(57)【要約】  高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値Ｂａｃに基づいて高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることを含む方法を開示する。
2018506916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高ダイナミックレンジルミナンスピクチャの平均明度を表す現在のバックライト値に基づいて前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることを含む方法であって、
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定すること（１０）と、
前記決定されたマッピング関数を使用して前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすること（１２）であって、前記集合の各マッピング関数ｇ（Ｂａｉ，Ｙ）は、異なるバックライト値と関連付けられ、かつｆ（Ｙ／Ｂａｉ）／Ｎ（Ｂａｉ）として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、およびｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である、前記マッピングすることと
を含む方法。
【請求項２】
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の前記集合の少なくとも２つのマッピング関数から前記マッピング関数を補間または補外することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｆ（ｚ）は、関数ａ＊ｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ（０）＝０となるような定数値である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
高ダイナミックレンジルミナンスピクチャの平均明度を表す現在のバックライト値に基づいて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることを含む方法であって、
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することと、
前記決定されたマッピング関数を使用して前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることであって、前記集合の各マッピング関数ｇ−１（Ｂａｉ，Ｌ）は、異なるバックライト値と関連付けられ、かつＢａｉ＊ｆ−１（Ｌ＊Ｎ（Ｂａｉ））として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、およびｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である、前記マッピングすることと
を含む、方法。
【請求項６】
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の前記集合の少なくとも２つのマッピング関数から前記マッピング関数を補間または補外することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
関数ｆ−１（．）は、関数ｅｘｐ（（ｘ−ｃ）／ａ）−ｂであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ−１（０）＝０となるような定数値である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
高ダイナミックレンジルミナンスピクチャの平均明度を表す現在のバックライト値Ｂａｃに基づいて前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングするように構成されたデバイスであって、
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することと、
前記決定されたマッピング関数を使用して前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることであって、前記集合の各マッピング関数ｇ（Ｂａｉ，Ｙ）は、異なるバックライト値と関連付けられ、かつｆ（Ｙ／Ｂａｉ）／Ｎ（Ｂａｉ）として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、およびｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である、前記マッピングすることと
を行うように構成された少なくともプロセッサを含む、デバイス。
【請求項１０】
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の前記集合の少なくとも２つのマッピング関数から前記マッピング関数を補間または補外することを含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
ｆ（ｚ）は、関数ａ＊ｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ（０）＝０となるような定数値である、請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
高ダイナミックレンジルミナンスピクチャの平均明度を表す現在のバックライト値に基づいて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを前記高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングするように構成されたデバイスであって、
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することと、
前記決定されたマッピング関数を使用して前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることであって、前記集合の各マッピング関数ｇ−１（Ｂａｉ，Ｌ）は、異なるバックライト値と関連付けられ、かつＢａｉ＊ｆ−１（Ｌ＊Ｎ（Ｂａｉ））として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは前記標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、およびｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である、前記マッピングすることと
を行うように構成された少なくともプロセッサを含む、デバイス。
【請求項１４】
前記現在のバックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の前記集合の少なくとも２つのマッピング関数から前記マッピング関数を補間または補外することを含む、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
関数ｆ−１（．）は関数ｅｘｐ（（ｘ−ｃ）／ａ）−ｂであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ−１（０）＝０となるような定数値である、請求項１３または１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い、請求項１５に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．技術分野
以下に、ＨＤＲピクチャをＳＤＲピクチャにマッピングする方法およびデバイスを開示する。対応するＳＤＲからＨＤＲへのマッピング方法およびデバイスも開示する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
標準ダイナミックレンジピクチャ（ＳＤＲピクチャ）は、通常、２の累乗（Ｆストップ）で測定される限られたダイナミックでそのルミナンス値が表されるカラーピクチャである。ＳＤＲピクチャは、およそ１０Ｆストップ、すなわち、線形領域における最も明るい画素と最も暗い画素との比率が１０００であるダイナミックを有する。そのようなＳＤＲピクチャは、非線形領域において限られたビット数（ほとんどの場合、ＨＤおよびＵＨＤ  ＴＶにおいて８または１０）でコード化される。高ダイナミックレンジピクチャ（ＨＤＲピクチャ）では、信号ダイナミックが遥かに高い（最大２０Ｆストップ、最も明るい画素と最も暗い画素との比率は１００万）。ＨＤＲピクチャでは、原データは、通常、最も有名なフォーマットが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、浮動小数点フォーマット（各成分に対して３２ビットまたは１６ビットのいずれか、すなわち、単精度浮動小数点または半精度浮動小数点）で、または、通常は少なくとも１６ビットのｌｏｎｇ型表現の整数値で表現される。
【０００３】
ＨＤＲピクチャとＳＤＲピクチャとを同時に放送すること（すなわち、同時放送（simulcasting））によって、既存のレガシーＳＤＲディスプレイとの下位互換性を有しながらＨＤＲコンテンツを配信することができる。しかし、この解決法では、ＳＤＲピクチャのみを配信する古いインフラストラクチャと比較して、帯域幅を倍にする必要がある。
【０００４】
必要な帯域幅を減少させるため、そのコード化前にＨＤＲピクチャのダイナミックレンジを低減することが知られている。そのような解決法により、レガシーエンコーダでダイナミックレンジを低減した後、ＨＤＲピクチャを符号化することが可能になる（すなわち、エンコーダは、最初にＳＤＲピクチャを符号化するように構成される）。HEVC Main1エンコーダは、そのようなレガシーエンコーダの一例である。そのダイナミックレンジを１０ビットに低減するため、ＨＤＲピクチャ上で非線形マッピング関数を適用することが知られている。Ｄｏｌｂｙ（登録商標）によって提案されるいわゆるＰＱ  ＯＥＴＦ（規格ＳＭＰＴＥ２０８４）は、そのようなマッピング関数の一例である。しかし、ダイナミックレンジ低減後のＨＤＲピクチャは、通常、ＳＤＲピクチャとして見ることはできない。それに加えて、そのような低減されたＨＤＲピクチャの圧縮は、通常、十分な性能を有しない。
【発明の概要】
【０００５】
３．簡単な概要
高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値Ｂａｃに基づいて高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることを含む方法を開示する。
【０００６】
この方法により、ダイナミックレンジ低減後のＨＤＲピクチャがレガシーＳＤＲディスプレイ上に表示できる良質のＳＤＲピクチャであることを保証しながら、そのコード化前にＨＤＲピクチャのダイナミックレンジを低減することが可能になる。具体的には、全体的な知覚明度（すなわち、暗いシーン対明るいシーン）が保たれる。
【０００７】
さらに、少なくともプロセッサを含むデバイスであって、プロセッサが、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値に基づいて高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングするように構成された、デバイスを開示する。
【０００８】
有利には、このデバイスは、
−  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、
−  スチルピクチャカメラ、
−  ビデオカメラ、
−  符号化チップ、
−  スチルピクチャサーバ、および
−  ビデオサーバ（例えば、放送サーバ、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。
【０００９】
第１の態様では、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値に基づいて高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることは、バックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することと、決定されたマッピング関数を使用して高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることであって、集合の各マッピング関数は異なるバックライト値と関連付けられる、マッピングすることとを含む。
【００１０】
有利には、バックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の集合の少なくとも２つのマッピング関数からマッピング関数を補間または補外することを含む。
【００１１】
例示的な態様では、集合の各マッピング関数は、ルミナンスの増加関数であり、およびマッピング関数の集合は、各ルミナンス値に対するバックライト値の減少関数である。
【００１２】
特定の一特徴によれば、集合の各関数ｇ（Ｂａｉ，Ｙ）は、ｆ（Ｙ／Ｂａｉ）／Ｎ（Ｂａｉ）として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、さらにｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である。
【００１３】
第２の態様では、バックライト値に基づいて高ダイナミックレンジルミナンスピクチャを標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることは、
−  高ダイナミックレンジルミナンスピクチャをＢａｃで除することと、
−  除された高ダイナミックレンジルミナンスピクチャ上でマッピング関数ｆ（．）を適用することと、
−  マッピングされた高ダイナミックレンジルミナンスピクチャをＮ（Ｂａｃ）で除することと
を含み、ここで、ｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数であり、さらにＮ（Ｂａｃ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｃ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値である。
【００１４】
例示的な態様では、ｆ（ｚ）は、関数ａ＊ｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ（０）＝０となるような定数値である。
【００１５】
有利には、ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い。
【００１６】
有利には、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャは、
−  ローカルメモリ、
−  記憶装置インタフェース、
−  通信インタフェース、および
−  ピクチャ捕捉回路
を含むセットに属する配信源から得られる。
【００１７】
有利には、標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャは、
−  ローカルメモリ、
−  記憶装置インタフェース、
−  通信インタフェース、および
−  表示デバイス
を含むセットに属する配信先に送信される。
【００１８】
また、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値に基づいて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることを含む方法も開示する。
【００１９】
また、少なくともプロセッサを含むデバイスであって、プロセッサが、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値に基づいて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングするように構成された、デバイスも開示する。有利には、このデバイスは、
−  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。
【００２０】
第１の態様では、バックライト値に応じて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることは、バックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することと、決定されたマッピング関数を使用して標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることであって、集合の各マッピング関数は異なるバックライト値と関連付けられる、マッピングすることとを含む。
【００２１】
有利には、バックライト値に基づいて、少なくとも２つのマッピング関数の集合から１つのマッピング関数を決定することは、少なくとも２つのマッピング関数の集合の少なくとも２つのマッピング関数からマッピング関数を補間または補外することを含む。
【００２２】
例示的な態様では、集合の各マッピング関数は、ルミナンスの増加関数であり、およびマッピング関数の集合は、各ルミナンス値に対するバックライト値の増加関数である。
【００２３】
特定の一特徴によれば、集合の各関数ｇ−１（Ｂａｉ，Ｌ）は、Ｂａｉ＊ｆ−１（Ｌ＊Ｎ（Ｂａｉ））として定義され、ここで、Ｎ（Ｂａｉ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｉ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値であり、さらにｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数である。
【００２４】
第２の態様では、バックライト値Ｂａｃに基づいて標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャを高ダイナミックレンジルミナンスピクチャにマッピングすることは、
−  標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにＮ（Ｂａｃ）を乗じることと、
−  乗じられた標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャ上でマッピング関数ｆ−１（．）を適用することと、
−  マッピングされた標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャにバックライト値Ｂａｃを乗じることと
を含み、ここで、ｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚであり、ζ（ｚ）は減少関数であり、さらにＮ（Ｂａｃ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｃ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲは高ダイナミックレンジ・ピーク明度であり、ＭＳＤＲは標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャの最大コードワード値である。
【００２５】
例示的な態様では、関数ｆ−１（．）は、関数ｅｘｐ（（ｘ−ｃ）／ａ）−ｂであり、ａ、ｂおよびｃは、ｆ−１（０）＝０となるような定数値である。
【００２６】
有利には、ａは０．４５に近く、ｂは０．１２に近く、およびｃは０．９５に近い。
【００２７】
有利には、標準ダイナミックレンジルミナンスピクチャは、
−  ローカルメモリ、
−  記憶装置インタフェース、
−  通信インタフェース、および
−  ピクチャ捕捉回路
を含むセットに属する配信源から得られる。
【００２８】
有利には、高ダイナミックレンジルミナンスピクチャは、
−  ローカルメモリ、
−  記憶装置インタフェース、
−  通信インタフェース、および
−  表示デバイス
を含むセットに属する配信先に送信される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＨＤＲからＳＤＲへのマッピング関数の例を示す。
【図２】特定の非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図３】特定の非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図４】特定の非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図５】例示的な非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成された、ＨＤＲからＳＤＲへのマッピングデバイスの例示的なアーキテクチャを示す。
【図６】特定の非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図７】特定の非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図８】特定の非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【図９】例示的な非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成された、ＳＤＲからＨＤＲへのマッピングデバイスの例示的なアーキテクチャを示す。
【図１０】図２、３および４に関して開示されるＨＤＲからＳＤＲへのマッピング方法のうちの１つを実装する例示的な符号化デバイスを示す。
【図１１】図６、７および８に関して開示されるＳＤＲからＨＤＲへのマッピング方法のうちの１つを実装する例示的な復号デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
５．詳細な説明
ＨＤＲピクチャは、通常、少なくとも１つのルミナンス（またはルマ（輝度））成分および場合によりクロミナンス（またはクロマ（色度））成分を含む。以下では、ＨＤＲピクチャのルミナンス成分は、ＨＤＲルミナンスピクチャと呼ばれる。ＨＤＲルミナンスピクチャは、ＲＧＢピクチャとして表されるＨＤＲピクチャから得ることができる。この事例では、ＨＤＲピクチャのルミナンス成分ＹＨＤＲは、ＲＧＢ成分の線形結合によって得ることができる。線形結合は、ＩＴＵ−Ｔ  ＢＴ．７０９またはＢＴ．２０２０勧告によって定義される。また、ＲＧＢ以外の他のフォーマットを使用してＨＤＲルミナンスピクチャを得ることもできる。ＨＤＲピクチャのダイナミックレンジを低減することは、通常、そのルミナンス成分のダイナミックレンジを低減することを含む。これにはマッピング関数の定義が必要とされる。Ｄｏｌｂｙ（登録商標）によって提案されるＰＱ  ＯＥＴＦなどの公知のマッピング関数は、排他的に定義される。従って、それらのマッピング関数はコンテンツに適応していない。
【００３１】
（マッピング関数定義）
実施形態では、Ｎ個（少なくとも２つ）のマッピング関数｛ｇ（Ｂａ，．）｝Ｂａの集合Ｓが定義され、ここで、各マッピング関数は、異なるバックライト値Ｂａと関連付けられる。バックライト値は、通常、ＨＤＲピクチャと関連付けられ、ＨＤＲピクチャの平均明度を表す。
【００３２】
ここで、バックライトという用語は、例えば、ＬＣＤパネルのようなカラーパネルと、例えば、ＬＥＤアレイのような後部照明装置とで構成されるＴＶセットの例で使用される。通常、白色光を生成する後部装置は、カラーパネルを照らしてＴＶにさらなる明度を与えるために使用される。結果的に、ＴＶのルミナンスは、後部照明器のルミナンスとカラーパネルのルミナンスとによって生じるものである。この後部照明器は、「バックライト」と呼ばれる場合が多く、その強度は、シーン全体の平均明度をある程度表す。
【００３３】
図１は、そのようなマッピング関数ｇ（Ｂａ，．）：Ｙ→ｇ（Ｂａ，Ｙ）＝Ｌの例を示し、ここで、ＬはＳＤＲルミナンス値である。各マッピング関数は、第２の変数Ｙにおいて増加し、マッピング関数は、Ｂａにおいて減少し、すなわち、固定値Ｙに対し、Ｂａが小さいほどｇ（Ｂａ，Ｙ）は高くなる。これは、すべてのＹ値に当てはまる。いくつかのＨＤＲルミナンス値Ｙは、図１によって示されるように、Ｂａ値に応じて独自のＳＤＲルミナンス値ＬＳＤＲに対応することができる。線形ルミナンス領域では、Ｙは、典型的に、ニト単位で測定される。１ニトは、１カンデラ毎平方メートルの光強度に物理的に相当する。
【００３４】
ピーク明度ＰＨＤＲは、ＨＤＲワークフローから与えられる。従って、ＰＨＤＲは、ＨＤＲフォーマットで許容される画素の最大明度（例えば、およそ１０００ニト）である。シーン間の相対的な明度の一貫性を保つため、すなわち、暗いＨＤＲシーンのＳＤＲマッピングは、より明るいＨＤＲシーンのＳＤＲマッピングより暗く見えるべきであり、このピーク明度ＰＨＤＲは、ＳＤＲワークフローの最大ＳＤＲコードワード値ＭＳＤＲ（１０ビットのワークフローにおいて１０２３に等しい）にマッピングされる。これは、シーンコンテンツとは無関係に（すなわち、すべてのＢａ値に対して）行わなければならない。従って、マッピング関数は、バックライトＢａの可能なすべての値に対してｇ（Ｂａ，ＰＨＤＲ）＝ＭＳＤＲとなるように定義される。
【００３５】
ピーク明度ＰＨＤＲは固定されており、ＨＤＲピクチャが暗いほどバックライト値は低くなり、より大きいルミナンス範囲のコード化が可能な曲線ｇ（Ｂａ，．）を必要とする。基本的に、範囲は［Ｂ，ＰＨＤＲ］であり、ここで、Ｂは、ピクチャの最も暗い部分のルミナンスレベル（ニト単位）である。ピクチャが暗いほどＢは小さくなり、従ってより大きい範囲となる。
【００３６】
曲線ｇ（Ｂａ，．）は、［０，ＭＳＤＲ］（１０ビットのワークフローの事例では１０２３）上で［Ｂ，ＰＨＤＲ］をマッピングするため、その平均傾き（すなわち、その微分係数）は、Ｂが減少するほど（従って、Ｂａが減少するほど）減少する。曲線ｇ（Ｂａ，．）は最も明るい同じ点（ＰＨＤＲ，ＭＳＤＲ）から始まるため、以下で示されるように、ｇ（．，Ｙ）はＢａにおいて減少する。固定されたＹの場合、下記が得られる。
Ｂａ１＜Ｂａ２⇔シーン１はシーン２より暗い
＝＞ｇ（Ｂａ１，．）範囲はｇ（Ｂａ２，．）範囲より大きい
＝＞ｇ（Ｂａ１，．）微分係数はｇ（Ｂａ２，．）微分係数より小さい
＝＞ｇ（Ｂａ１，ＰＨＤＲ）＝ｇ（Ｂａ２，ＰＨＤＲ）＝ＭＳＤＲであるため、ｇ（Ｂａ１，．）＞ｇ（Ｂａ２，．）である。
【００３７】
結果的に、ｇ（Ｂａ，Ｙ）は、すべてのＹに対してＢａの減少関数である。特定の実施形態では、マッピング関数｛ｇ（Ｂａ，．）｝Ｂａは、次の通り定義される。
ｇ（Ｂａ，Ｙ）＝ＭＳＤＲｆ（Ｙ／Ｂａ）／ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａ）＝ｆ（Ｙ／Ｂａ）／Ｎ（Ｂａ）
ここで、Ｎ（Ｂａ）は、Ｂａに依存する正規化項であり、すなわち
Ｎ（Ｂａ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａ）／ＭＳＤＲ
である。
【００３８】
ｆが増加関数である事例では、関数ｇも任意のＢａに対してＹにおける増加関数である。しかし、すべての関数ｆが、Ｂａにおいて減少する関数ｇに至るわけではない。
【００３９】
ここで、ｇがＢａに対して相対的にこの減少特性を有するか否かを判断するための基準が与えられる。第１に、Ｙが固定され、新しい変数ｚ＝ＰＨＤＲ／Ｂａ≧０が定義される。結果的に、
ψ（ｚ）＝ｇ（ｚ，Ｙ）＝ｆ（Ｙｚ／ＰＨＤＲ）／ｆ（ｚ）
によって定義される関数ψは、ｚにおける増加関数でなければならない。第１に、定数ＭＳＤＲ＞０は、単調性に影響を及ぼさないため、外されていることに留意されたい。第２に、αがＹ／ＰＨＤＲとして定義され、０≦α≦１である。上記の表現の対数を取ることにより、すべての０≦α≦１に対して増加関数でなければならない
ｌｎψ（ｚ）＝ｌｎｆ（αｚ）−ｌｎｆ（ｚ）
が得られる。導関数を取ることを可能にする十分なｆの正則性を仮定すると、この導関数は、増加特性を保証するために正でなければならない。さらに、
（ｌｎψ）’（ｚ）≧０
が得られ、
（ｌｎψ）’（ｚ）＝α（ｌｎｆ）’（αｚ）−（ｌｎｆ）’（ｚ）＝：αｈ（αｚ）−ｈ（ｚ）
であり、ここで、ｈは、関数（ｌｎｆ）’として定義される。ｈ（ｚ）＝ζ（ｚ）／ｚと記述することにより、すなわち、ζが積ｚｈ（ｚ）として定義されることにより、
０≦αｈ（αｚ）−ｈ（ｚ）＝αζ（αｚ）／αｚ−ζ（ｚ）／ｚ⇔０≦ζ（αｚ）−ζ（ｚ）
が得られる。最後の不等式は、任意の０≦α≦１に対して成り立たなければならない。ｚが正であることを考慮すると、これは、ζ（ｚ）が減少関数である状態に等しい。基準は、単に、
ζ（ｚ）＝ｚｈ（ｚ）＝ｚ（ｌｎｆ）’（ｚ）は減少関数であること
となる。
【００４０】
多くの関数は、減少ζ（ｚ）を取るのに十分であると見なされ、
ｆ（ｚ）＝ｅｘｐ∫ζ（ｚ）／ｚ
と設定される。
【００４１】
例として、一定の関数ζ（ｚ）＝γを用いると、ｆ（ｚ）＝ｅｘｐ（γｌｎ（ｚ））＝ｚγが得られる。別の例は、ζ（ｚ）＝−αｄｚα（α＞１）であり、ｆ（ｚ）＝ｅｘｐ（ｄｚα）をもたらし、ここで、ｄは定数である。
【００４２】
好ましい実施形態では、ｆは、
ｆ（ｚ）＝Ｓｌｏｇ（ｚ）＝ａ＊ｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃ
によって定義されるＳｌｏｇ関数であり、条件は、ｆ（０）＝０およびａ、ｂ≧０である。原点（０，０）における条件により、ｆ（ｚ）は、ｃとは無関係であり、ａｌｎ（１＋ｚ／ｂ）に等しい。基準は、以下に示されるように満たされる。
ζ（ｚ）＝ｚ（ｌｎｆ）’（ｚ）＝ｚｆ’（ｚ）／ｆ（ｚ）＝ｚ／ａ（ｂ＋ｚ）ｌｎ（１＋ｚ／ｂ）
変数の変更ｚ’＝ｚ／ｂにより、ζ（ｚ）＝ｚ’／ａ（１＋ｚ’）ｌｎ（１＋ｚ’）が得られる。この関数は、ｚ’によって吸収されているａ＞０またはｂ＞０とは無関係に、ｚ’において減少する。これは、関数ｚ’→ｚ’／ａ（１＋ｚ’）ｌｎ（１＋ｚ’）の直接分析によって簡単に証明される。従って、すべてのＳｌｏｇ関数は、ａ、ｂ＞０およびｆ（０）＝０の任意のトリプレット（ａ，ｂ，ｃ）に対して上記で定義されるように、Ｂａにおける減少特性に適している。これらの関数は、ピークＰＨＤＲ＝５０００ニトおよび１０ビットのマッピング、すなわち、ＭＳＤＲ＝１０２３に対して、図１に示されるようなものである。
【００４３】
Ｓｌｏｇ関数ｆのパラメータａ、ｂ、ｃは、
・ｆ（０）＝０
・ｆ（１）＝１
・１における導関数がガンマ関数と同じである、すなわち、ｆ’（１）＝γ
となるように決定される。
【００４４】
ガンマ関数は、ｈ：ｘ−＞ｘγによって定義される。３つのパラメータａ、ｂ、ｃを、γの関数、すなわち、ａ（γ）、ｂ（γ）、ｃ（γ）として定義することができる。典型的な値は、表１に示されている。
【００４５】
【表１】
2018506916.tif 000003
【００４６】
有利な実施形態では、２．５に近いγの値は、ＨＤＲ圧縮性能および得られるＳＤＲルマの良いビューアビリティの観点から効率的である。従って、３つのパラメータは、有利には、次の値、すなわち、ａ＝０．４４９５５１１４、ｂ＝０．１２１２３６９１、ｃ＝０．９４８５５６８４を取ることができる。特定の実施形態では、ａは０．４５に近く、すなわち、｜ａ−０．４５｜＜ε１、ｂは０．１２に近く、すなわち、｜ｂ−０．１２｜＜ε２、ｃは０．９５に近く、すなわち、｜ｃ−０．９５｜＜ε３、ここで、ε１、ε２およびε３は定数値であり、例えば、１０−１または１０−２に等しい。他の値を使用することもできる。
【００４７】
関数ｆ（．）およびｇ（Ｂａ，．）を、有利には、離散的なＹ値およびＢａ値の集合に対するルックアップテーブルの形態で定義することができる。マッピング関数の集合は、有利には、オフラインで定義され、次いでエンコーダおよびデコーダによって使用される。ＰＨＤＲおよびＭＳＤＲの値は、ＨＤＲおよびＳＤＲワークフローからそれぞれ分かっている。ＰＨＤＲおよびＭＳＤＲの値は、例えば、システム層によって与えられてもよい。
【００４８】
逆関数ｆ−１（）およびｇ−１（Ｂａ，．）：ＬＯＧ−ＧＬ→ｇ−１（Ｂａ，Ｌ）＝Ｙを定義することができる。集合Ｓ’は、逆関数｛ｇ−１（Ｂａ，．）｝Ｂａを含む。各マッピング関数ｇ−１（Ｂａ，．）は、第２の変数Ｌにおいて増加し、マッピング関数は、Ｂａにおいて増加する、すなわち、固定値Ｙに対して、Ｂａが高いほど、ｇ−１（Ｂａ，Ｌ）は高くなる。これは、すべてのＹ値に当てはまる。
【００４９】
ｆ（ｚ）＝ａｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃの事例では、ｆ−１（ｚ）＝ｅｘｐ（（ｘ−ｃ）／ａ）−ｂである。関数ｆ−１（．）およびｇ−１（Ｂａ，．）を、有利には、離散的なＬ値およびＢａ値の集合に対するルックアップテーブルの形態で定義することができる。
【００５０】
別の好ましい実施形態では、ｆは、ｌｏｇ−Ｇと称する関数であり、次の通り定義される。
ｆ（ｚ）＝ｌｏｇ−Ｇ（ｚ）＝ａ．ｌｎ（１＋（ｚ（１／ｇａ）／ｂ０））
ここで、ｇａは、コンテンツごとに（ピクチャごとに、シーンごとに、ビデオごとに）調整することができる制御パラメータであり、ｂ０は、関数のパラメータである。ｂ０の典型的な値は、１．３、２．４、３．２、４である。特定の実施形態では、ｂ０は、１．３、２．４、３．２または４に近く、すなわち、｜ｂ０−１．３｜＜ε１、｜ｂ０−２．４｜＜ε２、｜ｂ０−３．２｜＜ε３または｜ｂ０−４｜＜ε４、ここで、ε１、ε２、ε３およびε４は定数値であり、例えば、１０−１または１０−２に等しい。他の値を使用することもできる。以下では、明示的に示されていない場合であっても、上記のｌｏｇ−Ｇ関数をＳｌｏｇ関数の代わりに使用することができ、また、ルックアップテーブルによって定義することもできる。
【００５１】
ｌｏｇ−Ｇ関数の逆関数ｆ−１（．）は次の通り定義される。
ｆ−１（ｚ）＝（ｂ０．ｅｘｐ（ｙ／ａ）−１）ｇａ
【００５２】
ｌｏｇ−Ｇ関数に基づき、関数ｇ（Ｂａ，Ｙ）は次の通りである。
ｇ（Ｂａ，Ｙ）＝ＭＳＤＲ．ｌｎ（１＋（（Ｙ／Ｂａ）（１／ｇａ）／ｂ０））／ｌｎ（１＋（（ＰＨＤＲ／Ｂａ）（１／ｇａ）／ｂ０））
また、ｇ（Ｂａ，．）の逆関数ｇ−１（Ｂａ，．）を次の通り適用することができる。
ｘが［０，２Ｎ−１］の場合、ｇ−１（Ｂａ，ｘ）＝Ｂａ．（ｂ０．ｅｘｐ（ｘ／ｓｃａｌ−１））ｇａ
・ｓｃａｌ＝２Ｎ／（１＋（（ＰＨＤＲ／Ｂａ）（１／ｇａ）／ｂ０））
・Ｎは、信号を表すために使用されるビット深度である（例えば、１０ビット）
【００５３】
（ＨＤＲからＳＤＲへのマッピング）
以下では、ピクチャのために開示される方法を、ピクチャのシーケンス、例えば、ビデオに適用することができる。
【００５４】
様々な実施形態によれば、ＨＤＲルミナンスピクチャは、ＨＤＲルミナンスピクチャと関連付けられたバックライト値Ｂａに基づいてＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングされる。従って、ＨＤＲからＳＤＲへのマッピングはコンテンツに適応している。ＨＤＲピクチャと関連付けられたバックライト値を得るための異なる方法がある。例えば、バックライト値は、ＨＤＲルミナンスピクチャの平均ルミナンス値である。変形形態では、バックライト値は、極端なルミナンス値（特に、ピークルミナンスに近い非常に明るい画素）の影響を避けるために、非線形領域において得ることができる。従って、Ｂａは、ｌｏｇ（Ｙ）またはα＜１であるＹαのピクチャ全体の平均であってもよく、ここで、Ｙは、１つの画素に対する線形ルミナンス値である。しかし、本原理は、バックライト値を得るための特定の方法に限定されないことが理解されるであろう。
【００５５】
図２は、特定の非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。バックライト値Ｂａｃは、ＨＤＲピクチャと関連付けられる。有利には、方法は、ＨＤＲピクチャを符号化するように構成されたエンコーダにおいて使用される。
【００５６】
ステップ１０では、前に示したように、オフラインで定義された少なくとも２つのマッピング関数の集合Ｓからマッピング関数ｇ（Ｂａｃ，．）が決定される。集合Ｓは、２つの異なるバックライト値に対して定義された少なくとも２つのマッピング関数ｇ（Ｂａ１，．）およびｇ（Ｂａ２，．）を含む。Ｂａｃが集合Ｓのマッピング関数と関連付けられたバックライト値に等しい事例では、このマッピング関数は、次のステップ１２で使用されるマッピング関数である。Ｂａｃが集合Ｓのマッピング関数のいずれのバックライト値とも異なる事例では、マッピング関数ｇ（Ｂａｃ，．）は、図３に示されるように補間される。ステップ１００では、Ｓの２つのマッピング関数ｇ（Ｂａｍ，．）およびｇ（Ｂａｎ，．）が特定され、ここで、Ｂａｍ＜Ｂａｃ＜Ｂａｎである。ステップ１０２では、ｇ（Ｂａｍ，．）およびｇ（Ｂａｎ，．）からｇ（Ｂａｃ，．）が補間される。マッピング関数がルックアップテーブルとして定義される事例では、ルックアップテーブルの各値Ｙｉに対して、ｇ（Ｂａｃ，Ｙｉ）＝λｇ（Ｂａｍ，Ｙｉ）＋（１−λ）ｇ（Ｂａｎ，Ｙｉ）であり、ここで、λ＝（Ｂａｃ−Ｂａｎ）／（Ｂａｍ−Ｂａｎ）である。ＢａｃがＳのマッピング関数と関連付けられたすべてのＢａ値より高い（またはより低い）事例では、Ｓの２つのマッピング関数、例えば、２つの最も高い（または最も低い）Ｂａ値と関連付けられたＳの２つのマッピング関数からｇ（Ｂａｃ，．）が補外される。
【００５７】
ステップ１２では、ＨＤＲルミナンスピクチャは、決定されたマッピング関数ｇ（Ｂａｃ，．）を使用してＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングされる。ＳＤＲルミナンスピクチャの各画素Ｌは、ｇ（Ｂａｃ，Ｙ）に等しくなるように設定され、ここで、Ｙは、ＨＤＲピクチャにおいて空間的に一致する画素（同一場所に位置する画素）である。決定されたマッピング関数ｇ（Ｂａｃ，．）がＬＵＴで表される事例では、ＨＤＲからＳＤＲへのマッピングは補間を含んでいてもよい。実際に、ｇ（Ｂａｃ，Ｙ）を、ＬＵＴの値から、例えば、ｇ（Ｂａｃ，Ｙｉ）およびｇ（Ｂａｃ，Ｙｊ）から補間することができ、ここで、Ｙｉ≦Ｙ≦Ｙｊである。
【００５８】
図４は、別の特定の非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。
【００５９】
ステップ２０では、ＨＤＲルミナンスピクチャをＢａｃで除する。具体的には、各画素値をＢａｃで除する。
【００６０】
ステップ２２では、除されたＨＤＲルミナンスピクチャ上でマッピング関数ｆ（．）が適用される。ｆ（）は、前に示したように、オフラインで定義された既知の関数である。特定の実施形態では、ｆ（）は、１Ｄ  ＬＵＴとして定義される。別の特定の実施形態では、関数ｆ（）は、Ｓｌｏｇ関数ａｌｎ（ｂ＋ｚ）＋ｃとして定義され、ここで、ａ、ｂおよびｃは定数値である。有利には、ａ＝０．４４９５５１１４、ｂ＝０．１２１２３６９１、ｃ＝０．９４８５５６８４である。特定の実施形態では、ａは０．４５に近く、すなわち、｜ａ−０．４５｜＜ε１、ｂは０．１２に近く、すなわち、｜ｂ−０．１２｜＜ε２、ｃは０．９５に近く、すなわち、｜ｃ−０．９５｜＜ε３、ここで、ε１、ε２およびε３は定数値であり、例えば、１０−１または１０−２に等しい。他の値を使用することもできる。Ｌｏｇ−Ｇ関数を使用することもできる。
【００６１】
また、Ｓｌｏｇ関数ｆ（）またはＬｏｇ−Ｇも１Ｄ  ＬＵＴの形態で定義することができる。
【００６２】
ステップ２４では、マッピングされたＨＤＲルミナンスピクチャをＮ（Ｂａｃ）で除する。得られたルミナンスピクチャはＳＤＲルミナンスピクチャである。Ｎ（Ｂａｃ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｃ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲはＨＤＲピーク明度であり、ＭＳＤＲは最大コードワード値である。低減されたダイナミックレンジがｐビットである場合、ＭＳＤＲ＝２ｐ−１である。ｐ＝１０ビットである場合、ＭＳＤＲ＝１０２３である。
【００６３】
ＳＤＲルミナンスピクチャを、有利には、ビットストリーム内において符号化することができる。また、ＳＤＲルミナンスピクチャに加えて、バックライト値Ｂａｃおよび場合によりＮ（Ｂａｃ）も符号化することができる。また、クロマに関する追加の情報も符号化することができる。
【００６４】
図５は、例示的な非限定的な実施形態による、ＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成されたＨＤＲからＳＤＲへのマッピングデバイス１の例示的なアーキテクチャを示す。
【００６５】
マッピングデバイス１は、１つまたは複数のプロセッサ１１０を含み、１つまたは複数のプロセッサ１１０は、内部メモリ１２０（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび／またはＥＰＲＯＭ）と共に、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵおよび／またはＤＳＰ（デジタル信号プロセッサの英字略語）を含んでいてもよい。マッピングデバイス１は、各々が出力情報を表示し、かつ／またはユーザがコマンドおよび／もしくはデータを入力することを可能にするように適応された１つまたは複数の入力／出力インタフェース１３０（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカメラ）と、マッピングデバイス１の外部のものであってもよい電源１４０とを含む。また、マッピングデバイス１は、１つまたは複数のネットワークインタフェース（図示せず）も含んでいてもよい。ＨＤＲルミナンスピクチャは、配信源から得ることができる。異なる実施形態によれば、配信源は、これらに限定されないが、
−  ローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク）、
−  記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、光ディスクまたは磁気サポートを有するインタフェース）、
−  通信インタフェース（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Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェースなど））、および
−  ピクチャ捕捉回路（例えば、センサ、例えば、ＣＣＤ（もしくは電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（もしくは相補型金属酸化膜半導体）など）
であってもよい。
【００６６】
異なる実施形態によれば、ＳＤＲルミナンスピクチャを、配信先に送信することができる。例として、ＳＤＲルミナンスピクチャは、リモートまたはローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、ハードディスク）に記憶される。変形形態では、ＳＤＲルミナンスピクチャは、記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスクもしくは磁気サポートを有するインタフェース）に送信され、かつ／または通信インタフェース（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もしくは放送ネットワークとのインタフェース）上で送信される。
【００６７】
例示的な非限定的な実施形態によれば、マッピングデバイス１は、メモリ１２０に記憶されたコンピュータプログラムをさらに含む。コンピュータプログラムは、命令を含み、命令は、マッピングデバイス１によって（具体的には、プロセッサ１１０によって）実行されると、図２、３または４を参照して記載される方法をマッピングデバイス１が実行できるようにする。変形形態によれば、コンピュータプログラムは、マッピングデバイス１の外部の非一時的なデジタルデータサポート上（例えば、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、読み取り専用および／もしくはＤＶＤドライブならびに／またはＤＶＤ読み取り／書き込みドライブなどの外部記憶媒体上、すべて当技術分野で知られている）に記憶される。従って、マッピングデバイス１は、コンピュータプログラムを読み取るためのメカニズムを含む。さらに、マッピングデバイス１は、対応するＵＳＢポート（図示せず）を通じて、１つまたは複数のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）タイプの記憶装置（例えば、「メモリスティック」）にアクセスすることができる。
【００６８】
例示的な非限定的な実施形態によれば、マッピングデバイス１は、これらに限定されないが、
−  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、
−  スチルピクチャカメラ、
−  ビデオカメラ、
−  符号化チップ、
−  スチルピクチャサーバ、および
−  ビデオサーバ（例えば、放送サーバ、ビデオオンデマンドサーバまたはウェブサーバ）
であってもよい。
【００６９】
マッピングデバイス１は、有利には、ビットストリーム内においてＳＤＲピクチャを符号化するように構成されたエンコーダの一部である。
【００７０】
（ＳＤＲからＨＤＲへのマッピング）
図６は、特定の非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。有利には、方法は、ＨＤＲピクチャを復号するように構成されたデコーダにおいて使用される。
【００７１】
ステップ３０では、前に示したように、オフラインで定義された少なくとも２つのマッピング関数の集合Ｓ’からマッピング関数ｇ−１（Ｂａｃ，．）が決定される。集合Ｓ’は、２つの異なるバックライト値に対して定義された少なくとも２つのマッピング関数ｇ−１（Ｂａ１，．）およびｇ−１（Ｂａ２，．）を含む。Ｂａｃが集合Ｓ’のマッピング関数と関連付けられたバックライト値に等しい事例では、このマッピング関数は、次のステップ３２で使用されるマッピング関数である。Ｂａｃが集合Ｓ’のマッピング関数のいずれのバックライト値とも異なる事例では、マッピング関数ｇ−１（Ｂａｃ，．）は、図７に示されるように補間される。ステップ３００では、Ｓ’の２つのマッピング関数ｇ−１（Ｂａｍ，．）およびｇ−１（Ｂａｎ，．）が特定され、ここで、Ｂａｍ＜Ｂａｃ＜Ｂａｎである。ステップ３０２では、ｇ−１（Ｂａｍ，．）およびｇ−１（Ｂａｎ，．）からｇ（Ｂａｃ，．）が補間される。マッピング関数がルックアップテーブルとして定義される事例では、ルックアップテーブルの各値Ｌｉに対して、ｇ−１（Ｂａｃ，Ｌｉ）＝λｇ−１（Ｂａｍ，Ｌｉ）＋（１−λ）ｇ−１（Ｂａｎ，Ｌｉ）であり、ここで、λ＝（Ｂａｃ−Ｂａｎ）／（Ｂａｍ−Ｂａｎ）である。ＢａｃがＳ’のマッピング関数と関連付けられたすべてのＢａ値より高い（またはより低い）事例では、Ｓ’の２つのマッピング関数、例えば、２つの最も高い（または最も低い）Ｂａ値と関連付けられたＳの２つのマッピング関数からｇ−１（Ｂａｃ，．）が補外される。
【００７２】
ステップ３２では、ＳＤＲルミナンスピクチャは、決定されたマッピング関数ｇ−１（Ｂａｃ，．）を使用してＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングされる。ＨＤＲルミナンスピクチャの各画素Ｙは、ｇ−１（Ｂａｃ，Ｌ）に等しくなるように設定され、ここで、Ｌは、ＳＤＲピクチャにおいて空間的に一致する画素（同一場所に位置する画素）である。決定されたマッピング関数ｇ−１（Ｂａｃ，．）がＬＵＴで表される事例では、ＳＤＲからＨＤＲへのマッピングは補間を含んでいてもよい。実際に、ｇ−１（Ｂａｃ，Ｌ）を、ＬＵＴの値から、例えば、ｇ−１（Ｂａｃ，Ｌｉ）およびｇ−１（Ｂａｃ，Ｌｊ）から補間することができ、ここで、Ｌｉ≦Ｌ≦Ｌｊである。
【００７３】
図８は、別の特定の非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングする方法のフローチャートを示す。有利には、方法は、ＨＤＲピクチャを符号化するように構成されたエンコーダにおいて使用される。
【００７４】
ステップ４０では、ＳＤＲルミナンスピクチャにＮ（Ｂａｃ）を乗じる。具体的には、各画素値ＬにＮ（Ｂａｃ）を乗じ、ここで、Ｎ（Ｂａｃ）＝ｆ（ＰＨＤＲ／Ｂａｃ）／ＭＳＤＲであり、ＰＨＤＲはＨＤＲピーク明度であり、ＭＳＤＲは最大コードワード値である。低減されたダイナミックレンジがｐビットである場合、ＭＳＤＲ＝２ｐ−１である。ｐ＝１０ビットである場合、ＭＳＤＲ＝１０２３である。
【００７５】
ステップ４２では、乗じられたＳＤＲルミナンスピクチャ上でマッピング関数ｆ−１（．）が適用される。ｆ−１（）は、前に示したように、オフラインで定義された既知の関数である。特定の実施形態では、ｆ−１（）は、１Ｄ  ＬＵＴとして定義される。別の特定の実施形態では、関数ｆ−１（）は、Ｓｌｏｇ関数の逆関数ｆ−１（ｚ）＝ｅｘｐ（（ｘ−ｃ）／ａ）−ｂとして定義され、ここで、ａ、ｂおよびｃは定数値である。有利には、ａ＝０．４４９５５１１４、ｂ＝０．１２１２３６９１、ｃ＝０．９４８５５６８４である。特定の実施形態では、ａは０．４５に近く、すなわち、｜ａ−０．４５｜＜ε１、ｂは０．１２に近く、すなわち、｜ｂ−０．１２｜＜ε２、ｃは０．９５に近く、すなわち、｜ｃ−０．９５｜＜ε３、ここで、ε１、ε２およびε３は定数値であり、例えば、１０−１または１０−２に等しい。他の値を使用することもできる。Ｓｌｏｇ関数の逆関数の代わりに、Ｌｏｇ−Ｇ関数の逆関数を使用することもできる。
【００７６】
また、逆Ｓｌｏｇ関数または逆Ｌｏｇ−Ｇ関数も１Ｄ  ＬＵＴの形態で定義することができる。
【００７７】
ステップ４４では、マッピングされたＳＤＲルミナンスピクチャにＢａｃを乗じる。得られたルミナンスピクチャは、ＨＤＲルミナンスピクチャである。
【００７８】
復号のコンテキストにおいて、ルミナンスＳＤＲピクチャに加えて、Ｂａｃの値および場合によりＮ（Ｂａｃ）もビットストリームから復号することができる。さらに、完全なＨＤＲピクチャを再構築するために、クロマ情報を復号することができる。
【００７９】
図９は、例示的な非限定的な実施形態による、ＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成されたＳＤＲからＨＤＲへのマッピングデバイス２の例示的なアーキテクチャを示す。
【００８０】
マッピングデバイス２は、１つまたは複数のプロセッサ２１０を含み、１つまたは複数のプロセッサ２１０は、内部メモリ２２０（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび／またはＥＰＲＯＭ）と共に、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵおよび／またはＤＳＰ（デジタル信号プロセッサの英字略語）を含んでいてもよい。マッピングデバイス２は、各々が出力情報を表示し、かつ／またはユーザがコマンドおよび／もしくはデータを入力することを可能にするように適応された１つまたは複数の入力／出力インタフェース２３０（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカメラ）と、マッピングデバイス２の外部のものであってもよい電源２４０とを含む。また、マッピングデバイス２は、１つまたは複数のネットワークインタフェース（図示せず）も含んでいてもよい。ＳＤＲルミナンスピクチャは、配信源から得ることができる。異なる実施形態によれば、配信源は、これらに限定されないが、
−  ローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク）、
−  記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、光ディスクまたは磁気サポートを有するインタフェース）、
−  通信インタフェース（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Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースなど））、および
−  ピクチャ捕捉回路（例えば、センサ、例えば、ＣＣＤ（もしくは電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（もしくは相補型金属酸化膜半導体）など）
であってもよい。
【００８１】
異なる実施形態によれば、ＨＤＲルミナンスピクチャを、配信先（例えば、ＨＤＲ表示デバイス）に送信することができる。例として、ＨＤＲルミナンスピクチャは、リモートまたはローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、ハードディスク）に記憶される。変形形態では、ＨＤＲルミナンスピクチャは、記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスクもしくは磁気サポートを有するインタフェース）に送信され、かつ／または通信インタフェース（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もしくは放送ネットワークとのインタフェース）上で送信される。
【００８２】
例示的な非限定的な実施形態によれば、マッピングデバイス２は、メモリ２２０に記憶されたコンピュータプログラムをさらに含む。コンピュータプログラムは、命令を含み、命令は、マッピングデバイス２によって（具体的には、プロセッサ２１０によって）実行されると、図６、７または８を参照して記載される方法をマッピングデバイス２が実行できるようにする。変形形態によれば、コンピュータプログラムは、マッピングデバイス２の外部の非一時的なデジタルデータサポート上（例えば、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、読み取り専用および／もしくはＤＶＤドライブならびに／またはＤＶＤ読み取り／書き込みドライブなどの外部記憶媒体上、すべて当技術分野で知られている）に記憶される。従って、マッピングデバイス２は、コンピュータプログラムを読み取るためのメカニズムを含む。さらに、マッピングデバイス２は、対応するＵＳＢポート（図示せず）を通じて、１つまたは複数のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）タイプの記憶装置（例えば、「メモリスティック」）にアクセスすることができる。
【００８３】
例示的な非限定的な実施形態によれば、マッピングデバイス２は、これらに限定されないが、
−  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
であってもよい。
【００８４】
マッピングデバイス２は、有利には、ビットストリーム内においてＨＤＲピクチャを復号するように構成されたエンコーダの一部である。
【００８５】
（エンコーダ）
図１０は、図２、３および４に関して開示されるＨＤＲからＳＤＲへのマッピング方法のうちの１つを実装する例示的な符号化デバイスを示す。エンコーダ３００は、ＨＤＲピクチャを受信する。受信されたＨＤＲピクチャ（ルミナンス成分および場合によりクロマ成分）は、ＨＤＲピクチャと関連付けられたバックライト値Ｂａｃを使用して、マッピング回路３０２によってＳＤＲピクチャにマッピングされる。具体的には、マッピング回路３０２は、図２、３および４に関して開示されるマッピング方法に従ってＨＤＲルミナンスピクチャをＳＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成される。マッピング回路３０２は、符号化回路３０４に接続される。符号化回路３０４は、ビットストリーム内にＳＤＲピクチャおよびバックライト値Ｂａｃを符号化するように構成される。変形形態では、符号化回路３０４は、Ｎ（Ｂａｃ）を符号化するようにさらに構成される。例えば、符号化回路は、HEVC Main10エンコーダである。値Ｂａｃを、専用ＳＥＩメッセージを使用することにより、またはその値をスライスヘッダとしてヘッダに挿入することにより符号化することができる。変形形態では、値Ｂａｃを、コード化されたデータ構造、例えば、四分木データにその値を隠すことにより、非規範的な方法で符号化することができる。また、完全なＳＤＲピクチャを符号化するために、クロマ情報をビットストリーム内に符号化することもできる。ビットストリームを、配信先、例えば、リモートの復号デバイスに送信することができる。例として、ビットストリームは、リモートまたはローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、ハードディスク）に記憶される。変形形態では、ビットストリームは、記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスクもしくは磁気サポートを有するインタフェース）に送信され、かつ／または通信インタフェース（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もしくは放送ネットワークとのインタフェース）上で送信される。
【００８６】
特定の実施形態では、エンコーダ３００は、１つまたは複数のプロセッサを含み、１つまたは複数のプロセッサは、内部メモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび／またはＥＰＲＯＭ）と共に、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵおよび／またはＤＳＰ（デジタル信号プロセッサの英字略語）を含んでいてもよい。エンコーダ３００は、各々が出力情報を表示し、かつ／またはユーザがコマンドおよび／もしくはデータを入力することを可能にするように適応された１つまたは複数の入力／出力インタフェース（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカメラ）と、エンコーダ３００の外部のものであってもよい電源とを含む。また、エンコーダ３００は、１つまたは複数のネットワークインタフェース（図示せず）も含んでいてもよい。
【００８７】
（デコーダ）
図１１は、図６、７および８に関して開示されるＳＤＲからＨＤＲへのマッピング方法のうちの１つを実装する例示的な復号デバイスを示す。ビットストリームは、第１のデコーダ４００によって受信されてもよい。第１のデコーダ４００は、ＳＤＲディスプレイ４０２によって直接表示することができるＳＤＲピクチャを復号するように構成される。変形形態では、ビットストリームは、第２のデコーダ４０４によって受信される。受信されたビットストリームは、復号回路４０６によってＳＤＲピクチャおよびバックライト値Ｂａｃに復号される。値Ｎ（Ｂａｃ）は、復号されたＢａｃから計算される。変形形態では、値Ｎ（Ｂａｃ）はビットストリームから復号される。ＳＤＲピクチャは、ルミナンス成分（ＳＤＲルミナンスピクチャ）および場合によりクロマ成分を少なくとも含む。復号回路４０６は、マッピング回路４０８に接続される。ＳＤＲルミナンスピクチャは、ＨＤＲピクチャと関連付けられた復号されたバックライト値Ｂａｃを使用して、マッピング回路４０６によってＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングされる。具体的には、マッピング回路４０８は、図６、７および８に関して開示されるマッピング方法に従ってＳＤＲルミナンスピクチャをＨＤＲルミナンスピクチャにマッピングするように構成される。例えば、復号回路４０６および第１のデコーダ４００は、HEVC Main10デコーダである。完全なＨＤＲピクチャを復号するために、追加のクロマ情報を復号することができる。復号されたＨＤＲピクチャを、配信先、例えば、ＨＤＲ表示デバイス４１０に送信することができる。例として、ビットストリームは、リモートまたはローカルメモリ（例えば、ビデオメモリ、ＲＡＭ、ハードディスク）に記憶される。変形形態では、ビットストリームは、記憶装置インタフェース（例えば、大容量記憶装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスクもしくは磁気サポートを有するインタフェース）に送信され、かつ／または通信インタフェース（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もしくは放送ネットワークとのインタフェース）上で送信される。
【００８８】
特定の実施形態では、第２のデコーダ４０４は、１つまたは複数のプロセッサを含み、１つまたは複数のプロセッサは、内部メモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび／またはＥＰＲＯＭ）と共に、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵおよび／またはＤＳＰ（デジタル信号プロセッサの英字略語）を含んでいてもよい。第２のデコーダ４０４は、各々が出力情報を表示し、かつ／またはユーザがコマンドおよび／もしくはデータを入力することを可能にするように適応された１つまたは複数の入力／出力インタフェース（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、ウェブカメラ）と、第２のデコーダ４０４の外部のものであってもよい電源とを含む。また、第２のデコーダ４０４は、１つまたは複数のネットワークインタフェース（図示せず）も含んでいてもよい。
【００８９】
本明細書中に記載された実装形態は、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、または信号で実装されることがある。単一の形態の実施形態として説明されている場合であっても（例えば、方法または装置としてのみ説明されている場合であっても）、説明された特徴事項の実装形態は、他の形態（例えば、プログラム）で実装されることがある。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装されることがある。方法は、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を含む、例えば、一般に処理デバイスを指す装置（例えば、プロセッサなど）で実施されることがある。また、プロセッサは、例えば、コンピュータ、携帯電話、ポータブル／個人情報端末（ＰＤＡ）などの通信装置、およびエンドユーザ間の情報の通信を容易にするその他の装置を含む。
【００９０】
本明細書中に記載した様々な処理および特徴事項の実装形態は、様々な異なる機器またはアプリケーション、特に、例えば、機器またはアプリケーションで実施されることがある。そのような機器の例としては、エンコーダ、デコーダ、デコーダからの出力を処理するポストプロセッサ、エンコーダに入力を与えるプリプロセッサ、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および他の通信装置が挙げられる。機器は、モバイルのものでもよく、移動車両に備え付けられたものであってもよいことは明らかであろう。
【００９１】
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してもよく、このような命令（および／または実装形態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、または、他の記憶装置（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、デジタル多用途ディスクまたはデジタルビデオディスクと称されることが多いＤＶＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）など）のようなプロセッサ可読媒体に記憶することができる。命令は、プロセッサ可読媒体上で有形に具体化されたアプリケーションプログラムを形成することができる。例えば、命令は、ハードウェアにあってもよく、ファームウェアにあってもよく、ソフトウェアにあってもよく、これらを組み合わせたものにあってもよい。例えば、命令は、オペレーティングシステム、別個のアプリケーション、またはこれらの２つを組み合わせたものに存在する。従って、プロセッサは、プロセスを実行するように構成された装置と、プロセスを実行する命令を有するプロセッサ可読媒体（記憶装置など）を含む装置と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、命令に加えて、または命令の代わりに、実装形態によって生成されたデータ値を記憶することがある。
【００９２】
当業者であれば明らかであるように、実装形態により、例えば、情報の記憶または送信を含み、情報を搬送するようにフォーマットされた様々な信号を生成することができる。情報は、例えば、方法を実行する命令、または上述した実装形態のうちの１つによって生成されたデータを含むことがある。例えば、信号は、上述した実施形態のシンタックスの記述または読み取りのためのルールをデータとして搬送するようにフォーマットされてもよく、上述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搬送するようにフォーマットされてもよい。このような信号は、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使用して）、またはベースバンド信号としてフォーマットされてもよい。フォーマット処理には、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でキャリアを変調することを含めることができる。信号を搬送する情報は、例えば、アナログ情報またはデジタル情報である。信号は、公知である様々な異なる有線または無線のリンクを介して送信されることがある。信号は、プロセッサ可読媒体上に記憶されることがある。
【００９３】
幾つかの実装形態について記載した。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されよう。例えば、複数の異なる実装形態の要素を組み合わせ、追補、改変、または除去により他の実施態様を生み出すこともできる。さらに、開示されているものを他の構造および処理と置換して、結果として得られる実装形態が少なくとも概ね同様の方法で、少なくとも概ね同一の機能を実行し、開示されている実施態様と少なくとも概ね同一の効果を得られるようにできることを当業者であれが理解できよう。従って、これらの実施形態およびその他の実装形態が本出願によって想定される。
【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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【国際調査報告】
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