用于视频均衡的方法和系统技术方案

视频均衡包括执行均衡以使得一系列图像具有恒定到预定程度的动态范围（可选地其它特性），其中输入视频包括高和标准动态范围视频和来自于两者的图像。利用对于输入视频和均衡的视频的公共锚点（例如，20%灰度级、或照度的对数平均值）执行所述均衡，并且以使得由均衡的视频确定的图像具有与由输入视频确定的图像至少基本上相同的平均照度。其它方面是被配置为执行所述均衡方法的实施例的系统（例如，显示器系统和视频传输系统）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于视频均衡的方法和系统对相关申请的交叉引用本申请要求2011年10月20日提交的美国临时专利申请No.61/549,433的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术有关用于均衡不同类型（例如，高动态范围（HDR）视频和标准动态范围（SDR）视频）的视频片段以使得由均衡的片段序列确定的图像序列具有至少基本上恒定的动态范围（并且可选地也至少一个其它特性，例如，色域和白色点中的至少一个）的方法和系统。被配置为执行均衡的系统的示例是视频源（例如，广播装置）和显示器系统。
技术介绍
贯穿包括权利要求书的本公开，“对”信号或数据执行操作（例如，滤波、缩放、或变换信号或数据）的表达广义上用以表示直接对信号或数据、或对信号或数据的处理版本（例如，对执行操作之前已经经历初步滤波的信号版本）执行操作。贯穿包括权利要求书的本公开，名词“显示器”和表达“显示器系统”被用作同义词。贯穿包括权利要求书的本公开，术语视频的“片段”（例如，视频节目的“片段”）表示指示至少一个帧（通常，连续帧的序列）的视频数据或视频信号。显示器系统可以将每个帧显示为图像，并且将帧的序列显示为图像的序列，每个所述图像具有动态范围（显示的像素强度的范围）。贯穿包括权利要求书的本公开，图像由视频“确定”的表达广义上（其预期视频可以是输入视频的被均衡或滤波的版本）用于既表示由视频的帧确定的图像又表示由输入视频的对应帧确定的图像。贯穿本公开，表达视频的“编码”（例如，视频信道）表示将视频的样本序列映射到指示从最小强度（黑电平）到最大强度的范围中的显示强度的一组值（“代码值”），其中代码值的每一个确定编码的视频被显示时像素的显示强度（或像素的颜色分量、或像素的照度或色度值、或另一个像素分量）。例如，视频信道可以被以线性方式进行编码（以使得编码的视频信道的代码值与显示强度值线性地相关）或非线性的方式进行编码（以使得编码的视频信道的代码值与显示强度值非线性地相关）。贯穿包括如权利要求书的本公开，表达“编码视频”表示由代码值的一个或多个信道确定的视频，信道的每一个包括代码值的序列。例如，传统的Rec.709RGB视频是包括三个信道的代码值的编码视频：包括红色（R）代码值（红色分量值）的序列的红色信道、包括绿色（G）代码值（绿色分量值）的序列的绿色信道、和包括蓝色（B）代码值（蓝色分量值）的序列的蓝色信道。对于另一个示例，传统的YCrCb视频是包括三个信道的代码值的编码视频：包括照度或luma代码值（例如，照度代码值（Y），每个是线性R、G、和B颜色分量的加权和，或luma代码值（Y），每个是伽马压缩的R'、G'、和B'颜色分量的加权和）的序列的Y信道、包括Cr（色度）代码值的序列的Cr信道、和包括Cb（色度）代码值的序列的Cb信道。贯穿本公开，表达“峰值白电平”（或白色点）表示指示在显示编码视频时具有最大显示强度的像素或像素分量（例如，像素的彩色分量、或像素的照度或色度值）的（编码视频的信道的）最小代码值（假定显示的像素由信道的代码值确定，信道的代码值包括可用于所述信道的全部范围的代码值，和对于所有显示像素确定显示像素相等的任何其它信道的代码值）。为了显示编码的视频信道，视频系统可以将大于峰值白电平的信道的任何代码值映射到最大显示强度（例如，剪辑或压缩到最大显示强度）。贯穿本公开，表达“黑电平”表示指示在显示编码的视频时具有最小显示强度的像素或像素分量（例如，像素的颜色分量、或像素的照度或色度值）的（编码视频的信道的）最大代码值（假定显示的像素由信道的代码值确定，信道的代码值包括可用于所述信道的全部范围的代码值，和对于所有显示像素确定显示像素相等的任何其它信道的代码值）。为了显示编码的视频信道，视频系统可以将小于黑电平的信道的任何代码值映射（例如，剪辑或压缩）到最小显示强度。贯穿本公开，表达“标准动态范围”或“SDR”（或“低动态范围”或“LDR”）信道表示具有位深度等于N（例如，N=8、或10、或12）的编码视频的信道（例如指示编码视频数据的视频信号的信道），其中可用于信道的代码值处于从黑电平X（这里称为“标准黑电平”）到峰值白电平Z（这里称为“标准白电平”）的范围，其中0≤X<Z≤2N-1。应当理解，由信道发送的内容的动态范围通常比信道的动态范围更为重要，并且具有第一动态范围的编码视频（有时被称为“低动态范围视频”或“标准动态范围视频”或“SDR视频”）或者具有比第一动态范围更大的动态范围的编码视频（比照低动态范围视频有时被称为“高动态范围视频”或“HDR视频”）可以由具有相同比特精度而具有不同粒度的SDR信道发送。贯穿包括权利要求书的本公开，表达“标准动态范围”（或“SDR”或“低动态范围”或“LDR”）视频系统表示被配置为响应于具有至少一个SDR信道的SDR视频显示其照度具有动态范围（有时这里称为标准动态范围）的图像序列（或图像）。这里，术语（图像或图像序列的）“照度”广义用于表示图像或图像序列的照度、或图像或图像序列的无色差部分的强度（或亮度）、或图像或图像序列的强度（或亮度）。应当理解物理显示器的峰值亮度可以根据它的白色点改变。贯穿本公开，参考SDR信道（或SDR视频，它的信道全部是SDR信道）使用的表达“高动态范围”（或“HDR”）信道表示具有大于SDR信道（或比每个SDR视频信道的动态范围）的动态范围的动态范围的编码视频的信道（例如，指示编码视频数据的视频信号的信道）。例如，HDR信道可以具有大于N的位深度（其中每个SDR信道具有等于N的位深度）或可用于HDR信道的代码值可以是从最小值Min到最大值Max的范围，其中0≤Min<X<Z<Max≤2N-1，其中X是标准的黑电平，并且Z是标准白电平（并且其中可用于每个SDR信道的代码值是从X到Z的范围）。HDR视频的示例是“可视动态范围”（VDR）视频，其是能够由具有人观看者在正常显示观看条件下可察觉的全动态范围的显示器系统显示的视频数据（或视频信号）。一种类型的VDR视频在DolbyLaboratoriesLicensingCorporation的PCT国际申请PCT/US2010/022700（PCT国际申请公布No.WO2010/104624A2公布的）中描述。在利用8比特YCbCr视频信号、考虑代码值235是最大电平（以使得从236-254范围的代码值不用来显示图像）操作的一个传统的SDR显示器系统中，代码值16（算入用于参考显示的绝对单元）表示大约0.01cd/m2（每平方米0.01烛光，其中单位“每平方米烛光”有时被称为“尼特”）并且代码值235表示大约100cd/m2。此类系统的SDR内容的最大动态范围从而是0至100尼特。一些其它传统的SDR显示器系统的SDR内容的最大动态范围从而是0至500尼特。应当理解，本专利技术可应用于任何位深度的编码视频，虽然参考特定位深度的编码视频描述一些系统和方法（为了清楚）。视频广播系统可以广播SDR和HDR视频内容，例如，包括与视频片段（例如，广告）时分复用的HDR视频片段（例如，电影或TV节目的片段）的序列的视频节目。图1描述传统的视频广播系统，包括国家广播台1（例如全国NBC）的简化框图和区域广播台3（例如，西本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频均衡方法，包括以下步骤：对输入视频执行均衡以生成均衡的视频，以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有恒定到预定程度的动态范围，其中输入视频包括高动态范围视频和标准动态范围视频，所述图像包括由高动态范围视频确定的至少一个图像和由标准动态范围视频确定的至少一个图像，所述均衡是利用对于输入视频和均衡的视频的公共锚点执行的，并且所述均衡被执行以使得由均衡的视频确定的图像具有与由输入视频确定的图像至少基本上相同的平均照度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.20 US 61/549,4331.一种视频均衡方法，包括以下步骤：对输入视频执行均衡以生成均衡的视频，以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有恒定到预定程度的动态范围，其中输入视频包括高动态范围视频和标准动态范围视频，所述图像包括由高动态范围视频确定的至少一个图像和由标准动态范围视频确定的至少一个图像，所述均衡是利用对于输入视频和均衡的视频的公共锚点执行的，并且所述均衡被执行以使得由均衡的视频确定的图像具有与由输入视频确定的图像至少基本上相同的平均照度。2.如权利要求1所述的方法，其中所述均衡被执行以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有动态范围、以及恒定到预定程度的色域和白色点中的至少一个。3.如权利要求1所述的方法，其中所述均衡被执行以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有至少基本上恒定的动态范围。4.如权利要求3所述的方法，其中所述均衡被执行以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有动态范围、以及至少基本上恒定的色域和白色点中的至少一个。5.如权利要求1所述的方法，其中所述公共锚点是预定的灰度级。6.如权利要求5所述的方法，其中所述公共锚点至少基本上等于20％灰度级。7.如权利要求1所述的方法，其中所述公共锚点是输入视频的照度的对数平均值。8.如权利要求1所述的方法，其中所述公共锚点是输入视频的照度的平均、几何平均值、和几何平均值的对数中的一个。9.如权利要求1所述的方法，其中所述高动态范围视频被利用具有全范围的代码值编码，并且所述均衡包括将标准动态范围视频的代码值映射到编码高动态范围视频的代码值的全范围的子范围中的代码值，以使得该映射扩大标准动态范围视频的动态范围的步骤。10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：对输入视频流的片段执行均衡以生成一系列均衡的视频片段，其中所述均衡调整输入视频流的片段的至少一个的视频以使得由所述一系列均衡的视频片段确定的一系列图像具有至少基本上恒定的动态范围，尽管由输入视频流的片段确定的图像不具有至少基本上恒定的动态范围。11.如权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括通过分析输入视频流来确定要对每个片段执行的均衡的步骤。12.如权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括从与输入视频流一起提供的元数据确定要对每个片段执行的均衡的步骤。13.如权利要求10所述的方法，还包括通过解码由视频传输系统传输的编码的视频流来生成输入视频流的步骤。14.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：对输入视频的不同的流的片段执行均衡以生成均衡的视频片段；和将均衡的视频片段组合成组合的视频流，其中所述均衡调整输入视频的片段的至少一个的视频以使得由组合的视频流确定的图像具有至少基本上恒定的动态范围，尽管所述图像由输入视频的一系列不同的流的、不具有至少基本上恒定的动态范围的帧确定。15.一种用于视频均衡的系统，包括：视频均衡器，被耦接并配置为对输入视频的至少两个流执行均衡以生成至少两个均衡的视频流；以及子系统，耦接到均衡器，并且被配置为生成包括所述至少两个均衡的视频流的每一个的至少一个片段的组合的均衡流，其中由组合的均衡流确定的一系列图像具有恒定到预定程度的动态范围，所述输入视频包括高动态范围视频和标准动态范围视频，所述图像包括由高动态范围视频确定的至少一个图像和由标准动态范围视频确定的至少一个图像，以及所述视频均衡器被配置为利用对于输入视频和均衡的视频的公共锚点执行所述均衡，并且以使得由组合的均衡流确定的图像具有与由输入视频确定的图像至少基本上相同的平均照度。16.如权利要求15所述的系统，其中所述视频均衡器被配置为执行所述均衡以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有动态范围、和恒定到预定程度的色域和白色点的至少一个。17.如权利要求15所述的系统，其中所述视频均衡器被配置为执行所述均衡以使得由均衡的视频确定的一系列图像具有至少基本上恒定的动态范围。18.如权利要求15所述的系统，其中所述公共锚点是预定的灰度级。19.如权利要求18所述的系统，其中所述公共锚点至少基本上等于20％灰度级。20.如权利要求15所述的系统，其中所述公共锚点是输入视频的照度的对数平均值。21.如权利要求15所述的系统，其中所述公共锚点是输入视频的照度的平均、几何平均值、和几何平均值的对数中的一个。22.如权利要求15所述的系统，其中高动态范围视频被利用具有全范围的代码值编码，并且所述视频均衡器被配置为执行包括以下步骤的均衡：将标准动态范围视频的代码值映射到编码高动态范围视频的代码值的全范围的子范围中的代码值，以使得该映射扩大标准动态范围视频的动态范围。23.如权利要求15所述的系统，其中所述系统是视频广播系统。24.如权利要求15所述的系统，其中所述子系统和视频均衡器被实施为被配置为执行所述均衡并且生成组合的均衡流的处理器。25.一种用于视频均衡的系统，包括：子系统，被配置为提供包括高动态范围视频的至少一个片段和标准动态范围视频的至少一个片段的视频流；和视频均衡器，被耦接并配置为对...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·玛斯莫尔，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国;US