(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する方法であって、
前記シーケンスの夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す現在の値を得、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記現在の値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにし、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ空間分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、処理をなされていない前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い空間分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記現在の値の関数である少なくとも１つのデータ項目とを符号化する
ことを有する方法。
【請求項２】
前記データ項目は、前記現在の値である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記現在の値から及び前記定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有し、
前記データ項目は、ガンマ係数又はその逆数である、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す現在の値を得ることは、
対数値を得るよう前記高ダイナミックレンジのピクチャに対して対数関数を適用し、前記対数値を最小及び最大対数値に対して正規化して、正規化された対数値を得、
前記正規化された対数値から輝度値を決定し、
前記輝度値のメジアン又は平均値を決定する
ことを有し、
前記現在の値は、前記メジアン又は前記平均値である、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記現在の値の対数で除された前記定義された平均輝度値の対数と等しいガンマ係数に従って前記正規化された対数値に対してガンマ補正を適用することを有する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記定義された平均輝度値は、中間グレイを表す、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された平均輝度値を表す前記現在の値に時間的にフィルタをかけることを更に有し、
前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャの前記処理は、前記フィルタをかけられた値を使用する、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ガンマ補正を適用する前に、Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された前記ガンマ係数に時間的にフィルタをかけることを更に有し、
前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャに対してガンマ補正を適用することは、前記フィルタをかけられたガンマ係数を使用する、
請求項３に記載の方法。
【請求項９】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する方法であって、
前記シーケンスの夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ空間分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い空間分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値の関数である少なくとも１つのデータ項目とを復号し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成し、
前記復号されたデータ項目を用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値よりも、前記目標値に近くなるようにする
ことを有する方法。
【請求項１０】
前記復号されたデータ項目は、前記目標値である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記目標値から及び定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記データ項目は、ガンマ係数であり、
前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する符号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す現在の値を得る手段と、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記現在の値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにする手段と、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ空間分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、処理をなされていない前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い空間分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記現在の値の関数である少なくとも１つのデータ項目とを符号化する手段と
を有する符号器。
【請求項１４】
当該符号器は、請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の符号化する方法を実行するよう構成される、
請求項１３に記載の符号器。
【請求項１５】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する復号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャと同じ空間分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い空間分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値の関数である少なくとも１つのデータ項目とを復号する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成する手段と、
前記復号されたデータ項目を用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにする手段と
を有する復号器。
【請求項１６】
当該復号器は、請求項９乃至１２のうちいずれか一項に記載の復号する方法を実行するよう構成される、
請求項１５に記載の復号器。
【請求項１７】
プロセッサで実行される場合に、該プロセッサに、高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する方法を実行させるプロセッサ読出可能なプログラムであって、
前記方法は、前記シーケンスの夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す現在の値を得ることと、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記現在の値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにすることと、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ空間分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、処理をなされていない前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い空間分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解することと、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記現在の値の関数である少なくとも１つのデータ項目とを符号化することと
を有する、プロセッサ読出可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に分配シナリオにおける高ダイナミックレンジ（High  Dynamic  Range）のピクチャ（ＨＤＲピクチャ）の符号化に関する。特に、ＨＤＲピクチャを符号化する方法及びデバイスが開示される。対応する復号化方法及び復号化デバイスも開示される。
【背景技術】
【０００２】
本項目で記載されるアプローチは、追求され得るが、必ずしも、これまでに考え出されたり又は追求されたりしてきたアプローチではない。従って、ここで別なふうに示唆されない限り、本項目で記載されるアプローチは、本願における特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本項目における包含をもって先行技術であると認められない。
【０００３】
低ダイナミックレンジ（Low  Dynamic  Range）のピクチャ（ＬＤＲピクチャ）は、有限な数のビット（ほとんど場合、８、１０又は１２ビット）により輝度値が表されるピクチャである。このような限られた表現は、特に、暗い輝度の範囲及び明るい輝度の範囲において、小さな信号変動を正確に回復させることができない。ＨＤＲ（高ダイナミックレンジ）ピクチャでは、信号表現は、信号の高い正確性をその範囲全体にわたって維持するために拡張される。ＨＤＲピクチャでは、ピクセルの値は、通常、浮動小数点フォーマット（コンポーネントごとに３２ビット又は１６ビットのいずれか一方）において表され、最も一般的なフォーマットは、ＯｐｅｎＥＸＲハーフフロート（half-float）フォーマット（ＲＧＢ成分ごとに１６ビット、すなわち、ピクセルごとに４８ビット）である。圧縮によらないと、ＯｐｅｎＥＸＲハーフフロートフォーマットにおけるＨＤフォーマットでのＨＤＲピクチャのサイズ（１９２０×１０８０ピクセル）は、９９５３２８００ビットである。２５ｆｐｓでのビデオを考えると、これは、おおよそ２．４８８Ｇｂｐｓのデータレートをもたらす。７Ｍｂｐｓが、ブロードキャスト配信に使用される典型的なデータレートであるから、そのようなＨＤＲピクチャを圧縮及び符号化することが必要である。
【０００４】
今日、例えばＭＰＥＧ符号器のようなレガシー符号化に基づく大部分のＨＤＲ符号化方法は、１２又は１４ビットのコンテンツを符号化することができる少なくとも１つの専門の符号器の使用を必要とする。そのような専門の符号器は高価である。専門の符号器に加えて、そのような方法のいくつかは、ＨＤＲピクチャのＬＤＲバージョンを符号化するために８ビット符号器を使用する。ＬＤＲピクチャは、通常、ＨＤＲピクチャのトーンマッピングされたバージョンである。トーンマッピングは、アーティファクトを導入することが知られている。
【０００５】
デュアル変調方法は、通常、デュアル変調ＨＤＲディスプレイにおいて使用される。そのようなデュアル変調ＨＤＲディスプレイは、２つのパネルから成る：
・シーンの低解像輝度ピクチャを生成するバックライトパネルとしての１つのＬＥＤパネル；及び
・ＬＥＤパネルから伝来する光を変調して、結果として得られるＨＤＲピクチャを生成する１つのＬＣＤパネル。
【０００６】
それら２つのパネルに供給するために、ＨＤＲピクチャは、最初に、２つの別個のＬＤＲピクチャに分解される。１つのピクチャはＬＥＤパネル用であり、もう１つのピクチャＬＣＤパネル用である。デュアル変調方法は、ＨＤＲ入力コンテンツの値に対応する光レベルを持ったピクチャを供給するよう設計される。すなわち、低データ値を持ったＨＤＲ入力ピクチャは、ディスプレイにおいて暗いピクチャを生成し、一方、高データ値を持ったＨＤＲ入力ピクチャは、ディスプレイにおいて明るいピクチャを生成する。他方で、ＭＰＥＧ符号器は、相対的な比色分析による標準規格であるＲｅｃ．７０９標準規格のために設計される。すなわち、データ値と表示される実際の輝度との間には物理的関係がない。そのような理由により、暗いシーンを伴うＨＤＲコンテンツは、ＭＰＥＧ符号器によって非効率的に符号化される暗いＬＣＤパネルデータを生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、先行技術の欠点のうちの少なくとも１つを多少とも解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する方法が開示される。方法は、前記シーケンスの夫々のピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにし、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値のデータ関数とを符号化する
ことを有する。
【０００９】
この解決法は、単一のコンシューマ符号器を用いて実施され得る。
【００１０】
特定の特徴に従って、前記データは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値である。
【００１１】
特定の実施形態に従って、前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値から及び前記定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有し、前記データは、ガンマ係数又はその逆数である。
【００１２】
ガンマ係数は、暗い領域と明るい領域との間の良好なバランスを提供し、よって、２つのＬＤＲピクチャの続く符号化をより効率的なものとする。
【００１３】
有利なことには、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得ることは、
対数値を得るよう前記高ダイナミックレンジのピクチャに対して対数関数を適用し、前記対数値を最小及び最大対数値に対して正規化して、正規化された対数値を得、
前記正規化された対数値から輝度値を決定し、
前記輝度値のメジアン又は平均値を決定する
ことを有し、
前記平均輝度を表す値は、前記メジアン又は前記平均値である。
【００１４】
特定の実施形態に従って、前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値の対数で除された前記定義された平均輝度値の対数と等しいガンマ係数に従って前記正規化された対数値に対してガンマ補正を適用することを有する。
【００１５】
特定の特徴に従って、前記定義された平均輝度値は０．１８に等しい。
【００１６】
有利なことには、方法は、Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された平均輝度値を表す値に時間的にフィルタをかけることを更に有し、前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャの前記処理は、前記フィルタをかけられた値を使用する。
【００１７】
変形例に従って、方法は、ガンマ補正を適用する前に、Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された前記ガンマ係数に時間的フィルタをかけることを更に有し、前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャに対してガンマ補正を適用することは、前記フィルタをかけられたガンマ係数を使用する。
【００１８】
時間的なフィルタリングは、前記シーケンスにわたって時間的一貫性を保つ。
【００１９】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する方法が開示される。方法は、前記シーケンスの夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値のデータ関数とを復号し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成し、
前記復号されたデータを用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにする
ことを有する。
【００２０】
特定の特徴に従って、前記復号されたデータは、前記平均輝度を表す値である。
【００２１】
特定の実施形態に従って、前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、平均輝度を表す前記復号された値から及び定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する。
【００２２】
特定の実施形態に従って、前記データは、ガンマ係数であり、前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する。
【００２３】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する符号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得る手段と、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにする手段と、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、シーンの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値のデータ関数とを符号化する手段と
を有する符号器が開示される。
【００２４】
符号器は、符号化する方法のステップを実行するよう構成される。
【００２５】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する復号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値のデータ関数とを復号する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成する手段と、
前記復号されたデータを用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにする手段と
を有する復号器が開示される。
【００２６】
復号器は、復号する方法のステップを実行するよう構成される。
【００２７】
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化するデータストリームが開示される。データストリームは、前記シーケンスの夫々のピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す、目標値と呼ばれる値のデータ関数とを符号化するデータを有し、該データは、前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにするためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の他の特徴及び利点は、その実施形態のいくつかについての以下の説明により明らかになるであろう。この説明は、図面に関連してなされる。
【図１】本発明の第１実施形態に従う符号化方法のフローチャートを表す。
【図２】本発明に従う符号化方法のステップ１０の詳細な実施を表す。
【図３】本発明に従う符号化方法のステップ１２の詳細な実施を表す。
【図４】本発明に従う符号化方法のステップ１４の詳細な実施を表す。
【図５】図４の続きであって、本発明に従う符号化方法のステップ１４の詳細な実施を表す。
【図６】本発明の第２実施形態に従う符号化方法のフローチャートを表す。
【図７】図６の続きであって、本発明の第２実施形態に従う符号化方法のフローチャートを表す。
【図８】本発明に従う符号化方法のステップ７０の詳細な実施を表す。
【図９】本発明の具体的な実施形態に従う復号化方法のフローチャートを表す。
【図１０】本発明に従う復号化方法のステップ９２の詳細な実施を表す。
【図１１】本発明に従う復号化方法のステップ９４の詳細な実施を表す。
【図１２】本発明に従う符号器を表す。
【図１３】本発明に従う復号器を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
ＨＤＲピクチャは、通常、ピクセルの組として表される。例えば（Ｒ，Ｇ，Ｂ）値のような３つ色値の組は、夫々のピクセルと関連付けられる。そのような値は、しばしば、しかし必ずしもではないが、８よりも多いビットにおいて表される浮動小数点値である。それらのピクチャは、通常、現在の標準的なデジタルイメージングと比べて、ピクチャの最も明るい領域と最も暗い領域との間で、より広いダイナミックレンジを捕捉するよう構成されたＨＤＲイメージングシステムによって捕捉される。このように、ＨＤＲピクチャは、実際のシーンにおいて見られる強度レベルの範囲をより正確に表し、しばしば、同じ対象物の複数の別なふうに露出されたピクチャとして捕捉される。
【００３０】
Ｎ個のＨＤＲピクチャのシーケンスを符号化する方法が開示される。Ｎは、１以上の整数である。第１の具体的な且つ制限されない実施形態では、シーケンス全体を符号化するために、シーケンスの夫々のピクチャに対して独立に、同じステップが適用される。よって、図１は、本発明の第１実施形態に従う符号化方法のフローチャートを表す。もっと正確に言えば、図１は、ｉがシーケンス内のピクチャの位置を特定する整数インデックスであるとして、シーケンスの現在のＨＤＲピクチャＰｉに適用される符号化方法のステップを表す。
【００３１】
ステップ１０で、現在のＨＤＲピクチャＰｉの平均輝度を表す値avg_lumが得られる。具体的な実施形態に従って、この値は、例えば、図２に表されるように、値を決定することを有する。変形例に従って、この値は、任意に、通信ネットワークの遠隔設備のメモリから、得られる。実際には、値avg_lumは、他の応用によって決定され得る。
【００３２】
ステップ１２で、ＨＤＲピクチャＰｉは、輝度のバランスがよくとれているピクチャを得るよう、値avg_lum及び定義された平均輝度値desired_avg_lumに基づき処理される。もっと正確に言えば、ＨＤＲピクチャＰｉは、proc_avg_lumと表される、処理されたピクチャＰｉ’の対応する平均輝度値が、desired_avg_lumに近く、あるいは、少なくともavg_lumよりも近くなるように、処理される。すなわち、|avg_lum-desired_avg_lum|>|proc_avg_lum-desired_avg_lum|。一例として、ＨＤＲピクチャＰｉを処理することは、ガンマ補正を適用することを有する。よって、Ｐｉの夫々のピクセルについて、その値Ｖは、Ｖγに変更される。このとき、γは、ガンマ係数であって、log2(desired_avg_lum)/log2(avg_lum)に等しい。γ曲線をピクチャＰｉに適用することによって、結果として得られるピクチャの平均輝度値は、avg_lumからdesired_median_valueに近い値へシフトされる。ガンマ補正は、ＭＰＥＧ符号化に、特に、暗いピクチャに、より適した、輝度のバランスがよくとれているピクチャを生成する。定義された平均輝度値desired_avg_lumは、処理されたピクチャＰｉ’が、Ｐｉよりも符号化するのに費用がかからないように、定義される。実際には、レガシー符号器は、輝度のバランスがよくとれているピクチャを用いて最適な条件において動作するよう定義される。結果として、desired_avg_lumは、有利なことには、１８％グレイとしても知られる中間グレイであるよう定義される。このグレイは、明度スケールにおいて黒と白との間の知覚的におおよそ半分であるトーンであり、よって、人の眼にとって輝度のバランスがよくとれているピクチャに対応する。他の値は、処理されたピクチャＰｉ’の輝度がＰｉの輝度よりもバランスがよくとれているという条件で、desired_avg_lumに使用され得る。このように、ＨＤＲピクチャの対応する平均輝度値は、avg_lumからdesired_avg_lumに近い値proc_avg_lumに変更される。
【００３３】
ステップ１４で、処理されたピクチャＰｉ’は、第１及び第２のＬＤＲピクチャに分解される。第１のＬＤＲピクチャは、ＨＤＲピクチャと同じ分解能を有し、第２のＬＤＲピクチャは、ＨＤＲピクチャよりも低い分解能のピクチャであって、ＨＤＲピクチャの大域的輝度を表す。第１のＬＤＲピクチャは、シーンの構造、ディテール、等を表す。一例として、デュアル変調分解方法がそのために使用される。“High  dynamic  range  picture  encoding  for  BrightSide  display”と題されたOhによる文献において開示される方法は、そのようなデュアル変調方法の一例である。デュアル変調分解方法の利点は、単一の符号器（又は復号器）を用いて分配され得る２つの８ビットデータプレーンを提供することである。本発明は、特定のデュアル変調分解方法によって制限されない。すなわち、それは、如何なるデュアル変調分解技術又は大域的輝度マップ技術も使用することができる。より一般的には、ＨＤＲピクチャからそのような第１及び第２のＬＤＲピクチャを提供する如何なる方法も使用され得る。
【００３４】
ステップ１６で、第１及び第２のＬＤＲピクチャは、単一の符号器を用いてストリームＦにおいて符号化される。標準のコンシューマＭＰＥＧ符号器がそのために使用され得る。もっと正確に言えば、第１のＬＤＲピクチャは、時間的及び空間的な予測を使用する古典的な符号化方法（例えば、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、ＡＶＣ、Ｈ．２６４、ＨＥＶＣ、等）により符号化される。そのような方法は、当業者によく知られている。古典的に、それは、残差を決定し、残差を、例えば、ＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform（離散コサイン変換）の頭文字）を用いて、係数に変換し、係数を量子化し、量子化された係数をエントロピー符号化することを有する。より低い分解能の第２のＬＤＲピクチャは、有利なことには、例えば、補足エンハンスメント情報（Supplemental  Enhancement  Information）メッセージ（ＳＥＩメッセージ）としてストリームＦにおいて、又はユーザデータにおいて可逆符号化される。そのようなＳＥＩメッセージは、いくつかのビデオ符号化標準規格において、具体的には、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０：２００５の付録Ｄにおいて、定義されている。変形例に従って、第２のＬＤＲピクチャは、復号器側でクロッピングされることが知られているピクチャの領域において符号化される。実際には、１９２０×１０８０ＨＤフォーマットに関し、入力ピクチャは１９２０×１０８８であり、８本のラインは復号器側でクロッピングされる。それら８本のラインは、有利なことには、第２のＬＤＲピクチャのデータを運ぶのに使用される。この場合に、対応するデータは、例えば、ＩＰＣＭ（Intra  Pulse  Code  Modulation）（パルス内符号変調）可逆符号化モードを用いて、圧縮なしで符号化される。他の変形例に従って、第２のＬＤＲピクチャのデータは、例えば、ＩＰＣＭモードを用いて、第１のＬＤＲピクチャのいくつかのアクティブなラインにおいて可逆符号化される。この場合に、それらのラインは、アーティファクトを制限するように、復号器側で、黒、白、グレイ色値により置換される。２つのＬＤＲピクチャに加えて、avg_lumの関数であるデータがストリームＦにおいて符号化される。実際には、このデータは、処理ステップ１２を逆行させるように復号器側で使用される。本発明の特定の特徴に従って、符号化されるデータはavg_lumである。変形例に従って、ガンマ係数γ又はその逆数1/γが、avg_lumの代わりにストリームにおいて符号化される。本発明の特定の特徴に従って、値desired_avg_lumが更にストリームＦにおいて符号化される。変形例に従って、この値は符号化されず、復号器側で知られている。値desired_avg_lumは、ガンマ係数γ又はその逆数1/γが符号化される場合に符号化されない。
【００３５】
図２は、具体的な且つ制限されない実施形態に従って、符号化方法のステップ１０の詳細な実施を表す。この特定の実施形態では、値avg_lumを得ることは、値を決定することを有する。
【００３６】
ステップ１００で、log2関数（すなわち、底２に対する対数）がＨＤＲピクチャのピクセル値（Ｒ、Ｇ、及びＢ値）に適用される。実際には、log2関数の形状は、輝度に応答する人の眼の大まかな推定であると見なされる。
【００３７】
ステップ１０２で、ピクセルlog2値の最小値及び最大値が決定される。３つの成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、まとめて又は独立して考えられ得る。後者の場合に、３つの最小値及び３つの最大値がこのようにして決定される。最小値はminと表され、最大値はmaxと表される。変形例に従って、値は、任意に、通信ネットワークの遠隔設備のメモリから、得られる。
【００３８】
ステップ１０４で、ピクセルlog2値は、決定されたmin値及びmax値に対して正規化される。結果として、正規化されたlog2値は、範囲［０；１］にある。
【００３９】
ステップ１０６で、ピクセルの輝度値は、次の式：
Y=0.2126×R+0.7152×G+0.0722×B
に従って、正規化されたlog2値から決定される。このとき、R、G及びBは、正規化されたピクセルlog2値である。この式は、通常、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）成分を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）成分に変換するのに使用される。本発明は、この具体的な式に制限されない。実際には、例えばY=0.299R+0.587G+0.114Bのような他の式が使用され得る。この式は、通常、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）成分をＲｅｃ．７０９（Ｙ，Ｕ，Ｖ）成分に変換するのに使用される。
【００４０】
ステップ１０８で、ＨＤＲピクチャＰｉの平均輝度を表す値avg_lumは、ステップ１０６で決定された輝度値から決定される。一例として、avg_lumは、輝度値のメジアン値に設定される。変形例に従って、avg_lumは、全ての輝度値の平均に設定される。
【００４１】
ステップ１６で、min値及びmax値は、avg_lumに加えて、又はγ若しくは1/γに加えて、符号化される。
【００４２】
図３は、具体的な且つ制限されない実施形態に従って、符号化方法のステップ１２の詳細な実施を表す。
【００４３】
ステップ１２０で、ガンマ係数γは、avg_lum及びdesired_avg_lumから決定される。ガンマ係数は、log2(desired_avg_lum)/log2(avg_lum)に設定される。desired_avg_lumは、例えば、ミッドグレイに対応するように０．１８に設定される。符号化効率を改善する他の如何なる値も使用され得る。
【００４４】
ステップ１２２で、ガンマ補正は、ステップ１０４で得られた正規化されたlog2値に対して適用される。よって、Ｐｉの夫々のピクセルについて、正規化されたlog2値Ｖは、Ｖγに変更される。γ曲線をピクチャＰｉに適用することによって、結果として得られるピクチャの平均輝度値は、avg_lumからdesired_median_valueに近い値へシフトされる。
【００４５】
図４及び５は、本発明の特定の且つ制限されない実施形態に従って、符号化方法のステップ１４の詳細な実施を表す。如何なる他のデュアル変調方法も、すなわち、ＨＤＲピクチャと同じ分解能のＬＤＲピクチャと、ＨＤＲピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能のＬＤＲピクチャとを生成する如何なる方法も、使用され得る。
【００４６】
ステップ１４０で、処理されたピクチャＰｉ’は、設定可能な最大輝度値（例えば、Ｓｉｍ２  ＨＤＲ４７ディスプレイの最大輝度値に対応する４０００ｃｄ／ｍ２に等しい。）へと調整される。このステップの出力はピクチャscale_RGBである。
【００４７】
ステップ１４２で、平方根がscale_RGBピクチャに対して適用される。
【００４８】
ステップ１４４で、scale_RGBの平方根の輝度が計算される（例えば、次の式：Y=0.2126×R+0.7152×G+0.0722×Bを使用する。）。
【００４９】
ステップ１４６で、ブラー（blur）関数が、輝度の疎な低周波表現を有するように適用される（例えば、ガウシアンフィルタ又は補間フィルタ）。
【００５０】
ステップ１４８で、ぼかされたピクチャは、ＬＥＤグリッドへとダウンサンプリングされる。ステップ１４６は、ＬＥＤグリッドへのダウンサンプリングをピーク（ノイズ）に対してよりロバストなものとする。
【００５１】
ステップ１５０で、スケーリングは、畳み込みの加法プロセスに起因して夫々の輝度ピクセル値を増大させるＬＥＤ点拡がり関数（Point  Spread  Function）による更なる畳み込みを考慮するために、ＬＥＤ値に対して実行される。このステップの出力はピクチャscale_LEDである。
【００５２】
ステップ１５２で、scale_LEDピクチャは、ＬＥＤパネル値を生成するために、［０．．２５５］の間に調整される。ＬＥＧパネル値並びに［０．．２５５］スケーリングの前の最小ＬＥＤ値及び最大ＬＥＤ値は、ストリームＦにおいてメタデータとして（例えば、ＳＥＩメッセージ又はユーザデータにおいて）符号化される。ＬＥＤパネル値は、ステップ１６において記載された第２のＬＤＲピクチャのデータに相当する。
【００５３】
図５を参照すると、ステップ１５４で、scale_LEDピクチャは、最初に夫々のＬＥＤ値をフルサイズピクチャグリッド上でコピーすることによって、フル分解能バックライトピクチャを再構成するために、使用される。
【００５４】
ステップ１５６で、夫々のコピーされた値は、ＬＥＤ点拡がり関数により畳み込み演算される。結果として得られるピクチャはrec_lumと表される。如何なるＰＳＦ（Point  Spread  Functionの頭文字）も使用され得、例えば、Ｓｉｍ２  ＨＤＲ４７ディスプレイのＰＳＦ又はガウシアンカーネルにより設計されたＰＳＦがある。
【００５５】
ステップ１５８で、rec_lum輝度ピクチャは、scale_LCDピクチャを生成するようscale_RGBピクチャを分割するために使用される。
【００５６】
ステップ１６０で、scale_LCDピクチャは、ステップ１６で符号化されるＬＣＤパネル値を生成するために、最終的に［０．．２５５］の間に調整される。［０．．２５５］スケーリングの前の最小ＬＥＤ値及び最大ＬＣＤ値は、ストリームＦにおいてメタデータ（例えば、ＳＥＩメッセージにおいて）符号化される。ＬＣＤパネル値は、ステップ１６で記載された第１のＬＤＲピクチャのデータに相当する。
【００５７】
本発明に従う符号化方法は、ディスプレイに依存しない。すなわち、如何なるＬＥＤパネル分解能、如何なるＬＥＤ点拡がり関数、及び如何なるＬＣＤパネル分解能も、使用され得る。
【００５８】
図６及び７は、第２の制限されない実施形態に従う符号化方法のフローチャートを表す。図において、これまでの図の機能モジュールと同一の機能モジュールは、同じ参照符号により特定されている。この実施形態に従って、値avg_lumと、場合により、ピクセルlog2値の正規化のために使用される最小値及び最大値とは、ビデオにわたって時間的にフィルタをかけられる。フィルタをかけられた値は、次いで、フィルタをかけられていない値の代わりに、処理ステップの間に使用される。そうすることによって、avg_lum並びに場合により最小値及び最大値の変動は、シーケンスにわたって平滑化される。結果として、シーケンスのピクチャは、更なる輝度一貫性を有し、このことは、符号化効率を更に改善する。変形例に従って、ガンマ係数γが、値avg_lumの代わりに、ビデオにわたってフィルタをかけられる。フィルタをかけられたガンマ係数は、次いで、フィルタをかけられていないガンマ係数の代わりに、処理ステップの間に使用される。
【００５９】
実際に、デュアル変調方法は、ピクチャで働き、ＨＤＲビデオの時間的な様相を考慮しない。特に、ＨＤＲビデオコンテンツは、ノイズに対して非常に敏感であり、ピクチャごとに全く異なり得る最小データ値及び最大データ値を生じさせる。それらの最小値及び最大値は、ピクチャの輝度値を計算するためにデュアル変調アルゴリズムにおいて使用される。よって、デュアル変調分解方法を適用する場合に、輝度のフリッカリングは、符号化されるべきＬＣＲパネルにおいて主として現れる。この輝度のフリッカリングは、連続するピクチャの同じピクセルどうしの間で不正確なマッチングをもたらし、故に、これは、インター予測を非効率的にする。よって、圧縮比は低い。これは、デュアル変調が、ＨＤＲディスプレイに供給するＨＤＲピクチャに適用される場合には問題ないが、デュアル変調が、ストリームの更なる分配のために符号器に供給するＨＤＲピクチャに適用にされるよう場合に問題になる。
【００６０】
図６に関して、ステップ６０で、avg_lum(i)並びに場合によりmin(i)及びmax(i)の値は、インデックスｉのピクチャについて得られる。このステップは、ステップ１０と同じであり、ステップ１０について開示された全ての変形例は、ステップ６０に当てはまる。具体的に、値avg_lum(i)並びに場合によりmin(i)値及びmax(i)値は、メモリから、又は任意に遠隔設備から、入手され得る。具体的な実施形態に従って、ガンマ係数γ(i)は、avg_lum(i)及びdesired_avg_lumからインデックスｉのピクチャＰについて決定される。一例として、γ(i)=log2(desired_avg_lum)/log2(avg_lum(i))。
【００６１】
ステップ６２で、ｉの値はＮと比較される。ｉ＜Ｎならば、インデックスｉは１だけインクリメントされ、ステップ６０が繰り返される。ｉ≧Ｎならば、方法はステップ６４へ続く。
【００６２】
ステップ６４で、値avg_lum(i)（あるいは、γ(i)がステップ６０で決定される場合はγ(i)）並びに場合によりmin(i)及びmax(i)は、フィルタをかけられた値filt_avg_lum(i)（又はfilt_γ(i)）並びに場合によりfilt_min(i)及びfilt_max(i)を得るよう、シーケンスにわたって時間的にフィルタをかけられる。このために、サイズＭのスライディング窓が使用される。スライディング窓は現在のピクチャＰｉを含む。現在のピクチャについてのフィルタをかけられたfilt_avg_lum(i)（又はfilt_γ(i)）は、スライディング窓におけるピクチャＰｊに関連した値avg_lum(j)（又はγ(j)）の平均として設定される。同じことがmin(i)及びmax(i)について行われる。現在のピクチャは、スライディング窓に含まれる如何なるピクチャであることもできる（例えば、最初のピクチャ、最後のピクチャ、等）。次いで、スライディング窓は、次のピクチャについてのフィルタをかけられた値を決定するよう１ピクチャ分だけ移動される。変形例に従って、スライディング窓から計算されたフィルタをかけられた値は、現在のピクチャのみならず、スライディング窓におけるＭ個のピクチャに関連する。この場合に、スライディング窓は、次のＭ個のピクチャについてのフィルタをかけられた値を決定するようＭピクチャ分だけ移動される。
【００６３】
図７に関して、ステップ７０で、現在のＨＤＲピクチャＰｉは、輝度のバランスがよくとれているピクチャを得るよう、フィルタをかけられた値filt_avg_lum(i)並びに場合によりfilt_min(i)及びfilt_max(i)を用いて処理される。ステップ１２について開示された同じ変形例は、ステップ７０に当てはまる。一例として、ＨＤＲピクチャＰｉを処理することは、ガンマ補正を適用することを有する。よって、Ｐｉの夫々のピクセルについて、その値ＶはＶγに変更される。このとき、γはガンマ係数であり、log2(desired_avg_lum)/log(filt_avg_lum(i))に等しい。変形例に従って、現在のＨＤＲピクチャＰｉは、輝度のバランスがよくとれているピクチャを得るよう、フィルタをかけられたガンマ係数filt_γ(i)並びに場合によりfilt_min(i)及びfilt_max(i)を用いて処理される。このように、Ｐｉの夫々のピクセルについて、γ=filt_γ(i)であるとして、値ＶはＶγに変更される。
【００６４】
ステップ７２で、ＨＤＲピクチャは、２つのＬＤＲピクチャに分解される。このステップは、ステップ１４と同じである。
【００６５】
ステップ７４で、２つのＬＤＲピクチャは、次いで、filt_avg_lum(i)（又はfilt_γ(i)）並びに場合によりfilt_min(i)及びfilt_max(i)の値を用いて符号化される。変形例に従って、filt_γ(i)又は1/filt_γ(i)が、filt_avg_lum(i)の代わりに符号化される。さもなければ、このステップは、ステップ１６と同じである。
【００６６】
ステップ７６で、ｉの値はＮと比較される。ｉ＜Ｎならば、インデックスｉは１だけインクリメントされ、方法はステップ７０により続き、そうでない場合は、方法は終了する。
【００６７】
図８は、具体的な且つ制限されない実施形態に従って、符号化方法のステップ７０の詳細な実施を表す。
【００６８】
ステップ７００で、log2関数（底２に対する対数）が、ＨＤＲピクチャのピクセル値（Ｒ、Ｇ及びＢ値）に適用される。このステップは、ステップ１００において既に決定されたlog2値を記憶することによって回避され得る。
【００６９】
ステップ７０２で、log2値は、次いで、ピクチャＰ（ｉ）に関連するフィルタをかけられた最小値及び最大値、すなわち、filt_min(i)及びfilt_max(i)に対して正規化される。結果として、正規化されたlog2値は範囲［０；１］にある。
【００７０】
ステップ７０４で、ガンマ係数γが、フィルタをかけられたfilt_avg_lum(i)及びdesired_avg_lumから決定される。このように、ガンマ係数は、log2(desired_avg_lum)/log2(filt_avg_lum(i))に設定される。desired_avg_lumは、例えば、ミッドグレイに対応するよう０．１８に設定される。符号化効率を改善する如何なる値も、使用され得る。ガンマ係数が、値avg_lumの代わりに、ステップ６４でフィルタをかけられる場合は、このステップは実施されない。
【００７１】
ステップ７０６で、ガンマ補正が、フィルタをかけられた最小／最大値に対して正規化されたlog値に適用される。このように、夫々のピクセルについて、その正規化されたlog値Ｖは、Ｖγに変更される。このとき、γは、ステップ７０４で決定されたガンマ係数又はステップ６４で得られたフィルタをかけられたfilt_γ(i)のいずれかである。
【００７２】
Ｎ個のＨＤＲピクチャのシーケンスを復号する方法が更に開示される。具体的な且つ制限されない実施形態では、シーケンス全体を復号するために、シーケンスの夫々のピクチャに対して独立に、同じステップが適用される。よって、図９は、本発明のこの具体的な実施形態に従う復号化方法のフローチャートを表す。もっと正確に言えば、図９は、ｉがシーケンス内のピクチャの位置を特定する整数インデックスであるとして、シーケンスの現在のＨＤＲピクチャＰｉに適用される復号化方法のステップを表す。
【００７３】
ステップ９０で、２つのＬＤＲピクチャが、ストリームＦから復号される。再構成されるべきＨＤＲピクチャよりも低い分解能を有する第２のＬＤＲピクチャは、ＨＤＲピクチャの大域的輝度を表す。ＨＤＲピクチャと同じ分解能を有する第１のＬＤＲピクチャは、シーンの構造、ディテール、等を表す。データはストリームＦから復号される。データは、平均輝度avg_lumを表す目標値の関数である。実際に、このデータは、処理ステップ１２を逆行させるよう復号器側で使用される。具体的な実施形態に従って、ストリームから復号されたデータは、値avg_lumである。desired_avg_lum、min及びmaxの値も、ストリームＦにおいて存在する場合には、復号される。変形例に従って、ストリームから復号されたデータは、avg_lumの関数であるガンマ係数γ’である。ガンマ係数γ’は、avg_lumの代わりに、ストリームから復号される。このとき、γ’の値は、符号器側で使用されるγに、又は値1/γに等しい。このステップは、符号化ステップ１６の逆である。よって、ステップ１６に関して開示された全ての変形例は、ステップ９０に適用可能である。
【００７４】
ステップ９２で、ＨＤＲピクチャＰｉ”は、復号されたＬＤＲピクチャから再構成される。このステップは、分解ステップ１４の逆である。結果として、逆デュアル変調が適用される。よって、ステップ１４に関して開示された全ての変形例は、ステップ９２に適用可能である。
【００７５】
ステップ９４で、再構成されたＨＤＲピクチャＰｉ”は、値avg_lum及び定義された平均輝度値desired_avg_lumに基づき、又はγ’に基づき、処理される。ステップ９４は、ステップ１２の逆である。よって、ステップ１２に関して開示された全ての変形例は、ステップ９４に適用可能である。もっと正確に言えば、再構成されたＨＤＲピクチャＰｉ”は、処理されたピクチャの対応する平均輝度値が、復号されたavg_lumに近いか、あるいは、少なくとも、再構成されたピクチャＰｉ”の対応する平均輝度値よりも近くなるように、処理される。一例として、再構成されたＨＤＲピクチャＰｉ”を処理することは、ガンマ補正を適用することを有する。このように、Ｐｉ”の夫々のピクセルについて、その値Ｖは、Ｖγ’に変更される。このとき、γ’=log2(avg_lum)/log2(desired_avg_lum)、あるいは、γ’は、ステップ９０で復号されたガンマ係数である。変形例に従って、Ｐｉ”の夫々のピクセルについて、その値Ｖは、Ｖ1/γ’に変更される。このとき、γ’は、ステップ９０で復号されたガンマ係数である。desired_avg_lumは、復号器によって知られている定数値であるか、あるいは、ストリームＦにおいて復号器へ送信され得る。この場合に、この値は、ステップ９０でストリームから復号される。
【００７６】
図１０は、本発明の特定の且つ制限されない実施形態に従って、復号化方法のステップ９２の詳細な実施を表す。如何なる他の逆デュアル変調方法も、使用され得る。この具体的な実施形態に従って、ステップ９０で復号された第１のＬＤＲピクチャは、復号されたＬＣＤパネル値に関連するピクセルを有するＬＣＤパネルであり、第２のＬＤＲピクチャは、復号されたＬＥＤパネル値に関連するピクセルを有するＬＥＤパネルである。
【００７７】
ステップ１０００で、復号されたＬＣＤパネル値は、inv_scale_LCDピクチャ（デュアル変調scale_LCDピクチャの再構成されたバージョン）を生成するよう、復号された最小及び最大のＬＣＤ値を用いて逆方向に調整される。
【００７８】
ステップ１００２で、復号されたＬＥＤパネル値は、inv_scale_LEDピクチャ（デュアル変調scale_LEDピクチャの再構成されたバージョン）を生成するよう、復号された最小及び最大のＬＥＤ値を用いて逆方向に調整される。デュアル変調に関して、inv_scale_LEDピクチャは、最初に、ステップ１００４で、夫々のＬＥＤ値をフルサイズピクチャグリッド上にコピーし、ステップ１００６で、inv_rec_lumピクチャ（デュアル変調rec_lumピクチャの再構成されたバージョン）を生成するよう、夫々のコピーされた値を、選択されたＬＥＤ点拡がり関数により畳み込み演算することによって、フル分解能バックライトピクチャを構成するために使用される。inv_rec_lumピクチャ及びinv_scale_LEDピクチャは、次いで、inv_scale_RGBピクチャ（デュアル変調scale_RGBピクチャの再構成されたバージョン）を生成するよう乗じられる。inv_scale_RGBピクチャは、再構成されたＨＤＲピクチャＰｉ”を生成するよう、設定可能な最大輝度値（例えば、４０００ｃｄ）で割ることによって、ステップ１０１０で正規化される。
【００７９】
図１１は、本発明に従う復号化方法のステップ９４の詳細な実施を表す。
【００８０】
ステップ９４０で、再構成されたＨＤＲピクチャＰｉ”のピクセル値は、ステップ９０でストリームＦから復号された最小値及び最大値に対して逆正規化される。逆log2関数は、次いで、逆正規化されたピクセル値に対して適用される。このステップは、符号化側でのステップ７０２の逆である。最小値及び最大値は、場合によりステップ１６又は７４でストリームＦにおいて符号化されたものである。
【００８１】
ステップ９４２で、ガンマ係数γは、avg_lum及びdesired_avg_lumから決定される。ガンマ係数は、log2(avg_lum)/log2(desired_avg_lum)に設定される。desired_avg_lumは、例えば、ミッドグレイに対応する０．１８に設定される。符号化効率を改善する如何なる値も使用され得る。desired_avg_lumは、符号化において使用されたのと同じ値を有する。ガンマ係数が、値avg_lumの代わりに、ステップ９０で復号される場合には、このステップは実施されない。
【００８２】
ステップ９４４で、ガンマ補正は、ステップ９４０で得られた値に対して適用される。よって、夫々のピクセルについて、その値Ｖは、Ｖγ’に変更される。このとき、γ’は、ステップ９４２で決定されたガンマ係数、又はステップ９０で復号されたガンマ係数のいずれかである。変形例に従って、夫々のピクセルの値Ｖは、Ｖ1/γ’に変更される。このとき、γ’は、ステップ９０で復号されたガンマ係数である。このステップは、ステップ１２２の逆である。
【００８３】
本発明はまた、本発明に従う符号化方法によって生成されるストリームＦのようなデータストリームに関する。本発明に従うデータストリームは、高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化するデータを有する。具体的に、それは、シーケンスの夫々のＨＤＲピクチャについて、高ダイナミックレンジのピクチャと、高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値avg_lumのデータ関数（例えば、avg_lum、filt_avg_lum(i)、γ(i)、1/γ(i)、filt_γ(i)、又は1/filt_γ(i)）とから決定される、ＨＤＲピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、シーンの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとを符号化するデータを有する。任意に、それは、ステップ１０２で得られるか、あるいは、場合により、ステップ６４でフィルタをかけられた値min及びmaxを更に有する。それらの値（avg_lum、filt_avg_lum(i)、γ(i)、1/γ(i)、filt_γ(i)、又は1/filt_γ(i)）は、前記の第１及び第２の低ダイナミックレンジのピクチャから再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、その処理されたピクチャの平均輝度を表す値が、前記の再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記の高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値に近くなるようにするための値である。
【００８４】
図１２は、符号器６００の例となるアーキテクチャを表す。符号器６００は、データ及びアドレスバス６４０によって互いにリンクされた次の要素を有する：
・例えば、ＤＳＰ（すなわち、Digital  Signal  Processor）である、少なくとも１つのプロセッサ６１０（すまわち、ＣＰＵ（Central  Processing  Unitの頭文字）及び／又はＧＰＵ（Graphical  Processing  Unitの頭文字））；
・ＲＡＭ（すなわち、Random  Access  Memory）６３０及び場合によりＲＯＭ（すなわち、Read  Only  Memory）６２０のような１つ又は複数のメモリ；
・ユーザに情報を表示し且つ／あるいはユーザがデータ又はパラメータを入力することを可能にするよう構成された１つ又は複数のＩ／Ｏ（Input/Output）インタフェース６５０（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカム）；及び
・電源６６０。
【００８５】
変形例に従って、電源６６０は、符号器の外部にある。図１２のそれらの要素の夫々は、当業者によく知られており、これ以上開示されない。挙げられているメモリの夫々において、本明細書で使用される語「レジスタ」は、低容量のメモリ区間（何らかのバイナリデータ）及び大容量のメモリ区間（算出された又は表示されるべきデータを表すデータの全て又は部分、あるいは、プログラム全体が記憶されることを可能にする区間）を指定する。ＲＡＭ６３０は、レジスタにおいて、プロセッサ６１０によって実行され、符号器６０のスイッチ投入後に更新されたプログラムを有し、レジスタにおいて、入力されたデータを有し、レジスタにおいて、符号化方法の種々の状態における処理されたデータを有し、レジスタにおいて、符号化のために使用される他の変数を有する。電源をオンされると、プロセッサ６１０は、ＲＡＭ６３０内のプログラムを更新し、対応する命令を実行する。
【００８６】
図１３は、復号器７００の例となるアーキテクチャを表す。復号器７００は、データ及びアドレスバス７４０によって互いにリンクされた次の要素を有する：
・例えば、ＤＳＰ（すなわち、Digital  Signal  Processor）である、少なくとも１つのプロセッサ７１０（例えば、ＣＰＵ／ＧＰＵ）；
・ＲＡＭ（すなわち、Random  Access  Memory）７３０及び場合によりＲＯＭ（すなわち、Read  Only  Memory）７２０のような１つ又は複数のメモリ；
・ユーザに情報を表示し且つ／あるいはユーザがデータ又はパラメータを入力することを可能にするよう構成された１つ又は複数のＩ／Ｏ（Input/Output）インタフェース７５０（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカム）；及び
・電源７６０。
【００８７】
変形例に従って、電源７６０は、復号器の外部にある。図１３のそれらの要素の夫々は、当業者によく知られており、これ以上開示されない。挙げられているメモリの夫々において、本明細書で使用される語「レジスタ」は、低容量の領域（いくつかのビット）に、又は非常に大きい領域（プログラム全体又は大量の受信若しくは復号されたデータ）に対応することができる。電源をオンされると、ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ内のプログラムを更新し、対応する命令を実行する。ＲＡＭ７３０は、レジスタにおいて、ＣＰＵ７１０によって実行され、復号器７００の電源投入後に更新されたプログラムを有し、レジスタにおいて、入力されたデータを有し、レジスタにおいて、復号化方法の種々の状態における処理されたデータを有し、レジスタにおいて、復号化のために使用される他の変数を有する。
【００８８】
変形例に従って、本発明に適合する符号器及び復号器は、純粋にハードウェアによる具現化に従って、例えば、専用部品（例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）又はＶＬＳＩ（Very  Large  Scale  Integration）における。）又はデバイスに組み込まれた複数の電子部品の形で、あるいは、ハードウェア要素及びソフトウェア要素の混合の形で、実施される。
【００８９】
ここで記載される実施は、例えば、方法若しくはプロセス、装置、ソフトウェアプログラム、データストリーム、又は信号において、実施されてよい。たとえ単一の実施形態に関してしか論じられていない（例えば、方法又はデバイスとしてしか論じられない）としても、論じられている特徴の実施は、他の形態（例えば、プログラム）においても実施されてよい。装置は、例えば、適切なハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアにおいて実施されてよい。方法は、例えば、一般的にプロセッシングデバイスと呼ばれ、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、又はプログラム可能ロジックデバイスを含むプロセッサのような装置において、例えば実施されてよい。プロセッサは、例えば、コンピュータ、携帯電話機、ポータブル／パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、及びエンドユーザ間の情報の通信を促す他のデバイスを更に含む。
【００９０】
ここで記載される様々なプロセス及び特徴の実施は、様々な異なる設備又は用途、特に、設備又は用途において具現されてよい。そのような設備の例には、符号器、復号器、復号器からの出力を処理するポストプロセッサ、符号器へ入力を供給するプリプロセッサ、ビデオ符号器、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、携帯電話機、ＰＤＡ、及び他の通信デバイスが含まれる。当然ながら、設備は、可搬性であって、移動車両に設置されてもよい。
【００９１】
加えて、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よく、そのような命令（及び／又は実施によって生成されたデータ値）は、例えば、集積回路、ソフトウェアキャリア、又は他の記憶デバイス（例えば、ハードディスク、コンパクトディスケット（ＣＤ）、光ディスク（例えば、しばしばデジタル・バーサタイル・ディスク又はデジタル・ビデオ・ディスクと呼ばれるＤＶＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又は読出専用メモリ（ＲＯＭ））のようなプロセッサ読出可能な媒体に記憶されてよい。命令は、プロセッサ読出可能な媒体において有形に具現されたアプリケーションプログラムを形成してよい。命令は、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は組み合わせに含まれてよい。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、又はそれら２つの組み合わせにおいて見受けられることがある。プロセッサは、従って、例えば、プロセスを実行するよう構成されたデバイス、及びプロセスを実行するための命令を有するプロセッサ読出可能な媒体（例えば、記憶デバイス）を含むデバイスの両方として特徴付けられてよい。更に、プロセッサ読出可能な媒体は、命令に加えて又はそれに代えて、実施によって生成されたデータ値を記憶してよい。
【００９２】
当業者に明らかなように、実施は、例えば、記憶又は伝送され得る情報を運ぶようフォーマットされた様々な信号を生成してよい。情報は、例えば、方法を実行するための命令、又は記載された実施のうちの１つによって生成されたデータを含んでよい。例えば、信号は、記載された実施形態のシンタックスを書き込むための又は読み出すためのルールをデータとして搬送するか、あるいは、記載された実施形態によって書き込まれた実際のシンタックス値をデータとして搬送するようフォーマットされてよい。そのような信号は、例えば、電磁波として（例えば、スペクトラムの無線周波数部分を用いる。）、又はベースバンド信号として、フォーマットされてよい。フォーマッティングは、例えば、データストリームを符号化し、符号化されたデータにより搬送波を変調することを含んでよい。信号が運ぶデータは、例えば、アナログ又はデジタル情報であってよい。信号は、知られている様々な異なった有線又は無線リンクを介して送信されてよい。信号は、プロセッサ読出可能な媒体において記憶されてよい。
【００９３】
多数の実施が記載されてきた。それでもなお、様々な変更がなされてよいことが理解されるであろう。例えば、異なる実施の要素は、他の実施を生じるように組み合わされ、補足され、変更され、あるいは、削除されてよい。加えて、当業者は、他の構造及びプロセスが開示されているもの代わりをしてよく、結果として得られる実施が、開示されている実施と少なくとも実質的に同じ結果を達成するよう、少なくとも実質的に同じ方法において、少なくとも実質的に同じ機能を実行することを理解するであろう。然るに、それら及び他の実施は、本願によって想定されている。  
上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
（付記１）
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する方法であって、
前記シーケンスの夫々のピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにし、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値のデータ関数とを符号化する
ことを有する、ことを特徴とする方法。
（付記２）
前記データは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値である、
付記１に記載の方法。
（付記３）
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値から及び前記定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有し、
前記データは、ガンマ係数又はその逆数である、
付記１に記載の方法。
（付記４）
前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得ることは、
対数値を得るよう前記高ダイナミックレンジのピクチャに対して対数関数を適用し、前記対数値を最小及び最大対数値に対して正規化して、正規化された対数値を得、
前記正規化された対数値から輝度値を決定し、
前記輝度値のメジアン又は平均値を決定する
ことを有し、
前記平均輝度を表す値は、前記メジアン又は前記平均値である、
付記１乃至３のうちいずれか一つに記載の方法。
（付記５）
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値の対数で除された前記定義された平均輝度値の対数と等しいガンマ係数に従って前記正規化された対数値に対してガンマ補正を適用することを有する、
付記４に記載の方法。
（付記６）
前記定義された平均輝度値は０．１８に等しい、
付記１乃至５のうちいずれか一つに記載の方法。
（付記７）
Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された平均輝度値を表す値に時間的にフィルタをかけることを更に有し、
前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャの前記処理は、前記フィルタをかけられた値を使用する、
付記１乃至６のうちいずれか一つに記載の方法。
（付記８）
ガンマ補正を適用する前に、Ｍが完全に１よりも大きい整数であるとして、前記シーケンスの少なくともＭ個の高ダイナミックレンジのピクチャにわたって、該Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャについて決定された前記ガンマ係数に時間的にフィルタをかけることを更に有し、
前記Ｍ個の高ダイナミックレンジのピクチャのうちの少なくとも１つのピクチャに対してガンマ補正を適用することは、前記フィルタをかけられたガンマ係数を使用する、
付記３に記載の方法。
（付記９）
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する方法であって、
前記シーケンスの夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、
前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値のデータ関数とを復号し、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成し、
前記復号されたデータを用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値よりも、前記目標値に近くなるようにする
ことを有する、ことを特徴とする方法。
（付記１０）
前記復号されたデータは、前記平均輝度を表す値である、
付記９に記載の方法。
（付記１１）
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、平均輝度を表す前記復号された値から及び定義された平均輝度値からガンマ係数を決定し、該ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する、
付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記データは、ガンマ係数であり、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理することは、前記ガンマ係数に従って前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャに対してガンマ補正を適用することを有する、
付記９に記載の方法。
（付記１３）
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化する符号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値を得る手段と、
前記高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、定義された平均輝度値に近くなるようにする手段と、
前記処理をなされた高ダイナミックレンジのピクチャを、前記高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、シーンの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャとに分解する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、前記高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値のデータ関数とを符号化する手段と
を有する、ことを特徴とする符号器。
（付記１４）
当該符号器は、付記１乃至８のうちいずれか一つに記載の符号化する方法を実行するよう構成される、
付記１３に記載の符号器。
（付記１５）
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを復号する復号器であって、
夫々の高ダイナミックレンジのピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、平均輝度を表す目標値のデータ関数とを復号する手段と、
前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから前記高ダイナミックレンジのピクチャを再構成する手段と、
前記復号されたデータを用いて前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにする手段と
を有する、ことを特徴とする復号器。
（付記１６）
当該復号器は、付記９乃至１２のうちいずれか一つに記載の復号する方法を実行するよう構成される、
付記１５に記載の復号器。
（付記１７）
高ダイナミックレンジのピクチャのシーケンスを符号化するデータストリームであって、
前記シーケンスの夫々のピクチャについて、当該高ダイナミックレンジのピクチャと同じ分解能の少なくとも１つの第１の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの大域的輝度を表すより低い分解能の１つの第２の低ダイナミックレンジのピクチャと、当該高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す、目標値と呼ばれる値のデータ関数とを符号化するデータを有し、該データは、前記第１の低ダイナミックレンジのピクチャ及び前記第２の低ダイナミックレンジのピクチャから再構成された高ダイナミックレンジのピクチャを処理して、該処理をなされたピクチャの平均輝度を表す値が、前記再構成された高ダイナミックレンジのピクチャの平均輝度を表す値であるよりも、前記目標値に近くなるようにするためのものである、
データストリーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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