(57)【要約】  本願の実施形態は、ビデオ信号の処理方法を開示する。方法は、第１の線形輝度信号を取得する段階であって、第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青ＲＧＢ信号に基づいて取得される、段階と、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階と、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階と、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階と、第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する段階と、輝度利得と第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階とを含む。方法は、区分輝度マッピングのために輝度信号を非線形空間に変換することで、ディスプレイデバイスにおけるビデオ信号の表示効果を改善する。
2021529339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号の処理方法であって、
第１の線形輝度信号を取得する段階であって、前記第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青（ＲＧＢ）信号に基づいて取得される、段階と、
前記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階と、
前記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階と、
前記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階と、
前記第２の線形輝度信号と前記第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する段階と、
前記輝度利得と前記第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、前記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階と
を備える方法。
【請求項２】
前記処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマ（ＨＬＧ）信号であり、第１の線形輝度信号を取得する前記段階は、
前記ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得する段階と、
ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、前記第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換する段階と、
前記第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得する段階と、
前記第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、前記第１の線形輝度信号を取得する段階と
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する前記段階は、
第１の閾値及び第２の閾値を決定する段階であって、前記第１の閾値は、前記第２の閾値より小さく、
前記第１の非線形輝度信号の輝度値が前記第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、前記第２の非線形輝度信号の輝度値は、前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値に等しく、
前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値が前記第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、前記第２の非線形輝度信号の前記輝度値は、前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、
前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値が前記第２の閾値より大きい場合、前記第２の非線形輝度信号の前記輝度値は、ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい、段階を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィッティングされた曲線は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値に対してエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）補間を実行することにより取得される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する前記段階は、
区分関数
【数７５】
2021529339.tif 000083
【数７６】
2021529339.tif 000084
【数７７】
2021529339.tif 000085
を用いることにより、前記第１の非線形輝度信号に対して前記区分輝度マッピングを実行する段階であって、
ｅは、前記第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は、前記第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は、前記第１の閾値であり、ＫＰ２は、前記第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、前記ディスプレイデバイスの前記最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１であり、ｙ１'＝０である、段階を有する、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する前記段階は、
ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、前記第１の線形輝度信号を前記第１の非線形輝度信号に変換する段階を有し、
これに対応して、前記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する前記段階は、
ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、前記第２の非線形輝度信号を前記第２の線形輝度信号に変換する段階を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ビデオ信号の処理装置であって、
第１の線形輝度信号を取得するように構成される輝度取得ユニットであって、前記第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青ＲＧＢ信号に基づいて取得される、輝度取得ユニットと、
前記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成される第１の変換ユニットと、
前記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得するように構成される輝度マッピングユニットと、
前記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される第２の変換ユニットと、
前記第２の線形輝度信号と前記第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算するように構成される利得計算ユニットと、
前記輝度利得と前記第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、前記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成されるディスプレイ信号取得ユニットと
を備える装置。
【請求項８】
前記処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマＨＬＧ信号であり、前記輝度取得ユニットは、
前記ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得し、
ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、前記第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換し、
前記第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得し、
前記第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、前記第１の線形輝度信号を取得する
ように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記輝度マッピングユニットは、
第１の閾値及び第２の閾値を決定するように構成され、前記第１の閾値は、前記第２の閾値より小さく、
前記第１の非線形輝度信号の輝度値が前記第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、前記第２の非線形輝度信号の輝度値は、前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値に等しく、
前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値が前記第１の閾値より大きく、前記第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、前記第２の非線形輝度信号の前記輝度値は、前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、
前記第１の非線形輝度信号の前記輝度値が前記第２の閾値より大きい場合、前記第２の非線形輝度信号の前記輝度値は、ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記フィッティングされた曲線は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値に対してエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）補間を実行することにより取得される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記輝度マッピングユニットは、
区分関数
【数７８】
2021529339.tif 000086
【数７９】
2021529339.tif 000087
【数８０】
2021529339.tif 000088
を用いることにより、前記第１の非線形輝度信号に対して前記区分輝度マッピングを実行するように構成され、
ｅは、前記第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は、前記第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は、前記第１の閾値であり、ＫＰ２は、前記第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、前記ディスプレイデバイスの前記最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１であり、ｙ１'＝０である、段階を有する、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の変換ユニットは、
ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、前記第１の線形輝度信号を前記第１の非線形輝度信号に変換するように構成され、
これに対応して、前記第２の変換ユニットは、
ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、前記第２の非線形輝度信号を前記第２の線形輝度信号に変換するように構成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
プロセッサ及びメモリを備えるビデオ信号の処理装置であって、
前記プロセッサは、前記メモリ内のソフトウェア命令を呼び出して、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、装置。
【請求項１４】
コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読記憶媒体は命令を格納し、前記命令がコンピュータ又はプロセッサ上で動作する場合、前記コンピュータ又は前記プロセッサは、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実行することが可能である、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１５】
プロセッサに、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、マルチメディア通信の分野、特に、ビデオ信号の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ、ＨＤＲ）ビデオ技術は、画像の表示可能な輝度範囲を拡張しており、したがって、比較的大量の輝度範囲情報を記録し、より多くの明るさ及び暗さの細部を表現できる。ＨＤＲ技術は、近年ビデオ産業において登場した話題の技術であり、将来におけるビデオ産業の開発のトレンドでもある。実世界において肉眼で見られる実際のピクチャのダイナミックレンジは比較的大きい。従来の標準的なダイナミックレンジ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ、ＳＤＲ）ディスプレイデバイスは、輝度が低く、比較的ダイナミックレンジが小さい。従来のＳＤＲビデオ技術では、カメラがキャプチャ、制作、編集及びエンコーディングを実行する場合、キャプチャされたピクチャのダイナミックレンジは、キャプチャされたピクチャをＳＤＲテレビセット上で表示させるのに適したものにするために継続的に圧縮されている。一方、ＨＤＲビデオの輝度範囲は、通常、ＳＤＲディスプレイデバイス、又は、大量の他の既存のＨＤＲディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲よりもはるかに大きい。したがって、ＨＤＲビデオ信号が既存のディスプレイデバイスに表示される場合、ＨＤＲビデオ信号の輝度は、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲にＨＤＲビデオ信号を一致させるために、ディスプレイデバイスの性能に基づいて処理される必要があり、その結果、ＨＤＲビデオ信号は、既存のデバイスに表示されるのに適している。ビデオ信号に対して実行される輝度処理の間、不適切な輝度の処理が、ＨＤＲビデオの望ましくない表示効果をもたらす。
【発明の概要】
【０００３】
本願の実施形態は、ディスプレイデバイス上のビデオ信号の表示効果を改善するために、ビデオ信号の処理方法及び装置を提供する。
【０００４】
本願の第１態様は、ビデオ信号の処理方法を提供する。方法は、第１の線形輝度信号を取得する段階であって、第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青（ＲＧＢ）信号に基づいて取得される、段階と、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階と、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階と、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階と、第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する段階と、輝度利得と第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階とを含む。
【０００５】
本願の本実施形態において、輝度信号は、区分輝度マッピングのために非線形空間に変換され、その結果、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲に、ビデオ信号のディスプレイの輝度範囲を適切にマッピングできる。これにより、ピクチャのコントラスト比、輝度及び細部の表現を改善し、特に、低い輝度で表示する場合、マッピングの後に取得されるディスプレイの輝度の分散が適切であり、表示されるピクチャは、完全に暗いわけではない。非線形空間において輝度マッピングが実行されるので、輝度マッピングにより生じるエラーは、均等に分散され、ビデオ信号の最終的な表示効果に対して比較的影響が小さい。さらに、処理対象のビデオ信号の輝度範囲は、比較的大きく、異なる輝度領域におけるビデオ信号は、互いに異なり、ビデオ表示効果に寄与する。したがって、異なる輝度のマッピング関係を用いることにより、処理対象のビデオ信号の輝度区間の特性に基づいて、処理対象のビデオ信号の輝度値に対して区分マッピングを実行することは、輝度マッピングの柔軟性及び適切性を改善する。
【０００６】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、知覚量子化（ＰＱ）信号であり、第１の線形輝度信号を取得する段階は、ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得する段階と、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第１の非線形ＲＧＢ信号を第１の線形ＲＧＢ信号に変換する段階と、第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第１の線形輝度信号を取得する段階とを含む。
【０００７】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマ（ＨＬＧ）信号であり、第１の線形輝度信号を取得する段階は、ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得する段階と、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換する段階と、第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得する段階と、第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、第１の線形輝度信号を取得する段階とを含む。
【０００８】
本願の本実施形態において、ＨＬＧ信号に基づいて取得される輝度信号は、シーンライトの輝度信号であり、シーンライトの輝度信号は、ディスプレイライトｄｉｓｐｌａｙ  ｌｉｇｈｔの輝度信号に変換される必要があり、シーンライトの輝度信号がディスプレイライトの輝度信号に変換された後に、ディスプレイライトの輝度信号が直接表示されることはないが、ディスプレイライトの輝度信号が区分輝度マッピングのための非線形空間に変換されることで、できるだけ多く輝度の細部を保持する。これにより、輝度マッピングの適切性を改善し、ＨＬＧ信号の表示効果を改善する。
【０００９】
可能な実装態様において、第１の線形輝度信号は、線形ディスプレイライト輝度信号であり、第３の線形輝度信号は、線形シーンライトの輝度信号である。
【００１０】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得した後に、方法は、さらに、ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得する段階を含み、ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である。
【００１１】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得した後に、方法は、さらに、ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に黒レベルリフト（ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔ）を追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階を含み、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値であり、これに対応して、ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行する段階は、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行する段階を含む。
【００１２】
本願の本実施形態において、輝度マッピング曲線に対するディスプレイデバイスの黒レベルの影響が考慮されており、低輝度の部分の輝度の細部が保持される。
【００１３】
可能な実装態様において、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階は、第１の閾値及び第２の閾値を決定する段階を含み、第１の閾値は、第２の閾値より小さく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値に等しく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、第１の非線形輝度信号の輝度値が第２の閾値より大きい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい。
【００１４】
本願の本実施形態において、処理対象のビデオ信号は、２つの輝度閾値に基づいて３つの部分に分割される。輝度値が第１の閾値より小さい又はこれに等しい部分は、第１のビデオ信号セグメントとして用いられ、第１のビデオ信号セグメントに関する、輝度マッピング後に取得される輝度は、輝度マッピング前のその輝度に等しい、すなわち、低輝度の部分におけるビデオ信号は圧縮されておらず、その結果、低輝度の部分の画像の細部が最大限保持され得る。高輝度の部分は、２つの部分に分割され、輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい部分は、フィッティングされた曲線に基づいて圧縮され、部分の輝度の細部をできるだけ多く保持し、輝度値が第２の閾値より大きい部分は、第２の閾値でマッピングされる。区分輝度マッピングの間、輝度の特性が十分に考慮され、輝度の細部をできるだけ多く保持しており、それにより、輝度マッピングの適切性を改善する。
【００１５】
可能な実装態様において、フィッティングされた曲線は、第１の閾値及び第２の閾値に対してエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）補間を実行することにより取得される。
【００１６】
可能な実装態様において、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階は、区分関数
【数１】
2021529339.tif 000003
【数２】
2021529339.tif 000004
【数３】
2021529339.tif 000005
を用いることにより、第１の非線形輝度信号に対して輝度マッピングを実行する段階を含む。ｅは第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は第１の閾値であり、ＫＰ２は第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、ディスプレイデバイスの最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１、ｘ１＝ｍａｘＳＬ、ｙ０＝ＫＰ１、ｙ１＝ｍａｘＤＬ、ｙ０'＝１及びｙ１'＝０である。
【００１７】
本願の本実施形態において、ｙ０＝ｘ０は、第１の閾値より小さい又はこれに等しい輝度値に対して圧縮が実行されず、線形マッピングが実行されることを示し、ｘ１＝ｍａｘＳＬ及びｙ１＝ｍａｘＤＬは、最大のスクリーン輝度ｍａｘＤＬに対して最大のソース輝度がマッピングされることを示し、ｘ０＝ＫＰ及びｙ０'＝１である場合、閾値ＫＰにおける曲線の勾配が１であることが確保され、ｘ１＝ｍａｘＳＬ及びｙ１'＝０である場合、閾値ｍａｘＳＬにおける曲線の勾配が０であることが確保される。このように、２つの閾値において、フィッティングを通じて取得される曲線が平滑化されることが確保され得る。
【００１８】
可能な実装態様において、第１の閾値及び第２の閾値を決定する段階は、第１の非線形輝度信号のディスプレイの輝度範囲とディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲との間の関係に基づいて第１の閾値を決定する段階と、第１の非線形輝度信号の最大輝度値を第２の閾値として用いる段階とを含む。
【００１９】
本願の本実施形態において、輝度閾値の選択は、ディスプレイデバイスのソース輝度とディスプレイの輝度との間の差に関連する。ソース輝度がディスプレイ輝度よりも低い、又は、これに等しい場合、ソース輝度に対して圧縮が実行される必要はなく、この場合、第１の閾値は、第２の閾値に等しく、ソース信号の最大非線形輝度値に等しい。ソース輝度がディスプレイ輝度よりもはるかに高く、圧縮されるのに必要な輝度間隔が比較的大きい場合、第１の閾値として、比較的小さい値が選択される。ソース輝度がディスプレイ輝度よりも高く、それらの間の差がかなり小さい場合、第１の閾値として、比較的大きい値が選択されてよい。
【００２０】
可能な実装態様において、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階は、第１の非線形輝度信号と第２の非線形輝度信号との間の予め設定された輝度値のマッピング関係に基づいて、第１の非線形輝度信号の輝度値に対応する第２の非線形輝度信号の輝度値を決定する段階を含む。
【００２１】
可能な実装態様において、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階は、ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階を含み、これに対応して、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階は、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階を含む。
【００２２】
本願の第２態様は、ビデオ信号の処理装置を提供する。装置は、第１の線形輝度信号を取得するように構成される輝度取得ユニットであって、第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青（ＲＧＢ）信号に基づいて取得される、輝度取得ユニットと、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成される第１の変換ユニットと、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得するように構成される輝度マッピングユニットと、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される第２の変換ユニットと、第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算するように構成される利得計算ユニットと、輝度利得と第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成されるディスプレイ信号取得ユニットとを含む。
【００２３】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、知覚量子化（ＰＱ）信号であり、輝度取得ユニットは、具体的には、ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第１の非線形ＲＧＢ信号を第１の線形ＲＧＢ信号に変換し、第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。
【００２４】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマ（ＨＬＧ）信号であり、輝度取得ユニットは、具体的には、ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換し、第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得し、第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。
【００２５】
可能な実装態様において、装置は、さらに、ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得するように構成される色空間変換ユニットを含み、ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である。
【００２６】
可能な実装態様において、装置は、さらに、ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に対して黒レベルリフト（ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔ）を追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成される補償ユニットを含み、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値であり、これに対応して、色空間変換ユニットは、具体的には、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行するように構成される。
【００２７】
可能な実装態様において、輝度マッピングユニットは、具体的には、第１の閾値及び第２の閾値を決定するように構成され、第１の閾値は、第２の閾値より小さく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値に等しく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、第１の非線形輝度信号の輝度値が第２の閾値より大きい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値はディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい。
【００２８】
可能な実装態様において、フィッティングされた曲線は、第１の閾値及び第２の閾値に対してエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）補間を実行することにより取得される。
【００２９】
可能な実装態様において、輝度マッピングユニットは、具体的には、区分関数
【数４】
2021529339.tif 000006
【数５】
2021529339.tif 000007
【数６】
2021529339.tif 000008
を用いることにより、第１の非線形輝度信号に対して輝度マッピングを実行するように構成される。ｅは、第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は、第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は、第１の閾値であり、ＫＰ２は、第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、ディスプレイデバイスの最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１であり、ｙ１'＝０である。
【００３０】
可能な実装態様において、輝度マッピングユニットは、具体的には、第１の非線形輝度信号のディスプレイの輝度範囲とディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲との間の関係に基づいて、第１の閾値を決定する段階と、第１の非線形輝度信号の最大輝度値を第２の閾値として用いるように構成される。
【００３１】
可能な実装態様において、輝度マッピングユニットは、具体的には、第１の非線形輝度信号と第２の非線形輝度信号との間の予め設定された輝度値のマッピング関係に基づいて、第１の非線形輝度信号の輝度値に対応する第２の非線形輝度信号の輝度値を決定するように構成される。
【００３２】
可能な実装態様において、第１の変換ユニットは、具体的には、ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成され、これに対応して、第２の変換ユニットは、具体的には、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される。
【００３３】
本願の第３態様は、ビデオ信号の処理装置を提供する。装置は、プロセッサ及びメモリを含み、プロセッサは、メモリ内のソフトウェア命令を呼び出して、第１の線形輝度信号を取得する段階であって、第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青（ＲＧＢ）信号に基づいて取得される、段階と、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階と、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する段階と、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階と、第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する段階と、輝度利得及び第１の線形ＲＧＢ信号の積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階とを実行するように構成される。
【００３４】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、知覚量子化（ＰＱ）信号であり、プロセッサは、具体的には、ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第１の非線形ＲＧＢ信号を第１の線形ＲＧＢ信号に変換し、第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。
【００３５】
可能な実装態様において、処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマ（ＨＬＧ）信号であり、プロセッサは、具体的には、ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換し、第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得し、第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。
【００３６】
可能な実装態様において、プロセッサは、さらに、ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得するように構成され、ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である。
【００３７】
可能な実装態様において、プロセッサは、ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に対して黒レベルリフト（ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔ）を追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成され、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値であり、これに対応して、プロセッサは、具体的には、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行するように構成される。
【００３８】
可能な実装態様において、プロセッサは、具体的には、第１の閾値及び第２の閾値を決定するように構成され、第１の閾値は、第２の閾値より小さく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値に等しく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、第１の非線形輝度信号の輝度値が第２の閾値より大きい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい。
【００３９】
可能な実装態様において、フィッティングされた曲線は、第１の閾値及び第２の閾値に対してエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）補間を実行することにより取得される。
【００４０】
可能な実装態様において、フィッティングされた曲線は、メモリに格納される。
【００４１】
可能な実装態様において、プロセッサは、具体的には、区分関数
【数７】
2021529339.tif 000009
【数８】
2021529339.tif 000010
【数９】
2021529339.tif 000011
を用いることにより、第１の非線形輝度信号に対して輝度マッピングを実行するように構成される。ｅは第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は第１の閾値であり、ＫＰ２は第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、ディスプレイデバイスの最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１及びｙ１'＝０である。
【００４２】
可能な実装態様において、区分関数は、メモリに格納されている。
【００４３】
可能な実装態様において、プロセッサは、具体的には、第１の非線形輝度信号のディスプレイの輝度範囲とディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲との間の関係に基づいて、第１の閾値を決定し、第１の非線形輝度信号の最大輝度値を第２の閾値として用るように構成される。
【００４４】
可能な実装態様において、プロセッサは、具体的には、第１の非線形輝度信号と第２の非線形輝度信号との間の予め設定された輝度値のマッピング関係に基づいて、第１の非線形輝度信号の輝度値に対応する第２の非線形輝度信号の輝度値を決定するように構成される。マッピング関係は、メモリに格納されている。
【００４５】
可能な実装態様において、プロセッサは、具体的には、ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成され、これに対応して、プロセッサは、具体的には、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される。
【００４６】
本願の第４態様は、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、命令を格納する。コンピュータ又はプロセッサ上で命令が動作する場合、コンピュータ又はプロセッサは、第１態様又は第１態様の可能な実装態様のうちのいずれか１つに係る方法を実行することが可能である。
【００４７】
本願の第５態様は、命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータ又はプロセッサ上でコンピュータプログラム製品が動作する場合、コンピュータ又はプロセッサは、第１態様又は第１態様の可能な実装態様のうちのいずれか１つに係る方法を実行することが可能である。
【００４８】
本願の実施形態における第２態様から第５態様及びこれらの可能な実装態様において用いられる技術的な手段は、本願の実施形態の第１態様及び第１態様の可能な実装態様において用いられるものと同様であり、第２態様から第５態様及びこれらの可能な実装態様において解消される技術的課題は、第１態様及び第１態様の可能な実装態様において解消されるものと同一であることを理解されたい。第２態様から第５態様及びこれらの可能な実装態様において実現され得る技術的な効果は、本願の実施形態における第１態様の関連する説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本願の実施形態に係る例示的な応用シナリオの概略図である。
【００５０】
【図２】本願の実施形態に係る例示的な応用シナリオの概略アーキテクチャ図である。
【００５１】
【図３】本願の実施形態に係る別の例示的な応用シナリオの概略アーキテクチャ図である。
【００５２】
【図４】本願の実施形態に係る例示的な再生デバイス及びディスプレイデバイスのハードウェアの概略アーキテクチャ図である。
【００５３】
【図５】本願の実施形態に係る例示的なビデオ信号の処理方法のフローチャートである。
【００５４】
【図６】本願の実施形態に係る例示的なＨＤＲビデオ信号の輝度処理方法のフローチャートである。
【００５５】
【図７】本願の実施形態に係る例示的な輝度マッピング曲線の概略図である。
【００５６】
【図８（ａ）】本願の実施形態に係る例示的なスタティックメタデータのＨＤＲトーンマッピングの概略図である。
【００５７】
【図８（ｂ）】本願の実施形態に係る例示的なダイナミックメタデータＨＤＲトーンマッピングの概略図である。
【００５８】
【図９】本願の実施形態に係る輝度マッピング曲線を取得するための例示的な方法のフローチャートである。
【００５９】
【図１０】本願の実施形態に係る別の例示的なＨＤＲ信号輝度の処理方法のフローチャートである。
【００６０】
【図１１】本願の実施形態に係る例示的なＰＱ  ＥＯＴＦ曲線（左側の図）及び例示的なＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線（右側の図）を示す。
【００６１】
【図１２】本願の実施形態に係る例示的なＨＬＧ  ＯＥＴＦ曲線（左側の図）及び例示的なＨＬＧ  ＯＥＴＦ−１曲線（右側の図）を示す。
【００６２】
【図１３】本願の実施形態に係る例示的なビデオ信号処理装置を示す。
【００６３】
【図１４】本願の実施形態に係るＨＤＲ端末の技術的解決手段の例示的な処理フローチャートである。
【００６４】
【図１５】本願の実施形態に係る例示的な色域変換処理の概略図である。
【００６５】
【図１６】本願の実施形態に係る例示的な信号変換処理の概略図である。
【００６６】
【図１７】本願の実施形態に係る例示的な試験ネットワーキングの概略図である。
【００６７】
【図１８】本願の実施形態に係る他の例示的な試験ネットワーキングの概略図である。
【００６８】
【図１９】本願の実施形態に係るＨＤＲ端末間システムのアーキテクチャの図である。
【００６９】
【図２０】本願の実施形態に係る１０００ｃｄ／ｍ２のＨＬＧ曲線ＨＤＲビデオ端末間システムの概略図である。
【００７０】
【図２１】本願の実施形態に係る非１０００ｃｄ／ｍ２のＨＬＧ曲線ＨＤＲビデオ端末間システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本願の本明細書の本実施形態、特許請求の範囲、添付の図面において、用語「第１」及び「第２」などは、同様の客体間を区別することを目的としているが、必ずしも、特定の順序又はシーケンスを示すわけではない。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」又はこれらの任意の他の異綴語は、非限定な包含をカバーすることを目的としている。例えば、段階又はユニットのリストを含む方法、システム、製品又はデバイスは、必ずしも、明示的に列挙されているこれらの段階又はユニットに限定されるわけではないが、明示的に列挙されていない、又は、そのような処理、方法、製品又はデバイスにもともと備わっている他の段階又はユニットを含んでよい。
【００７２】
本願において、「少なくとも１つ（項目）」は、１つ又は複数を意味し、「複数の」は、２つ又はそれより多いことを意味することを理解されたい。用語「及び／又は」は、関連する目的語を記述するための接続関係を記述し、３つの関係が存在し得ることを表す。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみが存在すること、Ｂのみが存在すること、及び、Ａ及びＢの両方が存在することといった３つの場合を表し得る。Ａ及びＢはそれぞれ、単数形でも複数形でもよい。記号「／」は、概して、関連する目的語間の「又は」の関係を示す。「以下の少なくとも１つ（項目）」又はこれらの同様の表現は、単数（項目）又は複数（項目）の任意の組み合わせを含むこれらの項目の任意の組み合わせを意味する。例えば、ａ、ｂ又はｃのうちの少なくとも１つ（項目）は、ａ；ｂ；ｃ；ａ及びｂ；ａ及びｃ；ｂ及びｃ；又は、ａ、ｂ及びｃを表してよく、ａ、ｂ及びｃはそれぞれ、単数形でも複数形でもよい。
【００７３】
本願の実施形態の理解を容易にする目的で、本願の実施形態におけるいくつか概念又は用語がまず解釈される。
【００７４】
色値（ｃｏｌｏｒ  ｖａｌｕｅ）は、特定のピクチャの色成分（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ又はＹ）に対応する値である。
【００７５】
デジタルコード値（ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｄｅ  ｖａｌｕｅ）は、画像信号の数式の値であり、デジタルコード値は、非線形色値を示すために用いられる。
【００７６】
線形色値（ｌｉｎｅａｒ  ｃｏｌｏｒ  ｖａｌｕｅ）：線形色値は、光強度に正比例する。任意の事例において、線形色値は、［０、１］に正規化されるべきであり、略してＥと称される。
【００７７】
非線形色値（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｃｏｌｏｒ  ｖａｌｕｅ）：非線形色値は、画像情報の正規化された数式の値であり、デジタルコード値に正比例する。任意の事例において、非線形色値は、［０、１］に正規化されるべきであり、略してＥ'と称される。
【００７８】
電気−光学伝達関数（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＥＯＴＦ）は、非線形色値から線形色値への変換の関係である。
【００７９】
光学−電気伝達関数（ｏｐｔｉｃａｌ−ｅｌｅｃｔｒｏ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＯＥＴＦ）は、線形色値から非線形色値への変換の関係である。
【００８０】
メタデータ（Ｍｅｔａｄａｔａ）は、ビデオ信号において搬送されるビデオソース情報を記述するデータである。
【００８１】
ダイナミックメタデータ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｍｅｔａｄａｔａ）は、画像の各フレームと関連するメタデータである。メタデータは、異なるピクチャによって変わる。
【００８２】
スタティックメタデータ（ｓｔａｔｉｃ  ｍｅｔａｄａｔａ）は、画像シーケンスと関連するメタデータである。メタデータは、画像シーケンスにおいて変化しないままである。
【００８３】
輝度信号（ｌｕｍａ）は、非線形原色信号の組み合わせを表し、そのシンボルはＹ'である。
【００８４】
輝度マッピング（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  ｍａｐｐｉｎｇ）は、ソース画像の輝度をターゲットのシステムにマッピングすることを意味する。
【００８５】
色ボリューム（ｃｏｌｏｒ  ｖｏｌｕｍｅ）は、色空間内の表示により示され得るクロマ及び輝度により形成されるボリュームである。
【００８６】
ディスプレイアダプテーション（ｄｉｓｐｌａｙ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）は、ビデオ信号を処理して、ビデオ信号をターゲットディスプレイのディスプレイ特性に適応させることを意味する。
【００８７】
ソース画像（ｓｏｕｒｃｅ  ｉｍａｇｅ）は、ＨＤＲ前処理段階において入力される画像である。
【００８８】
マスタリングディスプレイ（Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ビデオ信号を用いることにより実行される編集の間に用いられる基準ディスプレイであり、ビデオ編集の効果を決定するように構成される。
【００８９】
線形シーンライト（Ｌｉｎｅａｒ  Ｓｃｅｎｅ  Ｌｉｇｈｔ）信号は、コンテンツがＨＤＲビデオ技術におけるシーンライトであるＨＤＲビデオ信号である。シーンライトは、カメラ／カメラレンズセンサによりキャプチャされるシーンライトであり、通常、相対的な値である。ＨＬＧ信号は、線形シーンライト信号に対してＨＬＧエンコーディングが実行された後に取得される。ＨＬＧ信号はシーンライト信号であり、ＨＬＧ信号は非線形である。シーンライト信号は、通常、ＯＯＴＦを用いることによりディスプレイライト信号に変換される必要があり、そして、ディスプレイライト信号は、ディスプレイデバイス上に表示される。
【００９０】
線形ディスプレイライト（Ｌｉｎｅａｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｌｉｇｈｔ）信号は、コンテンツがＨＤＲビデオ技術におけるディスプレイライトであるＨＤＲビデオ信号である。ディスプレイライトは、ディスプレイデバイスにより照射されるディスプレイライトであり、通常、ｎｉｔで測定される絶対値である。ＰＱ信号は、ＰＱエンコーディングが線形ディスプレイライト信号に対して実行された後に取得される。ＰＱ信号はディスプレイライト信号であり、ＰＱ信号は非線形信号である。ディスプレイライト信号は、通常、ディスプレイライト信号の絶対輝度に基づいて、ディスプレイデバイスに表示される。
【００９１】
光−光伝達（ＯＯＴＦ）曲線は、ビデオ技術において、光信号を別の光信号に変換するために用いられる曲線である。
【００９２】
ダイナミックレンジ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）は、ビデオ信号における最大輝度と最小輝度との間の比である。
【００９３】
輝度−クロマ−クロマ（Ｌｕｍａ−Ｃｈｒｏｍａ−Ｃｈｒｏｍａ）は、Ｙ／Ｃ分離ビデオ信号の３つの成分である。
【００９４】
知覚量子化（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ  Ｑｕａｎｔｉｚｅｒ、ＰＱ）は、ＨＤＲ規格であり、ＨＤＲ伝達方程式でもある。ＰＱは、人の視覚能力に基づいて決定される。ディスプレイデバイスに表示されるビデオ信号は、通常、ＰＱエンコーディングフォーマットにおけるビデオ信号である。
【００９５】
ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線は、ＰＱエンコーディングを通じて取得される電気信号を線形光信号に変換するために用いられ、ｎｉｔで測定される。変換式は、
【数１０】
2021529339.tif 000012
である。
【００９６】
Ｅ'は、入力される電気信号を表し、Ｅ'の値の範囲は［０、１］である。固定パラメータ値は、
ｍ１＝２６１０／１６３８４＝０．１５９３０１７５７８１２５、
ｍ２＝２５２３／４０９６×１２８＝７８．８４３７５、
ｃ１＝３４２４／４０９６＝０．８３５９３７５＝ｃ３−ｃ２＋１、
ｃ２＝２４１３／４０９６×３２＝１８．８５１５６２５、
ｃ３＝２３９２／４０９６×３２＝１８．６８７５
である。
【００９７】
ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線は、図１１の左側の図に示されており、入力は、範囲［０、１］における電気信号であり、出力は、範囲［０、１００００］ｎｉｔにおける線形光信号である。
【００９８】
ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線は、ＰＱ逆ＥＯＴＦ曲線であり、その物理的な意味は、範囲［０、１００００］ｎｉｔ内の線形光信号を、ＰＱエンコーディングを通じて取得される電気信号に変換するために、曲線が用いられることである。変換式は、
【数１１】
2021529339.tif 000013
である。
【００９９】
ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線は、図１１の右側の図に示されており、入力は、範囲［０、１００００］ｎｉｔにおける線形光信号であり、出力は、範囲［０、１］における電気信号である。
【０１００】
色域（Ｃｏｌｏｒ  Ｇａｍｕｔ）は、色空間に含まれる色の範囲であり、関連する色域の規格はＢＴ．７０９及びＢＴ．２０２０を含む。
【０１０１】
ハイブリッドログガンマ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ、ＨＬＧ）は、ＨＤＲ規格である。カメラ、ビデオカメラ、イメージセンサ又は別のタイプの画像取込装置により収集されるビデオ信号は、ＨＬＧエンコーディングフォーマットにおけるビデオ信号である。
【０１０２】
ＨＬＧ  ＯＥＴＦ曲線は、ＨＬＧエンコーディングを通じて、線形シーンライト信号を非線形電気信号に変換するために用いられる曲線である。  変換式は、
【数１２】
2021529339.tif 000014
である。
【０１０３】
Ｅは、入力される線形シーンライト信号を表し、Ｅの範囲は［０、１］である。Ｅ'は、出力される非線形電気信号を表し、Ｅ'の範囲は［０、１］である。
【０１０４】
固定パラメータは、ａ＝０．１７８８３２７７、ｂ＝０．２８４６６８９２及びｃ＝０．５５９９１０７３である。図１２における左側の図は、ＨＬＧ  ＯＥＴＦ曲線の例示的な図である。
【０１０５】
ＨＬＧ  ＯＥＴＦ−１曲線は、ＨＬＧ逆ＯＥＴＦ曲線であり、ＨＬＧエンコーディングを通じて取得された非線形電気信号を線形シーンライト信号に変換するために用いられる。例えば、変換式は、
【数１３】
2021529339.tif 000015
である。
【０１０６】
図１２の右側の図は、ＨＬＧ  ＯＥＴＦ−１曲線の例示的な図である。Ｅ'は、入力される非線形電気信号を表し、Ｅ'の範囲は［０、１］である。Ｅは、出力される線形シーンライト信号を表し、Ｅの範囲は［０、１］である。
【０１０７】
線形空間：本願における線形空間は、線形光信号が位置する空間である。
【０１０８】
非線形空間：本願における非線形空間は、非線形曲線を用いることにより、線形光信号が変換された後に取得される信号が位置する空間である。ＨＤＲに対して一般的に用いられる非線形曲線は、ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線及びＨＬＧ  ＯＥＴＦ曲線などを含む。ＳＤＲに対して一般的に用いられる非線形曲線は、ガンマ曲線を含む。概して、非線形曲線を用いることにより、線形光信号に対してエンコーディングが実行された後に、エンコードされた信号は、人間の眼に対して視覚的に線形であることが考慮される。非線形空間は、視覚的に線形空間であるとみなされてよいことを理解されたい。
【０１０９】
ガンマ補正（Ｇａｍｍａ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）：ガンマ補正は、画像に対して非線形トーン編集を実行するための方法であり、画像信号内の濃い色の部分及び淡い色の部分を検出するために用いられ、２つの部分間の比率を増加させることができ、画像のコントラスト比効果を改善する。現在のところ、ディスプレイ画面、カメラフィルム及び多数の電気カメラのすべての光学−電気伝達特性は非線形であり得る。これらの非線形成分の出力と入力との間の関係は、べき関数：出力＝（入力）γを用いることにより表現され得る。
【０１１０】
人の視覚系が非線形であり、人のは、比較を通じて視覚刺激を知覚するという理由で、非線形変換は、デバイスにより出力される色値に対して実行される。外部の世界が特定の比率で刺激を強化する場合のみ、刺激は、人の観点から均一に増加している。したがって、人間の知覚の観点から、等比数列で増加する物理量の値は均一である。人の視覚法則に従って入力される色を表示するためには、上述したべき関数の形式で非線形変換が実行される必要があり、線形色値は、非線形色値に変換される。ガンマの値γは、色空間の光学−電気伝達曲線を用いることにより決定されてよい。
【０１１１】
色空間（Ｃｏｌｏｒ  Ｓｐａｃｅ）：色は、異なる周波数で光線に対して目の異なる感覚を反映してよく、客観的に存在する異なる周波数での光も示してよい。色空間は、色を示すために人々により作成される座標系により規定される色の範囲である。色域及び色モデルはまとめて、色空間を規定する。色モデルは、色成分のグループを用いて色を示す抽象的な数学モデルである。色モデルは、例えば、赤緑青（ｒｅｄ  ｇｒｅｅｎ  ｂｌｕｅ、ＲＧＢ）の色モデル及び印刷用のシアン・マゼンタ・イエローキー（ｃｙａｎ  ｍａｇｅｎｔａ  ｙｅｌｌｏｗ  ｋｅｙ，  ＣＭＹＫ）モードを含んでよい。色域は、システムにより生成され得る色の完全な範囲を意味する。例えば、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ及びｓＲＧＢは、ＲＢＧモデルに基づいた２つのタイプの異なる色空間である。
【０１１２】
各デバイス、例えば、ディスプレイ又はプリンタは、独自の色空間を有し、デバイスの色域内の色のみを生成できる。画像があるデバイスから別のデバイスへ移動する場合、各デバイスは、デバイスの色空間に基づいて色変換を実行し、そして、ＲＧＢ又はＣＭＹＫを表示するので、画像の色は、異なるデバイスによって変化し得る。
【０１１３】
以下では、いくつかのタイプの共通の色空間を説明する。
【０１１４】
ｓＲＧＢ色空間（ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｒｅｄ  Ｇｒｅｅｎ  Ｂｌｕｅ  ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ）は、１９９６年にヒューレットパッカード社及びマイクロソフト社により開発され、ディスプレイ、プリンタ及びインターネットに用いられる標準的なＲＧＢ色空間である。ｓＲＧＢ色空間は、表示、印刷及びスキャニング機能などを有する様々なコンピュータ外部デバイスがアプリケーションソフトウェアと色に関する共通の言語を有するように、色を規定するための標準的な方法を提供する。ｓＲＧＢ色空間は、独立した色座標に基づいて、異なるデバイスにより実行される使用及び伝送の間、これらのデバイスの異なる色座標により影響を受けることなく、色を同じ色座標系に対応させることができる。しかしながら、ｓＲＧＢ色域空間は、比較的小さい。ｓＲＧＢは、三原色、すなわち、赤、緑及び青を規定する。三原色における単色の色値がその最大値を取り、他の２つの色の色値が両方とも０である場合、対応する色は、単色を表す。例えば、三原色、すなわち、赤、緑及び青において、色値Ｒ、Ｇ及びＢの値の範囲は、すべて０〜２５５である。Ｒ及びＧの値が両方とも０であり、Ｂの値が２５５である場合、対応する色は青を表す。
【０１１５】
本願において、ＹＣＣ色空間はＹ／Ｃ分離色空間である。ＹＣＣの３つの成分はそれぞれ、輝度−クロマ−クロマ（Ｌｕｍａ−Ｃｈｒｏｍａ−Ｃｈｒｏｍａ）を表す。ＹＣＣ空間における共通のビデオ信号は、ＹＵＶ、ＹＣｂＣｒ及びＩＣｔＣｐなどを含む。
【０１１６】
異なる色空間の間で、変換が実行されてよいことを理解されたい。
【０１１７】
予約ビット（ｒｅｓｅｒｖｅｄ＿ｂｉｔ）：ビットストリームにおける「予約ビット」は、将来この部分を拡張するために、いくつかの構文単位が予約されており、これらのビットが、デコーディング処理の間、無視されるべきであることを意味する。「予約ビット」について、２１個より多くの連続する「０」がどのバイトのアライメント位置からでも始まらないようにすべきである。
【０１１８】
マーカビット（ｍａｒｋｅｒ＿ｂｉｔ）は、ビットの値を「１」とすべきであることを意味する。
【０１１９】
ＨＤＲビデオの表示可能な輝度は、比較的大きい。任意の事例において、ＳＤＲビデオ信号の最大輝度は、１００ｎｉｔであり、ＨＤＲビデオ信号の最大輝度は、１０００ｎｉｔより大きいが、大量の既存のディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲は、ＨＤＲビデオの輝度範囲に達し得ない。したがって、ＨＤＲビデオ信号の表示中、ＨＤＲビデオ信号の輝度は、ＨＤＲビデオ信号をディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲と一致させるために、ディスプレイデバイスの表示能力に基づいて処理される必要があり、その結果、ＨＤＲビデオ信号は、既存のデバイスにおいて表示されるのに適している。ＩＴＵ  ＢＴ．２１００において規定されるＰＱ信号及びＨＬＧ信号は、２つのタイプの国際的に認識されているＨＤＲ信号源であり、多くの国及び地域により規格に組み込まれている。
【０１２０】
図１は、本願の実施形態に係る例示的な応用シナリオの概略図である。本応用シナリオにおいて、再生デバイス１０２は、ビデオストリーム１０１の受信及びデコーディングを遂行する。再生デバイス１０２は、表示又は再生のために、高精細マルチメディアインタフェース（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＨＤＭＩ（登録商標））を通じて、デコードされたビデオ又はオーディオデータをディスプレイデバイス１０３に送信することで、ユーザは、ビデオ又はオーディオコンテンツを観ることができる。
【０１２１】
例えば、ビデオストリーム１０１は、ウェブサイトのストリーミングメディア、リモートネットワークデバイス、インターネット又は光ファイバネットワークなどからもたらされてよい。ビデオストリーム１０１は、ダイナミックメタデータＨＤＲビデオデータ又はスタティックメタデータＨＤＲビデオデータであってよい。例えば、ビデオストリーム１０１は、トランスポートストリーム（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ、ＴＳ）フォーマットにおけるデータストリームであってよく、ＴＳは、ビデオストリーム、オーディオストリーム及びキャプションデータパケットなどを含んでよい。ビデオストリームは、代替的に、別の同様のフォーマットにおけるデータストリームであってよい。例えば、ストリーミングメディアは、マトリョーシカビデオファイル（Ｍａｔｒｏｓｋａ  Ｖｉｄｅｏ  Ｆｉｌｅ、ＭＫＶ）フォーマット、又は、ＭＫＶフォーマットと同様のオーディオビデオインタリーブ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｄｅｏ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ、ＡＶＩ）フォーマットを用いることにより、オーディオデータ、ビデオデータ及びキャプションデータなどのすべてをカプセル化するために用いられてよい。オーディオ／ビデオストリーム輸送フォーマットは、本願において限定されることはない。例えば、ビデオストリームは、ＨＤＲビデオデータ、及び、ＨＤＲビデオを記述するために用いられるメタデータを含んでよい。この場合、メタデータ及びＨＤＲビデオデータの両方がビデオストリームにおいて圧縮される。別の任意の事例において、ＴＳは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、キャプションデータパケット、及び、ＨＤＲビデオを記述するために用いられるメタデータを含んでよく、この場合、ＨＤＲビデオデータを記述するために用いられるメタデータは、ＴＳに配置されているが、ビデオストリームにおいて圧縮されていない。メタデータは、ビデオ画像データの記述を含む。例えば、スタティックメタデータは、ビデオ全体の制作環境を記述し、ビデオ編集及びカラーグレーディング、ピーク輝度、黒レベル、ＲＧＢ色度座標及び白色点座標などに用いられるマスタリングディスプレイについての関連する情報を含んでよい。例えば、ダイナミックメタデータは、通常、ビデオ画像内のコンテンツの各フレームについての記述を含む。例えば、ダイナミックメタデータは、画像の最大輝度、最小輝度及び平均輝度を含んでよい。任意で、ダイナミックメタデータは、画像のフレーム及びディスプレイ画面に対応する基準のマッピング曲線をさらに含んでよい。ダイナミックメタデータに含まれる基準のマッピング曲線が、ビデオ画像の変化によって変わることを理解されたい。
【０１２２】
任意の解決手段において、再生デバイス１０２は、セットトップボックス（Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ、ＳＴＢ）又はマルチメディアプレーヤなどであってよい。ＳＴＢは、例えば、プラグインカード請求及びビデオ暗号化及び復号などの多くのセキュリティ機能を主に有する。比較的高い品質についてのいくつかのビデオに対するデジタル著作権保護メカニズムがあり、当該ビデオは、ＳＴＢ側において復号された後にしかＴＶ側で視聴できない。ＳＴＢ側において受信されるビデオデータは、通常、エンコードされたビデオデータである。ＳＴＢは、さらに、デコーディング機能を有し、ＳＴＢは、通常、ビデオデータをデコードすることで、デコードされたビデオデータを表示のためにＴＶ側に送信する。図３は、本願の実施形態に係る、再生デバイスがビデオデータの処理を遂行し、処理されたビデオデータを表示用のディスプレイデバイスに送信する応用シナリオの概略アーキテクチャ図である。ＳＴＢは、受信したＴＳをパースして、ビデオデータ、オーディオデータ及びメタデータ（ｍｅｔａｄａｔａ）などを取得する。例えば、ＳＴＢにより受信されるビデオデータは、ＨＤＲ  ＨＬＧビデオ信号、ＨＤＲ  ＰＱビデオ信号又はＳＤＲビデオ信号であってよい。そして、ＳＴＢは、デコーディング、ディスプレイ輝度処理、彩度処理及び色域処理などをビデオデータに対して実行し、その結果、ＨＤＲビデオ信号は、ディスプレイ画面の輝度範囲に適応し、ＳＴＢは、有線又は無線ＨＤＭＩ（登録商標）又はディスプレイポート伝送を通じて、又は、別の方式で、処理されたビデオデータをディスプレイデバイス１０３に伝送する。任意で、再生デバイスにより実行される処理を通じて取得されるビデオデータは、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲にマッチングし、処理されたビデオデータのタイプは、ディスプレイデバイスのタイプに関連し、ＨＤＲビデオデータ又はＳＤＲビデオデータであってよい。図３に示されるように、計算を通じた輝度マッピング曲線の取得は、メインプロセッサにより実施され、通常、ソフトウェアを用いることにより遂行され、前もった計算を通じて取得された輝度マッピング曲線はメモリに格納され、ビデオプロセッサ内の輝度処理ユニットは、メモリにある輝度マッピング曲線を用いて、ビデオピクチャ処理を遂行する。任意で、ビデオプロセッサは、専用の統合ハードウェア、専用回路、又は、専用チップ上で動作する複数のソフトウェアモジュールであってよい。図３は、単なる例に過ぎず、再生デバイスのアーキテクチャに対するあらゆる制限を構成するものではないことを理解されたい。実際の適用において、機能モジュールの実装は、実際の適用シナリオに基づいて調整されてよい。機能モジュールは、ビデオプロセッサを用いることにより全体的に実装されてよい、メインプロセッサのソフトウェアを用いることにより全体的に実装されてよい、又は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ、すなわち、例えば、ＤＳＰ又はＦＰＧＡなどの別の専用チップを用いることにより実装されてよい。
【０１２３】
任意の事例において、ビデオデータなどを含むビデオストリームは、ディスプレイデバイス１０３、例えば、ＴＶに直接伝送されてよく、そして、ディスプレイデバイスの内部にあるビデオデータに対して、ビデオデコーディング、輝度マッピング処理、彩度処理及び色域処理などが実行される。図２は、本願の実施形態に係る、ディスプレイデバイスが、ビデオデータの処理を遂行し、処理されたビデオデータを表示する応用シナリオの概略アーキテクチャ図である。任意の事例において、計算を通じた輝度マッピング曲線の取得は、メインプロセッサにより実施され、通常、ソフトウェア命令を用いることにより遂行され、前もった計算を通じて取得される輝度マッピング曲線は、メモリに格納され、ビデオプロセッサにおける輝度処理ユニットは、メモリにある輝度マッピング曲線を用いて、ビデオピクチャ処理を遂行する。実際の適用において、機能モジュールの実行は、実際の適用シナリオに基づいて調整され得ることを理解されたい。機能モジュールは、ビデオプロセッサを用いることにより全体的に実装されてよい、メインプロセッサのソフトウェアを用いることにより全体的に実装されてよい、又は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ、すなわち、ＤＳＰ又はＦＰＧＡなどの別の専用チップを用いることにより実装されてよい。
【０１２４】
例えば、ディスプレイデバイス１０３は、ＴＶ、コンピュータディスプレイ、又は、ディスプレイ機能を有する任意の固定された端末又はモバイル端末であってよい。ＴＶは、ＳＴＢにより送信されたビデオデータに対して表示処理を実行し、そして、画面上に処理されたビデオデータを表示する。例えば、表示処理は、予め設定された輝度マッピング関係に基づいて、ＴＶによりビデオの輝度を調整して、ビデオコンテンツをＴＶの表示能力に適応させてよい。任意の事例において、ＳＴＢにより送信されるビデオが、ダイナミックメタデータを有するＨＤＲビデオであり、ＴＶがＨＤＲディスプレイ機能を有するＴＶである場合、ＴＶは、ダイナミックメタデータ含まれる輝度マッピング関係の複数のグループに基づいて、異なるビデオピクチャに対して輝度マッピングトーンマッピング処理を実行し、その結果、異なるピクチャは、最適な方法で表示及び示され得る。任意で、ＴＶは、代替的に、ＳＤＲ  ＴＶ又はＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶであってよい。
【０１２５】
以下では、プロセッサハードウェアの観点から本願の実施形態における再生デバイスとディスプレイデバイスとを別々に説明する。
【０１２６】
図４は、本願の実施形態に係る再生デバイス及びディスプレイデバイスのハードウェアについての概略アーキテクチャ図である。
【０１２７】
任意で、再生デバイス１０２は、少なくとも１つの中央演算処理装置ＣＰＵ、少なくとも１つのメモリ、ＧＰＵ、デコーダ、専用ビデオ／グラフィックス処理ユニット、入力インタフェース及びＨＤＭＩトランスミッタなどを含む。任意で、再生デバイスは、さらに、マイクロプロセッサ及びマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）などを含んでよい。任意の事例において、再生デバイスのパーツは、コネクタを通じて互いに連結され、コネクタは、様々なタイプのインタフェース、伝送線又はバスなどを含んでよい。これは本実施形態において限定されるものではない。任意の事例において、当該パーツは、同じチップに統合され、ともに再生デバイスのコアチップを構成する。別の任意の事例において、ＣＰＵ、ＧＰＵ、デコーダ、入力インタフェース及びＨＤＭＩトランスミッタは、チップに統合され、チップの内部のパーツは、バスを用いることにより外部メモリにアクセスする。専用ビデオ／グラフィックス処理ユニットは、ＣＰＵと共に同じチップに統合されてよい、又は、独立したプロセッサチップとして存在してよい。本願の本実施形態におけるチップは、集積回路技術を用いることにより同一の半導体基板上に製造されるシステムであり、半導体チップとも称される。チップは、集積回路技術を用いることにより、（例えば、通常、シリコンタイプの半導体材料である）基板上に形成される集積回路のセットであってよく、チップの外側の層は、通常、半導体パッケージング材料によりパッケージングされる。集積回路は、様々な機能デバイスを含んでよい。各機能デバイスは、論理ゲート回路、金属酸化膜半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＭＯＳ）トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ダイオード又は別のトランジスタを含む、又は、キャパシタ、抵抗、インダクタ又は別の成分を含んでよい。各機能デバイスは、独立して動作してよく、又は、必要なドライバソフトウェアの作用の下、動作してよく、通信、計算及びストレージなどの様々な機能を実装できる。
【０１２８】
ＣＰＵは、本願の本実施形態におけるすべて又は一部の計算を実行するために用いられてよく、例えば、画像に対するトーンマッピング、ビデオデータの逆多重化及びデコーディング、計算を通じた輝度マッピング曲線（トーンマッピング曲線）の取得、及び、計算を通じた色彩度の曲線の取得を実行する。任意で、ＣＰＵは、シングルコアプロセッサ（ｓｉｎｇｌｅ−ＣＰＵ）又はマルチコアプロセッサ（ｍｕｌｔｉ−ＣＰＵ）であってよい。任意で、ＣＰＵは、複数のプロセッサを含むプロセッサセットであってよく、複数のプロセッサは、１つ又は複数のバスを通じて互いに連結される。任意の事例において、いくつかの画像及びビデオ処理はＧＰＵにより遂行され、いくつかの画像及びビデオ処理は、専用ビデオ／グラフィックス処理ユニットにより遂行され、又は、画像及びビデオ処理は、ＣＰＵ又はＧＰＵ上で動作するソフトウェアコードを用いることにより遂行されてよい。
【０１２９】
メモリは、本願の解決手段を実行するために用いられるオペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＯＳ）、様々なユーザアプリケーションプログラム及びプログラムコードを含む様々なコンピュータプログラムコードを含む、コンピュータプログラム命令を格納するように構成され得る。例えば、メモリは、輝度マッピング曲線又は輝度のマッピングルックアップテーブルＬＵＴを格納するように構成され得る。メモリは、さらに、ビデオデータ、オーディオデータ及びキャプションデータなどを格納するように構成されてよい。ＣＰＵは、メモリに格納されているコンピュータプログラムコードを実行して、本願の実施形態における方法を実行するように構成されてよい。様々な実行されるプログラムコードは、ＣＰＵのドライバとみなされてよい。任意で、メモリ３０２は、電源オフされない揮発性メモリ、例えば、埋め込み型マルチメディアカード（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｍｕｌｔｉ  Ｍｅｄｉａ  Ｃａｒｄ、ＥＭＭＣ）、ユニバーサルフラッシュストレージ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｆｌａｓｈ  Ｓｔｏｒａｇｅ、ＵＦＳ）、リードオンリメモリ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、又は、スタティック情報及び命令を格納できる別のタイプのスタティックストレージデバイスであってよい。代替的に、メモリ３０２は、電源オフ揮発性メモリ（ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｍｅｍｏｒｙ）、例えば、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、情報及び命令を格納できる別のタイプの動的ストレージデバイス、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＣＤ−ＲＯＭ）、他の光ディスクストレージ、光ディスクストレージ（コンパクトディスク、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク及びＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクなどを含む）、磁気ディスク記憶媒体、別の磁気ストレージデバイス、又は、命令又はデータ構造の形式でプログラムコードを搬送又は格納するために用いられることができ、コンピュータがアクセスできる任意の他のコンピュータ可読記憶媒体であってよい。しかしながら、これに制限が課されるわけではない。
【０１３０】
入力インタフェースは、トランスポートストリームを受信するように構成される。再生デバイスの入力インタフェースは、ネットワークインタフェース、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）インタフェース又はイーサネット（登録商標）インタフェースであってよい。入力インタフェースは、代替的に、放送用テレビポート、例えば、チューナであってよい。入力インタフェースは、代替的に、ユニバーサルシリアルバス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ、ＵＳＢ）インタフェースであってよい。
【０１３１】
任意の事例において、ＣＰＵは、関連するコードを実行して、トランスポートストリームを逆多重化し、ビデオデータ及びキャプションデータなどを取得する。デコーダは、ビデオデータストリームをデコードして、ビデオデータ及びメタデータを取得する。ビデオ／グラフィックス処理ユニットは、ビデオデータに対して実行される輝度マッピング処理、彩度処理、色空間変換、色域処理、シーンライト信号とディスプレイライト信号との間の変換、及び、線形空間と非線形空間との間の変換などを遂行し、任意で、計算を通じた輝度マッピング曲線及び飽和マッピング曲線の取得をさらに遂行してよい。ＨＤＭＩトランスミッタは、デコードされたビデオデータ、デコードされたメタデータ及びキャプションデータを別々にカプセル化し、カプセル化されたデータパケット／情報フレームを、ＨＤＭＩ（登録商標）データパスを通じてディスプレイデバイス１０３に伝送する。
【０１３２】
任意で、ディスプレイデバイス１０３は、ＨＤＭＩ（登録商標）受信機、少なくとも１つの中央演算処理装置ＣＰＵ、少なくとも１つのメモリ、ＧＰＵ、デコーダ、専用ビデオ／グラフィックス処理ユニット及び「Ｖ  ｂｙ  Ｏｎｅ」インタフェースなどを含む。ディスプレイデバイスは、ディスプレイ画面（図に示されていない）をさらに含む。任意で、「Ｖ  ｂｙ  Ｏｎｅ」インタフェースは、ディスプレイ画面に連結される。「Ｖ  ｂｙ  Ｏｎｅ」インタフェースは、画像伝送のために開発されたデジタルインタフェース規格である。任意で、図４に示されるディスプレイデバイス１０３は、統合型ディスプレイチップであってよい。受信したビデオデータは、ディスプレイチップにおいて処理され、そして、処理されたビデオデータは、表示用のディスプレイ画面に送信される。
【０１３３】
ＣＰＵ及びメモリの具体的な説明については、再生デバイス側におけるＣＰＵ及びメモリの説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。ＨＤＭＩトランスミッタは、ビデオデータフレーム、メタデータ情報フレーム、キャプション情報フレーム、及び、他の情報フレーム又はデータパケットをディスプレイデバイスに別々に伝送する。ＨＤＭＩ（登録商標）の内部に複数のパスがあり、いくつかのパスは、データ情報を伝送するために用いられ、いくつかの他のパスは、制御信号、例えば、クロック信号、チェックサム信号、電源信号及び接地信号を伝送するために用いられることを理解されたい。任意の事例において、時分割多重化がデータパスに対して実行され、様々なタイプのデータパケットを一斉に伝送できない。所与の期間においてパス上で伝送されるデータの量は動作周波数により制限され、所与の期間においてパス上で伝送され得るデータの最大量は、ＨＤＭＩ（登録商標）パスの帯域幅に等しい。例えば、ＨＤＭＩ２．１の帯域幅は、１８Ｇｂｐｓ（ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）である。任意で、伝送インタフェースは、異なる時間に、ＨＤＲビデオデータフレーム、メタデータ情報フレーム及びキャプション情報フレームを伝送する。任意で、伝送インタフェースは、複数の伝送周波数帯に対応し、伝送インタフェースは、ビデオデータフレーム、メタデータフレーム及びキャプション情報フレームを異なる周波数帯で伝送する。任意で、伝送インタフェースは、複数の伝送パスに対応し、伝送インタフェースは、ビデオデータフレーム、メタデータフレーム及びキャプション情報フレームを異なるパス上で伝送する。ビデオデータに対して実行されるトーンマッピング処理は、ＧＰＵにより遂行されてよい、又は、専用ビデオ／グラフィックス処理ユニットにより遂行されてよい。輝度マッピングは、専用ビデオ／グラフィックス処理ユニットにより遂行されてよい、又は、ＣＰＵ又はＧＰＵ上で動作するソフトウェアコードを用いることにより遂行されてよい。任意の事例において、ビデオ／グラフィックス処理ユニットは、「Ｖ  ｂｙ  Ｏｎｅ」インタフェースを用いることにより、ディスプレイ輝度処理の後に取得されるビデオデータを表示用のディスプレイ画面に伝送する。
【０１３４】
例えば、ディスプレイ画面は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）ディスプレイ画面又は陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）ディスプレイ画面であってよい。
【０１３５】
図５は、本願の実施形態に係るビデオ信号の処理方法のフローチャートである。説明を容易にする目的で、図５は、段階を用いることにより方法を説明することを理解されたい。方法フローチャート、すなわち、図５は、方法のシーケンスを示すが、いくつかの事例では、ここでのシーケンスとは異なるシーケンスで、説明される段階が実行され得る。
【０１３６】
ビデオ信号の処理方法は、以下の段階を含む。
【０１３７】
５０１．第１の線形輝度信号を取得する。
【０１３８】
第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形ＲＧＢ信号に基づいて取得される。例えば、第１の線形ＲＧＢ信号は線形ディスプレイライト信号であり、第１の線形輝度信号は線形ディスプレイライト輝度信号である。輝度信号は、処理対象のビデオ信号の輝度成分であることを理解されたい。任意の事例において、第１の線形輝度信号は、第１の線形ＲＧＢ信号の３原色信号Ｒ、Ｇ及びＢに基づいて計算される。
【０１３９】
例えば、処理対象のビデオ信号はＰＱ信号であってよく、ＰＱ信号はＹＵＶ空間におけるＰＱ信号であってよい。線形輝度信号を取得する前に、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得するために、ＰＱ信号は、ＹＵＶ空間からＲＧＢ空間に変換される必要がある。任意で、第１の非線形ＲＧＢ信号は、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて第１の線形ＲＧＢ信号に変換され、第１の線形輝度信号を取得するために、第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算が実行される。この場合、第１の線形輝度信号はディスプレイライトの輝度信号である。
【０１４０】
例えば、処理対象のビデオ信号はＨＬＧ信号であってよく、ＨＬＧ信号はＹＵＶ空間におけるＨＬＧ信号であってよい。線形輝度信号を取得する前に、ＨＬＧ信号は、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得するために、ＹＵＶ空間からＲＧＢ空間に変換される必要がある。任意で、第２の非線形ＲＧＢ信号は、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて第２の線形ＲＧＢ信号に変換され、第２の線形ＲＧＢ信号は線形シーンライト信号であり、第３の線形輝度信号を取得するために、第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて、計算が実行される。ＨＬＧ信号がシーンライト信号であるので、取得される第３の線形輝度信号はシーンライトの輝度信号であり、第１の線形輝度信号を取得するために、第３の線形輝度信号に対して、輝度信号タイプ変換が実行される必要があることを理解されたい。例えば、第１の線形輝度信号はディスプレイライトの輝度信号である。
【０１４１】
５０２．第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する。
【０１４２】
本願の本実施形態では、輝度マッピングは、非線形空間において実行される。つまり、本願の本実施形態では、輝度マッピングに対する入力は線形輝度信号である。したがって、線形輝度信号は、非線形輝度信号に変換される必要がある。
【０１４３】
例えば、第１の線形輝度信号は、ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて第１の非線形輝度信号に変換されてよい。代替的に、第１の線形輝度信号から第１の非線形輝度信号への変換は、別の伝達関数又は伝達曲線を用いることにより遂行されてよい。第１の非線形輝度信号は、輝度マッピング前の非線形輝度信号である。
【０１４４】
５０３．第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する。
【０１４５】
任意で、区分輝度マッピングは、予め設定された輝度マッピングルックアップテーブルに基づいて、第１の非線形輝度信号に対して実行されてよい。輝度マッピングルックアップテーブルは、メモリに格納されていてよく、輝度マッピングルックアップテーブルは、離散座標点のいくつかのグループを含み、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値が入力された後にこれに対応して出力される。任意で、輝度マッピングルックアップテーブル内のマッピングデータは、以前の実験により取得され得る。
【０１４６】
任意で、区分関数を用いることにより、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングが実行されてよい。任意の事例において、第１の非線形輝度信号は、輝度値に基づいて、３つの部分に分割されてよく、当該部分に対応する輝度マッピング関数は異なる。例えば、第１の閾値及び第２の閾値が決定され、第１の閾値は、第２の閾値より小さく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値に等しく、第１の非線形輝度信号の輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、第１の非線形輝度信号の輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、第１の非線形輝度信号の輝度値が第２の閾値より大きい場合、第２の非線形輝度信号の輝度値は、ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい。任意の事例において、フィッティングされた曲線は、第１の閾値及び第２の閾値に対してＨｅｒｍｉｔｅ補間を実行することにより取得される。
【０１４７】
例えば、以下では、本願の実施形態において提供されるいくつかの区分輝度マッピング曲線を説明する。
【０１４８】
ケース１：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜１００ｎｉｔである。
【０１４９】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数１４】
2021529339.tif 000016
として表現されてよい。
【０１５０】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．２６４３×α０（ｘ）＋０．５０８１×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （６）
【数１５】
2021529339.tif 000017
のように定義される。
【０１５１】
ケース２：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜１５０ｎｉｔである。
【０１５２】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数１６】
2021529339.tif 000018
として表現されてよい。
【０１５３】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．３４６８×α０（ｘ）＋０．５４９３×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （９）
【数１７】
2021529339.tif 000019
のように定義される。
【０１５４】
ケース３：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜２００ｎｉｔである。
【０１５５】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数１８】
2021529339.tif 000020
として表現されてよい。
【０１５６】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．４０６４×α０（ｘ）＋０．５７１９×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （１２）
【数１９】
2021529339.tif 000021
のように定義される。
【０１５７】
ケース４：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜２５０ｎｉｔである。
【０１５８】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数２０】
2021529339.tif 000022
として表現されてよい。
【０１５９】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．４５３３×α０（ｘ）＋０．６０２６×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （１５）
【数２１】
2021529339.tif 000023
のように定義される。
【０１６０】
ケース５：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜３００ｎｉｔである。
【０１６１】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数２２】
2021529339.tif 000024
として表現されてよい。
【０１６２】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．４９１９×α０（ｘ）＋０．６２１９×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （１８）
【数２３】
2021529339.tif 000025
のように定義される。
【０１６３】
ケース６：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜３５０ｎｉｔである。
【０１６４】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数２４】
2021529339.tif 000026
として表現されてよい。
【０１６５】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．５２４７×α０（ｘ）＋０．６３８３×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （２１）
【数２５】
2021529339.tif 000027
のように定義される。
【０１６６】
ケース７：輝度マッピング前の輝度範囲は、０〜１０００ｎｉｔであり、輝度マッピング後の輝度範囲は、０〜４００ｎｉｔである。
【０１６７】
この場合、区分輝度マッピング曲線は、区分関数：
【数２６】
2021529339.tif 000028
のとして表現されてよい。
【０１６８】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．５５３３×α０（ｘ）＋０．６５２６×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （２４）
【数２７】
2021529339.tif 000029
のように定義される。
【０１６９】
任意で、輝度マッピング曲線に基づいて、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングが実行されてよい。輝度マッピング曲線は、区分曲線であってよい。区分輝度マッピング曲線は、区分関数のグラフィカルな表現として考慮されてよく、ルックアップテーブル内の離散データは、輝度マッピング曲線上の座標点であってよいことを理解されたい。
【０１７０】
５０４．第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する。
【０１７１】
例えば、第２の非線形輝度信号は、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第２の線形輝度信号に変換されてよい。代替的に、第２の非線形輝度信号から第２の線形輝度信号への変換は、別の伝達関数又は伝達曲線を用いることにより遂行されてよい。第２の非線形輝度信号は、輝度マッピング後の非線形輝度信号である。
【０１７２】
５０５．第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する。
【０１７３】
例えば、輝度利得は、第１の線形輝度信号に対する第２の線形輝度信号の比である。
【０１７４】
５０６．輝度利得と第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する。
【０１７５】
具体的には、輝度利得は、第１の線形ＲＧＢ信号の３つの原色成分Ｒ、Ｇ及びＢを別々に乗じて、ＲＧＢディスプレイ信号を取得する。任意で、ＲＧＢディスプレイ信号は、ディスプレイデバイスにより実行される表示のために用いられてよい。
【０１７６】
任意の事例において、ディスプレイデバイスにより表示され得る色フォーマットがＲＧＢとは異なる場合、方法は、さらに、
ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得する段階を含み、ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である。
【０１７７】
可能な実装態様において、ＲＧＢディスプレイ信号を取得した後に、ＲＧＢディスプレイ信号の原色成分Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれに対して、黒レベルリフトＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔが追加され、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値である。さらに、色フォーマットがディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一であるターゲットのディスプレイ信号を取得するために、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換が実行される。
【０１７８】
以下では、本願の実施形態において提供されるビデオ信号の処理方法を説明するために、入力がＨＤＲ  ＰＱ信号であり、入力がＨＤＲ  ＨＬＧ信号である例を別々に用いる。
【０１７９】
図６は、本願の実施形態に係るＨＤＲビデオ信号の輝度処理方法の概略フローチャートである。
【０１８０】
線形シーンライト信号及び線形ディスプレイライト信号は、２つの形式のビデオ信号であることを理解されたい。線形シーンライト信号は、カメラ、別の画像取込措置又はビデオキャプチャデバイスによりキャプチャされるビデオ信号であり、線形ディスプレイライト信号は、ディスプレイデバイスにより表示されるビデオ信号である。輝度信号は、ビデオ信号において輝度を表す構成要素である。線形シーンライト信号に基づいて取得される信号は、線形シーンライトの輝度信号であり、線形ディスプレイライト信号に基づいて取得される信号は、線形ディスプレイライト輝度信号である。具体的には、方法は、以下の段階を含む。
【０１８１】
６００．計算を通じて輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得する。
【０１８２】
輝度マッピング曲線は、選択された非線形空間に作用する任意の輝度マッピング曲線であってよい。例えば、本願の本実施形態における非線形空間は、ＰＱ曲線空間であってよい。図７は、非線形空間（ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線）において生成される輝度マッピング曲線の例を示す。輝度マッピング曲線の横軸は、輝度マッピング前の不均一なエンコーディング輝度信号を表し、輝度マッピング曲線の縦軸は、輝度マッピング後の不均一なエンコーディング輝度信号を表す。例えば、水平座標及び垂直座標の両方の値の範囲は、［０、１］であり、輝度範囲［０、１００００］ｎｉｔにおいてＰＱ曲線エンコーディングが線形光信号に対して実行された後に、取得した電気信号の範囲は、［０、１］である（図１１の右側の図に示されるように、輝度範囲０〜１００００ｎｉｔにおいて、ＰＱ曲線エンコーディングが輝度信号に対して実行された後に、取得した電気信号が０〜１内にある）ことを意味する。つまり、水平座標は、輝度マッピング前の輝度信号の輝度範囲が［０、１００００］ｎｉｔであることを示し、垂直座標は、輝度マッピング後の輝度信号の輝度範囲を表す。図７に示される曲線は、輝度範囲［０、１００００］ｎｉｔにある輝度信号が輝度範囲［０、３００］ｎｉｔに対してマッピングされることを示す。
【０１８３】
任意で、輝度マッピング曲線は、輝度マッピング曲線の式、例えば、ｙ＝１−ｅ−ｘとして表現されてよく、ｘは、入力されるディスプレイの輝度を表し、ｙは、出力されるディスプレイの輝度を表す。任意の事例において、輝度マッピング曲線は、区分関数である。例えば、輝度マッピング曲線の式は、
【数２８】
2021529339.tif 000030
であってよい。
【０１８４】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．２６４３×α０（ｘ）＋０．５０８１×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （２７）
【数２９】
2021529339.tif 000031
のように定義される。
【０１８５】
式に従って、元の輝度範囲０〜１０００ｎｉｔは、輝度範囲０〜１００ｎｉｔに対してマッピングされることを理解されたい。
【０１８６】
任意の事例において、一次元ルックアップテーブルＬＵＴは、輝度マッピング曲線を表すために用いられる。一次元ルックアップテーブルは、特定の数の離散座標点ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＝｛ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｘ、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｙ｝を格納する。これらの離散座標点は、輝度マッピング曲線上のサンプリングポイントである。ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｘ＝（ｘ０、ｘ１、...、ｘｎ）は、ｎ個のサンプリングポイントの水平座標、すなわち、輝度マッピング曲線の入力を表し、輝度マッピング前の輝度信号を示し、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｙ＝（ｙ０、ｙ１，...、ｙｎ）は、ｎ個のサンプリングポイントの垂直座標、すなわち、輝度マッピング曲線の出力を表し、輝度マッピング後の輝度信号を示す。ルックアップテーブルにおけるマッピング関係は、離散点のグループであるので、入力される輝度値に対応するポイントがこれらの離散点にはない場合、入力される輝度値は、既知の補間された輝度値に基づいて取得され得ることを理解されたい。任意の事例において、範囲内にある入力される輝度値は、同一の出力される輝度値に対応する。例えば、ｘ０〜ｘ３はすべてｙ０に対応し、ｘ４〜ｘ６はすべてｙ１に対応する。これらの離散座標点は、以前の実験により測定され得る。例えば、輝度値が入力され、入力される輝度値に対応するディスプレイの輝度値がディスプレイ画面上で測定される。任意の事例において、入力される輝度値とディスプレイ画面により表示される輝度値との間のフィッティング関数の対応関係が取得されてよく、ルックアップテーブルにおける離散座標点は、フィッティング関数を用いることにより計算されてよい。
【０１８７】
輝度マッピングの本質は、ビデオ画像のディスプレイの輝度範囲を調整して、別のディスプレイの輝度範囲にディスプレイの輝度範囲をマッピングすることであることを理解されたい。例えば、ビデオ画像の輝度範囲は、ディスプレイ画面により表示され得る輝度範囲に調整されてよい。ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ曲線の入力信号は、輝度マッピング前の輝度信号であり、これらの出力は、輝度マッピング後の輝度信号である。ビデオ画像に対するＴＭ＿Ｃｕｒｖｅの作用の理解を容易にする目的で、以下では、図８（ａ）及び図８（ｂ）のそれぞれに示されるように、スタティックメタデータＨＤＲに含まれる１つのＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ及びダイナミックメタデータＨＤＲに含まれるＴＭ＿Ｃｕｒｖｅのグループについての概略的なトーンマッピング図を提供する。トーンマッピングは、輝度マッピングの実施例であってよい、つまり、トーンマッピング処理は、特定の場合における輝度マッピング処理に等しくてよいことを理解されたい。
【０１８８】
スタティックメタデータＨＤＲビデオについては、すべてのビデオ画像を処理するために、固定マッピング方法が用いられる。図８（ａ）に示されるように、スタティックメタデータＨＤＲビデオは、固定マッピング曲線に対応しており、マッピング曲線に対して入力される輝度範囲は、０〜４０００ニト（ｎｉｔ）であり、マッピング曲線に対して出力される輝度範囲は、０〜５００ｎｉｔである。ＴＶは、マッピング曲線を用いることにより、最大輝度がそれぞれ２００ｎｉｔ、１５００ｎｉｔ及び４０００ｎｉｔである画像の３つのフレームすべてに対してトーンマッピング処理を実行し、処理された画像をディスプレイに表示する。マッピング曲線の輝度範囲は、画像の最初の２つのフレームの実際の輝度範囲と一貫性がないので、画像の最初の２つのフレームのほとんどの画像の細部が失われ、ビデオ画像全体がかなり暗くなってしまい、表示効果は比較的望ましくない。ダイナミックメタデータＨＤＲデータは、複数のマッピング曲線に対応する。ビデオ画像を表示する処理において、用いられるマッピング曲線は、画像の実際の輝度に基づいて調整される。図８（ｂ）に示されるように、３つの異なるマッピング曲線が提供される。マッピング曲線１に対して入力される輝度範囲は、０〜５００ニト（ｎｉｔ）であり、マッピング曲線１に対して出力される輝度範囲は、０〜５００ｎｉｔであり、マッピング曲線２に対して入力される輝度範囲は、０〜１５００ニト（ｎｉｔ）であり、マッピング曲線２に対して出力される輝度範囲は、０〜５００ｎｉｔであり、マッピング曲線３に対ｓ手入力される輝度範囲は、０〜４０００ニト（ｎｉｔ）であり、マッピング曲線３に対して出力される輝度範囲は、０〜５００ｎｉｔである。ＴＶは、画像フレームの実際の輝度範囲に基づいて、トーンマッピング処理用の適切なマッピング曲線を選択し、その結果、異なる輝度に対応するすべての画像は、最適な方法で画面に示され得る。例えば、最大輝度が１５００ｎｉｔである画像の輝度マッピングを実行するために、マッピング曲線２が選択され、したがって、処理された画像は、画像の細部をうまく保持する。上述のマッピング曲線に対して入力される輝度は、ビデオ信号源の輝度であり、上述のマッピング曲線に対して出力される輝度は、ＴＶなどのディスプレイデバイスにより実際に表示され得る輝度であることを理解されたい。ＨＤＲビデオに関して、特殊フィルム及びテレビの制作環境において生成されるビデオ信号に対応する輝度範囲は、通常、消費者のテレビにより表示され得る輝度範囲より大きい。トーンマッピングは、ディスプレイデバイスにより表示される輝度範囲に対して、入力されるビデオ信号の輝度範囲をマッピングすることにより、輝度範囲をマッチングさせるための技術である。
【０１８９】
６０１．線形ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄを計算する。
【０１９０】
例えば、本願の本実施形態において、入力されるビデオ信号は、ＹＵＶ空間におけるＨＤＲ  ＰＱ信号である。ＰＱエンコーディングは、ＰＱ信号を取得するために、線形ディスプレイライト信号に対して実行されることを理解されたい。ＰＱ信号はディスプレイライト信号であり、ＰＱ信号は非線形信号である。入力されるビデオ信号は、色空間変換を通じてＹＵＶ空間からＲＧＢ空間に変換されることで、ＲＧＢ色空間における非線形ディスプレイライト信号Ｒ'ｄＧ'ｄＢ'ｄを取得する。さらに、非線形ディスプレイライト信号Ｒ'ｄＧ'ｄＢ'ｄは、線形ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄに変換される。任意の事例において、非線形ディスプレイライト信号Ｒ'ｄＧ'ｄＢ'ｄは、ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線を用いることにより、線形ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄに変換される。
【０１９１】
この場合、ＹＵＶからＲＧＢへの変換は、色空間変換であるが、非線形ＲＧＢ信号から線形ＲＧＢ信号への変換は、色空間変換に関するものではないとみなされることを理解されたい。つまり、この場合、非線形ＲＧＢ信号及び線形ＲＧＢ信号は同じＲＧＢ色空間に属する。標準的な色空間変換処理が色空間変換に用いられ、Ｒｄ、Ｇｂ及びＢｄは、範囲［０、１００００］内にある。任意の事例では、他のＹＣＣ空間におけるＨＤＲ  ＰＱ信号が代替的んい処理されてよい。
【０１９２】
任意の事例では代替的に、ＹＵＶ信号から非線形ディスプレイライト信号Ｒ'ｄＧ'ｄＢ'ｄへの入力されるビデオ信号の変換は、色空間変換とみなされてよく、非線形ディスプレイライト信号Ｒ'ｄＧ'ｄＢ'ｄから線形ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄへの変換も色空間変換とみなされてよいことを理解されたい。この場合、非線形ディスプレイライト信号及び線形ディスプレイライト信号は異なる色空間に属する。
【０１９３】
６０２．線形ディスプレイライトの輝度Ｙｄを計算する。
【０１９４】
ディスプレイライトの輝度Ｙｄは、式
Ｙｄ＝（ｃｒｘＲｄ＋ｃｇｘＧｄ＋ｃｂｘＢｄ）    （２９）
に従って計算される。
【０１９５】
Ｙｄは線形輝度信号である。輝度信号は、ディスプレイライト信号の輝度を表す成分であり、輝度信号は、また、ビデオ信号の輝度を表す成分とみなされてよい。パラメータｃｒ、ｃｇ及びｃｂの選択は、線形ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄの色域に関連する。ディスプレイライト信号ＲｄＧｄＢｄの色域がＢＴ．２０２０である場合、計算パラメータは、ｃｒ＝０．２６２７、ｃｇ＝０．６７８０及びｃｂ＝０．０５９３である。線形ディスプレイライト信号の異なる色域が異なる計算パラメータに対応している。したがって、ディスプレイライト信号の色域に基づいて、輝度計算の間に色域に対応する線形輝度計算パラメータが選択される必要がある。
【０１９６】
６０３．ディスプレイライトの輝度Ｙｄを非線形空間に変換して、ＮＬ＿Ｙｄを取得する。
【０１９７】
Ｙｄは、線形空間におけるディスプレイライトの輝度である。例えば、ディスプレイライトの輝度Ｙｄは、非線形ディスプレイライト輝度、すなわち、ＮＬ＿Ｙｄ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｙｄ）を取得するために、ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線を用いることにより非線形空間に変換される。この処理は、輝度範囲０〜１００００ｎｉｔ内の線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｄに対してＰＱ曲線エンコーディングを実行して、０〜１内の電気信号を取得することと等しく、電気信号は、非線形空間における非線形ディスプレイライト輝度ＮＬ＿Ｙｄである。代替的に、別の非線形伝達曲線が、非線形空間伝達曲線として用いられてよい。
【０１９８】
６０４．非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｄに対して輝度マッピングを実行する。
【０１９９】
マッピング後に取得される非線形輝度ＮＬ＿Ｙｔを取得するために、予め格納された輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを用いることにより、非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｄに対してマッピングが実行される。ここで、輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅは、段階６００におけるＴＭ＿Ｃｕｒｖｅであってよく、非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｄは、輝度マッピング前の輝度信号であり、つまり、ＮＬ＿Ｙｄは、ソース画像信号の非線形ディスプレイライト輝度信号であってよく、ＮＬ＿Ｙｔは、輝度マッピング後の非線形ディスプレイライト輝度信号であり、つまり、ＮＬ＿Ｙｔは、ディスプレイデバイスの表示能力に適応した輝度信号であってよい、すなわち、ターゲットの輝度信号であることを理解されたい。例えば、輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅが計算式を用いることにより表される場合、非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｄは入力であり、輝度マッピング後の対応する非線形輝度ＮＬ＿Ｙｔは、輝度マッピング曲線の計算式に従って取得される。本実施形態において、一次元ルックアップテーブルＬＵＴは、輝度マッピング曲線を実装するために選択される。一次元ルックアップテーブルの具体的な説明については、段階６００における一次元ルックアップテーブルの説明を参照されたい。任意で、実際のマッピングでは、線形補間方法が用いられてよい、又は、別の補間方法が用いられてよい。線形補間は、一次元ルックアップテーブルＬＵＴに固有の補間方法であり、一次元データシーケンスにおける補間対象のポイントの隣、並びに、左側及び右側にある２つのデータポイントに基づいて、値推定を実行するために用いられる。
【０２００】
６０５．マッピングの後に取得された非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｔを線形空間に変換して、線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｔを取得する。
【０２０１】
任意の事例では、マッピングの後に取得される線形輝度Ｙｔ、すなわち、Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ＮＬ＿Ｙｔ）を取得するために、マッピングの後に取得された非線形輝度ＮＬ＿Ｙｔは、ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線を用いることにより線形空間に変換される。特に、範囲［０、１］内の非線形電気信号は、範囲［０、１００００］ｎｉｔ内の線形ディスプレイライト輝度信号に変換される。ＮＬ＿ＹｔをＹｔに変換するために、ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線以外の曲線が代替的に用いられてよいことを理解されたい。
【０２０２】
６０６．線形輝度利得Ｋを計算する。
【０２０３】
例えば、線形輝度利得Ｋの計算式は、
Ｋ＝Ｙｔ／Ｙｄ    （３０）
である。
【０２０４】
特に、Ｋは、輝度マッピング前の線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｄに対する、輝度マッピング後に取得される線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｔの比を表し、輝度マッピングの前後のディスプレイライトの輝度間のバリエーションを測定するために用いられてよい。
【０２０５】
６０７．以下のように、処理された線形ディスプレイライト信号を計算する。
（Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ）＝Ｋｘ（Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄ）＋（ＢＬｏｆｆｓｅｔ、ＢＬｏｆｆｓｅｔ、ＢＬｏｆｆｓｅｔ）    （３１）
【０２０６】
Ｒｔ、Ｇｔ及びＢｔはそれぞれ、輝度マッピング処理後に取得される線形ディスプレイライト信号の赤成分、緑成分及び青成分であり、ＢＬｏｆｆｓｅｔは、ディスプレイデバイスの黒レベル（ｂｌａｃｋ  ｌｅｖｅｌ）である。理論的に、画面が黒を表示する場合、対応する輝度は０であるべきである。しかしながら、実際の適用では、画面が黒を表示する場合、対応する輝度値は、０ではないが、比較的小さい輝度値である。つまり、黒レベルは、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度の最小値である。この段階において、ＢＬｏｆｆｓｅｔは、線形空間におけるディスプレイの輝度である。ディスプレイデバイスは、異なるＢＬｏｆｆｓｅｔに対応してよく、ＢＬｏｆｆｓｅｔあ、ディスプレイデバイスに対する測定を実行することにより取得されてよいことを理解されたい。
【０２０７】
処理された線形ディスプレイライト信号ＲｔＧｔＢｔが取得された後に、色空間変換は、実際のディスプレイデバイスの色空間に基づいて、線形ディスプレイライト信号ＲｔＧｔＢｔに対して実行され、ディスプレイの輝度範囲及びディスプレイデバイスの色空間の両方をマッチングする処理されたビデオ信号を取得するために、信号ＲｔＧｔＢｔがディスプレイデバイスの色空間に変換される。例えば、ディスプレイデバイスの色空間がｓＲＧＢ空間である場合、信号ＲｔＧｔＢｔは直接表示されてよく、信号ＲｔＧｔＢｔに対して、色空間変換が実行される必要はない。ディスプレイデバイスの色空間がＹＵＶである場合、信号ＲｔＧｔＢｔは、ＹＵＶ空間におけるビデオ信号ＹＵＶ１に変換される。
【０２０８】
本願の本実施形態において、ディスプレイライト信号の輝度信号は、非線形空間に変換され、輝度マッピングは、非線形空間におけるディスプレイの輝度に対して実行され、その結果、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲に、ＨＤＲビデオ信号のディスプレイの輝度範囲を適切にマッピングできる。これにより、ピクチャのコントラスト比、輝度及び細部の表現を改善する。非線形空間において輝度マッピングが実行されるので、輝度マッピングにより生じるエラーは、均等に分散され、ビデオ信号の最終的な表示効果に対して比較的影響が小さく、特に、低い輝度で表示する場合、マッピングの後に取得されるディスプレイの輝度の分散が適切であり、表示されるピクチャは完全に暗いわけではない。さらに、本願の本実施形態では、輝度マッピング曲線におけるディスプレイデバイスの黒レベルの影響が考慮されており、低輝度の部分の輝度の細部が保持される。さらに、本願の本実施形態において提供されるＨＤＲ信号の輝度処理方法によれば、ＨＤＲ信号は、ＳＤＲ信号に変換され得る。これにより、ＨＤＲ信号とのＳＤＲディスプレイデバイスの互換性を改善する。
【０２０９】
図９は、本願の実施形態に係る計算を通じて輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得するための方法のフローチャートである。図９に示される方法は、計算を通じて段階６００において輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得するために用いられてよいことを理解されたい。段階６００における輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅは、代替的に、別の方式の計算を通じて取得されてよく、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得するための方法は、図９に示される方法に限定されるものではない。
【０２１０】
具体的には、計算を通じて輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得するための方法は、以下の段階を含んでよい。
【０２１１】
９００．ソース及びディスプレイデバイスの輝度範囲を取得する。
【０２１２】
ソースの最大輝度はＭａｘＳｒｃＬｕｍａであり、ソースの最小輝度はＭｉｎＳｒｃＬｕｍａであり、ディスプレイデバイスの最大輝度はＭａｘＤｉｓｐＬｕｍａであり、ディスプレイデバイスの最小輝度はＭｉｎＤｉｓｐＬｕｍａであり、それらのすべてがｎｉｔで測定される。ソースの最大／最小輝度は、実際の状況及び経験に基づいて決定されてよい、又は、ＨＤＲ信号において搬送されるメタデータ情報から取得されてよい。例えば、マスタリングディスプレイの最大／最小輝度は、ソースの最大／最小輝度として用いられる。ディスプレイデバイスの最大／最小輝度は、実際のディスプレイデバイスに対する測定を実行することにより取得される。任意で、特別な応用シナリオにおいて、実際のディスプレイデバイスの輝度値を測定できない場合、輝度値は、経験により設定されてよい。
【０２１３】
９０１．ソース及びディスプレイデバイスの輝度信号を非線形空間に変換する。
【０２１４】
例えば、段階６０３におけるものと同一である非線形空間ＰＱ  ＥＯＴＦ−１曲線は、計算を通じて、非線形空間ＰＱ空間における最大非線形ソース輝度ｍａｘＳＬ、最小非線形ソース輝度ｍｉｎＳＬ、最大非線形ディスプレイ輝度ｍａｘＤＬ及び最小非線形ディスプレイ輝度ｍｉｎＤＬを取得するために選択されてよい。最大／最小輝度は、
ｍａｘＳＬ＝ＰＱ  ＥＯＴＦ−１（ＭａｘＳｒｃＬｕｍａ）、ｍｉｎＳＬ＝ＰＱ  ＥＯＴＦ−１（ＭｉｎＳｒｃＬｕｍａ）、
ｍａｘＤＬ＝ＰＱ  ＥＯＴＦ−１（ＭａｘＤｉｓｐＬｕｍａ）及びｍｉｎＤＬ＝ＰＱ  ＥＯＴＦ−１（ＭｉｎＤｉｓｐＬｕｍａ）
である。
【０２１５】
段階９０１は、範囲［０、１］内の電気信号に対する、線形空間における輝度範囲［０、１００００］ｎｉｔ内の輝度信号のマッピングとみなされてよいことを理解されたい。
【０２１６】
９０２．ＫＰを決定する。
【０２１７】
ＫＰは、輝度マッピング曲線のニーポイントＫｎｅｅＰｏｉｎｔであり、輝度値がＫｎｅｅＰｏｉｎｔに対応する輝度値より小さい輝度に対して圧縮が実行されず、輝度値がＫｎｅｅＰｏｉｎｔに対応する輝度値より大きい輝度に対して圧縮が実行される。例えば、ＫＰは、（ｍｉｎＤＬ、ｍａｘＤＬ）から選択され、ＫＰの値は、実際の効果に基づいて調整されてよい。任意の事例において、ＫＰの選択は、ディスプレイデバイスのソース輝度とディスプレイの輝度との間の差に関連する。ソース輝度がディスプレイ輝度よりも低い、又は、これに等しい場合、ソース輝度に対して、圧縮が実行される必要はなく、この場合、ＫＰ＝ｍａｘＳＬである。ソース輝度がディスプレイ輝度よりもはるかに高く、圧縮される必要がある輝度間隔が比較的大きい場合、ＫＰの値として、比較的小さい値が選択される。ソース輝度がディスプレイ輝度よりも高く、それらの間の差がかなり小さい場合、ＫＰの値として、比較的大きい値が選択され得る。
【０２１８】
９０３．ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ曲線をセグメントに分割する。
【０２１９】
ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ曲線は、ＫＰ及びｍａｘＳＬに基づいて３つのセグメントに分割され、ｅ＜ＫＰ、ＫＰ＜ｅ＜ｍａｘＳＬ、及び、ｅ＞ｍａｘＳＬであり、ｅは、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ曲線の入力であり、ｅ＝［０、１］は、ＰＱエンコーディングが実行される［０、１００００］ｎｉｔを表す。つまり、ｅは、非線形空間内の範囲［０、１］において、輝度範囲０〜１００００ｎｉｔの輝度信号に対してＰＱエンコーディングが実行された後の変換を通じて取得される電気信号を表す。
【０２２０】
９０４．計算を通じて曲線セグメント「ｅ＜ＫＰ」を取得する。
【０２２１】
ｅ＜ＫＰが真である場合、ｅ１は、ｅに等しい。
【０２２２】
９０５．計算を通じて、曲線セグメント「ＫＰ≦ｅ≦ｍａｘＳＬ」を取得する。
【０２２３】
ＫＰ≦ｅ≦ｍａｘＳＬが真である場合、ｅ１は、エルミート補間（ｅ）及びｈｍｔ（ｅ）の両方に等しい。
【０２２４】
エルミート補間を実行するために、３次エルミート多項式が用いられる。代替的に別の補間方法が補間方法が用いられ得ることを理解されたい。エルミート補間の式は、以下のとおりである。
【数３０】
2021529339.tif 000032
【数３１】
2021529339.tif 000033
【０２２５】
ｘは、独立変数であり、他のパラメータ値は、ｘ０＝ＫＰ、ｘ１＝ｍａｘＳＬ、ｙ０＝ＫＰ、ｙ１＝ｍａｘＤＬ、ｙ０'＝１及びｙ１'＝０である。
【０２２６】
ｙ０＝ｘ０は、第１のニーポイントに対応する輝度値より小さい輝度値に対して、圧縮が実行されないことを示し、線形マッピングが実行され、ｘ１＝ｍａｘＳＬ及びｙ１＝ｍａｘＤＬは、最大のソース輝度が最大のスクリーン輝度ｍａｘＤＬにマッピングされることを示し、ｘ０＝ＫＰ及びｙ０'＝１である場合、ニーポイントＫＰにおける曲線の勾配が１であることが確保され、ｘ１＝ｍａｘＳＬ及びｙ１'＝０である場合、ニーポイントにおける曲線の勾配ｍａｘＳＬが０であることが確保される。このように、２つのニーポイントにおいて、フィッティングを通じて取得される第２の曲線セグメントが平滑化されることが確保され得る。
【０２２７】
９０６．計算を通じて曲線セグメント「ｅ＞ｍａｘＳＬ」を取得する。
【０２２８】
ｅ＞ｍａｘＳＬが真である場合、ｅ１は、ｍａｘＤＬに等しい。
【０２２９】
９０７．輝度マッピング曲線ｅ１を取得する。
【０２３０】
曲線ｅ１は、段階９０４、段階９０５及び段階９０６に従って取得される。
【０２３１】
９０８．ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔを計算する。
【０２３２】
ディスプレイデバイスが最小輝度を有するので、たとえ黒の信号がディスプレイデバイスに提供されたとしても、依然として、最小輝度値がディスプレイデバイスに表示される。最小輝度は、黒レベル（ｂｌａｃｋ  ｌｅｖｅｌ）と称される。この場合、特定の黒レベルリフトＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔがディスプレイの輝度に対して実行される必要があり、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、略してＢＬＬと称され、その輝度が黒レベルより低い輝度部分を保持する。本実施形態において、黒レベルリフトＢＬＬの値は、以下のように、輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅの入力ｅに基づいて計算される。
ＢＬＬ＝ｍｉｎＤＬｘ（１−ｅ）＾ｎ    （３４）
【０２３３】
ｎは、１より大きい又は１に等しい。例えば、本願の本実施形態では、ｎ＝５が選択される。
【０２３４】
黒レベルリフトＢＬＬは、ここでは、非線形空間輝度値であり、段階６０７におけるＢＬｏｆｆｓｅｔは、線形空間輝度値であることを理解されたい。輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅに対して、最小のソース輝度が最小の画面輝度にマッピングされることができ、黒レベルリフトＢＬＬは、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅにわずかに影響を与えることを確保するために、ＢＬＬは、正規化された黒レベルリフトＢＬＬｎｏｒｍを取得するために正規化される必要がある。正規化の結果は、
ＢＬＬｎｏｒｍ＝ｍａｘ（（ＢＬＬ−ｎｏｒｍ＿ｙ１）／（ｎｏｒｍ＿ｙ０−ｎｏｒｍ＿ｙ１）×（ｍｉｎＤＬ−ｍａｘＳＬ）、０）    （３５）
であり、ｎｏｒｍ＿ｘ０＝ｍｉｎＳＬ、であり、ｎｏｒｍ＿ｙ０＝ｍｉｎＤＬｘ（１−ｍｉｎＳＬ）＾ｎであり、ｎｏｒｍ＿ｘ１＝ＫＰであり、ｎｏｒｍ＿ｙ１＝ｍｉｎＤＬｘ（１−ＫＰ）＾ｎである。
【０２３５】
９０９．計算を通じて、出力された輝度マッピング曲線ｅ２を取得する。
【０２３６】
出力された輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅは、ｅ２＝ｅ１＋ＢＬＬｎｏｒｍであり、ＢＬＬｎｏｒｍは、黒レベルにより生じる正規化された輝度値リフトである。
【０２３７】
９１０．変換を通じて、一次元ルックアップテーブルＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得する。
【０２３８】
本実施形態において、輝度マッピング曲線の一般性を確保するために、一次元ルックアップがＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを表すために用いられる。この場合、ｎ個のサンプリングポイント｛（ｘ０、ｙ０）、（ｘ１、ｙ１）、...、（ｘｎ、ｙｎ）｝は、変換を通じて一次元ルックアップテーブル、すなわち、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＝｛ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｘ、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｙ｝を取得するために、マッピング曲線ｅ２色選択される。
【０２３９】
ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｘ＝（ｘ０、ｘ１、...、ｘｎ）は、ｎ個のサンプリングポイントの水平座標、すなわち、曲線の入力を表し、輝度マッピングの前の輝度信号を示す。
【０２４０】
ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ＿ｙ＝（ｙ０、ｙ１，...、ｙｎ）は、ｎ個のサンプリングポイントの垂直座標、すなわち、曲線の出力を表し、輝度マッピングの後の輝度信号を示す。
【０２４１】
実際の適用では、マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅは、必要に応じて、別の方式で（例えば、式を通じて）表されてよい。詳細については、段階６００におけるＴＭ＿Ｃｕｒｖｅの説明を参照されたい。
【０２４２】
任意の方式では、入力される輝度は、ソース信号の輝度範囲（ｍｉｎＳＬ、ｍａｘＳＬ）に基づいてまず正規化され、次に、正規化された入力される輝度は、正規化された出力される輝度に対してマッピングされ、最後に、正規化された出力される輝度は、ディスプレイデバイスの輝度範囲（ｍｉｎＤＬ、ｍａｘＤＬ）に基づいて非正規化されて、最終的な出力される輝度を取得する。輝度マッピング曲線は、この場合、相対的な値のマッピング曲線であり、マッピング曲線の入力［０、１］は、［ｍｉｎＳＬ、ｍａｘＳＬ］を表し、マッピング曲線の出力［０、１］は、［ｍｉｎＤＬ、ｍａｘＤＬ］を表す。一方、本願の本実施形態では、輝度マッピング曲線について、出力される輝度が入力される輝度に基づいて直接計算されており、したがって、輝度マッピング曲線は、この場合、絶対値のマッピング曲線であり、マッピング曲線の入力［０、１］は、［０、１００００］ニトを表し、マッピング曲線の出力［０、１］は、［０、１００００］ニトを表す。
【０２４３】
本願の本実施形態において、従来の輝度マッピング曲線を３つの部分に分割するために、２つの閾値が選択される。低輝度の部分（すなわち、輝度値が第１の輝度値より小さい又はこれに等しい輝度部分）は圧縮されず、高輝度の部分（すなわち、輝度値が第１の閾値より大きい輝度部分）が圧縮される。そして、高輝度の部分は、さらに、２つの部分に分割される。曲線を用いることにより、輝度値が第１の閾値より大きく、第２の閾値より小さい又はこれに等しい輝度部分に対して、フレキシブルな圧縮が実行されることで、できるだけ多くの部分の輝度の細部を保持しており、曲線は、第１の閾値及び第２の閾値に基づいて、フィッティングを通じて取得される。輝度値が第２の輝度ニーポイントに対応する輝度値より大きい部分に対して、第２の圧縮が実行される、すなわち、第２の閾値より高い輝度が第２の閾値に対してマッピングされる。区分輝度マッピングの間、輝度の特性が十分に考慮され、輝度の細部をできるだけ多く保持しており、それにより、輝度マッピングの適切性を改善する。さらに、輝度マッピング曲線については、輝度マッピング曲線に対するディスプレイデバイスの黒レベルの影響が考慮されており、低輝度の部分の輝度の細部が保持される。
【０２４４】
図１０は、本願の実施形態に係る別のＨＤＲビデオ信号輝度の処理方法のフローチャートである。
【０２４５】
例えば、本願の本実施形態における入力源のビデオ信号は、シーンライト信号、すなわち、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号である。
【０２４６】
方法は、以下の段階を含んでよい。
【０２４７】
１０００．計算を通じて輝度マッピング曲線ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを取得する。
【０２４８】
この段階は、段階６００と同一である。詳細については、段階６００の説明を参照されたい。輝度マッピング曲線は、図９に示される方法を用いることによる計算を通じて取得される輝度マッピング曲線別の方法を用いることにより取得される輝度マッピング曲線であってよい。これが本願の本実施形態において限定されることはない。例えば、図９に示される方法を用いることによる計算を通じた輝度マッピング曲線の取得の間、ＭａｘＳｒｃＬｕｍａ＝ＬＷ及びＭｉｎＳｒｃＬｕｍａ＝０であることが特定されてよく、ＬＷは、ＨＬＧシーンライト信号が変換されるディスプレイ信号に対応する最大ディスプレイ輝度である。
【０２４９】
１００１．線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓを計算する。
【０２５０】
例えば、本願の本実施形態において入力されるビデオ信号は、ＹＵＶ空間におけるＨＤＲ  ＨＬＧ信号ＹＵＶ０であり、ＲＧＢ色空間における非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓを取得するために、色空間変換がＹＵＶ０に対して実行される。さらに、非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓに変換される。任意の事例において、非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、ＨＬＧ  ＯＥＴＦ−１曲線を用いることにより、線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓに変換される。標準的な色空間変換処理は、色空間変換のために用いられ、Ｒｓ、Ｇｓ及びＢｓは、範囲［０、１］内にある。任意の事例において、他のＹＣＣ空間におけるＨＤＲ  ＨＬＧ信号が代替的に処理されてよい。
【０２５１】
この場合、ＹＵＶからＲＧＢへの変換は、色空間変換であるが、非線形ＲＧＢ信号から線形ＲＧＢ信号への変換は、色空間変換に関するものではないとみなされることを理解されたい。つまり、この場合、非線形ＲＧＢ信号及び線形ＲＧＢ信号は同じＲＧＢ色空間に属する。
【０２５２】
任意の事例では代替的に、ＹＵＶ信号から非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓへの入力されるビデオ信号の変換は、色空間変換とみなされてよく、非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓから線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓへの変換も色空間変換とみなされてよいことを理解されたい。この場合、非線形信号シーンライト信号及び線形信号シーンライト信号は異なる色空間に属する。
【０２５３】
１００２．シーンライトの輝度Ｙｓを計算する。
【０２５４】
シーンライトの輝度Ｙｓは、式
Ｙｓ＝ｃｒｘＲｓ＋ｃｇｘＧｓ＋ｃｂｘＢｓ    （３６）
に従って計算される。
【０２５５】
Ｙｓは線形シーンライトの輝度信号である。シーンライトの輝度信号は、シーンライト信号の輝度を表す成分である。パラメータｃｒ、ｃｇ及びｃｂの選択は、線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓの色域に関連する。線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓの色域がＢＴ．２０２０である場合、計算パラメータは、ｃｒ＝０．２６２７、ｃｇ＝０．６７８０及びｃｂ＝０．０５９３である。線形シーンライト信号の異なる色域が異なる計算パラメータに対応している。したがって、ライト信号の色域に基づいて、輝度計算の間に色域に対応する線形輝度計算パラメータが選択される必要がある。計算されるシーンライトの輝度の範囲は、Ｙｓ＝［０、１］である。
【０２５６】
任意の事例において、ＨＬＧ線形シーンライト信号は、ＩＴＵ  ＢＴ．２１００において規定されているＨＬＧ  ＯＯＴＦを用いることにより、表示用の線形ディスプレイライト信号に変換される。方法によれば、「システムガンマ」に関連するパラメータは、実際のディスプレイデバイスの最大輝度と最小輝度とに基づいて計算され、そして、線形シーンライト信号は、ディスプレイデバイスのダイナミックレンジ内の線形ディスプレイライト信号に変換される。
【０２５７】
ＨＬＧ  ＯＯＴＦは、
【数３２】
2021529339.tif 000034
のように定義される。
【０２５８】
線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓは、上述の式に従って、線形ディスプレイライト信号ＲＤＧＤＢＤに変換され、Ｙｓは、線形シーンライトの輝度であり、α、β及びγは計算パラメータである。計算は、
ＹＳ＝０．２６２７ＲＳ＋０．６７８９ＧＳ＋０．０５９３ＢＳ
α＝（ＬＷ−ＬＢ）
β＝ＬＢ                    （３８）
γ＝１．２＋０．４２Ｌｏｇ１０（ＬＷ／１０００）    （３９）
のとおり実行される。
【０２５９】
ＬＷ及びＬＢはそれぞれ、ディスプレイデバイスの最大輝度及び最小輝度である。
【０２６０】
任意の事例では、シーンライトの輝度ＹＳは、取得された後にディスプレイの輝度に変換され、ディスプレイの輝度に対して輝度マッピング処理が実行される、つまり、ディスプレイの輝度に対してトーンマッピング処理が実行される。
【０２６１】
１００３．シーンライトの輝度を線形ディスプレイ輝度Ｙｄに変換する。
【０２６２】
シーンライト信号に基づいて取得される輝度信号は、シーンライトの輝度信号であり、シーンライトの輝度信号は、ディスプレイライトの輝度信号に変換される必要があることを理解されたい。この段階は、システムガンマを用いることにより、線形シーンライトの輝度Ｙｓが線形ディスプレイ輝度Ｙｄに変換される輝度信号タイプ変換についての例示的な実施例である。計算は、
Ｙｄ＝（Ｙｓ＾γ）×ＬＷ    （４０）
のとおり実行され、
γ＝１．２＋０．４２Ｌｏｇ１０（ＬＷ／１０００）である。
【０２６３】
例えば、本願の本実施形態において、ディスプレイ信号の最大輝度は、ＬＷ＝１０００ｎｉｔに設定される。ＬＷは、代替的に、別の値に設定されてよい。
【０２６４】
シーンライトの輝度をディスプレイの輝度に変換することで、シーン信号及びディスプレイ信号の処理の互換性を改善する。
【０２６５】
１００４．ディスプレイの輝度Ｙｄを非線形空間に変換して、ＮＬ＿Ｙｄを取得する。
【０２６６】
この段階は、段階６０３と同一である。詳細については、段階６０３の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【０２６７】
１００５．非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｄに対して輝度マッピングを実行する。
【０２６８】
この段階は、段階６０４と同一である。詳細については、段階６０４の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【０２６９】
１００６．マッピング後に取得した非線形ディスプレイライト輝度信号ＮＬ＿Ｙｔを線形空間に変換して、線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｔを取得する。
【０２７０】
この段階は、段階６０５と同一である。詳細については、段階６０５の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【０２７１】
１００７．線形輝度利得Ｋを計算する。
【０２７２】
例えば、Ｋ＝Ｙｔ／Ｙｓは、真である。特に、Ｋは、輝度マッピングの後に取得され、輝度マッピングの前のシーンライトの輝度信号Ｙｓに対する線形空間における輝度信号Ｙｔの比を表す。
【０２７３】
１００８．以下のように、処理された線形ディスプレイライト信号を計算する。
（Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ）＝Ｋ×（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）＋（ＢＬｏｆｆｓｅｔ、ＢＬｏｆｆｓｅｔ、ＢＬｏｆｆｓｅｔ)    （４１）
【０２７４】
Ｒｔ、Ｇｔ及びＢｔはそれぞれ、輝度マッピング処理後に取得される線形ディスプレイライト信号の赤成分、緑成分及び青成分であり、ＢＬｏｆｆｓｅｔは、ディスプレイデバイスの黒レベル（ｂｌａｃｋ  ｌｅｖｅｌ）である。詳細については、段階６０７の説明を参照されたい。
【０２７５】
処理された線形ディスプレイライト信号ＲｔＧｔＢｔが取得された後に、色空間変換は、実際のディスプレイデバイスの色空間に基づいて、線形ディスプレイライト信号ＲｔＧｔＢｔに対して実行され、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲及び色空間の両方にマッチングする処理されたビデオ信号を取得するために、信号ＲｔＧｔＢｔがディスプレイデバイスの色空間に変換される。例えば、ディスプレイデバイスの色空間がｓＲＧＢ空間である場合、信号ＲｔＧｔＢｔは、直接表示されてよく、信号ＲｔＧｔＢｔに対して色空間変換が実行される必要はない。ディスプレイデバイスの色空間がＹＵＶである場合、信号ＲｔＧｔＢｔは、ＹＵＶ空間におけるビデオ信号ＹＵＶ１に変換される。
【０２７６】
本願の本実施形態において、シーンライト信号の輝度信号は、ディスプレイライトの輝度信号に変換され、線形ディスプレイライト輝度信号は、非線形空間に変換され、輝度マッピングは、非線形空間におけるディスプレイの輝度に対して実行され、その結果、ディスプレイデバイスにより表示され得る輝度範囲に対して、ＨＤＲビデオ信号のディスプレイの輝度範囲を適切にマッピングできる。これにより、ピクチャのコントラスト比、輝度及び細部の表現を改善する。ＨＬＧシーン信号が線形ディスプレイライト輝度信号に変換された後、線形ディスプレイライト輝度信号が直接表示されることはないが、線形ディスプレイライト輝度信号が非線形空間に変換され、非線形空間において、輝度マッピングが実行される。非線形空間において輝度マッピングが実行されるので、輝度マッピングにより生じるエラーは、均等に分散され、ビデオ信号の最終的な表示効果に対して比較的影響が小さく、特に、低い輝度で表示する場合、マッピングの後に取得されるディスプレイの輝度の分散が適切であり、表示されるピクチャは完全に暗いわけではない。さらに、本願の本実施形態において、輝度マッピング曲線に対するディスプレイデバイスの黒レベルの影響が考慮されており、低輝度の部分の輝度の細部が保持される。さらに、本願の本実施形態において提供されるＨＤＲ信号の輝度処理方法によれば、ＨＤＲ信号は、ＳＤＲ信号に変換されてよい。これにより、ＨＤＲ信号とのＳＤＲディスプレイデバイスの互換性を改善する。
【０２７７】
理解を容易にする目的で、図６、図９及び図１０における方法の実施形態あ、段階を用いることにより方法を説明することを理解されたい。方法フローチャート、すなわち、図６、図９及び図１０は、方法のシーケンスを示すが、いくつか場合において、説明される段階は、ここでのシーケンスとは異なるシーケンスにおいて実行され得る。
【０２７８】
図１３は、本願の実施形態に係るビデオ信号処理装置を示す。装置は、輝度取得ユニット１３０１、第１の変換ユニット１３０２、輝度マッピングユニット１３０３、第２の変換ユニット１３０４、利得計算ユニット１３０５及びディスプレイ信号取得ユニット１３０６を含む。任意で、装置は、さらに、補償ユニット１３０７及び色空間変換ユニット１３０８を含んでよい。
【０２７９】
輝度取得ユニット１３０１は、第１の線形輝度信号を取得するように構成され、第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青ＲＧＢ信号に基づいて取得される。詳細については、段階５０１の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【０２８０】
任意で、処理対象のビデオ信号がＨＤＲ  ＰＱ信号である場合、輝度取得ユニット１３０１は、具体的には、ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、第１の非線形ＲＧＢ信号を第１の線形ＲＧＢ信号に変換し、第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。詳細については、段階６０１及び６０２の説明を参照されたい。
【０２８１】
処理対象のビデオ信号がハイブリッドログガンマＨＬＧ信号である場合、輝度取得ユニット１３０１は、具体的には、ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得し、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換し、第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得し、第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、第１の線形輝度信号を取得するように構成される。詳細については、段階１００１、段階１００２及び段階１００３の説明を参照されたい。
【０２８２】
第１の変換ユニット１３０２は、第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成される。
【０２８３】
詳細については、段階５０２の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。任意で、第１の変換ユニット１３０２は、さらに、段階６０３及び段階１００４を遂行するように構成されてよい。
【０２８４】
輝度マッピングユニット１３０３は、第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得するように構成される。
【０２８５】
詳細については、段階５０３の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。任意で、輝度マッピングユニット１３０３は、さらに、段階６０４及び段階１００５を遂行するように構成されてよい。輝度マッピングユニットは、メモリに格納されているルックアップテーブル、輝度マッピング曲線又は輝度マッピングの式を用いて、処理対象のビデオ信号に対して実行される輝度マッピングを遂行してよいことを理解されたい。輝度マッピング曲線については、段階６００及び図９に対応する本実施形態の説明を参照されたい。
【０２８６】
第２の変換ユニット１３０４は、第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される。
【０２８７】
詳細については、段階５０４の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。任意で、第２の変換ユニット１３０４は、さらに、段階６０５及び段階１００６を遂行するように構成されてよい。
【０２８８】
利得計算ユニット１３０５は、第２の線形輝度信号と第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算するように構成される。
【０２８９】
詳細については、段階５０５の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。任意で、利得計算ユニット１３０５は、さらに、段階６０６及び段階１００７を遂行するように構成されてよい。
【０２９０】
ディスプレイ信号取得ユニット１３０６は、輝度利得と第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成される。
【０２９１】
詳細については、段階５０６の説明を参照されたい。ここでは再び詳細を説明しない。
【０２９２】
補償ユニット１３０７は、ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に対して黒レベルリフトＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔを追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成され、ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値である。
【０２９３】
任意で、ディスプレイ信号取得ユニット１３０６及び補償ユニット１３０７は、段階６０７及び段階１００８をまとめて遂行できる。
【０２９４】
色空間変換ユニット１３０８は、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得するように構成され、ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である。ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットはＲＧＢであり、処理されたＲＧＢディスプレイ信号は直接表示されてよく、処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換が実行される必要はないことを理解されたい。
【０２９５】
例えば、以下では、本願において提供されるビデオ信号処理の特定の実施例を説明する。本願の本実施形態において、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号は、ＳＤＲ信号に変換され、ＳＤＲ信号をＳＤＲ  ＴＶに適応させる。本願の本実施形態において、まず飽和マッピングが実行され、次に、輝度マッピング及び色域マッピングが実行される。他の可能な実装態様において、飽和マッピング、輝度マッピング及び色域マッピングの処理シーケンスは変更されてよい。これが本願の本実施形態において限定されることはない。
【０２９６】
ＹｓＣｂｓＣｒｓは、端末がＡＶＳ２デコーディング再構成及びクロマアップサンプリングを実行した後の復元を通じて取得された４：４：４のＹＣｂＣｒ非線形ビデオ信号であると仮定する。各成分は１０ビットのデジタルコード値である。
【０２９７】
（１）ＹｉＣｂｉＣｒｉ信号（飽和マッピング）を計算する。
【０２９８】
ａ．正規化された元の輝度：
Ｙｎｏｒｍ＝（Ｙ−６４）／（９４０−６４）    （４２）
を計算する。
【０２９９】
Ｙｎｏｒｍは、範囲［０、１］にクリップされるべきである。
【０３００】
ｂ．飽和マッピング利得ＳｍＧａｉｎ：
ＳｍＧａｉｎ＝ｆｓｍ（Ｙｎｏｒｍ）    （４３）
を計算する。
【０３０１】
ｆｓｍ（）は、飽和マッピング曲線であり、輝度マッピング曲線ｆｔｍ（）に基づいた計算を通じて取得される。ｆｓｍ（）の計算段階は以下のとおりである。
【０３０２】
ｉ．輝度マッピング曲線ｆｔｍ（）を線形空間に変換して、線形輝度マッピング曲線：
ｆｔｍＬ（Ｌ）＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ｆｔｍ（ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｌ）））    （４４）
を取得し、
Ｌは、入力される線形輝度であり、ｎｉｔで測定され、ｆｔｍ（Ｌ）の結果は、線形輝度であり、ｎｉｔで測定される。
【０３０３】
ｉｉ．輝度マッピング曲線ｆｔｍＬ（）をＨＬＧ空間に変換して、ＨＬＧ空間における輝度マッピング曲線：
【数３３】
2021529339.tif 000035
を取得し、
ｅは、正規化されたＨＬＧ信号輝度であり、ｆｔｍＨＬＧ（ｅ）の結果は、正規化されたＨＬＧ信号輝度である。
【０３０４】
ｉｉｉ．飽和マッピング曲線ｆｓｍ（）：
【数３４】
2021529339.tif 000036
を計算し、
飽和マッピング曲線の入力はｅであり、ｆｓｍ（ｅ）は、ＨＬＧ空間における飽和マッピング利得である。
【０３０５】
ｃ．飽和マッピングの後に取得された信号：
【数３５】
2021529339.tif 000037
を計算する。
【０３０６】
ＹｉＣｂｉＣｒｉ信号は、１０ビットのデジタルコード値であり、Ｙｉの値は、区間［６４、９４０］内にあるべきであり、Ｃｂｉ及びＣｒｉの値はそれぞれ、区間［６４、９６０］内にあるべきである。
【０３０７】
（２）非線形Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号：
【数３６】
2021529339.tif 000038
【数３７】
2021529339.tif 000039
を計算する。
【０３０８】
Ｙ'ｓＣｂｓＣｒｓ信号は、１０ビットのデジタルコード値であり、上述の処理を通じて取得されるＲ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、浮動小数点の非線形色値であり、その値は、区間［０、１］にクリップされるべきである。
【０３０９】
（３）線形ＲｓＧｓＢｓ信号を計算し、入力信号の線形輝度Ｙｓ：
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（Ｅ'ｓ）    （５０）
を計算する。
【０３１０】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分の線形色値を表し、その値は、区間［０、１］内にあり、Ｅ'ｓは、Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号の任意の成分の非線形色値を表す。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）は、ＩＴＵ  ＢＴ．２１００に従って以下のように規定される。
【数３８】
2021529339.tif 000040
ここで、ａ＝０．１７８８３２７７、ｂ＝１−４ａ、及び、ｃ＝０．５−ａｘｌｎ（４ａ）である。
【０３１１】
線形輝度Ｙｓは、
Ｙｓ＝０．２６２７Ｒｓ＋０．６７８０Ｇｓ＋０．０５９３Ｂｓ    （５２）
に従って計算され、
Ｙｓは実数であり、その値は区間［０、１］内にある。
【０３１２】
（４）Ｙｔ信号を計算する。
【０３１３】
ａ．ディスプレイ輝度Ｙｄ：
Ｙｄ＝１０００（Ｙｓ）１．２    （５３）
を計算する。
【０３１４】
ｂ．視覚的に線形な輝度ＹｄＰＱ：
ＹｄＰＱ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｙｄ）    （５４）
を計算し、
【数３９】
2021529339.tif 000041
ｍ１＝２６１０／１６３８４＝０．１５９３０１７５７８１２５
ｍ２＝２５２３／４０９６×１２８＝７８．８４３７５
ｃ１＝３４２４/４０９６＝０．８３５９３７５＝ｃ３−ｃ２＋１
ｃ２＝２４１３／４０９６ｘ３２＝１８．８５１５６２５
ｃ３＝２３９２／４０９６ｘ３２＝１８．６８７５
である。
【０３１５】
ｃ．輝度マッピングを実行して、ＹｔＰＱ：
ＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）    （５６）
を取得する。
【０３１６】
式におけるｆｔｍ（）は、
【数４０】
2021529339.tif 000042
のように定義される。
【０３１７】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．４０６４×α０（ｘ）＋０．５７９１×α１（ｘ）＋β０（ｘ）
【数４１】
2021529339.tif 000043
のように定義される。
【０３１８】
ｄ．輝度マッピングの後に取得される正規化された線形輝度Ｙｔを計算する。
Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ＹｔＰＱ）    （５９）
ここで、
【数４２】
2021529339.tif 000044
である。
【０３１９】
したがって、Ｙｔの計算式は、
Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ｆｔｍ（ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（１０００（Ｙｓ）１．２））    （６１）
であり、
Ｙｔは実数であり、その値は、区間［０、２００］にクリップされるべきである。
【０３２０】
（５）輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎを計算する。
【０３２１】
輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎは、
【数４３】
2021529339.tif 000045
に従って計算される。
【０３２２】
（６）ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号：
Ｅｔｍ＝Ｅｓ×ＴｍＧａｉｎ    （６３）
を計算する。
【０３２３】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分を表し、Ｅｔｍは、ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号の任意の成分を表す。
【０３２４】
（７）ＲｔＧｔＢｔ信号（色域マッピング）を計算する。
【数４４】
2021529339.tif 000046
【０３２５】
上述の処理を通じて取得されるＲｔＧｔＢｔは、浮動小数点の線形色値であり、その値は、区間［０、２００］にクリップされるべきである。 
【０３２６】
（８）Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔ信号を計算する。
Ｅ'ｔ＝（Ｅｔ／２００）１／γ    （６５）
【０３２７】
（９）ＹｔＣｂｔＣｒｔ信号を計算する。
【数４５】
2021529339.tif 000047
【数４６】
2021529339.tif 000048
【０３２８】
例えば、本実施形態において、γの値は、２．２又は２．４であってよい、又は、別の値であってよい。γの値は、実際の状況に基づいて選択されてよく、本願の本実施形態において限定されることはない。
【０３２９】
Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔは、非線形色値であり、その値は、区間［０、１］内にある。上述の処理を通じて取得されるＹ'ｔＣｂｔＣｒｔ信号は、１０ビットのデジタルコード値であり、Ｙ'ｔの値は、区間［６４、９４０］内にあるべきであり、Ｃｂｔ及びＣｒｔの値はそれぞれ、区間［６４、９６０］内にあるべきである。
【０３３０】
図１４は、本願の実施形態に係るＨＤＲ端末の技術的解決手段の処理フローチャートであり、ビデオ端末間システム全体のテクニカルフレームワーク及び関連する範囲を示す。図１４に示されるように、本願の本実施形態において提供される端末間システムのテクニカルフレームワークは、ＨＤＲ  ＨＬＧビデオ信号をＳＤＲ信号に変換して、ＳＤＲ信号をＳＤＲ  ＴＶに適応させるために用いられてよく、また、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号をＨＤＲ  ＰＱ信号に変換して、ＨＤＲ  ＰＱ信号を表示用のＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに適応させるために用いられてよい。任意で、ＳＤＲ信号を再生用のＳＤＲ  ＴＶに適応させるために、ＨＤＲ  ＰＱ信号は、ＳＤＲ信号に変換されてよい。任意で、ビデオ信号のダイナミックメタデータは、破棄されてよく、スタティックメタデータのみが保持され、その結果、ビデオ信号は、再生用のＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに適応する。テクニカルフレームワークは、ＨＤＲビデオ信号及びそのダイナミックメタデータ又はスタティックメタデータに対して、第２オーディオビデオコーデック規格（２ｎｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄ、ＡＶＳ２）のエンコーディングを実行してＡＶＳ２ビットストリームを取得し、そして、ＡＶＳ２ビットストリームを端末に伝送するために用いられることを理解されたい。任意で、別の既存の符号化規格、例えば、高効率ビデオコーディング（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ、ＨＥＶＣ）、又は、ＨＤＲビデオをサポートできる別の将来の新たな符号化規格などが用いられてよい。これが本願の本実施形態において限定されることはない。
【０３３１】
以下では、本願の実施形態において提供されるビデオ信号変換処理の実施例を説明する。
【０３３２】
１１０１．ＨＤＲ入力信号源のフォーマット
【０３３３】
本願の本実施形態においてサポートされるＨＤＲ入力信号源は、端末により受信されるＡＶＳ２ビットストリームである。ＡＶＳ２ビットストリームがデコードされた後、４：２：０のフォーマットの１０ビット整数タイプのＹＣｂＣｒ色差信号（以下では略して、ＹＣＣ信号と称される、本明細書において繰り返さない）及び関連するＨＤＲスタティック又はダイナミックメタデータ。
【０３３４】
ＹＣＣ  ＨＤＲ信号は、表１に列挙されるいくつかのフォーマットを有してよい。
【表１】
2021529339.tif 000049
【０３３５】
参照として、ＡＶＳ２ビットストリームにおける４Ｋ超高精細テレビのプログラムビデオパラメータのカプセル化が表２に列挙される。
【表２】
2021529339.tif 000050
【０３３６】
１１０２．ＨＤＲ信号が出力されるＴＶのタイプ及び推奨される適応方式
【０３３７】
制作時間の間の差に起因して、端末に接続され得るＴＶは、性能をサポートするＨＤＲ信号において、格段に異なる。概して、以前のＴＶモデルは、新しい信号フォーマットをサポートするのが困難である。これを考慮して、デコーディング端末は、ＴＶの性能をサポートするＨＤＲ信号間の差に基づいて、互換性の適用を実行する必要がある。
【０３３８】
ＴＶの性能を受信及び処理する異なるＨＤＲ信号に基づいて、端末デバイスが接続される必要があり得るＴＶは、表３に列挙されるように、以下のいくつかのタイプに分類される。
【表３】
2021529339.tif 000051
【０３３９】
本願の本実施形態においおて、対応する信号変換処理は、信号とＴＶとの間の互換性の適用を実行するために、端末により受信されるＨＤＲ信号の異なるフォーマット、及び、接続されるＴＶの性能をサポートする異なるＨＤＲ信号に基づいて実行される。
【０３４０】
１１０３．ＨＤＲ  ＨＬＧ信号とＳＤＲ  ＴＶとの間の互換性の適用
【０３４１】
ＹｓＣｂｓＣｒが、端末がＡＶＳ２デコーディング再構成及びクロマアップサンプリングを実行した後の復元を通じて取得さっる４：４：４のＹＣｂＣｒ非線形ビデオ信号であると仮定する。各成分は、１０ビットのデジタルコード値である。
【０３４２】
（１）非線形Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号：
【数４７】
2021529339.tif 000052
【数４８】
2021529339.tif 000053
を計算する。
【０３４３】
ＹｓＣｂｓＣｒｓ信号は、１０ビットのデジタルコード値であり、上述の処理を通じて取得されるＲ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、浮動小数点の非線形色値であり、その値は、区間［０、１］にクリップされるべきである。
【０３４４】
入力ＨＤＲ  ＨＬＧビデオ信号は、ＹＣＣ空間におけるビデオ信号である、つまり、ＨＬＧ信号はシーンライト信号である。非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓを取得するために、ＨＬＧビデオ信号は、色空間変換を通じてＲＧＢ色空間に変換される。本願の本実施形態において、輝度マッピング処理は、ＲＧＢ色空間において遂行される。色空間変換を通じて取得されるビデオ信号は非線形ビデオ信号であることを理解されたい。入力がＨＬＧ信号である場合、色空間変換を通じて取得される信号は、非線形シーンライト信号である。
【０３４５】
（２）線形ＲｓＧｓＢｓ信号を計算し、入力信号の輝度Ｙｓを計算する。
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（Ｅ'ｓ）    （７０）
【０３４６】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分を表し、Ｅ'ｓは、Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号の任意の成分を表す。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）は、ＩＴＵ  ＢＴ．２１００に従って、以下のとおり規定される。
【数４９】
2021529339.tif 000054
ａ＝０．１７８８３２７７であり、ｂ＝１−４ａであり、ｃ＝０．５−ａ×ｌｎ（４ａ）５ｂである。
【０３４７】
第１の線形ディスプレイライト輝度信号は、線形ビデオ信号に基づいて取得される。例えば、第１の線形ディスプレイライト輝度信号は線形ディスプレイライト輝度信号である。本願の本実施形態において、入力がＨＤＲ  ＨＬＧ信号であるので、線形ビデオ信号は線形シーンライト信号であり、線形シーンライト信号に基づいて取得される輝度信号Ｙｓはシーン輝度信号である。
【０３４８】
線形輝度Ｙｓは、
Ｙｓ＝０．２６２７＋０．６７８０＋０．０５９３    （７２）
に従って計算される。
【０３４９】
（３）Ｙｔ信号を計算する。
【０３５０】
（ａ）ディスプレイの輝度Ｙｄ：
Ｙｄ＝１０００    （７３）
を計算する。
【０３５１】
入力信号は、シーンライト信号であるＨＤＲ  ＨＬＧ信号であることを理解されたい。上述の段階において計算されたＹｓは、線形シーン輝度であり、輝度マッピング曲線の入力は、ディスプレイの輝度である。したがって、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号は、まず、輝度マッピングが実行される前にディスプレイライトの輝度信号Ｙｄに変換される必要がある。
【０３５２】
（ｂ）非線形輝度ＹｄＰＱを計算する。
ＹｄＰＱ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｙｄ）    （７４）
ここで、
【数５０】
2021529339.tif 000055
であり、
ｍ１＝２６１０／１６３８４＝０．１５９３０１７５７８１２５
ｍ２＝２５２３／４０９６×１２８＝７８．８４３７５
ｃ１＝３４２４／４０９６＝０．８３５９３７５＝ｃ３−ｃ２＋１
ｃ２＝２４１３／４０９６×３２＝１８．８５１５６２５
ｃ３＝２３９２／４０９６×３２＝１８．６８７５
である。
【０３５３】
さらに、非線形空間において輝度マッピングが実行され、輝度マッピングに対する入力が非線形ディスプレイ輝度であるので、非線形ディスプレイ輝度ＹｄＰＱを取得するために、線形ディスプレイ輝度が非線形空間に変換される必要がある。
【０３５４】
（ｃ）輝度マッピングを実行して、ＹｔＰＱを取得する。
ＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）        （７６）
【０３５５】
式におけるｆｔｍ（）は、
【数５１】
2021529339.tif 000056
のように定義される。
【０３５６】
関数ｈｍｔ（）は、
ｈｍｔ（ｘ）＝０．２６４３×α０（ｘ）＋０．５０８１×α１（ｘ）＋β０（ｘ）    （７８）
【数５２】
2021529339.tif 000057
のように定義される。
【０３５７】
（ｄ）輝度マッピングの後に取得された正規化された線形輝度Ｙｔを計算する。
Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ＹｔＰＱ）    （８０）
であり、
【数５３】
2021529339.tif 000058
である。
【０３５８】
輝度マッピングの後に取得される信号は、非線形ディスプレイライト輝度信号である。例えば、非線形ディスプレイライト輝度信号は、ＰＱ  ＥＯＴＦ曲線を用いることにより、線形ディスプレイライト輝度信号Ｙｔに変換されてよい。
【０３５９】
要約すると、Ｙｔの計算式は、
Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ｆｔｍ（ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（１０００（Ｙｓ）１．２））    （８２）
であり、
Ｙｔは実数であり、その値は、区間［０、１００］内にある。
【０３６０】
（４）輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎを計算する。
【０３６１】
輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎは、
【数５４】
2021529339.tif 000059
に従って計算される。
【０３６２】
（５）飽和マッピング利得ＳｍＧａｉｎを計算する。例えば、本実施形態において、γの値は、２．２又は２．４であってよい、又は、別の値であってよい。γの値は、実際の状況に基づいて選択されてよく、本願の本実施形態において限定されることはない。
【０３６３】
（ａ）輝度マッピング前の非線形ディスプレイ輝度値：
ＹｄＧＭＭ＝（Ｙｄ／１０００）１／γ＝（１０００（Ｙｓ）１．２／１０００）１／γ    （８４）
を計算する。
【０３６４】
（ｂ）輝度マッピング後の非線形ディスプレイ輝度値：
ＹｔＧＭＭ＝（Ｙｔ／１０００）１／γ    （８５）
を計算する。
【０３６５】
（ｃ）飽和マッピング利得ＳｍＧａｉｎ：
【数５５】
2021529339.tif 000060
を計算する。
【０３６６】
（６）ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号：
Ｅｔｍ＝Ｅｓ×ＴｍＧａｉｎ    （８７）
を計算する。
【０３６７】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分を表し、Ｅｔｍは、ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号の任意の成分を表す。
【０３６８】
（７）ＲｔＧｔＢｔ信号（色域マッピング）：
【数５６】
2021529339.tif 000061
を計算する。
【０３６９】
例えば、色域マッピングは、
【数５７】
2021529339.tif 000062
に従ってよい。
【０３７０】
（８）Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔ信号：
Ｅ'ｔ＝ＥＯＴＦ−１（Ｅｔ）    （９０）
を計算する。
【０３７１】
異なる適用シナリオに基づいて、関数ＥＯＴＦ−１（）は、ＢＴ．１８８６の逆ＥＯＴＦ関数又はＢＴ．２１００のＰＱ逆ＥＯＴＦ関数であってよい。例えば、Ｅ'ｔ＝（Ｅｔ／１００）１／２．４は、真である。
【０３７２】
（９）ＹｔＣｂｔＣｒｔ信号：
【数５８】
2021529339.tif 000063
【数５９】
2021529339.tif 000064
を計算する。
【０３７３】
Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔは、浮動小数点の非線形色値であり、その値は、区間［０、１］内にある。上述の処理を通じて取得されるＹｔＣｂｔＣｒｔ信号は、１０ビットのデジタルコード値である。
【０３７４】
（１０）ＹｏＣｂｏＣｒｏ信号（飽和マッピング）：
【数６０】
2021529339.tif 000065
を計算する。
【０３７５】
ＹｏＣｂｏＣｒｏ信号は、１０ビットのデジタルコード値である。この手順は、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号とＨＤＲ  ＰＱ信号との間の互換性適用処理に応用可能である。上述の処理手順における様々なパラメータは、異なる適応タイプに基づいて変化する。本願の本実施形態において、ビデオ信号については、輝度処理がまず実行され、次に色域処理が実行され、最後に飽和処理が実行されることを理解されたい。任意の事例では、色域処理及び輝度処理がまず実行されてよく、次に、飽和処理が実行される。
【０３７６】
上述のタイプのＴＶへのＨＤＲ  ＨＬＧ信号の伝送を実行するためには、本実施形態において、表４に列挙される方式が互換性の適用のために推奨される。
【表４】
2021529339.tif 000066
【０３７７】
表４において、タイプ２のテレビは、通常、ＢＴ．７０９の色域信号を処理する性能も有している。したがって、本実施形態において、タイプ２のテレビについて、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号は、ＢＴ．７０９の色域にも変換され、そして、色域変換を通じて取得される信号は、タイプ２のテレビに伝送される。
【０３７８】
ＢＴ．２０２０の色域からＢＴ．７０９の色域への変換
【０３７９】
そのような処理は、ＨＬＧ信号とＳＤＲ信号との間の互換性適用処理の段階である。この処理方法は、ＢＴ．２４０７レポートにおいて概念的に説明されてきているので、ＩＴＵレポートのコンテンツが、説明のための材料としてコンテンツのこの部分に紹介されている。
【０３８０】
ＩＴＵレポートにおけるＢＴ．２４０７−０セクション２にしたがって、線形行列ベースの変換方法を用いることにより、ＢＴ．２０２０広色域信号色ＢＴ．７０９信号への変換が実施され得る。この方法は、出力される信号に対して実行されるｈａｒｄ−ｃｌｉｐを除いて、ＩＴＵ規格ＢＴ．２０８７の逆の処理である。
【０３８１】
図１５は、変換処理を示す。
【０３８２】
具体的には、以下の段階が含まれる。
【０３８３】
（１）非線形信号を線形信号（Ｎ色Ｌ）に変換する。
【０３８４】
正規化されるＢＴ．２０２０非線形ＲＧＢ信号が（Ｅ'ＲＥ'ＧＥ'Ｂ）であり、その成分信号が、伝達関数を用いることにより線形信号（ＥＲＥＧＥＢ）に変換されると仮定する。本願の本実施形態において、伝達関数は、ＨＬＧ  ＥＯＴＦ関数であってよい。
【０３８５】
（２）行列（Ｍ）
【０３８６】
ＢＴ．２０２０の線形ＲＧＢ信号からＢＴ．７０９の線形ＲＧＢ信号への変換は、
【数６１】
2021529339.tif 000067
のような行列計算を通じて遂行されてよい。
【０３８７】
（３）線形信号を非線形信号に変換する（Ｌ  ｔｏ  Ｎ）
【０３８８】
ＩＴＵ−ＢＴ．２０８７−０規格によれば、ＢＴ．７０９の線形ＲＧＢ信号（ＥＲＥＧＥＢ）がＢＴ．７０９のディスプレイデバイスに用いられる必要がある場合、ＢＴ．７０９の線形ＲＧＢ信号は、ＩＴＵ  ＢＴ．１８８６において規定されているＯＥＴＦを用いることにより、ＢＴ．７０９の非線形ＲＧＢ信号（Ｅ'ＲＥ'ＧＥ'Ｂ）に変換される必要がある。例えば、本実施形態において、γの値は、２．２又は２．４であってよい、又は、別の値であってよい。γの値は、実際の状況に基づいて選択されてよく、本願の本実施形態において限定されることはない。
【０３８９】
変換式は、
Ｅ＝（Ｅ'）γ、０≦Ｅ'≦１    （９５）
のように示される。
【０３９０】
１１０４．ＨＤＲ  ＨＬＧ信号とＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶとの間の互換性適用処理
【０３９１】
ＩＴＵレポートにおけるＢＴ．２３９０−４のセクション７．２によれば、まず、ＨＬＧ信号からＰＱ信号への基準ピーク輝度ＬＷが１０００ｎｉｔであり、黒レベルＬｂが０であることが規定されている。
【０３９２】
当該レポートによれば、図１６に示される処理を用いることにより、ＨＬＧ画像と同一のＰＱ画像は、１０００ｎｉｔ内のカラーボリュームで生成され得る。
【０３９３】
ＨＤＲ  ＨＬＧ信号からＨＤＲ  ＰＱ信号への変換についての特定の処理は以下のとおりである。
【０３９４】
（１）線形シーンライト信号は、ＨＬＧ逆ＯＥＴＦ関数を用いることにより、１０００ｎｉｔのＨＬＧソース信号に基づいて生成され得る。
【０３９５】
（２）線形ディスプレイライト信号は、ＨＬＧ  ＯＯＴＦ関数を用いることにより、線形シーンライト信号に基づいて生成され得る。
【０３９６】
１０００ｎｉｔのＰＱディスプレイライト信号は、ＰＱ逆ＥＯＴＦ関数を用いることにより、線形ディスプレイライト信号に基づいて生成され得る。
【０３９７】
この処理手順は、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号をＨＤＲ  ＰＱ信号に変換し、ＨＤＲ  ＰＱ信号をＴＶに表示することである。
【０３９８】
このシナリオにおける完全な処理手順は、以下のとおり示される。
【０３９９】
ＹｓＣｂｓＣｒが、ＡＶＳ２デコーディング再構成及びクロマアップサンプリングを端末が実行した後の復元を通じて取得される４：４：４のＹＣｂＣｒ非線形ビデオ信号であると仮定する。各成分は、１０ビットのデジタルコード値である。
【０４００】
（１）非線形Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号を計算する。
【数６２】
2021529339.tif 000068
【数６３】
2021529339.tif 000069
【０４０１】
ＹｓＣｂｓＣｒｓ信号は、１０ビットのデジタルコード値であり、上述の処理を通じて取得されたＲ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、浮動小数点の非線形色値であり、その値は、区間［０、１］にクリップされるべきである。
【０４０２】
入力ＨＤＲ  ＨＬＧビデオ信号は、ＹＣＣ空間におけるビデオ信号であり、つまり、ＨＬＧ信号はシーンライト信号である。ＨＬＧビデオ信号が、色空間変換を通じてＲＧＢ色空間に変換されることで、非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓを取得する。本願の本実施形態において、輝度マッピング処理は、ＲＧＢ色空間において遂行される。色空間変換を通じて取得されるビデオ信号は、非線形ビデオ信号であることを理解されたい。入力がＨＬＧ信号である場合、色空間変換を通じて取得される信号は非線形シーンライト信号である。
【０４０３】
（２）線形ＲｓＧｓＢｓ信号を計算し、入力信号の線形輝度Ｙｓを計算する。
【０４０４】
非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓ信号に変換される。任意の事例では、非線形シーンライト信号Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓは、ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数を用いることにより、線形シーンライト信号ＲｓＧｓＢｓ信号に変換されてよい。変換は、
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（Ｅ'ｓ）    （９８）
に従って実行される。
【０４０５】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分を表し、Ｅ'ｓは、Ｒ'ｓＧ'ｓＢ'ｓ信号の任意の成分を表す。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）は、以下のように、ＩＴＵ  ＢＴ．２１００に従って規定される。
【数６４】
2021529339.tif 000070
ここで、ａ＝０．１７８８３２７７、ｂ＝１−４ａ、及び、ｃ＝０．５−ａｘｌｎ（４ａ）５ｂである。
【０４０６】
第１の線形ディスプレイライト輝度信号は、線形ビデオ信号に基づいて取得される。例えば、第１の線形ディスプレイライト輝度信号は、線形ディスプレイライト輝度信号である。本願の本実施形態において、入力がＨＤＲ  ＨＬＧ信号であるので、線形ビデオ信号は線形シーンライト信号であり、線形シーンライト信号に基づいて取得される輝度信号Ｙｓは、シーンライトの輝度信号である。ＨＤＲ  ＨＬＧ信号はまず、輝度マッピングが実行される前にディスプレイライトの輝度信号Ｙｄに変換される必要がある。
【０４０７】
線形輝度Ｙｓは、
Ｙｓ＝０．２６２７Ｒｓ＋０．６７８０Ｇｓ＋０．０５９３Ｂｓ    （１００）
に従って計算される。
【０４０８】
（３）Ｙｄ信号：
Ｙｄ＝１０００（Ｙｓ）１．２    （１０１）
を計算する。
【０４０９】
（４）輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎを計算する。
【０４１０】
輝度マッピング利得ＴｍＧａｉｎは、
【数６５】
2021529339.tif 000071
に従って計算される。
【０４１１】
（５）ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号：
Ｅｔｍ＝Ｅｓ×ＴｍＧａｉｎ    （１０３）
を計算する。
【０４１２】
式において、Ｅｓは、ＲｓＧｓＢｓ信号の任意の成分を表し、Ｅｔｍは、ＲｔｍＧｔｍＢｔｍ信号の任意の成分を表す。
【０４１３】
（６）Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔ信号：
Ｅ'ｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｅｔ）    （１０４）
を計算する。
【０４１４】
式にある、以下のように規定される関数ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（）については、ＩＴＵ  ＢＴ．２１００における表４を参照されたい。
【数６６】
2021529339.tif 000072
ここで、
ｍ１＝２６１０／１６３８４＝０．１５９３０１７５７８１２５
ｍ２＝２５２３／４０９６×１２８＝７８．８４３７５
ｃ１＝３４２４／４０９６＝０．８３５９３７５＝ｃ３−ｃ２＋１
ｃ２＝２４１３／４０９６×３２＝１８．８５１５６２５
ｃ３＝２３９２／４０９６×３２＝１８．６８７５
である。
【０４１５】
（７）ＹｔＣｂｔＣｒｔ信号：
【数６７】
2021529339.tif 000073
【数６８】
2021529339.tif 000074
を計算する。
【０４１６】
Ｒ'ｔＧ'ｔＢ'ｔは、浮動小数点の非線形色値であり、その値は、区間［０、１］内にある。上述の処理を通じて取得されるＹｔＣｂｔＣｒｔ信号は、１０ビットのデジタルコード値である。
【０４１７】
例えば、端末は、端末に接続されるＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに対して決定されるフレームレート、ビット幅及びクロマダウンサンプリング方式に基づいて、後続の処理、例えば、フレームレート調整、ビット幅調整、及び、４：４：４から４：２：２／４：２：０へのダウンサンプリングを遂行してよく、そして、変換を通じて生成されたＨＤＲ  ＰＱ信号をＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに伝送する。
【０４１８】
１１０５．ＨＤＲ  ＰＱ信号に対して実行される互換性の適用
【０４１９】
上述のタイプのＴＶへのＨＤＲ  ＰＱ信号の伝送を実施するために、表５に列挙される方式は、本実施形態における互換性の適用のために推奨される。
【表５】
2021529339.tif 000075
【０４２０】
ＨＤＲ  ＰＱ信号からＳＤＲ信号への変換
【０４２１】
ＨＤＲ  ＰＱ信号からＳＤＲ信号への変換は、パート１１０３において説明された共通の処理に基づいて実施されてよい。例えば、端末は、端末に接続されるＳＤＲ  ＴＶに対して決定されるフレームレート、ビット幅及びクロマダウンサンプリング方式に基づいて、後続の処理、例えば、フレームレート調整、ビット幅調整、及び、４：４：４から４：２：２／４：２：０へのダウンサンプリングを遂行し、そして、変換を通じて生成されたＳＤＲ信号をＳＤＲ  ＴＶに伝送してよい。
【０４２２】
ＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに伝送されるＨＤＲ  ＰＱ信号に対して実行される適応
【０４２３】
ＨＤＲ  ＰＱ信号をサポートする各既存のＨＤＲ  ＴＶがＨＤＭＩ２．０ａ及びその後のバージョンのＨＤＭＩインタフェースの性能を有し、ＨＤＲ  ＰＱ信号を処理する比較的成熟した性能を有することを考慮する。ＨＤＲ  ＰＱ信号が受信される場合、ＨＤＲ  ＰＱ信号及びスタティックメタデータは、ＨＤＭＩ２．０ａ及びその後のバージョンにおけるＨＤＭＩインタフェースを通じてＨＤＲ  ＴＶに直接出力されるべきであり、ＴＶは、ＨＤＲ  ＰＱ信号に対して実行される後続の表示処理を遂行することが本実施形態において推奨される。ＨＤＭＩインタフェース上の制限に起因して、ダイナミックメタデータをＴＶに伝送できないので、デコーディングが実行された後に、ダイナミックメタデータに対して、破棄処理が実行される必要がある。
【０４２４】
以下では、本願の実施形態において提供される試験解決手段を説明する。
【０４２５】
特定の動作は、以下の試験解決手段に従って、特定の期間の間、視聴者に対して評価対象の画像及び基準画像を継続的に再生すること、再生した後に、視聴者に対して特定の時間間隔を確保して、スコアを与えること、及び、いずれかの所与のスコアを平均化し、シーケンスの評価値、すなわち、評価対象の画像の評価値として平均スコアを用いることである。
【０４２６】
複数のテスタは、表６におけるスコアリング基準に従って、ＢＴ．５００−１３における画像品質及び障害をスコアリングするルールを基準として用いることにより、様々な試験対象に対してスコアを与える。
【表６】
2021529339.tif 000076
【０４２７】
ＳＤＲ  ＴＶへのＨＤＲ  ＨＬＧ信号の適応
【０４２８】
試験目的：比較試験は、ＨＤＲ  ＨＬＧ信号がＳＤＲ  ＴＶに送信される場合に、ＨＬＧ画像からＳＤＲピクチャへの適応変換が実行された後に、有益な画像効果をもたらすことができるか否かを示す。図１７は、試験ネットワーキングの概略図である。ここで、
ＤＵＴ１：ＨＬＧをＢＴ．７０９に変換する
ＤＵＴ２：ＨＬＧをＳＤＲ  ＢＴ．２０２０に変換する
ＢｅｎｃｈＭａｒｋ１：ＳＤＲ ＢＴ．７０９モードでＨＬＧ画像を視聴する
ＢｅｎｃｈＭａｒｋ１：ＨＬＧ  ＢＴ．２０２０モードでＨＤＲ  ＨＬＧ  ＴＶ上のＨＬＧ画像を視聴する
【０４２９】
ＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶに対するＨＤＲ  ＨＬＧ信号の適応
【０４３０】
図１８は、本願の実施形態に係る別の試験解決手段におけるネットワーキングモードの概略フローチャートである。ここで、
ＤＵＴ１：ＨＬＧをＨＤＲ  ＰＱ  ＢＴ．２０２０に変換する。
ＢｅｎｃｈＭａｒｋ１：ＳＤＲ ＢＴ．７０９モードでＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶ上のＨＬＧ画像を視聴する
Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ２：ＨＬＧ  ＢＴ．２０２０モードでＨＤＲ  ＰＱ  ＴＶ上のＨＬＧ画像を視聴する
【０４３１】
ＰＱ曲線のＨＤＲビデオについて、ＨＤＲ端末間システムが図１９に示される。プログラム制作を通じて、ＰＱ曲線のＨＤＲビデオ及びスタティックメタデータが取得され、ＨＤＲビデオ制作パラメータは、ＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８規格における規定に準拠する。ＨＤＲ前処理は、ダイナミックメタデータを取り出して、エンコーディング及び伝送のために用いられるＨＤＲビデオ及びメタデータを取得するために実行される。ＨＤＲビデオ及びメタデータに対してＡＶＳ２エンコーディング及びカプセル化が実行された後に、処理されたＨＤＲビデオ及びメタデータは、ネットワークに伝送される。受信端において、ＡＶＳ２デコーダは、デコーディングを実行して、ＨＤＲビデオ及びメタデータを取得する。ＳＤＲディスプレイ端末は、ＨＤＲビデオ及びメタデータを用いることにより、表示用のＳＤＲビデオを再構成する。ＨＤＲディスプレイ端末は、端末の表示能力が伝送のために生成されるＨＤＲビデオの輝度とマッチングする場合、ＨＤＲ表示を直接実行する。ＨＤＲディスプレイ端末は、ＨＤＲビデオ及びメタデータを用いることにより、端末の表示能力に基づいて適応を実行し、そして、端末の表示能力が伝送のために生成されたＨＤＲビデオの輝度とマッチングしない場合に、表示を実行する。
【０４３２】
ＨＬＧ曲線のＨＤＲビデオについて、プログラム制作の間に用いられる最大輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、ＨＤＲ端末間システムが図２０に示される。プログラム制作を通じて、ＨＬＧ曲線ＨＤＲビデオが取得され、ＨＤＲビデオ制作パラメータは、ＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８規格における規定に準拠する。ＨＤＲビデオに対してＡＶＳ２エンコーディングが実行された後、エンコードされたＨＤＲビデオは、ネットワークに伝送される。受信端において、ＡＶＳ２デコーダは、デコーディングを実行して、ＨＤＲビデオを取得し、そして、ＳＤＲ端末及びＨＤＲ端末は、ＨＤＲビデオ上に直接表示する。
【０４３３】
ＨＬＧ曲線のＨＤＲビデオについて、プログラム制作の間に用いられる最大輝度が１０００ｃｄ／ｍ２ではない場合、ＨＤＲ端末間システムは、図２１に示される。プログラム制作を通じて、ＨＬＧ曲線のＨＤＲビデオ及びスタティックメタデータが取得ｓれ、ＨＤＲビデオ制作パラメータは、ＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８規格における規定に準拠する。ＨＤＲビデオ及びスタティックメタデータに対してＡＶＳ２エンコーディング及びカプセル化が実行された後、処理されたＨＤＲビデオ及びスタティックメタデータは、ネットワークに伝送される。受信端において、ＡＶＳ２デコーダは、デコーディングを実行して、ＨＤＲビデオ及びスタティックメタデータを取得する。ＳＤＲディスプレイ端末は、表示を直接実行する。ＨＤＲディスプレイ端末は、ＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８で表５において特定される方法に従って、スタティックメタデータを用いることにより、ディスプレイガンマ値を調整し、そして、表示を実行する。
【０４３４】
メタデータ情報
【０４３５】
メタデータ情報ｍｅｔａｄａｔａ＿ｉｎｆｏ（）は、ダイナミックメタデータを含む。ダイナミックメタデータが、ダイナミックメタデータに関連する伝送される画像と組み合わせられる場合、ＨＤＲピクチャを再構成できる。
【０４３６】
ＨＤＲピクチャ特性
【０４３７】
ｈｄｒ＿ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（）は、ＨＤＲピクチャ信号特性、すなわち、ＨＤＲピクチャ色空間の識別子、及び、ＨＤＲピクチャに対する編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの原色の識別子を含む。
【０４３８】
ＨＤＲピクチャ色空間ｈｄｒＰｉｃＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ
【０４３９】
この変数は、ＨＤＲピクチャ色空間の、ＣＩＥ１９３１の規定に準拠する原色及び基準白色点を表す。
【０４４０】
ＨＤＲマスタリングディスプレイ色空間ｈｄｒＤｉｓｐｌａｙＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ
【０４４１】
この変数は、ＨＤＲピクチャに対して編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの色空間の、ＣＩＥ１９３１の規定に準拠する原色及び基準白色点を表す。
【０４４２】
ＨＤＲマスタリングディスプレイの最大ディスプレイ輝度ｈｄｒＤｉｓｐｌａｙＭａｘＬｕｍｉｎａｎｃｅ
【０４４３】
この変数は、ＨＤＲピクチャに対して編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの名目上の最大ディスプレイ輝度を規定する。名目上の最大ディスプレイ輝度は、カンデラ毎平方メートル（ｃｄ／ｍ２）の単位で５０ｃｄ／ｍ２の整数倍の概数にされる。
【０４４４】
ＨＤＲマスタリングディスプレイの最小ディスプレイ輝度ｈｄｒＤｉｓｐｌａｙＭｉｎＬｕｍｉｎａｎｃｅ
【０４４５】
この変数は、ＨＤＲピクチャに対して編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの名目上の最小ディスプレイ輝度を規定する。名目上の最小ディスプレイ輝度は、０．０００１ｃｄ/ｍ２の単位である。
【０４４６】
ｈｄｒＤｉｓｐｌａｙＭｉｎＬｕｍｉｎａｎｃｅは、ｈｄｒＤｉｓｐｌａｙＭａｘＬｕｍｉｎａｎｃｅより小さいべきである。変数が既知でない場合、変数は０に設定されるべきことが推奨される。
【０４４７】
ＳＤＲピクチャ特性
【０４４８】
ｓｄｒ＿ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（）は、ＳＤＲピクチャ信号特性、すなわち、ＳＤＲピクチャ色空間の識別子、及び、ＳＤＲピクチャに対して編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの名目上の最大及び最小輝度値を含む。
【０４４９】
ＳＤＲピクチャ色空間ｓｄｒＰｉｃＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ
【０４５０】
この変数は、ＳＤＲピクチャ色空間の、ＣＩＥ１９３１の規定に準拠する原色及び基準白色点を表す。
【０４５１】
ＳＤＲマスタリングディスプレイの最大輝度ｓｄｒＤｉｓｐｌａｙＭａｘＬｕｍｉｎａｎｃｅ
【０４５２】
この変数は、ＳＤＲピクチャに対して編集及びカラーグレーディングを実行するために用いられるマスタリングディスプレイの名目上の最大ディスプレイ輝度を規定する。名目上の最大ディスプレイ輝度は、１ｃｄ／ｍ２の単位で、５０ｃｄ／ｍ２の整数倍に四捨五入される。
【０４５３】
ＳＤＲマスタリングディスプレイの最小輝度ｓｄｒＤｉｓｐｌａｙＭｉｎＬｕｍｉｎａｎｃｅ
【０４５４】
ｌｕｍｉｎａｎｃｅ＿ｍａｐｐｉｎｇ＿ｖａｒｉａｂｌｅｓ（）は、輝度マッピング変数を含み、ルックアップテーブルｌｕｔＭａｐＹを構築するために用いられる。
【０４５５】
トーンマッピング入力信号の黒レベルオフセットｔｍＩｎｐｕｔＳｉｇｎａｌＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＯｆｆｓｅｔ
【０４５６】
輝度マッピング曲線を再構成する処理において、この変数は、信号利得計算の第１段階を実行するために用いられ、カラーボリューム再構成の間に除去される黒レベルオフセットを表す。この変数の値は、［０、１］の範囲にあるべきであり、（１÷２５５）の整数倍である。
【０４５７】
受信端末
【０４５８】
異なる適用シナリオにおける本願の実施形態において、どのように受信端末がＨＤＲ後処理を実行するかが特定される。ＨＤＲ後処理は、２つの場合に分類される。
【０４５９】
（１）セットトップボックスは、セットトップボックスに配置される後処理モジュールと共に、テレビと組み合わせられる。
【０４６０】
ユーザは、最大ディスプレイ輝度、最小ディスプレイ輝度及び色域などのテレビの表示能力に基づいて、セットトップボックスの遠隔制御を用いることにより、パラメータの設定を実行し、セットトップボックスは、テレビの表示能力を認識する。セットトップボックスは、受信したプログラムビットストリームを解析して情報を取得し、プログラムは、ＳＤＲプログラム／ＨＤＲプログラム、最大輝度及び最小輝度などである。プログラムビットストリームが、テレビの表示能力にマッチングする場合、セットトップボックスは、オーディオ／ビデオデコーディングを実行し、ＨＤＭＩ（登録商標）を通じて、表示用のテレビに情報を送信する。プログラムビットストリームがテレビの表示能力にマッチングしなかった場合、セットトップボックスは、オーディオ／ビデオデコーディングを実行して、テレビの表示能力に適応するプログラム信号を、ディスプレイアダプテーションを通じて取得し、ＨＤＭＩ（登録商標）を通じて、表示用のテレビに情報を送信する。
【０４６１】
（２）テレビに配置される後処理モジュールを有するオールインワンマシンが用いられる。
【０４６２】
オールインワンマシンは、受信したプログラムビットストリームをデコードし、テレビの実際の表示能力に基づいて、調整及び適応を実行し、そして、表示を実行する。
【０４６３】
本願の本実施形態において、ＨＤＭＩインタフェースを通じてＨＤＲメタデータを伝送する方式が説明される。ＨＤＭＩ２．０ａ仕様書は、ＨＤＭＩインタフェースを通じて、どのようにＨＤＲスタティックメタデータを伝送するかを規定しており、ＨＤＭＩ２．１仕様書は、ＨＤＭＩインタフェースを通じて、どのようにＨＤＲダイナミックメタデータを伝送するかを規定している。
【０４６４】
ＨＤＭＩインタフェースを通じたＨＤＲスタティックメタデータの伝送
【０４６５】
ＨＤＭＩ２．０ａ規格は、ＣＥＡ−８６１．３−２０１４を用いることにより、ＨＤＲスタティックメタデータの伝送を規定する。アップストリームソース処理デバイス（例えば、セットトップボックス）が、ＨＤＲスタティックメタデータを処理できない場合、ＨＤＲスタティックメタデータは、ＣＥＡ−８６１．３−２０１４インタフェースを通じて、ＨＤＲスタティックメタデータを受信及び処理できる受信端（例えば、テレビ）に伝送されてよい。この付属書は、ＨＤＲスタティックメタデータデータブロック「ＨＤＲ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｄａｔａ  Ｂｌｏｃｋ」（ＣＥＡ−８６１．３−２０１４仕様書における４．２に対応するＣ．２．２）、並びに、ダイナミックメタデータ及びマスタリング情報フレーム「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  ａｎｄ  Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  ＩｎｆｏＦｒａｍｅ」（ＣＥＡ−８６１．３−２０１４仕様書における３．２に対応するＣ．２．３）の情報伝送及びマッピングを補足する。
【０４６６】
ＨＤＲスタティックメタデータデータブロック
【０４６７】
ＨＤＲスタティックメタデータデータブロック「ＨＤＲ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｄａｔａ  Ｂｌｏｃｋ」は、受信端の性能情報をサポートするＨＤＲスタティックメタデータを送信元デバイスに伝送するために用いられる。受信端により送信元デバイスに伝送されるデータブロックにおける「ＥＴ＿２」ビットが１に等しい場合、受信端がＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８において規定されるＰＱ  ＥＯＴＦ曲線をサポートすることを示す。「ＳＭ＿０」ビットが１に等しい場合、受信端がこの仕様におけるスタティックメタデータをサポートしていることを示す。
【０４６８】
ダイナミックメタデータ及びマスタリング情報フレーム
【０４６９】
ダイナミックメタデータ及びマスタリング情報フレーム「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  ａｎｄ  Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  ＩｎｆｏＦｒａｍｅ」は、ＨＤＲダイナミックメタデータを識別し、ＨＤＲダイナミックメタデータを受信デバイスに伝送するために、送信元デバイスにより用いられる。
【０４７０】
送信元デバイスは、「ＥＯＴＦ」の値２を用いて、トランスポートストリームのＥＯＴＦ曲線が、ＧＹ／Ｔ  ３１５−２０１８において規定されるＰＱ曲線であることを示し、「Ｓｔａｔｉｃ＿ＭｅｔａＤａｔａ＿Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ＿ＩＤ」の値０を用いて、この規格におけるスタティックメタデータがユーザの拡張情報において搬送されることを示し、その結果、スタティックメタデータがこの規格に従って伝送される。
【０４７１】
ＨＤＭＩインタフェースを通じたＨＤＲダイナミックメタデータの伝送
【０４７２】
ＨＤＭＩ２．１規格は、ＣＴＡ−８６１−Ｇ−２０１６を用いることにより、ＨＤＲダイナミックメタデータの伝送を規定する。ＣＴＡ−８６１−Ｇ２０１６は、どのようにＨＤＲメタデータをＣＥ端末インタフェースに追加するかを規定する。アップストリームソース処理デバイス（例えば、セットトップボックス）が、ＨＤＲメタデータを処理できない場合、ＨＤＲメタデータは、ＣＴＡ−８６１−Ｇ−２０１６インタフェースを通じて、ＨＤＲメタデータを受信及び処理できる受信端（例えば、テレビ）に伝送されてよい。この付属書は、ＨＤＲダイナミックメタデータデータブロック「ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｄａｔａ  Ｂｌｏｃｋ」（ＣＴＡ−８６１−Ｇ−２０１６仕様書における７．５．１４に対応するＣ．３．２）及びＨＤＲダイナミックメタデータ拡張情報フレーム「ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＩｎｆｏＦｒａｍｅ」（ＣＴＡ−８６１−Ｇ−２０１６仕様書における６．１０．１に対応するＣ．３．３）の情報伝送及びマッピングを補足する。
【０４７３】
ＨＤＲダイナミックメタデータデータブロック
【０４７４】
ＨＤＲダイナミックメタデータデータブロック「ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｄａｔａ  Ｂｌｏｃｋ」は、受信端の性能情報をサポートするＨＤＲダイナミックメタデータを送信元デバイスに伝送するために用いられる。受信端により送信元デバイスに伝送されるデータブロックにおいてサポートされるダイナミックメタデータタイプ「Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｔｙｐｅ」の値が０ｘ０００２である場合、受信端がこの規格におけるダイナミックメタデータをサポートしていることを示す。
【０４７５】
ダイナミックメタデータタイプ「Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｔｙｐｅ」の値は、０ｘ０００２である場合、データブロックにおけるサポートフラグ「Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｆｌａｇｓ」バイトは、異なるＨＤＲ伝送モードを表す。第１のビットから第３のビットを含むバイナリ値が１より大きい又は１に等しい場合、第５のビットは１に等しく、ＨＤＲ伝送モードがこの規格においてサポートされていることを示す。
【０４７６】
ＨＤＲダイナミックメタデータ拡張情報フレーム
【０４７７】
ＨＤＲダイナミックメタデータを識別し、ＨＤＲダイナミックメタデータを受信デバイスに伝送するために、ＨＤＲダイナミックメタデータ拡張情報フレーム「ＨＤＲ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＩｎｆｏＦｒａｍｅ」が、送信元デバイスにより用いられる。
【０４７８】
送信元デバイスは、拡張情報フレームタイプ「Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＩｎｆｏＦｒａｍｅ  Ｔｙｐｅ」の値０ｘ０００２を用いて、この規格におけるダイナミックメタデータがユーザの拡張情報を搬送されることを示し、その結果、ダイナミックメタデータがこの規格に従って伝送される。
【０４７９】
本願の実施形態は、さらに、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、命令を格納する。コンピュータ上で命令が動作する場合、コンピュータは、上述の方法のうちいずれか１つにおける１つ又は複数の段階を実行することが可能である。装置における信号処理モジュールがソフトウェア機能ユニットの形式で実装され、独立した製品として販売又は使用される場合、統合ユニットがコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。
【０４８０】
そのような理解に基づいて、本願の技術的解決手段は基本的に、又は、先行技術に対して寄与する部分は、又は、技術的解決手段のすべて又は一部は、ソフトウェア製品の形式で実装されてよい。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に格納されており、コンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバまたあネットワークデバイス）又はプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に、本願の実施形態において説明された方法の段階のすべて又は一部を実行するよう命令するためのいくつかの命令を含む。記憶媒体のタイプについては、メモリ３０２の関連する説明を参照されたい。
【０４８１】
上述の実施形態は、単に、本願の技術的解決手段を説明することを目的としたものに過ぎず、本願を限定するためのものではない。本願は、上述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者であれば、さらに、本願の実施形態の技術的解決手段の範囲を色逸脱することなく、上述の実施形態において説明された技術的解決手段に対する修正を行ってよい、又は、これらの一部の技術的特徴に対して均等な置き換えを行ってよいことを理解されたい。例えば、装置の実施形態におけるいくつかの特定の動作は、上述の方法の実施形態を指す。
他の可能な請求項
［項目１］
ビデオ信号の処理方法であって、
第１の線形輝度信号を取得する段階であって、上記第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青ＲＧＢ信号に基づいて取得される、段階と、
上記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する段階と、
上記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して第２の非線形輝度信号を取得する段階と、
上記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する段階と、
上記第２の線形輝度信号と上記第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算する段階と、
上記輝度利得と上記第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、上記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階と
を備える方法。
［項目２］
上記処理対象のビデオ信号は、知覚量子化ＰＱ信号であり、第１の線形輝度信号を取得する上記段階は、
上記ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得する段階と、
ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、上記第１の非線形ＲＧＢ信号を上記第１の線形ＲＧＢ信号に変換する段階と、
上記第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、上記第１の線形輝度信号を取得する段階と
を有する、項目１に記載の方法。
［項目３］
上記処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマＨＬＧ信号であり、第１の線形輝度信号を取得する上記段階は、
上記ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得する段階と、
ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、上記第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換する段階と、
上記第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得する段階と、
上記第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、上記第１の線形輝度信号を取得する段階と
を有する、項目１に記載の方法。
［項目４］
上記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する上記段階の後に、上記方法は、
上記ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得する段階であって、上記ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である、段階をさらに備える、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
［項目５］
上記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得する上記段階の後に、上記方法は、
上記ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に、黒レベルリフトＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔを追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得する段階であって、上記ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、上記ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値である、段階をさらに備え、
これに対応して、上記ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行する上記段階は、
上記処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行する段階を有する、項目４に記載の方法。
［項目６］
上記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する上記段階は、
第１の閾値及び第２の閾値を決定する段階であって、上記第１の閾値は、上記第２の閾値より小さく、
上記第１の非線形輝度信号の輝度値が上記第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、上記第２の非線形輝度信号の輝度値は、上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値に等しく、
上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値が上記第１の閾値より大きく、上記第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、上記第２の非線形輝度信号の上記輝度値は、上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、
上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値が上記第２の閾値より大きい場合、上記第２の非線形輝度信号の上記輝度値は、上記ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい、段階を有する、項目４または５のいずれか一項に記載の方法。
［項目７］
上記フィッティングされた曲線は、上記第１の閾値及び上記第２の閾値に対してエルミートＨｅｒｍｉｔｅ補間を実行することにより取得される、項目６に記載の方法。
［項目８］
上記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する上記段階は、
区分関数
【数６９】
2021529339.tif 000077
【数７０】
2021529339.tif 000078
【数７１】
2021529339.tif 000079
を用いることにより、上記第１の非線形輝度信号に対して上記輝度マッピングを実行する段階であって、
ｅは、上記第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は、上記第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は、上記第１の閾値であり、ＫＰ２は、上記第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、上記ディスプレイデバイスの上記最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１であり、ｙ１'＝０である、段階を有する、項目６又は７のいずれか一項に記載の方法。
［項目９］
第１の閾値及び第２の閾値を決定する上記段階は、
上記第１の非線形輝度信号のディスプレイの輝度範囲と上記ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲との間の関係に基づいて、上記第１の閾値を決定する段階と、
上記第１の非線形輝度信号の最大輝度値を上記第２の閾値として用いる段階と
を有する、項目６から８のいずれか一項に記載の方法。
［項目１０］
上記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得する上記段階は、
上記第１の非線形輝度信号と上記第２の非線形輝度信号との間の予め設定された輝度値のマッピング関係に基づいて、上記第１の非線形輝度信号の輝度値に対応する上記第２の非線形輝度信号の輝度値を決定する段階を有する、項目１から５のいずれか一項に記載の方法。
［項目１１］
上記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換する上記段階は、
ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、上記第１の線形輝度信号を上記第１の非線形輝度信号に変換する段階を有し、
これに対応して、上記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換する上記段階は、
上記ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、上記第２の非線形輝度信号を上記第２の線形輝度信号に変換する段階を有する、項目１から１０のいずれか一項に記載の方法。
［項目１２］
ビデオ信号の処理装置であって、
第１の線形輝度信号を取得するように構成される輝度取得ユニットであって、上記第１の線形輝度信号は、処理対象のビデオ信号に対応する第１の線形赤緑青ＲＧＢ信号に基づいて取得される、輝度取得ユニットと、
上記第１の線形輝度信号を第１の非線形輝度信号に変換するように構成される第１の変換ユニットと、
上記第１の非線形輝度信号に対して区分輝度マッピングを実行して、第２の非線形輝度信号を取得するように構成される輝度マッピングユニットと、
上記第２の非線形輝度信号を第２の線形輝度信号に変換するように構成される第２の変換ユニットと、
上記第２の線形輝度信号と上記第１の線形輝度信号との間の輝度利得を計算するように構成される利得計算ユニットと、
上記輝度利得と上記第１の線形ＲＧＢ信号との積に基づいて、上記処理対象のビデオ信号に対応するＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成されるディスプレイ信号取得ユニットと
を備える装置。
［項目１３］
上記処理対象のビデオ信号は、知覚量子化ＰＱ信号であり、上記輝度取得ユニットは、具体的には、
上記ＰＱ信号に対して色空間変換を実行して、第１の非線形ＲＧＢ信号を取得し、
ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、上記第１の非線形ＲＧＢ信号を上記第１の線形ＲＧＢ信号に変換し、
上記第１の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、上記第１の線形輝度信号を取得する
ように構成される、項目１２に記載の装置。
［項目１４］
上記処理対象のビデオ信号は、ハイブリッドログガンマＨＬＧ信号であり、上記輝度取得ユニットは、具体的には、
上記ＨＬＧ信号に対して色空間変換を実行して、第２の非線形ＲＧＢ信号を取得し、
ＨＬＧ逆光学−電気伝達関数に基づいて、上記第２の非線形ＲＧＢ信号を第２の線形ＲＧＢ信号に変換し、
上記第２の線形ＲＧＢ信号の原色信号に基づいて計算を実行して、第３の線形輝度信号を取得し、
上記第３の線形輝度信号に対して輝度信号タイプ変換を実行して、上記第１の線形輝度信号を取得する
ように構成される、項目１２に記載の装置。
［項目１５］
上記ＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行して、ターゲットのディスプレイ信号を取得するように構成される色空間変換ユニットをさらに備え、上記ターゲットのディスプレイ信号の色フォーマットは、ディスプレイデバイスに対応する色フォーマットと同一である、項目１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
［項目１６］
上記装置は、
上記ＲＧＢディスプレイ信号の各色値に黒レベルリフトＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔを追加して、処理されたＲＧＢディスプレイ信号を取得するように構成される補償ユニットをさらに備え、上記ＢｌａｃｋＬｅｖｅｌＬｉｆｔは、上記ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度の最小値であり、
これに対応して、上記色空間変換ユニットは、具体的には、
上記処理されたＲＧＢディスプレイ信号に対して色空間変換を実行するように構成される、項目１５に記載の装置。
［項目１７］
上記輝度マッピングユニットは、具体的には、
第１の閾値及び第２の閾値を決定するように構成され、上記第１の閾値は、上記第２の閾値より小さく、
上記第１の非線形輝度信号の輝度値が上記第１の閾値より小さい又はこれに等しい場合、上記第２の非線形輝度信号の輝度値は、上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値に等しく、
上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値が上記第１の閾値より大きく、上記第２の閾値より小さい又はこれに等しい場合、上記第２の非線形輝度信号の上記輝度値は、上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値を独立変数として用いるフィッティングされた曲線に基づいて取得され、
上記第１の非線形輝度信号の上記輝度値が上記第２の閾値より大きい場合、上記第２の非線形輝度信号の上記輝度値は、上記ディスプレイデバイスに対応する最大の非線形ディスプレイ輝度値に等しい、項目１２から１６のいずれか一項に記載の装置。
［項目１８］
上記フィッティングされた曲線は、上記第１の閾値及び上記第２の閾値に対してエルミートＨｅｒｍｉｔｅ補間を実行することにより取得される、項目１７に記載の装置。
［項目１９］
上記輝度マッピングユニットは、具体的には、
区分関数
【数７２】
2021529339.tif 000080
【数７３】
2021529339.tif 000081
【数７４】
2021529339.tif 000082
を用いることにより、上記第１の非線形輝度信号に対して上記輝度マッピングを実行するように構成され、
ｅは、上記第１の非線形輝度信号であり、ｆｔｍ（ｅ）は、上記第２の非線形輝度信号であり、ＫＰ１は、上記第１の閾値であり、ＫＰ２は、上記第２の閾値であり、ｍａｘＤＬは、上記ディスプレイデバイスの上記最大の非線形ディスプレイ輝度値であり、ｍａｘＳＬは、最大の非線形ソース輝度値であり、ｘ０＝ＫＰ１であり、ｘ１＝ｍａｘＳＬであり、ｙ０＝ＫＰ１であり、ｙ１＝ｍａｘＤＬであり、ｙ０'＝１であり、ｙ１'＝０である、項目１７又は１８に記載の装置。
［項目２０］
上記輝度マッピングユニットは、具体的には、
上記第１の非線形輝度信号のディスプレイの輝度範囲と上記ディスプレイデバイスのディスプレイの輝度範囲との間の関係に基づいて、上記第１の閾値を決定し、
上記第１の非線形輝度信号の最大輝度値を上記第２の閾値として用いる
ように構成される、項目１７から１９のいずれか一項に記載の装置。
［項目２１］
上記輝度マッピングユニットは、具体的には、
上記第１の非線形輝度信号と上記第２の非線形輝度信号との間の予め設定された輝度値のマッピング関係に基づいて、上記第１の非線形輝度信号の輝度値に対応する上記第２の非線形輝度信号の輝度値を決定するように構成される、項目１２から１６のいずれか一項に記載の装置。
［項目２２］
上記第１の変換ユニットは、具体的には、
ＰＱ逆電気−光学伝達関数に基づいて、上記第１の線形輝度信号を上記第１の非線形輝度信号に変換するように構成され、
これに対応して、上記第２の変換ユニットは、具体的には、
上記ＰＱ電気−光学伝達関数に基づいて、上記第２の非線形輝度信号を上記第２の線形輝度信号に変換するように構成される、項目１２から２１のいずれか一項に記載の装置。
［項目２３］
プロセッサ及びメモリを備えるビデオ信号の処理装置であって、
上記プロセッサは、上記メモリ内のソフトウェア命令を呼び出して、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、装置。
［項目２４］
コンピュータ可読記憶媒体であって、命令を格納し、上記命令がコンピュータ又はプロセッサ上で動作する場合、上記コンピュータ又は上記プロセッサは、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行することが可能である、コンピュータ可読記憶媒体。
［項目２５］
命令を備えるコンピュータプログラム製品であって、上記コンピュータプログラム製品がコンピュータ又はプロセッサ上で動作する場合、上記コンピュータ又は上記プロセッサは、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行することが可能である、コンピュータプログラム製品。
【図１】
2021529339.tif 000089
【図２】
2021529339.tif 000090
【図３】
2021529339.tif 000091
【図４】
2021529339.tif 000092
【図５】
2021529339.tif 000093
【図６】
2021529339.tif 000094
【図７】
2021529339.tif 000095
【図８（ａ）】
2021529339.tif 000096
【図８（ｂ）】
2021529339.tif 000097
【図９】
2021529339.tif 000098
【図１０】
2021529339.tif 000099
【図１１】
2021529339.tif 000100
【図１２】
2021529339.tif 000101
【図１３】
2021529339.tif 000102
【図１４】
2021529339.tif 000103
【図１５】
2021529339.tif 000104
【図１６】
2021529339.tif 000105
【図１７】
2021529339.tif 000106
【図１８】
2021529339.tif 000107
【図１９】
2021529339.tif 000108
【図２０】
2021529339.tif 000109
【図２１】
2021529339.tif 000110
【国際調査報告】
2021529339.tif 000111
2021529339.tif 000112
2021529339.tif 000113
2021529339.tif 000114