经显示优化的制造技术

为了以实用的方式获得针对各种潜在显著不同的查看环境光水平的更好的可观看图像，本发明专利技术人提出了一种处理输入图像以获得输出图像的方法，其中，所述输入图像具有输入明亮度落入第一明亮度动态范围

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经显示优化的HDR视频对比度适配


[0001]本专利技术涉及用于适配高动态范围视频的图像像素明亮度以产生在特定查看部位环境光量下显示
HDR
视频的情况的期望外观的方法和装置
。

技术介绍

[0002]几年前，除了其他事物之外，由申请人引入了高动态范围
(HDR)
视频编码的新颖技术
(
参见例如
WO2017157977)。
[0003]视频的编码通常主要或仅涉及制作或更精确地定义颜色代码
(
例如，每像素一个亮度和两个色度
)
以表示图像
。
这与知道如何最佳地显示
HDR
图像有些不同
(
例如，最简单的方法仅仅采用高度非线性的光电传递函数
OETF
来将期望的明亮度转换为例如
10
比特亮度代码，并且反之亦然，可以通过使用反向整形的光电传递函数
EOTF
将
10
比特电亮度代码映射到要显示的光学像素明亮度来将那些视频像素亮度代码转换为要显示的明亮度，但是更复杂的系统可能会在若干方向上从编码图像的特定用途偏离，特别是通过将图像的编码与编码图像的特定用途断开
)。
[0004]HDR
视频的编码和处理与如何使用传统视频技术形成相当大的对比，根据传统视频技术直到最近才对所有视频进行编码，这现在被称为标准动态范围
(SDR)
视频编码
(
也称为低动态范围视频编码；
LDR)。
这种
SDR
在模拟时代一开始是
PAL
或
NTSC
，后来移动到基于
Rec.709
的编码，例如在数字视频时代中的
MPEG2
压缩
。
[0005]尽管在
20
世纪是一种令人满意的用于传送移动图片的技术，但是超越
20
世纪
CRT
的电子束的物理极限或全球
TL
‑
背光
LCD
的显示技术的进步使得可能示出具有比在那些传统显示器上显著更亮
(
并且潜在地也更暗
)
的像素的图像，这促使需要能够编码和创建这样的
HDR
图像
。
[0006]实际上，从用
SDR
标准
(8
比特
Rec.709)
不可编码的更亮并且也可能更暗的图像对象开始，出于各种原因，首先专利技术了能够在技术上表示那些增加的明亮度范围颜色的方式，并且由此逐个重新研究了视频技术的所有规则，并且常常必须重新专利技术
。
[0007]由于其近似平方根
OETF
函数形状，
Rec.709
的
SDR
的亮度代码定义能够编码
(
具有8或
10
比特亮度
)
仅约
1000:1
的明亮度动态范围，亮度：
Y_code
＝
power(2,N)*sqrt(L_norm)
，其中，
N
是亮度信道的比特数，并且
L_norm
是物理明亮度的0与1之间归一化的版本
。
[0008]此外，在
SDR
时代，没有定义要显示的绝对明亮度，因此实际上经由平方根
OETF
将最大相对明亮度
L_norm_max
＝
100
％或1映射到对应于例如
Y_code_max
＝
255
的最大归一化亮度代码
Yn
＝
1。
与制作绝对
HDR
图像相比，这具有若干技术差异，即其中被编码为被显示为
200
尼特的图像像素理想地
(
即，在可能时
)
在所有显示器上都被显示为
200
尼特，而不是显示为完全不同的显示明亮度
。
在相对范例中，
200
尼特编码像素明亮度可以在更亮的显示器
(
即，具有更亮的最大可显示明亮度
PL_D(
也称为显示器最大明亮度
)
的显示器
)
上以
300
尼特显示，并且例如在更小能力的显示器上以
100
尼特显示
。
注意，绝对编码也可以对归一化明亮度表示或归一化
3D
色域起作用，但是
1.0
则例如唯一地意味着
1000
尼特
。
[0009]在显示器处，通常通过将视频的最亮明亮度映射到最亮的可显示像素明亮度
(
这在不涉及进一步的明亮度映射的情况下经由通过
max.luma Y_code_max
电驱动显示面板而自动发生
)
来稍微启发式地显示这样的相对图像，因此如果你购买了
200
尼特
PL_D
显示器，你的白色看起来比在
100
尼特
PL_D
显示器上亮2倍，但是考虑到被认为不太重要的像眼睛适应的这样的因子，除了给出相同
SDR
视频图像的更亮
、
更好可观看且稍微更美丽的版本
。
[0010]通常，如果现在
(
在绝对框架中
)
谈论
SDR
视频图像，则它通常具有
PL_V
＝
100
尼特的视频峰值明亮度
(
例如，按照标准商定
)
，因此在本申请中，我们认为
SDR
图像
(
或
SDR
分级
)
的最大明亮度正好是那个值，或在那个值周围一般化
。
[0011]本申请中的分级旨在意指活动或结果图像，其中，像素已经例如由人类颜色分级器或自动机根据期望给予明亮度
。
如果查看图像，例如设计图像，则将存在若干图像对象，并且可能理想地想要给那些对象的像素一个分布在平均明亮度周围的明亮度，该平均明亮度对于该对象是最佳的，也给出了图像和场景的总体
。
例如，如果具有可用的图像能力，使得该图像的最亮可编码像素是
1000
尼特
(
图像或视频最大明亮度
PL_V)
，则一个分级器可以选择给予
800
和
1000
尼特之间的爆炸明亮度值的像素，以使爆炸看起来相当有力，而另一电影制作者可以选择不比
500
尼特亮的爆炸，以例如在该时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种处理输入图像以获得输出图像的方法，其中，所述输入图像具有输入明亮度落入第一明亮度动态范围
(DR_1)
内的像素，所述第一明亮度动态范围具有第一最大明亮度
(PL_V_HDR)
，其中，接收参考明亮度映射函数
(F_L)
，所述参考明亮度映射函数为与所述输入图像相关联的元数据，其中，所述参考明亮度映射函数指定两个图像中的并置像素的明亮度之间的关系，所述两个图像被不同地分级，其中，相同图像对象的像素明亮度在所述两个图像中具有不同的像素明亮度，其中，所述参考明亮度映射函数指定所述输入图像的明亮度与具有第二参考最大明亮度
(PL_V_SDR)
的辅助参考图像的明亮度之间的关系，其中，所述输出图像是与所述输入图像和所述辅助参考图像不同的对象像素明亮度的分级，并且其中，所述输出图像具有与所述第一最大明亮度和所述第二参考最大明亮度
(PL_V_SDR)
不同的输出最大明亮度
(PL_V_MDR)
；其中，所述处理包括确定基于所述参考明亮度映射函数
(F_L)
的经适配的明亮度映射函数
(FL_DA)
，并且将所述经适配的明亮度映射函数
(FL_DA)
应用于所述输入像素明亮度，以获得输出明亮度，其特征在于，所述经适配的明亮度映射函数
(FL_DA)
是基于经调节的最大明亮度值
(PL_V_CO)
来计算的，其中，对所述经适配的明亮度映射函数
(FL_DA)
的所述计算涉及在度量
(SM)
上找到最大明亮度的位置
(pos)
，所述位置对应于所述经调节的最大明亮度值
(PL_V_CO)
，其中，所述度量的第一端点对应于所述第一最大明亮度
(PL_V_HDR)
，并且所述度量的第二端点对应于所述第二参考图像的第二参考最大明亮度
(PL_V_SDR)
，其中，对于任何归一化输入亮度
(Yn_CC0)
，所述度量的所述第一端点并置在对角线上的点上，所述点的水平坐标和竖直坐标等于该归一化输入亮度，其中，所述第二端点与所述参考明亮度映射函数
(F_L)
的输出值并置，其中，所述第二端点位于所述参考明亮度映射函数
(F_L)
的点的轨迹上；其中，所述经调节的最大明亮度值
(PL_V_CO)
是通过以下操作确定的：
‑
获得环境照明值
(Lx_sur)
；
‑
通过将参考照明值
(GenVwLx)
除以所述环境照明值
(Lx_sur)
来获得相对环境光水平
(SurMult)
；
‑
获得所述经调节的最大明亮度值
(PL_V_CO)
，所述经调节的最大明亮度值为将所述输出最大明亮度
(PL_V_MDR)
乘以所述相对环境光水平
(SurMult)
的结果
。2.
根据权利要求1所述的处理输入图像的方法，其中，所述参考明亮度映射函数
(F_L)
是由所述输入图像的创建者创建的，并且作为元数据通过图像通信信道被接收
。3.
根据前述权利要求中的一项所述的处理输入图像的方法，包括：
‑
从显示器的用户获得输入值
(UCBSliVal)
；
‑
通过将所述输入值乘以强度值
(EXCS)
和所述输出最大明亮度
(PL_V_MDR)
来计算用户控制值
(UCBVal)
；
‑
从所述最大明亮度值
(PL_V_CO)
中减去所述用户控制值
(UCBVal)
以获得经用户调节
的最大明亮度值
(PL_V_CO_U)
；并且
‑
使用所述经用户调节的最大明亮度值
(PL_V_CO_U)
作为所述度量上的位置以确定所述经适配的明亮度映射函数
(FL_DA)。4.
根据前述权利要求中的一项所述的处理输入图像的方法，其中，除了将所述输入图像中的最暗黑色设置为作为所述环境照明值
(Lx_sur)
的函数的黑色偏移值之外，执行所述处理
。5.
一种用于处理输入图像以获得输出图像的装置，其中，所述输入图像具有输入明亮度落入第一明亮度动态范围
(DR_1)
内的像素，所述第一明亮度动态范围具有第一最大明亮度
(PL_V_HDR)
，所述装置包括：
‑
图像输入部
(921)
，其被布置为获得所述输入图像
(513)
；
‑
数据输入部
(920)
，其用于接收参考明亮度映射函数
(F_L)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR一，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：