(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法において、
ビットストリームから取得される輝度（Ｌ'）成分と色度（Ｕ'，Ｖ'）成分とを線形結合することによって、最終輝度成分（Ｌ）を取得することと、
第１の成分（Ｙ）のダイナミックが前記最終輝度成分（Ｌ）のダイナミックと比較して増加するように、前記最終輝度成分（Ｌ）に対して非線形的ダイナミック拡張関数を適用することによって、前記第１の成分（Ｙ）を取得することと、
前記ビットストリームから取得された乗算ファクタ（β'）を前記第１の成分の平方根で除算することによって、正規化された乗算ファクタ（β'Y）を取得することと、
前記色度成分（Ｕ'，Ｖ'）および前記第１の成分（Ｙ）から、復号されるカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分（ＲＧＢHDR）を復元することであって、
前記色度成分（Ｕ'，Ｖ'）に前記正規化された乗算ファクタ（β'Y）を乗算することによって、中間色度成分
0006773659.tif 000060
を取得することと、
少なくとも前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000061
の平方と、前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000062
の積との重み付けされた線形結合の平方根を算出することによって取得された第２の成分
0006773659.tif 000063
および前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000064
に色変換行列（Ｃ）を乗算することによって、少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000065
を取得することと、
前記少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000066
の１つと前記第１の成分（Ｙ）の平方根の積を二乗することによって、前記復号されたカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分（ＲＧＢHDR）を算出することと、
によって行われる、前記復元することと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000067
は、
前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000068
の平方と前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000069
の積との重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000070
を算出することと、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000071
が１より大きいかどうかをチェックすることと、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000072
が１以下である場合には、
１から前記重み付けされた線形結合を減算した値の平方根を算出することによって、第２の成分
0006773659.tif 000073
を取得することと、
前記第２の成分および前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000074
に前記色変換行列（Ｃ）を乗算することと、によって取得され、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000075
が１より大きい場合には、
第２の成分
0006773659.tif 000076
を０に設定することと、
前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000077
を前記重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000078
の平方根で除算することと、
前記第２の成分および一度除算された前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000079
に前記色変換行列（Ｃ）を乗算することと、によって取得される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用されたダイナミック減少関数の逆関数であり、前記第１の成分は、前記元の輝度成分と等しい、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記正規化された乗算ファクタ（β'Y）は、前記元の輝度成分から取得されるバックライト値にさらに依存する、請求項３項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の成分は、ルックアップ・テーブルを用いて求められる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する装置において、
ビットストリームから取得される輝度成分と色度成分とを線形結合することによって、最終輝度成分を取得することと、
第１の成分のダイナミックが前記最終輝度成分のダイナミックと比較して増加するように、前記最終輝度成分に対して非線形ダイナミック拡張関数を適用することによって、前記第１の成分を取得することと、
前記ビットストリームから取得された乗算ファクタ（β'）を前記第１の成分の平方根で除算することによって、正規化された乗算ファクタを取得することと、
前記色度成分および前記第１の成分から、復号されるカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を復元することであって、
前記色度成分（Ｕ'，Ｖ'）に前記正規化された乗算ファクタ（β'Y）を乗算することによって中間色度成分
0006773659.tif 000080
を取得することと、
少なくとも前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000081
の平方と、前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000082
の積との重み付けされた線形結合の平方根を算出することによって取得された第２の成分
0006773659.tif 000083
および前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000084
に色変換行列（Ｃ）を乗算することによって、少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000085
を取得することと、
前記少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000086
の１つと前記第１の成分（Ｙ）の平方根の積を二乗することによって、前記復号されたカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分（ＲＧＢHDR）を算出することと、
によって行われる、前記復元することと、
を行うように構成されているプロセッサを含む、前記装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの中間色成分
0006773659.tif 000087
は、
前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000088
の平方と前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000089
の積との重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000090
を算出することと、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000091
が１より大きいかどうかをチェックすることと、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000092
が１以下である場合には、
１から前記重み付けされた線形結合を減算した値の平方根を算出することによって、第２の成分
0006773659.tif 000093
を取得することと、
前記第２の成分および前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000094
に前記色変換行列（Ｃ）を乗算することと、によって取得され、
重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000095
が１より大きい場合には、
第２の成分
0006773659.tif 000096
を０に設定することと、
前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000097
を前記重み付けされた線形結合
0006773659.tif 000098
の平方根で除算することと、
前記第２の成分および一度除算された前記２つの中間色度成分
0006773659.tif 000099
に前記色変換行列（Ｃ）を乗算することと、によって取得される、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用されたダイナミック減少関数の逆関数であり、前記第１の成分は、前記元の輝度成分と等しい、請求項６〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記正規化された乗算ファクタ（β'Y）は、前記元の輝度成分から取得されるバックライト値にさらに依存する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の成分は、ルックアップ・テーブルを用いて求められる、請求項６〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法のステップをコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
少なくとも請求項１に記載の方法のステップをプロセッサに実行させる命令を記憶した、プロセッサ可読媒体。
【請求項１３】
プログラムがコンピュータ上で実行されたときに請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法のステップを実行するプログラム・コードを担持する、非一時的記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容は、概ね、ピクチャ／ビデオの符号化および復号に関する。具体的には、限定するものではないが、本開示内容の技術分野は、画素値がハイダイナミック・レンジに属するピクチャの復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
この節は、読者に対し、様々な技術的な態様を紹介することを意図している。これらの技術的な態様は、以下に説明する、さらに／または、以下の請求項に記載する本開示の様々な態様に関連するであろう。この説明が本開示の様々な態様をより良好に理解しやすくするための背景情報を読者に対して提供するのに役立つと確信する。したがって、それぞれの記載は、この点に鑑みて読まれるべきものであり、先行技術を自認するものではないことを理解すべきである。
【０００３】
以下において、カラー・ピクチャは、例えば、ピクチャ（またはビデオ）の画素値に関連する全ての情報およびピクチャ（またはビデオ）を視覚化および／または復号するためにディスプレイおよび／または他の装置によって使用される可能性のある全ての情報を規定する特定のピクチャ／ビデオ・フォーマットのサンプル（画素値）の幾つかのアレイを含む。カラー・ピクチャは、通常は、ルマ（または輝度）成分である、サンプルの第１のアレイの形状の、少なくとも１つの成分、さらに、サンプルの少なくとも１つの別のアレイの形状の、少なくとも１つの別の成分を含む。または、同じように、同一の情報が従来の三色のＲＧＢ表現など、色サンプル（色成分）のアレイの組で表されることもある。
【０００４】
画素値は、ｎ個の値のベクトルで表され、ｎは、成分の数である。ベクトルの各値は、画素値の最大ダイナミック・レンジを規定するビットの数で表される。
【０００５】
標準ダイナミック・レンジのピクチャ（ＳＤＲピクチャ）は、通常は、２またはｆストップのパワーで測定される、限定されたダイナミックで輝度値が表されるカラー・ピクチャである。ＳＤＲピクチャは、１０ｆストップ程度、すなわち、線形領域において、最高輝度の画素および最低輝度の画素の間の比率１０００のダイナミックを有し、限定された数のビット（最も良く使用されるのは８または１０ビット）を用いて、（ＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン・システム）およびＵＨＤＴＶ（極高精細度テレビジョン・システム）で、非線形領域において、ダイナミックを減らすために、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ.７０９  ＯＥＴＦ（光電伝達関数）（勧告ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９−５、２００２年４月）またはＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ.２０２０  ＯＥＴＦ（勧告ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ.２０２０−１、２０１４年６月）を使用して符号化される。この限定された非線形の表現では、例えば、低（暗所）輝度および高（明所）輝度範囲で細かく変化する信号の全てのレンダリングを正確に行うことはできない。ハイダイナミック・レンジのピクチャ（ＨＤＲピクチャ）においては、信号のダイナミックは、より高くなり（２０ｆストップに至るまで、最高輝度の画素および最低輝度の画素の間の比率百万）、レンジ全体にわたって高い信号精度を維持するために、新たな非線形表現が必要とされる。ＨＤＲピクチャにおいては、生データは、通常、浮動小数点フォーマット（各成分に対し、３２ビットまたは１６ビット、すなわち、単精度浮動小数点（ｆｌｏａｔ）または半精度浮動小数点（ｈａｌｆ−ｆｌｏａｔ））で表される。最も人気があるフォーマットは、ｏｐｅｎＥＸＲ半精度浮動小数点フォーマット（ＲＧＢ成分毎に１６ビット、すなわち、画素毎に４８ビット）であるか、または、通常は、少なくとも１６ビットの、“ｌｏｎｇ”型表現の整数値である。
【０００６】
色域は、特定の完全な色の組である。最も一般的に使用されているものは、所与の色空間内、または、特定の出力デバイスによるなど、所与の状況で正確に表現可能な色の組である。色域は、時折、ＣＩＥ１９３１色空間色度図において規定されたＲＧＢ原色および白点によって規定される。
【０００７】
例えば、色域は、ＵＨＤＴＶに対し、ＲＧＢ  ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．２０２０色空間で規定される。以前の規格である、ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．７０９は、ＨＤＴＶに対してより小さな色域を規定している。ＳＤＲにおいては、ダイナミック・レンジは、ディスプレイ技術の中にはより高輝度の画素を示すものもあるが、公式には、データが符号化される色ボリュームに対し、１００ニットまで規定されている（カンデラ毎平方メートル）。
【０００８】
ハイダイナミック・レンジのピクチャ（ＨＤＲピクチャ）は、輝度値がＳＤＲピクチャのダイナミックよりも高いＨＤＲダイナミックで表されるカラー・ピクチャである。
【０００９】
ＨＤＲダイナミックは、まだ規格による規定は済んでいないが、ダイナミック・レンジが数千ニットに至ることが期待されるであろう。例えば、ＨＤＲ色ボリュームは、ＲＧＢ  ＢＴ．２０２０色空間によって規定され、このＲＧＢ空間によって表される値は、０〜４０００ニットのダイナミック・レンジに属する。ＨＤＲ色ボリュームの別の例は、ＲＧＢ  ＢＴ．２０２０色空間によって規定され、このＲＧＢ色空間で表される値は、０〜１０００ニットのダイナミック・レンジに属する。
【００１０】
ピクチャ（またはビデオ）のカラー・グレーディングは、ピクチャ（またはビデオ）の色を変更／強調する処理である。通常は、ピクチャのカラー・グレーディングは、色ボリューム（色空間および／またはダイナミック・レンジ）の変化またはこのピクチャに対する色域の変化を伴う。したがって、同一のピクチャの２つの異なるカラー・グレーディングされたバージョンは、相異なる色ボリューム（または色域）で表される値を有するこのピクチャのバージョンまたは、色のうちの少なくとも１つが相異なるカラー・グレードに従って変更／強調されたピクチャのバージョンである。これには、ユーザによる操作を必要とすることがある。
【００１１】
例えば、映画制作においては、三色カメラを使用してピクチャおよびビデオが３つの成分（赤、緑、および青）から構成されるＲＧＢ色値にキャプチャされる。ＲＧＢ色値は、センサの三色特性（原色）に依存する。そして、（特定の劇場用のグレードを使用して）劇場用に描画したものを得るために、キャプチャされたピクチャの第１のカラー・グレーディングされたバージョンが取得される。通常、キャプチャされたピクチャの第１のカラー・グレーディングされたバージョンの値は、ＵＨＤＴＶに対するパラメータ値を規定するＢＴ．２０２０などの標準的なＹＵＶフォーマットに従って表される。
【００１２】
次に、カラーリストは（Ｃｏｌｏｒｉｓｔ）、通常、撮影監督と協力して、アーティスティックな意図を組み込むために、幾らかの色値を微調整／微調節することによって、キャプチャされたピクチャの第１のカラー・グレーディングされたバージョンの色値に対する制御を実行する。
【００１３】
解決すべき課題は、圧縮されたＨＤＲピクチャ（またはビデオ）を配信することであり、その一方でまた、このＨＤＲピクチャ（またはビデオ）がカラー・グレーディングされたバージョンを表す関連するＳＤＲピクチャ（またはビデオ）を配信することである。
【００１４】
自明な解決法は、ＳＤＲおよびＨＤＲピクチャ（またはビデオ）の両方を配信インフラストラクチャ上でサイマルキャストすることであるが、その欠点は、ＨＥＶＣメイン１０プロファイルなどのＳＤＲピクチャ（またはビデオ）をブロードキャストするように構成された旧来のインフラストラクチャ配信と比較して必要な帯域幅が事実上倍増する点である（「高効率ビデオ符号化（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）」、シリーズＨ：オーディオビジュアルおよびマルチメディアのシステム（ＳＥＲＩＥＳ  Ｈ：  ＡＵＤＩＯＶＩＳＵＡＬ  ＡＮＤ  ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ  ＳＹＳＴＥＭＳ）、勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ.２６５、ＩＴＵ電気通信標準化部門、２０１３年４月）。
【００１５】
旧来の配信インフラストラクチャを使用することはＨＤＲピクチャ（またはビデオ）の配信の普及を加速するために必要である。さらに、ピクチャ（またはビデオ）のＳＤＲまたはＨＤＲバージョンの両方の良好な品質を確保した上でビットレートを最小限にしなければならない。
【００１６】
さらに後方互換性が確保されることがある。すなわち、ＳＤＲピクチャ（または）ビデオは、旧来の復号器およびディスプレイを備えたユーザによって視聴可能とならなければならない。つまり、特に、知覚される輝度全体、（すなわち、暗所のシーンに対する明所のシーン）、および、知覚される色が保持（例えば、色相などが保持）されるべきである。
【００１７】
別の直接的な解決法は、適切な非線形関数によって、ＨＤＲピクチャ（またはビデオ）のダイナミック・レンジを、通常、ＨＥＶＣ  ｍａｉｎ１０  プロファイルによって直接圧縮された、限定された数のビット（端的にいえば、１０ビット）に、低減することである。このような非線形関数（曲線）は、ＳＭＰＴＥ（ＳＭＰＴＥ規格: リファレンス・ディスプレイのマスタリングのハイダイナミック・レンジ電気光伝達関数（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）、ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０８４：２０１４）でドルビー（Ｄｏｌｂｙ）社が提案している、いわゆるＰＱ  ＥＯＴＦのようなものが既に存在する。
【００１８】
この解決法の欠点は、後方互換性が存在しないことである。すなわち、取得されたピクチャ（ビデオ）を縮小したバージョンは、ＳＤＲピクチャ（またはビデオ）として視聴可能であると考えるには十分な視覚品質を有さず、圧縮性能が幾分低い。
【００１９】
本開示は上述した点を考慮して考案されたものである。
【発明の概要】
【００２０】
以下において、本開示のいくつかの態様についての基本的な理解が得られるように、本開示を簡略化した概要を提供する。本概要は、開示内容を網羅するような概要ではない。開示内容のキー要素、または決定的要素を特定することは意図されていない。以下の要約は、単に、以下に提供するより詳細な説明の前置きとして、開示内容の幾つかの態様を簡略化して示しているものにすぎない。
【００２１】
特に、ピクチャまたはピクチャのシーケンスを符号化および復号するための配信スキームの符号化側および復号側について記載する。この配信スキームは、符号化側において、例えば、ＨＤＲピクチャから、旧来のＳＤＲワークフローと互換性を有するフォーマットで表されたＳＤＲピクチャにマッピングするステップを含む。例示的には、限定するものではないが、このフォーマットは、（規格ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ.７０９によって規定されているような）高精細度ＴＶ専用の８ビットＹＵＶフォーマット、または、（規格ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ.２０２０によって規定されているような）超高精細度ＴＶ専用の１０ビットＹＵＶフォーマットとすることができる。さらに、この配信スキームは、旧来のＳＤＲ画像符号化器を用いて、取得されたＳＤＲピクチャを符号化することを含む。例えば、限定するものではないが、符号化器は、標準的な８ビットＨ２６４／ＡＶＣメイン・プロファイル、または、例えば、ＨＥＶＣ（またはワークフローによって動作可能な他のコーデック）の標準的な１０ビットのＨＥＶＣメイン１０プロファイルとすることができる。さらに、配信スキームは、取得された、符号化済のＳＤＲピクチャのビットストリームを配信することを含む。
【００２２】
復号器側で、対象となるユーザによって２つのシナリオが想定される。
【００２３】
第１のシナリオでは、復号されたＳＤＲピクチャは、配信されたビットストリームから取得され、ＳＤＲを処理可能な装置上で表示される。
【００２４】
第２のシナリオでは、まず、復号されたＳＤＲピクチャを取得し、次に、復号されたＳＤＲピクチャから復号されたＨＤＲピクチャにマッピングすることによって、配信されたビットストリームから復号されたＨＤＲピクチャが取得される。
【００２５】
有利には、ＨＤＲピクチャからＳＤＲピクチャへのマッピングは、復号器によってＳＤＲピクチャからＨＤＲピクチャに逆マッピングできるように、符号化器によって可逆に行うことができるとよい。このようにすることによって、ＨＤＲピクチャに対する、復号されたＨＤＲピクチャの符号化誤差が最小にされる。
【００２６】
以下、可逆なＨＤＲからＳＤＲへのマッピングの実施形態について、ＥＯＴＦとして平方根が使用される３つのステップからなる処理に基づいて説明する。
【００２７】
図１に示されているように、カラー・ピクチャを符号化する方法１００は、輝度ダイナミックを減少させるステップ（ステップ１１０）を含み、このステップは、カラー・ピクチャの色成分Ｅｃ（ｃ＝１、２、３）のうちの少なくとも１つから元の輝度Ｙを取得するサブステップ１１１と、符号化されるべきピクチャに対する変調値（バックライト値とも呼ばれる）Ｂａを求めるためのヒストグラム分析のサブステップ１１２と、を含む。例えば、限定するものではないが、ＨＤＲ輝度の平均値、中央値、最小値、または最大値を使用して、変調値を複数の異なる方法を使用して算出することができる。これらの処理は、線形ＨＤＲ輝度領域ＹＨＤＲ,ｌｉｎ、または、ｌｎ（ＹＨＤＲ,ｌｉｎ）またはＹＨＤＲ，ｌｉｎγ（γ＜）のような非線形領域において行うことができる。
【００２８】
カラー・ピクチャは、カラー・ピクチャの画素値が表される３つの色成分を有するものと考えることができる。本開示は、少なくとも部分的には、具体的な例を用いて説明されているが、３つの成分が表されるどのような色空間にも限定されるものではなく、ＲＧＢ、ＣＩＥＬＵＶ、ＸＹＺ、ＣＩＥＬａｂなど、どのような色空間にも拡張される。例として、図面において、Ｅｃは、ＲＧＢＨＤＲを指す。サブステップ１１３において、元の輝度値Ｙおよび変調値Ｂａに依存する非線形関数を適用することによって、元の輝度Ｙのダイナミックが減少され、元の輝度Ｙおよび変調値Ｂａから輝度値Ｌを取得する。
【００２９】
第２のステップ１２０において、２つの色度成分Ｃ１およびＣ２がカラー・ピクチャの色成分Ｅｃから求められる。図１に与えられた例では、Ｃ１およびＣ２は、Ｕ’Ｖ’を指し、Ｅｃは、ＲＧＢＨＤＲを指す。サブステップ１２１において、中間成分Ｄｃ（図１の例においては、Ｄｃは、Ｒ＃Ｂ＃Ｇ＃を指す）が色成分Ｅｃの平方根を取ることによって取得される。図１の例では、これは、ＲＧＢＨＤＲの平方根を指す。次のサブステップ１２２において、減少した成分Ｆｃ（図１に示された例では、
0006773659.tif 000002
）が共通の乗算ファクタβ”で中間成分Ｄｃを乗算することによって取得される。ファクタβ”（Ｂａ,Ｌ）は、輝度成分Ｌおよび変調値Ｂａに依存する。次のステップ１２３において、色度成分Ｃ１およびＣ２（図１におけるＵ’およびＶ’）は、行列、すなわち
［Ｃ１；Ｃ２］＝Ｍ［Ｆ１；Ｆ２；Ｆ３］
で３つの減少した成分Ｆｃを乗算することによって取得される。ここで、Ｍは、カラー・ピクチャの色域に依存する２×３行列である。
【００３０】
第３のステップ１３０において、輝度成分Ｌおよび色度成分Ｃ１、Ｃ２の補正が行われ、補正された輝度成分Ｌ’および補正された色度成分Ｃ’１およびＣ’２（図面においてＵ’Ｖ’からＬ’Ｕ”Ｖ”を指す）が取得される。この補正は、補正された成分Ｌ’、Ｃ’１、Ｃ’２の色域Ｇ１の知覚色をＨＤＲカラー・ピクチャの成分Ｅｃの色域Ｇ２の知覚色に対応させる色域マッピングによって行われる。
【００３１】
より正確には、比色分析および色理論において、彩度（ｃｏｌｏｒｆｕｌｎｅｓｓ）、色度（ｃｈｒｏｍａ）、および飽和度（ｓａｔｕａｔｉｏｎ）は、特定の色が知覚される強度を指す。彩度は、或る色とグレーとの間の差異の度合いである。色度は、同様の視聴条件で白に見える別の色の輝度に対する彩度である。飽和度は、自己の輝度に対する或る色の彩度である。
【００３２】
彩度の高い刺激は、鮮やかであり、強烈であるが、彩度の低い刺激は、より色相が抑えられており、グレーに近いように見える。彩度が全く無い場合には、色は、「ニュートラル」グレーである（持っている色のいずれの中にも彩度が存在しないピクチャは、グレースケールと呼ばれる）。どの色についても、その彩度（または色度または飽和度）、明度（ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）（または輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ））、および色相（ｈｕｅ）によって記述することができる。
【００３３】
色の色相および飽和度の定義は、この色を表すために使用される色空間に依存する。
【００３４】
例えば、ＣＩＥＬＵＶ色空間が使用される場合、飽和度Ｓｕｖは、輝度
0006773659.tif 000003
に対する色度
0006773659.tif 000004
の比率によって規定される。
【数１】
0006773659.tif 000005
【００３５】
そして、色相は、
【数２】
0006773659.tif 000006
によって与えられる。
【００３６】
別の例においては、ＣＩＥＬＡＢ色空間が使用される場合には、飽和度は、輝度に対する色度の比率によって規定される。
【数３】
0006773659.tif 000007
【００３７】
そして、色相は、
【数４】
0006773659.tif 000008
によって与えられる。
【００３８】
これらの式は、人間が知覚する彩度（飽和度）と一致するような、彩度（飽和度）および色相の合理的な予測子であり、ＣＩＥＬＡＢ（またはＣＩＥＬＵＶ）色空間における輝度を調節する一方で、角度
0006773659.tif 000009
（または
0006773659.tif 000010
）
を固定したままにすることが同一の色の色相、よって知覚に影響を与えることを示している。ステップ１５０において、同一のファクタで色成分Ｅｃをスケーリングすることによって、この角度、したがって、色相を維持する。
【００３９】
次に、ＨＤＲカラー・ピクチャＩがＣＩＥＬＵＶ色空間において表されており、輝度成分ＬとＣＩＥＬＵＶ色空間の２つの色度成分Ｕ（＝Ｃ１）およびＶ（＝Ｃ２）とを合成することによって形成されるピクチャＩ２を考える。輝度成分Ｌのダイナミック・レンジは、カラー・ピクチャＩの輝度、およびＣＩＥＬＵＶ色空間の色度成分Ｕ（＝Ｃ１）およびＶ（＝Ｃ２）のダイナミック・レンジと比較して減少している（ステップ１３０）。ピクチャＩ２の色は、したがって、色の彩度および色相が変化しているため、人間には、異なるものとして知覚される。この方法（ステップ１３０）は、補正されたピクチャＩ３の色の色相がＨＤＲカラー・ピクチャの色の色相と最良に一致するように、補正されたピクチャＩ３の色度成分Ｃ’１およびＣ’２を求める。
【００４０】
サブステップ１３１，１３２において、第２のステップ１２０において使用される共通の乗算ファクタβ”が求められる。次のサブステップ１３３において、Ｌ’がＬから生成される。
【００４１】
補正された成分Ｌ’，Ｃ’１，Ｃ’２が以下の式によって輝度成分Ｌおよび色度成分Ｃ１、Ｃ２から取得される。
・Ｃ’１＝Ｃ１、
・Ｃ’２＝Ｃ２、
・Ｌ’＝Ｌ−ｍＣ’１−ｎＣ’２
ここで、ｍおよびｎは２つの実数の係数であり、図中のａおよびｂに対応する。実数の係数は、ＨＤＲ勧告ＢＴ．７０９およびＢＴ．２０２０の色域に依存する。ｍおよびｎの代表的な値は、インターバル［０．１,０．５］における
0006773659.tif 000011
である。
【００４２】
補正の変形例によれば、補正された輝度成分Ｌ’の値は、常に、輝度成分Ｌの値よりも小さい。
【数５】
0006773659.tif 000012
【００４３】
これによって、補正後の輝度成分Ｌ’の値が輝度成分Ｌの値を超えないものとなり、色飽和が発生しなくなる。変調値Ｂａは、ピクチャＬ’Ｃ’１Ｃ’２だけでなくビットストリームＦにおいても符号化される。
【００４４】
図２は、ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する対応する方法２００を概略的に例示している。復号ステップ２１０，２２０および２３０は、対応する符号化ステップ１１０，１２０および１３０を逆にしたものと考えることができる。ステップ２３０において、補正後の輝度Ｌ’および色度成分Ｃ’１，Ｃ’２（図２におけるＵ’Ｖ’を指す）がビットストリームＦから取得される。サブステップにおいて、輝度成分Ｌが補正を逆にすることによって、すなわち、以下の式によって取得される。
Ｌ＝Ｌ’＋ｍＣ’１＋ｎＣ’２
（ｍおよびｎは、図中に示されたａおよびｂを指す）。
【００４５】
逆補正の変形例によれば、輝度成分Ｌの値は、常に補正後の輝度成分Ｌ’の値よりも高い。
【数６】
0006773659.tif 000013
【００４６】
本実施形態には、輝度のピークを規定するために復号器が通常使用する潜在的なクリッピング値を輝度値Ｌが超えることがなくなるという利点がある。
【００４７】
ステップ２１０において、拡張されたレンジ輝度である、第１の成分（図２中のＹまたは図３中のｓｑｒｔ（Ｙ））を生成するために、非線形ダイナミック拡張関数が輝度Ｌに適用される。この非線形ダイナミック拡張関数は、カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に適用されたダイナミック減少関数の逆関数であり、例えば、ＹＨＤＲ＝ｆ−１（ＬＳＤＲ）である。
【００４８】
ステップ２２０において、復号されるべきカラー・ピクチャの（図示した例では、ＲＧＢＨＤＲ）少なくとも１つの色成分Ｅｃが補正された色度成分Ｃ’１，Ｃ’２（図示した例では、Ｕ’Ｖ’）および第１の成分Ｙ（すなわち、ｓｑｒｔ（Ｙ））から復元される。サブステップ２２１において、補正された色度成分Ｃ‘１，Ｃ’２が共通の乗算ファクタβ’で乗算され、中間色度成分が取得される（Ｃ１ｒＣ２ｒは、図２において示された例では、ＵｒＶｒを指し、
0006773659.tif 000014
は、図３に示された、
0006773659.tif 000015
を指す）。中間色度成分は、さらなるサブステップ２２２で、第２の成分Ｓを取得するために使用され、すなわち、図２において示されている例で使用されている成分表記を指し、
【数７】
0006773659.tif 000016
により求められる値Ｓを指す。さらなるサブステップ２２３において、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、ＳＵｒＶｒ：［Ｒ＃；Ｇ＃；Ｂ＃］＝Ｍａｔ３×３［Ｓ；Ｕｒ；Ｖｒ］から復元される。復号されたカラー・ピクチャＲＧＢＨＤＲの色成分は、次のサブステップ２２４でＲ＃Ｇ＃Ｂ＃の平方として求められる。
【００４９】
換言すれば、この方法は、例えば、ＳＤＲ輝度成分Ｌおよび２つのＳＤＲ色度成分ＵＶから、ＲＧＢ  ＨＤＲ成分を表すＲ＃Ｇ＃Ｂ＃を復元するＳＤＲからＨＤＲへの逆マッピングを可能にする。ここで、ＨＤＲ輝度成分Ｙは、Ｌから導かれ、値ＴがＵ２、Ｖ２および
0006773659.tif 000017
の線形結合として算出され、ＳがＹ−Ｔの平方根として算出され、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃が、ＳＤＲ入力ピクチャの各画素に適用される、３×３行列およびＳＵＶの積として求められる。この３×３行列は、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ７０９／２０２０において規定されているＲＧＢ−＞ＹＵＶ行列の逆行列、すなわち、Ｃ＝Ａ−１である。
【００５０】
上記の復号スキームは、圧縮されたＨＤＲピクチャの配信を可能にする一方で、それと同時に、上記ＨＤＲピクチャのカラー・グレーディングされたバージョンを表す関連するＳＤＲピクチャの配信を可能にする。しかしながら、ＨＤＲピクチャを復号および表示する際に圧縮損失により精度の低下が生じ、復号の数値的な安定性また堅牢性が必ずしも保証されないことがあるため、復号をさらに拡張することができる。
【００５１】
さらなる開示内容の記載は、堅牢性をさらに向上させる、ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法を提供するものである。この方法は、
ビットストリームから取得される輝度成分と色度成分とを線形結合することによって、最終輝度成分を取得することと、
第１の成分のダイナミックが最終輝度成分のダイナミックと比較して増加するように、最終輝度成分に対して非線形的ダイナミック拡張関数を適用することによって、第１の成分を取得することと、
ビットストリームから取得された乗算ファクタを第１の成分の平方根で除算することによって、正規化された乗算ファクタを取得することと、
色度成分および第１の成分から、復号されるカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を復元することであって、
色度成分に正規化された乗算ファクタを乗算することによって、中間色度成分を取得することと、
中間色度成分の平方、２つの中間色度成分の積、および色変換行列から、少なくとも１つの中間色成分を取得することと、
少なくとも１つの中間色成分の１つで第１の成分の平方根の積を二乗することによって、復号されたカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を算出することと、
によって行われる、前記復元することと、を含む。
【００５２】
これにより、例えば、処理ハードウェアによって課されうる制約を考慮することによって少なくとも輝度成分に対してカスタマイズ可能な境界を適用するべく、必ずしも符号化の際に適用された対応する非線形ダイナミック減少関数の逆関数ではない、非線形ダイナミック拡張関数を適用することが可能となる。さらに、実際に選択された非線形ダイナミック拡張関数によって生成される第１の成分に対する平方根関数の依存性は、第２の成分の算出を導入された境界に対してだけでなく、規定されていない差分結果による影響に対して適応できるようにして、数値的な安定性を高めることができるようにする。
【００５３】
一態様によれば、少なくとも１つの中間色成分は、少なくとも前記２つの中間色度成分の平方と、２つの中間色度成分の積との重み付けされた線形結合の平方根を算出することによって、第２の成分を取得することによって取得され、少なくとも１つの中間色成分は、第２の成分および２つの中間色度成分に色変換行列を乗算することによって取得される。
【００５４】
一態様によれば、少なくとも１つの中間色成分は、
２つの中間色度成分の平方と２つの中間色度成分の積との重み付けされた線形結合を算出することと、
重み付けされた線形結合が１より大きいかどうかをチェックすることと、
重み付けされた線形結合が１以下である場合には、
１から重み付けされた線形結合を減算した値の平方根を算出することによって、第２の成分を取得することと、
第２の成分および２つの中間色度成分に色変換行列を乗算することと、によって取得され、
重み付けされた線形結合が１より大きい場合には、
第２の成分を０に設定することと、
２つの中間色度成分を重み付けされた線形結合の平方根で除算することと、
第２の成分および一度除算された２つの中間色度成分に色変換行列を乗算することと、によって取得される。
【００５５】
一態様によれば、非線形ダイナミック拡張関数は、カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用されたダイナミック減少関数の逆関数であり、第１の成分によって求められる値は、元の輝度成分と等しい。
【００５６】
一態様によれば、正規化された乗算ファクタは、元の輝度成分から取得されるバックライト値にさらに依存する。
【００５７】
一態様によれば、第２の成分は、処理の高速化のために、ルックアップ・テーブルを用いて求められる。
【００６３】
以下の態様のいずれも、ＲＧＢまたはＹＵＶを参照した例を説明していた場合であっても、ＲＧＢまたはＹＵＶではない他の色空間に適用することもできる。
【００６４】
例示的な態様として、ＳＤＲからＨＤＲへの逆マッピング方法は、ＳＤＲ輝度成分および２つのＳＤＲ色度成分ＵＶから、ＲＧＢ  ＨＤＲ成分を表すＲ＃Ｇ＃Ｂ＃を復元する。ここで、ＨＤＲ輝度成分Ｙは、Ｌから導かれ、値Ｔは、Ｕ２、Ｖ２、および
0006773659.tif 000018
の線形結合として算出され、Ｓは、本質的に、Ｙ−Ｔの平方根として算出される。
（１）  Ｔ≦Ｙであれば、Ｓ＝ｓｑｒｔ（Ｙ−Ｔ）
（２）  Ｔ＞Ｙであれば、ＵおよびＶは共通のファクタＦによって乗算され、Ｓが零に設定される。
Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、３×３行列およびＳＵＶの積として算出される。この方法は、入力ＳＤＲ画像の各画素に対して適用される。さらに、共通のファクタＦを、Ｙ／√Ｔに設定することができる。
【００６５】
別の態様として、ＳＤＲからＨＤＲへの逆マッピング方法は、ＳＤＲ輝度成分Ｌおよび２つのＳＤＲ色度成分ＵＶから、ＲＧＢ  ＨＤＲ成分を表すＲ＃Ｇ＃Ｂ＃を復元する。ここで、ＨＤＲ輝度成分の平方根√Ｙは、Ｌから導かれ、Ｔは、Ｕ２、Ｖ２、および
0006773659.tif 000019
の線形結合として算出され、Ｓは、本質的に、１−Ｔの平方根として算出される。
（１）  Ｔ≦１であれば、Ｓ＝ｓｑｒｔ（１−Ｔ）
（２）  Ｔ＞１であれば、ＵおよびＶは共通のファクタＦによって乗算され、Ｓが零に設定される。
0006773659.tif 000020
は、さらに、３×３行列およびＳＵＶの積として算出される。
Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、
0006773659.tif 000021
を√Ｙによって乗算したものであり、入力ＳＤＲピクチャの各画素に対して適用される。さらに、共通のファクタＦは、１／√Ｔである。一実施形態においては、Ｆは、１／√Ｔによる最終的な乗算と同時に適用される、すなわち、その代わりにＦ／√Ｔで乗算される。
【００６６】
上記の態様は、色画像のピーク輝度に依存しない中程度のレジスタ・サイズを用いた復号器の単純なハードウェアの実施態様を実現する。
【００６７】
他の態様によれば、本開示は、上述の方法を実施するように構成されたプロセッサを含む装置と、プログラムがコンピュータ上で実行されたときに上述した方法のステップを実行するプログラム・コード命令を含むコンピュータ・プログラム製品と、少なくとも上述した方法のステップをプロセッサに実行させる命令を記憶したプロセッサ可読媒体と、プログラムがコンピュータ上で実行されたときに上述した方法のステップを実行するプログラム・コードを担持非一時的な記憶媒体とに関する。
【００６８】
本開示の特定の性質、さらに、本開示内容の他の目的、利点、特徴、および使用は、添付図面と以下の実施の形態の説明とを併せ鑑みることによって明らかになるであろう。
【００６９】
図面において、本開示の実施形態が例示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本開示の実施形態による、カラー・ピクチャを符号化する方法のステップを模式的に示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、少なくとも１つのビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法のステップを模式的に示す図である。
【図３】本開示の別の実施形態による、少なくとも１つのビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法のステップを模式的に示す図である。
【図４】本開示のさらに別の実施形態による、少なくとも１つのビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法のステップを模式的に示す図である。
【図５】Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃色空間における線および楕円体が交差する部分に対して想定される解を示す図である。
【図６】本開示の実施形態による装置のアーキテクチャの例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本開示の実施形態を示している添付図面を参照して、本開示をより完全に説明する。しかしながら、本開示を多くの代替的な形態で実施することもでき、本明細書に記載された実施形態に限定されるように解釈されるべきではない。したがって、本開示は、様々な改変例や代替的な形態で実施することができる。本開示の特定の実施形態を図面において例示し、本明細書中で詳細に説明する。しかしながら、本開示を開示する特定の形態に限定することは意図されておらず、むしろ、開示内容には、請求の範囲によって規定された開示内容の精神および範囲の中で、全ての改変例、均等物、変形例が包含されることが理解できよう。
【００７２】
本明細書中で使用されている用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、本開示を限定するようには意図されていない。本明細書において、文脈上、他の明示的な記載がなければ、単数として記載されている表現「或る」、「一つ」、「この（その）」は、複数の表現を含むようにも意図されている。さらに、用語「からなる」、「含む」、および／または、「備える」が本明細書中で使用されている場合、これは、記載されている特徴事項、整数値、ステップ、処理、要素、および／またはコンポーネント（構成部品、成分）が存在することを示しているが、１つ以上の他の特徴事項、整数値、ステップ、処理、要素、コンポーネント（構成部品、成分）、および／またはそのグループが存在すること、または、追加されることを排除するものではないことが理解できよう。さらに、要素が他の要素に「応答する」、または、「接続されている」と記載されている場合、他の要素に直接的に応答する、または、接続されることもあれば、介在する要素が存在することもある。これに対し、要素が他の要素に「直接応答する」、または、「直接接続されている」と記載されている場合、介在する要素は存在しない。本明細書において使用されている用語「および／または」は、１つ以上の関連して列挙された項目の任意の全ての組み合わせを含み、「／」と省略されることがある。
【００７３】
本明細書中において、様々な要素について記載するために、第１、第２などの用語が使用されているが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきものではない。これらの用語は、或る用語と別の用語とを区別する目的のみで使用されている。例えば、本開示内容の教示を逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と定義してもよいし、同様に、第２の要素を第１の要素として定義してもよい。
【００７４】
図面の中には、通信の主方向を示す通信経路上に矢印を含むものがあるが、通信は、描かれている矢印とは逆の方向に行なわれる場合があることが理解できよう
【００７５】
実施形態の中には、ブロック図および動作フローチャートに関して説明されているものがあり、各ブロックは、特定の論理的な機能を実施するための、回路要素、モジュール、または、１つ以上の実行可能な命令を含むコードの部分を表す。なお、他の実施態様では、ブロック内で示される機能は、示しているものとは異なる順番となることがある。例えば、２つのブロックが連続して示されている場合であっても、関連する機能によっては、実際には、ブロックが、実質的に並列して実行されることがあり、または、ブロックが、逆の順番で実行されることがある。
【００７６】
本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」と言及されている場合、これは、実施形態との関連で説明されている特定の特徴事項、構造、または特性が開示内容の少なくとも１つの実施態様に含まれる場合があることを意味する。明細書中の様々な箇所に存在する「一実施形態において」または「実施形態に従って（実施形態によれば）」という表現は、必ずしも、全てが同一の実施形態について言及するものではなく、別個の実施形態または代替的な実施形態が相互に他の実施形態に対して排他的となるものではない。
【００７７】
請求の範囲に存在する参照符号は、例示的な目的のみのものであり、請求の範囲に対して限定的な影響を及ぼすものではない。
【００７８】
明示的に記載していないが、本実施形態および変形例を、任意に組み合わせて、または部分的に組み合わせて使用することができる。
【００７９】
本開示は、１個のカラー・ピクチャの復号について記載するものであるが、複数のピクチャ（ビデオ）からなるシーケンスの符号化／復号に拡張される。なぜならば、シーケンスにおける各カラー・ピクチャは、以下に説明するように、順次復号されるからである。
【００８０】
カラー・ピクチャＩは、このカラー・ピクチャＩの画素値を表す３つの成分を有するものと考えられる。本開示は、３つの成分が表される色空間に限定されるものではなく、ＲＧＢ、ＣＩＥＬＵＶ、ＸＹＺ、ＣＩＥＬａｂなど、どのような色空間にも拡張される。
【００８１】
図３を参照すると、本開示の実施形態による、少なくとも１つのビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法３００のステップが模式的に示されている。図示された実施形態は、実際には、図２に例示された復号方法を変更したものであり、ここでは、処理された輝度成分および色度成分、すなわち、Ｙ，Ｕｒ，Ｖｒ，Ｓに対して明確な限界が常に利用可能であることを確かめている。実施形態の変更点のみを詳細に説明する。ステップ３１０において、非線形ダイナミック拡張関数は、ステップ１において生成された第１の成分の上限を√Ｙに減少させる、カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用された、ダイナミック減少関数の逆関数の平方根である。１／√Ｙによる正規化が導入され、続いて、変更された色度再構築ステップ３２０が行われ、そして、√Ｙによる再正規化が行われる。
【００８２】
ＨＤＲ輝度Ｙは、成分Ｅｃを線形結合したものである。以下、Ｅｃの例として、ＲＧＢＨＤＲを参照する。
【数８】
0006773659.tif 000022
ここで、
【数９】
0006773659.tif 000023
を定義する。
【００８３】
結果として、幾つかの定数に至るまで、Ｅｃ、すなわち、図示した例においては、ＲＧＢが、Ｙによって拘束され、Ｄｃ、すなわち、図示した例においては、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃が√Ｙによって拘束される。また、符号化側から、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃の線形結合としてＵｒＶｒ、即ち、以下を取得する。
【数１０】
0006773659.tif 000024
【００８４】
２つの変数は、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃によって、したがって、√Ｙによって拘束される。これは、図２に示された実施形態を再び参照すると、Ｓの定義において、以下のようになる。
【数１１】
0006773659.tif 000025
平方根の根号内の項は、Ｙによって拘束され、Ｓは、√Ｙによって拘束される。よって、復号処理の入力変数ＵｒＶｒ，中間変数Ｓ、および出力変数Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、全て√Ｙによって拘束される。したがって、図２によって例示されている復号方法で使用されている乗算ファクタβ’は、図３に示した実施形態では、βＹ’によって置き換えられ、ＵｒおよびＶｒを処理する代わりに、Ｕｒ／√ＹおよびＶｒ／√Ｙが処理される。さらに、√Ｙによって再び出力の再スケール化が行われる。
【００８５】
換言すれば、乗算ファクタβ’（Ｂａ,Ｌ）は、正規化された入力
【数１２】
0006773659.tif 000026
および
【数１３】
0006773659.tif 000027
を得るために、
【数１４】
0006773659.tif 000028
によって置き換えられる。
【００８６】
出力側で、復号された
0006773659.tif 000029
が√Ｙで乗算することにより再びスケール化される。
【００８７】
図３は、ＳＤＲ輝度成分Ｌおよび２つのＳＤＲ色度成分ＵＶから、ＲＧＢ  ＨＤＲ成分を表すＲ＃Ｇ＃Ｂ＃を復元するＳＤＲからＨＤＲへの逆マッピング方法を例示している。ＨＤＲ輝度成分の平方根√Ｙは、Ｌから導かれ、値
0006773659.tif 000030
は、Ｕ２、Ｖ２、および
0006773659.tif 000031
の線形結合として算出される。
第２の成分Ｓは、差分
0006773659.tif 000032
の平方根として算出され、
0006773659.tif 000033
は、３×３行列およびＳＵＶの積であり、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、√Ｙで
0006773659.tif 000034
を乗算したものであり、入力ＳＤＲ画像の各画素に適用される。さらに、ＵおよびＶは、√Ｙによって除算される。
【００８８】
次に図４を参照すると、本開示の別の実施形態による、少なくとも１つのビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法４００のステップの図が概略的に示されている。図示した実施形態は、実質的には、図３に例示されている復号方法を修正したものであり、ここでは、第２の成分が図３に示された
0006773659.tif 000035
に対応し、結果的に、虚数値となるかどうかを追加的に確かめている。対応する画素に関連付けられた、表示される色に視認可能な歪みが生ずることを回避するために、例外が正しく取り扱われる。実施形態の変更点のみ、詳細に説明する。
【００８９】
マッピングは、Ｓが虚数でないという意味において、復号可能なＬ’Ｕ’Ｖ’を提供するものと想定される。しかしながら、Ｌ’Ｕ’Ｖ’は、圧縮、解凍されるため、符号化損失が、
【数１５】
0006773659.tif 000036
が負であり、
【数１６】
0006773659.tif 000037
が実数とならない入力トリプレット（Ｌ’,Ｕ’Ｖ’）を生じさせることがある。１つの解法は、１によって閾値
0006773659.tif 000038
を定め、
0006773659.tif 000039
を導くことである。しかしながら、これは、復号されたＲＧＢに対する限界を逸脱させる。虚数値を
0006773659.tif 000040
で置き換えることは、Ｙを増加することに相当する。例えば、
0006773659.tif 000041
となれば、Ｙを２倍にすることで
【数１７】
0006773659.tif 000042
が導かれる。しかしながら、この場合、ＲＧＢに対する輝度限界Ｙも２倍になる。これにより、さらなる処理を行うことなく、
0006773659.tif 000043
が零に設定されているように見える、極めて輝度の高い画素が生成されることとなる。
【００９０】
ステップ４２０に示されているように、解法を見つける一方で、限界を維持するために、以下の処理が追加的に行われる。
【００９１】
第２の成分
0006773659.tif 000044
は、別個のサブステップにおいて求められる。サブステップ４２１において、
0006773659.tif 000045
のみ、すなわち、２つの色度成分の積の値および平方値の線形結合が求められる。次のサブステップ４２２において、
0006773659.tif 000046
が正の値となるか負の値となるかがチェックされる。
【００９２】
0006773659.tif 000047
であれば、
0006773659.tif 000048
は実数であり、この
0006773659.tif 000049
を用いて復号が進められ（サブステップ４２３）、これは、図３に示された処理に対応する。
0006773659.tif 000050
であれば、Ｓは虚数であり、サブステップ４２４を用いて処理が続けられる。ここで、以下のことを行うことによって、実数解が得られるように、変数
0006773659.tif 000051
および
0006773659.tif 000052
が再スケール化される。
・
0006773659.tif 000053
および
0006773659.tif 000054
を設定する
・復号の残りの処理において、
0006773659.tif 000055
を
0006773659.tif 000056
に置き換える
・
0006773659.tif 000057
を設定する
記載されている処理は、適切な解を提供し、これは、問題を幾何学的に分析することによって明らかとなる。
式
【数１８】
0006773659.tif 000058
は、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃空間における楕円体を規定し、
【数１９】
0006773659.tif 000059
は、同一空間における２つの平面の交差部分、即ち、線を規定する。従って、解は、楕円体と線との交差部分となる。この交差部分は、
・Ｓが虚数である場合には空であり、
・Ｓ＝０である場合には、１つの点であり、線は、楕円体に対する接線である。
・Ｓ＞０である場合には、２つの点であり、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃が正であると規定されているため、正の値が取られなければならない。
【００９３】
図５において、楕円体および線は、Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃空間において示されている。図５において、楕円体は、球によって表されている。解が存在しない場合には、線は、（左側の）球と交差しない。Ｓ＝０に設定することは、増加に相当し、これ自体は、√Ｙの半径を有する楕円体を膨張させることと同等である。図５に例示されている、選択された解法は、（右側）の楕円体と接触する点まで線を動かすことである。そして、この構成では、解Ｒ＃Ｇ＃Ｂ＃は、半径√Ｙの楕円体上にあり、限界が維持される。
【００９４】
図１〜図４において、ステップおよびサブステップは、モジュールまたは機能ユニットであると考えることもでき、区別可能な物理的ユニットに関連している場合もあるし、物理的ユニットに関連していない場合もある。例えば、これらのモジュールまたはモジュールうちの幾らかが、ユニークな成分または回路にまとめられていることもあれば、ソフトウェアの機能に寄与することもある。これとは逆に、モジュールの中には、物理的に別体で構成されるものが存在することもある。本開示に準拠した装置は、純粋なハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ：Ｖｅｒｙ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のような専用のハードウェアを使用して実施してもよいし、装置に埋め込まれた幾つかの集積された電子部品によって実施してもよいし、ハードウェアおよびソフトウェアのコンポーネントを組み合わせることによって実施してもよい。
【００９５】
図６は、図１〜図４との関連で説明された方法を実施するように構成された装置６００の例示的なアーキテクチャを表している。
【００９６】
装置６００は、データおよびアドレス・バス６０１によって互いにリンクされた要素として、
・例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）である、マイクロプロセッサ６０２（またはＣＰＵ）と、
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６０３と、
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６０４と、
・アプリケーションに対してデータを送信および／または受信するＩ／Ｏインタフェース６０５と、
・バッテリ６０６と、
を含む。
【００９７】
変形例によれば、バッテリ６０６は、装置の外部に存在する。図６のこれらの要素の各々は、当業者によって良く知られたものであるため、さらなる開示内容についての説明を行わない。上述したメモリの各々において、明細書中で「レジスタ」という用語が使用されている場合には、これは、小さな容量の領域（幾らかのビット）に対応することもあれば、非常に大きな容量の領域（例えば、プログラム全体または大容量の受信または復号されたデータ）に対応することもある。ＲＯＭ６０３は、少なくともプログラムおよびパラメータを含む。本開示内容に従った方法のアルゴリズムは、ＲＯＭ６０３に記憶される。電源が投入されると、ＣＰＵ６０２は、ＲＡＭ内のプログラムをアップロードし、対応する命令を実行する。
【００９８】
ＲＡＭ６０４は、レジスタ内のＣＰＵ６０２によって実行され、装置６００の電源が投入された後にアップロードされたプログラム、レジスタ内の入力データ、レジスタ内の本方法の様々な状態での中間データ、さらに、レジスタ内の本方法の実行のために使用される他の変数を含む。
【００９９】
本明細書中で記載されている実施態様は、例えば、方法またはプロセス、装置、ソフトウェア・プログラム、データストリーム、または信号の形態で実施することができる。実施態様が単一の形態の文脈でのみ説明されている場合であっても（例えば、１つの方法または１つの装置としてのみ説明されている場合であっても）、説明した特徴事項を他の形態（例えば、プログラム）で実施することもできる。装置は、例えば、適切なハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアで実施することができる。本方法は、例えば、一般的には、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、または、プログラマブル・ロジック・デバイスを含む、処理装置と呼ばれる、プロセッサなどの装置で実施することができる。プロセッサは、さらに、例えば、コンピュータ、携帯電話、ポータブル／パーソナル・ディジタル・アシスタント（「ＰＤＡ」）、および、エンド・ユーザ間の情報の通信を容易にする他の装置などの、通信装置を含む。
【０１００】
符号化または符号化器の特定の実施形態によれば、カラー・ピクチャＩがソースから取得される。例えば、ソースは、
例えば、ビデオ・メモリまたはＲＡＭ（またはＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ（またはＲｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクである、ローカル・メモリ（６０３または６０４）と、
例えば、大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光学ディスクまたは磁気サポートとのインタフェースである、ストレージ・インタフェースと、
例えば、有線インタフェース（例えば、バス・インタフェース、広域ネットワーク・インタフェース、ローカルエリア・ネットワーク・インタフェース）または無線インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１１インタフェースまたはＢｌｕｒｔｏｏｔｈ（商標）インタフェースなど）である、通信インタフェース（６０５）と、
ピクチャ取り込み回路（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのセンサ）と、
を含む組に属する。
【０１０１】
復号および復号器の別の実施形態によれば、復号されたピクチャは、送信先に送信される。具体的には、送信先は、
・例えば、ビデオ・メモリまたはＲＡＭ（またはＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ（またはＲｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクである、ローカル・メモリ（６０３または６０４）と、
・例えば、大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光学ディスクまたは磁気サポートとのインタフェースである、ストレージ・インタフェースと、
・例えば、有線インタフェース（例えば、バス・インタフェース、広域ネットワーク・インタフェース、ローカルエリア・ネットワーク・インタフェース）または無線インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１１インタフェースまたはＢｌｕｒｔｏｏｔｈ（商標）インタフェースなど）である、通信インタフェース（６０５）と、
・ディスプレイと、
を含む組に属する。
【０１０２】
符号化または符号化器の別の実施形態によれば、ビットストリームＢＦおよび／またはＦが送信先に送信される。例として、ビットストリームＦおよびビットストリームＢＦの一方、またはビットストリームＦおよびビットストリームＢＦの両方がローカル・メモリまたはリモート・メモリ、例えば、ビデオ・メモリ（６０４）またはＲＡＭ（６０４）、ハードディスク（６０３）に記憶される。変形例においては、一方または両方のビットストリームがストレージ・インタフェース、例えば、大容量ストレージ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光学ディスクまたは磁気サポートとのインタフェースに送信され、且つ／または通信インタフェース（６０５）、例えば、ポイントトゥポイント・リンク、通信バス、ポイントトゥマルチポイント・リンク、またはブロードキャスト・ネットワークとのインタフェースを介して送信される。
【０１０３】
復号または復号器の異なる実施形態によれば、ビットストリームＢＦおよび／またはＦが送信元から取得される。例示的には、ビットストリームは、ローカル・メモリ、例えば、ビデオ・メモリ（６０４）、ＲＡＭ（６０４）、ＲＯＭ（６０３）、フラッシュ・メモリ（６０３）、またはハードディスク（６０３）から読み出される。変形例においては、ビットストリームは、ストレージ・インタフェース、例えば、大容量ストレージ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、光学ディスク、または磁気サポートとのインタフェース、且つ／または、通信インタフェース（６０５）、例えば、ポイント・トゥ・ポイント・リンク、バス、ポイント・トゥ・マルチポイント・リンク、またはブロードキャスト・ネットワークとのインタフェースから受信される。
【０１０４】
別の実施形態によれば、装置６００は、図１〜図４との関連で説明された復号方法を実施するように構成され、
・モバイル・デバイスと、
・通信デバイスと、
・ゲーム・デバイスと、
・セットトップ・ボックスと、
・ＴＶセットと、
・タブレット（すなわちタブレット・コンピュータ）と、
・ラップトップと、
・ディスプレイと、
・復号チップと、
を含む組に属する。
【０１０５】
本明細書中で記載された様々な処理および特徴事項の実施態様は、様々な異なる機器やアプリケーションで実施することができる。このような機器の例は、符号化器、復号器、復号器からの出力を処理するポストプロセッサ、符号化器に入力を提供するプリプロセッサ、ビデオ符号化器、ビデオ復号器、ビデオコーデック、ウェブサーバ、セットトップ・ボックス、ラップトップ、パーソナル・コンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ、さらに、ビデオまたはピクチャを処理する他の装置、または他の通信装置を含む。機器は、携帯機器でもよく、移動車両に据え付けられるものでさえよいことは明らかであろう。
【０１０６】
さらに、方法は、プロセッサによって実行される命令によって実施されていてもよく、このような命令（および／または実施態様によって生成されるデータ）は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。コンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のコンピュータ可読媒体上で実施され、コンピュータによって実行可能な、コンピュータ可読プログラム・コードが実装されたコンピュータ可読プログラム製品の形態をとることができる。本明細書中で使用されるコンピュータ可読記憶媒体は、情報を記憶する固有の機能とともに、記憶した情報を取得する固有の機能を与えられた非一時的記憶媒体であると考えられる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定するものではないが、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または、半導体システム、装置、デバイスとすることができ、上記に挙げたものを任意に適宜組み合わせることができる。本発明の原理を適用可能なコンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例を以下に提供するが、列挙されている例は、例示的なものに過ぎず、網羅的なものではないことが、当業者であれば容易に理解できるであろう。ポータブル・コンピュータ・ディスク、ハードディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または、上記に挙げたものを任意に適宜組み合わせたもの。
【０１０７】
命令は、プロセッサ可読媒体上に現実的に実装されるアプリケーション・プログラムの形態をとることができる。
【０１０８】
例えば、命令は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらを組み合わせたものとすることができる。命令は、例えば、オペレーティング・システム、別個のアプリケーション、またはこの２つを組み合わせたものに存在させることができる。よって、プロセッサは、例えば、処理を実行するように構成された装置と、処理を実行する命令を有する（記憶装置などの）プロセッサ可読媒体を含む装置の両方として特徴付けられる。さらに、プロセッサ可読媒体は、命令に追加して、または、命令の代わりに、実施態様により生成されるデータ値を記憶することができる。
【０１０９】
実施態様により、例えば、記憶、送信可能な情報を保持するようにフォーマットされた様々な信号を生成できることは当業者によって自明であろう。情報には、例えば、方法を実行する命令、または、上記の実施態様のうちの１つによって生成されたデータを含めることができる。例えば、信号は、データとして、記載した実施形態のシンタックスの読み書きのためのルールを保持するように、または、記載した実施形態によって記述された実際のシンタックス値をデータとして保持するようにフォーマットすることができる。このような信号は、例えば、（例えば、スペクトルの無線周波数部分を使用した）電磁波として、または、ベースバンド信号としてフォーマットすることができる。フォーマット化には、例えば、データストリームを符号化することおよび符号化されたデータストリームを用いてキャリアを変調することを含めることができる。信号が保持する情報は、例えば、アナログ情報またはディジタル情報である。信号は、公知である様々な有線リンクまたは無線リンクを介して送信することができる。信号は、プロセッサ可読媒体に記憶することができる。
【０１１０】
幾つかの実施態様について説明を行った。しかしながら、様々な改変を施すことができることが理解できよう。例えば、複数の異なる実施態様を組み合わせたり、補ったり、変更したり、除去したりすることで他の実施態様を生み出すことができる。さらに、当業者であれば、開示した内容を他の構造や処理で置き換えることができ、結果として得られる実施態様が、少なくとも実質的に同一の方法で、少なくとも実質的に同一の機能を実行し、少なくとも開示した実施態様と実質的に同一の効果を生み出すことが理解できよう。したがって、本願によってこれらの実施態様およびその他の実施態様が企図される。
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する方法において、
前記ビットストリームから取得された輝度成分に対して非線形ダイナミック拡張関数を適用することによって、拡張されたレンジの輝度を第１の成分として取得することであって、前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に適用されたダイナミック減少関数の逆関数に依存して求められる、該取得することと、
前記第１の成分によって求められる値と、前記ビットストリームから取得された２つの色度成分を乗算した積および前記２つの色度成分の平方値の線形結合Ｔとして算出される別の値との差分の平方根を算出することによって、第２の成分Ｓを取得することと、
前記少なくとも１つの色成分を前記第２の成分および前記２つの色度成分の線形結合として求めることによって、少なくとも前記第２の成分Ｓおよび前記２つの色度成分から、復号される前記カラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を取得することと、
を含むことを特徴とする、前記方法。
（付記２）
前記第２の成分Ｓは、前記第１の成分によって求められる値が前記線形結合以上である場合のみ、前記第１の成分によって求められる値と前記線形結合Ｔとの前記差分の前記平方根を算出することによって取得され、
前記第１の成分によって求められる値が前記線形結合以上でない場合には、前記第２の成分は零に設定され、前記２つの色度成分は共通のファクタＦによって乗算される、付記１に記載の方法。
（付記３）
前記共通のファクタＦは、前記線形結合の平方根に対する前記第１の成分の比である、付記２に記載の方法。
（付記４）
前記共通のファクタＦは、前記線形結合の平方根の逆数である、付記２に記載の方法。
（付記５）
前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用されたダイナミック減少関数の逆関数であり、前記第１の成分によって求められる前記値は、前記元の輝度成分と等しい、付記２または３に記載の方法。
（付記６）
前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に対して適用されたダイナミック減少関数の逆関数の平方根であり、
前記第１の成分によって求められる前記値は１であり、
前記復号される前記カラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を取得することは、前記少なくとも１つの色成分に前記第１の成分を乗算することを含む、付記１または４に記載の方法。
（付記７）
前記２つの色度成分を取得することは、前記第１の成分に依存するファクタによって前記２つの色度成分の各々をスケール化することを含む、付記６に記載の方法。
（付記８）
前記スケール化することは、前記線形結合Ｔを求める前に前記第１の成分によって前記２つの色度成分を除算することを含む、付記７に記載の方法。
（付記９）
前記ファクタは、前記元の輝度成分から取得されるバックライト値にさらに依存する、付記７または８に記載の方法。
（付記１０）
前記第２の成分は、ルックアップ・テーブルを用いて求められる、付記６〜９のいずれか１に記載の方法。
（付記１１）
ビットストリームからカラー・ピクチャを復号する装置において、
前記ビットストリームから取得された輝度成分に対して非線形ダイナミック拡張関数を適用することによって、拡張されたレンジの輝度を第１の成分として取得することであって、前記非線形ダイナミック拡張関数は、前記カラー・ピクチャを符号化する際に取得された元の輝度成分に適用されたダイナミック減少関数の逆関数に依存して求められる、該取得することと、
前記第１の成分によって求められる値と、前記ビットストリームから取得された２つの色度成分を乗算した積および前記２つの色度成分の平方値の線形結合Ｔとして算出される別の値との差分の平方根を算出することによって、第２の成分Ｓを取得することと、
前記少なくとも１つの色成分を前記第２の成分および前記２つの色度成分の線形結合として求めることによって、少なくとも前記第２の成分Ｓおよび前記２つの色度成分から、復号されるカラー・ピクチャの少なくとも１つの色成分を取得することと、
を行うように構成されているプロセッサを含むことを特徴とする、前記装置。
（付記１２）
プログラムがコンピュータ上で実行されたときに付記１に記載の方法のステップを実行するプログラム・コード命令を含む、コンピュータ・プログラム製品。
（付記１３）
少なくとも付記１に記載の方法のステップをプロセッサに実行させる命令を記憶した、プロセッサ可読媒体。
（付記１４）
プログラムがコンピュータ上で実行されたときに付記１〜１１のいずれか１に記載の方法のステップを実行するプログラム・コードを担持する、非一時的記憶媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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