(57)【要約】      （修正有）【課題】高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像をより低いダイナミックレンジの低ＨＤＲ画像へトーンマッピングする。【解決手段】ＨＤＲ画像の輝度成分を取得し、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパー曲線を決定する。このＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパー曲線を高ダイナミックレンジ画像の輝度成分に適用することによって、トーン圧縮された画像を決定する。ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパー曲線は、原色調レベル及び中間色調レベルのための第１の部分と、ハイライトのための第２の部分とを有する。【選択図】図２
2017168101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーク入力輝度Ｉｍａｘを有する高ダイナミックレンジ入力画像を、より低いピーク出力輝度Ｉｏｍａｘを有するより低い高ダイナミックレンジ出力画像へとトーンマッピングする方法であって、
前記入力画像の輝度成分を取得し、
ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を決定し、
前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を前記入力画像の前記輝度成分に適用することによって前記出力画像を決定する
ことを有し、
前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線は、原色調レベル及び中間色調レベルのための第１の線形部分と、ハイライトのための第２の非線形部分とを有し、
前記第１の線形部分は、前記入力画像の取得された輝度値の輝度ヒストグラムの明領域における前記取得された輝度値の分布の均等度の単調非増加関数である傾きｓを有し、それにより、該傾きｓは、１以下であるが、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及び前記ピーク入力輝度Ｉｍａｘの比ｓｌ以上である、
方法。
【請求項２】
前記輝度ヒストグラムの前記明領域は、前記入力画像の輝度範囲に位置付けられる下限ζｌから上限ζｕの間で線引きされるものとして定義され、前記下限ζｌは、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及び前記ピーク入力輝度Ｉｍａｘの前記比ｓｌに比例する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トーンマッパー曲線の前記第１の線形部分及び前記第２の非線形部分を分離するものとして定義される中高閾値τは、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘよりも小さい、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記中高閾値τは、ｎが２以上であるとして、このフレーム又は画像のピクセルの（１００−ｎ）％よりも多くをカバーするほど十分に大きい、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記明領域における前記取得された輝度値の分布の前記均等度は、前記輝度ヒストグラムの前記明領域のビンにわたる前記入力画像のピクセルの数の平均μ及び標準偏差νの間の比として決定される、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記傾きｓと前記均等度との間の関係は、非線形である、
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】
前記傾きｓは、次の：
【数１８】
2017168101.tif 000044
のように決定され、ｔ＝（μ／ν−ρ１）／（ρ２−ρ１）であり、パラメータρ１、ρ２は、パラメータｔの関数として前記傾きｓを表す前記曲線の転移点を定義する、
請求項５に従属する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を代表する情報を信号で伝える
ことを更に有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記信号で伝えることは、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）、付加拡張情報（ＳＥＩ）メッセージ、ビデオ・ユーザビリティ情報（ＶＵＩ）、コンシューマ・エレクトロニクス・アソシエイション（ＣＥＡ）メッセージ、及びヘッダのうちの少なくとも１つにおいて含まれる少なくとも１つのシンタックス要素を用いて実施される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ピーク入力輝度Ｉｍａｘを有する高ダイナミックレンジ入力画像を、より低いピーク出力輝度Ｉｏｍａｘを有するより低い高ダイナミックレンジ出力画像へとトーンマッピングする装置であって、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の方法を実装するよう構成される少なくとも１つのプロセッサを有する装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置を有する電子機器。
【請求項１２】
携帯電話機、通信機器、ゲーム機、タブレット、ラップトップ、カメラ、符号化チップ、及びサーバを有するグループから選択される請求項１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
コンピュータで実行される場合に、請求項１乃至９のうち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有するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像及びビデオプロセッシングに関係がある。特に、本開示は、拡張された高ダイナミックレンジ画像（“ＨＤＲ”）−ＨＤＲトーンマッピングに関係がある。
【背景技術】
【０００２】
自然における光は、星明かりから輝く太陽光までの、非常に広い範囲の輝度レベルをカバーする。デジタル及びアナログ両方の、これまでのイメージングテクノロジは、それらが我々の目に見える広範な輝度及びコントラストを平行させることができないので、減退した体験を提供する。それに応えて、ＨＤＲ（High  Dynamic  Range）テクノロジは、色、輝度及びコントラストの拡張された範囲が表示されることを可能にするよう開発されている。
【０００３】
ＨＤＲテクノロジは、ＳＤＲテクノロジよりも広いダイナミックレンジのコンテンツを捕捉し、処理し、表示することに焦点を当てる。今日、ＨＤＲディスプレイのＨＤＲ性能は、特に、それらの最大ピークホワイト輝度に応じて、様々でありうる。あるＨＤＲディスプレイは５００ｎｉｔを提供することができるが、他のＨＤＲディスプレイは１０００ｎｉｔ又は１５００ｎｉｔを達成することができる。
【０００４】
ＨＤＲディスプレイ及び、ＨＤＲコンテンツを捕捉するカメラは、現在開発中であるが、ＨＤＲコンテンツは、レガシーディスプレイがコンテンツを再生することができるために、ＨＤＲからＬＤＲへのトーンマッピングを受ける必要がある。同様に、例えば１０００ｎｉｔのＨＤＲディスプレイのために用意されたＨＤＲコンテンツは、例えば５００ｎｉｔのＨＤＲディスプレイがコンテンツを再生することができるために、ＨＤＲから“より低いＨＤＲ”へのトーンマッピングを受ける必要がある。従って、ＨＤＲ−“低ＨＤＲ”トーンマッピングの必要がある。
【０００５】
トーンマッピングとしても知られている階調再現は、画像の当初の輝度値の範囲を、ディスプレイによって再現され得るより低い輝度値の範囲へマッピングすることを目指す。しばしば、しかし常にではなく、トーンマッピングは、入力されたＨＤＲカラー画像から導出される輝度チャネルに対して実行される。トーンマッピングの出力は、入力された原ＨＤＲ画像から保持されている色情報と再結合され得る。それにより、新しい出力カラー画像は、入力されたＨＤＲ画像よりも低いＨＤＲダイナミックレンジを有して生成される。
【０００６】
トーンマッピングアルゴリズムは、２つの広いクラスに分類され得る。第１のクラスは、大域トーンマッピングとして定義され得る。これは、画像又は画像シーケンスの各ピクセルの輝度値へ独立して圧縮（compressive）トーンマッピング関数（例えば、シグモイド関数又は対数関数）を適用することを伴う。第２のクラスは、局所トーンマッピング（空間的に変化するトーンマッピングとして知られている。）として定義され得る。局所トーンマッピングは、各ピクセルについて、そのピクセルの輝度値に加えて、その隣接ピクセルからの情報を考慮に入れる。
【０００７】
入力画像の輝度値の範囲が低減されるとき、それは、通常は、ＨＤＲからＬＤＲの変換のために適応されたトーンマッピング演算子の使用後に、非常に大きい量を低減される。例えば、既存のトーンマッピングＨＤＲ−ＬＤＲ演算子は、レガシーＬＤＲディスプレイの極めて低い範囲（例えば、１００ｎｉｔのコンテンツ）に収まるよう、完全な輝度チャネル情報（例えば、最大４０００ｎｉｔのコンテンツ）を圧縮する。反対に、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッピング演算子は、極めてより小さい係数によって範囲を低減するよう求められ得る（例えば、異なるＨＤＲディスプレイ間の範囲圧縮のために、最大４０００ｎｉｔから１０００ｎｉｔへ）。既存のＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッピング演算子は、それらが目標の表示輝度範囲に収まるよう輝度の全範囲を圧縮して線形にリスケールすることから、ＨＤＲ感覚を完全に再現することができず、代わりに、ＬＤＲコンテンツの感覚をもたらす。他の問題は、既存のＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッピング演算子がハイライトピクセルにおけるコントラストも低減しうる点であり、その影響は、特に、ハイライトがピクチャの有力な部分であるときに顕著でありうる。
【発明の概要】
【０００８】
よって、対象のディスプレイのサポートされている範囲に対応するより低いＨＤＲコンテンツにおいて、ＨＤＲコンテンツのダイナミックレンジを低減する問題に対処する解決法が必要とされる。
【０００９】
本原理の態様は、高ダイナミックレンジ画像の輝度成分を取得し、
ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を決定し、該ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を前記高ダイナミックレンジ画像の前記輝度成分に適用することによって、トーン圧縮された画像を決定し、前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線は、原色調レベル及び中間色調レベルのための第１の部分と、ハイライトのための第２の部分とを有し、前記第１の部分は、前記高ダイナミックレンジ画像の明領域に対応する前記高ダイナミックレンジ画像のヒストグラムの区間の均等度に基づき決定される傾きｓを有する方法、装置、システム、及びコンピュータ可読記憶媒体を対象とする。
【００１０】
ピーク入力輝度Ｉｍａｘを有する高ダイナミックレンジ入力画像を、より低いピーク出力輝度Ｉｏｍａｘを有するより低い高ダイナミックレンジ出力画像へとトーンマッピングする当該方法は、前記入力画像の輝度成分を取得し、ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を決定し、該ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を前記入力画像の前記輝度成分に適用することによって前記出力画像を決定することを特に有し、前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線は、原色調レベル及び中間色調レベルのための第１の線形部分と、ハイライトのための第２の非線形部分とを有し、前記第１の線形部分は、前記入力画像の取得された輝度値の輝度ヒストグラムの明領域における前記取得された輝度値の分布の均等度の単調非増加関数である傾きｓを有し、それにより、該傾きｓは、１以下であるが、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及び前記ピーク入力輝度Ｉｍａｘの比ｓｌ以上である。
【００１１】
好適には、前記輝度ヒストグラムの前記明領域は、前記入力画像の輝度範囲に位置付けられる下限ζｌから上限ζｕの間で線引きされるものとして定義され、前記下限ζｌは、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及び前記ピーク入力輝度Ｉｍａｘの前記比ｓｌに比例する。
【００１２】
好適には、前記トーンマッパー曲線の前記第１の線形部分及び前記第２の非線形部分を分離するものとして定義される中高閾値（mid-to-high  threshold）τは、前記ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘよりも小さい。この中高閾値τは、好適には、ｎが２以上であるとして、このフレーム又は画像のピクセルの（１００−ｎ）％よりも多くをカバーするほど十分に大きい。
【００１３】
好適には、前記明領域における前記取得された輝度値の分布の前記均等度は、前記輝度ヒストグラムの前記明領域のビンにわたる前記入力画像のピクセルの数の平均μ及び標準偏差νの間の比として決定される。
【００１４】
具体的な実施形態において、前記傾きｓは、次の：
【数１】
2017168101.tif 000003
のように決定され、ｔ＝（μ／ν−ρ１）／（ρ２−ρ１）であり、パラメータρ１、ρ２は、パラメータｔの関数として前記傾きｓを表す前記曲線の転移点を定義する。
【００１５】
前記ｈｄｒ−低ｈｄｒトーンマッパー曲線を代表する情報は、信号で伝えられてよい。前記信号で伝えることは、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ；Picture  Parameter  Set）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ；Sequence  Parameter  Set）、付加拡張情報（ＳＥＩ；Supplemental  Enhancement  Information）メッセージ、ビデオ・ユーザビリティ情報（ＶＵＩ；Video  Usability  Information）、コンシューマ・エレクトロニクス・アソシエイション（ＣＥＡ；Consumer  Electronics  Association）メッセージ、及びヘッダのうちの少なくとも１つにおいて含まれる少なくとも１つのシンタックス要素を用いて実施されてよい。前のビデオフレームからの情報は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の閾値に基づきリーキー・インテグレーション（leaky  integration）を用いて適用されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の特徴及び利点は、以下で記載される図とともに考えられる場合に、以下の詳細な説明から明らかである。
【図１】本原理に従ってピクチャを符号化する方法の例を表す図である。
【図２】本原理に従ってピクチャ及びパラメータを符合する方法の例を表す図である。
【図３】本原理に従ってピクチャ及びビデオを復号する方法の例を表す図である。
【図４】本原理に従う装置の例を表す図である。
【図５】本原理に従うプロットの例を表す図である。
【図６】本原理に従うプロットの例を表す図である。
【図７】図３の図解に従ってトーンマッピングされる入力画像の輝度値のヒストグラムを表し、このヒストグラムの明領域を線引きする下限ζｌ及び上限ζｕの間にはトーンマッピング曲線の線形部分の傾きｓを計算するために使用されるこのヒストグラムの加重値がある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本原理は、ＨＤＲからより低いＨＤＲへのトーンマッピングのための方法、装置及びシステムを対象とする。例は、対象のディスプレイのより低いサポート範囲に対してＨＤＲコンテンツのダイナミックレンジを低減する問題を解決することに向けられている。
【００１８】
例は、ＨＤＲからより低いＨＤＲへのトーンマッピングの演算子のための中間色調（mid-tones）及び暗色ピクセルについての中間−暗色（mid-and-dark）圧縮係数、すなわち、輝度圧縮曲線の線形部分の傾き、を決定することに向けられている。例は、トーンマッパーの線形部分のための最適な傾きを決定する方法及び装置を対象とし、決定はコンテンツに基づいてよい。ＨＤＲ入力との類似性は、より低い高ダイナミックレンジ表示においてさえ、ＨＤＲコンテンツを見る感覚を最適に再現するためにハイライトにおいてコントラストのバランスを保ちながら、トーンマッピング後に維持され得る。ディレクターの意図も、その場合に再現され得る。例えば、コンテンツは、１０００又は１５００ｎｉｔの民生用の低ＨＤＲディスプレイで最適に再現されるよう、４０００ｎｉｔのリファレンスＨＤＲディスプレイに等級分けされてよい。
【００１９】
本原理の態様は、より低い高ダイナミックレンジを有する対象表示へ変換されるときにＨＤＲコンテンツのダイナミックレンジの品質を損なうという問題に対処する。本原理の態様は、対象の表示レンジに適合するようトーン圧縮にもかかわらずＨＤＲ感覚（sensation）を再現することに関係がある。
【００２０】
本原理の態様は、非常に高域の情報についてのみＨＤＲコンテンツを圧縮しながら、ＨＤＲソースと同じようにＨＤＲコンテンツを保つ方法、装置及びシステムに関係がある。これは、より低いダイナミックレンジのディスプレイにおいてでも、ＨＤＲコンテンツを見る感覚を有することを可能にする。それはまた、ディレクターの意図を保つことを可能にする。例えば、４０００ｎｉｔのリファレンスディスプレイに等級分けされたコンテンツは、１０００又は１５００ｎｉｔの民生用のディスプレイでの表示のための良好な品質を有して再現される。
【００２１】
本原理に従って、輝度範囲の中間−暗色部分において線形部分を有するトーンマッピング演算子は、様々な用途において利用されてよい。例えば、トーンマッピング演算子は、より低いピーク輝度により二次的なＨＤＲグレードを生成するようＨＤＲコンテンツの再等級分けプロセスを助けるために、ポストプロダクションスタジオにおいて利用されてよい。代替的に、消費者の側では、ＨＤＲからより低いＨＤＲへのトーンマッピング演算子は、ＨＤＲ民生用ディスプレイに組み込まれてよく、あるいは、セットトップボックスに組み込まれてよい。
【００２２】
［１／トーンマッピング曲線の定義］
ＨＤＲからより低いＨＤＲへトーンマッピングされたコンテンツのピクセルについての輝度情報は、ＨＤＲ受信コンテンツの変換に基づき決定されてよい。一例において、受信ＨＤＲコンテンツは、標準ＲＧＢ（ｓＲＧＢ）色空間に形式を合わせられてよい。一例において、ピクセルｉの色コンテンツがＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの値によってｓＲＧＢ色空間において表される場合には、ピクセルｉについての輝度値Ｉの計算は、次の式１によって、それ自体知られている方法において決定されてよい：
式１：  Ｉｉ＝０．２１２６×Ｒｉ＋０．７１５２×Ｇｉ＋０．０７２２×Ｂｉ
輝度値は、夫々の個別的なＲＧＢ色空間の定義に依存する異なる定数を用いてでも、同様にして、如何なる他のＲＧＢ色空間からも導出され得る。例となるＲＧＢ色空間は、ＩＳＯ  ＲＧＢ、拡張（Extended）ＩＳＯ  ＲＧＢ、ｓｃＲＧＢ、アドビ（Adobe）ＲＧＢ９８、アドビ・ワイド・ガマット（Adobe  Wide  Gamut）ＲＧＢ、アップル（Apple）ＲＧＢ、ＲＯＭＭ  ＲＧＢ、プロフォト（ProPhoto）ＲＧＢ、ＣＩＥ（１９３１）ＲＧＢ、並びに標準ＩＴＵ−Ｒ  Ｒｅｃ．  ＢＴ  ７０９、ＩＴＵ−Ｒ  Ｒｅｃ．  ＢＴ  ２０２０、ＩＴＵ−Ｒ  Ｒｅｃ．  ＢＴ  ４７０、ＳＭＰＴＥ  ＲＰ  １４５、及びＳＭＰＴＥ  １７０Ｍにおいて定義されているＲＧＢ空間である。
【００２３】
代替的に、Ｙｕｖ、Ｙｕ’ｖ’、ＹＣｂＣｒ、ＹＰｂＰｒ、Ｙ’ＤｂＤｒ、Ｙ’ＣＣ、ＣＩＥ  Ｙｘｙ、ＣＩＥ  Ｌａｂ、ＣＩＥ  Ｌｕｖ、ＣＩＥ  ＬＣｈ、ＩＰＴ、  Ｙ’Ｉ’Ｑ’、ＥＢＵ  Ｙ’Ｕ’Ｖ’のような、如何なる適切な色空間の輝度チャネルも、代わりに利用されてよい。この場合に、画像はそのような色空間へと変換され、処理は輝度チャネルに適用され、その後、更なる色空間変換は、画像を目的の色空間（一例において、ＲＧＢ色空間であってよい。）へ変換してよい。
【００２４】
画像における色の輝度値の範囲は、“暗色（darks）”、“ハイライト（high-lights）”及び“中間色調（mid-tones）”と広く分類された３つのサブレンジに分けられてよい。それらは、画像の最も暗い部分、画像の最も明るい部分（通常は、光源及びハイライト）、及びハイライト又は暗色調でないあらゆる部分である中間色調に直観的に対応する。暗色調と中間色調との間の交差点は、分析的に決定することが困難であり、あいまいな遷移領域のままとされてよい。同じことは、中間色調とハイライトとの間の交差点にも当てはまる。なお、近似的な交差点は、画像の輝度ヒストグラムの解析に基づき、それ自体知られている方法において決定されてよく、暗色調、中間色調及びハイライトに対応する画像の色調ヒストグラムの３つの区間を結果として導く、以下で記載されるＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーの重要な特徴は、暗色調レベル及び中間色調レベルを線形に（又は、可能ならば、変更せずに）圧縮し、それにより、撮影者の意図がそれらのトーンレベルにおいて可能な限り不変なまま保たれるようにすることと、ハイライトを非線形に圧縮することとに関係がある。提案されるトーンマッパーは、色の輝度チャネルに適用されてよく、色の色情報（chromatic  information）は、それ自体知られている方法において二次的に補正される。
【００２５】
一例において、基礎をなすＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッピング曲線は、中間色調を有するピクセル及び暗ピクセルについての曲線の“第１”の部分と、ハイライトの“第２”の非線形圧縮部分とを含んでよい。第１及び第２の部分は、例えば、固定の中間−暗色閾値に対応する中高交差点によって分けられてよい。
【００２６】
ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、（ｉ）暗色調及び中間色調のための第１の線形部分及び（ｉｉ）残りのハイライトのための第２の非線形部分を含む２区画トーンマッピング曲線によって表現され得る。第１の線形部分は、その場合に、その暗色−中間傾きｓによって特徴づけられる。この２区画トーンマッピング曲線の決定は、特に、次のステップを有してよい：
１．  曲線の第１の線形部分の傾きｓが１の値（輝度圧縮なし）を有すべきか、あるいは、１に満たない値（実際の輝度圧縮）を有すべきかを判定するよう、画像又はビデオフレームを解析すること。
２．  第１の線形部分の傾きが１に満たない値を有すべき場合には、現在のフレームのピクセルについてトーンマッピング曲線の第１の部分のこの傾きの値ｓを決定すること。
３．  フレーム間のフリッカを回避するために、リーキー・インテグレーションを現在のフレームに適用すること（推奨されるオプション）。
４．  目標のダイナミックレンジに従ってハイライトのダイナミックレンジを低減するトーンマッピング曲線の第２の部分を調整すること。曲線の第２の部分は、先の１〜２で調整されたトーンマッピング曲線の第１の部分と滑らかに接続するように調整される。
【００２７】
第１の線形部分の傾きｓが本発明に従って計算される方法は、第３節において以下で詳述される。
【００２８】
一例において、入力ＨＤＲコンテンツの最大輝度値はＩｍａｘであり、出力ＨＤＲディスプレイによる再現可能な最大輝度値はＩｏｍａｘである。一例において、それらの変数の値は、Ｉｍａｘ＝４０００ｎｉｔ及びＩｏｍａｘ＝１５００ｎｉｔである。
【００２９】
ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッピング演算子は、入力輝度の全範囲のために設計されるＣ１トーンマッピング関数を利用してよい。本願で使用されるように、“Ｃ１”トーンマッピング関数は、その一次導関数が導関数領域の入力の開区間の至る所で定義されており連続している関数として定義される。当然、平滑基準（smoothness  criterion）は、輝度値Ｉ＝０及びＩ＝Ｉｍａｘでは定義されない。
【００３０】
一例において、所望の入力トーンマッパー関数は、
（外１）
2017168101.tif 000004
で表される関数である。一例において、コンテンツの所与のフレーム又は画像について、この関数
（外２）
2017168101.tif 000005
は、圧縮係数ｓ（しばしばｓ＝１）によって中高閾値τよりも小さく入力輝度値Ｉを線形に調整し、且つ、関数
（外３）
2017168101.tif 000006
の変化に従ってこの閾値τよりも大きく輝度値を圧縮する。一例において、トーンマッパー演算子
（外４）
2017168101.tif 000007
は、次のように定義される：
【数２】
2017168101.tif 000008
この例では、トーンマッピング曲線の第２の非線形部分は、よく知られている写真のトーンマッパー演算子
（外５）
2017168101.tif 000009
に対応する点に留意されたい。
【００３１】
一例において、３つのパラメータａ、ｃ、ｄは、Ｃ１トーンマッパー関数
（外６）
2017168101.tif 000010
を得るために次の３つの条件を満足するよう設定される必要がある：
ｉ．  最大入力Ｉｍａｘは、最大出力Ｉｏｍａｘ２マップすべきであり、従って：
【数３】
2017168101.tif 000011
ｉｉ．  Ｉ＝τで、トーンマッパーは連続的である必要があり、従って：
【数４】
2017168101.tif 000012
ｉｉｉ．  また、Ｉ＝τで、トーンマッパーの傾きは連続的である必要があり、従って：
【数５】
2017168101.tif 000013
３つの未知のａ、ｃ、ｄについてシステムを解くことは、次の結果をもたらす：
【数６】
2017168101.tif 000014
他の例では、式２に関して上述された方法は、実時間のトーンマッピングのために、サンプリングされた入力輝度値及び対応する出力輝度値を有するトーンマッパー・ルックアップテーブルを通じて実施されてよい。
【００３２】
［２／ビデオコンテンツのフレームごとの中高閾値の計算］
フレーム又は画像の中高閾値τは、例えばη＝０．８として、次の：
式９：    τ０＝ηＩｏｍａｘ
によって定義されるデフォルト閾値τ０よりも小さいものとして、且つ、極めて高い入力輝度値をクリッピングしないように、このフレーム又は画像のピクセルの（１００−ｎ）％（ｎ＞０、一例においてｎ＝２）よりも多くをカバーするほど十分に大きいものとして、特に決定されてよい。そのような条件は、τ０とＩｍａｘとの間の輝度値を有するピクセルがｎ％未満であるのと同等である。一例において、大部分の自然の場面について、フレーム又は画像の極めて高い輝度値は、ピクセルのスパース集合（sparse  set）に寄与する（ハイダイナミックレンジのシーンヒストグラムは、尖度の高い分布（highly  kurtotic  distribution）を示す傾向がある。）。そのようなコンテンツについて、閾値の次の選択は、Ｉｏｍａｘの範囲に圧縮されるようｎ％（一例においてｎ＝２）に満たないピクセルを残す傾向がある。
【００３３】
Ｉｏｍａｘ＝１５００ｎｉｔの例について、デフォルト閾値τ０は１２００に初期化されてよい。η及びｎ＝２のそれらの選択は、主観的に心地良い出力画像をもたらすよう実験的に示されている。
【００３４】
“ピクセルの（１００−ｎ）％よりも多くをカバーするほど十分に大きい”との条件を定式化するよう、第１の例において、コンテンツの累積ヒストグラムが使用される。入力輝度Ｉの周波数はｈＩによって表される。値ｈＩは、如何なる選択されたビン数によっても入力輝度画像のヒストグラムを計算することによって、決定され得る。値Ｉについての累積ヒストグラムは、ｃＩによって表され、次の式によって求められ得る：
【数７】
2017168101.tif 000015
一例において、フレーム又は画像の最終の閾値τは、次の：
式１１：    １００・（ｃＩｍａｘ−ｃτ０）／ｃＩｍａｘ≦ｎ
場合に、初期値τ＝τ０に等しく設定されてよい。
【００３５】
この条件は、τ０とＩｍａｘとの間の輝度値を有するピクセルがｎ％より少ない場合を定式化する。これは、（１００−ｎ）％よりも多いピクセルの輝度値を線形にのみ変化させることを可能にする。式１０における条件が満足されない場合には、限界点（breaking  point）（すなわち、トーンマッピング曲線におけるニーポイント（knee  point））は、入力画像がトーン圧縮される輝度値の範囲を増大させるよう低減される。
【００３６】
一例において、ρの値は、次の：
式１２：    ρ＝１００・（ｃＩｍａｘ−ｃτ０）／ｃＩｍａｘ
のように表される。このパラメータρは、中高閾値τを上回る輝度値を有するピクセルのパーセンテージを表す。
【００３７】
式１１の判定に基づき、中高閾値τの値を推定する１つの例は、以下において示され、次のようにデフォルト閾値τ０を線形に低減することを有する：
【数８】
2017168101.tif 000016
αは、アーチファクトを導入することなしにトーンマッパー
（外７）
2017168101.tif 000017
によってダイナミックレンジの小部分のみにおいて圧縮され得るピクセルの最大パーセンテージを表す。この式に従って、最終の閾値τは、ρがｎに満たない場合にはτ０に等しい点に留意されたい。閾値τは、ρがαよりも大きい場合には０に設定される。ρがｎとαとの間にあるときはいつでも、最終の閾値は、τ０から０の間の線形補間によって求められる。
【００３８】
結果として、αの如何なる選択についても、ρ＞αについての中高閾値τの値は０に設定される（この決定は、画像レベル、ブロックレベル、などで実施されてよい）。最終の閾値τの値は、０よりも大きいいずれかの閾値が選択される場合にα％よりも多いピクセルが扱われるので、有利である。
【００３９】
上記の例では、中高閾値τは、コンテンツに依存し、デフォルト閾値τ０以下である。中高閾値τは、［τ．．．Ｉｏｍａｘ］の狭い範囲への多すぎるピクセルの圧縮を防ぎ、より良い視覚体験をもたらす。
【００４０】
異なるフレーム又は画像の組について、すなわち、ビデオコンテンツについて、推定される中高閾値τは、連続したフレームについて異なることがあり、連続したビデオフレームの強度における目に見える変動（“フリッカ”）は望ましくないが起こり得る。このフリッカの問題は、ビデオコンテンツの夫々のフレームｆについて中高閾値の補正τｔを提供することによって、有利に対処され得る。一例において、リーキー・インテグレーションは、あるフレームｆについて中高閾値τｎｅｗｔを得るために適用され得る。中高閾値τｎｅｗｔは、中高閾値τｔ、及び前のフレームについて推定されたリーキー推定された中高閾値、すなわち、τｎｅｗｔ−１を用いて推定される。そのような推定の一例は、次の：
式１４：    τｎｅｗｔ＝βτｔ＋（１−β）τｎｅｗｔ−１
の通りである。式９の反復性質は、あらゆる新しい次のフレームについて、以前の推定の全履歴が考慮されることを暗示する。ユーザの中高閾値パラメータβ∈［０  １］は、フレーム間のτｎｅｗの平滑性を制御する。
【００４１】
一例において、輝度値は、式１に従ってＲＧＢ色値から導出される。トーンマッピングされたカラー画像を再構成するよう、簡単なピクセルワイズ（pixel-wise）アプローチが利用される。ピクセルワイズアプローチは、次のように、式２において定義されたトーンマッピング関数
（外８）
2017168101.tif 000018
によって定義される輝度チャネルにおけるスケール変化に従って、原ＨＤＲ画像の色のＲＧＢ値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを調整する：
【数９】
2017168101.tif 000019
カラー画像の再構成はまた、次のように、飽和の量を制御するパラメータ自体によってパラメータ化されてよい：
【数１０】
2017168101.tif 000020
一例において、トーンマッピング演算子は、セットトップボックス、テレビ受信機、モニタ、ラップトップ、電話機、タブレット、スマートフォンディスプレイ、などのような、民生用電子機器に組み込まれてよい。この場合に、トーンマッピングアルゴリズムは、その出力の外観を決定するようメタデータを供給されてよい。
【００４２】
［３／トーンマッピング曲線の線形部分の傾きｓの計算］
先と同じく、本原理の例は、入力画像又はビデオフレームのコンテンツに基づきトーンマッピング曲線の第１の部分の傾きｓを変更するＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーを対象とする。
【００４３】
一例において、第１の部分の傾きｓは、入力画像又はビデオフレームの輝度ヒストグラムの形状に基づき、特に、このヒストグラムの明領域におけるロングテイル（long  tail）の形状に基づき、決定されてよい。
【００４４】
本原理の態様は、次いで、輝度ヒストグラムを解析してこのヒストグラムの明領域における輝度値の一様分布を決定することを対象とする。傾きｓは、次いで、この明領域における輝度値の分布の均等度（measure  of  uniformity）に基づき決定されてよい。
【００４５】
一例において、入力画像の輝度ヒストグラム
（外９）
2017168101.tif 000021
は、入力画像の高ダイナミックレンジ全体に沿って分布した所与の数のヒストグラムビンＢについて決定される。一例において、ヒストグラムビンの数Ｂは４０の値を有してよい。パラメータｌは、ヒストグラムのビン中心のベクトルを表す。ヒストグラムは、通常は、夫々のアレイ要素において１つの値を有するアレイとして表される。アレイのインデックスは、輝度値の小範囲に対応し、このアレイ要素で保持されている値（‘ビン値’）は、輝度値のこの範囲内にあるピクセルの数を表す。ビンの値は、夫々のビンに入るヒストグラムのピクセルの数に対応してよい。ヒストグラムは、前もって計算され、
（外１０）
2017168101.tif 000022
によって前述されている。
【００４６】
一例において、画像ヒストグラムの明領域は、この明領域の最低輝度値及び最高輝度値に夫々対応する境界ζｌ及びζｕによって画定される。それらの境界は、分布の均等度について解析される色調の範囲を線引きし、それによって、更には、傾きｓを計算するために考慮すべきヒストグラムの明領域を線引きする。
【００４７】
一例において、下限境界ζｌは：
式１７：    ζｌ＝Ｂ（τ０／Ｉｍａｘ）
のように決定される。式９と組み合わされる場合には：
式１８：    ζｌ＝Ｂη（Ｉｏｍａｘ／Ｉｍａｘ）
となる。このとき、Ｂは、ヒストグラムのビンの数であり、入力ＨＤＲコンテンツの最大輝度値Ｉｍａｘは、ビデオコンテンツとともに例えばメタデータとして供給され、再現可能な最大輝度出力値Ｉｏｍａｘは、通常は、対象のディスプレイのピーク表示輝度から導出される。式１８は、下限境界ζｌが、ピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及びピーク入力輝度Ｉｍａｘの比ｓｌに比例することを意味する。
【００４８】
一例において、上限境界ζｕは、次のように決定される：
【数１１】
2017168101.tif 000023
パラメータη（既に先で定義されている。）及び
（外１１）
2017168101.tif 000024
はいずれも、０から１の範囲内にあるべきである。更には、
（外１２）
2017168101.tif 000025
は、η（Ｉｏｍａｘ／Ｉｍａｘ）よりも上位であるべきである。等級付けされた（graded）コンテンツの観測に基づき、ηの良好な値は０．８である。パラメータ
（外１３）
2017168101.tif 000026
のデフォルト値は０．７５に設定されてよい。
【００４９】
更には、デフォルト値を使用するよりむしろ、パラメータη及び
（外１４）
2017168101.tif 000027
を設定するためにメタデータを使用することが可能である。これは、写真撮影のディレクターが、ディレクターの意図を保つように如何にしてコンテンツがトーンマッピングされ得るかに関して、ガイダンスを提供することを望む場合に、有用であり得る。その場合に、それらのパラメータは、（ポスト）プロダクションの間に特定され、メタデータとしてコンテンツに添付される。このコンテンツを受信するデバイスは、次いで、これに基づき色調再現パラメータを調整することができる。
【００５０】
上述されたようにトーンマッピング曲線の第１及び第２の部分を線引きする中高閾値は、一般に、明領域を線引きする下限及び上限とは異なる点に留意されたい。
【００５１】
一例において、入力画像の輝度ヒストグラムのビンは、境界ζｌ、ζｕの間で、すなわち、いわゆる明領域において、解析される。図７を参照されたい。
【００５２】
代替の例では、重み関数
（外１５）
2017168101.tif 000028
は、特にそれらの境界ζｌ、ζｕに基づき決定されてよい。重み関数は、夫々のビンＢに適用される場合に、下限境界ζｌよりも低いか又は上限境界ζｕよりも高い値を有するヒストグラム値の影響を取り除くように、輝度ヒストグラムの夫々のビンＢについて重みを決定することができる。図７における点線は、明領域における輝度値のそのような重み付けされた分布を表す。
【００５３】
システム・オン・チップ（ＳｏＣ；System-on-Chip）製造業者に関して、条件句を実装することは費用がかかり、それによって、ＳｏＣデバイスにおいて２つの閾値ζｌ、ζｕを使用することは費用がかかりうる。一例において、ヒストグラム全体は、２つの閾値ζｌ、ζｕの間では１に、それ以外では０に等しい重みにより重み付けされてよい。重みを得ることは、２つのハード閾値ζｌ、ζｕを使用することと比べて、コンテンツ変動に対して、よりロバストな解決法を提供する。
【００５４】
一例において、重み付け関数は、式１５のサポートの離散的な対称ハミング窓
（外１６）
2017168101.tif 000029
と平方窓関数
（外１７）
2017168101.tif 000030
（ζｌからζｕの間のｌについては１に、それ以外では０に設定される値）との畳み込みとして決定される。
式２０：    Ｌ＝Ｉｍａｘ／（８×Ｂ）
一例において、図５は、Ｂ＝４０を有するヒストグラムについての決定された重みを表す。
【００５５】
重み
（外１８）
2017168101.tif 000031
は、次の式を通じて決定されてよい：
【数１２】
2017168101.tif 000032
この式で、＊は、畳み込み演算子を表し、離散的ハミング窓
（外１９）
2017168101.tif 000033
は、次のように決定される：
【数１３】
2017168101.tif 000034
一例において、ヒストグラム
（外２０）
2017168101.tif 000035
は、重み
（外２１）
2017168101.tif 000036
を乗じられ、ヒストグラムのビンに対する次の重み付けをもたらす：
【数１４】
2017168101.tif 000037
図５は、Ｂ＝４０、ζｌ＝τ０、ζｕ＝０．７５Ｉｍａｘ、Ｌ＝６について画像ヒストグラムに適用される決定された重み
（外２２）
2017168101.tif 000038
を表す。
【００５６】
境界ζｌ、ζｕの間のヒストグラムビン、又は式１８の重み付けされたヒストグラムは、傾きｓを計算するために、輝度値の分布の一様性を測定するための適切な基礎をなす。輝度値の対応する組の一様性を決定するための如何なる方法も適用されてよいが、一例において、一様性は、重み付けされたヒストグラムの（又は境界ζｌ、ζｕの間のヒストグラムの）平均μ及び標準偏差νに基づき決定されてよく、次のように決定されてよい：
【数１５】
2017168101.tif 000039
一例において、一様性の指標（均等度）は、次いで、次の：
式２６：    均等度＝μ／ν
のように、重み付けされたヒストグラム（又は境界間の重み付けされていないヒストグラム）の平均及び標準偏差の比によって与えられる。
【００５７】
均等度は、トーンマッピング演算子の第１の線形部分の傾きｓの適切な決定と相関してよい。より具体的には、この傾きｓは、この均等度の単調非増加（monotonically  non-increasing）関数である。図６で表される例において、傾きｓと均等度μ／νとの間の関係は、例えば次のように、非線形な様態において決定される。
【００５８】
一例において、傾きｓは、次のように、μ／νに応じて決定され得る：
【数１６】
2017168101.tif 000040
一例において、パラメータｓｌは、次の：
式２８：    ｓｌ＝Ｉｏｍａｘ／Ｉｍａｘ
のように決定されてよい。パラメータｓｌは、トーンマッピング曲線の線形部分の傾きｓがピーク出力輝度Ｉｏｍａｘ及びピーク入力輝度Ｉｍａｘの比よりも低くないことを確かにする。これは、暗色におけるコントラストの好ましくなく大きい低減を回避することをもたらし得る。
【００５９】
パラメータｔは、次のように、均等度μ／νに基づく：
【数１７】
2017168101.tif 000041
この式は、定数ρ１、ρ２を用いて均等度μ／νへリスケーリングの形を適用するために使用される。一実施形態において、それらの定数は、ρ１＝０．５、ρ２＝０．８５に設定されてよい。式２７において、それらの同じ定数は、非線形部分を定数部分から線引きする転移点となる。
【００６０】
一例において、図６は、μ／νの関数として、決定された傾きｓを表す。
【００６１】
［上記のトーンマッピング方法のブロック図］
上記の例は、以下で記載される図内で実装されてよい。
【００６２】
図１は、本原理に従って、画像又はビデオコンテンツを符号化する、例となる方法１００を表す図である。
【００６３】
方法１００は、ピクチャを受け取って符号化することを含んでよい。ピクチャは、如何なる符号化技術（例えば、ＨＥＶＣ、ＡＶＣ）も用いてビットストリームへと符号化されてよい。方法１００は、ＤＶＢ若しくはＡＴＳＣ標準に基づく分配ワークフロー、プロダクション若しくはオーサリング（authoring）ワークフロー、デジタルビデオカムコーダのような、如何なるタイプの作業フローにおいても実施されてよい。
【００６４】
一例において、方法１００は、ブロック１０１でピクチャを受け取ることを含む。ピクチャは、例えば、ＨＤＲビデオのための、ビデオ画像又はピクチャのシーケンスの部分であってよい。ブロック１０１は、線形ライト（linear  light）ＲＧＢ情報を含む、ピクチャの性質に関する情報を受け取ってよい。ピクチャは、３つの成分（赤（Red）、緑（Green）及び青（Blue））から成るＲＧＢ色値へと三原色（tri-chromatic）カメラを用いて捕捉されてよい。ＲＧＢ色値は、センサの三原色特性（原色（color  primaries））に依存する。ピクチャは、センサの原色、捕捉されたシーンの最大及び最低輝度ピークのような、画像サイド情報を含んでよい。ブロック１０１は、受け取られたピクチャに関する如何なる情報も提供することを含め、次いで制御をブロック１０２へ渡してよい。
【００６５】
ブロック１０２は、ブロック１０１から受け取られたコンテンツへＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーを適用してよい。ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、本原理に従って決定されてよい。ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、ディスプレイのダイナミックレンジに合うようコンテンツのダイナミックレンジを変換する。
【００６６】
ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、式１〜８及び１５〜１６に関連して記載された原理を含む上記原理に基づき決定されてよい。特に、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、レンジ低減の量が制限される場合に使用されてよい。ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーは、式１〜２４に関連して記載された原理を含む上記原理に従って決定されてよい。
【００６７】
ブロック１０３は、ブロック１０２の出力を符号化してよい。ブロック１０３は、如何なる既存の符号化／復号化標準にも従って出力を符号化してよい。例えば、ブロック１０３は、国際電気通信連合（ＩＴＵ；International  Telecommunication  Union）及びＭＰＥＧ（Moving  Picture  Experts  Group）によってまとめられたＨＥＶＣ（High  Efficiency  Video  Coding）標準に従って符号化してよい。代替的に、ブロック１０３は、国際標準化機構（International  Organization  for  Standardization）／国際電気標準会議（International  Electrotechnical  Commission）（ＩＳＯ／ＩＥＣ）ＭＰＥＧ−４によってまとめられたＨ．２６４若しくはＭＰＥＧ−４  Ｐａｒｔ  １０、アドバンスド・ビデオ・コーディング（Advanced  Video  Coding）（ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ）に従って符号化してよい。代替的に、ブロック１０３は、如何なる他の既知の符号化技術によっても符号化してよい。
【００６８】
図２は、ピクチャ及びパラメータを符号化する、例となる方法２００を表す図である。方法２００は、コンテンツに依存した閾値のためのパラメータを受け取るブロック２０１を含む。受け取られるパラメータは、次の通りであってよい：
●  出力コンテンツ又は対象ディスプレイのピーク輝度Ｉｏｍａｘは、テレビ受像機／モニタ自体によって供給されてよい。セットトップボックスが使用される場合に、この値は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）メッセージを通じて、接続されているディスプレイデバイスによって信号で伝えられてよい。
●  入力コンテンツのピーク輝度Ｉｍａｘは、コンテンツと一緒にメタデータとして符号化されてよい。それは、フレームごと、ショットごと、又はプログラム（テレビのエピソード、映画、コマーシャル、など）ごとに単一の値として供給されてよい。代替の例では、Ｉｍａｘの値は、入力コンテンツを生成するために使用されるディスプレイデバイスのピーク輝度、又は入力コンテンツを作成するためにブロードキャストシナリオで使用されるライブカメラのピーク輝度として解釈されてよい。
●  デフォルト閾値τ０及び出力ＨＤＲディスプレイによる再現可能な最大輝度値Ｉｏｍａｘの比として定義されるパラメータη（式９を参照）は、メタデータとしてコンテンツとともに送信されてよい。代替の例では、閾値τは、トーンマッピング曲線の線形部分及び非線形部分の間の交差を決定するものであり、代わりに送信されてよい。
●  非線形圧縮を受けるピクセルのパーセンテージを決定するパラメータｎは、更にメタデータとして供給されてよい。
●  パラメータαも、メタデータとして供給されてよい。
●  ビデオコンテンツのための閾値のリーキー・インテグレーションにおいて使用されるパラメータβも、メタデータに含まれてよい。
●  ヒストグラムビンの数であるＢも、メタデータとして供給されてよい。
●  パラメータｌは、ヒストグラムのビン中心のベクトルを表し、やはりメタデータとして供給されてよい。
●  ヒストグラムの中間色調領域における上限を制御するパラメータ
（外２３）
2017168101.tif 000042
もメタデータとして供給されてよい。
【００６９】
ブロック２０１で受け取られたパラメータは、コンテンツの製作者（写真撮影のディレクター、カラリスト（colorist）、スタジオ）の意図が多種多様なディスプレイで再現されるように利用されてよい。
【００７０】
ブロック２０２は、トーンマッピング曲線パラメータをを決定してよい。トーンマッピング曲線パラメータは、式６〜８及び２７に基づき決定されてよい。ブロック２０８は、ブロック２０２によって決定されたパラメータを符号化してよい。
【００７１】
ブロック２０３は、ピクチャを受け取ってよい。一例において、ブロック２０３は、図１のブロック１０１に関連して説明された原理に従って、ピクチャを受け取ってよい。
【００７２】
ブロック２０４は、受け取られたピクチャの輝度チャネル情報を取得してよい。一例において、ブロック２０４は、受け取られたピクチャの輝度チャネル情報を取得するよう予備的な色変換を適用してよい。一例において、ブロック２０４は、輝度チャネル情報を取得するよう予備的な色変換を適用してよい。一例において、ブロック２０４は、式１に関連して記載された原理に従って、輝度チャネル情報を決定してよい。他の例では、ブロック２０４は任意であってよく、輝度情報は、ブロック２０３から直接受け取られてよい。
【００７３】
ブロック２０５は、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーを適用してよい。一例において、ブロック２０５は、図１のブロック１０２に関連して記載された原理に従って、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーを適用してよい。一例において、ブロック２０５は、出力される処理された画像Ｉｏを決定するようＨＤＲ２ＨＤＲトーンマッパーを適用してよい。
【００７４】
ブロック２０６で、ブロック２０５の出力に対して色補正を実施してよい。ブロック２０６は、色補正された出力画像を出力してよい。ブロック２０７は、ブロック２０６の出力を符号化してよい。
【００７５】
ブロック２０９は、ブロック２０８によって符号化されたパラメータと、ブロック２０７によって符号化された出力画像とをビットストリーム内に出力してよい。
【００７６】
図３は、本原理に従って、ピクチャ又はビデオを復号する、例となる方法３００を表す図である。
【００７７】
ブロック３０１は、ビデオ又は画像シーケンスに対応するビットストリームを受信してよい。受信されたビットストリームは、（例えば、ＡＶＣ、ＨＥＶＣ、などの符号化により）符号化されている。ブロック３０１は、次いで制御をブロック３０２へ渡してよい。
【００７８】
ブロック３０２は、ブロック３０１から受け取られたビットストリームをパース（parse）し、復号してよい。一例において、ブロック３０２は、ＨＥＶＣに基づく復号化を用いてビットストリームをパースし、復号してよい。ブロック３０２は、次いで制御をブロック３０３へ渡してよい。
【００７９】
ブロック３０３は、輝度チャネル情報を取得してよい。一例において、ブロック３０３は任意であってよい。一例において、ブロック３０３は、式１に関連して記載された原理に従って、輝度チャネル情報を取得してよい。ブロック３０３は、次いで制御をブロック３０４及び３０５へ渡してよい。
【００８０】
ブロック３０４は、本原理に従ってＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーのためのパラメータを決定してよい。パラメータは、本原理に従ってこれにより説明された如何なるパラメータであってもよい。一例において、パラメータは、ビットストリームに含まれるシンタックス（例えば、ＳＥＩメッセージ）に基づき決定される。パラメータは、ブロック２０２に関連して説明されたパラメータであってよい。それらのパラメータは、ビットストリームを通じて送信されてよく、あるいは、それらはまた、デコーダで決定されてよい。それらのパラメータは、一例において、輝度情報のヒストグラムから推定される。
【００８１】
ブロック３０５は、ビデオ信号を処理してよい。一例において、ブロック３０５は、復号されたＹ’ＣｂＣｒビデオ信号を処理してよい。一例において、ブロック３０５は、Ｙ’ＣｂＣｒビデオ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’ビデオ信号へ変換してよい。他の例では、ブロック３０５は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’ビデオ信号を処理してよい。
【００８２】
ブロック３０６は、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーをビデオ信号に適用してよい。ブロック３０６は、対応する推定されたパラメータを用いてフレームごとに実施されてよい。一例において、ブロック３０７は、ブロック１０２及び２０５に関連して記載された原理に従って、ＨＤＲ−低ＨＤＲトーンマッパーを適用してよい。一例において、ブロック３０７は、一覧にされた値を有するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を作成又は受信し、マッピング／デマッピングされるようコンテンツにＬＵＴを適用してよい。
【００８３】
［トーンマッピング方法を実装するよう構成されるデバイスのアーキテクチャ］
図４は、図１〜３及び式１〜２４に関して記載された方法を実装するよう構成され得るデバイス４００の例となるアーキテクチャを表す。一例において、図４は、図１及び２に関して記載された原理を含む本原理に従う符号化方法を実装するよう構成され得る装置を表す。一例において、図４は、図３に関して記載された原理を含む本原理に従う復号化方法を実装するよう構成され得る装置を表す。
【００８４】
デバイス４００は、データ及びアドレスバス４０１によってリンクされている次の要素を有する：
−  例えばＤＳＰ（すなわち、デジタル信号プロセッサ（Digital  Signal  Processor）であるマイクロプロセッサ４０２（又はＣＰＵ））；
−  ＲＯＭ（すなわち、リードオンリーメモリ（Read  Only  Memory））４０３；
−  ＲＡＭ（すなわち、ランダムアクセスメモリ（Random  Access  Memory））４０４；
−  アプリケーションからの送信すべきデータの受信のためのＩ／Ｏインターフェイス４０５；及び
−  バッテリ４０６（又は他の適切な電源）。
【００８５】
変形例に従って、バッテリ４０６は、デバイスの外部にある。上記のメモリの夫々において、本明細書において使用される語「レジスタ」は、小容量（いくつかのビット）のエリアに又は非常に大きいエリア（プログラム全体又は受信若しくは復号された大量のデータ）に対応することができる。ＲＯＭ４０３は少なくともプログラム及びパラメータを有する。本発明に従う方法のアルゴリズムは、ＲＯＭ４０３において記憶されている。電源をオンされるとき、ＣＰＵ４０２は、プログラムをＲＡＭにおいてアップロードし、対応する命令を実行する。
【００８６】
ＲＡＭ４０４は、レジスタにおいて、ＣＰＵ４０２によって実行される、デバイス４００の電源投入後にアップロードされるプログラムを、レジスタにおいて入力データを、レジスタにおいて方法の異なる状態における中間データを、及びレジスタにおいて、方法の実行のために使用される他の変数を有する。
【００８７】
本願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装されてよい。たとえ単一の実施形態に関してしか説明されていない（例えば、方法又はデバイスとしてしか説明されていない）としても、説明されている特徴の実施は、他の形態（例えば、プログラム）においても実装されてよい。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装されてよい。方法は、例えば、プロセッサのような装置において実装されてよい。プロセッサは、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シングデバイス全般を指す。プロセッサはまた、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やり取りを助ける他のデバイスのような、通信デバイスを含む。
【００８８】
符号化又は符号器の具体例に従って、画像又はピクチャＩは、ソースから取得される。例えば、ソースは：
−  ローカルメモリ（４０３又は４０４）、例えば、ビデオメモリ又は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、リードオンリーメモリ）、ハードディスク；
−  記憶インターフェイス（４０５）、例えば、大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、光ディスク又は磁気担体とのインターフェイス；
−  通信インターフェイス（４０５）、例えば、有線インターフェイス（例えば、バスインターフェイス、ワイドエリアネットワークインターフェイス、ローカルエリアネットワークインターフェイス）又は無線インターフェイス（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１インターフェイス又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェイス）；及び
−  画像捕捉回路（例えば、ＣＣＤ（すなわち、電荷結合デバイス（Charge-Coupled  Device）又はＣＭＯＳ（すなわち、相補型金属酸化膜半導体（Complementary  Metal-Oxide-Semiconductor）））
を有する組に属する。
【００８９】
復号化又は復号器の異なる実施形態に従って、復号化された画像
（外２４）
2017168101.tif 000043
は、あて先へ送られる。具体的に、あて先は：
−  ローカルメモリ（４０３又は４０４）、例えば、ビデオメモリ又はＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク；
−  記憶インターフェイス（４０５）、例えば、大容量記憶装置、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、光ディスク又は磁気担体とのインターフェイス；
−  通信インターフェイス（４０５）、例えば、有線インターフェイス（例えば、バスインターフェイス（例えば、ＵＳＢ（すなわち、ユニバーサルシリアルバス（Universal  Serial  Bus）））、ワイドエリアネットワークインターフェイス、ローカルエリアネットワークインターフェイス）、ＨＤＭＩ（すなわち、高精細マルチメディアインターフェイス（High  Definition  Multimedia  Interface））又は無線インターフェイス（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１インターフェイス、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェイス）；及び
−  ディスプレイ
を有する組に属する。
【００９０】
符号化又は符号器の異なる例に従って、ビットストリームＢＦ及び／又はＦは、あて先へ送信されてよい。一例として、ビットストリームＦ及びＢＦの一方、又は両方のビットストリームＦ及びＢＦは、ローカル又はリモートメモリ、例えば、ビデオメモリ（４０４）又はＲＡＭ（４０４）、ハードディスク（４０３）、に記憶される。変形例において、一方又は両方のビットストリームは、記憶インターフェイス、例えば、大容量記憶装置、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、光ディスク若しくは磁気担体とのインターフェイスへ送られ、及び／又は通信インターフェイス、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若しくはブロードキャストネットワークへのインターフェイスを介して送信される。
【００９１】
復号化又は復号器の異なる例に従って、ビットストリームＢＦ及び／又はＦは、ソースから取得される。例として、ビットストリームは、ローカルメモリ、例えば、ビデオメモリ（４０４）、ＲＡＭ（４０４）、ＲＯＭ（４０３）、フラッシュメモリ（４０３）、又はハードディスク（４０３）から読み出される。変形例において、ビットストリームは、記憶インターフェイス（４０５）、例えば、大容量記憶装置、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスク若しくは磁気担体とのインターフェイスから受信され、及び／又は通信インターフェイス（４０５）、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若しくはブロードキャストネットワークへのインターフェイスから受信される。
【００９２】
異なる例に従って、本原理に従う符号化方法を実装するよう構成されるデバイス４００は：
−  モバイル機器；
−  通信デバイス；
−  ゲーム機；
−  タブレット（又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；及び
−  ビデオサーバ（例えば、ブロードキャストサーバ、ビデオオンデマンドサーバ、又はウェブサーバ）
を有する組に属する。
【００９３】
異なる例に従って、本原理に従う復号化方法を実装するよう構成されるデバイス４００は：
−  モバイル機器；
−  通信デバイス；
−  ゲーム機；
−  セットトップボックス；
−  テレビ受信機；
−  タブレット（又はタブレットコンピュータ）；
−  ラップトップ；
−  ディスプレイ；及び
−  復号化チップ
を有する組に属する。
【００９４】
本願で記載される様々なプロセス及び特徴の実施は、多種多様な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を含む。当然ながら、設備は、可搬性であり、移動車両に設置さえされてよい。
【００９５】
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、ソフトウェア担体、又は例えば、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、デジタルバーサタイルディスク（digital  versatile  disc）若しくはデジタルビデオディスク（digital  video  disc）としばしば呼ばれるＤＶＤ）、ランダムアクセスメモリ（“ＲＡＭ”）、若しくはリードオンリーメモリ（“ＲＯＭ”）のような他の記憶デバイスのような、プロセッサ可読媒体に記憶されてよい。命令は、プロセッサ可読媒体において有形に具現される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、又は組み合わせにあってよい。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、又は両者の組み合わせにおいて見つけられてよい。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るデバイス、及びプロセスを実行するための命令を有しているプロセッサ可読媒体（例えば、記憶デバイス）を含むデバイス、の両方として見なされてよい。更には、プロセッサ可読媒体は、命令に加えて、又は命令に代えて、実施によって生成されたデータ値を記憶してよい。
【００９６】
当業者に明らかなように、実施は、例えば、記憶又は送信され得る情報を運ぶようフォーマット化された様々な信号を生成してよい。情報は、例えば、方法を実施するための命令、又は記載された実施の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、記載された例のシンタックスを書き込む又は読み出すための規則をデータとして運ぶよう、あるいは、記載される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運ぶよう、フォーマット化されてよい。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使用する。）、又はベースバンド信号として、フォーマット化されてよい。フォーマット化は、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ストリームにより搬送波を変調することを含んでよい。信号が運ぶ情報は、例えば、アナログ又はデジタルの情報であってよい。信号は、知られているように、多種多様な有線又は無線リンクを介して送信されてよい。信号は、プロセッサ可読媒体において記憶されてよい。
【００９７】
多数の実施が記載されてきた。それでもなお、様々な変更が行われてよいことが理解されるだろう。例えば、異なる実施の要素は、他の実施を生み出すよう組み合わされ、補足され、変更され、又は削除されてよい。加えて、当業者であれば、他の構造及びプロセスは、開示されているものと置換されてよく、結果として現れる実施は、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施することが理解されるだろう。然るに、それら及び他の実施は、本願によって考えられている。
【００９８】
多数の具体的な詳細は、本発明の完全な理解を提供するよう本願で説明されてきた。なお、上記の例は、それらの具体的な詳細によらずとも実施されてよいことが当業者によって理解されるだろう。他の例では、よく知られている動作、コンポーネント及び回路は、本発明を不明りょうにしないように、詳細に記載されていない。本願で開示されている具体的な構造上及び機能上の詳細は、代表であり、必ずしも本発明の適用範囲を制限しないことが認識され得る。
【００９９】
本発明の様々な例は、ハードウェア要素、ソフトウェア要素、又は両者の組み合わせを用いて実施されてよい。いくつかの例は、例えば、マシンによって実行される場合に、過信に、例に従う方法及び／又は動作を実施させ得る命令又は命令の組を記憶することができるコンピュータ読み出し可能な媒体又は物（article）を用いて、実施されてよい。そのようなマシンは、例えば、如何なる適切なプロセッシングプラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、プロセッシングデバイス、コンピューティングシステム、プロセッシングシステム、コンピュータ、プロセッサ、又は同様のものも含んでよく、ハードウェア及び／又はソフトウェアの如何なる適切な組み合わせも用いて実施されてよい。コンピュータ読み出し可能な媒体又は物は、例えば、如何なる適切なタイプのメモリユニット、メモリデバイス、メモリアーティクル、メモリ媒体、記憶デバイス、記憶アーティクル、記憶媒体及び／又は記憶ユニットも含んでよい。命令は、如何なる適切なハイレベル、ローレベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル済み及び解釈済みのプログラミング言語も用いて実施されるソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、静的コード、動的コード、暗号化されたコード、及び同様のものも含んでよい。
【０１００】
本願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装されてよい。たとえ単一の実施形態に関してしか説明されていない（例えば、方法としてしか説明されていない）としても、説明されている特徴の実施は、他の形態（例えば、装置又はプログラム）においても実装されてよい。装置及びそれに含まれている構成要素、例えば、プロセッサ、符号器及び復号器は、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装されてよい。方法は、例えば、プロセッサのような装置において実装されてよい。プロセッサは、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シングデバイス全般を指す。プロセッサはまた、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やり取りを助ける他のデバイスのような、通信デバイスを含む。
【０１０１】
加えて、本願又はその特許請求の範囲は、様々な情報片を“決定する（determining）”ことに言及してよい。情報を決定することは、例えば、情報を推定すること、情報を計算すること、情報を予測すること、又はメモリから情報を取り出すこと、のうちの１つ以上を含んでよい。
【０１０２】
更には、本願又はその特許請求の範囲は、様々な情報片に“アクセスする（accessing）”ことに言及してよい。情報にアクセスすることは、例えば、情報を受信すること、情報を（例えば、メモリから）取り出すこと、情報を記憶すること、情報を処理すること、情報を送信すること、情報を移動すること、情報をコピーすること、情報を消去すること、情報を計算すること、情報を決定すること、情報を予測すること、又は情報を推定すること、のうちの１つ以上を含んでよい。
【０１０３】
加えて、本願又はその特許請求の範囲は、様々な情報片を“受信する（receiving）”ことに言及してよい。受信することは、“アクセスする”ことと同じく、広義の用語であるよう意図される。情報を受信することは、例えば、情報にアクセスすること、又は情報を（例えば、メモリから）取り出すこと、のうちの１つ以上を含んでよい。更に、“受信する”ことは、通常は、１つの方法又は他において、例えば、情報を記憶すること、情報を処理すること、情報を送信すること、情報を移動すること、情報をコピーすること、情報を消去すること、情報を計算すること、情報を決定すること、情報を予測すること、又は情報を推定すること、のような動作の間に関与する。
【０１０４】
異なる実施形態に従って、パラメータ化された伝達関数は、本発明に従って符号化又は復号されたピクチャにおいて、あるいは、ピクチャを含むストリームにおいて、信号で伝えられる。いくつかの実施形態において、パラメータ化された伝達関数を代表する情報は、ピクチャにおいて、又はピクチャを含むストリームにおいて、信号で伝えられる。この情報は、本発明に従って適用されるパラメータ化された伝達関数を識別するために、復号化方法又は復号器によって使用される。一実施形態において、この情報は、符号化及び復号化サイドで知られている識別子を含む。他の実施形態に従って、この情報は、パラメータ化された伝達関数の基礎として使用されるパラメータを含む。本発明の変形例に従って、この情報は、定義された値の組に基づき、ピクチャにおいて、又はピクチャを含むビットストリームにおいて、パラメータのインジケータを有する。本発明の変形例に従って、この情報は、パラメータが明示的に信号により伝えられるかどうか、又はパラメータが定義された値の組に基づき暗黙的に信号により伝えられるかどうかに基づくインジケーションを有する。本発明の異なる変形例に従って、この情報は、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ；Picture  Parameter  Set）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ；Sequence  Parameter  Set）、付加拡張情報（ＳＥＩ；Supplemental  Enhancement  Information）メッセージ、ビデオ・ユーザビリティ情報（ＶＵＩ；Video  Usability  Information）、コンシューマ・エレクトロニクス・アソシエイション（ＣＥＡ；Consumer  Electronic  Association）メッセージ、及びヘッダ、のうちの少なくとも１つにおいて含まれる少なくとも１つのシンタックス要素に含まれる。
【０１０５】
本発明はまた、符号化及び復号化の上記方法を夫々実施するよう適応された符号化装置及び復号化装置にも関係がある。
【符号の説明】
【０１０６】
４００  デバイス
４０１  データ及びアドレスバス
４０２  マイクロプロセッサ
４０３  ＲＯＭ
４０４  ＲＡＭ
４０５  Ｉ／Ｏインターフェイス
４０６  バッテリ
【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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【外国語明細書】
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