(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化映像データストリームから高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）または広色域（ＷＣＧ）映像データを生成するための方法であって、
符号化映像データストリームにおいて映像データセットについてシグナリングされるメタデータ構造を抽出する工程であって、
シグナリングされる前記メタデータ構造は、シグナリングされる複数の伝達関数のうちの映像データ再形成伝達関数についてのインデックスおよび再形成パラメータを含み、
前記複数の伝達関数は、前記符号化映像データストリームにおいてシーケンスレベルでシグナリングされ、
前記映像データセットに関連する前記映像データ再形成伝達関数についての前記インデックスおよび前記再形成パラメータは、前記符号化映像データストリームにおいてピクチャレベルでシグナリングされる、前記抽出する工程と、
前記符号化映像データストリームを復号化して、復号化映像データを生成する工程と、
抽出した前記メタデータ構造に基づいて前記映像データ再形成伝達関数を再生する工程と、
再生した前記映像データ再形成伝達関数に復号化映像データを適用することによって、出力データとして再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データを生成する工程と、
を備える、方法。
【請求項２】
前記伝達関数に復号化映像データ値の範囲を表す値を適用すること、および、適用された前記値によってアドレス指定されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内の位置に前記伝達関数の出力値を格納することによって、前記映像データ再形成伝達関数について前記ＬＵＴを生成する工程をさらに備え、
前記再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データを生成する工程は、前記ＬＵＴにアドレス値として前記復号化映像データを適用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
抽出した前記メタデータ構造は、前記伝達関数の複数のセグメントを定義するデータを含み、各セグメントは、第１および第２のピボットポイントおよび係数値のセットによって指定され、係数の前記セット内の前記係数値は、前記メタデータ構造にてシグナリングされ、前記セット内の係数値の数は、前記セグメントの特性に基づいて変化し、
前記映像データ再形成伝達関数の前記再生は、各セグメントについてシグナリングされた前記係数値から、各セグメントについての各方程式を再生することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各セグメントは、２つの係数の係数セットを有する一次関数、３つの係数の係数セットを有する二次関数および４つの係数の係数セットを有する三次関数のうちの１つとしてモデル化される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のセグメントの各セグメントを定義する前記データは、前記伝達関数の直前のセグメントから導かれた前記伝達関数の現在のセグメントについての係数の数を示す平滑度の値をさらに含み、
１および２の平滑度の値を有するセグメントについての前記メタデータ構造から抽出された前記係数セットはそれぞれ、同じ次数と０の平滑度とを有する方程式によってモデル化されたセグメントについての係数セットより１および２だけ少ない係数値を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記メタデータ構造は、
前記データストリームのうちの部分に関連付けられた第１のメタデータ構造であって、前記映像データ再形成伝達関数を定義する前記データを含む、第１のメタデータ構造と、
前記データストリームのピクチャまたはサブピクチャ要素に関連付けられた第２のメタデータ構造であって、前記復号化映像データの少なくとも１つの成分への前記映像データ再形成伝達関数の適用を定義する、第２のメタデータ構造と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記復号化映像データは、輝度成分および２つのクロミナンス成分を含み、
前記第１のメタデータ構造は、複数の映像データ再形成伝達関数を定義するデータを含み、
前記第２のメタデータ構造は、前記輝度成分および前記クロミナンス成分の各々に適用するために前記複数の映像データ再形成伝達関数のうちの１つを識別するデータを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記復号化映像データは、輝度成分および２つのクロミナンス成分を含み、
前記第１のメタデータ構造は、１つの映像データ再形成伝達関数を定義するデータを含み、
前記第２のメタデータ構造は、
前記輝度成分および前記２つのクロミナンス成分に関連付けられるものとして前記１つの映像データ再形成伝達関数を識別するデータと、
各クロミナンス成分についてそれぞれの入力および出力オフセット値を示すデータと
を含み、
前記映像データ再形成伝達関数の前記再生は、前記第１のメタデータ構造から抽出されたデータを使用し、
前記クロミナンス成分についての前記再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データの前記生成は、前記第２のメタデータ構造から抽出された入力および出力オフセット値によって修正されたものとして前記映像データ再形成伝達関数に復号化された前記クロミナンス成分を適用することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記復号化映像データは、輝度成分および２つのクロミナンス成分を含み、
前記第１のメタデータ構造は、第１および第２の映像データ再形成伝達関数を定義するデータを含み、
前記第２のメタデータ構造は、
前記輝度成分に関連付けられるものとして前記第１の映像データ再形成伝達関数を識別するデータと、
前記２つのクロミナンス成分のうちの少なくとも１つに関連付けられるものとして前記第２の映像データ再形成伝達関数を識別するデータと、を含み、
前記映像データ再形成伝達関数の前記再生は、前記第１のメタデータ構造から抽出されたデータを使用し、
前記再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データの前記生成は、前記第２のメタデータ構造から抽出されたデータを使用して、前記第１の映像データ再形成伝達関数に前記輝度成分の前記復号化映像データを適用し、前記第２の映像データ再形成伝達関数に前記２つのクロミナンス成分のうちの前記少なくとも１つの前記復号化映像データを適用する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のメタデータ構造は、第３の映像データ再形成伝達関数を定義するデータを含み、
前記第２のメタデータ構造は、前記２つのクロミナンス成分の第１のものに関連付けられるものとして前記第２の映像データ再形成伝達関数を識別するデータと、前記２つのクロミナンス成分の第２のものに関連付けられるものとして前記第３の映像データ再形成伝達関数を識別するデータとを含み、
前記再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データの前記生成は、前記第２のメタデータ構造から抽出されたデータを使用して、前記第２の伝達関数から生成されたＬＵＴに前記第１のクロミナンス成分の前記復号化映像データを適用し、前記第３の伝達関数に前記第２のクロミナンス成分の前記復号化映像データを適用する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記符号化データストリームは、Ｈ．２６５  ＨＥＶＣロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）であり、
前記メタデータの前記抽出は、前記ＲＢＳＰのシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）から前記第１のメタデータ構造を抽出することを含み、
前記メタデータの前記抽出は、前記ＲＢＳＰのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）から前記第２のメタデータ構造を抽出することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記符号化データストリームは、Ｈ．２６５  ＨＥＶＣロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）であり、
前記メタデータの前記抽出は、前記Ｈ．２６５  ＨＥＶＣ  ＲＢＳＰの付加拡張情報（ＳＥＩ）メッセージから前記第１および第２のメタデータ構造を抽出することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
抽出した前記メタデータ構造は、前記映像データ再形成伝達関数として所定の伝達関数のグループのうち１つの伝達関数を識別するデータ、および、前記映像データ再形成伝達関数の修正を示すデータを含み、
前記伝達関数の修正を識別する前記データは、前記ＬＵＴ内に生成された前記値を格納する前に、生成された前記値に適用されるオフセット値およびスケール値を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記伝達関数の修正を示す前記データは、前記所定の伝達関数のグループのうちの前記１つの伝達関数のパラメータ値を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
符号化映像データストリームから高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）または広色域（ＷＣＧ）映像データを生成するための装置であって、
符号化映像データストリームを保持するように構成されたメモリであって、前記符号化映像データストリームは、前記符号化映像データストリームにおいて映像データセットについてシグナリングされるメタデータ構造を含む、メモリと、
前記メモリに結合されたプロセッサを含む映像データ復号化器システムであって、前記プロセッサによって実行されたときに、前記復号化器システムに、
前記符号化映像データストリームにおいて映像データセットについてシグナリングされる前記メタデータ構造を抽出する工程であって、
シグナリングされる前記メタデータ構造は、シグナリングされる複数の伝達関数のうちの映像データ再形成伝達関数についてのインデックスおよび再形成パラメータを含み、
前記複数の伝達関数は、前記符号化映像データストリームにおいてシーケンスレベルでシグナリングされ、
前記映像データセットに関連する前記映像データ再形成伝達関数についての前記インデックスおよび前記再形成パラメータは、前記符号化映像データストリームにおいてピクチャレベルでシグナリングされる、前記抽出する工程と、
復号化映像データを生成するために前記符号化映像データストリームを復号化する工程と、
抽出した前記メタデータ構造に基づいて前記映像データ再形成伝達関数を再生する工程と、
前記再生映像データ再形成伝達関数に復号化映像データを適用することによって、出力データとして再形成高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）または広色域（ＷＣＧ）映像データを生成する工程と、
を行わせるプログラム命令を含む映像データ復号化器システムと、
を備える、装置。
【請求項１６】
前記プログラム命令は、前記復号化器システムに、
前記伝達関数に復号化映像データ値の範囲を表す値を適用すること、および、前記適用値によってアドレス指定されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内の位置に前記伝達関数の出力値を格納することによって、前記映像データ再形成伝達関数について前記メモリ内で前記ＬＵＴを生成する工程をさらに行わせ、前記プログラム命令は、前記復号化器システムに、前記ＬＵＴにアドレス値として前記復号化映像データを適用することによって、前記再形成ＨＤＲまたはＷＣＧ映像データを生成させる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
抽出した前記メタデータ構造は、前記伝達関数の複数のセグメントを定義するデータを含み、各セグメントは、第１および第２のピボットポイントと１〜４の間の係数値を含む係数値のセットとによって指定され、係数の前記セット内の前記係数値の数は、前記メタデータ構造にてシグナリングされ、
前記プログラム命令は、前記復号化器システムに、各セグメントについてのシグナリングされた前記係数値から、各セグメントについての各方程式を再生することによって前記映像データ再形成伝達関数を再生させる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
各セグメントは、２つの係数の係数セットを有する一次関数、３つの係数の係数セットを有する二次関数および４つの係数の係数セットを有する三次関数のうちの１つとしてモデル化される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数のセグメントの各セグメントを定義する前記データは平滑度の値をさらに含み、前記プログラム命令は、前記平滑度の値に応じて、前記復号化システムに、前記伝達関数の直前のセグメントに基づいて前記伝達関数の現在のセグメントについての係数の数を導く工程を行わせ、
１および２の平滑度の値を有するセグメントについての前記メタデータ構造から抽出した前記係数セットはそれぞれ、同じ次数と０の平滑度とを有する方程式によってモデル化されたセグメントについての係数セットより１および２だけ少ない係数値を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
符号化映像データストリームから高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）または広色域（ＷＣＧ）映像データを生成するべく、プロセッサに、
符号化映像データストリームにおいて映像データセットについてシグナリングされるメタデータ構造を抽出する工程であって、
シグナリングされる前記メタデータ構造は、シグナリングされる複数の伝達関数のうちの映像データ再形成伝達関数についてのインデックスおよび再形成パラメータを含み、
前記複数の伝達関数は、前記符号化映像データストリームにおいてシーケンスレベルでシグナリングされ、
前記映像データセットに関連する前記映像データ再形成伝達関数についての前記インデックスおよび前記再形成パラメータは、前記符号化映像データストリームにおいてピクチャレベルでシグナリングされる、前記抽出する工程と、
復号化映像データを生成するために前記符号化映像データストリームを復号化する工程と、
抽出した前記メタデータ構造に基づいて前記映像データ再形成伝達関数を再生する工程と、
再生した前記映像データ再形成伝達関数に復号化映像データを適用することによって、出力データとして再形成高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）または広色域（ＷＣＧ）映像データを生成する工程と、
を行わせるプログラム命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ：Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）および／または広色域（ＷＣＧ：Ｗｉｄｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｇａｍｕｔ）映像シーケンスの映像符号化および復号化の分野に関し、特に、このようなシーケンスを符号化するため、および、復号化映像シーケンスからＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像シーケンスを回復するために使用される伝達関数を格納および送信するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＲ映像およびＷＣＧ映像は、従来の標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）映像よりも広範な輝度および色値を提供する。たとえば、ＳＤＲ映像は、輝度および色の範囲が制限され得るため、画像の取り込み、符号化、および／または表示に際して、暗部またはハイライトの詳細が失われてしまう可能性がある。これに対して、ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像では、より広範な輝度および色情報を取り込めるため、映像がより自然かつ実際に近い形で人間の眼に映ることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＭＰＥＧ−４高度映像符号化（ＡＶＣ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）および高効率映像符号化（ＨＥＶＣ：Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）などの多くの一般的な映像符号化および復号化方式は、直接、ＨＤＲまたはＷＣＧ映像を取り扱うようには設計されていない。このように、ＨＤＲおよびＷＣＧ映像情報は通常、該情報がこれらの映像圧縮アルゴリズムのうちの１つを使用して符号化されることができる前に、他のフォーマットへと変換される。
【０００４】
例えば、ＥＸＲファイルフォーマットなどのＨＤＲ映像フォーマットは、１０個の有効ビット、５個の指数ビットおよび１個の符号ビットを有する１６ビット半精度浮動小数点値で、線形光の赤、緑、青（ＲＧＢ）色空間の色を記述する。これらの値は、潜在的な強度および色値の広い範囲をカバーする。ＳＤＲ映像は、非ＨＤＲおよび非ＷＣＧ映像の色を表現するために８または１０ビット整数値を採用する。多くの既存の映像圧縮アルゴリズムは、ＳＤＲ映像での使用向けであり、したがって、８または１０ビット整数値の受信を予期する。映像ダイナミックレンジを実質的に減少させることなく、または、大きな歪みを導入することなく、圧縮アルゴリズムが協働可能な１０ビット値へと１６ビット半精度浮動小数点色値を量子化することは困難であり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの符号化器は、均一量子化の前に非線形値へと入力映像からの線形値を変換する符号化伝達関数を使用する。非限定的な例として、符号化伝達関数は、量子化範囲の一端または両端での輝度および／または色（クロミナンス）値を圧縮するガンマ関数を含み得、これにより、より大きな範囲が、符号化器に提供される８または１０ビット値で表され得る。符号化伝達関数は、入力映像の内容に応じて変化しないように固定であり得る。例えば、符号化器の符号化伝達関数は、０から１０，０００ニットまで（カンデラ毎平方メートル、すなわちｃｄ／ｍ２）などのＨＤＲ範囲内のすべての可能な入力値を、８ビット値については０から２５５までまたは１０ビット値については０から１０２３までの範囲の特定の非線形値に静的にマッピングするために定義することができる。しかし、入力映像がその範囲の一部のみに入力値を含む場合、固定マッピングによって量子化レベルの割り当てが不十分となり、再生画像中に量子化歪みが生じる可能性がある。例えば、主に青空を示すピクチャは、青の多くの類似した色合いを有する可能性があるが、それらの青の色合いは、符号化伝達関数が定義されている全範囲の小さな部分を占める可能性がある。このように、同系の青の色合いは同じ値に量子化され得る。この量子化は、輪郭削りまたはバンディングとして視聴者に知覚され得、青の量子化された色合いは、色合い間のより自然な遷移の代わりに、画面上に表示される空を横切ってバンド状に延びる。
【０００６】
さらに、人間の視覚系の精神物理学的研究では、特定の場所でのコントラストレベルへの視聴者の感度は、その場所自体の実際のレベルよりも周囲の場所の平均明るさに、より依存する可能性があることが示されている。しかし、多くの符号化伝達関数は、これを考慮せず、代わりに、周囲画素の特性を考慮に入れない固定変換関数またはテーブルを使用する。
【０００７】
符号化映像データから高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）映像データを再生するためのシステムおよび方法は、映像データ再形成伝達関数を指定する自己参照メタデータ構造を符号化映像データから抽出する。映像データ再形成伝達関数は、メタデータ構造からのデータを用いて再生され、抽出再形成伝達関数は、再形成伝達関数に復号化映像データ値を適用することによって、ＨＤＲ映像データを生成するために使用される。
【０００８】
本発明のさらなる詳細については、添付の図面を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】符号化システムおよび復号化システムを含む映像符号化システムの実施形態を示す図。
【図２Ａ】２つまでの色ボリューム変換処理および２つの伝達関数を使用して、非ＨＤＲ、非ＷＣＧ映像符号化器と互換性のある符号化データロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）へと入力ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像シーケンスを符号化し、逆色ボリューム変換処理および伝達関数を使用する相補的映像復号化器で復号化映像へとその符号化ＲＢＳＰを復号化するための処理の第１の例を示す図。
【図２Ｂ】２つまでの色ボリューム変換処理および２つの伝達関数を使用して、非ＨＤＲ、非ＷＣＧ映像符号化器と互換性のある符号化データロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）へと入力ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像シーケンスを符号化し、逆色ボリューム変換処理および伝達関数を使用する相補的映像復号化器で復号化映像へとその符号化ＲＢＳＰを復号化するための処理の第１の例を示す図。
【図３Ａ】符号化器によって使用される再形成伝達関数が知覚正規化演算と組み合わされ、復号化器によって使用される逆再形成伝達関数が逆知覚正規化処理と組み合わされた、非ＨＤＲ、非ＷＣＧ映像符号化器および復号化器を使用して入力ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像シーケンスを符号化および復号化するための処理の第２の例を示す図。
【図３Ｂ】符号化器によって使用される再形成伝達関数が知覚正規化演算と組み合わされ、復号化器によって使用される逆再形成伝達関数が逆知覚正規化処理と組み合わされた、非ＨＤＲ、非ＷＣＧ映像符号化器および復号化器を使用して入力ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像シーケンスを符号化および復号化するための処理の第２の例を示す図。
【図４】図２Ａおよび図３Ａに示す符号化器によって適用され得る例示的な再形成伝達関数を示すグラフ。
【図５】図２Ｂおよび図３Ｂに示す復号化器によって適用され得る例示的な逆再形成伝達関数を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する例示的なシステムおよび方法は、効率的にＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像を圧縮するために、再形成伝達関数を適応させ、または、ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像データを別様に変換および／または再分配し、これにより、該データは、Ｈ．２６５  ＨＥＶＣ（高効率映像符号化）、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（高度映像符号化）またはＭＰＥＧ−２符号化器などの非ＨＤＲ、非ＷＣＧ符号化器によって量子化および符号化され得、そして、受信器でＨＤＲおよび／またはＷＣＧデータの少なくとも一部を回復するために再構成され得る。伝達関数は、入力映像のグループオブピクチャ、ピクチャまたはサブピクチャウィンドウのレベルでの実際の映像内容に基づき得る。これらの映像処理は、潜在的な値の全範囲にわたってとする代わりに入力映像データの時間的および／または空間的セグメントに実際に存在する色および／または強度情報を圧縮する非線形方程式またはトーンマップを生成することによって達成され得る。このように、非線形値が均一に量子化される場合、均一量子化によって導入されるノイズおよび／または歪みを、人間の視聴者によって知覚されにくくなるように最小限に抑えることができる。加えて、入力映像データを圧縮して符号化するために使用される再形成伝達関数に関するメタデータ情報は、復号化器に送信される自己参照メタデータ構造へと効率的に挿入される。復号化器は、映像データを復号化する際に、対応する逆演算を実行するためにルックアップテーブル（ＬＵＴ）としてこの伝達関数を回復する。
【００１１】
図１は、符号化器１００システムと復号化器システム１５０とを含む映像符号化システムの実施形態を示す。符号化器１００システムは、入力映像を符号化データストリーム１０９へと符号化、トランスコードおよび／または圧縮するよう構成された、プロセッサ（デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）または専用映像プロセッサを含む）、メモリ、回路および／または他のハードウェアおよびソフトウェア要素を含むことができる。符号化器システム１００は、例えば、映像符号化フォーマットおよび／または圧縮方式に従って符号化データストリーム１０９を生成するように構成することができる。符号化器システムは、例えば、Ｈ．２６５  ＨＥＶＣ（高効率映像符号化）規格で定義されるようなロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）、または、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（高度映像符号化）もしくはＭＰＥＧ−２規格で定義されるような符号化ビットストリームを生成し得る。
【００１２】
例示的な符号化器システム１００は、映像源１０２からＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像データを受信する。システム１００は、プリプロセッサ１０４を含み、これは、ＨＤＲおよび／またはＷＣＧデータを適応的に処理し、これにより、該データは符号化器１０６およびメモリ１０５を用いて符号化され得る。符号化器１０６は、参照ピクチャキャッシュ１１８内の参照ピクチャを用いて映像データを符号化するＭａｉｎ  １０  ＨＥＶＣ符号化器であり得る。符号化映像データは、メモリ１０５に格納され得、これはまた、復号化器１０６によって使用されるデータ、例えば、プロセッサ１０４が使用する伝達関数および／またはトーンマップを実装するルックアップテーブルも格納し得る。プリプロセッサ１０４および復号化器１０６は共有メモリ１０５を使用するものとして示されているが、それらは別個のメモリを使用し得ることが企図される。符号化データは、復号化器システム１５０の受信器１１０へビットストリーム１０９として送信器１０８を使用して送信され得る。送信器および受信器は、有線、無線または光接続を含む、任意の送信方法を使用し得る。１つの実施形態では、送信器は、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットとして符号化映像データをフォーマットして、ネットワークを介して受信器１１０にＩＰパケットを送信し得る。ネットワークは、直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を使用するデジタルケーブルテレビ接続、または、他のデジタル伝送メカニズムであり得る。ネットワークは、有線ケーブルネットワーク、光ファイバネットワークまたは無線ネットワークであり得る。ネットワークは、プライベートネットワークまたはグローバル情報ネットワーク（例えば、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ（登録商標））であり得る。符号化映像データの送信に加えて、送信器１００は、プリプロセッサ１０４によって実行される処理を記述するメタデータ１２２を送信する。メタデータ１２２は別個の信号として示されているが、メタデータ１２２は、例えば画像エッセンス、画像シーケンス、グループオブピクチャ（ＧＯＰ：Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）、ピクチャ、スライスまたは他のサブピクチャ要素のデータストリーム内またはヘッダ内の付加拡張情報（ＳＥＩ：Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）または映像ユーザビリティ情報（ＶＵＩ：Ｖｉｄｅｏ  Ｕｓａｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）メッセージとして、データストリーム１０９に含まれ得る。ＳＥＩまたはＶＵＩメッセージは、矩形の処理ウィンドウを識別し得、該ウィンドウは、入力画像データのｘおよびｙ座標と、識別された処理ウィンドウ上で符号化器によって実行される処理を定義する特定のメタデータとによって定義される。メタデータは、送信データストリームの帯域幅の一部を使用する。したがって、符号化器システム１００から復号化器システム１５０へ送信されるメタデータの量を低減することが望ましい。
【００１３】
復号化器システム１５０は、受信器１１０でデータトストリーム１０９を受信し、符号化データストリーム１０９をディスプレイ１１６での提示のために復号化ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像へと復号化、トランスコードおよび／または解凍するよう構成された、プロセッサ、メモリ、回路および／または他のハードウェアおよびソフトウェア要素を含むことができる。復号化器システム１５０は、Ｈ．２６５  ＨＥＶＣ、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣまたはＭＰＥＧ−２などの映像符号化フォーマットおよび／または圧縮方式に従って符号化データストリーム１０９を復号化するように構成することができる。非限定的な例として、いくつかの実施形態では、復号化器１１２は、参照ピクチャキャッシュ１２０に格納された参照画像を使用するＭａｉｎ  １０  ＨＥＶＣ復号化器とすることができる。復号化器１１２は、メモリ１１１に結合されており、メモリ１１１は、符号化ビットストリームを保持し、また、ポストプロセッサ１１４が使用する逆伝達関数および／またはトーンマップを実装するルックアップテーブルなどの、復号化器が使用するデータも保持し得る。復号化器１１２およびポストプロセッサ１１４は、共有メモリ１１１を使用するものとして示されているが、それらは別個のメモリを使用し得ることが企図される。映像データが復号化された後、該データはポストプロセッサ１１４によって処理され、ポストプロセッサ１１４は、符号化器から受信したメタデータに応じて、プリプロセッサ１０４によって実行される処理を逆転させ、ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像データを再生する。復号化ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ映像データを、テレビ、モニタまたは他のディスプレイ１１６上での再生など、再生用のディスプレイデバイスに出力することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、符号化器システム１００および／または復号化器システム１５０は、専用のハードウェアデバイスとすることができる。他の実施形態では、符号化器システム１００および／または復号化器システム１５０は、サーバ、コンピュータまたは映像処理デバイスなどの他のハードウェア上で実行されるソフトウェアプログラムとすることができ、または、それらを使用することができる。非限定的な例として、符号化器システム１００は、映像サービスプロバイダによって運用される映像符号化器とすることができ、一方、復号化器システム１５０は、コンシューマテレビディスプレイに接続された、ケーブルボックスなどのセットトップボックスの一部とすることができる。
【００１５】
映像源１０２によって提供される入力映像データは、画像フレームのシーケンス、グループオブピクチャ（ＧＯＰ）または画像エッセンスを含むことができる。以下のマテリアルにおいて、用語「フレーム」、「ピクチャ」および「画像」は、単一の表示フレーム、画像またはピクチャに対応する映像データを示すために互換的に使用される。いくつかの実施形態では、ピクチャ内の色は、色空間または色モデルに応じて１つ以上の値を使用してデジタル的に記述することができる。非限定的な例として、赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルの値の組み合わせを介して色が記述されるＲＧＢ色モデル、または、輝度値Ｙおよび２つのクロミナンス値、例えばＣｒおよびＣｂによって色が定義される輝度／クロミナンスモデルを用いて、ピクチャ内の色を示すことができる。
【００１６】
入力映像データは、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）および／または広色域（ＷＣＧ）で記述される輝度および／またはクロミナンス値を伴う１つ以上のフレームシーケンスを有するＨＤＲ映像とすることができる。非限定的な例として、高ダイナミックレンジを有する映像は、非ＨＤＲ映像よりも広い範囲の可能な値のスケールで示される輝度値を有することができ、広色域を使用する映像は、少なくともいくつかのチャネルで非ＷＣＧ映像よりも広い範囲の可能な値の色モデルにて発現されるその色を有することができる。このように、ＨＤＲ入力映像は、標準または非ＨＤＲ映像よりも広い範囲の輝度および／またはクロミナンス値を有することができる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ＨＤＲ入力映像データは、色チャネルあたり８または１０ビットなどのより低いビット深度を用いて色値を表す非ＨＤＲフォーマットに対して、高ビット深度フォーマット内のＲＧＢ値で示されるその色を有することができる。非限定的な例として、ＨＤＲ入力映像データは、各色チャネルについて１６ビット浮動小数点値を用いて線形光ＲＧＢ領域で表されるＲＧＢ色値を伴うＥＸＲファイルフォーマットとすることができる。
【００１８】
図２Ａに示すように、符号化器システム２００は、処理データの１０ビット値への量子化、クロミナンス情報のダウンサンプリング、および、Ｍａｉｎ  １０  ＨＥＶＣ符号化器などの既存の符号化器２１６を使用して得られたデータの符号化の前に、第１の（中間）色変換演算（色ボリューム変形）２０２、第１の伝達関数２０４、第２の（最終）色変換演算２０６、第２の（再形成）伝達関数２０８（これは、任意選択の知覚正規化演算２１０を含み得る）を、線形ＨＤＲ  ＲＧＢデータに適用することができる。ブロック２０２、２０４、２０６、２０８および２１０は、映像内容の１つ以上の時間的および／または空間的局所化特性に基づいて、非線形曲線上の値へと映像源２０２からの線形ＨＤＲ  ＲＧＢ値を変換する圧縮および知覚マッピング演算を実装する。
【００１９】
非限定的な例として、知覚マッピング演算は、映像データセットの内容に合わせて調整することができ、これは、意図される最大サンプル値または最小サンプル値、最小明るさ、平均明るさ、ピーク明るさ、最大コントラスト比、累積分布関数、量子化ステップサイズおよび／またはデータセット内の任意の他の要因に基づいて、ＨＤＲ／ＷＣＧ映像データの全てまたは一部を含み得る。いくつかの実施形態では、このような特性をデータセットについて予め決定して指定することができる。あるいは、特性を、処理の様々な段階における、映像の色成分または輝度成分のヒストグラムまたは統計解析により求めることができる。１つの例では、デジタル画像データは、伝達関数またはトーンマッピング演算を適用する前に、処理ウィンドウへとセグメント化され得る。各処理ウィンドウの１つ以上の成分（例えば、Ｙ’ＣｂＣｒ）は、例えば、最小サンプル値、最大サンプル値、平均サンプル値、値、および最大コントラスト（例えば、最大サンプル値の最小サンプル値に対する比）を決定するために分析され得る。これらの値は、単一成分または２つ以上の成分の組み合わせについて計算され得る。これらの値は、処理ウィンドウに適用するための知覚マッピング（例えば、再形成伝達関数および知覚正規化）を決定するために分析され得る。
【００２０】
例示的な知覚マッピングは、符号化器２１６を用いてより効率的にＨＤＲ映像データを符号化できるように、グローバルまたはローカルな時間的または空間的範囲上の入力映像データの内容に合わせて調整される非線形曲線上の線形色情報を再分配するように構成されており、これにより、該データは、図２Ｂに示す復号化システム２２０内のＨＤＲ映像データとして復号化および再構成され得る。後述するように、限定された時間的または空間的範囲における入力映像の内容に基づく他の色空間への線形色値の変換および非線形曲線の適用は、均一量子化演算を介して導入される歪みおよび／またはノイズのリスクを低減しながら、再構成画像にＨＤＲおよび／またはＷＣＧ詳細を提供することができる。いくつかの実施形態では、映像フレームの一部に存在する、および／または、人間の視聴者に最も知覚されやすい強度および色相の範囲に、より大きな数のビットおよび／または量子化レベルを割り当てることができ、一方、色チャネルに存在しない、および／または、視聴者に知覚されにくい強度および色相に、より小さなビットおよび／または量子化レベルを割り当てることができる。
【００２１】
非限定的な例として、入力映像データが夜間に起こるシーンを表す場合、その画像は主に、ＲＧＢ領域で実質的に一緒に束ねられる暗色を含む可能性がある。このようなシーンでは、ＲＧＢ領域内のより明るい色は、存在しないか、またはまれである可能性がある。このような状況では、シーン内に存在しない値を省略または強調抑制しつつ、クロミナンスおよび輝度値が、シーン内に実際に存在するクロミナンスおよび輝度値の範囲を含む１つ以上の非線形曲線に再分配されるように、結合知覚マッピングを適応させることができる。このように、以前に一緒に束ねられた暗いクロミナンスおよび輝度値を、（より大きな数の均一量子化ステップを割り当てられた）非線形値の曲線に実質的に均一に広げることができ、一方、あまり一般的ではない、より明るい値を、一緒に圧縮する（より少ない数の量子化ステップを割り当てる）ことができ、あるいは、それらがシーンに存在しない場合には省略すら行うことができる。暗い値を曲線上に広げることができるので、非線形曲線上の値を離散値またはコードワードへと均一に量子化する場合であっても、それらの間の微細な違いを区別することができる。
【００２２】
上述のように、知覚マッピング演算は、ピクチャのシーケンス、単一ピクチャまたはサブピクチャウィンドウについて入力映像の内容に応じて異なる非線形伝達関数を適用するよう変更することができるように、適応的とすることができる。サブピクチャ処理により、処理ウィンドウ、スライス、ＡＶＣのマクロブロックまたはＨＥＶＣの符号化ツリー単位（ＣＴＵ：Ｃｏｄｉｎｇ  Ｔｒｅｅ  Ｕｎｉｔ）などの、同じピクチャの異なるサブエリアを、その内容に基づいて異なるように処理することができる。他の実施形態または状況では、知覚マッピング演算を、異なるピクチャについてピクチャレベルで変更することができる。さらに他の実施形態または状況では、知覚マッピング演算を、異なるグループオブピクチャ（ＧＯＰ）または画像エッセンスなどのピクチャの異なるシーケンスについて、超（ｓｕｐｒａ）ピクチャレベルで変更することができる。知覚マッピング演算を、ＲＧＢ、Ｙ’ＣｂＣｒ、Ｘ’Ｙ’Ｚ’またはＩ’ＰＴ色空間などの任意の所望の色空間にて適用することができる。ピクチャの特定シーケンス、単一ピクチャまたはサブピクチャ要素を表す映像データの内容は、映像データによって表される画素値のヒストグラムを生成することによって決定され得る。例えば、比較的暗いエリアおよび比較的明るいエリアの両方を有する画像は、例えば四分木アルゴリズムを使用してセグメント化され得、これにより、暗いエリアからのデータが処理ウィンドウの１つのセットになり、明るいエリアからのデータはウィンドウの別のセットになる。暗いエリアのウィンドウに適用される知覚マッピングは、明るいエリアに適用されるものとは異なり得、両エリアにおける詳細を維持して再生ＨＤＲ画像に表示することができる。
【００２３】
１つの実施態様では、知覚正規化ブロック２１０および／または再形成伝達関数ブロック２０８は、知覚的にマッピングされたＹ’ＣｂＣｒ値を生成するために、色変換ブロック２０６によって提供されるＹ’ＣｂＣｒ値に知覚マッピング伝達関数を適用することができる。いくつかの実施形態では、知覚マッピング演算は、関連する知覚的にマッピングされたＹ’ＣｂＣｒ値にＹ’ＣｂＣｒ値をマッピングする３Ｄルックアップテーブル（ＬＵＴ）または複数の１ＤのＬＵＴを使用することができる。他の実施形態では、知覚マッピング演算は、各色成分を変換するために１つ以上の数式を使用することができる。非限定的な例として、知覚マッピング演算は次のような数式を使用して値を変換することができる：Ｙ’＿ＰＭ＝ｆ（Ｙ’，Ｃｂ，Ｃｒ）Ｃｂ＿ＰＭ＝ｇ（Ｙ’，Ｃｂ，Ｃｒ）Ｃｒ＿ＰＭ＝ｈ（Ｙ’，Ｃｂ，Ｃｒ）。この例では、関数は各々、入力として３つのＹ’ＣｂＣｒ値を取り、知覚的にマッピングされたＹ’ＣｂＣｒ値を出力することができる。
【００２４】
再形成伝達関数を実装するために１つ以上のＬＵＴまたは方程式が使用される場合、符号化システム１００から復号化システム１５０へと対応する逆再形成伝達関数を定義するメタデータを送信することが望ましい場合がある。異なるグループオブピクチャ、ピクチャまたはサブピクチャ処理ウィンドウについて異なる符号化関数を使用し得るので、符号化システム１００は、ＬＵＴおよび／または方程式のそれぞれを記述するメタデータを復号化システム１５０へ送信し得る。以下のマテリアルは、効率的なデータ構造（すなわちメタデータ構造）、および、このメタデータを格納して送信するための方法を記述し、これにより、メタデータは、符号化システム１００と復号化システム１５０との間で、全信号帯域幅のうち比較的少量を消費する。
【００２５】
図２Ａに示すように、例示的な符号化器２００はＨＤＲ／ＷＣＧ線形ＲＧＢデータセット上に第１の色変換演算２０２を行う。この演算は、中間線形色空間、例えば、ＬＭＳ、ＸＹＺまたはＹＣｂＣｒへと線形ＲＧＢ値を変形する。この変形は、ＲＧＢデータの冗長性を低減し、データを、より圧縮に資するフォーマットにする。しかし、入力データのフォーマットに応じて、ブロック２０２は、まったく色変換を行わないか、または、単一フレームの異なる部分を含む映像シーケンスの異なる部分に異なる色変換演算を実行し得ることが企図されている。色変換演算２０２はまた、実行された変換演算、および、シーケンス、フレームまたは画像のどの部分にそれが実行されたか、を示すメタデータを生成し得る。単に変形を識別する代わりに、メタデータは、ブロック２０２により適用される色変形演算の逆を表す行列係数を含み得る。逆係数を含むメタデータの代わりに、それが色ボリューム変換演算２０２にて使用された係数を含み得ること、および、逆係数が復号化器２０４で生成され得ることが企図される。色変換演算２０２は、第１の伝達関数２０４により処理することがより容易な色空間内のデータを生成し得る。
【００２６】
伝達関数２０４は、値のより小さい範囲へと明るいおよび／または暗い画素値を圧縮するガンマ関数であり得る。あるいは、伝達関数２０４は知覚量子化（ＰＱ：Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）伝達関数などの知覚伝達関数であり得る。別の代替として、色変換映像データの変形をまったくもたらさない恒等関数であり得る。この関数は、輝度チャネルＹにのみ、または、各チャネル（例えば、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）に適用することができ、異なる関数が、映像シーケンスの異なる部分および／またはシーケンスにおける異なるフレームまたはフレームの部分に適用され得る。例えば、画像の比較的暗いエリアの輝度チャネルに適用されるガンマまたはＰＱ伝達関数は、その画像エリア内のクロミナンスチャネルデータに適用される関連演算（例えば、クロスチャネルオフセットおよびスケーリング演算）をもたらし得る。ブロック２０４はまた、適用された変形の逆、および、それが適用された画像データの部分を記述するメタデータも生成する。このメタデータは、線形二次、三次またはより高次の方程式として逆伝達関数を記述するパラメータを含み得る。完全な伝達関数は、逆伝達関数の各セグメントをモデル化する、線形、二次または三次方程式の各係数値セットを指定するために、例えば、線形、二次、三次またはより高次のスプライン曲線フィッティング演算を使用して、これらの値から生成され得る。これらの方法を用いて、伝達関数は、ピボットポイントの各連続ペアを結合する関数について線形、二次、三次またはより高次の方程式のピボットポイントのシーケンスおよび係数セットとして指定され得る。
【００２７】
次いで、ブロック２０４からの色変換および変形データは、ブロック２０６において最終的な色変換演算の対象となる。この色変換処理は、例えば、特にＷＣＧ画像データについて、より知覚圧縮に適しているＩ’ＰＴまたはＹ’ＣｂＣｒなどの色空間に映像データを変換し得る。ブロック２０６は、知覚正規化および量子化のための処理がより容易である１つ以上の色空間へと画像のシーケンス、単一画像または画像の部分を変換し得る。ブロック２０２と同様に、ブロック２０６によって実行される色変換は、恒等関数であり得、その結果、変換はない。あるいは、異なる色変形演算が、映像データの異なる部分上で実行され得る。さらに、ブロック２０６は、実行された色変換、および、それが適用された映像データの部分（超ピクチャ、ピクチャまたはサブピクチャ）を記述するメタデータを生成することができる。このメタデータは、単にデータの部分および適用された変換を識別し得る。あるいは、変換を識別する代わりに、メタデータは、３×３変換行列の係数を含み得る。上述したように、メタデータは、ブロック２０６によって実行された色変換またはその逆を記述し得る。この例では、ブロック２０６は、ＹＣｂＣｒ色空間に映像データを変換する。
【００２８】
ブロック２０６の後、二度色変換された映像データが、第２の伝達関数２０８の対象となる。関数２０８は、人間の視覚系によって重要であると知覚される映像情報に、より多くの量子化ステップを実効的に割り当てること、および、重要でないと知覚される映像情報に、より少ない量子化ステップを割り当てることによって、より低いビット深度での符号化のための映像データを準備する再形成伝達関数であり得る。伝達関数２０８は、人間の知覚にデータを適合させる関数であり得、例えば、処理される映像データの部分における画像内容、意図される最大サンプル値および最小サンプル値、最大明るさまたは輝度コントラストおよび／または量子化ステップサイズに基づいて選択することができるガンマ成分を有するスティーブンスのべき法則（Ｓｔｅｖｅｎｓ’  ｐｏｗｅｒ  ｌａｗ）またはウェーバーの法則（Ｗｅｂｅｒ  ｌａｗ）の伝達関数であり得る。ブロック２０８は、複数の伝達関数を含み得、そのうちの１つは、特定の映像データセットについて選択される。伝達関数２０８は、輝度画素のコントラスト感度を考慮するために画像を調整し得、輝度サンプルに適用される変形に基づいて、対応するクロミナンスサンプルを再マッピングし得る。この関数は、処理ウィンドウなどの、フレームのシーケンス、単一フレームまたはフレームの部分を含み得る映像データセットに適用され得る。前処理ステージ内の他のブロックと同様に、再形成伝達関数ブロック２０８は、適用された伝達関数またはその逆、および、それが適用されたフレームまたはフレームの部分を記述するメタデータを生成することができる。このメタデータは、パラメトリックに、または、値のシーケンスによって伝達関数を記述し得る。適用される伝達関数のパラメータは、伝達関数に提供される映像データを分析することによって決定され得る。
【００２９】
１つの実施態様では、複数の逆伝達関数は、様々な復号化データセットに適用される複数の伝達関数に対応して定義され得る。複数の逆伝達関数を記述する情報は、比較的高いレベル（例えば、画像エッセンス、シーケンスまたはＧＯＰレベル）で画像データにシグナリングされ得、複数の逆伝達関数のうちの特定の１つは、特定のデータセット（例えば、画像、スライスまたはサブ画像処理ウィンドウ）に適用されるように選択され得る。あるいは、伝達関数（１つまたは複数）および伝達関数（１つまたは複数）が適用されるデータセットの表示はともに、例えば、ＳＥＩメッセージを使用して、サブピクチャレベルでシグナリングされ得る。
【００３０】
映像データは、例えば、画像データに四分木分解を適用することにより、処理ウィンドウへと分割され得、これにより、各リーフのデータは、特性値（例えば、最大サンプル値および最小サンプル値、最大明るさまたは輝度コントラストおよび／または量子化ステップサイズ）を有する。あるいは、四分木アルゴリズムは、四分木の各リーフにおける画像データの所定割合（例えば、８０〜９５％）が（１つまたは複数の）所定範囲内のデータ値を有するように、画像を分割し得る。別の代替では、処理ウィンドウは、カラリストによって決定されるように、所望の主観的目標を達成するためにトーンマッピングが適用される領域として指定されることができる。領域形状は、矩形、円形等とすることができ、形状、位置、サイズ等のパラメータを指定することができる。処理ウィンドウを識別する場合、処理ウィンドウ内の映像データの各映像成分の最大値、平均値および最小値を決定して、伝達関数ブロック２０８にこれらの値を供給することが望ましい場合がある。例えば、システムは、ビンへと画像画素を分割する処理ウィンドウ上でヒストグラムを実行すること、および、処理ウィンドウ内の画素のある割合（例えば、８０〜９５％）にまたがる連続ビンのセットを選択することによって、最小値、平均値および最大値を決定し得る。最小データ値は、最小データ値を含むビンによって定義される最小値であり得、最大データ値は、最大データ値を含むビンによって定義される最大値であり得、平均値は、全ての選択ビンのすべての値の平均値または中央値であり得る。次いで、ブロック２０８は、再形成伝達関数および／または知覚正規化器２１０を適応させ（例えば、あらかじめ定義された伝達関数の特定の１つを選択して）、最小値未満のおよび／または最大値よりも大きい値に割り当てられた量子化ステップの数を減少させながら、最小値と最大値との間に割り当てられた量子化ステップの数を増加させる。適応は、処理ウィンドウを識別するデータをも含むメタデータに記載される。このメタデータは、データストリームで復号化器に送られ、これにより、逆知覚正規化および逆再形成伝達関数が、データストリームから復号化されたデータに適用され得る。メタデータは、複数の逆伝達関数が取得され得るデータ、ならびに、特定のデータセットに適用される選択伝達関数を記述するパラメータを含み得、これにより、選択逆伝達関数をルックアップテーブル（ＬＵＴ）として再構成し得る。
【００３１】
処理ウィンドウの特定が、再形成伝達関数ブロック２０８によって実行されるものとして記述されている場合、それが復号化器の他の構成要素によって実行され得ることが企図される。例えば、それは、（図１に示す）映像源１０２によって、または、中間色変換ブロック２０２によって実行され得る。処理ウィンドウへと個々のフレームを分割することに加えて、同じアルゴリズムが、それらの共通の特性によってデジタル映像データのフレームをグループ化するために、および／または、個々のフレームの特性を識別するために使用され得る。共通の特性を有するデジタル映像データの部分を符号化処理の早期において識別することは有利であり得、これにより、色変換処理および圧縮伝達関数処理の両方が同一の部分に合わせて調整され得る。
【００３２】
再形成伝達関数２０８の後、または該係数の一部として、映像データセットは、ブロック２１０で知覚正規化の対象となり得る。このステップは、映像データのゲイン（スケーリング）およびオフセットを調整し、映像データの知覚圧縮をフレームのグループおよび／またはフレームにわたって、より均一にする。知覚正規化はまた、対応する輝度サンプル上で実行される処理についてクロミナンスサンプルを補償するためにクロスチャネル処理を行い得る。ゲインおよびオフセット値またはそれらの逆、ならびに、それらが適用された画像データの部分の特定は、メタデータとして提供される。均一に知覚変換されたデータを伝達関数２０４および２０８が生成する場合、または、映像データにとって均一に知覚変換されることが重要でない場合、知覚正規化は使用されなくてもよい。
【００３３】
Ｍａｉｎ  １０  ＨＥＶＣ符号化器を使用するこの例では、伝達関数２０８および／または任意選択の知覚正規化処理２１０によって提供される正規化知覚圧縮データは、量子化器２１２にて１０ビット値に量子化される。伝達関数２０８および／または知覚正規化器２１０の出力サンプルが浮動小数点値である場合、量子化器２１２は、浮動小数点から１０ビット固定小数点値へ画素サンプルを変換し得る。出力サンプルがＮビット固定小数点値（Ｎ＞１０）である場合、量子化器は、Ｎビットサンプルの１０個の最上位ビット（ＭＳＢ：Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）を選択し得、または、１１番目ビットに基づいてこれらの値を丸め得る。ブロック２０２、２０４、２０６、２０８および２１０によって実行される前処理のため、より知覚的に顕著な画像データが、より知覚的に顕著でないデータよりもより多くの数の量子化レベルを受け取る。量子化器２１２が色成分についてスカラーまたはベクトル量子化を採用し得ることが企図される。
【００３４】
次に、ブロック２１４は、クロミナンス情報をダウンサンプリングして４：２：０画素へと４：４：４画素を変換する。クロミナンスサンプルの解像度低下は、輝度よりも低い空間解像度で色を知覚する人間の視覚系にとって、比較的気付かれにくいものである。クロミナンス情報をダウンサンプリングするために実行される処理を定義するメタデータは、符号化器のダウンサンプリングブロック２１４からのメタデータに追加される。このメタデータは、例えば、ダウンサンプリングされたデータを生成するために使用された二次元空間フィルタまたはダウンサンプリングされたデータから空間的にアップサンプリングされたデータを生成する逆フィルタのカーネルを記述し得る。メタデータはまた、サブサンプリング演算で任意の位相シフトオフセットを指定し得る。次いで、符号化器２１６は、前処理され、量子化およびダウンサンプリングされたデータを符号化し、出力データストリームを生成する。１つの実施形態では、メタデータは、付加拡張情報（ＳＥＩ）メッセージとしてまたは映像ユーザビリティ情報（ＶＵＩ）メッセージとしてデータストリームで符号化される。ブロック２１４は４：４：４画素を４：２：０画素に変換するものとして示されているが、他の変換、例えば、４：４：４画素から４：２：２または４：１：１画素フォーマットへの変換が実行され得ることが企図される。これらの代替のダウンサンプリングフォーマットのいずれかがブロック２１４によって生成される場合、対応するアップサンプリングが、復号化システムにおける対応するブロックによって実行されるであろう。
【００３５】
図２Ｂに示す復号化システム２２０は、復号化器２２２でデータストリームを受信する。例示のＭａｉｎ  １０  ＨＥＶＣ復号化器２２２は、メタデータを抽出し、符号化器２１６により実行される符号化演算を逆転させて４：２：０画素フォーマットで１０ビット映像データを生成する。クロミナンスダウンサンプラ２１４によって生成されるメタデータは、アップサンプラ２２４に適用され、アップサンプラ２２４は、例えば空間補間フィルタに４：２：０サンプルを適用することにより、４：２：０サンプルから４：４：４画素フォーマットサンプルを再構成する。これらのサンプルは、浮動小数点値に４：４：４画素サンプルを変換する、または、固定小数点サンプルにゼロ値の上位ビットを追加し得る逆量子化器２２６に提供される。逆量子化器２２６によって実行される演算は、量子化器２１２によって実行される量子化演算を逆転させる傾向がある。
【００３６】
ブロック２２８は、知覚正規化ブロック２１０から受信したメタデータに基づいて、相補的ゲインおよびオフセット演算を実行して、知覚正規化フィルタ２１０によって実行されるゲインおよびオフセット調整を逆転させる。同様に、ブロック２３０は、再形成伝達関数２０８の逆である伝達関数を適用する。これは、メタデータ内のパラメータから発生する逆スティーブンス法則または逆ウェーバー法則伝達関数であり得、または、それは、線形化またはより高次の特性の適用フィルタ特性またはラインセグメントのいずれかのサンプルを表すメタデータの値から再生される伝達関数であり得る。上記のように、複数の逆伝達関数が、シーケンスまたはＧＯＰレベルにおいて指定されていてもよく、これらの伝達関数のうちの１つが、映像データセット（例えば、フレームまたはサブフレーム）について、映像データセットの内容に応じてシグナリングされ得る。
【００３７】
同様に、復号化器２２０のブロック２３２、２３４および２３６はそれぞれ、ブロック２０６によって実行される最終的な色変換演算、ブロック２０４によって実行される第１の伝達関数および符号化器２００のブロック２０２によって実行される中間色変換演算を逆転させ得る。これらの演算は、メタデータによって示されるように色変換演算および伝達関数に関連付けられた（１つまたは複数の）フレームの領域を表すデータセットに対してのみ実行される。逆色変換ブロック２３６によって提供される出力データは、再構成された線形ＨＤＲおよび／またはＷＣＧ  ＲＧＢ信号である。画像暗部の詳細およびテクスチャならびに画像の暗部と明部との両方の色値などの知覚的に重要なデータは、再構成データに保存される一方、知覚的にあまり重要でないデータは失われ得る。図２Ａおよび図２Ｂに示されているシステムならびに以下の図３Ａおよび図３Ｂに示されているシステムは、線形ＨＤＲ  ＲＧＢデータを受信して再構成するように示されているが、それらが他のＨＤＲおよび／またはＷＣＧデータを受信および再構成し得ることが企図される。
【００３８】
図３Ａおよび図３Ｂは、図２Ａおよび図２Ｂに示されている符号化および復号化システムの変形例を記載している。図３Ａおよび図３Ｂに示すブロックの多くは、同じ番号を有する図２Ａおよび図２Ｂ内のブロックと同じである。簡潔にするため、これらのブロックの演算は、個別には本明細書中に記載されていない。一方の図２Ａおよび図２Ｂならびに他方の図３Ａおよび図３Ｂにおける違いの１つは、知覚再形成ブロック３０４、および、図３Ｂに示す対応する逆知覚再形成ブロック３２７である。ブロック３０４は、再形成伝達関数３０６を知覚正規化演算３０８と組み合わせ、同様に、ブロック３２７は、逆知覚正規化演算３２６および逆再形成伝達関数ブロック３２８を組み合わせる。
【００３９】
図２Ａおよび図２Ｂに示すシステム２００および２２０の間の、図３Ａおよび図３Ｂに示す各システム３００および３２０に対する他の違いは、処理ストリームにおけるクロミナンスダウンサンプリング処理３０２およびクロミナンスアップサンプリング処理３３０の位置である。図３Ａにおいて、ダウンサンプリング処理３０２は、最終的な色変換処理２０６によって提供されたデータ上で演算される。同様に、図３Ｂにおいて、アップサンプリング処理３３０によって提供されるアップサンプリング出力値は、処理２０６の逆である逆色変換処理２３２に適用される。ダウンサンプリングおよびアップサンプリング処理の再配置により、ダウンサンプリングされたクロミナンス値を有する画素に対して知覚再形成処理が実行されることとなる。この変形例により、図２Ａに示す対応ブロック２０８，２１０および２１２ならびに図２Ｂに示すブロック２２６、２２８および２３０によって処理されるよりも、図３Ａに示すブロック３０６、３０８、３１０ならびに図３Ｂに示すブロック３２４、３２６および３２８によって処理されるクロミナンスサンプルがより少なくなるので、より少ない処理をもたらし得る。上記のように、再形成伝達関数３０６を伴って知覚正規化処理３０８によって実行されるオフセットおよびゲイン調整を含むことと、逆再形成伝達関数３２８を伴って逆知覚正規化処理３２６によって実行される逆オフセットおよびゲイン調整を含むこととにより、さらなる処理の低減を達成し得る。したがって、図３Ａおよび図３Ｂに示す符号化器および復号化器システムは、図２Ａおよび図２Ｂに示す符号化器および復号化器よりもより効率的であり得る。
【００４０】
１つの例では、入力色成分をｘ（例えばＹ，Ｃｂ，Ｃｒ）とすると、ｆ（ｘ）として、すなわちｆ（ｘ）に基づいて、逆再スケーリングの出力を計算することができる。Ｎ個のセグメントを有する区分関数について、Ｎ個の関数ｆｉ（ｘ）は、０≦ｉ＜Ｎとして、以下のように定義することができる。
【００４１】
【数１】
0006609708.tif 000002
【００４２】
１つの実施態様では、本明細書でピボットと称されるＮ＋１個のセグメント境界ポイントｘｉと、区分関数についてのパラメータとをシグナリングすることができる。ｆｉ（ｘ）が次数Ｍｉを有する多項式である場合、多項式を記述するメタデータは、Ｍｉ＋１個のパラメータを含む。シグナリング値に基づいて、逆再形成伝達関数に対応するＬＵＴを、復号化システム１５０において再構成することができる。異なるＬＵＴを、各色成分について使用することができ、どのＬＵＴが所与の画像またはサブ画像処理ウィンドウにおける所与の色成分について再形成するために使用されるかについての指示も、メタデータにてシグナリングすることができる。複数（Ｌ個）の逆再形成伝達関数をシグナリングするために使用されるメタデータの量を低減するために、Ｌ個のＬＵＴについての対応する区分関数を、符号化システム１００から復号化システム１５０へと送信されるメタデータを含む自己参照メタデータ構造にてシグナリングし得る。
【００４３】
図４および図５はそれぞれ、例示的な再形成伝達関数および逆伝達関数を示す。図４に示す関数４１０、４２０および４３０は、それぞれ異なったガンマ値を有するガンマ再形成伝達関数であり、図５に示す関数５１０、５２０および５３０は、対応する逆ガンマ伝達関数である。逆伝達関数５１０は、４つのピボットポイントによって定義される３つのセグメントへと分割される。最初のピボットポイントＡ、および最終ピボットポイントＮは、すべての３つの伝達関数について共通である。関数５１０は、ピボットポイントＡおよびＮに加えて２つのピボットポイント５１０Ｂおよび５１０Ｃを有する。ピボットポイントＡおよび５１０Ｂ間のセグメントがほぼ線形である（例えば、その線形係数の５％未満である二次係数を有する）ことに留意されたい。ポイント５１０Ｂおよび５１０Ｃ間のセグメントは曲線を示し、したがって、有意な二次および三次係数を有し得る。ピボットポイント５１０ＣおよびピボットポイントＮ間のセグメントも、ほぼ線形である。
【００４４】
曲線５２０によって定義される伝達関数は、ポイントＡおよび５２０Ｂ間のセグメントがほぼ線形であり、ポイント５２０Ｂおよび５２０Ｃ間のセグメントが曲線であり、ポイント５２０ＣおよびＮ間のセグメントがほぼ線形であるという点で、５１０によって定義されたものと同様である。曲線５３０は、より多数のピボットポイントを有する伝達関数を示し、この場合は６個、すなわち、Ａ、５３０Ｂ、５３０Ｃ、５３０Ｄ、５３０ＥおよびＮである。一方でポイントＡおよび５３０Ｂ間、他方でポイント５３０ＥおよびＮ間のセグメントの両方は、ほぼ線形である。伝達関数５３０は、４つのピボットポイント５３０Ｂ、５３０Ｃ、５３０Ｄおよび５３０Ｅによって定義された３つの曲線セグメントを有している。
【００４５】
以下のマテリアルは、符号化システム１００から復号化システム１５０（図１に示す）に送信されたメタデータで伝達関数がどのように表されるかについて定義する例示の構文を提示する。
【００４６】
表１〜表５の例示の構文では、多数の再形成伝達関数ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅが、メタデータにてシグナリングされ得、インデックス値ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］が、特定の映像データセットの色成分ｃについて逆再形成関数を選択するために使用され得ることが提案されている。したがって、ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅ  ＬＵＴ（表１〜表３に示されている）を定義するメタデータは、比較的高いレベルにおいて（例えばシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）で）メタデータに含まれ得る一方、映像データセットの色成分に使用するための特定ＬＵＴ（表４および表５に示されている）のｒｅｓｈａｐｅｉｎｇ＿ｉｄを指定するメタデータが、より低いレベルにおける（例えばピクチャパラメータセット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）で）メタデータ内にあり得る。以下のマテリアルは、復号化器１５０における逆再形成演算において使用されるメタデータに関する。したがって、簡略化のために、本明細書に記載する逆再形成演算を単に再形成演算と称する場合がある。
【００４７】
以下の例は、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）および／または広色域（ＷＣＧ）を有する映像シーケンスの符号化および復号化のための映像符号化方式を使用するという概念に関連する。より具体的には、それらは、符号化器または復号化器の処理から得られた映像データの処理および再構成を記載している。符号化器または復号化器の処理の例は、ＭＰＥＧ−４高度映像符号化（ＡＶＣ）および高効率映像符号化（ＨＥＶＣ）である。ある例では、前処理および後処理が、より良好な符号化効率および視覚品質のためのＨＤＲ映像の符号化および復号化再形成処理で使用され、再形成パラメータの効率的なシグナリングが提案される。別の例では、ＨＤＲ適応情報は、ＳＥＩメッセージを介してシグナリングされる。
【００４８】
以下のマテリアルは、参照により本明細書に組み込まれるＨＥＶＣ規格（勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６５｜国際標準ＩＳＯ／ＩＥＣ２３００８−２、ＨＥＶＣバージョン２、２０１４年１０月）（以下、「ＨＥＶＣ規格」）に関して例示の構文およびテキスト修正を提示する。これらの修正は、ＨＤＲ映像についての再形成およびＨＤＲ適応処理を規定する。構文は、Ｈ．２６５映像信号内で再形成伝達関数を記述するメタデータを送信するために使用され得る自己参照データ構造を定義し、これにより、ＨＤＲ／ＷＣＧ映像データが、Ｈ．２６５映像信号から映像データ復号化器より再構成され得る。
【００４９】
１つの例では、再形成およびＨＤＲ適応処理は、ＨＥＶＣ  Ｍａｉｎ  １０復号化の後に適用される。パラメータの選択に応じて、復号化処理は、出力表示および視聴のためにＨＤＲおよびＳＤＲバージョンの両方を生成することができる。
【００５０】
以下の構文は、追加の再形成処理に順応するように拡張することができる。例えば、ｃが色成分を示すｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］の異なる値を、異なる再形成処理のために使用することができる。最近傍同一位置のサンプルに加えて、他の近傍値およびフィルタリングされた値を使用することができる。
【００５１】
他の例では、構文要素のシグナリングを、ＶＰＳ、ＳＰＳ、ＰＰＳ等で行うことができる。固定小数点計算について、他のビット深度精度、丸め、切り捨て、中間演算等を使用することができる。
【００５２】
表１に示す構文は、ＨＥＶＣ規格のセクション７．３．２．２．１で指定される一般シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）ロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）構文の一部を置き換えるためにＨＥＶＣ規格を修正する。省略記号は、ＨＥＶＣ規格の一般シーケンスパラメータセットから変更のない部分を示し、これは以下のマテリアルで参照されず、簡潔さのために省略されている。
【００５３】
【表１】
0006609708.tif 000003
【００５４】
１１行目、１２行目、２２行目および２３行目の項目は、ＨＥＶＣ規格の構文に追加または修正される。２つの新しい値が、構文について定義される：ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇ（８行目）およびｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓ（１１行目）。２２行目において、ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが１に等しい場合、２３行目におけるｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）構文構造は、ＲＢＳＰ構文構造のＳＰＳ内に存在する。ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）構文構造は存在しない。構文構造が存在しない場合、ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇの値は、０に等しいと推定される。
【００５５】
ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓ（２４行目）が０に等しい場合、いかなるｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｄａｔａ＿ｆｌａｇ構文要素も、ＳＰＳロウバイトシーケンスペイロード（ＲＢＳＰ）構文構造内に存在しない。存在する場合、ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓは、ＨＥＶＣ規格についての修正構文に準拠するＲＢＳＰにおいて０に等しくなる。０に等しくないｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値は、ＩＴＵ−Ｔ｜ＩＳＯ／ＩＥＣによって将来の使用のために予約されている。復号化器は、ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値を０に等しくはさせず、ＳＰＳ  ＮＡＬユニット内のすべてのｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｄａｔａ＿ｆｌａｇ構文要素を無視することになるであろう。存在しない場合、ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値は、０に等しいと推定される。
【００５６】
ｓｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）は、表２に示すように定義され得、これは、１行目で、以下の表３で定義されるｈｄｒ＿ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｓｐｓ＿ｔａｂｌｅ（）を含む。これらの構造の両方が、ＨＥＶＣ規格に追加される。
【００５７】
【表２】
0006609708.tif 000004
【００５８】
２行目の値ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｌｕｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔは、ＨＥＶＣ規格で指定された入力輝度成分（８＋ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）のビット深度に対して再形成処理の出力輝度成分のサンプルビット深度増分を指定する。ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｌｕｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔの値は、０〜８の範囲を有する。出力輝度サンプルのビット深度、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔＬｕｍａは、次のように導かれる。
【００５９】
【数２】
0006609708.tif 000005
【００６０】
同様に、３行目の値ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔは、入力クロミナンス成分（８＋ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）のビット深度に対して再形成処理の出力クロミナンス成分のサンプルビット深度増分を指定する。ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔの値は、０〜８の範囲を有する。出力クロミナンスサンプルのビット深度、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔＣｈｒｏｍａは、次のように導かれる。
【００６１】
【数３】
0006609708.tif 000006
【００６２】
表３は、表２の１行目に示すｈｄｒ＿ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｓｐｓ＿ｔａｂｌｅ（）についての構文を提供する。
【００６３】
【表３】
0006609708.tif 000007
【００６４】
ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇ（１行目）が１に等しい場合、再形成パラメータについての構文要素が存在している。ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、再形成パラメータについての構文要素は存在せず、再形成演算は存在しない。存在しない場合、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値は０に等しいと推定される。
【００６５】
ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ（３行目）が０に等しい場合、１つの再形成ＬＵＴ関数のみが存在する。ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇが１に等しい場合、複数の再形成ＬＵＴ関数がシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）で定義されている。存在しない場合、ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇの値は０に等しいと推定される。
【００６６】
複数の再形成関数が存在する場合、このような関数の数は、２＋ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｍｉｎｕｓ２で与えられる（５行目）。この例では、ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｍｉｎｕｓ２の値は、０〜１５の範囲を有している。各再形成関数は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を定義する。再形成ＬＵＴの数、ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅは、次のように導かれる。
【００６７】
【数４】
0006609708.tif 000008
【００６８】
表３の構文では、変数ｋは、特定の再形成関数（ＬＵＴ）を指定するために使用される。各関数は、セグメントへと分割され、各セグメントは方程式でモデル化される。値２＋ｒｅｓｈａｐｅ＿ｎｕｍ＿ｐｉｖｏｔｓ＿ｍｉｎｕｓ２［ｋ］（７行目）は、ｋ番目の区分セグメント化関数におけるピボット値の数を指定する。この例では、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｎｕｍ＿ｐｉｖｏｔｓ＿ｍｉｎｕｓ２［ｋ］の値は０〜７の範囲を有する。
【００６９】
また、表３において、変数ｉは、特定のｒｅｓｈａｐｅ＿ｃｏｄｅｄ＿ｐｉｖｏｔ＿ｖａｌｕｅ［ｋ］［ｉ］（９行目）を指定するために使用される。この値は、ｋ番目のＬＵＴについてのｉ番目のピボット値である。最後のピボットポイントを除く各ピボットポイントは、別個の再形成伝達関数を有している。この例では、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｃｏｄｅｄ＿ｐｉｖｏｔ＿ｖａｌｕｅ［ｋ］［ｉ］の値は０〜１０２３の範囲である。
【００７０】
値ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ｋ］［ｉ］（１２行目）は、再形成伝達関数ｋのセグメントｉの多項式関数についての平滑条件を指定する。この実施態様において、ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ｋ］［ｉ］の値は０〜３の範囲を有する。この値は、係数のセット上の制約を指定する。０の値は、制約がないことを示す。１の値は、伝達関数を定義するセグメントが連続していること、すなわち、１つのセグメントの開始エンドポイントは、以前のセグメントの終点と同じであることを示している。２の値は、ピボットポイントにおける伝達関数の傾きが、現在および以前のセグメントの両方について同じであることを示している。以下に説明するように、ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ値は、第１のピボットポイントを除くすべてのピボットポイントについて提供される係数の数を制限する。
【００７１】
値１＋ｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１［ｋ］［ｉ］（１３行目）は、テーブルｋのピボットポイント（セグメント）ｉの多項式関数についてシグナリングされた係数の数を指定する。この例では、ｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１［ｋ］［ｉ］の値は、０と（３−ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ｋ］［ｉ］）との間の範囲を有している。したがって、ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ｋ］［ｉ］とｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１［ｋ］［ｉ］との組み合わせは、伝達関数ｋについて指定される係数の数を決定する。値１＋ｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１は、現在のピボットポイントと次のピボットポイントとの間の伝達関数をモデル化するために使用される方程式の次数を指定する。制約されたセグメントの係数値は、以前のセグメントを記述する方程式から推定され得るので、係数セットにおける係数の数は低減され得る。例えば、以前のセグメントを定義する方程式のエンドポイントから第１の係数が推定されるので、１の平滑度および２の次数を有するセグメントについて、係数セットは、２つの係数のみを含む。同様に、２の平滑度および２の次数を有するセグメントは、その係数セットにおいて１つの係数のみを有する。
【００７２】
値ｐｏｌｙ＿ｆｒｅｅ＿ｃｏｅｆ［ｋ］［ｉ］［ｊ］（１５行目）は、再形成伝達関数ｋのセグメントｉの多項式関数についての多項式係数ｊを指定する。ｐｏｌｙ＿ｃｏｅｆ［ｋ］［ｉ］［ｊ］の値は、−２２１〜２２１−１（両端を含む）の範囲を有する。
【００７３】
表１、表２および表３は、復号化ＨＥＶＣ映像データからＨＤＲ／ＷＣＧ映像データを回復するために使用され得る再形成伝達関数を記述するメタデータをシグナリングするために使用され得る自己参照データ構造（すなわち、メタデータ構造）を定義する。これらの表は、シーケンスレベルで送信されるメタデータを定義する。
【００７４】
表４は、ＨＥＶＣ規格のＲＢＳＰ構文の一般ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）への修正を定義する。上記の一般シーケンスパラメータセットと同様に、省略記号は、構文の変更のない部分を示し、これは以下で参照されていない。これらの部分は、簡潔にするために削除されている。
【００７５】
【表４】
0006609708.tif 000009
【００７６】
８行目、９行目、１９行目および２０行目の項目は、ＨＥＶＣ規格の構文で追加または修正される。ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇ（８行目）が１に等しい場合（１９行目）、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）構文構造（２０行目）は、ＲＢＳＰ構文構造のＰＰＳ内に存在する。ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）構文構造は存在せず、再形成演算が存在しない。ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇを１に設定することができない。存在しない場合、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇの値は、０に等しいと推定される。
【００７７】
ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓ（９行目）が０に等しい場合、いかなるｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｄａｔａ＿ｆｌａｇ構文要素も、ＰＰＳ  ＲＢＳＰ構文構造内に存在しない。存在する場合、ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓは、ＨＥＶＣ規格に準拠するＲＢＳＰにおいて０に等しくなる。０に等しくないｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値は、ＩＴＵ−Ｔ｜ＩＳＯ／ＩＥＣによって将来の使用のために予約されている。復号化器は、ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値を０に等しくはさせず、ＰＰＳ  ＮＡＬユニット内のすべてのｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｄａｔａ＿ｆｌａｇ構文要素を無視することになるであろう。存在しない場合、ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿３ｂｉｔｓの値は、０に等しいと推定される。ＨＥＶＣ規格に適したｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（）の１つの例示の構文は、表５によって定義される。
【００７８】
【表５】
0006609708.tif 000010
【００７９】
値ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］（４行目）は、色成分ｃ（例えばＹ、ＣｂまたはＣｒ）についての再形成伝達関数を定義する再形成テーブルのインデックスを指定する。存在しない場合、ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］の値は、０に等しいと推定される。ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］の値は、ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｍｉｎｕｓ２＋１以下となるであろう。
【００８０】
値ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］（７行目）は、ｋ番目の再形成伝達関数についてのＬＵＴがどのようにインデックス付けされ、再形成処理で使用されるかを指定する。１つの実施態様では、ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］の値は、０〜１５の範囲を有する。２つのモードは、以下に詳細に記載されている。第１のモードでは、各色成分が、それぞれの伝達関数に関連付けられている。第２のモードは、クロスチャネル関数、この場合はクロス輝度関数を使用し、これにより、各クロミナンスデータセットは、特定のクロミナンス成分についての入力オフセットおよび出力オフセットで輝度伝達関数によって修正される。他のモード、例えば、Ｃｂについての伝達関数を使用してＣｒについてのサンプル値を決定するクロスチャネル関数を実装し得ることが企図される。これらの他のモードのそれぞれは、別個のｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］の値により表され得る。
【００８１】
値ｌｕｔ＿ｏｆｆｓｅｔ＿１［ｃ］（９行目）は、再形成処理についての入力オフセット値を指定する。ｌｕｔ＿ｏｆｆｓｅｔ＿１［ｃ］の値は、−２（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）〜２（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）−１（両端を含む）の範囲を有する。構文において、左シフト演算は、記号「≪」で表され、右シフト演算は、記号「≫」で表される。したがって、値２（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）はまた、１≪（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）としても表され得る。この例では、各クロミナンスデータ値は、輝度ＬＵＴに適用される前にオフセット値で合計される。
【００８２】
値ｌｕｔ＿ｏｆｆｓｅｔ＿２［ｃ］（１０行目）は、再形成処理についての出力オフセット値を指定する。ｌｕｔ＿ｏｆｆｓｅｔ＿２［ｃ］の値は、−２（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）〜２（ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｍｉｎｕｓ８＋８）−１（両端を含む）の範囲を有する。この例では、各クロミナンス値についてのＬＵＴの出力値は、そのクロミナンス成分についての出力オフセット値で合計される。
【００８３】
表１〜表５によって説明される構文は、図１のシステム１００などの符号化システムから図１に示すシステム１５０などの復号化システムへ１つ以上の再形成伝達関数を定義するメタデータを送信するために使用されるＨＥＶＣ規格についての自己参照データ構造を定義する。復号化システムがメタデータを受信する場合、それは、（１つまたは複数の）逆伝達関数を記述する（１つまたは複数の）ＬＵＴを生成し、復号化ＨＥＶＣデータからＨＤＲ／ＷＣＧデータを再構成する。以下は、（１つまたは複数の）生成ＬＵＴに復号化データを適用するＨＤＲ再形成処理を含むＨＤＲ／ＷＣＧ再構成処理の説明である。
【００８４】
ＨＥＶＣ規格により定義されるように、復号化映像データは、輝度およびクロミナンス成分の両方を含み得る。これらの成分のフォーマットは、値ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅによって指定される。輝度サンプルのみが存在する場合、すなわちモノクロ画像の場合、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは０であり、サンプルが４：２：０フォーマットである場合、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは１であり、それらが４：２：２フォーマットである場合、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは２であり、それらが４：４：４フォーマットである場合、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは３である。ＨＤＲ再形成処理は、再構成輝度ピクチャサンプルアレイＳＬで、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合、入力としてのクロミナンスピクチャサンプルアレイＳＣｂおよびＳＣｒで、また、修正再構成ピクチャサンプルアレイＳ’Ｌで、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合、出力としてのＨＤＲ再形成後のアレイＳ’ＣｂおよびＳ’Ｃｒで、呼び出される。
【００８５】
再形成処理への入力は、再構成輝度ピクチャサンプルアレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＬであり、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合、アレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＣｂおよびｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＣｒである。入力ビット深度は、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＩｎｐｕｔによって指定される。
【００８６】
この処理の出力は、ＨＤＲ再形成処理ｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＬの後の修正再構成ピクチャサンプルアレイであり、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合、アレイｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｂおよびｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｒである。出力ビット深度は、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔにより指定される。値ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは、ＨＥＶＣ規格で定義されている。
【００８７】
修正再構成ピクチャサンプルアレイｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＬにおけるサンプル値、ならびに、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合には、アレイｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｂおよびｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｒにおけるサンプル値は、それぞれ最初に、再構成ピクチャサンプルアレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＬにおけるサンプル値、ならびに、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合には、アレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＣｂおよびｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＣｒにおけるサンプル値に等しく設定される。
【００８８】
０とＰｉｃＷｉｄｔｈＩｎＳａｍｐｌｅｓＹ−１との間の範囲のｘＰ、および、０とＰｉｃＨｅｉｇｈｔＩｎＳａｍｐｌｅｓＹ−１との間の範囲のｙＰを伴う再形成輝度サンプルｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＬ［ｘＰ］［ｙＰ］は、入力として、輝度サンプル位置（ｘＰ，ｙＰ）およびサンプルアレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＬで以下に指定されるように、輝度サンプル値についてＨＤＲ再形成処理を呼び出すことによって導かれる。値ＰｉｃＷｉｄｔｈＩｎＳａｍｐｌｅｓＹおよびＰｉｃＨｅｉｇｈｔＩｎＳａｍｐｌｅｓＹは、ＨＥＶＣ規格で定義されている。
【００８９】
同様に、０とＰｉｃＷｉｄｔｈＩｎＳａｍｐｌｅｓＣ−１との間の範囲のｘＣおよび０とＰｉｃＨｅｉｇｈｔＩｎＳａｍｐｌｅｓＣ−１との間の範囲のｙＣを伴う再形成クロミナンスサンプルｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｂ［ｘＣ］［ｙＣ］は、入力として、クロミナンスサンプル位置（ｘＣ，ｙＣ）およびサンプルアレイｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＣｂで以下に指定されるように、クロミナンスサンプル値のＨＤＲ再形成処理を呼び出すことによって導かれる。値ＰｉｃＷｉｄｔｈＩｎＳａｍｐｌｅｓＣおよびＰｉｃＨｅｉｇｈｔＩｎＳａｍｐｌｅｓＣは、ＨＥＶＣ規格で定義されている。
【００９０】
０とＰｉｃＷｉｄｔｈＩｎＳａｍｐｌｅｓＣ−１との間の範囲のｘＣおよび０とＰｉｃＨｅｉｇｈｔＩｎＳａｍｐｌｅｓＣ−１との間の範囲のｙＣを伴うＣｒ信号についての再形成クロミナンスサンプルｒｅｓｈａｐｅＰｉｃｔｕｒｅＣｒ［ｘＣ］［ｙＣ］は、Ｃｂサンプルと同じ方法で導かれる。
【００９１】
１つの実施形態で使用されるＨＤＲ再形成処理について、以下に説明する。この処理への入力は、現在のピクチャの左上の輝度またはクロミナンスサンプルおよび指定位置での輝度またはクロミナンスサンプルに対して、成分ｃについて輝度またはクロミナンスサンプル位置を指定する輝度またはクロミナンス位置（ｘＰ，ｙＰ）である。
【００９２】
この処理の出力は、ＨＤＲ再形成輝度またはクロミナンスサンプル値ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅである。ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅの値は、次の順序付けられたステップを適用することによって、各色成分ｃ（Ｙ＝０、Ｃｂ＝１およびＣｒ＝２）について導かれる。
【００９３】
ｃが０に等しい場合、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔは、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔＬｕｍａに等しく設定され、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＩｎｐｕｔは、（８＋ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）に等しく設定され、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔは、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｌｕｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔに等しく設定される。
【００９４】
ｃが０に等しくない場合、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔは、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＯｕｔｐｕｔＣｈｒｏｍａに等しく設定され、ＢｉｔＤｅｐｔｈＲｅｓｈａｐｅＩｎｐｕｔは、（８＋ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）に等しく設定され、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔは、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔに等しく設定される。
【００９５】
ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０に等しいか、または、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅは、成分ｃについてｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅ［ｘＰ］［ｙＰ］≪ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔに等しく設定される（すなわち、ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅ［ｘＰ］［ｙＰ］は、ｒｅｓｈａｐｅ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔビット位置によって左にシフトされる）。
【００９６】
ｒｅｓｈａｐｅ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０に等しくなく、かつ、ｐｐｓ＿ｈｄｒｗｃｇ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが０に等しくない場合、ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］が０に等しければ、ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅは、次の順序付けられたステップを適用することによって導かれる。
【００９７】
Ａ）再形成テーブルインデックスの値、ＬｕｔＩｎｄｘがｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］に等しく設定される。
Ｂ）変数ｉｄｘは、ＬｕｔＩｎｄｘによって示される再形成ルックアップテーブルを用いて、成分ｃについてサンプル値ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅ［ｘＰ］［ｙＰ］の入力で表６に以下で指定されるように区分関数インデックスの特定を呼び出すことによって導かれる。
【００９８】
Ｃ）ＰｏｌｙＯｒｄｅｒ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］は、ｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］＋ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］に設定される。
【００９９】
Ｄ）多項式再形成テーブルＬｕｔＩｎｄｘについてセグメントｉｄｘの係数についてのＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］の値は、以下のように指定される。
【０１００】
ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］の値は、ｊ＝０〜３について０に等しく設定される。
ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］が０に等しい場合、ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］は、０とＰｏｌｙＯｒｄｅｒ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］との間の範囲のｊについてｐｏｌｙ＿ｆｒｅｅ＿ｃｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］に等しく設定される。
【０１０１】
ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］が０よりも大きい場合、ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］は、以下の表７で指定されるように多項式係数処理の導出を呼び出すことによって導かれる。
【０１０２】
Ｅ）ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅの値は、以下のように導かれる。
【０１０３】
【数５】
0006609708.tif 000011
【０１０４】
【数６】
0006609708.tif 000012
【０１０５】
【数７】
0006609708.tif 000013
【０１０６】
そうでなければ、ｒｅｓｈａｐｉｎｇ＿ｍｏｄｅ［ｃ］が０よりも大きい場合、ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅは、次の順序付けられたステップを適用することによって導かれる。
Ａ）再形成テーブルインデックスＬｕｔＩｎｄｘの値は、ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｉｎｄｅｘ［ｃ］に等しく設定される。
【０１０７】
Ｂ）ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しい場合、変数ｉｄｘは、ＬｕｔＩｎｄｘによって識別される再形成テーブルを用いて成分ｃについてのサンプル値ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅ［ｘＰ］［ｙＰ］の入力で以下の表６で指定されるように区分関数インデックスの特定を呼び出すことによって導かれる。
【０１０８】
Ｃ）ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅが０に等しくない場合、変数ｉｄｘは以下のように導かれる。
・ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＬｕｍａの値は、輝度成分ｃ＝０について入力輝度サンプル値ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅ［２＊ｘＰ］［２＊ｙＰ］に等しく設定される。
・変数ｉｄｘは、再形成テーブルＬｕｔＩｎｄｘを用いて輝度成分ｃ＝０についてサンプル値ｒｅｃＰｉｃｔｕｒｅＬｕｍａの入力で以下の表６で指定されるように区分関数インデックスの特定を呼び出すことによって導かれる。
【０１０９】
Ｄ）ＰｏｌｙＯｒｄｅｒ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］の値は、ｐｏｌｙ＿ｄｅｇｒｅｅ＿ｏｆ＿ｆｒｅｅｄｏｍ＿ｍｉｎｕｓ１［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］＋ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］に設定される。
【０１１０】
Ｅ）多項式再形成テーブルＬｕｔＩｎｄｘについてセグメントｉｄｘの係数についてのＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］の値は、次のように指定される。
・ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］の値は、ｊ＝０〜３について０に等しく設定される。
・ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］が０に等しい場合、ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］は、ｊ＝０〜ＰｏｌｙＯｒｄｅｒ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］についてｐｏｌｙ＿ｆｒｅｅ＿ｃｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］に等しく設定される。
・そうでなければ（ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ＿ｄｅｇｒｅｅ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］が０よりも大きい）、ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ＬｕｔＩｎｄｘ］［ｉｄｘ］［ｊ］は、以下の表７で指定されるように多項式係数処理の導出を呼び出すことによって導かれる。
【０１１１】
Ｆ）ｒｅｓｈａｐｅＳａｍｐｌｅの値は、次のように導かれる。
【０１１２】
【数８】
0006609708.tif 000014
【０１１３】
【数９】
0006609708.tif 000015
【０１１４】
【数１０】
0006609708.tif 000016
【０１１５】
【数１１】
0006609708.tif 000017
【０１１６】
上述したように、再形成サンプル値の生成の一部は、伝達関数についての区分関数インデックスの特定である。例示的な処理は、表６でコンピュータコードにより記述される。この処理への入力は、テーブルインデックスｋについてのサンプル値Ｓであり、出力は、区分関数のインデックスｉｄｘＳである。値Ｓが第１のピボットポイント未満である場合、Ｓは第１のピボットポイントに設定される。Ｓが次から最後までのピボットポイントよりも大きい場合、Ｓは次から最後までのピボットポイントに設定される。次いで、ｉｄｘＳは、０からピボットの数−１までインクリメントされ、Ｓは次のピボット値と比較される。Ｓが、（ＩｄｘＳによって識別される）次のピボット値未満であって、（ｉｄｘＳ＋１によって識別される）現在のピボット値よりも大きい場合、ｉｄｘＳについての値が求められている。ｉｄｘＳが求められる前にループが終了した場合、ｉｄｘＳは、次から最後までのピボットポイントのインデックスに設定される。
【０１１７】
【表６】
0006609708.tif 000018
【０１１８】
以下は、上述したメタデータを用いて多項式係数を導くための例示的な処理の説明である。この処理への入力は、テーブルインデックスｋおよび多項式セグメントインデックスｉであり、この処理の出力は、ｊ＝０〜ＰｏｌｙＯｒｄｅｒ［ｋ］［ｉ］について多項式係数ＰｏｌｙＣｏｅｆ［ｋ］［ｉ］［ｊ］である。係数を導くための例示的な処理は、表７に示されている。第１のセグメント（ｉ＝＝０）について、すべての係数が構文で指定される。平滑度０について、すべての係数が、後続のセグメントについて指定される。１に等しい平滑度について、現在のセグメントの開始ポイントが以前のセグメントの終了ポイント（すなわち、ピボットポイントにおける以前のセグメントの値）となるよう制限されるので、第１の（オフセット）係数は指定されない。２に等しい平滑度について、伝達関数の現在のセグメントの傾きが伝達関数の以前のセグメントのピボットポイントにおける傾きとなるよう制限されるので、第１の（オフセット）係数も第２の（傾き）係数も指定されない。
【０１１９】
【表７】
0006609708.tif 000019
0006609708.tif 000020
上記のマテリアルは、メタデータ構造から再構成された方程式に復号化サンプル値を適用することによって「オンザフライ」で再形成サンプル値を生成することを記述している。しかし、各伝達関数の各セグメントを記述する方程式が、１つ以上のルックアップテーブル（ＬＵＴ）に格納されたデータを生成するために抽出および使用され得ることが企図される。このデータは、例えば、方程式の各値を事前計算し、入力サンプル値によってアドレス指定されたセル内に計算値を格納することによって、生成され得る。この実施態様では、復号化サンプル値は、再形成サンプル値を生成するためにセグメントに関連付けられたＬｕｔＩｎｄｅｘに対応するＬＵＴにアドレス入力として適用されるであろう。
【０１２０】
ＳＰＳまたはＰＰＳ内の自己参照データ構造において区分伝達関数を定義するメタデータをシグナリングする代わりに、伝達関数は、ＲＢＳＰの１つ以上の付加拡張情報（ＳＥＩ）メッセージでシグナリングされ得る。例と同様に、表８に示す例示の構文は、適用されるいくつかの所定の伝達関数の１つを指定する。この表に示す伝達関数は、復号化器にとって既知であり、ＳＥＩメッセージでシグナリングされる。識別された伝達関数は、ＳＥＩメッセージ内パラメータ値によって、ならびに、スケールおよびオフセット値によって修正され得る。例示のＳＥＩメッセージは、それが後続ＳＥＩメッセージによって、または、持続フラグの設定に基づいて以下に説明するようにキャンセルされるまで、映像データセットに適用される。上記区分関数と同様に、これらの伝達関数は、ＨＥＶＣ映像データが復号化された後に後処理ステップにおいて適用され得る。
【０１２１】
【表８】
0006609708.tif 000021
【０１２２】
構文内の値は、次のように定義される。
ｈａｄｐ＿ｉｄ（１行目）は、ｈｄｒ適応情報ＳＥＩメッセージの目的を識別するために使用され得る識別番号を含む。ｈａｄｐ＿ｉｄの値は０〜２３２−２（両端を含む）の範囲を有する。
【０１２３】
ｈａｄｐ＿ｃａｎｃｅｌ＿ｆｌａｇ（１行目）は、ｈｄｒ適応情報ＳＥＩメッセージが、現在の層に適用される出力順序内の任意の以前のｈｄｒ適応ＳＥＩメッセージの持続をキャンセルするか否かを示す（ｈａｄｐ＿ｃａｎｃｅｌ＿ｆｌａｇが１に等しい）。ｈａｄｐ＿ｃａｎｃｅｌ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｈｄｒ適応情報が続く。ｈａｄｐ＿ｃａｎｃｅｌ＿ｆｌａｇが１である場合、４行目〜１６行目の構文要素のいずれも、ＳＥＩメッセージに含まれない。
【０１２４】
ｈａｄｐ＿ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ＿ｆｌａｇ（４行目）は、現在の層についてのｈｄｒ適応情報ＳＥＩメッセージの持続を指定する。０に等しいｈａｄｐ＿ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ＿ｆｌａｇは、現在の層に適用されるｈｄｒ適応情報を指定する。ｈａｄｐ＿ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ＿ｆｌａｇが１に等しい場合、条件ＡまたはＢのいずれかが真となるまで、適応情報が持続する。これらの条件は、ｐｉｃＡが現在のピクチャであることを前提とする。
【０１２５】
Ａ）現在の層の新しい符号化層状映像シーケンス（ＣＬＶＳ：Ｃｏｄｅｄ  Ｌａｙｅｒ−Ｗｉｓｅ  Ｖｉｄｅｏ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が開始される。
Ｂ）ｈａｄｐ＿ｉｄの同じ値を伴い、現在の層に適用可能であるｈｄｒ適応情報ＳＥＩメッセージを含むアクセスユニット内の現在の層におけるピクチャｐｉｃＢは、ＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔ（ｐｉｃＢ）がＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔ（ｐｉｃＡ）よりも大きい出力であり、ＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔ（ｐｉｃＢ）およびＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔ（ｐｉｃＡ）は、それぞれ、ｐｉｃＢについてのピクチャ順序カウントについて復号化処理の呼び出し直後の、ｐｉｃＢおよびｐｉｃＡのピクチャ順序カウント値（ＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔＶａｌ）である。ピクチャ順序カウント値（ＰｉｃＯｒｄｅｒＣｎｔＶａｌ）は、マージモードおよび動きベクトル予測における動きパラメータを導くため、および、復号化器適合性チェックのために、ピクチャを識別するために使用される。
【０１２６】
ｈａｄｐ＿ｆｕｌｌ＿ｒａｎｇｅ（５行目）は、ＨＤＲ適応処理への入力コンポーネント信号の黒レベルおよび範囲を指定する。０に等しいｈａｄｐ＿ｆｕｌｌ＿ｒａｎｇｅは、サンプル範囲を標準範囲であると指定し、一方、１に等しいｈａｄｐ＿ｆｕｌｌ＿ｒａｎｇｅは、サンプル範囲を全範囲であると指定する。ｖｉｄｅｏ＿ｆｕｌｌ＿ｒａｎｇｅ＿ｆｌａｇ構文要素が存在しない場合、ｖｉｄｅｏ＿ｆｕｌｌ＿ｒａｎｇｅ＿ｆｌａｇの値は、０に等しいと推定される。標準範囲では、白および黒レベルを規定する値の範囲は、すべての値が使用される場合に達成されるであろう全範囲未満である。例えば、８ビットシステムでは、全範囲黒レベルは０に等しく、白レベルは２５５に等しい。標準範囲では、しかし、黒レベルは１６に等しく、白レベルは２３５に等しい。
【０１２７】
１に等しいａｔｆ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇ（６行目）は、適応伝達関数が各成分について入力信号に適用されることを示している。０に等しいａｔｆ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇは、ａｔｆ＿ｉｄ、ａｔｆ＿ｐａｒａ１およびａｔｆ＿ｐａｒａ２がＲＢＳＰ内に存在せず、ａｔｆ＿ｉｄが０であると推定される（伝達特性が指定されていないか、または、アプリケーションによって決定される）ことを示している。このフラグの使用により、必要とされる場合にのみパラメータが提供され、ＳＥＩメッセージ内のデータの量を減少させることができる。
【０１２８】
ａｔｆ＿ｉｄ（８行目）は、０〜１の名目実数値範囲を有する線形光強度入力Ｌｃの関数として表９で指定されるようにソースピクチャの光電子伝達特性を指定する。
ａｔｆ＿ｐａｒａｍ［ｉ］（１０行目）は、ａｔｆ＿ｉｄによって識別される伝達関数についてのパラメータの値を指定する。
【０１２９】
ｓｃａｌｅ［ｃ］（１５行目）は、成分ｃについてのスケール値を指定する。ｓｃａｌｅ［ｃ］の値は０〜６５５３５（両端を含む）の範囲となるであろう。ｓｃａｌｅ［ｃ］が存在しない場合、それは２５６であると推定される。
【０１３０】
ｏｆｆｓｅｔ［ｃ］（１６行目）は、成分ｃについてのオフセット値を指定する。ｏｆｆｓｅｔ［ｃ］の値は−３２７６８〜３２７６７（両端を含む）の範囲となるであろう。オフセット［ｃ］が存在しない場合、それは０であると推定される。
【０１３１】
１に等しいｒａｎｇｅ＿ａｄａｐｔａｔｉｏｎ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇ（１３行目）は、構文要素ｓｃａｌｅ［ｃ］（１５行目）およびｏｆｆｓｅｔ［ｃ］（１６行目）がこのｈｄｒ適応情報でシグナリングされることを示している。値ｒａｎｇｅ＿ａｄａｐｔａｔｉｏｎ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、そのｓｃａｌｅ［ｃ］およびｏｆｆｓｅｔ［ｃ］は、ＲＢＳＰ内に存在しない。値ｓｃａｌｅ［ｃ］およびｏｆｆｓｅｔ［ｃ］の適用の例は、表９で以下に記載されているように伝達関数で示されている。
【０１３２】
表９は、表８を参照して上述したＳＥＩメッセージ構文を使用してシグナリングされ得る伝達関数の非排他的な例を提供する。伝達関数に関する情報は、情報的備考欄にて提供される。これらの４つの伝達特性が示されているが、他の伝達特性が、それらが復号化システムに既知である限り使用され得ることが企図される。
【０１３３】
【表９】
0006609708.tif 000022
【０１３４】
動的パラメータで既知の伝達関数を指定するためにＳＥＩメッセージを使用する代わりに、１つ以上のセグメント化伝達関数を定義するメタデータ構造をシグナリングするためにＳＥＩメッセージが使用され得る。表１０は、このようなメタデータ構造をシグナリングするために使用され得る第１の例示的な構文である。
【０１３５】
この構文は、ＳＰＳおよびＰＰＳデータ構造にてセグメント化伝達関数をシグナリングするために使用されるのと同じパラメータを使用する。ＳＥＩ構文はまた、持続性を使用して、表８で用いたものと同様のフラグ構文をキャンセルするように修正することもできることに留意されたい。簡潔にするために、表１０のパラメータの説明は省略する。
【０１３６】
【表１０】
0006609708.tif 000023
【０１３７】
別のＳＥＩ構文の例を、表１１に示す。
【０１３８】
【表１１】
0006609708.tif 000024
【０１３９】
表１０と表１１とは、成分データ（例えばＹ、Ｃｂ、Ｃｒ）のそれぞれについて使用するためのルックアップテーブルが、複数の再形成テーブルが存在するかどうか（すなわち、ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇが１に等しい）および再形成テーブルの数（すなわち、２＋ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｍｉｎｕｓ２）に基づいて推定される点で異なる。値ｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ（５行目）およびｎｕｍ＿ｌｕｔ＿ｒｅｓｈａｐｅ＿ｍｉｎｕｓ２（７行目）は、上述のＳＰＳおよびＰＰＳメタデータ構造と同じであり、ここでは説明されない。
【０１４０】
推定は値ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅを使用して、以下のように導かれる。
【０１４１】
【数１２】
0006609708.tif 000025
【０１４２】
ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅが１に等しい場合、すべての輝度およびクロミナンス成分は同じＬＵＴを使用する。ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅが２に等しい場合、輝度成分（Ｙ）は、第１のＬＵＴを使用し、２つのクロミナンス成分（例えばＣｂ、Ｃｒ）は第２のＬＵＴを使用する。ＮｕｍＬｕｔＲｅｓｈａｐｅが３に等しい場合、輝度成分は、第１のＬＵＴを使用し、Ｃｂ成分は、第２のＬＵＴを使用し、Ｃｒ成分は、第３のＬＵＴを使用する。
【０１４３】
図１〜図３Ｂを参照して上述したように、復号化システムは、受信した符号化データストリーム（例えばＲＢＳＰ）から抽出されたメタデータ構造に基づいて、逆再形成伝達関数（ブロック２３０または３２８）および、おそらくは逆伝達関数（ブロック２３４）を再生する。復号化器２２２または３２２によって提供される再生ＳＤＲ復号化映像データサンプルは、ＨＤＲ／ＷＣＧ映像モニタ上に表示され得るＨＤＲ／ＷＣＧ映像データを再生するために、（１つまたは複数の）伝達関数を介して処理される。
【０１４４】
上記において、例を、特定のデバイス、装置、システム、構文および／または方法に関連して説明してきたが、この説明は単なる例としてなされたのであって、限定としてではないことが明らかに理解されるであろう。特定の実施形態は、例えば、命令実行システム、装置、システムまたはマシンによる使用またはそれと関連しての使用のための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に実装され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、特定の実施形態によって説明したように、方法を実行するかまたはメタデータ構造を保持するためにコンピュータシステムを制御するための命令を含む。１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されると、命令は、特定の実施形態に記載されているものを実行するように動作可能であり得る。
【０１４５】
特許請求の範囲で使用される場合、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」またはその派生語は、特許請求の範囲に記載の構造または方法における他の要素またはステップの存在を除外することを意図していない、非排他的な意味で使用されている。本明細書の説明においておよび以下の特許請求の範囲を通して使用される際に、文脈が別様に明確に指示しない限り、「１つの（ａ、ａｎ）」および「該、前記（ｔｈｅ）」は複数への言及を含む。また、本明細書の説明においておよび以下の特許請求の範囲を通して使用される際に、文脈が別様に明確に指示しない限り、「において、における、内の、内に、（ｉｎ）」の意味は、「において、における、内の、内に、（ｉｎ）」および「の上の、の上で（ｏｎ）」を含む。
【０１４６】
上記の説明は、特定の実施形態の態様を実装し得る方法の例とともに種々の実施形態を示しており、以下の特許請求の範囲によって定義されるように特定の実施形態の柔軟性および利点を説明するために提示され、これらの実施形態のみであると見なされるべきではない。当業者は、上記開示および以下の特許請求の範囲に基づいて、特許請求の範囲によって定義されるその範囲から逸脱することなく、他の構成、実施形態、実施態様および均等物を採用し得ることを理解するであろう。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示として捉えられるべきであり、全てのこのような変形は、特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。利益、利点、課題の解決策、および、任意の利益、利点または解決策をより顕著に生起または発生させ得る（１つもしくは複数の）任意の要素は、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要な、必要な、または必須の特徴または要素として解釈されるべきではない。本発明は、本出願の係属中に行われる任意の補正および発行時のそれらの特許請求の範囲のすべての均等物を含む、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図１】
0006609708.tif 000026
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
0006609708.tif 000029
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
0006609708.tif 000032