストリームに対して前記等化を実行するよう構成されているプロセッサである、請求項１９記載のシステム。
【請求項２９】
高ダイナミックレンジ・ビデオの画像の少なくとも一つのセグメントおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオの画像の少なくとも一つのセグメントを含むビデオ・ストリームに対して等化を実行して等化されたビデオ・ストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器を有するディスプレイ・システムであって、前記等化されたビデオ・ストリームの画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記等化されたビデオ・ストリームの画像は前記等化を通じて前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記等化を通じて前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームおよび前記等化されたビデオ・ストリームについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記等化されたビデオ・ストリームの画像が少なくとも実質的に前記ビデオ・ストリームの画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されており、
当該ディスプレイ・システムがさらに、前記ビデオ等化器に結合され、前記等化されたビデオ・ストリームに応答して画像を表示するよう構成されているサブシステムを有しており、
前記共通のアンカー点は、
（ｉ）所定のグレーレベル；
（ｉｉ）前記ビデオ・ストリームのルミナンスの対数平均；または
（ｉｉｉ）前記ビデオ・ストリームのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つ
である、ディスプレイ・システム。
【請求項３０】
エンコードされたビデオ・ストリームを受領するよう結合され、該エンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記ビデオ・ストリームを生成して該ビデオ・ストリームを前記ビデオ等化器に与えるよう構成されているデコード段をも含む、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３１】
前記デコード段が前記ビデオ・ストリームとともにメタデータを前記ビデオ等化器に提供し、前記ビデオ等化器が、前記ビデオ・ストリームのセグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記ビデオ等化器は、前記メタデータから前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている、請求項３０記載のディスプレイ・システム。
【請求項３２】
前記ビデオ等化器が、前記ビデオ・ストリームのセグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームを解析することによって前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３３】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定である色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３４】
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３５】
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３６】
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【請求項３７】
前記ビデオ等化器が前記ビデオ・ストリームに対して前記等化を実行するよう構成されているプロセッサである、請求項２９記載のディスプレイ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は2011年10月20日に出願された米国仮出願第61/549,433号の優先権を主張するものである。同出願の内容はここに参照によってその全体において組み込まれる。
【０００２】
１．発明の分野
本発明は、種々の型のビデオ（たとえば高ダイナミックレンジ（HDR:  high  dynamic  range）ビデオおよび標準ダイナミックレンジ（SDR:  standard  dynamic  range）ビデオ）の諸セグメントを等化して、等化されたセグメントのシーケンスによって決定される画像のシーケンスが少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジ（および任意的にはまた少なくとも一つの他の特性、たとえば色域および白色点の少なくとも一方）を有するようにする方法およびシステムに関する。該等化を実行するよう構成されたシステムの例は、ビデオ源（たとえば放送設備）および表示システムである。
【背景技術】
【０００３】
２．発明の背景
請求項を含む本開示を通じて、信号またはデータ「に対して」動作を実行する（たとえば信号またはデータをフィルタリングする、スケーリングするまたは変換する）という表現は、信号またはデータに対して直接的に、あるいは信号またはデータの処理されたバージョンに対して（たとえば、該動作の実行前に予備的なフィルタリングを受けた当該信号のバージョンに対して）、該動作を実行することを表わすよう広義で使われる。
【０００４】
請求項を含む本開示を通じて、名詞「ディスプレイ」および表現「表示システム」は同義に使われる。
【０００５】
請求項を含む本開示を通じて、ビデオの「セグメント」（たとえばビデオ・プログラムの「セグメント」）という用語は、少なくとも一つのフレーム（典型的には一連の連続するフレーム）を示すビデオ・データまたはビデオ信号を表わす。表示システムは、各フレームを画像として、フレームのシーケンスを画像のシーケンスとして、表示することができる。前記画像のそれぞれはあるダイナミックレンジ（表示されるピクセル強度の範囲）をもつ。
【０００６】
請求項を含む本開示を通じて、画像がビデオ「によって決定される」という表現は、ビデオのあるフレームによって決定される画像および入力ビデオの対応するフレームによって決定される画像の両方を表わすよう広義で使われる（上記ビデオが入力ビデオの等化されたまたは他の仕方でフィルタ処理されたバージョンであってもよいことを考えている）。
【０００７】
本開示を通じて、ビデオ（たとえばビデオ・チャネル）の「エンコード」という表現は、該ビデオのサンプルのシーケンスを、ある最小強度（黒レベル）からある最大強度までの範囲内の表示される強度を示す値（「コード値」）の組にマッピングすることを表わす。ここで、各コード値は、エンコードされたビデオが表示されるときのピクセルの表示される輝度（またはピクセルの色成分またはピクセルのルミナンスもしくはクロマまたは他のピクセル成分）を決定する。たとえば、ビデオ・チャネルは線形の仕方で（エンコードされたビデオ・チャネルのコード値が表示される強度値に線形に関係付けられる）、あるいは非線形な仕方で（エンコードされたビデオ・チャネルのコード値が表示される強度値に非線形に関係付けられる）エンコードされてもよい。
【０００８】
請求項を含む本開示を通じて、「エンコードされたビデオ」という表現は、コード値の一つまたは複数のチャネルによって決定されるビデオを表わし、各チャネルはコード値のシーケンスを含む。たとえば、通常のRec.709  RGBビデオは、コード値の三つのチャネル、すなわち赤（R）のコード値（赤の色成分値）のシーケンスを有する赤チャネル、緑（G）のコード値（緑の色成分値）のシーケンスを有する緑チャネルおよび青（B）のコード値（青の色成分値）のシーケンスを有する青チャネルを有するエンコードされたビデオである。もう一つの例として、通常のYCrCbビデオは、コード値の三つのチャネル、すなわちルミナンスまたはルーマのコード値（たとえばそれぞれが線形のR、GおよびB色成分の重み付けされた和であるルミナンスのコード値（Y）またはそれぞれがガンマ圧縮されたR'、G'およびB'色成分の重み付けされた和であるルーマのコード値（Y））のシーケンスを有するYチャネル、Cr（クロマ）のコード値のシーケンスを有するCrチャネルおよびCb（クロマ）のコード値のシーケンスを有するCbチャネルを有するエンコードされたビデオである。
【０００９】
本開示を通じて、「ピーク白レベル」（または白色点（white  point））という表現は、エンコードされたビデオが表示されるときの最大表示強度をもつピクセルまたはピクセル成分（たとえばピクセルのある色成分またはピクセルのルミナンスもしくはクロマ値）を示す（エンコードされたビデオのあるチャネルの）最小コード値を表わす（表示されるピクセルが、チャネルについて利用可能なコード値の範囲全体を含む該チャネルのコード値によって決定され、表示されるピクセルを決定する他の任意のチャネルのコード値はすべての表示されるピクセルについて同一であると想定して）。エンコードされたビデオ・チャネルを表示するために、ビデオ・システムは、ピーク白レベルより大きい当該チャネルの任意のコード値を最大表示強度にマッピングしてもよい（たとえば、最大表示強度までにクリッピングまたは圧縮してもよい）。
【００１０】
本開示を通じて、「黒レベル」という表現は、エンコードされたビデオが表示されるときの最小表示強度をもつピクセルまたはピクセル成分（たとえばピクセルのある色成分またはピクセルのルミナンスもしくはクロマ値）を示す（エンコードされたビデオのあるチャネルの）最大コード値を表わす（表示されるピクセルが、チャネルについて利用可能なコード値の範囲全体を含む該チャネルのコード値によって決定され、表示されるピクセルを決定する他の任意のチャネルのコード値はすべての表示されるピクセルについて同一であると想定して）。エンコードされたビデオ・チャネルを表示するためには、ビデオ・システムは、黒レベルより小さい当該チャネルの任意のコード値を最小表示強度にマッピング（たとえば、クリッピングまたは圧縮）してもよい。
【００１１】
本開示を通じて、表現「標準ダイナミックレンジ」または「SDR」（または「低ダイナミックレンジ（low  dynamic  range）」または「LDR」）チャネルは、Nに等しいビット深さを有する（たとえばN＝8または10または12）エンコードされたビデオのチャネル（たとえばエンコードされたビデオ・データを示すビデオ信号のチャネル）を表わす。ここで、チャネルについて利用可能なコード値は黒レベルX（本稿では「標準黒レベル」と称される）からピーク白レベルZ（本稿では「標準白レベル」と称される）までの範囲内にあり、0≦X＜Z≦2N−1である。あるチャネルによって送信されるコンテンツのダイナミックレンジはしばしば、該チャネルのダイナミックレンジより重要であり、第一のダイナミックレンジを有するエンコードされたビデオ（時に「低ダイナミックレンジ・ビデオ」または「標準ダイナミックレンジ・ビデオ」または「SDRビデオ」と称される）または前記第一のダイナミックレンジより大きいダイナミックレンジを有するエンコードされたビデオ（時に上記低ダイナミックレンジ・ビデオに対して「高ダイナミックレンジ・ビデオ」または「HDRビデオ」と称される）が、同じビット精度をもつが異なる粒度（granularity）をもつSDRチャネルによって伝送されることができることは理解しておくべきである。
【００１２】
請求項を含む本開示を通じて、表現「標準ダイナミックレンジ」（または「SDR」または「低ダイナミックレンジ」または「LDR」）ビデオ・システムは、少なくとも一つのSDRチャネルを有するSDRビデオに応答して、あるダイナミックレンジ（本稿では時に標準ダイナミックレンジと称される）をもつ画像シーケンス（または画像）を表示するよう構成されたシステムを表わす。ここで、（画像または画像シーケンスの）「ルミナンス」という用語は、画像または画像シーケンスのルミナンス、または画像または画像シーケンスの非色部分の強度（または明るさ）、または画像または画像シーケンスの強度（または明るさ）を表わすよう広義で使われる。物理的なディスプレイのピーク輝度はその白色点に依存して変わりうることは理解しておくべきである。
【００１３】
本開示を通じて、SDRチャネル（またはチャネルがみなSDRチャネルであるSDRビデオ）に対比して使われる表現「高ダイナミックレンジ」（または「HDR」）チャネルは、SDRチャネルよりも（またはSDRチャネルの各チャネルよりも）大きなダイナミックレンジを有するエンコードされたビデオのチャネル（たとえばエンコードされたビデオ・データを示すビデオ信号のチャネル）を表わす。たとえば、HDRチャネルはNより大きいビット深さを有していてもよい（ここで、各SDRチャネルがNに等しいビット深さを有する）。あるいは、HDRチャネルについて利用可能なコード値は、ある最小値Minからある最大値Maxまでの範囲内にあってもよく、ここで、0≦Min＜X＜Z＜Max≦2N−1である。ここで、Xは標準黒レベル、Zは標準白レベルである（そして、各SDRチャネルについて利用可能なコード値はXからZまでの範囲内である）。
【００１４】
HDRビデオの一例は「視覚ダイナミックレンジ（VDR:  visual  dynamic  range）」ビデオである。これは、通常のディスプレイ閲覧条件のもとで人間の閲覧者によって知覚できるフル・ダイナミックレンジをもつ表示システムによって表示されることのできるビデオ・データ（またはビデオ信号）である。VDRビデオの一つの型は、ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーションによるPCT国際出願PCT/US2010/022700（国際公開WO2010/104624A2として公開）に記載されている。
【００１５】
8ビットYCbCrビデオ信号をもって動作し、コード値235が最大レベルと考えられる（よって236〜254の範囲内のコード値は画像を表示するために使用されない）ある通常のSDR表示システムでは、コード値16（基準ディスプレイのための絶対単位に換算される）は約0.01cd/m2（0.01カンデラ毎平方メートル、ここで、単位「カンデラ毎平方メートル」は時に「ニト」と称される）を表わし、コード値235は約100cd/m2を表わす。よって、そのようなシステムのSDRコンテンツの最大ダイナミックレンジは0ないし100ニトである。他のいくつかの通常のSDR表示システムのSDRコンテンツの最大ダイナミックレンジは0ないし500ニトである。いくつかのシステムおよび方法は（明確のため）特定のビット深さのエンコードされたビデオに言及して記述されるが、本発明は、任意のビット深さのエンコードされたビデオに適用可能であることは理解しておくべきである。
【００１６】
ビデオ放送システムは、SDRおよびHDRビデオ・コンテンツの両方を、たとえば、SDRビデオ・セグメント（たとえばコマーシャル）と時分割多重されたHDRビデオ・セグメント（たとえば映画またはTV番組のセグメント）のシーケンスを含むビデオ・プログラムを放送しうる。
【００１７】
通常のビデオ放送システムを描いている図１は、全国的放送局設備１（たとえばNBCナショナル）の簡略化されたブロック図および地域的放送局設備３（たとえばシアトルNBC）の簡略化されたブロック図を含んでいる。設備１（本稿では時にサブシステム１と称される）は、送達サブシステム２を介して地域設備３（本稿では時にサブシステム３と称される）にビデオ出力ストリームをブロードキャストするよう構成されている。サブシステム２は標準的な（たとえばケーブルまたは衛星の）伝送経路を実装してもよい。ビデオ出力ストリームは、（たとえばDVDまたはブルーレイ・ディスクの形の）サブシステム２によって記憶されてもよいし、あるいは（送信リンクまたはネットワークを実装していてもよい）サブシステム２によって送信されてもよいし、あるいはサブシステム２によって記憶および送信の両方をされてもよい。
【００１８】
サブシステム１では、切り換え器５がビデオ入力ストリーム４Ａ、４Ｂおよび４Ｃ（これらは好適な記憶媒体上に記憶されてもよい）を受領するよう結合されている。入力ストリーム４Ａ、４Ｂおよび４Ｃは典型的には、各ストリームの少なくとも一つのビデオ特性（たとえば、色域、ダイナミックレンジおよび白色点の少なくとも一つ）が前記入力ストリームの少なくとも一つの他のものの少なくとも一つの特性とは異なるという意味で異なる型である。ストリーム４Ａ、４Ｂおよび４Ｃのそれぞれは、入力ビデオを示す符号語のシーケンスを有するという意味でエンコードされたビデオ・ストリームである。切り換え器５（時に「放送用（to  the  air）」切り換え器５と称される）は、入力ストリームのうちどれがブロードキャストされるべきかを選択し、選択されたコンテンツ（または挿入スポットまたは他のコンテンツ・マーカー）を送達サブシステム２に出力される複合ストリーム中に時分割多重するよう構成されている。切り換え器５は典型的には、複合ストリーム中に、コマーシャルのための挿入スポット（下流のトリガー点）またはコマーシャル自身のいずれかを挿入することができる。サブシステム１のデジタル変調器７内で、複合（時分割多重された）ストリームが（たとえばMPEG-2エンコードにより）圧縮され、典型的にはスクランブルもされ、物理的なネットワークを通じた送達のために変調される。簡単のため、管理ソフトウェアは図１には示されていないが、設備１は典型的には、コマーシャルのスケジューリング、追跡および課金を実装するためにそのようなソフトウェアを用いる。
【００１９】
地域的放送設備（サブシステム）３の復調器９では、サブシステム２から受信された送達された信号が復調されて、エンコードされたビデオ・ストリーム（たとえば、設備１の変調器７において生成された型のMPEG-2エンコードされたビデオ・ストリーム）が復元される。スプライス・サブシステム６では、ローカルなコマーシャル、ライブのスポーツ放送およびニュース番組（これらは典型的にはローカル・エンコーダ８によってMPEGエンコードされる）が、復調器９において復元されたストリーム中に、必要に応じてスプライシングされる（時分割多重される）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
図１のシステムによって実装される送達チェーンを通じて、配信に乗せることのできるいくつかのコンテンツ源がある。それは、切り換え器５の入力に結合された源およびエンコーダ８（またはスプライサー６）の入力に結合された源を含む。各源からのビデオは異なるダイナミックレンジ、色域（カラー・ガマット）またさらには白色点を有することができる。このように、放送出力（すなわち、源の異なるものからのビデオ・セグメントの時間多重されたシーケンス）に応答して生成される表示を閲覧する消費者は、セグメント間の遷移の際に（たとえば、コマーシャルと非コマーシャル・コンテンツの間の遷移の際に）、明るさ（および／または色域および／または色温度および／または少なくとも一つの他のパラメータ）の望ましくないゆらぎに気づくことがありうる。この問題は、放送されるビデオがHDR（たとえばVDR）ビデオ・セグメントとSDRビデオ・セグメントのシーケンスであるときは、特に深刻となりうる。
【００２１】
よって、視覚ダイナミックレンジ（VDR）または他のHDRビデオ送達パイプラインの実装は、同じパイプラインを通じて複数の源からのビデオ・コンテンツを送達する必要性のため、障害に遭遇するであろう。ここで、各源のコンテンツは一般に異なる型である（たとえば、異なるダイナミックレンジ、色域および／または白色点を有する）。
【００２２】
たとえば、スポーツ・イベントの捕捉中に、HDおよびSDカメラの混合が用いられて、送達されるべきHDR（たとえばVDR）およびSDRビデオ・コンテンツの両方を生成することがありうる。コンテンツが未処理のままにされれば、（当該パイプラインを介して送達されるコンテンツに応答して）表示される画像は、ルミナンス・レベルまたは異なる色域における大きな格差をもつことがありうる。たとえば、パイプラインを通して送られるビットストリームは、HDカメラで捕捉したHDRスタジオ・コンテンツの半分の輝度およびウォッシュアウト（より小さな色域および白色点）を有するSDカメラで捕捉されたSDRコンテンツを含んでいてもよい。パイプラインを介して送達されるべきHDRテレビ番組が、パイプラインを通じて送達されるストリーム中に挿入されたSDRコマーシャル・コンテンツを有しているという別の例を考えてみる。そのパイプライン出力を見る消費者は、コマーシャルと非コマーシャル・コンテンツの間の遷移の際に輝度のゆらぎに気づくことがありうる。
【００２３】
他のビデオ送達パイプラインは、異なるダイナミックレンジ、色域および／または白色点を有するビデオ源コンテンツ（たとえば、コマーシャル、テレビ番組および映画）を放送またはOTT送達（インターネット・ベースの技術による「オーバーザトップ（over  the  top）」送達）またはVOD（video  on  demand［ビデオオンデマンド］）送達を介して送達する必要があることがある。発明者は、このコンテキストにおいては、一貫した視聴経験を保証するためにすべてのコンテンツを知的に調整することができる必要があることを認識するに至った。たとえば、コンテンツがVDR映画（またはテレビ番組）とコマーシャルの間で切り替わるときに終端ディスプレイにおいて送達されるコンテンツの表示を調整する必要があることがある。コマーシャルは最後の瞬間に送達ストリームに導入されたものであることがあり、この導入はストリーミングされるコンテンツ内でSDRフォーマットとHDRフォーマットの混在につながりうる。表示されるコンテンツの全体的な明るさは著しい飛びをもつことがあり、見る者にとって快くないことがある。ビデオ放送（またはOTTビデオ送達またはVOD送達）の間、コマーシャル・ベンダーは、送達されるストリーム中に挿入されるコマーシャルのHDR（たとえばVDR）とSDRの両方のバージョンを記憶することは望まないことがある。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態は、典型的には自動化されたビデオ等化アルゴリズムを実装することによって、ビデオ・コンテンツ（たとえば捕捉されたカメラ・データ）のダイナミックレンジを等化するための（ビデオ送達パイプライン中の種々の段階の任意のところで実装される）方法である。本発明に基づくビデオ等化は送達パイプライン中のさまざまな点で、たとえば配送において（たとえば放送設備またはOTTビデオ送達またはVOD送達もしくはVOD送達設備において）、あるいは送達されたコンテンツを表示する表示システムにおいて実装できる。発明者は、表示システムにおけるビデオ等化の管理は、ビデオ源を切り換え、チャンネルサーフィンしている間の一定の閲覧経験やモード間での画面上表示に対する適切な調整を保証する等の恩恵を提供できる。
【００２５】
発明者はまた、芸術的な意図を保持するために、本発明のビデオ等化は入力ビデオおよび等化されたビデオについて共通のアンカー点をもって実装され、それにより等化されたビデオによって決定される表示される画像（単数または複数）が入力ビデオによって決定される表示される画像（単数または複数）と実質的に同じ平均ルミナンスをもつようにするべきであることをも認識した。対照的に、（あるダイナミックレンジをもつ）入力ビデオのコード値の（異なるダイナミックレンジをもつ）等化されたビデオのコード値への、共通アンカー点なしの単純なマッピングは典型的には入力ビデオ創作者の芸術的な意図を破壊する（たとえば、等化されたビデオによって決定される表示画像が入力ビデオによって決定される表示画像とは大きく異なる審美的特性をもつようにされる）。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
第一のクラスの諸実施形態では、本発明は、入力ビデオに対して等化を実行して等化されたビデオを生成する段階であって、それにより等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定である（たとえば、少なくとも実質的に一定である）ダイナミックレンジ（および任意的にはまた少なくとも一つの他の特性、たとえば色域および白色点の少なくとも一方）を有するようにする段階を含む方法であって、前記入力ビデオは高ダイナミックレンジ（HDR）ビデオおよび標準ダイナミックレンジ（SDR）ビデオを含み、前記画像は前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含む。前記等化は、前記入力ビデオおよび前記等化されたビデオについての共通のアンカー点（たとえば、20%グレーレベルまたは他の所定のグレーレベルに少なくとも実質的に等しいグレーレベルまたはルミナンスの対数平均または平均または幾何平均または幾何平均の対数）をもって実行され、それにより、前記等化されたビデオによって決定される画像は少なくとも実質的に前記入力ビデオによって決定される画像と同じ平均ルミナンスをもつ。この第一のクラスのいくつかの実施形態では、等化は、前記SDRビデオのコード値を前記HDRビデオをエンコードするために用いられるコード値の全範囲の部分範囲内のコード値にマッピングする段階を含み、前記マッピングは、前記SDRビデオの平均ルミナンスを少なくとも実質的に不変に維持し、（たとえば、SDRビデオの20%グレーレベルをHDRビデオの20%グレーレベルにマッピングする、またはSDRビデオのルミナンスの対数平均（または平均または幾何平均または幾何平均の対数）をHDRビデオのルミナンスの対数平均（または平均または幾何平均または幾何平均の対数）にマッピングすることによって）前記等化されたSDRビデオおよび前記等化されたHDRビデオを共通のアンカー点に窓決め（window）しつつ、前記SDRビデオのダイナミックレンジを拡大する（または他の仕方で前記SDRビデオのダイナミックレンジを前記HDRビデオのダイナミックレンジに揃える）。
【００２７】
（典型的には放送設備または他のビデオ送達設備において実装される）前記第一のクラスのいくつかの実施形態では、本方法は、入力ビデオの種々のストリームの諸セグメントに対して等化を実行して等化されたビデオ・セグメントを生成する段階と、等化されたビデオ・セグメントを組み合わせて（たとえば時分割多重して）複合ビデオ・ストリームにする段階とを含み、前記等化は入力ビデオのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、複合ビデオ・ストリームによって決定される諸画像が、該諸画像が入力ビデオのストリームのうちの異なるストリームのシーケンスの、少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないフレームによって決定されるにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジ（および任意的には少なくとも一つの他の特性も）をもつようにする。
【００２８】
（典型的には表示システムによって実装される）前記第一のクラスのいくつかの実施形態では、本方法は、ビデオ・ストリーム（たとえば、ビデオ送達システムから受領されたエンコードされたビデオ・ストリームのデコードされたバージョン）の諸セグメントに対してビデオ等化を実行して等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを生成する段階を含み、前記ビデオ等化は前記諸セグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、等化されたビデオ・セグメントのシーケンスによって決定される諸画像のシーケンスが、ビデオ・ストリームのセグメントによって決定される画像が少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジ（および任意的には少なくとも一つの他の特性も）をもつようにする。典型的には、前記方法のこれらの実施形態は、前記ビデオ・ストリームを解析することによって各セグメントに対して実行されるべきビデオ等化を決定するまたは（前記ビデオ・ストリームと一緒に提供されるメタデータから）各セグメントに対して実行されるべきビデオ等化を決定する段階をも含む。
【００２９】
別のクラスの諸実施形態では、本発明は、本発明の等化方法の任意の実施形態を実行するよう構成されたシステムである。いくつかのそのような実施形態では、本発明は、本発明の等化方法の任意の実施形態を実行して等化されたビデオを生成するよう構成された等化段と、等化されたビデオに応答して画像を表示するよう結合され構成されたサブシステムとを含む表示システムである。他の実施形態では、本発明のシステムはビデオ送達システム（たとえば放送システム）である。いくつかのそのような実施形態では、本ビデオ送達システムは、本発明に基づくビデオ等化を実行するよう構成された上流段（たとえば全国的放送設備）および本発明に基づくビデオ等化を実行するよう構成された下流段（たとえば地域的放送設備）の少なくとも一方であるまたは該少なくとも一方を含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本発明は、本発明の等化方法の任意の実施形態を実行するよう構成されたプロセッサである。他の実施形態では、本発明は、そのようなプロセッサと、本発明に基づいて等化されるべき入力ビデオを提供する（たとえば生成する）サブシステムと、任意的には、本発明に基づいて生成された等化されたビデオのエンコードされた表現を記憶および／または送信するよう構成された送達サブシステムおよび本発明に基づいて生成された等化されたビデオを表示するための表示サブシステムの一方または両方とを含むシステムである。本発明のプロセッサの諸実施形態は、本発明の方法の実施形態を実行するようソフトウェア（またはファームウェア）をもってプログラムされるおよび／または他の仕方で構成される汎用または特殊目的用プロセッサ（たとえば、集積回路（チップ）またはチップセットとして実装されたデジタル信号プロセッサまたはマイクロプロセッサ）である（または該プロセッサを含む）。本発明のもう一つの側面は、本発明の方法の任意の実施形態を実装するようプロセッサをプログラムするためのコードを記憶するコンピュータ可読媒体（たとえばディスク）である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】通常の放送システムのブロック図である。
【図２】本発明のシステムのある実施形態のブロック図である。
【図３】本発明の方法のある実施形態に基づいて実行されるコード値マッピングを示す図である。
【図４】本発明の放送システムのもう一つの実施形態のブロック図である。
【図５】本発明のビデオ等化器の実施形態を実装する表示システム５０を含むシステムのブロック図である。
【図６】本発明のビデオ等化器の別の実施形態を実装する表示システム６０のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のビデオ送達システムの実施形態は図２および図４を参照して記述され、本発明の表示システムの実施形態は図５および図６を参照して記述される。
【００３３】
図２のシステムは、従来の図１のシステムによって実装されるものと同様の放送パイプラインを実装しているが、本発明のある実施形態に基づき、複数の源からの入力ビデオ（たとえばストリーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）に等化を適用するよう修正されている。入力ビデオは、源の少なくとも一つからの少なくとも一つのHDRビデオ・ストリーム（たとえばVDRビデオ・ストリーム）と、源の少なくとも一つからの少なくとも一つのSDRビデオ・ストリームとを含む。図２のシステムは図１のシステムとだいたい同一である（そして図２のうち図１の要素に対応する要素は両図において同じ番号を振られている）が、図２の全国的放送局設備３１は、ビデオ源と切り換え器５との間に結合されたビデオ等化サブシステム１０を含むことによって図１の設備１と異なっており、図２の地域的放送局設備３３は、ローカル・エンコーダ８およびスプライサー６の代わりに（図のように接続された）デコーダ１１、切り換え器１９、ビデオ等化サブシステム２０およびエンコーダ１２を含むことによって図１の設備３とは異なっている。地域的放送設備３３の復調器９においては、受領された信号は復調されて、エンコードされたビデオ・ストリーム（典型的にはMPEG-2エンコードされたストリーム）を復元し、そのエンコードされたストリームはデコーダ１１（典型的にはMPEG-2デコーダとして実装される）においてデコードされる。切り換え器１９（これは設備３１の「放送用切り換え器」５と同一であってもよい）は、設備３３によって放送されるストリーム中にどのコンテンツが多重化されるべきかを選択するよう構成される。切り換え器１９によって多重化されるビデオ・コンテンツは、HDR（たとえばVDR）ビデオの少なくとも一つのストリームとSDRビデオの少なくとも一つのストリームを含む。切り換え器１９は典型的には、ローカルなコマーシャル、ライブ・スポーツ放送およびニュース番組（これらは典型的にはローカル・エンコーダ８によってMPEGエンコードされる）を、デコーダ１１から出力されたデコードされたストリームと時分割多重する。ビデオ等化サブシステム２０は、切り換え器１９から出力される時分割多重されたストリームに対して、後述する仕方で等化を実行し、エンコーダ１２（典型的にはMPEG-2エンコーダとして実装される）は等化サブシステム２０の出力を、典型的にはデコーダ１１によって実行されるデコードの逆を実行することによって、エンコードする。
【００３４】
（図２の全国的放送局設備３１内の）ビデオ等化器１０は、その諸入力において呈示されるストリームのビデオ・コンテンツを等化して、等化されたビデオの諸ストリームを生成するよう構成され、切り換え器５は等化されたビデオの諸ストリームの選択されたセグメントを組み合わせて（時分割多重して）複合ストリームを生成し、切り換え器５から出力される複合ストリームのダイナミックレンジ（および設備３１から出力される複合ストリームの圧縮（たとえばMPEG-2エンコード）され変調されたバージョンのダイナミックレンジ）が、そのコンテンツが（HDRビデオ・ストリームおよびSDRビデオ・ストリームの両方を含む）異なる入力ビデオ・ストリームのシーケンスからのものであるにもかかわらず、所定の度合いで一定である（たとえば少なくとも実質的に一定である）ようにする。任意的に、切り換え器５から出力される複合ストリーム（および設備３１から出力される複合ストリームの圧縮および変調されたバージョン）の少なくとも一つの他の特性（たとえば色域および白色点の少なくとも一方）も、そのコンテンツが（HDRビデオ・ストリームおよびSDRビデオ・ストリームの両方を含む）異なる入力ビデオ・ストリームのシーケンスからのものであるにもかかわらず、所定の度合いで一定である（たとえば少なくとも実質的に一定である）。いくつかの動作モードでは、切り換え器５は、コマーシャル自身ではなくコマーシャルのための挿入スポット（下流のトリガー点）を複合ストリーム中に挿入する（すなわち、等化器１０から出力される等化されたビデオによって決定されるコマーシャルではなく、コマーシャルのための挿入スポット）。同様に、（図２の地域的放送局設備３３内の）ビデオ等化器２０は、その諸入力におけるビデオ・コンテンツを調整して、等化器２０から出力される複合ストリームのダイナミックレンジ（および設備３３から出力されるこの複合ストリームのエンコードされたバージョン）のダイナミックレンジおよび任意的には複合ストリームの少なくとも一つの他の特性（たとえばその色域および白色点の少なくとも一方）が、そのコンテンツが（HDRビデオ・ストリームおよびSDRビデオ・ストリームの両方を含む）異なる入力ビデオ・ストリームのシーケンスからのものであるにもかかわらず、所定の度合いで一定である（たとえば少なくとも実質的に一定である）ようにするよう構成される。（等化器１０または２０によってまたは後述する図５の要素５５および５７または図６のシステムの要素６５および６７によって実装される）ビデオ等化器は、入力ビデオおよび等化されたビデオについての共通のアンカー点（たとえば、20%グレーレベルまたは他の所定のグレーレベルに少なくとも実質的に等しいグレーレベルまたはルミナンスの対数平均または平均または幾何平均または幾何平均の対数）をもって実行され、等化されたビデオによって決定される表示画像は、入力ビデオによって決定される対応する表示画像と実質的に同じ平均ルミナンスをもつ。
【００３５】
図２に対する変形では、ビデオ送達（たとえば放送）システムの上流段（たとえば全国的放送設備）と下流段（たとえば地域的放送設備）の両方ではなく一方が、本発明に基づくビデオ等化を実行するよう構成される。たとえば、図２の設備３１が図１の設備１によって置き換えられる、または図２の設備３３が図１の設備３によって置き換えられる。本発明の他の実施形態（図５および図６を参照して述べる実施形態）では、ビデオ送達システムによってビデオが送達された表示システムが、本発明に基づき、送達されたビデオに対してビデオ等化を実行するよう構成される。
【００３６】
図２のシステムによって（SDRビデオとともに）送達されるべきHDRコンテンツ（たとえば、ビデオ・ストリーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃの一つ）は0ないし10Kニトのダイナミックレンジを有していてもよく、一方、送達されるべきSDRコンテンツ（たとえば、ストリーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃのうち別のものによって決定されるレガシー・コンテンツ）のダイナミックレンジは0ないし100（または500）ニトである。ここで、「ニト」はカンデラ毎平方メートルを表わす。図２のある典型的な実装では、等化器１０の入力に呈示されるSDRおよびHDRビデオ・ストリームのそれぞれは符号語のシーケンスとしてエンコードされ、各符号語は0ないし1の範囲の値をもつ。ここで、符号語「1」は最大表示強度（ビデオ・コンテンツの特定の型に依存して100、500または10Kニト）を表わす。SDRおよびHDRビデオ・ストリームのビット深さは同一または異なることができる。図３の左側に示される入力ビデオはそのような仕方でエンコードされる。
【００３７】
図２のある典型的な実装では、（HDRビデオ・コンテンツとともに）送達されるSDRビデオ・コンテンツ（たとえば、ストリーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃの一つまたは切り換え器１９に入力されるストリームの一つ）は、そのコード値を、HDRコンテンツのエンコード方式の全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによって、等化される（たとえば等化器１０または２０において）。ここで、該マッピングは、等化されたSDRコンテンツのルミナンスの平均をもとのSDRコンテンツのルミナンスの平均と少なくとも実質的に等しく保ちつつ、SDRコンテンツのダイナミックレンジを拡大する。好ましくはまた、該マッピングは、等化されたSDRコンテンツおよび等化されたHDRコンテンツを共通のアンカー点に対して窓決めする（window）（たとえば、SDRコンテンツの20%グレーレベルをHDRコンテンツの20%グレーレベルにマッピングする、またはSDRコンテンツの対数平均（または平均または幾何平均または幾何平均の対数）をHDRコンテンツの対数平均（または平均または幾何平均または幾何平均の対数）にマッピングすることによって）。
【００３８】
たとえば、ビデオ等化器（たとえば等化器１０または２０）から出力されるコード値の全範囲が0ないし1の範囲であり、（等化器に入力される）300ニトの入力SDRコンテンツのコード値の全範囲も0ないし1の範囲であり、（等化器に入力される）10,000ニトのHDRコンテンツのコード値の全範囲も0ないし1の範囲である、図３に図示した場合を考える。このように、図３の例は、ビデオ等化器に入力される（またはビデオ等化器から出力される）ビデオ・コンテンツのすべての型について全信号伝達範囲が0ないし1であることを想定している。これは、等化器に入力される各ビデオ・ストリームおよび等化器から出力される各ビデオ・ストリームが符号語のシーケンスとしてエンコードされ、各符号語が0ないし1の範囲内の値をもつという意味においてである。この想定のもと、本発明に基づくある型のビデオ等化の間、入力SDRビデオ（たとえば、図３に示される300ニトのSDRビデオ）のコード値は、（マッピングの「第一段」において）HDRエンコード方式の全範囲の0ないしTの部分範囲内の値にマッピングされる。ここで、Tは実質的に1より小さい。図３の例（および本発明の方法の典型的な実施形態）では、値Tは、HDRコンテンツと時分割多重されるSDRビデオの最大ルミナンス（図３の例では300ニト）に等しいルミナンスを有するHDRコンテンツのピクセル（または色成分）を示すHDRビデオ符号語値である。次いで、（マッピングの第一段から帰結する）マッピングされたSDRコード値は、HDRエンコード方式の全範囲のうちのより広い部分範囲にマッピングされ、該さらなるマッピング（マッピングの「第二段」）は、マッピングされた（等化された）SDRコンテンツのルミナンスの平均をもとのSDRコンテンツのルミナンスの平均と少なくとも実質的に等しく（等しくまたは実質的に等しく）保ちつつ、SDRコンテンツのダイナミックレンジを拡大する。しかしながら、入力HDRビデオのコード値は不変のまま等化器を通過する。この型の実施形態では、ビデオ等化は入力HDRコンテンツを変えない。
【００３９】
好ましくは、マッピングのこの第二段も、（マッピングの第一段から帰結するコード値の）ある所定のコード値を、HDRエンコード方式のコード値の同じ（または実質的に同じ）所定のコード値にマッピングするという意味において、等化されたSDRコンテンツおよび等化されたHDRコンテンツを共通のアンカー点に対して窓決めする（window）。たとえば、所定のコード値はHDRコンテンツの20%グレーレベルであってもよく、マッピングの第二段は20%グレーレベルを示す（マッピングの第一段から帰結するコード値の）コード値を、20%グレーレベルを示す（マッピングの第二段から帰結する等化されたSDRコード値の）コード値にマッピングする。もう一つの例として、所定のコード値は、等化されるSDRコード値のルミナンスの対数平均である（HDRコンテンツの）コード値であってもよく、マッピングの第二段は（マッピングの第一段から帰結するコード値の）等化されるSDRコード値のルミナンスの対数平均であるコード値を、（マッピングの第二段から帰結する等化されたSDRコード値の）等化されるSDRコード値のルミナンスの対数平均であるコード値にマッピングする。そのようなマッピング（等化されたSDRコンテンツのルミナンスの平均をもとのSDRコンテンツのルミナンスの平均と少なくとも実質的に等しく保ち、等化されたSDRコンテンツと等化されたHDRコンテンツを共通のアンカー点に窓決めしつつ、SDRコンテンツのダイナミックレンジを拡大するマッピング）は、SDR入力ビデオ創作者の芸術的な意図を保持するために（等化されたSDRビデオによって決定される表示画像がもとの等化されていない入力SDRビデオによって決定される表示画像と少なくとも実質的に同じ審美的特性をもつようにする努力において）実行される。
【００４０】
本発明の等化のいくつかの実施形態では、入力SDRビデオ・コード値の上記のマッピング（このマッピングは、等化されたSDRコンテンツのルミナンス（たとえば強度または輝度）の平均を入力SDRコンテンツのルミナンスと少なくとも実質的に等しく保つ）によって実装される（入力SDRビデオの）ダイナミックレンジの拡大は、ヒストグラム・エンコード（たとえば、いずれも本願の被譲渡者に譲渡された、Anders  BallestadおよびGerwin  Dambergによる2011年3月17日に出願された米国仮特許出願第61/453,922号またはAnders  BallestadおよびGerwin  Dambergによる2011年4月12日に出願された米国仮特許出願第61/474,733号またはAnders  BallestadおよびGerwin  Dambergによる2011年7月12日に出願された米国仮特許出願第61/506,903号）によって達成される。これらの各仮出願の全開示はここに参照によって本願に組み込まれる。あるいはまた、（等化される入力SDRビデオの）ダイナミックレンジの拡大は別の仕方で、たとえば光源検出拡大（たとえば、ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーションによって出願され、本願の被譲渡者に譲渡された2010年11月18日に公開された国際公開WO2010/132237において記述されるような）によって、あるいは上ルミナンス帯域のみを盲目的に拡大することによって（ストレートライン拡大）、実装される。前の文において言及されるPCT国際出願の全開示はここに参照によって本願に組み込まれる。前述したように、ダイナミックレンジ拡大を実装するマッピングは、好ましくは等化されたSDRコンテンツおよび等化されたHDRコンテンツを共通のアンカー点に窓決めすることもする（たとえば、SDRコンテンツの20%グレーレベルをHDRコンテンツの20%グレーレベルにマッピングする、またはSDRコンテンツの対数平均をHDRコンテンツの対数平均にマッピングすることによって）。
【００４１】
（本発明の典型的な実施形態において等化される型の）SDR入力ビデオおよびHDR入力ビデオが符号語のシーケンスとしてエンコードされ、各符号語が0ないし1の範囲内の値をもち、そのようなエンコードされたビデオが画像（SDRおよびHDR画像のシーケンス）を表示するために通常通りに（本発明に基づく等化なしに）用いられるとき、表示される画像は明るさにおいて有意にゆらぐことがある。しかしながら、そのようなエンコードされたSDRおよびHDR入力ビデオが本発明の典型的な実施形態に従って等化され（たとえば、HDR入力ビデオを示すコード値は不変のまま等化器を通過させられ、SDR入力ビデオを示すコード値はHDRビデオ・エンコード方式の全範囲の0ないしTの部分範囲内のコード値にマッピングされ、次いで第二段のマッピングを受けてそのダイナミックレンジを拡大しつつ、等化されたSDRコンテンツのルミナンスの平均をもとのSDRコンテンツのルミナンスの平均と少なくとも実質的に等しく保ち、等化されたSDRコンテンツおよび等化されたHDRコンテンツを共通のアンカー点に窓決めする）、そのような等化されたビデオがその後画像のシーケンスを表示するために用いられると、表示される画像の平均的な明るさは有意にゆらがなくなる。
【００４２】
図２のいくつかの実装では、（送達されるべき）すべての入力ビデオ・コンテンツは同じ白色点（たとえば白色点D65）をもつと想定されている。しかしながら、本発明のシステムおよび方法の他の実装では、入力ビデオの白色点は、等化されるべき入力ビデオ・コンテンツの型および該入力ビデオ・コンテンツがどのようにエンコードされているかに依存して可変であると想定され、本発明のシステム（または方法）は、そのような白色点変動について調整するような仕方で本発明に基づくビデオ等化を実行するよう実装される。ビデオ・コンテンツが符号語のシーケンスとしてエンコードされ（たとえば、各符号語が0ないし1の範囲内の値をもつ）、そのようなエンコードされたビデオがエンドユーザーに送達されて通常通りに（本発明に基づく等化なしに）異なる白色点（および／または色域）を有する画像のシーケンスを表示するために用いられるとき、白色点における変動も表示される画像を明るさにおいて著しくゆらがせ、および／または色域における変動も表示される画像の審美的な見え方を著しくゆらがせることがある。しかしながら、（変動する白色点および／または色域をもつ）SDRおよびHDR入力ビデオが本発明の実施形態に基づいて等化され、等化されたビデオが画像のシーケンスを表示するために用いられるときは、表示される画像の（等化されたビデオのダイナミックレンジおよび白色点によって決定される）平均的な明るさおよび（等化されたビデオの色域によって決定される）審美的な見え方は有意にゆらがなくなる。
【００４３】
再び図２を参照するに、ビデオ等化は図２のシステムの二つの段において、各段で異なる仕方で実装される。具体的には、全国的放送局設備３１内では、ビデオ・コンテンツは、等化されたコンテンツが切り換え器５によって時分割多重される前に等化される（ブロック１０）。地域的放送局設備３３では、ビデオ・コンテンツは、切り換え器１９における複数のストリームの時分割多重後に等化される（ブロック２０）。多重化前の実装（たとえばブロック１０のもの）は、すべての入力ビデオ・コンテンツが共通のダイナミックレンジにマッピングされることを要求する。これは、複数のマッピング器（たとえば、等化器１０が各入力ビデオ・ストリームについて異なるマッピング器を実装する）および該データを記憶するための追加的なバッファを必要とするという欠点をもつことがあるが、典型的には等化されるべき入力ビデオの必要とされる解析が少なくなる（またはなくなる）という利点をもつ。多重化後の実装（たとえばブロック２０のもの）は、典型的には一つのマッピング器しか必要としないという利点をもつが、典型的には、等化されるべき単一のビデオ・ストリーム（たとえば図２の切り換え器１９の出力）の等化を制御するために、等化されるビデオ・コンテンツ全部（たとえば、等化されるべき時分割多重されたストリーム中の全コンテンツ）の解析または（等化されるべきビデオ・コンテンツとともに提供される）メタデータの検出を必要とするという欠点がある。
【００４４】
等化の多重化後実装（たとえばブロック２０）では、等化されるべきビデオ・コンテンツは、（それに適用されるべき等化の型を決定するために）以下の段階の一つまたは複数を含む方法によって解析されることができる：
ビデオ・コンテンツの特性を検出し（たとえば、Rec.709  RGBビデオであるかどうかまたはD65の白色点をもつかどうかを判定するか、あるいはその最大ルミナンスを検出し（たとえばその最大ルミナンスまたは強度が100ニトであると判別する））、検出された特性がビデオがある特定のダイナミックレンジ（および任意的には特定の白色点および／または色域も）を有することを含意していると想定する；
ビデオ・コンテンツとともに提供されたメタデータの存在を検出する（たとえば、メタデータの存在の検出に応答してビデオ・コンテンツがHDRコンテンツであると想定する）；または
ビデオ・コンテンツとともに提供された（たとえばビデオ・コンテンツにアペンドされた）メタデータからビデオ・コンテンツに適用されるべき等化の型を決定する。
【００４５】
等化されるべきビデオ・コンテンツを（それに実行されるべき等化の型を決定するために）解析する方法のいくつかの例は次のとおり：
コンテンツによって決定される画像（または各画像）の平均ルミナンスをモニタリングする；
コンテンツによって決定される画像（または各画像）の幾何平均ルミナンスをモニタリングする；
コンテンツによって決定される画像（または各画像）の対数幾何平均ルミナンスをモニタリングする；および
ピーク輝度をモニタリングする。
【００４６】
本発明の種々の実施形態は、ビデオ・コンテンツの適応（等化）を種々の仕方で達成する。典型的には、目標は、より小さなダイナミックレンジをもつコンテンツ（たとえば比較的低いダイナミックレンジをもつSDRコンテンツ）をより大きなダイナミックレンジをもつコンテンツ（たとえばVDRコンテンツ）に適応させることである。しかしながら、適応は、代替的な実施形態では反対方向（相対的に高いダイナミックレンジから相対的に低いダイナミックレンジへ）である（たとえば、等化器に入力されたSDRコンテンツは不変のまま等化器を通過し、等化器に入力されたHDRコンテンツのダイナミックレンジは小さくされる）。
【００４７】
ビデオ等化器（たとえば等化器１０または２０）が比較的低いダイナミックレンジをもつビデオ（たとえばエンコードされたビデオ）（低DRコンテンツ）および比較的高いダイナミックレンジをもつビデオ（たとえばエンコードされたビデオ）（高DRコンテンツ）の両方を受領するよう構成されているいくつかの実施形態では、低DRコンテンツおよび高DRコンテンツの一方または両方が、少なくとも一つのカメラを使って生成されたライブ・コンテンツである。たとえば、図４に示される放送設備において、（ビデオ等化器１０によって等化されるべき）低DRコンテンツおよび高DRコンテンツは、SDRおよびHDR（たとえばVDR）機能のあるカメラ４０、４１および４２の混合によって生成される。図４のいくつかの実装では、等化器１０によって等化されるべきビデオは記憶されているビデオ（たとえばビデオ・リプレー用途のために図４のメモリ４３に記憶されているビデオ）をも含む。図４は、図２の放送設備３１に対する変形のブロック図である。ここでは、等化器１０は、ビデオ入力ストリーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃではなくカメラ４０、４１および４２から（および任意的にはメモリ４３からも）入力ストリームを受領するよう結合されている。カメラ４０、４１および４２（たとえばCooke社の/Iテクノロジーを実装するカメラ）の少なくとも一つからのメタデータがレンズ型、焦点、絞り、Fストップ、焦点距離、シャッターおよび／またはコンテンツの捕捉された明るさを示していてもよく、該メタデータがビデオ等化器１０に与えられ、等化を駆動するために（等化器１０によって）解析されることができる。ビデオ等化は、それらのカメラの間でのみ、あるいはエンコード空間中に実行されることができる。
【００４８】
本発明のビデオ等化器のある実施形態をディスプレイ（たとえば、図５のディスプレイ５０または図６のディスプレイ６０）中の段として含めることによって、（種々の源からのビデオ・ストリームのシーケンスが表示されるときに）閲覧者にとってディスプレイの色または輝度の変動が全くまたはほとんどないよう色域／ダイナミックレンジが管理されることができることを保証することができる。
【００４９】
図５は、ビデオ・ストリーム源４６、送達サブシステム２および表示システム５０を含むシステムのブロック図である。源４６はサブシステム２に対して、エンコードされた（典型的にはMPEGエンコードされた）ビデオ・ストリームを呈するよう構成されている。ビデオ・ストリームは、一緒に時分割多重されており、典型的には異なる型のビデオ・セグメント（たとえばHDRセグメントと時分割多重されたSDRセグメント）を含むビデオ・セグメントのシーケンスである。ビデオ・ストリームは典型的には、各セグメントのビデオ・コンテンツに適用されるべきビデオ等化の型を示すメタデータを含む（たとえば、該メタデータは、各セグメントのビデオ・コンテンツの型を示していてもよい）。メタデータは各セグメントのヘッダ内に含められてもよい。源４６は、記される型のメタデータをビデオ・ストリーム中に含めるよう構成されている図２の放送設備３３の実装であってもよい（だがそうである必要はない）。源４６から出力されるビデオ・ストリームはサブシステム２によって（DVDまたはブルーレイ・ディスクの形で）記憶されても、あるいはサブシステム２（これは伝送リンクまたはネットワークを実装してもよい）によって送信されてもよく、あるいはサブシステムによって記憶されかつ送信されてもよい。
【００５０】
表示システム５０は、サブシステム２によってシステム５０に送達されるエンコードされた（典型的にはMPEGエンコードされた）ビデオ・ストリームをデコードし、デコードされたビデオ・コンテンツ（典型的にはRGBまたはYuvビデオ、あるいは他の三刺激データを示すコード値のストリーム）を遅延バッファ５３およびビデオ等化管理段（等化マネージャ）５５に呈するよう構成されているコーデック５１を含む。
【００５１】
等化マネージャ５５（時にビデオ等化管理ブロックまたは「VEB」と称される）は、（コーデック５１から出力される）メタデータをデコードするおよび／または（やはりコーデック５１から出力される）デコードされたコンテンツ自身を解析することによって、コンテンツの画像解析を提供するよう構成されている。この解析の結果により、等化マネージャ５５は制御データ（たとえばマッピング・パラメータ）を色管理ブロック５７に呈して、ブロック５７がバッファ５３から読み出されたデコードされたビデオ・ストリームに対して本発明に基づくビデオ等化を実行できる（そして等化されたビデオ・ストリームを生成できる）ようにすることができる。ブロック５７は典型的には、等化されたビデオ・ストリームに対して他の（通常の）処理をも実行して、HDRディスプレイ５９を駆動するための表示データを生成し、それによりディスプレイ５９に表示データによって決定される画像のシーケンスを表示させる。ディスプレイ５９はHDRビデオを表示するよう構成されており、よってHDRセグメント（これは本発明の実装される方法に基づく等化の際、典型的には不変）と時分割多重された等化されたSDRセグメント（本発明の方法のある実施形態に従って入力SDRコード値をHDRエンコード方式のコード値にマッピングすることによって等化される）を含む等化されたビデオ・ストリームに応答して画像のシーケンスを表示するよう構成されている。
【００５２】
本発明に基づくビデオ等化の実行中、ブロック５７は典型的には：
（たとえばコーデック５１からの対応するメタデータの識別に応答して、あるいはそのようなメタデータから決定されるブロック５５からの制御データの識別に応答して）バッファ５３から読まれたビデオ・ストリーム中のSDRコンテンツおよびHDRコンテンツを識別し；
SDRコンテンツとHDRコンテンツを等化する（たとえば、本発明の等化方法のある実施形態に基づき、SDRコンテンツのコード値をHDRエンコード方式のコード値にマッピングし、HDRコンテンツのコード値を不変のまま通過させる）。たとえば、SDRコンテンツの等化は、HDRビデオ・セグメントのストリームにおいてSDRビデオ・コマーシャルが検出されるときに実行されることができる。ブロック５７は、SDRコンテンツおよびHDRコンテンツへ／からの遷移を徐々にしてそのような遷移の際の視覚呈示における大きな変化を防止するディスプレイ５０の動作モードをも可能にすることができる。
【００５３】
ブロック５５は、（ブロック５７によって実行される）ビデオ等化を次の二つの方法のいずれかで案内することができる：
色管理ブロック５７のためのマッピング・パラメータを生成する（たとえば、同定されたSDRコンテンツが100ニトのダイナミックレンジおよびD65の白色点を有するREC709ビデオであると想定することなどによって、同定されたSDRコンテンツについての想定される予測パラメータを使う）；または
コーデック５１からのビデオ・コンテンツの解析からメタデータを生成し、該メタデータを色管理ブロック５７に呈し、それによりブロック５７が必要とされるマッピング・パラメータを生成してバッファ５３からのコンテンツに対して等化を実行するために必要とされるすべてのマッピングを実行できるようにする。あるいはまた（たとえば表示システム６０の別の動作モードでは）、そのようなメタデータはコーデック５１からブロック５７に直接呈されてもよい。
【００５４】
遅延バッファ５３は、コーデック５１からのデコードされたビデオ・データを捕捉するよう構成されており、ブロック５５内での遅延を考慮に入れる。
【００５５】
色管理ブロック５７は、等化を実行するよう構成されている。これは典型的には、（たとえば図２の等化器１０および２０を参照して）本稿に記載される型の諸マッピング・アルゴリズムを使ってダイナミックレンジ拡大（または圧縮）を実行することによることを含む。等化は、ブロック５５から駆出される（またはコーデック５１からブロック５７に直接呈される）パラメータによって案内される。ブロック５５および５７を合わせて考えたものが、ビデオ等化器を実装する。
【００５６】
図６は、本発明のビデオ等化器のもう一つの実施形態を実装する表示システム（６０）のブロック図である。図５の対応する要素と同一である図６のすべての要素は、図５および図６において同一の番号を付けられている。
【００５７】
構造上、表示システム６０は、図５のディスプレイの表示システム５０の代替的な実装になっている。ここでは、等化マネージャ（ビデオ等化管理ブロック６５）がビデオ経路のインラインであり、SDRコンテンツをHDRレンジに規格化し（規格化段６８において）、等化のためにHDRビデオ・コンテンツおよび規格化されたSDRビデオ・コンテンツを（色管理ブロック６７に）駆出するよう構成されている。表示システム６０のブロック６５および６７を一緒に考えたものがビデオ等化器を実装する。ブロック６７において生成される等化されたビデオに応答して、ブロック６７は、HDRディスプレイ５９によって表示可能な表示データを生成する（そしてHDRディスプレイ５９に対して呈する）。ブロック６７における等化は、ブロック６４において生成されマルチプレクサ６６を介してブロック６７に呈される制御データによって、あるいはマルチプレクサ６６を介してブロック６７に呈されるメタデータ（コーデック５１からのメタデータまたはブロック６４において新たに生成されたメタデータ）によって案内される。マルチプレクサ６６の遅延は、要素６４および６８内のビデオ解析および規格化のために必要とされる時間を考慮に入れるものである。
【００５８】
表示システム６０は、サブシステム２によってシステム５０に送達されるエンコードされた（典型的にはMPEGエンコードされた）ビデオ・ストリームをデコードし、デコードされたビデオ・コンテンツ（典型的にはRGBまたはYuvビデオまたは他の三刺激データを示すコード値のストリーム）をブロック６５に呈し、任意的にはブロック６５に対してサブシステム２によって送達されたエンコードされたビデオから抽出されたメタデータ（デコードされたビデオ・ストリームの各セグメントのビデオ・コンテンツに適用されるべきビデオ等化の型を示す）をも呈するよう構成されているコーデック５１を含む。
【００５９】
ブロック６５のビデオ／メタデータ解析段６４はコーデック５１からのデコードされたビデオを規格化段６８に渡すよう構成されている。段６８は、ビデオのSDRコンテンツをHDRレンジに規格化し、HDRビデオ・コンテンツおよび規格化されたSDRビデオ・コンテンツのセグメントを含む規格化されたビデオ・ストリームを（等化のための色管理ブロック６７に）駆出するようよう構成されている。ブロック６７は、段６８からの規格化されたストリームに応答して等化されたビデオを生成し、該等化されたビデオに応答してHDRディスプレイ５９によって表示可能な表示データを生成する（そしてHDRディスプレイ５９に呈する）よう構成されている。
【００６０】
ビデオ／メタデータ解析段６４は、デコードされたコンテンツを解析することによってコーデック５１からのデコードされたビデオ・コンテンツの画像解析を提供するようにも構成されている。該解析の結果として、段６４は制御データ（たとえばマッピング・パラメータ）および／またはメタデータを色管理ブロック６７に（マルチプレクサ６６を介して）呈し、ブロック６７が、段６８からの規格化されたデコードされたデコードされたビデオ・ストリームに対して本発明に基づくビデオ等化を実行できるようにする（ブロック５７が等化されたビデオ・ストリームを生成できるようにする）。段６４は、要素６６に対して、要素６６のブロック６７への出力において呈されるデータ（たとえばコーデック５１からのメタデータまたは段６４において生成される制御データ（またはメタデータ））を選択する制御ビット（または他の制御信号）を呈してもよい。段６４はまた、規格化段６８に対して（ビデオ・ストリームの現在のセグメントがSDRコンテンツであるかHDRコンテンツであるかを示す）制御データおよび／またはメタデータを呈する。段６８がSDRコンテンツをHDRレンジに規格化できるようにするためである。
【００６１】
任意的に、コーデック５１から出力されるストリームの各セグメントにおけるビデオの型を（よって各セグメントに対して実行されるべきビデオ等化を）示すメタデータがコーデック５１からマルチプレクサ６６に与えられる、あるいはコーデック５１からのデコードされたビデオを解析することによって段６４によって生成される（そして段６４によってマルチプレクサ６６に対して呈される）。マルチプレクサ６６はブロック６７に対して、段６４によって生成された制御データおよび／またはメタデータまたはコーデック５１からのメタデータであってビデオ源と一致するものを呈する。
【００６２】
段６８からのビデオ・ストリームに対して本発明に基づくビデオ等化を実行（して等化されたビデオ・ストリームを生成）するほか、色管理ブロック６７は典型的には、等化されたビデオ・ストリームに対して他の（通常の）処理をも実行し、HDRディスプレイ５９を駆動するための表示データを生成し、ディスプレイ５９に表示データによって決定される画像のシーケンスを表示させる。ディスプレイ５９はHDRビデオを表示するよう構成されており、よって、HDRセグメント（典型的には本発明の方法の実装される実施形態に基づく等化の際には不変）と時分割多重された等化されたSDRセグメント（本発明のある実施形態に基づいて入力SDRコード値をHDRエンコード方式のコード値にマッピングすることによって等化された）を含む等化されたビデオ・ストリームに応答して画像のシーケンスを表示するよう構成されている。
【００６３】
本発明の他の諸側面は、本発明のエンコード方法の任意の実施形態を実行するよう構成されたプロセッサ（たとえばFPGA、ASICまたはシステムオンチップ（SOC））（たとえば、汎用または特殊目的用プロセッサとして実装された図２または図４の等化器１０、図２の等化器２０、図５の要素５５および５７または図６の要素６５および６７）およびそのようなプロセッサと、（本発明に基づいて等化されるべき）入力ビデオを生成するためのサブシステムと、任意的にはまた本発明に基づいて生成される等化されたビデオのエンコードされた表現を記憶および／または送信するよう構成された送達サブシステムおよび本発明に基づいて生成された等化されたビデオを表示する表示サブシステムの一方または両方とを含むシステムである。本発明のプロセッサの諸実施形態は、本発明の方法の実施形態を実行するようソフトウェア（またはファームウェア）をもってプログラムされるおよび／または他の仕方で構成される汎用または特殊目的用プロセッサ（たとえば、集積回路（チップ）またはチップセットとして実装されたデジタル信号プロセッサまたはマイクロプロセッサ）である（または該プロセッサを含む）。本発明のもう一つの側面は、本発明の方法の任意の実施形態を実装するようプロセッサをプログラムするためのコードを記憶するコンピュータ可読媒体（たとえばディスク）である。
【００６４】
本発明は、本稿に記載される段階および要素（本発明のさまざまな部分および特徴）およびその等価物の任意のものを好適に含む、それからなるまたは本質的にそれからなるのでもよい。本稿で例示的に開示される本発明のいくつかの実施形態は、本稿で特に開示されているか否かによらず、本稿に記載される段階および要素の一つまたは複数がなくても実施される。上記の教示に照らして、本発明の数多くの修正および変形が可能である。したがって、本発明は、付属の請求項の範囲内で、本稿で具体的に記載されている以外の仕方で実施されてもよいことは理解しておくものとする。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
ビデオ等化方法であって：
入力ビデオに対して等化を実行して等化されたビデオを生成する段階であって、それにより前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有するようにする段階を含み、
前記入力ビデオは高ダイナミックレンジ・ビデオおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオを含み、前記画像は前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記等化は、前記入力ビデオおよび前記等化されたビデオについての共通のアンカー点をもって実行され、前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像が少なくとも実質的に前記入力ビデオによって決定される画像と同じ平均ルミナンスをもつように実行される、
方法。
〔態様２〕
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう実行される、態様１記載の方法。
〔態様３〕
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう実行される、態様１記載の方法。
〔態様４〕
前記等化は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう実行される、態様３記載の方法。
〔態様５〕
前記共通のアンカー点が所定のグレーレベルである、態様１記載の方法。
〔態様６〕
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、態様５記載の方法。
〔態様７〕
前記共通のアンカー点が前記入力ビデオのルミナンスの対数平均である、態様１記載の方法。
〔態様８〕
前記共通のアンカー点が前記入力ビデオのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つである、態様１記載の方法。
〔態様９〕
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記等化が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングする段階を含み、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、態様１記載の方法。
〔態様１０〕
態様１記載の方法であって：
入力ビデオ・ストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを生成する段階を含み、前記等化は前記入力ビデオ・ストリームのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、等化されたビデオ・セグメントの前記シーケンスによって決定される画像のシーケンスが、前記入力ビデオ・ストリームの諸セグメントによって決定される画像が少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、方法。
〔態様１１〕
前記入力ビデオ・ストリームを解析することによって前記セグメントのそれぞれに対して実行されるべき前記等化を決定する段階をも含む、態様１０記載の方法。
〔態様１２〕
前記入力ビデオ・ストリームとともに提供されるメタデータから前記セグメントのそれぞれに対して実行されるべき前記等化を決定する段階をも含む、態様１０記載の方法。
〔態様１３〕
ビデオ送達システムによって送達されるエンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記入力ビデオ・ストリームを生成する段階をも含む、態様１０記載の方法。
〔態様１４〕
態様１記載の方法であって：
前記入力ビデオの種々のストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して等化されたビデオ・セグメントを生成する段階と；
前記等化されたビデオ・セグメントを組み合わせて複合ビデオ・ストリームにする段階とを含み、
前記等化は前記入力ビデオのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、前記複合ビデオ・ストリームによって決定される諸画像が、該諸画像が前記入力ビデオのストリームのうちの異なるストリームのシーケンスの、少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないフレームによって決定されるにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、
方法。
〔態様１５〕
入力ビデオの少なくとも二つのストリームに対して等化を実行して等化されたビデオの少なくとも二つのストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器と；
前記等化器に結合され、等化されたビデオの前記ストリームのうち少なくとも二つのストリームの各ストリームの少なくとも一つのセグメントを含む組み合わされた等化されたストリームを生成するよう構成されたサブシステムとを有するシステムであって、
前記組み合わされた等化されたストリームによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記入力ビデオは高ダイナミックレンジ・ビデオおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオを含み、前記画像は前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記入力ビデオおよび前記等化されたビデオについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記組み合わされた等化されたストリームによって決定される画像が少なくとも実質的に前記入力ビデオによって決定される画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されている、システム。
〔態様１６〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定であるダイナミックレンジおよび色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様１５記載のシステム。
〔態様１７〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様１５記載のシステム。
〔態様１８〕
前記共通のアンカー点が所定のグレーレベルである、態様１５記載のシステム。
〔態様１９〕
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、態様１８記載のシステム。
〔態様２０〕
前記共通のアンカー点が前記入力ビデオのルミナンスの対数平均である、態様１５記載のシステム。
〔態様２１〕
前記共通のアンカー点が前記入力ビデオのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つである、態様１５記載のシステム。
〔態様２２〕
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、態様１５記載のシステム。
〔態様２３〕
ビデオ放送システムである態様１５記載のシステム。
〔態様２４〕
前記サブシステムおよび前記ビデオ等化器が、前記等化を実行し、前記組み合わされた等化されたストリームを生成するよう構成されたプロセッサとして実装される、態様１５記載のシステム。
〔態様２５〕
高ダイナミックレンジ・ビデオの少なくとも一つのセグメントおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオの少なくとも一つのセグメントを含むビデオ・ストリームを提供するよう構成されたサブシステムと；
前記ビデオ・ストリームに対して等化を実行して等化されたビデオ・ストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器とを有するシステムであって、
前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記画像は前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームおよび前記等化されたビデオ・ストリームについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像が少なくとも実質的に前記ビデオ・ストリームによって決定される画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されている、システム。
〔態様２６〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定である色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様２５記載のシステム。
〔態様２７〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様２５記載のシステム。
〔態様２８〕
前記共通のアンカー点が所定のグレーレベルである、態様２５記載のシステム。
〔態様２９〕
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、態様２８記載のシステム。
〔態様３０〕
前記共通のアンカー点が前記ビデオ・ストリームのルミナンスの対数平均である、態様２５記載のシステム。
〔態様３１〕
前記共通のアンカー点が前記ビデオ・ストリームのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つである、態様２５記載のシステム。
〔態様３２〕
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、態様２５記載のシステム。
〔態様３３〕
態様２５記載のシステムであって、前記ビデオ等化器は、
前記ビデオ・ストリームの諸セグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記等化は前記ビデオ・ストリームのセグメントのうち少なくとも一つのセグメントのビデオを調整して、等化されたビデオ・セグメントの前記シーケンスによって決定される画像のシーケンスが、前記ビデオ・ストリームの諸セグメントによって決定される画像が少なくとも実質的に一定なダイナミックレンジをもつのではないにもかかわらず、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつようにする、システム。
〔態様３４〕
前記ビデオ・ストリームを受領し、前記ビデオ・ストリームを解析することにより前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている等化管理サブシステムをも含む、態様３３記載のシステム。
〔態様３５〕
前記サブシステムが前記ビデオ・ストリームとともにメタデータを提供し、当該システムが：
前記メタデータから前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている等化管理サブシステムをも含む、
態様３３記載のシステム。
〔態様３６〕
前記サブシステムが、エンコードされたビデオ・ストリームを受領するよう結合され、該エンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記ビデオ・ストリームを生成するよう構成されているデコーダである、態様２５記載のシステム。
〔態様３７〕
前記ビデオ等化器が前記ビデオ・ストリームに対して前記等化を実行するよう構成されているプロセッサである、態様２５記載のシステム。
〔態様３８〕
高ダイナミックレンジ・ビデオの少なくとも一つのセグメントおよび標準ダイナミックレンジ・ビデオの少なくとも一つのセグメントを含むビデオ・ストリームに対して等化を実行して等化されたビデオ・ストリームを生成するよう結合および構成されたビデオ等化器を有するディスプレイ・システムであって、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが所定の度合いで一定であるダイナミックレンジを有しており、前記画像は前記高ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像および前記標準ダイナミックレンジ・ビデオによって決定される少なくとも一つの画像を含み、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームおよび前記等化されたビデオ・ストリームについての共通のアンカー点をもって前記等化を実行するよう、かつ前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像が少なくとも実質的に前記ビデオ・ストリームによって決定される画像と同じ平均ルミナンスをもつよう構成されており、
当該システムがさらに、前記ビデオ等化器に結合され、前記等化されたビデオ・ストリームに応答して画像を表示するよう構成されているサブシステムを有する、
ディスプレイ・システム。
〔態様３９〕
エンコードされたビデオ・ストリームを受領するよう結合され、該エンコードされたビデオ・ストリームをデコードすることによって前記ビデオ・ストリームを生成して該ビデオ・ストリームを前記ビデオ等化器に与えるよう構成されているデコード段をも含む、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４０〕
前記デコード段が前記ビデオ・ストリームとともにメタデータを前記ビデオ等化器に提供し、前記ビデオ等化器が、前記ビデオ・ストリームのセグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記ビデオ等化器は、前記メタデータから前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている、態様３９記載のディスプレイ・システム。
〔態様４１〕
前記ビデオ等化器が、前記ビデオ・ストリームのセグメントに対して前記等化を実行して前記等化されたビデオ・ストリームが等化されたビデオ・セグメントのシーケンスを含むようにし、前記ビデオ等化器は、前記ビデオ・ストリームを解析することによって前記ビデオ・ストリームの各セグメントに対して実行されるべき前記等化を決定するよう構成されている、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４２〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、所定の度合いで一定である色域および白色点の少なくとも一方をもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４３〕
前記ビデオ等化器は、前記等化されたビデオ・ストリームによって決定される画像のシーケンスが、少なくとも実質的に一定であるダイナミックレンジをもつよう前記等化を実行するよう構成されている、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４４〕
前記共通のアンカー点が所定のグレーレベルである、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４５〕
前記共通のアンカー点が20%グレーレベルに少なくとも実質的に等しい、態様４４記載のディスプレイ・システム。
〔態様４６〕
前記共通のアンカー点が前記ビデオ・ストリームのルミナンスの対数平均である、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４７〕
前記共通のアンカー点が前記ビデオ・ストリームのルミナンスの平均、幾何平均および幾何平均の対数のうちの一つである、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４８〕
前記高ダイナミックレンジ・ビデオがある全範囲をもつコード値でエンコードされ、前記ビデオ等化器が、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのコード値を前記高ダイナミックレンジ・ビデオをエンコードするコード値の前記全範囲のある部分範囲内のコード値にマッピングすることによることを含め前記等化を実行するよう構成されており、前記マッピングは、前記標準ダイナミックレンジ・ビデオのダイナミックレンジを拡大する、態様３８記載のディスプレイ・システム。
〔態様４９〕
前記ビデオ等化器が前記ビデオ・ストリームに対して前記等化を実行するよう構成されているプロセッサである、態様３８記載のシステム。
【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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