用于产生和分配可艺术指导的连续动态范围视频的方法技术

本申请涉及用于产生和分配可艺术指导的连续动态范围视频的方法。本申请描述了用于产生、压缩和分配针对具有不同动态范围的多个显示器分级的视频或图像内容的新颖的系统和方法。在实施方式中，产生的内容是“连续动态范围”(CDR)内容‑作为显示器动态范围的函数的像素‑照度的新颖表示。CDR内容的产生包括，针对最小动态范围和最大动态范围将源内容分级，以及将源内容的图像或视频帧的每个像素的照度定义为在最小与最大动态范围之间的连续函数。在额外的实施方式中，描述了用于产生和编辑CDR内容的新颖的图形用户界面。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月1日提交的美国临时申请No.62/169,465的权益，其通过引用被全文合并于此。
本公开总体涉及高动态范围(HDR)视频技术，并且更具体地，一些实施例涉及用于产生和分配连续动态范围视频的方法。
技术介绍
高动态范围(HDR)被用来指代具有比标准动态范围(SDR)内容和显示器更高的照度或亮度水平和/或更好的对比度的内容和显示器。
技术实现思路
根据各种实施例，公开了用于产生和分配针对具有不同动态范围的多个显示器分级的视频或图像内容的系统和方法。在一个实施例中，CDR内容的产生包括：接收源图像，以及通过基于最小动态范围和最大动态范围的源图像的每个像素的照度定义为连续函数来产生连续动态范围图像。在该实施例的实施方式中，产生连续动态范围图像进一步包括针对最小动态范围和最大动态范围将源图像分级。源图像可以是单独的图像(例如，照片)或对应于视频的视频帧。在实施例中，连续动态范围图像可以通过利用截断的多项式级数近似连续函数中的每一个被压缩。在该实施例的具体实施方式中，多项式级数是切比雪夫(Chebyshev)多项式级数。在进一步的实施例中，截断的多项式级数的多项式系数可以以类似图像的格式进行表示。在本文中公开的技术的另一实施例中，一种用于产生连续动态范围图像或视频的图形用户界面方法包括：在计算机系统的一个或更多个显示器上显示图像的多个分级的版本，其中分级的版本中的每一个针对不同动态范围显示器被分级，以及控件，其用于更改连续函数，基于最小动态范围和最大动态范围将图像的第一组像素的照度定义为连续函数。该方法进一步包括，在计算机系统处接收致动控件以便更改连续函数的用户输入；以及响应于接收致动控件以便更改连续函数的用户输入，计算机系统将图像的多个分级的版本中的每一个的更改的版本显示在一个或更多个显示器上。在本文中公开的技术的又一实施例中，一种分配包含视频帧的连续动态范围视频的方法包括以下步骤：将下列项分配到具有相关联的显示器的多个接收器中的每一个：多个视频帧中的每一个的最小动态范围等级；多个视频帧中的每一个的最大动态范围等级；以及元数据，元数据将多个视频帧中的每一个的每个像素的照度定义为在最小与最大动态范围之间的连续函数的近似。在该实施例的实施方式中，连续动态范围视频作为空中传输的广播电视信号、作为卫星电视网络信号或作为有线电视网络信号进行传输。可替代地，连续动态范围视频可以由计算机网络的内容服务器传输。在本文中公开的技术的又一进一步的实施例中，一种解码连续动态范围图像以便在具有相关联的动态范围的显示器上进行显示的方法包括以下步骤：接收编码的连续动态范围图像；利用编解码器解码连续动态图像；以及基于解码的连续动态范围图像和显示器的动态范围产生图像的具体动态范围表示。在该实施例中，接收的编码的连续动态范围图像包括：图像的最小动态范围分级版本；图像的最大动态范围分级版本；以及对应于图像的连续动态范围元数据。结合附图，所公开的方法的其他特征和方面会从下列具体实施方式变得清楚，作为示例，附图示出了根据本专利技术的实施例的特征。
技术实现思路
不意在限制本专利技术要求保护的范围，本专利技术要求保护的范围由所附的权利要求书唯一地限定。附图说明本专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。具有(一副或多幅)彩色附图的该专利或专利申请公开的副本将在请求和支付必要的费用后由专利局来提供。根据一个或更多个不同的实施例，参考下面的附图，详细描述本专利技术。该附图仅仅作为示例的目的被提供，并且仅仅描述本专利技术典型或示例实施例。图1图示根据本公开的可以在其中产生、编码和分配CDR视频的示例环境。图2图示可以在图1的环境中被实施的示例CDR视频产生和编码系统。图3是图示根据本公开的实施例产生、编码和分配CDR视频的方法的操作流程图。图4是图示根据本公开的产生CDR视频的示例方法的操作流程图。图5图示根据本公开的动态范围主体(dynamic range hull)的表示。图6图示根据本公开的用于视频帧的照度路径的示例实施方式。图7A图示根据本公开的可以被艺术家用来产生CDR视频的示例视频编辑界面。图7B图示根据本公开的可以被艺术家用来产生CDR视频的示例视频编辑界面。图8图示了根据本公开的获得数值照度路径的过程。图9是图示根据本公开的压缩和编码CDR视频为分配作准备的示例方法的操作流程图。图10图示根据本公开的通过不同阶次的切比雪夫多项式的函数的示例近似。图11图示根据本公开的示例实施例的视频序列帧的第一八个系数图像。图12是图示根据本公开的用于编码和显示接收的CDR视频内容流的接收器侧方法的操作流程图。图13图示可以被用来实施在本文中公开的方法的各种特征的示例计算模块。附图不是详尽的，并且不将本公开限制于所公开的精确形式。具体实施方式来自多个供货商的具有不同动态范围的HDR显示器的出现对内容制作和分配造成了一些显著的挑战。具体地，制作挑战是使HDR内容适应许多即将出现的声称具有范围从800到4000尼特(nit)的峰值照度的显示器以及未来的具有不同动态范围的HDR显示器。由于所需的额外的手工劳动，针对每个特定显示器动态范围将内容分级的简单方法不能很好地缩放。在文献中提出的方法(诸如显示器自适应色调映射)能够减轻该问题，但是在亮度变化的表达方面不允许精确的艺术自由。此外，关于HDR内容的分配挑战是有效地编码并且传输针对不同显示器动态范围分级的大量HDR流的任务。之前的工作提出将单一HDR流作为残余信号有效地分配于SDR内容。然而，该方法对于在许多HDR流需要被同时传输的显现景观方面的应用不是有效的。根据在本文中公开的技术的实施例，公开了用于产生针对具有不同动态范围的多个显示器分级的视频或图像内容的新颖的系统和方法。在实施例中，产生的内容是“连续动态范围”(CDR)内容-作为显示器动态范围的函数的像素-照度的新颖表示。在这些实施例中，CDR内容的产生包括，针对最小动态范围和最大动态范围将源内容分级，以及通过将源内容的图像或视频帧的每个像素的照度定义为在最小与最大动态范围之间的连续函数而获得源内容的连续动态范围。以此方式，针对所有可能的显示器动态范围同时分级的内容可以在极少费用的情况下产生。在这些实施例中，图形用户界面可以被提供，借此用户指定像素照度针对不同的动态范围如何改变，由此允许具有充分的艺术控制的CDR视频或图像的产生。在本文中公开的技术的进一步实施例中，描述了用于压缩、编码和分配产生的CDR视频的方法。在这些实施例中，CDR视频可以被分配为1)视频的最大动态范围等级；2)视频的最小动态范围等级；以及3)将每个视频帧的每个像素的照度定义为在最小与最大动态范围之间的连续函数的多项式级数近似的元数据。如在本文中为了描述显示器而使用的，术语“动态范围”一般指的是显示器的照度范围，即自显示器的最小照度(即，“黑色级别”)和峰值照度的范围。如本领域技术人员应理解的，照度可以利用任何已知的单位制(诸如坎德拉每平方米(cd/m2)的SI单位或尼特的非SI单位)进行测量。如在本文中进一步使用的，术语“照度路径(lumipath)”指的是将像素的照度值表示为目标显示器的峰值照度的函数的函数。在详细地描述本专利技术之前，描述本专利技术能够在其中被实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在非临时性计算机可读介质处接收源图像；以及一个或更多个处理器通过基于最小动态范围和最大动态范围将所述源图像的每个像素的照度定义为连续函数而产生连续动态范围图像。

【技术特征摘要】
2015.06.01 US 62/169,465;2015.09.22 US 14/861,5871.一种方法，其包括：在非临时性计算机可读介质处接收源图像；以及一个或更多个处理器通过基于最小动态范围和最大动态范围将所述源图像的每个像素的照度定义为连续函数而产生连续动态范围图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述连续动态范围图像进一步包括，所述一个或更多个处理器针对所述最小动态范围和所述最大动态范围将所述源图像分级。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述源图像是视频帧，并且其中所述连续动态范围图像是连续动态范围视频帧。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述连续函数是将像素的照度值表示为目标显示器的峰值照度的函数的照度路径。5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括，在显示器上显示允许用户定义或更改所述连续函数的图形用户界面。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，所述一个或更多个处理器通过利用截断的多项式级数近似所述连续函数中的每一个来压缩所述连续动态范围图像。7.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括，所述一个或更多个处理器通过利用截断的多项式级数近似所述连续函数中的每一个来压缩所述连续动态范围视频帧。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多项式级数是切比雪夫多项式级数。9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括，以类似图像的格式表示所述截断的多项式级数的多项式系数。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括，利用视频编解码器编码类似图像格式的多项式系数。11.根据权利要求3所述的方法，其中所述最大动态范围对应于均具有相关联的动态范围的多个目标显示器的最大动态范围，并且其中所述最小动态范围对应于所述多个目标显示器的最小动态范围。12.一种系统，其包含：一个或更多个处理器；以及一种或更多种非临时性计算机可读介质，其被可操作地耦接到所述一个或更多个处理器中的至少一个，并且具有被存储在其上的指令，当所述指令被所述一个或更多个处理器中的至少一个执行时，引起所述系统：接收源图像；以及通过基于最小动态范围和最大动态范围将所述源视频帧的每个像素的照度定义为连续函数而产生连续动态范围图像。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述源图像是视频帧，并且其中所述连续动态范围图像是连续动态范围视频帧。14.根据权利要求13所述的系统，其中产生所述连续动态范围视频帧包括针对所述最小动态范围和所述最大动态范围将所述源视频帧分级。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述连续函数是将像素的照度值表示为目标显示器的峰值照度的函数的照度路径。16.根据权利要求13所述的系统，其进一步包含显示器，并且其中当所述指令被所述一个或更多个处理器中的至少一个执行时，所述指令进一步引起所述系统：在所述显示器上显示允许用户定义或更改所述连续函数的图形用户界面。17.根据权利要求13所述的系统，其中当所述指令被所述一个或更多个处理器中的至少一个执行时，所述指令进一步引起所述系统：通过利用截断的多项式级数近似所述连续函数中的每一个来压缩所述连续动态范围视频帧。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述多项式级数是切比雪夫多项式级数。19.一种用于产生连续动态范围图像或视频的图形用户界面方法，其包括：在计算机系统的一个或更多个显示器上显示：图像的多个分级的版本，其中所述分级的版本中的每一个针对不同动态范围显示器被分级；以及控件，其用于更改连续函数，基于最小动态范围和最大动态范围将所述图像的第一组像素的照度定义为连续函数；在所述计算机系统处接收致动所述控件以便更改所述连续函数的用户输入；以及响应于接收致动所述控件以便更改所述连续函数的所述用户输入，所述计算机系统将所述图像的所述多个分级的版本中的每一个的更改版本显示在所述一个或更多个显示器上。20.根据权利要求19所述的图形用户界面方法，其中所述图像是对应于视频的第一视频帧。21.根据权利要求19所述的方法，其中所述连续函数是将像素的照度值表示为目标显示器的峰值照度的函数的照度路径。22.根据权利要求19所述的方法，其中定义所述图像的所述第一组像素的照度的所述连续函数与第一用户可选掩模相关联，并且进一步包含显示所述第一用户可选掩模。23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括，在所述计算机系统处接收选择第二掩模的用户输入，所述第二掩模与基于最小动态范围和最大动态范围将所述图像的第二组像素的照度定义为连续函数的第二连续函数相关联。24.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括，在所述计算机系统处接收选择所述图像的最大分级的版本和选择所述图像的最小分级的版本的用户输入。25.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：在所述计算机系统处接收选择第二视频帧的用户输入，所述第二视频帧对应于所述视频；以及响应于接收选择第二视频帧的所述用户输入，所述计算机系统引起所述一个或更多个显示器显示所述第二视频帧的多个分级的版本，其中所述分级的版本中的每一个针对不同动态范围显示器被分级。26.一种系统，其包含：显示器；一个或更多个处理器；以及一个或更多个非临时性计算机可读介质，其被可操作地耦接到所述一个或更多个处理器中的至少一个，并且具有被存储在其上的指令，当所述指令被所述一个或更多个处理器中的至少一个执行时，所述指令引起所述系统：在所述显示器上显示图形用户界面，包含：图像的多个分级的版本，其中所述分级的版本中的每一个针对不同动态范围显示器被分级；以及控件，其用于更改连续函数，基于最小动态范围和最大动态范围将所述图像的第一组像素的照度定义为连续函数；接收对应于致动所述控件以便更改所述连续函数的用户输入的数据；以及响应于接收对应于致动所述控件以便更改所述连续函数的所述用户输入的所述数据，在所述显示器上显示所述图像的所述多个分级的版本中的每一个的更改的版本。27.根据权利要求26所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯莫利奇，A·沙皮罗，S·克罗奇，T·O·艾丁，N·斯蒂凡诺斯基，M·格罗斯，
申请(专利权)人：迪斯尼企业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US