(57)【要約】  本発明の原理は、パラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングする方法およびデバイスに関する。この方法は、入力ピクチャの輝度レベルによって変調されたトーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定することを含むことを特徴とする。
2018530031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングする方法であり、前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法であって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、前記入力ピクチャの輝度レベルによって変調された前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定することとを含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記トーン調整関数が、３つの範囲にわたって定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トーン調整関数が、第１の範囲では線形であり、第２の範囲では放物線状であり、第３の範囲では線形である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記トーン調整関数が、
第１の範囲では、
ｙ＝ＳＧＣ＊ｘ
によって定義され、ここで、ＳＧＣが実パラメータ値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、
第２の範囲では、
ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ、ｘＳＧＣ＜ｘ＜ｘＨＧＣ
によって定義され、
第３の範囲では、
ｙ＝ＨＧＣ＊ｘ＋（１−ＨＧＣ）
によって定義され、ここで、ＨＧＣが傾きであり、
ここで、
【数１】
2018530031.tif 000045
であり、ここで、ＭＴＡが実パラメータ値であり、
【数２】
2018530031.tif 000046
であり、ここで、
【数３】
2018530031.tif 000047
および
【数４】
2018530031.tif 000048
であり、ここで、ｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌおよびｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔが、
【数５】
2018530031.tif 000049
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、実数値であり、変調値Ｂａが、前記入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、一定値である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、前記変調値に加えて別のパラメータとして保持される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
で与えられる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記トーン調整関数が、
第１の範囲では、
【数６】
2018530031.tif 000050
によって定義され、ここで、ＳＧＣが実パラメータ値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、
第２の範囲では、
【数７】
2018530031.tif 000051
によって定義され、
第３の範囲では、
【数８】
2018530031.tif 000052
によって定義され、ここで、ＨＧＣが傾きであり、
ここで、
【数９】
2018530031.tif 000053
であり、ここで、ＭＴＡが実パラメータ値であり、
【数１０】
2018530031.tif 000054
であり、ここで、
【数１１】
2018530031.tif 000055
および
【数１２】
2018530031.tif 000056
であり、ここで、ｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔが、
【数１３】
2018530031.tif 000057
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、実数値であり、変調値Ｂａが、前記入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、一定値である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、前記変調値に加えて別のパラメータとして保持される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
で与えられる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記トーン調整関数が、
【数１４】
2018530031.tif 000058
によって定義されるパラメトリック対数関数であり、ここで、ｋが一定値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、ＰｅａｋＬが前記入力ピクチャのピーク・ルミナンス値である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記変調値が、前記入力ピクチャの中間トーン・レベルに応答する、請求項４から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記中間トーン・レベルが、黒レベルおよび白レベルに基づいて決定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記中間トーン・レベルが、前記黒レベルおよび前記白レベルの（１）幾何平均および（２）対数平均のうちの１つとして決定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
入力画像が、ビデオ・シーケンスに含まれる複数のピクチャのうちの１つであり、前記変調値の前記決定が、前記複数のピクチャのそれぞれについて実行され、前記複数のピクチャについての前記変調値が、時間的に平滑化される、請求項４から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック逆トーン調整関数を使用して入力ピクチャのトーン・マッピング・バージョンを逆トーン・マッピングする方法であり、前記逆トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法であって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、前記入力ピクチャの輝度レベルによって変調された前記逆トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを得ることとを含むことを特徴とする、方法。
【請求項１８】
入力ピクチャを符号化する方法であって、
前記入力ピクチャの成分値から最大値を得ること（３００）と、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法によって前記最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得ること（３１０）と、
前記最大値に対する前記線形値の比を前記入力ピクチャに乗算すること（３２０）とを含む、方法。
【請求項１９】
ピクチャを復号する方法であって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得ること（４００）と、
請求項１７に記載の方法によって前記最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得ること（４１０）と、
前記最大値に対する前記非線形値の比を前記復号ピクチャに乗算すること（４２０）とを含む、方法。
【請求項２０】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングするデバイスであり、前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられているデバイスであって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義し、前記入力ピクチャの輝度レベルによって変調された前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする、デバイス。
【請求項２１】
入力ピクチャを符号化するデバイスであって、
前記入力ピクチャの成分値から最大値を得、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法によって前記最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得、
前記最大値に対する前記線形値の比を前記入力ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイス。
【請求項２２】
ピクチャを復号するデバイスであって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得、
請求項１７に記載の方法によって前記最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得、
前記最大値に対する前記非線形値の比を前記復号ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイス。
【請求項２３】
コンピュータ・プログラム製品であって、この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から１９のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するプログラム・コード命令を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項２４】
プログラムがコンピューティング・デバイス上で実行されたときに請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するプログラム・コード命令を担持する、非一時的記憶媒体。
【請求項２５】
符号化ピクチャを搬送する信号であって、前記符号化入力ピクチャの輝度レベルに応答する変調値を示す情報データをさらに搬送することを特徴とする、信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の原理は、概して、ピクチャ／ビデオのトーン・マッピング（tone-mapping）に関する。詳細には、ただしこれに限定されるわけではないが、本発明の原理の技術分野は、画素値が高ダイナミック・レンジ（high-dynamic  range：ハイダイナミックレンジ）に属するピクチャのトーン・マッピングに関する。
【背景技術】
【０００２】
本項は、以下で述べ、且つ／または主張する本発明の原理の様々な態様に関係する可能性がある様々な技術的特徴を、読者に紹介するための項である。この記述は、本発明の原理の様々な態様に対するより深い理解を促す背景情報を読者に与えるのに有効であると考えられる。従って、以下の記述は、この点に照らして読まれるべきものであり、従来技術を承認するものとして読まれるべきものではないことを理解されたい。
【０００３】
以下、ピクチャ（picture）は、ピクチャ（またはビデオ）の画素値に関する全ての情報、ならびに例えばピクチャ（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／またはその他の任意のデバイスが使用することができる全ての情報を指定する特定のピクチャ／ビデオ・フォーマットのサンプル（pixel  values：画素値、ピクセル値）の１つまたは複数のアレイを含む。ピクチャは、サンプルの第１のアレイの形態をした、通常はルマ（luma）（またはルミナンス（luminance：輝度））成分である少なくとも１つの成分と、場合によっては、サンプルの少なくとも１つの他のアレイの形態をした、通常は色成分である少なくとも１つの別の成分とを含む。あるいは等価に、同じ情報を、従来の３原色ＲＧＢ表現など、１組のカラー・サンプルのアレイで表すこともできる。
【０００４】
画素値は、Ｃ個の値のベクトルで表される。ここで、Ｃ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・レンジを定義するビット数で表される。
【０００５】
標準ダイナミック・レンジ・ピクチャ（Standard-Dynamic-Range  pictures）（ＳＤＲピクチャ）は、通常は２またはｆストップ（f-stops）の累乗で測定される制限されたダイナミックで表されるルミナンス値を有するカラー・ピクチャである。ＳＤＲピクチャは、約１０ｆストップのダイナミックを有する、すなわち、線形領域中の最も明るい画素と最も暗い画素の間の比が１０００であり、例えばＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９  ＯＥＴＦ（光電伝達関数）（ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．７０９−５、２００２年４月）またはＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２０２０  ＯＥＴＦ（ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．２０２０−１、２０１４年６月）を使用して、非線形領域で限られたビット数（最も多いのはＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン・システム）およびＵＨＤＴＶ（超高精細度テレビジョン・システム）における８または１０）でコード化されて、ダイナミックを低下させる。この制限された非線形表現では、特に暗いルミナンス範囲および明るいルミナンス範囲では、小さな信号変動を正しくレンダリングすることができない。高ダイナミック・レンジ・ピクチャ（ＨＤＲピクチャ）では、信号ダイナミックは、はるかに高くなり（最大で２０ｆストップ、最も明るい画素と最も暗い画素の間の比が１００万）、信号の全範囲にわたって信号の高い精度を維持するためには、新たな非線形表現が必要となる。ＨＤＲピクチャ（High-Dynamic-Range  pictures）では、生データは、通常は、浮動小数点フォーマット（各成分について３２ビットまたは１６ビット、すなわち単精度または半精度）で表されるか（最も一般的なフォーマットは、ｏｐｅｎＥＸＲ半精度フォーマット（ＲＧＢ成分につき１６ビット、すなわち画素ごとに４８ビット））、あるいは通常は少なくとも１６ビットの長い表現の整数で表される。例えばＳＭＰＴＥ  ２０８４（ＳＭＰＴＥ標準：Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ、ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０８４：２０１４）に定義されるいわゆるＰＱ  ＯＥＴＦを使用することによって得られる１０または１２ビット・フォーマットなど、さらにコンパクトな表現も存在する。
【０００６】
トーン・マッピングは、入力ピクチャのダイナミック・レンジを縮小する周知の演算である。
【０００７】
トーン・マッピング演算は、各入力ＨＤＲ値について出力ＳＤＲ値を決定する、またはその逆を行うトーン調整関数として実施することができる。
【０００８】
図１は、ＳＭＰＴＥ  ＤＧ、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  ｆｏｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｓ  ｏｆ  ＨＤＲ  ａｎｄ  ＷＣＧ  Ｉｍａｇｅｓ」、Ｒ．Ｎｉｊｌａｎｄ、Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｎ．Ｖ．、２０１５０４２１に記載される「Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｍｏｄｅｌ」に関係する「Ｐｈｉｌｉｐｓ  ＨＤＲ  ｐｒｏｐｏｓａｌ  Ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ」に定義されるトーン調整関数（曲線でグラフ表示される）の例を示す図である。
【０００９】
トーン調整関数（tone-adjustment  function）は、３つの範囲（時間間隔（time  intervals））、すなわち下側間隔（bottom  interval）、中間間隔（mid-interval）、および上側間隔（upper  interval）で定義されるパラメトリック（parametric）・トーン調整関数である。
【００１０】
下側間隔では、トーン調整関数は、線形で、ｙ＝ＳＧＣ＊ｘであり、ここで、ＳＧＣ（Shadow  Gain  Control）は、実パラメータ値であり、ｙは、出力値であり、ｘは、入力値である。
【００１１】
上側間隔でも、トーン調整関数は、線形で、ｙ＝ＨＧＣ＊ｘ＋（１−ＨＧＣ）であり、ここで、ＨＧＣ（Highlight  Gain  Control）は、傾き（実パラメータ値）である。
【００１２】
中間間隔では、トーン調整関数は、放物線ａｘ２＋ｂｘ＋ｃであり、ｘＳＧＣは、２つの線形間隔を滑らかな移行部でつなぐ。この移行部の幅は、実パラメータ値であるＭＴＡ（Mid-Tones  Adjustment）によって決まる。
【００１３】
【数１】
2018530031.tif 000003
ここで、
【数２】
2018530031.tif 000004
、および
【数３】
2018530031.tif 000005
である。
【００１４】
この従来技術によれば、パラメータＳＧＣ、ＨＧＣ、およびＭＴＡの値は、以下のように、３つの入力パラメータ値ｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ、ｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔ、およびｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌに依存する。
【００１５】
【数４】
2018530031.tif 000006
。ここで、
【数５】
2018530031.tif 000007
、および
【数６】
2018530031.tif 000008
である。
【００１６】
例えば、上記の数式において、Ｌｔａｒｇｅｔは、１００ｎｉｔに等しく、Ｌｓｏｕｒｃｅは、好ましくは４０００ｎｉｔまたは５０００ｎｉｔに等しく、関数ｖは、恒等関数（identity  function）である。
【００１７】
その結果、区分によって線形であり、放物線状であるトーン調整関数を指定するためには、３つの入力パラメータｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ、およびｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔを与えなければならない。
【００１８】
本開示は、特定のパラメトリック・トーン調整関数に限定されない。
【００１９】
パラメトリック・トーン調整関数を指定する入力パラメータは、個々の芸術的意図に応じて手作業で選択することができるが、これにより、多くのビデオ・コンテンツにわたって適切且つロバストな方法で自動トーン・マッピング方法を構成してこれらのパラメータを定義することが困難になっている。
【発明の概要】
【００２０】
以下に、本発明の原理のいくつかの態様の基本的な理解が得られるように、本発明の原理の簡略な概要を示す。この概要は、本発明の原理の広範な概観ではない。この概要は、本発明の原理の重要または不可欠な要素を特定するためのものではない。以下の概要は、単に、以下に提供するより詳細な説明の前置きとして、本発明の原理のいくつかの態様を簡略な形態で提示するものに過ぎない。
【００２１】
本発明の原理は、複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングする方法であり、トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法によって従来技術の欠点のうちの少なくとも１つを解消しようとするものである。この方法は、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、入力ピクチャの輝度レベルによって変調されたトーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定することとを含む。
【００２２】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数は、３つの範囲にわたって定義される。
【００２３】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数は、第１の範囲では線形であり、第２の範囲では放物線状であり、第３の範囲では線形である。
【００２４】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数は、
第１の範囲では、
ｙ＝ＳＧＣ＊ｘ
によって定義され、ここで、ＳＧＣは実パラメータ値であり、ｙは出力値であり、ｘは入力値であり、
第２の範囲では、
ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ、ｘＳＧＣ＜ｘ＜ｘＨＧＣ
によって定義され、
第３の範囲では、
ｙ＝ＨＧＣ＊ｘ＋（１−ＨＧＣ）
によって定義され、ここで、ＨＧＣが傾きであり、
ここで、
【数７】
2018530031.tif 000009
であり、ここで、ＭＴＡは実パラメータ値であり、
【数８】
2018530031.tif 000010
であり、ここで、
【数９】
2018530031.tif 000011
および
【数１０】
2018530031.tif 000012
であり、ここで、ｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌおよびｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔは、
【数１１】
2018530031.tif 000013
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、実数値であり、変調値Ｂａは、入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される。
【００２５】
本発明の原理の実施例によれば、実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、一定値である。
【００２６】
本発明の原理の実施例によれば、実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、変調値に加えて別のパラメータとして保持される。
【００２７】
本発明の原理の実施例によれば、実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
で与えられる。
【００２８】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数は、
第１の範囲では、
【数１２】
2018530031.tif 000014
によって定義され、ここで、ＳＧＣは実パラメータ値であり、ｙは出力値であり、ｘは入力値であり、
第２の範囲では、
【数１３】
2018530031.tif 000015
によって定義され、
第３の範囲では、
【数１４】
2018530031.tif 000016
によって定義され、ここで、ＨＧＣは傾きであり、
ここで、
【数１５】
2018530031.tif 000017
であり、ここで、ＭＴＡは実パラメータ値であり、
【数１６】
2018530031.tif 000018
であり、ここで、
【数１７】
2018530031.tif 000019
および
【数１８】
2018530031.tif 000020
であり、ここで、ｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔは、
【数１９】
2018530031.tif 000021
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、実数値であり、変調値Ｂａは、入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される。
【００２９】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数は、
【数２０】
2018530031.tif 000022
によって定義されるパラメトリック対数関数であり、ここで、ｋは一定値であり、ｙは出力値であり、ｘは入力値であり、ＰｅａｋＬは入力ピクチャのピーク・ルミナンス値である。
【００３０】
本発明の原理の実施例によれば、変調値は、入力ピクチャの中間トーン・レベルに応答する。
【００３１】
本発明の原理の実施例によれば、中間トーン・レベルは、黒レベルおよび白レベルに基づいて決定される。
【００３２】
本発明の原理の実施例によれば、中間トーン・レベルは、黒レベルおよび白レベルの（１）幾何平均（geometric  mean）および（２）対数平均（logarithm  mean）のうちの１つとして決定される。
【００３３】
本発明の原理の実施例によれば、入力画像は、ビデオ・シーケンスに含まれる複数のピクチャのうちの１つであり、変調値の決定は、複数のピクチャのそれぞれについて実行され、複数のピクチャについての変調値は、時間的に平滑化される。
【００３４】
本開示の別の態様によれば、本開示は、複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック逆トーン調整関数を使用して入力ピクチャのトーン・マッピング・バージョンを逆トーン・マッピングする方法であり、逆トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法に関する。この方法は、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、入力ピクチャの輝度レベルによって変調された逆トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを得ることとを含むことを特徴とする。
【００３５】
本開示の別の態様によれば、本開示は、入力ピクチャを符号化する方法であって、
入力ピクチャの成分値から最大値を得ることと、
上記の方法によって最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得ることと、
最大値に対する線形値の比を入力ピクチャに乗算することとを含む、方法に関する。
【００３６】
本開示の別の態様によれば、本開示は、ピクチャを復号する方法であって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得ることと、
上記の方法によって最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得ることと、
最大値に対する非線形値の比を復号ピクチャに乗算することとを含む、方法に関する。
【００３７】
本開示の別の態様によれば、本開示は複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングするデバイスであり、トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられているデバイスであって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義し、入力ピクチャの輝度レベルによって変調されたトーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする、デバイスに関する。
【００３８】
本開示の別の態様によれば、本開示は、入力ピクチャを符号化するデバイスであって、
入力ピクチャの成分値から最大値を得、
上記の方法によって最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得、
最大値に対する線形値の比を入力ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイスに関する。
【００３９】
本開示の別の態様によれば、本開示は、ピクチャを復号するデバイスであって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得、
上記の方法によって最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得、
最大値に対する非線形値の比を復号ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイスに関する。
【００４０】
本開示の別の態様によれば、本開示は、符号化ピクチャを搬送する信号であって、符号化入力ピクチャの輝度レベルに応答する変調値を示す情報データをさらに搬送することを特徴とする、信号に関する。
【００４１】
本開示の別の態様によれば、本発明の原理はコンピュータ・プログラム製品であって、このプログラムがコンピュータ上で実行されたときに上記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・プログラム製品と、プログラムがコンピューティング・デバイス上で実行されたときに上記の方法のステップを実行するプログラム・コード命令を担持する、非一時的記憶媒体とに関する。
【００４２】
本発明の原理の具体的な性質、ならびに本発明の原理のその他の目的、利点、特徴、および用途は、添付の図面と関連付けて以下の実施例の説明から明らかになるであろう。
【００４３】
図面に、本発明の原理の実施例を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術によるトーン調整関数の例を示す図である。
【図２】本発明の原理の実施例による、入力ピクチャをトーン・マッピングする方法のステップを示す図である。
【図３】従来技術による、入力ピクチャの線形ルミナンスＹに依存するヒストグラムの例を示す図である。
【図４】変調値を決定する方法を示す図である。
【図５】変調値を決定する方法を示す図である。
【図６】本発明の原理の実施例による、入力ピクチャを逆トーン・マッピングする方法のステップを示す図である。
【図７】本発明の原理の実施例による、ＨＤＲコンテンツを符号化する方法の全体を示す図である。
【図８】本発明の原理の実施例による、ＨＤＲコンテンツを復号する方法の全体を示す図である。
【図９】本発明の原理の実施例による、ダイナミック・レンジ変換のサブステップを示す図である。
【図１０】本発明の原理の実施例による、逆ダイナミック・レンジ縮小のサブステップを示す図である。
【図１１】本発明の原理の実施例による、最大値Ｔをトーン・マッピングすることによって線形値ｔを得るステップを示す図である。
【図１２】本発明の原理の実施例によるデバイスのアーキテクチャの例を示す図である。
【図１３】本発明の原理の実施例による、通信ネットワークを介して通信する２つの遠隔デバイスを示す図である。
【図１４】本発明の原理の実施例による信号のシンタックスを示す図である。
【００４５】
同様の、または同じ要素は、同じ参照番号で示してある。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の原理について、本発明の原理の実施例を示す添付の図面を参照して、より完全に説明する。ただし、本発明の原理は、多くの代替の形態で実施することができ、本明細書に記載する実施例に限定されるものと解釈すべきではない。従って、本発明の原理には、様々な修正および代替形態の余地があるが、本発明の原理の具体的な実施例を、例示を目的として図面に示し、本明細書において詳細に説明する。ただし、本発明の原理を開示する特定の形態に限定する意図はなく、むしろ、本開示は、特許請求の範囲によって定義される本発明の原理の趣旨および範囲内に含まれる全ての修正形態、均等物、および代替形態をカバーするものと理解されたい。
【００４７】
本明細書で使用する用語は、特定の実施例を説明するためのものに過ぎず、本発明の原理を限定するように意図されたものではない。本明細書で使用する単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかに複数形を含まないことが分かる場合を除き、複数形も含むものとして意図されている。さらに、本明細書で使用する「備える」、「備えている」、「含む」、および／または「含んでいる」という用語は、記載される特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または成分が存在することを示すものであり、１つまたは複数のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、成分、および／またはそれら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を理解されたい。さらに、ある要素が別の要素に「応答する」または「接続される」と述べられるときには、その要素がその別の要素に直接応答する、または接続されていることもあれば、介在する要素が存在することもある。これに対して、ある要素が別の要素に「直接応答する」または「直接接続される」と述べられるときには、介在する要素は存在しない。本明細書で使用する「および／または」という用語は、関連する列挙した品目のうちの１つまたは複数の任意のおよび全ての組合せを含み、「／」と略記されることもある。
【００４８】
本明細書では、第１、第２などの用語を使用して様々な要素について述べることもあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されないことは理解されるであろう。これらの用語は、単に１つの要素を別の要素と区別するために使用しているものに過ぎない。例えば、第１の要素を第２の要素と称してもよく、同様に、第２の要素を第１の要素と称しても、本発明の原理の教示から逸脱することはない。
【００４９】
図面の一部は、通信の主要な方向を示すために通信経路上に矢印を含んでいるが、図示した矢印とは反対の方向に通信が起こることもあることを理解されたい。
【００５０】
いくつかの実施例は、各ブロックが回路要素、モジュール、あるいは１つまたは複数の特定の論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むコードの一部分を表す、ブロック図および動作流れ図に関連して説明する。また、実施態様が異なれば、ブロック中に記された１つまたは複数の機能が、記された以外の順序で起こることもあることに留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックが、それに関連する機能によっては、実際には実質的に同時に実行されることもあれば、逆の順序で実行されることもある。
【００５１】
本明細書で「実施例によれば」または「１実施例では」と述べている場合、それは、その実施例に関連して述べられる特定の機能、構造、または特徴が、本発明の原理の少なくとも１つの実施態様に含まれる可能性があるという意味である。本明細書の様々な箇所で「実施例によれば」または「１実施例では」という文言が見られるが、それら全てが必ずしも同じ実施例を指しているわけではなく、また、別個のまたは代替の実施例は、必ずしも他の実施例を相互に排除するわけではない。
【００５２】
特許請求の範囲に見られる参照番号は、例示のみを目的としたものであり、特許請求の範囲を限定する効果を有するものではない。
【００５３】
明示的には述べていないが、本発明の実施例および変形例は、任意の組合せまたは部分的組合せで利用することができる。
【００５４】
図２に示す本発明の原理によれば、パラメトリック・トーン調整関数ＴＡＦを使用して入力ピクチャＩをトーン・マッピングする方法は、入力ピクチャの輝度レベルに応答する変調値Ｂａに応答するトーン調整関数ＴＡＦの少なくとも１つのパラメータを決定することを含む。
【００５５】
図１に示す本発明の原理の第１の実施例によれば、トーン調整関数ＴＡＦは、以下のように変調値Ｂａから決定される２つの入力パラメータｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌおよびｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔを有する数式（１）、（２）、および（３）によって与えられるパラメトリック・トーン調整関数である。
【数２１】
2018530031.tif 000023
【００５６】
入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、変調値Ｂａに依存しない、例えばＣＳＴ＝２である一定値ＣＳＴに等しい。
【００５７】
第１の実施例の変形例によれば、入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、変調値Ｂａに加えて別のパラメータとして保持される。
【００５８】
第１の実施例の変形例によれば、入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、以下のように変調値Ｂａに依存する。
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
【００５９】
この第１の実施例およびその変形例では、変調値Ｂａは、ｎｉｔ単位で表され、通常は間隔［１，４０］にある。
【００６０】
この第１の実施例およびその変形例によれば、次いで、パラメータＳＧＣ、ＨＧＣ、およびＭＴＡを、数式（４）によってこれら３つの入力パラメータから得る。
【００６１】
図１に示す本発明の原理の第２の実施例によれば、トーン調整関数ＴＡＦは、３つの異なる範囲、すなわち下側間隔、中間間隔、および上側間隔で定義されるパラメトリック・トーン調整である。
【００６２】
下側間隔では、トーン調整関数は、以下のように線形である。
【数２２】
2018530031.tif 000024
ここで、ＳＧＣは、実パラメータ値であり、ｙは、出力値であり、ｘは、入力値である。
【００６３】
上側間隔でも、トーン調整関数は、以下のように線形である。
【数２３】
2018530031.tif 000025
ここで、ＨＧＣは、傾き（実パラメータ値）である。
【００６４】
中間間隔では、トーン調整関数は、２つの線形部分を滑らかな移行部でつなぐ放物線
【数２４】
2018530031.tif 000026
である。この移行部の幅は、実パラメータ値であるＭＴＡによって決まる。
【００６５】
簡単に言うと、トーン調整関数ＴＡＦは、
【数２５】
2018530031.tif 000027
で定義され、ここで、
【数２６】
2018530031.tif 000028
であり、
【数２７】
2018530031.tif 000029
である。
【００６６】
この第２の実施例の変形例によれば、パラメータＳＧＣ’、ＨＧＣ’、およびＭＴＡ’の値は、以下のように、２つの入力パラメータ値ｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔおよびｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌに依存する。
【数２８】
2018530031.tif 000030
ここで、
【数２９】
2018530031.tif 000031
であり、
【数３０】
2018530031.tif 000032
である。
【００６７】
例えば、上記の数式において、Ｌｔａｒｇｅｔは、１００ｎｉｔに等しく、Ｌｓｏｕｒｃｅは、好ましくは４０００ｎｉｔまたは５０００ｎｉｔに等しく、ｖは、恒等関数である。
【００６８】
この第２の実施例の変形例によれば、入力パラメータｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔは、以下のように、変調値Ｂａから決定される。
【数３１】
2018530031.tif 000033
【００６９】
入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、例えばＣＳＴ＝２である一定値ＣＳＴに等しい。
【００７０】
第２の実施例の変形例によれば、入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、変調値Ｂａに加えて別のパラメータとして保持される。
【００７１】
第２の実施例の変形例によれば、入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌは、以下のように、変調値Ｂａに依存する。
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
【００７２】
この第２の実施例およびその変形例では、変調値Ｂａは、ｎｉｔ単位で表され、好ましくは間隔［１，４０］にある。
【００７３】
本発明の原理の第３の実施例によれば、トーン調整関数ＴＡＦは、
【数３２】
2018530031.tif 000034
で定義されるパラメトリック対数である。ここで、ｋは、例えば１０００に等しい一定値であり、ＰｅａｋＬは、入力ピクチャのピーク・ルミナンス値である。
【００７４】
本発明の原理の実施例によれば、変調値Ｂａは、以下のように得られる。すなわち、入力ピクチャの画素を、図３の例示的なヒストグラムに示すように、それらの線形ルミナンスＹに応じてヒストグラムに分類する。図３に示すように、ヒストグラムの右端が、ピーク・ルミナンスＰである。このピーク・ルミナンスは、例えば、ピクチャのフォーマットに基づいて提供され、ビデオをトーン・マッピングしたときにピクチャごとに変化しないものと想定されている。次に、白レベルＷは、ヒストグラムの最後の百分位数に対応するルミナンス・レベルとして定義され、黒レベルＢは、ヒストグラムの最初の百分位数に対応するルミナンス・レベルとして定義され、中間トーン・レベルＭは、以下のように、黒レベルＢと白レベルＷの幾何平均（または対数平均）として定義される。
【数３３】
2018530031.tif 000035
【００７５】
その結果として、３つのレベルＷ、Ｂ、およびＭは、入力ピクチャの内容に依存する。
【００７６】
一般に、変調値Ｂａおよびトーン調整関数の選択により、非常に暗いレベルの情報を保存し、また、中間トーン範囲（すなわち中間トーン値の近傍）の詳細を保存するものとする。従って、変調値Ｂａを導出するときに、２つの条件、すなわち（１）黒をあまり強くゼロまでクリッピングしない、および（２）入力画像の中間トーン範囲を表現するために使用されるＳＤＲピクチャ中のコード語の数を最大にする、という条件を使用する。
【００７７】
黒をあまり強くゼロまでクリッピングしないという第１の条件を考慮して、黒レベルの下限が設定される。すなわち、
πＢａ（Ｂ）≧ε  （１４）
ここで、πＢａ（．）は、トーン調整関数であり、Ｂは、ルミナンス値であり、εは、パラメータ値である。
【００７８】
図４では、例示的なトーン調整関数πＢａを使用して、マッピングされた値πＢａ（Ｂ）がεに設定されることを示す。不等式（１４）は、特定の変調値Ｂａを決定しない。その代わりに、この不等式（１４）は、Ｂａに関する許容可能な変調値の範囲を与える。
【００７９】
第２の条件（中間トーン範囲を符号化するために使用されるコード語の数を最大にする）については、図５に示すように、中間トーン・レベルＭにおけるトーン調整関数πＢａの傾きを最大にする。
【００８０】
両条件を組み合わせると、以下の最大化問題を解くことによって、変調値Ｂａを一意に決定することができる。
【数３４】
2018530031.tif 000036
【００８１】
トーン調整関数を前提として最大化問題（１５）を解くためには、許容可能なＢａ値の範囲のＢａの体系的な力任せ探索を行って、例えばビデオの各ピクチャについて変調値Ｂａを計算すればよい。トーン調整関数は、図１に示すものとすることができ、本発明の原理は、その他の任意の形態のトーン調整関数に適用することができる。数式（１５）では、線形領域よりも良好に人間のルミナンス知覚を表す可能性があることから、ルミナンスＹに対数スケールを使用する。変形例では、簡潔にするために、ｌｎＹの代わりにＹに基づいて傾きを決定してもよい。
【００８２】
本発明の原理の他の実施例では、様々な方法を使用して、例えば、これらに限定されるわけではないが、ピクチャＩのルミナンスの平均値、中央値、最小値、または最大値を使用して、変調値を決定することができる。これらの演算は、線形ルミナンス領域で行うこともできるし、あるいはｌｎ（Ｉ）またはγ＜１とするｌγなど、非線形領域で行うこともできる。
【００８３】
トーン調整関数（曲線）をさらに改良するためには、非常に暗いフレーム（Ｂａが低すぎる）および非常に明るいフレーム（Ｂａが高すぎる）の両方のオーバシュートを回避するように、いくつかの境界を変調値Ｂａに付与すればよい。例えば、変調値Ｂａを
【数３５】
2018530031.tif 000037
に設定して、減衰変調値Ｂａａｔｔを決定する。ここで、視覚的に決定される値は、Ｂａｍｉｎ＝２ｎｉｔ、Ｂａｍａｘ＝５０ｎｉｔ、Ｂａｍｉｄ＝５ｎｉｔ、減衰率σ＝０．５である。これにより、視覚的に最適な変調値により近い変調値を提供することができる。
【００８４】
ビデオ・シーケンスでは、変調値Ｂａは、そのビデオ・シーケンスの各ピクチャについて決定することができる。急速に輝度が変化する複数のシーンにおける時間的不整合を回避するためには、時間的安定化が望ましい。爆発または花火を示すシーンなど、急速に変化するビデオは、ピクチャ間で変調値を急速に変化させ、不快な照明効果を生じる可能性がある。例えば、背景が静止していて、その前景で突然閃光（爆発または花火）が生じるシーンを仮定すると、不快な視覚的アーチファクトを与える可能性がある。このような場合には、閃光により、白Ｗが増大し、Ｍも、次いで変調値Ｂａも増大する。変調値Ｂａが高いときには、トーン調整関数は暗部をより抑制し、これにより、トーン調整済みピクチャの背景が予期せずに突然暗くなることがある。このようなトーン調整済みビデオ・シーケンスの光度の不自然で不快な時間的変化を防止するために、ビデオ・シーケンスの全体的な光度の変化を平滑化する時間的安定化を提案する。
【００８５】
本発明の原理の実施例によれば、指数的安定化（exponential  stabilization）を使用する。
【００８６】
Ｂａｎをピクチャｎで決定した変調値であるものとし、Ｂａｔ、ｎを時間的安定化後の変調値であるものとする。この場合、指数的時間的安定化（exponential  temporal  stabilization）は、
Ｂａｔ、ｎ＝λＢａｎ＋（１−λ）Ｂａｔ、ｎ−１  （１７）
で与えられる。ここで、λは、ピクチャ・レートに適合された実数値である。
【００８７】
他の時間的平滑化フィルタを使用して、変調値を時間的安定化することもできる。
【００８８】
本発明の原理の実施例によれば、この方法は、変調値Ｂａと、場合によっては入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌとをビットストリームに含めて伝送することをさらに含む。
【００８９】
例えば、変調値Ｂａと、場合によっては入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌとを、アドホックＳＥＩメッセージに含まれるメタデータとして符号化する［ＨＤＲおよびＷＣＧ（カテゴリ１）についてのＣｆＥに対するＴｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ社の回答、Ｓｉｎｇｌｅ  ｌａｙｅｒ  ＨＤＲ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ＳＤＲ  ｂａｃｋｗａｒｄ  ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  ＭＰＥＧ２０１４／Ｍ３６２６３、２０１５年６月、ワルシャワ、ポーランド］。
【００９０】
図６に示す本発明の原理によれば、パラメトリック逆トーン調整関数ＩＴＡＦを使用して入力ピクチャＩのトーン・マッピング・バージョンを逆トーン・マッピングする方法。このパラメトリック逆トーン調整関数ＩＴＡＦは、上述のトーン調整関数ＴＡＦの逆関数である。
【００９１】
この逆トーン・マッピングする方法は、入力ピクチャＩの輝度レベルに応答する変調値Ｂａを得ることと、この変調値Ｂａに応答する逆トーン調整関数ＩＴＡＦの少なくとも１つのパラメータを得ることとを含む。
【００９２】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数ＴＡＦが数式（１）で定義され、そのパラメータが数式（２）、（３）、および（４）で定義される（第１の実施例またはその変形例のうちの１つ）ときには、逆トーン調整関数ＩＴＡＦは、以下のように、数式（１）に示すトーン調整関数の逆関数として得られる。
【数３６】
2018530031.tif 000038
ここで、ｘｓｇｃＩｎｖ＝ｘｓｇｃ＊ＳＧＣ、
ｘｈｇｃＩｎｖ＝（ＨＧＣ＊ｘｈｇｃ＋１．０−ＨＧＣ）であり、
ＳＧＣ、ＨＧＣは、数式（４）によって与えられる。
【００９３】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数ＴＡＦが数式（６）で定義され（第２の実施例）、そのパラメータが数式（７）、（８）、および（９）で定義されるときには、逆トーン調整関数ＩＴＡＦは、以下のように、数式（８）に示すトーン調整関数の逆関数として得られる。
【数３７】
2018530031.tif 000039
ここで、
【数３８】
2018530031.tif 000040
であり、
ＳＧＣ’、ＨＧＣ’は、数式（９）によって与えられる。
【００９４】
本発明の原理の実施例によれば、トーン調整関数が数式（７）で定義されるときには（第３の実施例）、逆トーン調整関数ＩＴＡＦは、以下のように定義される。
ｂａＮ＝Ｂａ／ＰｅａｋＬ
Ｎ＝ｌｏｇ（１＋１／（ｋ．ｂａ＿Ｎ））
ＩｎｖｅｒｓｅＴｏｎｅＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔ（ｘ）＝ｋ．ｂａＮ．（ｅｘ、Ｎ−１）、∀ｘ∈［０，１］
【００９５】
このトーン調整関数（および逆トーン調整関数）は、トーン・マッピング（逆トーン・マッピング）処理を必要とする任意の符号化／復号方式で使用することができる。
【００９６】
例えば、Ｍｐｅｇ  ＨＤＲ／ＷＣＧの根拠に基づく情報提供の照会（ＨＤＲおよびＷＣＧビデオ・コード化の根拠に基づく情報提供の照会（ＣｆＥ）、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  ＭＰＥＧ２０１４／Ｎ１５０８３、２０１５年２月、ジュネーブ、スイス）で必要とされるＨＤＲ／ＷＣＧ符号化／復号方式では、２種類の要件を定義している。第１の要件は、ＨＤＲ圧縮性能、すなわちコード化ビット・レート機能としてのＨＤＲ視覚品質である。第２の要件は、後方互換性、すなわちいかなる追加の処理も行うことなくそのまま見ることができるＳＤＲ（標準ダイナミック・レンジ）ピクチャ（ビデオ）を提供しながら、既存のレガシー機器で復号および表示することができる圧縮ビデオ・ビットストリームを提供する機能である。
【００９７】
図７は、ＨＤＲ圧縮機能およびＳＤＲ後方互換性機能の両方を提供するＨＤＲコンテンツを符号化する方法の全体を示す図である（ＳＭＰＴＥ  ＤＧ、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  ｆｏｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｓ  ｏｆ  ＨＤＲ  ａｎｄ  ＷＣＧ  Ｉｍａｇｅｓ」、Ｒ．Ｎｉｊｌａｎｄ、Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｎ．Ｖ．、２０１５０４２１に記載される「Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｍｏｄｅｌ」に関係するＰｈｉｌｉｐｓ  ＨＤＲ  ｐｒｏｐｏｓａｌ  Ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）。
【００９８】
この方法は、入力線形ＨＤＲ（ＲＨＤＲ、ＧＨＤＲ、ＢＨＤＲ）ピクチャを（ＲＳＤＲ、ＧＳＤＲ、ＢＳＤＲ）で表されるＳＤＲ線形ＲＧＢピクチャに変換する、動的変換ステップ１００を含む。入力のＨＤＲピクチャは、線光であり、ピーク・ルミナンスは、Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｍａｘ  Ｌｕｍメタデータ（ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０８６）によって与えられることが好ましい。出力の（ＲＳＤＲ、ＧＳＤＲ、ＢＳＤＲ）線光ピクチャはＳＤＲであり、従って、１００ｎｉｔに等しいピーク・ルミナンスを有する。次のステップは、勧告１８８６の逆ＥＯＴＦに準拠するガンマ補正（ステップ１１０）、ならびにコード化ビデオ・ストリームＦに符号化される（ステップ１３０）Ｙ’ＣｂＣｒ出力ピクチャを提供する色空間変換（ステップ１２０）にある。
【００９９】
図８は、ＨＤＲコンテンツを復号する方法の全体を示す図である。
【０１００】
この方法は、コード化ビデオ・ストリームＦを復号して復号したＹ’ＣｂＣｒピクチャを得ること（ステップ２００）と、復号したＹ’ＣｂＣｒピクチャからＲ’Ｇ’Ｂ’ピクチャを提供する逆色空間変換（ステップ２１０）と、Ｒ’Ｇ’Ｂ’ピクチャからＳＤＲ線形ＲＧＢピクチャを得る逆ガンマ補正（ステップ２２０）と、（ＲＳＤＲ、ＧＳＤＲ、ＢＳＤＲ）で表されるＳＤＲ線形ＲＧＢピクチャを（ＲＨＤＲ、ＧＨＤＲ、ＢＨＤＲ）で表される入力ＨＤＲピクチャに変換する逆ダイナミック・レンジ縮小（ステップ２３０）とを含む。
【０１０１】
ステップ２１０、２２０、および２３０は、それぞれステップ１２０、１１０、および１００の逆動作を実行するものである。
【０１０２】
図９は、ダイナミック・レンジ変換（ステップ１００）のサブステップを示す図である。
【０１０３】
図から分かるように、ステップ１００は、入力ピクチャの各画素ｐについて、（α、β、γ、δ）が一定の重み係数であり、通常は全て１に等しいものとして、入力ＨＤＲピクチャの各画素の成分値（α．ＲＨＤＲ、β．ＧＨＤＲ、γ．ＢＨＤＲ、δ．ＹＨＤＲ）から最大値Ｔ（ｐ）を計算すること（ステップ３００）と、この最大値Ｔ（ｐ）をトーン・マッピングすることによって線形値ｔ（ｐ）を得ること（ステップ３１０）と、入力ＨＤＲピクチャの各画素ｐの成分値に、最大値Ｔ（ｐ）に対する線形値ｔ（ｐ）の比
【数３９】
2018530031.tif 000041
を乗算すること（ステップ３２０）とにある。
【０１０４】
次いで、この比を計算し、以下のように、乗法的トーン・マッピング・ファクタとして入力の（ＲＨＤＲ、ＧＨＤＲ、ＢＨＤＲ）成分値に共通して適用して、線光（linear  light）トーン・マッピングＲＧＢ値を得る。
【数４０】
2018530031.tif 000042
【０１０５】
図１０は、逆ダイナミック・レンジ縮小（ステップ２３０）のサブステップを示す図である。
【０１０６】
図から分かるように、ステップ２３０は、（ＲＳＤＲ、ＧＳＤＲ、ＢＳＤＲ）で表されるＳＤＲ線形ＲＧＢピクチャの各画素の成分値から最大値ｔ（ｐ）を得る（計算する）こと（ステップ４００）と、最大値ｔ（ｐ）を逆トーン・マッピングすることによって非線形値Ｔ（ｐ）を得ること（ステップ４１０）と、復号したＹ’ＣｂＣｒピクチャの各画素の成分値に、最大値ｔ（ｐ）に対する非線形値Ｔ（ｐ）の比
【０１０７】
【数４１】
2018530031.tif 000043
を乗算すること（ステップ４２０）とにある。
【０１０８】
図１１は、本発明の原理の実施例による、最大値Ｔ（ｐ）をトーン・マッピングすることによって線形値ｔ（ｐ）を得ること（ステップ４１０）の複数のステップを示す図である。
【０１０９】
ステップ５００で、線形値ｔ（ｐ）を非線形知覚領域に移入することによって、非線形値ｎｔ（ｐ）を得る。これを行うためには、例えば勧告ＳＭＰＴＥ  ２０８４（Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ＳＴ  ２０８４：２０１４のＨｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の逆ＥＯＴＦ、またはＰｈｉｌｉｐｓにより（ＳＭＰＴＥ  ＤＧ、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｔａｄａｔａ  ｆｏｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｓ  ｏｆ  ＨＤＲ  ａｎｄ  ＷＣＧ  Ｉｍａｇｅｓ」、Ｒ．Ｎｉｊｌａｎｄ、Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｎ．Ｖ．、２０１５０４２１に記載される「Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｍｏｄｅｌ」に関係するＰｈｉｌｉｐｓ  ＨＤＲ  ｐｒｏｐｏｓａｌ  Ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｅ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）で提案されている伝達関数など、知覚曲線を使用する。
【０１１０】
ステップ５２０で、非線形値ｎｔ（ｐ）を、出力ピクチャ（ＲＳＤＲ、ＧＳＤＲ、ＢＳＤＲ）の所望の輝度または暗度レベルに適合するように再整形する。これは、後方互換性の問題のための所望の輝度レベルを有する出力ＳＤＲトーン・マッピング・ピクチャを生成することを可能にするいわゆる「局所傾き調整」プロセスである。換言すれば、曲線が上に行くほど、生成されるＳＤＲピクチャは明るくなる。さらに、ＳＤＲピクチャは、局所傾き調整曲線が恒等関数（∀ｘ∈［０，１］、ｆ（ｘ）＝ｘ）に接近するにつれて暗くなる。
【０１１１】
本発明の原理によれば、「局所傾き調整（Local  Slope  Adjustment）」プロセスは、図１から図５に関連して説明したトーン・マッピングを使用する。換言すれば、「局所傾き調整」プロセスは、選択する必要があるパラメータによって表されるトーン調整関数を利用する。本発明の原理によれば、局所傾き調整曲線の少なくとも１つのパラメータは、上述のように入力ピクチャの輝度レベルに応答する変調値に応答する。これは、マッピングされたＳＤＲピクチャがレガシー・ディスプレイと後方互換性があるように意図されたＨＤＲ／ＳＤＲトーン・マッピングを含むＨＤＲビデオ圧縮チェーン内でトーン調整プロセスをパラメータで表す（従って設定および調整する）簡単な方法である。これは、さらに、良好な圧縮効率を維持しながら、良好なＳＤＲ後方互換性ピクチャを自動的に導出する方法を提供する。
【０１１２】
ステップ５３０で、知覚伝達関数（perceptual  transfer  function）の逆関数（inverse）を非線形値ｎｔ（ｐ）に適用することによって、線形値ｔ（ｐ）を得る。知覚伝達関数の逆関数は、１００ｎｉｔに等しい出力ピーク・ルミナンスで構成される。
【０１１３】
デコーダ２００は、エンコーダ１３０によって符号化されたデータを復号するように構成される。エンコーダ１３０（およびデコーダ２００）は、ブロック型処理とすることができる。
【０１１４】
エンコーダ１３０（およびデコーダ２００）は、例えばＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＭＰＥＧ２、ＨＥＶＣ勧告（「Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」、ＳＥＲＩＥＳ  Ｈ：ＡＵＤＩＯＶＩＳＵＡＬ  ＡＮＤ  ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ  ＳＹＳＴＥＭＳ、勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６５、Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ  ｏｆ  ＩＴＵ、２０１３年４月）  またはＨ２６４／ＡＶＣ勧告（「Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、ＳＥＲＩＥＳ  Ｈ：ＡＵＤＩＯＶＩＳＵＡＬ  ＡＮＤ  ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ  ＳＹＳＴＥＭＳ、勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４、Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ  ｏｆ  ＩＴＵ、２０１４年２月）などの損失のある画像／ビデオ・コーダであることもある、特定のエンコーダ／デコーダに限定されない。
【０１１５】
図１から図１１では、モジュールは機能単位であり、これらは、区別できる物理的ユニットに関係していることも、関係していないこともある。例えば、これらのモジュールまたはその一部は、１つの構成要素または回路にまとめられることもあるし、あるいはこれらのモジュールまたはその一部が、１つのソフトウェアの機能に寄与することもある。これに対して、いくつかのモジュールは、別個の複数の物理的エンティティで構成されることもある。本発明の原理に適合する装置は、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、または超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）などの専用ハードウェアを用いるなど、純粋にハードウェアのみを使用して実施されるか、あるいは１つのデバイスに埋め込まれたいくつかの統合した電子構成要素、またはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素の混合物で実施される。
【０１１６】
図１２は、図１から図１１に関連して説明した方法を実施するように構成することができるデバイス１２００の例示的なアーキテクチャを示す図である。
【０１１７】
デバイス１２００は、データおよびアドレス・バス１２０１によって互いにリンクされた、例えばＤＳＰ（すなわちディジタル信号プロセッサ）である、マイクロプロセッサ１２０２（またはＣＰＵ）と、
ＲＯＭ（すなわち読取り専用メモリ）１２０３と、
ＲＡＭ（すなわちランダム・アクセス・メモリ）１２０４と、
伝送するデータをアプリケーションから受け取るＩ／Ｏインタフェース１２０５と、
バッテリ１２０６と
を含む。
【０１１８】
実施例によれば、バッテリ１２０６は、デバイスの外部にある。言及するメモリのそれぞれにおいて、本明細書で使用する「レジスタ」という用語は、小容量（数ビット）の領域に対応することもあれば、非常に大きな領域（例えばプログラム全体、または受け取った、または復号したデータの大部分）に対応することもある。ＲＯＭ１２０３は、少なくともプログラムおよびパラメータを含む。ＲＯＭ１２０３は、本発明の原理による技術を実行するアルゴリズムおよび命令を記憶することができる。ＣＰＵ１２０２は、オンになると、プログラムをＲＡＭにアップロードし、対応する命令を実行する。
【０１１９】
ＲＡＭ１２０４は、デバイス１２００がオンになった後でアップロードされる、ＣＰＵ１２０２によって実行されるプログラムをレジスタに含み、入力データをレジスタに含み、この方法の様々な状態における中間データをレジスタに含み、この方法を実行するために使用されるその他の変数をレジスタに含む。
【０１２０】
本明細書に記載する実施態様は、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、あるいは信号で実施することができる。１つの形態の実施態様の文脈でしか述べられていない（例えば方法として、またはデバイスとしてしか述べられていない）場合でも、そこに述べられている特徴の実施態様を、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、適当なハードウェア、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。方法は、例えば、プロセッサなどの装置で実施することができ、この「プロセッサ」とは、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論理デバイスなどを含む、処理デバイス一般を指している。プロセッサは、例えばコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、およびエンドユーザ間の情報通信を容易にするその他のデバイスなどの通信デバイスも含む。
【０１２１】
符号化またはエンコーダの実施例によれば、ピクチャＩは、ソースから得られる。例えば、このソースは、
例えばビデオ・メモリまたはＲＡＭ（すなわちランダム・アクセス・メモリ）、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ（すなわち読取り専用メモリ）、ハード・ディスクなどのローカル・メモリ（１２０３または１２０４）、
例えば大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光ディスクまたは磁気支持体とのインタフェースなどの記憶インタフェース（１２０５）、
例えばワイヤライン・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）、あるいはワイヤレス・インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１１インタフェースまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェースなど）などの通信インタフェース（１２０５）、ならびに
ピクチャ取込み回路（例えばＣＣＤ（すなわち電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（すなわち相補形金属酸化物半導体）などのセンサなど）
を含むセットに属する。
【０１２２】
復号またはデコーダの実施例によれば、復号ピクチャ
【数４２】
2018530031.tif 000044
は、宛先に送信される。具体的には、この宛先は、
例えばビデオ・メモリまたはＲＡＭ、フラッシュ・メモリ、ハード・ディスクなどのローカル・メモリ（１２０３または１２０４）、
例えば大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光ディスクまたは磁気支持体とのインタフェースなどの記憶インタフェース（１２０５）、
例えばワイヤライン・インタフェース（例えばバス・インタフェース（例えばＵＳＢ（すなわちユニバーサル・シリアル・バス））、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、ＨＤＭＩ（登録商標、高精細度マルチメディア・インタフェース））、あるいはワイヤレス・インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１１インタフェース、ＷｉＦｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェースなど）などの通信インタフェース（１２０５）、ならびに
ディスプレイ
を含むセットに属する。
【０１２３】
符号化またはエンコーダの実施例によれば、コード化ビデオ・ストリームＦは、宛先に送信される。例えば、ストリームＦは、例えばビデオ・メモリ（１２０４）またはＲＡＭ（１２０４）、ハード・ディスク（１２０３）などのローカル・メモリまたは遠隔メモリに記憶される。変形例では、一方または両方のビットストリームが、例えば大容量記憶装置、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ、光ディスク、または磁気支持体とのインタフェースなどの記憶インタフェース（１２０５）に送信され、且つ／あるいは例えばポイント・ツー・ポイント・リンク、通信バス、ポイント・ツー・マルチポイント・リンク、または同報通信ネットワークへのインタフェースなどの通信インタフェース（１２０５）を介して伝送される。
【０１２４】
復号またはデコーダの実施例によれば、ストリームＦは、ソースから得られる。例示的には、ストリームは、例えばビデオ・メモリ（１２０４）、ＲＡＭ（１２０４）、ＲＯＭ（１２０３）、フラッシュ・メモリ（１２０３）、またはハード・ディスク（１２０３）などのローカル・メモリから読み取られる。変形例では、ビットストリームは、例えば大容量記憶装置、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、光ディスク、または磁気支持体とのインタフェースなどの記憶インタフェース（１２０５）から受信され、且つ／あるいは例えばポイント・ツー・ポイント・リンク、バス、ポイント・ツー・マルチポイント・リンク、または同報通信ネットワークへのインタフェースなどの通信インタフェース（１２０５）から受信される。
【０１２５】
実施例によれば、図１から図６に関連して説明した方法を実施するように構成されたデバイス１２００は、
モバイル・デバイス、
通信デバイス、
ゲーム・デバイス、
タブレット（またはタブレット・コンピュータ）、
ラップトップ、
静止画カメラ、
ビデオ・カメラ、
符号化チップ、
静止画サーバ、および
ビデオ・サーバ（例えば同報通信サーバ、ビデオ・オン・デマンド・サーバ、またはウェブ・サーバ）
を含むセットに属する。
【０１２６】
実施例によれば、図７、図９、または図１１に関連して説明した符号化方法を実施するように構成されたデバイス１２００は、
モバイル・デバイス、
通信デバイス、
ゲーム・デバイス、
タブレット（またはタブレット・コンピュータ）、
ラップトップ、
静止画カメラ、
ビデオ・カメラ、
符号化チップ、
静止画サーバ、および
ビデオ・サーバ（例えば同報通信サーバ、ビデオ・オン・デマンド・サーバ、またはウェブ・サーバ）
を含むセットに属する。
【０１２７】
実施例によれば、図８または図１０に関連して説明した復号方法を実施するように構成されたデバイス６０は、
モバイル・デバイス、
通信デバイス、
ゲーム・デバイス、
セット・トップ・ボックス、
ＴＶセット、
タブレット（またはタブレット・コンピュータ）、
ラップトップ、
ディスプレイ、および
復号チップ
を含むセットに属する。
【０１２８】
図１３に示す本発明の原理の実施例によれば、通信ネットワークＮＥＴを介した２つの遠隔デバイスＡとＢの間の伝送の状況では、デバイスＡは、図７に関連して説明したピクチャを符号化する方法を実施するように構成されたメモリＲＡＭおよびＲＯＭと関連するプロセッサを含み、デバイスＢは、図８に関連して説明した復号する方法を実施するように構成されたメモリＲＡＭおよびＲＯＭと関連するプロセッサを含む。
【０１２９】
実施例によれば、ネットワークは、デバイスＡから静止画またはビデオ・ピクチャをデバイスＢを含む復号デバイスに同報通信するように適合された同報通信ネットワークである。
【０１３０】
デバイスＡによって伝送されるように意図された信号は、ストリームＦを搬送する。ストリームＦは、入力ピクチャの輝度レベルに応答する変調値Ｂａを含み、上記で説明した逆トーン・マッピング方法のパラメータを決定するために使用されるように意図されている。任意選択で、ストリームＦは、入力パラメータｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌをさらに含む。
【０１３１】
図１４は、データがパケット型伝送プロトコルを介して伝送されるときのこのような信号のシンタックスの例を示す図である。伝送される各パケットＰは、ヘッダＨと、ペイロードＰＡＹＬＯＡＤとを含む。ヘッダＨのビットは、例えば、符号化ルミナンス・ブロックが、ピクチャ・ブロックのルミナンス成分と、このルミナンス成分の平均値の表現との合計を表すことを示す情報データを表すための専用である。
【０１３２】
本明細書に記載した様々なプロセスおよび特徴の実施態様は、様々に異なる機器または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としては、エンコーダ、デコーダ、デコーダの出力を処理するポストプロセッサ、エンコーダへの入力を供給するプリプロセッサ、ビデオ・コーダ、ビデオ・デコーダ、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、およびその他の任意のピクチャまたはビデオを処理するデバイス、またはその他の通信デバイスが挙げられる。機器は、移動機器であってもよいし、あるいは移動可能な車両に設置してもよいことは明らかであろう。
【０１３３】
さらに、これらの方法は、プロセッサによって命令を実行することによって実施することができ、これらの命令（および／または実施態様により生成されるデータ値）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つまたは複数のコンピュータ可読媒体に実装された、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。本明細書で使用す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、ならびに情報の取出しを実現する固有の機能を有する非一時的記憶媒体と考えられる。コンピュータ可読記憶媒体は、これらに限定されるわけではないが、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいはそれらの任意の適当な組合せとすることができる。以下に、本発明の原理を適用することができるコンピュータ可読記憶媒体のさらに具体的な例を与えるが、これらは、当業者なら容易に理解するように、単なる例示であり、全てを網羅したものではないことを理解されたい。すなわち、そのようなコンピュータ可読記憶媒体の例としては、携帯可能なコンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、携帯可能なコンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、またはそれらの任意の適当な組合せが挙げられる。
【０１３４】
命令は、プロセッサ可読媒体上に有形に実装されるアプリケーション・プログラムを形成することがある。
【０１３５】
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、またはそれらの組合せに含めることができる。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、またはその両者の組合せに見ることができる。従って、プロセッサは、例えば、プロセスを実行するように構成されたデバイス、およびプロセスを実行するための命令を有するプロセッサ可読媒体（記憶デバイスなど）を含むデバイスの両方の特徴を有することができる。さらに、プロセッサ可読媒体は、命令に加えて、または命令の代わりに、実施態様によって生成されるデータ値を記憶することもできる。
【０１３６】
実施態様は、例えば記憶または伝送することができる情報を搬送するようにフォーマット化された様々な信号を生成することができることは、当業者には明らかであろう。このような情報としては、例えば、方法を実行するための命令、または記載した実施態様の１つによって生成されるデータなどが挙げられる。例えば、信号は、記載した本発明の原理の実施例のシンタックスを書き込む、または読み取るための規則をデータとして搬送するように、あるいは記載した本発明の原理の実施例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にフォーマット化することができる。このような信号は、例えば、（例えばスペクトルの無線周波部分を用いて）電磁波として、またはベースバンド信号として、フォーマット化することができる。フォーマット化は、例えば、データ・ストリームの符号化、および符号化済みデータ・ストリームによる搬送波の変調などを含むことができる。信号が搬送する情報は、例えば、アナログ情報またはディジタル情報とすることができる。信号は、既知の通り、様々な異なる有線またはワイヤレス・リンクを介して伝送することができる。信号は、プロセッサ可読媒体に記憶することができる。
【０１３７】
いくつかの実施態様について説明した。しかし、様々な修正を加えることができることは理解されるであろう。例えば、異なる実施態様の要素を組み合わせて、補足して、修正して、または除去して、他の実施態様を生み出すこともできる。さらに、他の構造およびプロセスを、開示した構造およびプロセスの代わりに用いることもでき、その結果得られる実施態様では、開示した実施態様と少なくとも実質的には同じ１つまたは複数の機能が、少なくとも実質的には同じ１つまた複数の方法で実行されて、少なくとも実質的には同じ１つまた複数の結果が得られることは、当業者なら理解するであろう。従って、上記およびその他の実施態様は、本願によって企図されている。
【図１】
2018530031.tif 000059
【図２】
2018530031.tif 000060
【図３】
2018530031.tif 000061
【図４】
2018530031.tif 000062
【図５】
2018530031.tif 000063
【図６】
2018530031.tif 000064
【図７】
2018530031.tif 000065
【図８】
2018530031.tif 000066
【図９】
2018530031.tif 000067
【図１０】
2018530031.tif 000068
【図１１】
2018530031.tif 000069
【図１２】
2018530031.tif 000070
【図１３】
2018530031.tif 000071
【図１４】
2018530031.tif 000072
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月27日(2018.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングする方法であり、前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法であって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、前記入力ピクチャの輝度レベルを考慮に入れた減少凸関数に従って前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータを決定することとを含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記入力ピクチャの輝度レベルを考慮に入れた増加凹関数に従って前記トーン調整関数の別のパラメータを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トーン調整関数が、第１の範囲では線形であり、第２の範囲では放物線状であり、第３の範囲では線形である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記トーン調整関数が、
第１の範囲では、
ｙ＝ＳＧＣ＊ｘ
によって定義され、ここで、ＳＧＣが実パラメータ値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、
第２の範囲では、
ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ、ｘＳＧＣ＜ｘ＜ｘＨＧＣ
によって定義され、
第３の範囲では、
ｙ＝ＨＧＣ＊ｘ＋（１−ＨＧＣ）
によって定義され、ここで、ＨＧＣが傾きであり、
ここで、
【数１】
2018530031.tif 000073
であり、ここで、ＭＴＡが実パラメータ値であり、
【数２】
2018530031.tif 000074
であり、ここで、
【数３】
2018530031.tif 000075
および
【数４】
2018530031.tif 000076
であり、ここで、ｓｈａｄｏｗＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌおよびｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔが、
【数５】
2018530031.tif 000077
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、実数値であり、変調値Ｂａが、前記入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、一定値である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、前記変調値に加えて別のパラメータとして保持される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
で与えられる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記トーン調整関数が、
前記第１の範囲では、
【数６】
2018530031.tif 000078
によって定義され、ここで、ＳＧＣが実パラメータ値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、
第２の範囲では、
【数７】
2018530031.tif 000079
によって定義され、
第３の範囲では、
【数８】
2018530031.tif 000080
によって定義され、ここで、ＨＧＣが傾きであり、
ここで、
【数９】
2018530031.tif 000081
であり、ここで、ＭＴＡが実パラメータ値であり、
【数１０】
2018530031.tif 000082
であり、ここで、
【数１１】
2018530031.tif 000083
および
【数１２】
2018530031.tif 000084
であり、ここで、ｍｉｄＴｏｎｅｓＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔが、
【数１３】
2018530031.tif 000085
で与えられる実数値であり、ここで、ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、実数値であり、変調値Ｂａが、前記入力ピクチャの輝度レベルに応答し、ｎｉｔ単位で表される、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、一定値である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、前記変調値に加えて別のパラメータとして保持される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記実数値ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌが、
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ＝２−２＊ｅｘｐ（−０．２６／Ｂａ）
で与えられる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記トーン調整関数が、
【数１４】
2018530031.tif 000086
によって定義されるパラメトリック対数関数であり、ここで、ｋが一定値であり、ｙが出力値であり、ｘが入力値であり、ＰｅａｋＬが前記入力ピクチャのピーク・ルミナンス値である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記変調値が、前記入力ピクチャの中間トーン・レベルに応答する、請求項４から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記中間トーン・レベルが、黒レベルおよび白レベルに基づいて決定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記中間トーン・レベルが、前記黒レベルおよび前記白レベルの（１）幾何平均および（２）対数平均のうちの１つとして決定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記入力ピクチャが、ビデオ・シーケンスに含まれる複数のピクチャのうちの１つであり、前記変調値の前記決定が、前記複数のピクチャのそれぞれについて実行され、前記複数のピクチャについての前記変調値が、時間的に平滑化される、請求項４から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック逆トーン調整関数を使用して入力ピクチャのトーン・マッピング・バージョンを逆トーン・マッピングする方法であり、前記逆トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられている方法であって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義することと、前記入力ピクチャの輝度レベルを考慮に入れた減少凸関数に従って前記逆トーン調整関数のパラメータを得ることとを含む、方法。
【請求項１８】
入力ピクチャを符号化する方法であって、
前記入力ピクチャの成分値から最大値を得ることと、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法によって前記最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得ることと、
前記最大値に対する前記線形値の比を前記入力ピクチャに乗算することとを含む、方法。
【請求項１９】
ピクチャを復号する方法であって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得ることと、
請求項１７に記載の方法によって前記最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得ることと、
前記最大値に対する前記非線形値の比を前記復号ピクチャに乗算することとを含む、方法。
【請求項２０】
複数の範囲にわたって定義されるパラメトリック・トーン調整関数を使用して入力ピクチャをトーン・マッピングするデバイスであり、前記トーン調整関数の少なくとも１つのパラメータが各範囲と関連付けられているデバイスであって、少なくとも１つの範囲にわたって非線形トーン調整関数を定義し、前記入力ピクチャの輝度レベルを考慮に入れた減少凸関数に従って前記トーン調整関数のパラメータを決定するように構成されたプロセッサを含む、デバイス。
【請求項２１】
入力ピクチャを符号化するデバイスであって、
前記入力ピクチャの成分値から最大値を得、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法によって前記最大値をトーン・マッピングすることによって線形値を得、
前記最大値に対する前記線形値の比を前記入力ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイス。
【請求項２２】
ピクチャを復号するデバイスであって、
復号ピクチャの成分値から最大値を得、
請求項１７に記載の方法によって前記最大値を逆トーン・マッピングすることによって非線形値を得、
前記最大値に対する前記非線形値の比を前記復号ピクチャに乗算する
ように構成されたプロセッサを含む、デバイス。
【請求項２３】
コンピュータ・プログラム製品であって、この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から１９のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するプログラム・コード命令を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項２４】
コンピュータによって実行されたときに前記コンピュータに請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法のステップを実行させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2018530031.tif 000087
2018530031.tif 000088