JP2021529405A - ビデオ信号処理方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

本願の実施形態はビデオ信号処理方法及び装置を提供する。方法は、処理対象のビデオ信号に色空間変換及び非線形空間−線形空間変換が実行された後に、輝度マッピング及び色域変換を実行するステップと、線形空間−非線形空間変換を、色域変換された信号に対して実行するステップと、次いで、変換された信号に対して彩度マッピングを実行して、ディスプレイ・デバイスによってサポートされるフォーマットに合致するビデオ信号を取得し、その結果、処理対象のビデオ信号はディスプレイ・デバイスで正しく表示されることが可能である。これは、画像の歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失を回避する。

Description

本願は、２０１８年７月５日に「画像処理方法及び装置」という名称で中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１８１０７４３８４０．５号、及び２０１８年７月１９日に「ビデオ処理方法及び装置」という名称で中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１８１０７９９５８９．４号に対する優先権を主張しており、それら全体は参照により本願に援用される。
技術分野
本願はマルチメディア技術の分野、特にビデオ信号処理方法及び装置に関連する。
背景
ビデオを再生する場合、ビデオ・ソース・デバイスは、再生されるべきビデオを、セット・トップ・ボックスなどの再生装置へ送信し、次いで再生装置は、受信したビデオをテレビ・セットやプロジェクタなどのディスプレイへ、高解像度マルチメディア・インターフェース（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＨＤＭＩ）インターフェースを使用することにより送信し、次いでディスプレイは受信したビデオを再生する。
現在、ＨＤＭＩインターフェースを有するディスプレイは、主に２つのタイプのビデオ・フォーマットをサポートしている。一方のタイプは、標準ダイナミック・レンジ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ，ＳＤＲ）タイプのビデオ・フォーマットであり、ＳＤＲタイプのビデオ・フォーマットは複数のＳＤＲビデオ・フォーマットを含む。例えば、色域差に基づいて、ＳＤＲタイプのビデオ・フォーマットは、ＢＴ７０９ビデオ・フォーマット、ＢＴ２０２０ビデオ・フォーマットなどを含む。他方のタイプは、高ダイナミック・レンジ（ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ，ＨＤＲ）タイプのビデオ・フォーマットである。同様に、ＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットはまた、複数のＨＤＲビデオ・フォーマット、例えばハイブリッド対数ガンマ（ｈｙｂｒｉｄ ｌｏｇ−ｇａｍｍａ，ＨＬＧ）曲線（ＨＤＲ ＨＬＧ）のＨＤＲビデオ・フォーマット、又は知覚量子化（ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ ｑｕａｎｔｉｚｅ，ＰＱ）曲線（ＨＤＲ ＰＱ）のＨＤＲビデオ・フォーマットを含む。
一般に、ディスプレイは限られたビデオ・フォーマットしかサポートできない。例えば、ＳＤＲテレビ・セットは、ＳＤＲタイプのビデオ・フォーマットの再生のみをサポートすることが可能であり、ＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットの再生をサポートしていない。別の例として、ＰＱ曲線のＨＤＲビデオ・フォーマットの再生をサポートするテレビ・セットは、ＨＬＧ曲線のＨＤＲビデオ・フォーマットをサポートすることができない。ディスプレイが受信したビデオのフォーマットが、ディスプレイによりサポートできるビデオ・フォーマットと一致しない場合、著しいピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題が、ディスプレイがビデオを再生する際に引き起こされる可能性がある。
本願の実施形態はビデオ信号処理方法及び装置を提供する。プレイヤにより受信されたビデオのフォーマットが、ディスプレイによりサポートされるビデオ・フォーマットと矛盾する場合に、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、受信されたビデオのフォーマットは、フォーマットを、ディスプレイによりサポートされるビデオ・フォーマットに整合させるように変換されることが可能である。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。
第１態様によれば、本願の実施形態はビデオ信号処理方法を提供し、方法は、
処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、ステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、ステップと、
光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと、
第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず線形空間において処理対象のビデオ信号に対して輝度処理が実行され、次いで輝度処理された信号に対して色域変換が実行され、色域変換された信号は非線形空間に変換され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、彩度処理が、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合致する信号を出力するために実行される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。また、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理された後に、クロミナンス成分は、輝度マッピング曲線と輝度処理入力信号の輝度値とに基づいて対応に調整され、その結果、ビデオ信号の輝度及び彩度の両方を効果的に調整することができる。前述の方法では、処理の観点から、輝度、色域、及び彩度に対する関係が形成され、その結果、信号変換の複雑さが低減され、信号変換効率が改善される。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態で提供されるビデオ信号処理方法によれば、ＨＤＲ信号はＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＳＤＲ信号フォーマットのみをサポートする表示スクリーンにおいて、ＨＤＲ信号を表示することができる。
可能な実装において、第１線形ＲＧＢ信号に輝度マッピングを実行するステップは、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するステップと、
予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得するステップと、
各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、調整係数を取得するために輝度処理入力信号の輝度値が輝度マッピング曲線に基づいてマッピングされ、調整係数と入力信号の各原色値とに基づいて輝度処理出力信号が更に取得される。
可能な実装において、一時輝度値は以下の式：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
に従って計算され、Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
一時輝度値を計算する具体的な方法が、本願のこの実施形態において提供される。入力信号の各原色値は対応する係数と乗算され、一時輝度値を取得するために合計が取得される。
可能な実装において、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換するステップは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整係数を決定するステップを含み、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する調整係数が、第１マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、入力信号の調整係数及び各原色値に基づく輝度処理出力信号を取得することができる。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に彩度マッピングを実行するステップは、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して彩度因子を取得するステップと、彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するステップとを含む。
クロミナンス成分を調整する具体的な方法が、本願のこの実施態様において提供される。彩度係数は、彩度マッピング曲線を使用することにより取得され、次いで、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分は、調整されたクロミナンス値を取得するために、彩度因子に基づいて調整される。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換するステップは、
第２マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する彩度因子を決定するステップを含み、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する彩度因子は、第２マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、彩度因子に基づいて第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分を調整することにより、調整されたクロミナンス値を取得することができる。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマット、及び別のルミナンス・クロミナンス（ＹＣＣ）色空間フォーマットを含む。
第２態様によれば、本願の実施形態はビデオ信号処理方法を提供し、方法は、
処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと、
第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、ステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、ステップと、
光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず、処理対象のビデオ信号に対して彩度処理が実行され、次いで、線形空間において彩度処理された信号に対して輝度処理及び色域変換が実行され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、色域変換された信号は非線形空間に変換され、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合致する信号を出力する。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。更に、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理される前に、クロミナンス成分が輝度マッピング曲線に基づいて相応に調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方を効果的に調整することができる。上述の方法では、輝度、色域、及び彩度処理プロセスにおいて対応するカラー彩度が実行され、その結果、上述の方法の関係が処理の観点から形成される。これは、信号変換の複雑さを低減し、信号変換の効率を改善する。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態で提供されるビデオ信号処理方法によれば、ＨＤＲ信号はＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＳＤＲ信号フォーマットのみをサポートする表示スクリーンにおいて、ＨＤＲ信号を表示することができる。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に彩度マッピングを実行するステップは、
予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換して彩度因子を取得するステップと、
彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するステップとを含む。
クロミナンス成分を調整する特定の方法が、本願のこの実施形態において提供される。彩度因子は、彩度マッピング曲線を使用することにより取得され、次いで、調整されたクロミナンス値を取得するために、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分は彩度因子に基づいて調整される。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換するステップは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、処理対象のビデオ信号のルミナンス成分に対応する彩度因子を決定するステップを含み、第１マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第１マッピング関係テーブルが、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する彩度因子は、第１マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、彩度因子に基づいて第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分を調整することにより、調整されたクロミナンス値を取得することができる。
可能な実装において、第１線形ＲＧＢ信号に輝度マッピングを実行するステップは、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するステップと、
予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得するステップと、
各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、輝度処理入力信号の輝度値は、調整係数を取得するために輝度マッピング曲線に基づいてマッピングされ、更に、輝度処理出力信号が、調整係数と入力信号の各原色値とに基づいて取得される。
可能な実装において、一時輝度値は以下の式：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
に従って計算され、Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
一時輝度値を計算する具体的な方法が本願のこの実施形態において提供される。入力信号の各原色値は、対応する係数と乗算され、一時輝度値を取得するために合計が取得される。
可能な実装において、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換するステップは、
第２マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整因子を決定するステップを含み、第２マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第２マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する調整因子が、第２マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、調整因子と入力信号の各原色値に基づく輝度処理出力信号を取得することができる。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマット、及び別のルミナンス・クロミナンス（ＹＣＣ）色空間フォーマットを含む。
第３態様によれば、本願の実施形態はビデオ信号処理方法を提供し、方法は、
処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
輝度マッピングにより第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
光−電伝達関数に基づいて、第２線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
処理対象のビデオ信号を取得するために、非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行するステップであって、処理対象のビデオ信号の信号フォーマットはディスプレイ・デバイスに適合している、ステップとを含む。
本願のこの実施形態では、処理対象のビデオ信号が第１線形ＲＧＢ信号に変換された後に、輝度マッピングが第１線形ＲＧＢ信号に対して実行され、ディスプレイ・デバイスがビデオを正しく再生するように、線形空間−非線形空間変換及び色空間変換が、輝度マッピングされた信号に対して実行され、ディスプレイ・デバイスに合致するビデオ信号を取得する。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はハイブリッド対数ガンマＨＬＧ信号であり、処理対象のビデオ信号は知覚量子化ＰＱ信号である。
本願のこの実施形態で提供されるビデオ信号処理方法によれば、ＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換され、その結果、ＨＤＲ ＰＱ信号フォーマットをサポートする表示スクリーンにおいて、ＨＤＲ ＨＬＧ信号を表示することができる。
可能な実装において、非線形空間−線形空間変換はＨＬＧ光−電変換の逆過程である。
可能な実装において、輝度マッピングにより第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換するステップは、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいてシーン輝度値を計算するステップと、
表示輝度値を取得するために、ディスプレイ・デバイスの定格ディスプレイ輝度ピーク値及びシステム・ガンマ値に基づいてシーン輝度値を調整するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号を取得するために、各原色値に、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率を乗算するステップを含む。
可能な実装において、表示輝度値は以下の式：
Ｙｄ＝Ｙｓ γ＊Ｌｗ
に従って取得され、Ｙｄは表示輝度値であり、Ｙｓはシーン輝度値であり、Ｌｗは定格表示輝度ピーク値であり、γはシステム・ガンマ値であり、γ＝１．２＋０．４２＊ｌｏｇ１０（Ｌｗ／１０００）である。
本願のこの実施形態では、ＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されことが可能である。輝度処理は、ＨＤＲ ＨＬＧ信号をＨＤＲ ＰＱ信号に変換するために、ＨＤＲ ＨＬＧ信号に対して実行され、そのため、ＨＤＲ ＨＬＧ信号は、ＨＤＲ ＰＱ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、正しく表示される。
第４態様によれば、本願の実施形態はビデオ信号処理方法を提供し、方法は、
第１非線形ＲＧＢ信号を取得するために、処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行するステップと、
第１非線形ＲＧＢ信号を電−光伝達関数に基づいて変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、ステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、第３線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値範囲は、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値範囲と同じである、ステップと、
光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと、
第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず処理対象のビデオ信号に対して色空間変換が実行され、次いで、線形空間において、変換されたビデオ信号に対して色域変換が先ず実行され、次いで、色域変換された信号に対して輝度処理が実行され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、輝度処理された信号は、ディスプレイによってサポートされるフォーマットに合致する信号を出力ために、非線形空間に変換される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。また、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、対応するカラー彩度が輝度処理プロセスで実行され、その結果、上述の方法の関係が処理の観点から形成される。これは、信号変換の複雑さを低減し、信号変換効率を改善する。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号である。
本願のこの実施形態は、ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換されるシナリオに適用可能である可能性があり、その結果、ＨＤＲ信号フォーマットをサポートする表示スクリーンにおいて、ＳＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、第２線形ＲＧＢ信号に輝度マッピングを実行するステップは、
第２線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するステップと、
予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得するステップと、
各原色値に調整係数を乗算して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、輝度処理入力信号の輝度値が、調整係数を取得するために輝度マッピング曲線に基づいてマッピングされ、更に輝度処理出力信号が調整係数と入力信号の各原色値とに基づいて取得される。
可能な実装において、一時輝度値は以下の式：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
に従って計算され、Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
一時輝度値を計算する具体的な方法が、本願のこの実施形態において提供される。入力信号の各原色値は対応する係数と乗算され、一時輝度値を取得するために合計が取得される。
可能な実装において、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換するステップは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整係数を決定するステップを含み、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する調整係数が、第１マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、入力信号の調整係数及び各原色値に基づく輝度処理出力信号を取得することができる。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に彩度マッピングを実行するステップは、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して彩度因子を取得するステップと、彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するステップとを含む。
クロミナンス成分を調整する具体的な方法が、本願のこの実施態様において提供される。彩度因子は、彩度マッピング曲線を使用することにより取得され、次いで、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分は、調整されたクロミナンス値を取得するために、彩度因子に基づいて調整される。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換するステップは、
第２マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する彩度因子を決定するステップを含み、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願のこの実施形態では、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、一時輝度値に対応する彩度因子は、第２マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、彩度因子に基づいて第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分を調整することにより、調整されたクロミナンス値を取得することができる。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む。
第５態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理方法を提供し、方法は、
第１空間におけるオリジナル入力信号に対して輝度処理及び色域処理を実行して第１出力信号を取得するステップであって、輝度処理は輝度マッピング関係に基づいており、輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の初期輝度値と輝度マッピング後の輝度値との間の対応関係を表現している、ステップと、
第１出力信号を第２空間に変換して彩度処理入力信号を取得するステップと、
彩度マッピング関係に基づいて第２空間における彩度処理入力信号に対して彩度処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップであって、彩度マッピング関係は輝度マッピング関係に基づいて決定され、彩度マッピング関係は、輝度マッピング前の初期輝度値と再度マッピング係数との間の対応関係を表現しており、彩度マッピング係数は彩度処理入力信号のクロミナンス成分を調整するために使用される、ステップとを含む。
本願のこの実施形態では、輝度変換及び色域変換は、先ず、オリジナル入力信号に対して実行されてもよい。輝度の変化は、色の彩度に対する人間の目の知覚に影響を及ぼすので、処理された色が、オリジナル入力信号の色に、よりいっそう近づくように、色の彩度は、輝度処理中に調整され補償されることを要する。彩度処理と輝度処理とが組み合わせられ、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みが削減され、ユーザーの体感は向上する。
可能な実装において、輝度マッピング関係は線形空間における輝度マッピング関係である。彩度マッピング関係が、輝度マッピング関係に基づいて決定されることは：線形空間における輝度マッピング関係を、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換して彩度マッピング関係を得ること、を含む。
輝度マッピング関係に基づいて彩度マッピング関係を決定する具体的な方法が本願のこの実施形態で提供される。輝度マッピング関係が線形空間における輝度マッピング関係である場合、彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。
可能な実装において、輝度マッピング関係は非線形空間における輝度マッピング関係である。彩度マッピング関係が、輝度マッピング関係に基づいて決定されることは：
輝度マッピング関係が位置する非線形空間が、彩度処理入力信号が位置する非線形空間と一致しない場合、非線形空間における輝度マッピング関係を線形空間における輝度マッピング関係に変換することと、
彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係を、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換することとを含む。
輝度マッピング関係に基づいて彩度マッピング関係を決定する別の具体的な方法が本願のこの実施形態で提供される。輝度マッピング関係が非線形空間における輝度マッピング関係である場合に、非線形空間における輝度マッピング関係は、線形空間における輝度マッピング関係に変換され、次いで、彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。
可能な実装において、第１空間内のオリジナル入力信号に対して輝度処理及び色域処理を実行し、第１出力信号を取得するステップは、
第１非線形ＲＧＢ信号を取得するために、オリジナル入力信号を第１空間に変換するステップと、
第１非線形ＲＧＢ信号に対して電−光変換を実行し、輝度処理入力信号を取得するステップと、
輝度マッピング関係に基づいて、輝度マッピング後に取得される輝度値であって、輝度処理入力信号の輝度値に対応する輝度値を決定するステップと、
輝度値ゲイン及び輝度処理入力信号に基づいて、輝度マッピングされた信号を取得するステップであって、輝度値ゲインは、輝度処理入力信号の輝度値に対する、輝度マッピング後に取得される輝度値の比率である、ステップと、
輝度マッピングされた信号を、ターゲット出力信号が位置する色域に変換して第１出力信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず輝度処理が第１空間においてオリジナル入力信号に対して実行されることが可能であり、次いで、第１出力信号を取得するために、色域処理が、輝度処理された信号に対して実行される。
可能な実装において、第１空間においてオリジナル入力信号に対して輝度処理及び色域処理を実行して第１出力信号を取得するステップは、
第１非線形ＲＧＢ信号を得るために、オリジナル入力信号を第１空間に変換するステップと、
第１非線形ＲＧＢ信号に対して電−光変換を実行し、第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号を、ターゲット出力信号が位置する色域に変換して輝度処理入力信号を取得するステップと、
輝度マッピング関係に基づいて、輝度マッピング後に取得される輝度値であって、輝度処理入力信号の輝度値に対応する輝度値を決定するステップと、
輝度値ゲイン及び輝度処理入力信号に基づいて、第１出力信号を取得するステップであって、輝度値ゲインは、輝度処理入力信号の輝度値に対する、第１出力信号の輝度値の比率である、ステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず色域処理が第１空間におけるオリジナル入力信号に対して実行されることが可能であり、次いで第１出力信号を取得するために輝度処理が色域処理された信号に対し実行される。
可能な実装において、彩度マッピング関係に基づいて第２空間において彩度処理入力信号に対して彩度処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
輝度処理入力信号の輝度値及び彩度マッピング関係に基づいて彩度マッピング係数を取得するステップと、
彩度マッピング係数に基づいて彩度処理入力信号のクロミナンス成分を調整し、調整されたクロミナンス成分を取得するステップと、
彩度処理入力信号の輝度値及び調整されたクロミナンス成分に基づいてターゲット出力信号を取得するステップとを含む。
特定の彩度処理方法が本願のこの実施形態で提供される。彩度マッピング係数は、輝度処理入力信号の輝度値と彩度マッピング関係とに基づいて取得され、次いで、輝度処理入力信号のクロミナンス成分は、彩度マッピング係数に基づいて調整され、調整されたクロミナンス成分を取得し、ターゲット出力信号は、彩度処理入力信号の輝度値を参照して取得される。彩度処理と輝度処理とが組み合わせられ、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みは削減され、ユーザーの体感は改善される。
可能な実装において、クロミナンス成分は第１クロミナンス成分と第２クロミナンス成分とを含む。彩度マッピング係数に基づいて彩度処理入力信号のクロミナンス成分を調整するステップは、
第１ゲイン係数及び彩度マッピング係数に基づいて第１彩度調整因子を決定するステップと、
第２ゲイン係数及び彩度マッピング係数に基づいて第２彩度調整因子を決定するステップと、
第１彩度調整因子に基づいて第１クロミナンス成分を調整するステップと、
第２彩度調整因子に基づいて第２クロミナンス成分を調整するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、彩度処理入力信号及び彩度処理出力信号はそれぞれ２つのクロミナンス成分を含み、２つのクロミナンス成分は、彩度処理を実行するために彩度マッピング係数に基づいて別々に調整され、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みは削減され、ユーザーの体感は改善される。
可能な実装において、オリジナル入力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、ＨＤＲ信号はＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく再生することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、又はオリジナル入力信号は知覚量子化曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＰＱ信号である。
本願のこの実施形態では、ＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ ＨＤＲ ＰＱ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＬＧ信号を正しく再生することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、ＳＤＲ信号はＨＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＳＤＲ信号を正しく再生することができる。
第６態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理方法を提供し、方法は、
彩度マッピング関係に基づいて第１空間においてオリジナル入力信号に対して再度処理を実行し、彩度処理出力信号を取得するステップであって、彩度マッピング関係は、輝度マッピング関係に基づいて決定され、彩度マッピング関係は、オリジナル入力信号の輝度値と彩度マッピング係数との間の対応関係を表現し、彩度マッピング係数は、オリジナル入力信号のクロミナンス成分を調整するために使用され、輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の初期輝度値と輝度マッピング後の輝度値との間の対応関係を表現する、ステップと、
彩度処理出力信号を第２空間に変換して第１入力信号を取得するステップと、
第２空間において第１入力信号に対する輝度処理と色域処理とを実行し、ターゲット出力信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず彩度処理がオリジナル入力信号に対して実行されてもよく、次いで輝度変換及び色域変換が彩度処理出力信号に対して実行される。輝度の変化は、色の彩度に対する人間の目の知覚に影響を及ぼすので、処理された色が、オリジナル入力信号の色に、よりいっそう近づくように、色の彩度は、輝度処理中に調整され補償されることを要する。彩度処理と輝度処理とが組み合わせられ、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みが削減され、ユーザーの体感は向上する。
可能な実装において、輝度マッピング関係は線形空間における輝度マッピング関係である。彩度マッピング関係が、輝度マッピング関係に基づいて決定されることは：線形空間における輝度マッピング関係を、オリジナル入力信号が位置する非線形空間に変換して彩度マッピング関係を得ること、を含む。
輝度マッピング関係に基づいて彩度マッピング関係を決定する具体的な方法が本願のこの実施形態で提供される。輝度マッピング関係が線形空間における輝度マッピング関係である場合、彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。
可能な実装において、輝度マッピング関係は非線形空間における輝度マッピング関係である。彩度マッピング関係が、輝度マッピング関係に基づいて決定されることは：
輝度マッピング関係が位置する非線形空間が、オリジナル入力信号が位置する非線形空間と一致しない場合、非線形空間における輝度マッピング関係を線形空間における輝度マッピング関係に変換することと、
彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係を、オリジナル入力信号が位置する非線形空間に変換することとを含む。
輝度マッピング関係に基づいて彩度マッピング関係を決定する別の具体的な方法が本願のこの実施形態で提供される。輝度マッピング関係が非線形空間における輝度マッピング関係である場合に、非線形空間における輝度マッピング関係は、線形空間における輝度マッピング関係に変換され、次いで、彩度マッピング関係を取得するために、線形空間における輝度マッピング関係は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。
可能な実装において、彩度マッピング関係に基づいて第１空間においてオリジナル入力信号に対して彩度処理を実行し、彩度処理出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号の輝度値及び彩度マッピング関係に基づいて彩度マッピング係数を取得するステップと、
彩度マッピング係数に基づいてオリジナル入力信号のクロミナンス成分を調整し、調整されたクロミナンス成分を取得するステップと、
オリジナル入力信号の輝度値及び調整されたクロミナンス成分に基づいて彩度処理出力信号を取得するステップとを含む。
特定の彩度処理方法が本願のこの実施形態で提供される。彩度マッピング係数は、オリジナル入力信号の輝度値と彩度マッピング関係とに基づいて取得され、次いで、オリジナル入力信号のクロミナンス成分は、彩度マッピング係数に基づいて調整され、調整されたクロミナンス成分を取得し、彩度処理出力信号は、オリジナル入力信号の輝度値を参照して取得される。彩度処理と輝度処理とが組み合わせられ、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みは削減され、ユーザーの体感は改善される。
可能な実装において、クロミナンス成分は第１クロミナンス成分と第２クロミナンス成分とを含む。彩度マッピング係数に基づいてオリジナル入力信号のクロミナンス成分を調整するステップは、
第１ゲイン係数及び彩度マッピング係数に基づいて第１彩度調整因子を決定するステップと、
第２ゲイン係数及び彩度マッピング係数に基づいて第２彩度調整因子を決定するステップと、
第１彩度調整因子に基づいて第１クロミナンス成分を調整するステップと、
第２彩度調整因子に基づいて第２クロミナンス成分を調整するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、オリジナル入力信号及び彩度処理出力信号はそれぞれ２つのクロミナンス成分を含み、２つのクロミナンス成分は、彩度処理を実行するために彩度マッピング係数に基づいて別々に調整され、その結果、ターゲット出力信号の色精度は改善され、出力ビデオ・ピクチャの歪みは削減され、ユーザーの体感は改善される。
可能な実装において、第２空間における第１入力信号に対して輝度処理及び色域処理を実行し、ターゲット出力信号を出力するステップは：
輝度マッピング関係に基づいて、輝度マッピングの後に取得される輝度値であって、第１入力信号の輝度値に対応する輝度値を決定するステップと、
輝度値ゲイン及び第１入力信号に基づいて、輝度マッピングされた信号を取得するステップであって、輝度値ゲインは、第１入力信号の輝度値に対する、輝度マッピング後に取得される輝度値の比率である、ステップと、
輝度マッピングされた信号を、ターゲット出力信号が位置する色域に変換して、ターゲット出力信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず輝度処理が第２空間における第１入力信号に対して実行され、次いで、ターゲット出力信号を取得するために、色域処理が、輝度処理された信号に対して実行される。
可能な実装において、第２空間において第１入力信号に対して輝度処理及び色域処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは：
輝度処理入力信号を取得するために、第１入力信号を、ターゲット出力信号が位置する色に変換するステップと、
輝度マッピング関係に基づいて、輝度マッピング後に取得される輝度値であって、輝度処理入力信号の輝度値に対応する輝度値を決定するステップと、
輝度値ゲイン及び輝度処理入力信号に基づいて、輝度マッピングされた信号を取得し、輝度マッピングされた信号をターゲット出力信号として使用するステップであって、輝度値ゲインは、輝度処理入力信号の輝度値に対する、輝度マッピング後に取得される輝度値の比率である、ステップとを含む。
本願のこの実施形態では、先ず色域処理が第２空間においてオリジナル入力信号に対して実行されることが可能であり、次いで、ターゲット出力信号を取得するために、輝度処理が、色域処理された信号に対して実行される。
本願のこの実施形態では、輝度値ゲイン及び輝度処理入力信号に基づいて輝度マッピングされた信号を取得した後に、方法は、ターゲット出力信号を取得するために、輝度マッピングされた信号を、ターゲット出力信号が位置する空間に変換するステップを更に含む。
可能な実装において、オリジナル入力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、ＨＤＲ信号はＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく再生することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、又はオリジナル入力信号は知覚量子化曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＰＱ信号である。
本願のこの実施形態では、ＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ ＨＤＲ ＰＱ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＬＧ信号を正しく再生することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、ＳＤＲ信号はＨＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＳＤＲ信号を正しく再生することができる。
第７態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理方法を提供し、方法は、
オリジナル入力信号のフォーマットとターゲット出力信号のフォーマットとを取得するステップと、
オリジナル入力信号のフォーマットとターゲット出力信号のフォーマットとに基づいて、オリジナル入力信号に対して以下の処理：色域処理、輝度処理、及び彩度処理のうちの少なくとも１つの処理を実行することを決定し、少なくとも１つの処理の処理シーケンスを決定するステップと、
処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップとを含む。
本願のこの実施形態では、オリジナル入力信号及び処理シーケンスに対して実行される少なくとも１つの処理は、オリジナル入力信号のフォーマット及びターゲット出力信号のフォーマットに基づいて決定されてもよく、その結果、本願の本実施形態で提供される信号処理方法は、様々な信号変換シナリオに適用可能である。
可能な実装において、オリジナル入力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は、色域処理、輝度処理、及び彩度処理である。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオに適用可能である可能性がある。ＨＤＲ信号がＳＤＲ信号に変換される場合には、色域処理、輝度処理、及び彩度処理がオリジナル入力信号に対して実行されることを必要とする。
可能な実装において、処理シーケンスは輝度処理、色域処理、及び彩度処理である。処理シーケンスに基づいて、オリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号を彩度処理入力信号に変換するステップと、
彩度処理入力信号に対して彩度処理を実行してターゲット出力信号を生成するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ信号をＳＤＲ信号に変換する処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、処理シーケンスは、色域処理、輝度処理、及び彩度処理である。処理シーケンスに基づいて、オリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行してターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号を彩度処理入力信号に変換するステップと、
彩度処理入力信号に対して彩度処理を実行してターゲット出力信号を生成するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ信号をＳＤＲ信号に変換する別の処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、処理シーケンスは彩度処理、輝度処理、及び色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号に対して彩度処理を実行して彩度処理出力信号を生成するステップと、
彩度処理出力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を行って第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を行って第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ信号をＳＤＲ信号に変換する別の処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、処理シーケンスは彩度処理、色域処理、及び輝度処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号に対して彩度処理を実行して彩度処理出力信号を生成するステップと、
彩度処理出力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ信号をＳＤＲ信号に変換するための別の処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は色域処理及び輝度処理である。処理シーケンスは輝度処理及び色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を得るステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換されるシナリオに適用可能である。ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換される場合には、色域処理及び輝度処理が、オリジナル入力信号に対して実行されることを要する。本願のこの実施形態は、更に、ＳＤＲ信号をＨＤＲ信号に変換するための処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＨＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＳＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は色域処理及び輝度処理である。処理シーケンスは輝度処理及び色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を得るステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換されるシナリオに適用可能である。ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換される場合には、色域処理及び輝度処理が、オリジナル入力信号に対して実行されることを要する。本願のこの実施形態は、更に、ＳＤＲ信号をＨＤＲ信号に変換するための別の処理シーケンスと、特定の処理ステップとを提供し、その結果、ＨＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＳＤＲ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、ターゲット出力信号は知覚量子化曲線の高ダイナミック・レンジＨＤＲ ＰＱ信号である。少なくとも１つの処理はルミナンス処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＨＤＲ ＰＱ信号に変換されるシナリオに適用可能である可能性がある。ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＨＤＲ ＰＱ信号に変換される場合、輝度処理がオリジナル入力信号に対して実行されることを要し、その結果、ＨＤＲ ＰＱ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＨＤＲ ＨＬＧ信号を正しく表示することができる。
可能な実装において、オリジナル入力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号であり、オリジナル入力信号は第１色域レンジに属し、ターゲット出力信号は第２色域レンジに属する。少なくとも１つの処理は色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
本願のこの実施形態は、異なる色域に属するＳＤＲ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオに適用可能である可能性がある。色域処理は、オリジナル入力信号をディスプレイ・デバイスで正しく表示できるように、オリジナル入力信号に対して実行されることを要する。
第８態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理装置を提供し、装置は、
処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色空間変換ユニットと、
電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された電−光トランスファ・ユニットと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された輝度マッピング・ユニットであって、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、輝度マッピング・ユニットと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色域変換ユニットであって、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、色域変換ユニットと、
第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された光−電トランスファ・ユニットと、
を含み、色域変換ユニットは、第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように更に構成されており、
装置は、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成された彩度マッピング・ユニットとを含む。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
可能な実装において、輝度マッピング・ユニットは、具体的には、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算し、
予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得し、
各原色値に調整係数を乗算して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成されている。
可能な実装において、一時輝度値は以下の式：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
に従って計算され、Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
可能な実装において、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換することは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整係数を決定することを含み、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実装において、彩度マッピング・ユニットは、具体的には、
予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して彩度因子を取得し、
彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するように構成されている。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換することは、
第２マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する彩度因子を決定することを含み、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマット及び別のルミナンス・クロミナンス（ＹＣＣ）色空間フォーマットを含む。
第９態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理装置を提供し、装置は、
処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成された彩度マッピング・ユニットと、
第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色空間変換ユニットと、
電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された電−光トランスファ・ユニットと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された輝度マッピング・ユニットであって、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、輝度マッピング・ユニットと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色域変換ユニットであって、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、色域変換ユニットと、
光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された光−電トランスファ・ユニットと
を含み、色空間変換ユニットは、第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように更に構成されている。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
可能な実装において、彩度マッピング・ユニットは、具体的には、
予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号の輝度成分を変換して彩度因子を取得し、
彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するように構成されている。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換することは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する彩度因子を決定することを含み、第１マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実装において、輝度マッピング・ユニットは、具体的には、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算し、
予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得するように構成されている。
第２取得サブユニットは、各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成されている。
可能な実装において、一時輝度値は以下の式：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
に従って計算され、Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
可能な実装において、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換することは、
第２マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整係数を決定することを含み、第２マッピング関係テーブルは、輝度マッピング・カーブにおける少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実装において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマット及び別のルミナンス・クロミナンス（ＹＣＣ）色空間フォーマットを含む。
第１０態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理装置を提供し、装置は、
処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された変換ユニットと、
輝度マッピングにより第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換するように構成された輝度マッピング・ユニットと、
光−電伝達関数に基づいて、第２線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するように構成された光−電トランスファ・ユニットと、
処理対象のビデオ信号を取得するために、非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行するように構成された色空間変換ユニットであって、処理対象のビデオ信号の信号フォーマットはディスプレイ・デバイスに適合している、色空間変換ユニットとを含む。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は、ハイブリッド対数ガンマＨＬＧ信号であり、処理されたビデオ信号は知覚量子化ＰＱ信号である。
可能な実装において、非線形空間−線形空間変換はＨＬＧ光−電変換の逆過程である。
可能な実装において、輝度マッピング・ユニットは、具体的には、
第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいてシーン輝度値を計算し、
表示輝度値を取得するために、ディスプレイ・デバイスの定格ディスプレイ輝度ピーク値及びシステム・ガンマ値に基づいてシーン輝度値を調整し、
第２線形ＲＧＢ信号を取得するために、各原色値に、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率を乗算するように構成されている。
可能な実装において、表示輝度値は以下の式：
Ｙｄ＝Ｙｓ γ＊Ｌｗ
に従って取得され、Ｙｄは表示輝度値であり、Ｙｓはシーン輝度値であり、Ｌｗは定格表示輝度ピーク値であり、γはシステム・ガンマ値であり、γ＝１．２＋０．４２＊ｌｏｇ１０（Ｌｗ／１０００）である。
第１１態様によれば、本願の実施形態は再生デバイスを提供し、再生デバイスは、
プログラム命令を記憶するように構成されたメモリと、
メモリ中のプログラム命令を呼び出し、本願の実施形態の第１ないし第７態様又は第１ないし第７態様の任意の実装で提供されるビデオ処理方法を実行するように、プログラム命令を実行するように構成されたプロセッサとを含む。
第１２態様によれば、本願の実施形態はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体プログラム命令を記憶する。プログラム命令がコンピュータ又はプロセッサ上で実行されると、コンピュータ又はプロセッサは、本願の実施形態の第１ないし第７態様又は第１ないし第７態様の任意の実装で提供されるビデオ処理方法を実行することが可能である。
第１３態様によれば、本願の実施形態は、命令を含むコンピュータ・プログラム製品を提供し、命令がコンピュータ又はプロセッサ上で実行されると、コンピュータ又はプロセッサは、第１ないし第７態様又は第１ないし第７態様の任意の実装で提供されるビデオ処理方法を実行することが可能である。
本願の実施形態による例示的なビデオ信号処理システムのアーキテクチャ図である。
本願の実施形態による例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による例示的な輝度マッピング曲線の概略図である。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理方法のフローチャートである。
本願の実施形態による例示的なビデオ信号処理装置の構造図である。
本願の実施形態による例示的なビデオ信号処理装置の構造図である。
本願の実施形態による例示的なビデオ信号処理装置の構造図である。
本願の実施形態による別の例示的なビデオ信号処理装置の構造図である。
本願の実施形態によるＨＤＲ端末の技術的解決策のブロック図である。
本願の実施形態によりＨＤＲ ＨＬＧ信号をＳＤＲ ＴＶに適合させるテスト・ネットワーク化方式の概略図である。
本願の一実施形態によりＨＤＲ ＨＬＧ信号をＨＤＲ ＰＱ ＴＶに適合させるテスト・ネットワーク化方式の概略図である。
本願において、「少なくとも１つの」は１つ以上を意味し、「複数の」は２つ以上を意味することが理解されるべきである。「及び／又は」は、関連するオブジェクトの関連付けの関係を記述するために使用され、３つの関係が存在しうることを示す。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみが存在すること、Ｂのみが存在すること、Ａ及びＢの両方が存在すること、という３つのケースを示す可能性があり、Ａ及びＢは単数又は複数であってもよい。文字「／」は、関連するオブジェクト間で「又は」の関係を一般的に示す。「以下のアイテムのうちの少なくとも１つ」又は類似の表現は、これらのアイテムの任意の組み合わせを意味し、単一のアイテム又は複数のアイテムの任意の組み合わせを含む。例えば、ａ、ｂ又はｃのうちの少なくとも１つは、ａ、ｂ、ｃ、「ａ及びｂ」、「ａ及びｃ」、「ｂ及びｃ」、「ａ、ｂ及びｃ」を表現する可能性があり、ａ、ｂ及びｃは、単一のものであってもよいし、複数のものであってもよい。
先ず、本願の実施態様の理解を容易にするために、本願の実施態様における幾つかの概念又は用語を説明する。
原色値（ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は特定の画像色成分（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ）に対応する値である。
デジタル・コード値（ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｄｅ ｖａｌｕｅ）は、画像信号のデジタル表現値であり、デジタル・コード値は、非線形の原色値を表すために使用される。
線形原色値（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は、光の強度に直接的に比例する線形原色値である。オプションのケースにおいて、線形原色値は［０，１］に正規化されることを必要とし、略してＥと言及される。
非線形原色値（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は、非線形原色値であり、画像情報の正規化されたデジタル表現値であり、デジタル・コード値に正比例する。オプションのケースにおいて、非線形原色値は［０，１］に正規化されることを必要として、略してＥ’と言及される。
電−光伝達関数（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＥＯＴＦ）は、非線形原色値から線形原色値への変換関係である。
光−電伝達関数（ｏｐｔｉｃａｌ−ｅｌｅｃｔｒｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＯＥＴＦ）は、線形原色値から非線形原色値への変換関係である。
メタデータ（Ｍｅｔａｄａｔａ）は、ビデオ信号で搬送されるデータであって、ビデオ・ソース情報を記述するデータである。
動的メタデータ（ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｔａｄａｔａ）は、画像の各フレームに関連付けられたメタデータであり、メタデータはピクチャとともに変わる。
静的メタデータ（ｓｔａｔｉｃ ｍｅｔａｄａｔａ）は、画像シーケンスに関連するメタデータであり、静的メタデータは、画像シーケンスにおいて不変のまま残る。
ルミナンス信号（ｌｕｍａ）は非線形の原色信号の組み合わせであり、記号はＹ’である。
輝度マッピング（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｍａｐｐｉｎｇ）は、ソース画像の輝度の、ターゲット・システムの輝度に対するマッピングである。
カラー・ボリューム（ｃｏｌｏｕｒ ｖｏｌｕｍｅ）は、クロミナンス空間のディスプレイにより表示されることが可能な、クロミナンス及びルミナンスにより構成されるボリュームである。
表示適応（ｄｉｓｐｌａｙ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）は、ターゲットのディスプレイの表示特性に適合させるために、ビデオ信号に対して実行される処理である。
ソース画像（ｓｏｕｒｃｅ ｐｉｃｔｕｒｅ）は、ＨＤＲ前処理段階の画像入力である。
マスタリング表示（Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ビデオ信号が編集及び作成される場合に使用されるリファレンス表示であり、ビデオの編集及び制作効果を判定に使用される。
線形シーン・ライト（Ｌｉｎｅａｒ Ｓｃｅｎｅ Ｌｉｇｈｔ）信号は、コンテンツを、ＨＤＲビデオ技術におけるシーン・ライトとして使用するＨＤＲビデオ信号であり、カメラ／カメラ・センサーによってキャプチャされるシーン・ライトであり、通常は相対値である。ＨＬＧコーディングが線形シーン・ライト信号に対して実行された後に、ＨＬＧ信号が取得される。ＨＬＧ信号はシーン・ライト信号であり、ＨＬＧ信号は非線形である。シーン・ライト信号は、通常、ディスプレイ・デバイスで表示される前に、ＯＯＴＦにより表示光信号に変換されることを必要とする。
線形表示ライト（Ｌｉｎｅａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｌｉｇｈｔ）信号は、コンテンツを、ＨＤＲビデオ技術における表示ライトとして使用するＨＤＲビデオ信号であり、ディスプレイ・デバイスから発せられる表示ライトであり、通常、ニットという単位の絶対値である。線形表示ライト信号に対してＰＱ符号化が実行された後、ＰＱ信号が取得される。ＰＱ信号は表示ライト信号であり、ＰＱ信号は非線形信号である。表示ライト信号は、通常、表示ライト信号の絶対輝度に基づいて、ディスプレイ・デバイス上で表示される。
光−光伝達関数（ＯＯＴＦ）は、ビデオ技術において光信号を別の光信号に変換するための曲線である。
ダイナミック・レンジ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）は、ビデオ信号における最大輝度の最小輝度に対する比率である。
ルマ・クロマ・クロマは、ルミナンス・クロミナンス・クロミナンスを意味し、ビデオ信号のルミナンスとクロミナンスが分離されたビデオ信号の３成分である。
知覚量子化（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚｅｒ，ＰＱ）はＨＤＲ標準であり、ＨＤＲ変換式でもあり、ＰＱは人の視覚能力に基づいて決定される。ディスプレイ・デバイスによって表示されるビデオ信号は、通常、ＰＱ符号化フォーマットのビデオ信号である。
ＰＱ ＥＯＴＦ曲線：ＰＱ符号化電気信号は、ニットという単位である線形光学信号に変換される。変換式は：
Figure 2021529405
であり、ここで、Ｅ’は入力電気信号であり、その値のレンジは［０，１］であり、固定パラメータ値は以下のとおりである：
ｍ１＝２６１０／１６３８４＝０．１５９３０１７５７８１２５；
ｍ２＝２５２３／４０９６＊１２８＝７８．８４３７５；
ｃ１＝３４２４／４０９６＝０．８３５９３７５＝ｃ３-ｃ２＋１；
ｃ２＝２４１３／４０９６＊３２＝１８．８５１５６２５；及び
ｃ３＝２３９２／４０９６＊３２＝１８．６８７５。
ＰＱ ＥＯＴＦ−１曲線はＰＱ ＥＯＴＦの逆曲線である。物理的な意味は［０，１００００］ニットの線形光学信号をＰＱ符号化電気信号に変換することである。変換式は以下のとおりである：
Figure 2021529405
色域（Ｃｏｌｏｒ Ｇａｍｕｔ）は、特定の色空間により包含される色のレンジである。関連する色域規格は、ＢＴ．７０９及びＢＴ．２０２０を含む。
ハイブリッド対数ガンマ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｌｏｇ Ｇａｍｍａ，ＨＬＧ）は、カメラ、ビデオ・カメラ、画像センサ、又は他の種類の画像収集デバイスによって収集されたビデオ信号又は画像信号が、ＨＬＧ符号化フォーマットにおけるビデオ信号であるＨＤＲ規格である。
ＨＬＧ ＯＥＴＦ曲線は、線形シーン・ライト信号を非線形電気信号に変換するように、線形シーン・ライト信号に対してＨＬＧ符号化を実行するための曲線である。変換式は以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｅは［０，１］のレンジの入力線形シーン・ライト信号であり、Ｅ’は［０，１］のレンジの出力非線形電気信号であり、固定パラメータは：
ａ＝０．１７８８３２７７，
ｂ＝０．２８４６６８９２，及び
ｃ＝０．５５９９１０７３ である。
ＨＬＧ ＯＥＴＦ−１曲線はＨＬＧ ＯＥＴＦの逆曲線である。ＨＬＧ符号化非線形電気信号は、線形シーン・ライト信号に変換される。変換式は以下のとおりである：
Figure 2021529405
線形空間：本願において、線形空間は、線形光学信号が位置する空間を意味する。
非線形空間：本願において、非線形空間は、非線形曲線を使用することで変換された後に線形光学信号が位置する空間である。ＨＤＲの一般的な非線形曲線は、ＰＱ ＥＯＴＦ−１曲線、ＨＬＧ ＯＥＴＦ曲線などを含む。ＳＤＲの一般的な非線形曲線はガンマ曲線を含む。一般に、線形光学信号は、非線形曲線を使用することで符号化された後に、人間の眼に対して視覚的に線形であると考えられる。非線形空間は、視覚的に線形空間と考えられてよいことが理解されるべきである。
ガンマ補正（Ｇａｍｍａ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）：ガンマ補正は、画像において非線形トーン編集を実行するための方法であり、画像信号中の暗い部分と明るい部分が検出されることが可能であり、画像のコントラスト効果を向上させるために、暗い部分と明るい部分の割合が増やされる。現在の表示スクリーン、写真フィルム、及び多くの電子カメラの光−電伝達特性は、非線形であるかもしれない。これらの非線形成分の出力と入力との間の関係は、冪関数によって表現されてもよい。具体的には、Ｏｕｔｐｕｔ＝（Ｉｎｐｕｔ）γである。
人間の視覚系は線形ではなく、人間は比較により視覚的刺激を知覚するので、非線形変換が、デバイスにより出力される色値に対して実行される。外部の世界が特定の割合で刺激を強めると、その刺激は人間に対して均等に増加する。従って、人間の知覚にとって、等比数列的に増加する物理量は均一的である。人間の視覚的ルールに基づいて入力色を表示するためには、線形色値は、冪関数形式で上記の非線形変換により、非線形色値に変換されることを必要とする。ガンマ値γは、色空間の光−電伝達曲線に基づいて決定されてもよい。
色空間（Ｃｏｌｏｒ Ｓｐａｃｅ）：色は、異なる周波数の光に対する、眼の異なる知覚であるかもしれないし、あるいは様々な周波数の客観的に存在する光を表現するかもしれない。色空間は、色を表現するために人間によって確立された座標系によって定義される色のレンジである。色域は、カラー・モデルを使用して１つの色空間を定める。カラー・モデルは、色成分のグループを使用することにより色を表現する抽象的な数学モデルである。カラー・モデルは、例えば赤緑青（ｒｅｄ ｇｒｅｅｎ ｂｌｕｅ，ＲＧＢ）モード、及びシアン・マゼンタ・イエロー・キー・プレート（ｃｙａｎ ｍａｇｅｎｔａ ｙｅｌｌｏｗ ｋｅｙ ｐｌａｔｅ，ＣＭＹＫ）モードを含む可能性がある。色域は、システムによって生成されることが可能な色の合計である。例えば、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢとｓＲＧＢは、ＲＧＢモデルに基づく２つの異なる色空間である。
ディスプレイ又はプリンタなどの各デバイスは、色空間を有し、デバイスの色域の中の色のみを生成することができる。あるデバイスから別のデバイスへ画像を移す場合、各デバイスはデバイスの色空間に基づいてＲＧＢ又はＣＭＹＫを変換して表示するので、画像の色は、異なるデバイスでは変化する可能性がある。
以下、共通色空間の幾つかのタイプを説明する。
ｓＲＧＢ色空間（ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｄ Ｇｒｅｅｎ Ｂｌｕｅ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ）は、ディスプレイ、プリンタ、インターネット用にＨＰとＭｉｃｒｏｓｏｆｔが１９９６年に開発した標準ＲＧＢ色空間である。ｓＲＧＢ色空間は、色を定義するための標準的な方法を提供し、その結果、コンピュータのディスプレイ、プリンタ、スキャナなどの様々な外部デバイスは、色に対してアプリケーション・ソフトウェアと共通の言語を有する。ｓＲＧＢ色空間は、独立した色座標に基づいており、そのため、様々なデバイスにより使用され伝送される場合に、これらのデバイス各自の様々な色座標による影響を受けることなく、色は同じ色座標系に対応する。しかしながら、ｓＲＧＢの色域空間は比較的小さい。３原色、赤、緑、青がｓＲＧＢで定義される。３原色の１つの色の値が最大値であり、他の２色の両方の色値がゼロの場合に対応する色がその色を表す。例えば、３原色、赤、緑、青において、色値Ｒ、Ｇ、Ｂの値はすべて０〜２５５である。この場合において、ＲとＧの両方の値がゼロである場合、Ｂが２５５であるケースに対応する色が青を表す。
本願におけるＹＣＣ色空間は、ルミナンスとクロミナンスが分離された色空間を表し、３成分ＹＣＣはそれぞれルミナンス・クロミナンス・クロミナンス（Ｌｕｍａ−Ｃｈｒｏｍａ−Ｃｈｒｏｍａ）を表す。共通ＹＣＣ空間ビデオ信号はＹＵＶ、ＹＣｂＣｒ、ＩＣｔＣｐ等を含む。
異なる色空間は互いの間で変換される可能性があることが理解されるべきである。
予約ビット（ｒｅｓｅｒｖｅｄ＿ｂｉｔｓ）：ビットストリーム中の「予約ビット」は、幾つかの構文ユニットがこの部分の将来の拡張のために予約されていることを示し、これらのビットは復号処理中に無視されることを要する。「予約ビット」は、何らかのバイト整合位置から２１個より多く連続した「０」を有するべきでない。
マーカー・ビット（ｍａｒｋｅｒ＿ｂｉｔ）は、このビットの値が‘１’であることを必要とすることを示す。
以下、本願の実施態様における技術的解決策を本願の実施態様における添付図面を参照しながら明確かつ完全に説明する。
図１は、本願の実施形態によるビデオ信号処理システムのアーキテクチャ図である。図１に示されるように、ビデオ信号処理システムは、ビデオ・ソース・デバイス、再生デバイス、及びディスプレイ・デバイスを含む。再生デバイスは、ビデオ・ソース・デバイスによって送信された第２信号を受信し、処理対象のビデオ信号を第２ルミナンス・クロミナンス信号に変換した後、再生デバイスは第２ルミナンス・クロミナンス信号をディスプレイ・デバイスに送信する。処理対象のビデオ信号のフォーマットは、第２ルミナンス・クロミナンス信号のフォーマットとは異なる。第２ルミナンス・クロミナンス信号のフォーマットは、ディスプレイ・デバイスによりサポートされるフォーマットに合致している。
ＨＤＭＩインターフェースを使用することでディスプレイ・デバイスとの接続を確立する場合に、再生デバイスは、ディスプレイ・デバイスによりサポートされることが可能なビデオ・フォーマットを学ぶことが可能である。ディスプレイ・デバイスは、複数のビデオ・フォーマットをサポートすることができる。処理対象のビデオ信号のフォーマットが、ディスプレイ・デバイスによってサポートされることが可能なビデオ・フォーマットではない場合、再生デバイスは、処理対象のビデオ信号のフォーマットを、ディスプレイ・デバイスによってサポートされることが可能なフォーマットに変換することを要する。
例えば、ディスプレイ・デバイスによりサポートされるビデオ・フォーマットはＳＤＲタイプのビデオ・フォーマットであり、再生デバイスにより受信された処理対象のビデオ信号はＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットである。表示デバイスはＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットを表示することはできない。別の例として、表示デバイスによってサポートされるビデオ・フォーマットは、ＳＤＲタイプのＢＴ．６０１ビデオ・フォーマット及びＢＴ．７０９ビデオ・フォーマットであり、再生デバイスによって受信された処理対象のビデオ信号のフォーマットは、ＳＤＲタイプのＢＴ．２０２０ビデオ・フォーマットである。再生デバイスによって受信された処理対象のビデオ信号のフォーマットが、再生デバイスによって受信されたビデオを表示するために、表示デバイスによってサポートされるフォーマットに合致しない場合、ビデオは、ディスプレイ・デバイスによってサポートされていないビデオ・フォーマットから、ディスプレイ・デバイスによってサポートされているビデオ・フォーマットへ変換されることを要する。ディスプレイ・デバイスによってサポートされる１つのビデオ・フォーマットが選択され、処理対象のビデオ信号は、ディスプレイ・デバイスによってサポートされていないビデオ・フォーマットから、ディスプレイ・デバイスによってサポートされているビデオ・フォーマットへ変換される。
本願で提供される技術的解決策は、ＳＤＲタイプのビデオ・フォーマットとＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットとの間の変換などの、異なるタイプのビデオ・フォーマット間のビデオ変換に適用可能であるだけでなく、ＨＤＲタイプのビデオ・フォーマットにおけるＨＤＲ ＰＱビデオ・フォーマットとＨＤＲ ＨＬＧビデオ・フォーマットとの間の変換などの、同じタイプの異なる細分されたビデオ・フォーマット間のビデオ変換にも適用可能であることに留意すべきである。
本願の再生デバイスは、ＨＤＭＩインターフェースを備える再生デバイスであって、ＨＤＭＩインターフェースを使用することにより表示デバイスと相互作用することが可能な再生デバイスであり、例えば、セット・トップ・ボックス、ブルーレイ・ディスク・ドライブ、コンピュータ、携帯電話などである。本願におけるディスプレイ・デバイスは、テレビ・セット、プロジェクタ、コンピュータ・ディスプレイ等であってもよい。
更に、本願で提供される技術的解決策は、ビデオ・ファイルがローカルに再生されるシナリオにも適用可能である。ローカル・ビデオ・ファイルのフォーマットがディスプレイ・デバイスによってサポートされるフォーマットに合致しない場合、ディスプレイ・デバイスは、ディスプレイ・デバイスのチップ内でビデオ信号を直接的に変換することができる。この場合、チップは、再生デバイスと考えることが可能であり、再生デバイスがディスプレイ・デバイス内に配置され、ソース・デバイスは、ローカル・ビデオ・ファイルを記憶するデバイスであってもよい。例えば、テレビ・セットは、ローカルにビデオ・ファイルを再生することが可能であり、このビデオ信号は、テレビ・セットのチップ内で変換されることが可能である。
本願のこの実施形態で言及される信号フォーマットは、信号の種類、色域、輝度などである。ビデオ信号の種類に基づいて、ＳＤＲ信号及びＨＤＲ信号が存在する可能性がある。信号がＨＤＲ信号である場合、信号フォーマットは、代替的に、ハイブリッド対数ガンマ法を使用することによって符号化されたＨＬＧ信号、又は知覚量子化法を使用することによって符号化されたＰＱ信号であるとすることが可能である。信号の色域に基づいて、ＢＴ．７０９、ＢＴ．２０２０等が存在する可能性がある。信号の輝度に基づいて、異なる輝度レンジに属する信号が存在する可能性があり、輝度のレンジは、例えば［０，１００］ニット、［０，１０００］ニット、及び［０，４００］ニットであってもよいが、これらに限定されない。
本願のこの実施形態で言及されている処理対象のビデオ信号及び第２ルミナンス・クロミナンス信号は、ＹＣｂＣｒ信号又はＹＵＶ信号であってもよいし、あるいは又は別のＹＣＣ色空間ファミリーの信号であってもよい。以下の実施形態では、説明の例としてＹＣｂＣｒ信号が使用されている。
図１に与えられているビデオ信号処理システムに関し、以下、本願の実施形態で提供されるビデオ信号処理方法を説明する。
図２に示すように、ビデオ信号処理方法は、少なくとも以下の幾つかのステップを含む可能性がある。
Ｓ２０１：処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、処理対象のビデオ信号はＹＣｂＣｒ色空間に属し、処理対象のビデオ信号はＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間に変換される。
処理対象のビデオ信号Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、ＡＶＳ２復号化、再構成及びクロミナンス・アップサンプリングによって再生デバイスで復元される４：４：４ＹＣｂＣｒの非線形ビデオ信号であり、第１非線形ＲＧＢ信号はＲｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’であると仮定する。
Figure 2021529405
信号Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、１０ビットの限定されたレンジ内のデジタル・コード値であり、その処理の後に得られるＲｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’は、その値が［０，１］に属する浮動小数点非線形原色値である。
Ｓ２０２：電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
オプションとして、処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号である場合、第１非線形ＲＧＢ信号はＨＤＲ曲線を使用することにより線形信号に変換され、変換後に得られる線形信号は第１線形ＲＧＢ信号である。処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧであることは、以下のステップにおける説明の例として使用される。
具体的には、第１非線形ＲＧＢ信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’に対して電−光変換が実行された後に第１線形ＲＧＢ信号ＲｓＧｓＢｓが得られるものとする。具体的な計算プロセスは以下のとおりである：
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＦＴＦ−１（Ｅｓ’） （７）
Ｅｓは、信号ＲｓＧｓＢｓにおける任意の成分Ｒｓ、Ｇｓ、又はＢｓを表し、Ｅｓの値は［０，１］に属する。Ｅｓ’は、信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’における成分Ｒｓ’、Ｇｓ’、又はＢｓ’であって、Ｅｓにより表現される成分に対応するものを表す。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）はＩＴＵ ＢＴ．２１００に基づいて次のように定義される：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＰＱ信号である場合、第１非線形ＲＧＢ信号はＰＱ曲線を使用することにより線形信号に変換され、変換後に得られる線形信号は第１線形ＲＧＢ信号である。具体的な計算プロセスは、処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、ＨＬＧ曲線がＰＱ曲線で置き換えられるケースと同様である。詳細はここでは説明されない。
Ｓ２０３：第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジに合致する。
具体的には、Ｓ２０３は以下の幾つかのステップを含む可能性がある。
Ｓ２０３１：第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算する。
具体的には、一時輝度値は次式により計算される：
Ｙｓ＝Ｃ１×Ｒｓ＋Ｃ２×Ｇｓ＋Ｃ３×Ｂｓ
Ｙｓは一時輝度値であり、Ｒｓ、Ｇｓ、及びＢｓはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号ＲｓＧｓＢｓの原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３であり、Ｙｓはその値が［０，１］に属する実数である。
本願のこの実施形態における一時輝度値Ｙｓの計算方法は、上記計算方法には限定されず、実際の実装プロセスでは別の計算方法が存在する可能性がある。これは本願のこの実施形態に限定されない。
Ｓ２０３２：予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得する。
具体的には、本願のこの実施形態における輝度マッピング曲線は、線形空間における輝度マッピング曲線である。本願のこの実施形態における輝度マッピング曲線（Ｔｏｎｅ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ，ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅ）は、信号処理プロセスにおいて予め生成され、処理対象のビデオ信号の輝度は、ディスプレイ・デバイスに合致する表示輝度値、具体的にはディスプレイ・デバイスにおける最終表示輝度を得るためにマッピングされる。
輝度マッピング曲線を生成する複数の方法が存在する。本願のこの実施形態では、輝度マッピング曲線は、以下の方法を使用することにより生成され、曲線上の点（ａ０，ｂ０），（ａ１，ｂ１），．．．，（ａｎ，ｂｎ）が、ＴＭ＿Ｃｕｒｖｅを表すように選択されることが可能である。
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，１００］ニットである。図３は、本願の実施形態による輝度マッピング曲線の概略図である。水平座標はニットという単位における入力信号の輝度値を表し、垂直座標はニットという単位における出力信号の輝度値を表す。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，１５０］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，２００］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，２５０］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，３００］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，３５０］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
オプションとして、処理対象のビデオ信号の輝度レンジは［０，１０００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，４００］ニットである。
輝度マッピングはＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ）を取得するために実行される。
ｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
正規化された輝度マッピング輝度値は、Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ＹｔＰＱ） （３５）である。
Figure 2021529405
従って、Ｙｔの計算式は：
Figure 2021529405
であり、Ｙｔは実数であり、Ｙｔの値のレンジはディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジに一致する。
この実施形態では、入力信号の最大輝度は次のように設定される：Ｌｗ＝１０００ｎｉｔｓ。確かに、Ｌｗは代替的に別の値に設定されてもよく、これは具体的には入力信号の輝度レンジによって決定される。
本願のこの実施形態で提供される輝度マッピング曲線を生成する方法は、説明のための単なる具体例に過ぎないことが分かるであろう。実際の実装プロセスにおいては、別の方法が存在し、輝度マッピング曲線を生成する方法は本願のこの実施形態で限定されない。
具体的には、一時輝度値Ｙｓは、輝度マッピング曲線に基づいて変換され、輝度マッピング後に得られる輝度値Ｙｔを取得する。輝度マッピング後に得られる輝度値の一時輝度値に対する比率は調整係数である。具体的な計算式は以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｙｓは、輝度マッピング後に得られる輝度値であって、輝度マッピング曲線に基づいて決定されるものであり、具体的には輝度マッピング曲線の垂直座標値である。
具体的には、輝度マッピング後に取得される一時輝度値Ｙｔであって一時輝度値に対応する輝度値Ｙｔは、第１マッピング関係テーブルを使用することによって決定されることが可能であり、更に、一時輝度値Ｙｓに対応する調整係数は、輝度マッピング後に得られる輝度値Ｙｔの一時輝度値Ｙｓに対する比率に基づいて決定される。第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線上の少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
Ｓ２０３３：各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、第２線形ＲＧＢ信号はＲｍＧｍＢｍとしてマークされる。具体的な計算プロセスは以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｓ２０４：第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得する。第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。
具体的には、第２線形ＲＧＢ信号ＲｍＧｍＢｍがＢＴ．２０２０の色域に属し、第３線形ＲＧＢ信号ＲｔＧｔＢｔがＢＴ．７０９の色域に属する場合、予め設定済みの色域変換行列は第２線形ＲＧＢ信号ＲｍＧｍＢｍの原色値行列によって乗算され、第３線形ＲＧＢ信号ＲｔＧｔＢｔの原色値行列が得られる。具体的な色域変換計算処理は以下のとおりである：
Figure 2021529405
そのような処理の後に得られるＲｔＧｔＢｔは、その値が［０，１］に制限された浮動小数点線形原色値である。
第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、処理対象のビデオ信号に対応する色域に合致し、第３線形ＲＧＢ信号が属する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域に合致する。
第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域がＢＴ．７０９であり、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域がＢＴ．２０２０である場合、前述の色域変換計算式における色域変換行列が修正され、詳細はここでは説明されない。
オプションのケースにおいて、第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域がディスプレイ・デバイスに対応する色域に合致する場合、色域変換は実行されなくてよい。代替的に、最終的に表示されるビデオ信号の色域が、処理対象のビデオ信号の色域に合致することが予測される場合、即ち、第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域が、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域に合致する場合、色域変換行列は３次恒等行列であってもよい。
Ｓ２０５：光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を得る。
具体的には、第２非線形ＲＧＢ信号はＲｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’としてマークされる。
第３線形ＲＧＢ信号ＲｔＧｔＢｔを第２非線形ＲＧＢ信号Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’に変換する具体的な計算方法は以下のとおりである：
Figure 2021529405
ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジ範囲が［０，２００］ニットである例を使用することにより、上記の計算方法を説明する。γ’の値は２．２，２．４又は別の値であってもよい。これは本願のこの実施形態で限定されない。
Ｓ２０６：第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、第１ルミナンス・クロミナンス信号はＹｔ’ＣｂｔＣｒｔとしてマークされ、色空間変換プロセスは具体的には以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’はその値が［０，１］のレンジ内にある非線形の原色値である。そのような処理の後に得られる信号Ｙｔ’ＣｂｔＣｒｔは、１０ビットの限定されたレンジ内のデジタル符号値である。
Ｓ２０７：第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、Ｓ２０７は以下の幾つかのステップを含んでもよい。
Ｓ２０７１：予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して彩度因子を取得する。
具体的には、彩度因子の算出プロセスは以下のとおりである：
（ａ）輝度マッピングの前に非線形表示輝度値を計算する。
Figure 2021529405
（ｂ）輝度マッピングの後に非線形表示輝度値を計算する。
Figure 2021529405
（ｃ）彩度因子を計算する。
Figure 2021529405
γ’の値は２．２，２．４又は別の値であってもよい。これは本願のこの実施形態で限定されない。
具体的には、一時輝度値に対応する彩度因子は、第２マッピング関係テーブルを使用することにより決定されてもよい。第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
Ｓ２０７２：彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得する。
具体的には、予め設定済みのクロミナンス調整因子は、第１調整因子Ｗａ及び第２調整因子Ｗｂを含んでもよい。第１ルミナンス・クロミナンス信号は、第１クロミナンス成分Ｃｂｔ及び第２クロミナンス成分Ｃｒｔを含む。
第２ルミナンス・クロミナンス信号ＹｏＣｂｏＣｒｏの計算プロセスは具体的には以下のとおりである。
第２ルミナンス・クロミナンス信号の第１クロミナンス成分は、
Ｃｂｏ＝Ｃｂｔ×ＳｍＧａｉｎ×Ｗａ
である。
第２ルミナンス・クロミナンス信号の第２クロミナンス成分は、
Ｃｒｏ＝Ｃｒｔ×ＳｍＧａｉｎ×Ｗｂ
である。
第２ルミナンス・クロミナンス信号の輝度値は、
Ｙｏ＝Ｙｔ’
である。
第２ルミナンス・クロミナンス信号ＹｏＣｂｏＣｒｏは、第２ルミナンス・クロミナンス信号のルミナンス値、第１クロミナンス成分、第２クロミナンス成分に基づいて取得することが可能である。
可能な実装において、第１調整係数Ｗａと第２調整係数Ｗｂの両方は１であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号の計算プロセスは以下のとおりである：
Figure 2021529405
信号ＹｏＣｂｏＣｒｏは、１０ビットの限定されたレンジ内のデジタル符号値である。
本願のこの実施形態では、処理対象のＨＤＲビデオ信号はＳＤＲ信号に変換され、その結果、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、ＳＤＲ信号は正しく表示される。本願のこの実施形態では、先ず輝度処理が線形空間において処理対象のビデオ信号に対して実行され、次いで色域変換が、輝度処理された信号に対して実行され、色域変換された信号は非線形空間に変換され、色空間が変換され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、再度処理が、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合致する信号を出力するために実行される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。また、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理された後に、クロミナンス成分は、輝度マッピング曲線と輝度処理入力信号の輝度値とに基づいて相応して調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方が効果的に調整される。前述の方法では、処理の観点から、輝度、色域、及び彩度について関係が形成され、その結果、信号変換の複雑さが低減され、信号変換効率が改善される。
前述の実施形態では、色域変換及び輝度マッピングのシーケンスが変更される可能性があり、色空間変換及び非線形空間−線形空間変換が、処理対象のビデオ信号に対して実行された後に、先ず色域変換が実行され、次いで輝度処理が実行され、最終的に彩度マッピングが実行される前に、輝度処理された信号が線形空間から非線形空間へ変換され、色空間変換が実行され、ディスプレイ・デバイスに合致するビデオ信号が取得される、ということを学ぶことができる。
図２の前述の実施形態はまた、ＳＤＲ信号がＨＤＲ信号に変換されるシナリオにも適用可能である、ということを学ぶことができる。具体的には、処理対象のビデオ信号のフォーマットはＳＤＲ信号であり、ディスプレイ・デバイスによってサポートされる信号フォーマットはＨＤＲ信号（ＨＤＲ ＨＬＧ信号又はＨＬＧ ＰＱ信号）である。具体的な実装プロセスでは、電−光伝達関数、光−電伝達関数、色域変換行列、及び輝度マッピング曲線は変更される。
ＳＤＲ信号をＨＤＲ信号に変換するシナリオでは、先ず色空間変換及び非線形空間−線形空間変換が処理対象の信号に対して実行され、次いで、色域変換が先ず実行され、次いで輝度処理が実行され、最終的に彩度マッピングが実行される前に、輝度処理された信号が線形空間から非線形空間へ変換され、色空間変換が実行され、ディスプレイ・デバイスに合致するビデオ信号が取得される。具体的には、図４に示すように、ビデオ信号処理方法は、少なくとも以下の幾つかのステップを包含することが可能である。
Ｓ４０１：処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的にはＳ４０１はＳ２０１と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０２：電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的にはＳ４０２はＳ２０２に類似しており、ＳＤＲ信号に対応する電−光伝達関数のみが変更されることを要する。詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０３：第１線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。
具体的にはＳ４０３はＳ２０４に類似しており、ＳＤＲ信号からＨＤＲ信号への変換に対応する色域変換行列のみが変更されることを要する。詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０４：第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得する。第３線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジに合致する。
具体的には、Ｓ４０４はＳ２０３に類似しており、輝度マッピング曲線のみが、処理対象のビデオ信号の輝度レンジとディスプレイ・デバイスに合致する輝度レンジとに基づいて変更されることを要する。詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０５：光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的にはＳ４０５はＳ２０５に類似しており、ＨＤＲ信号に対応する光−電伝達関数のみが変更されることを要する。詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０６：第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的にはＳ４０６はＳ２０６と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ４０７：第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的にはＳ４０７はＳ２０７と一致しており、詳細はここでは説明されない。
別の実施形態では、ビデオ信号処理方法において、先ず彩度マッピングが実行される可能性があり、次いで輝度マッピング及び色域変換が実行される。具体的な方法については、図５を参照されたい。
Ｓ５０１：処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、具体的な彩度マッピング・プロセスは以下のとおりである。
Ｓ５０１１：予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号の輝度成分を変換して彩度因子を取得する。
具体的には、彩度マッピング曲線は、輝度マッピング曲線に基づいて決定され、彩度マッピング曲線は、輝度マッピング前の初期輝度値と彩度マッピング係数との間の対応関係を表し、彩度マッピング因子は、彩度処理入力信号のクロミナンス成分を調整するために使用される。輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の初期輝度値と輝度マッピング後の輝度値との間の対応関係を表す。輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の信号に対して輝度処理を実行し、輝度マッピングされた信号を取得するために使用される。
具体的には、輝度マッピング曲線は、線形空間における輝度マッピング曲線であってもよいし、あるいは非線形空間における輝度マッピング曲線であってもよい。
輝度マッピング曲線が線形空間における輝度マッピング曲線である場合、彩度マッピング曲線を取得するために、線形空間における輝度マッピング曲線は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。
輝度マッピング曲線が非線形空間における輝度マッピング曲線である場合に、輝度マッピング曲線が位置する非線形空間が、彩度処理入力信号が位置する非線形空間と一致していないときは、非線形空間における輝度マッピング曲線は線形空間における輝度マッピング曲線に変換され、次いで、彩度マッピング曲線を取得するために、線形空間における輝度マッピング曲線は、彩度処理入力信号が位置する非線形空間に変換される。輝度マッピング曲線が位置する非線形空間が、彩度処理入力信号が位置する非線形空間と一致する場合、輝度マッピング曲線は彩度マッピング曲線である。
具体的に、彩度因子の算出プロセスについては、図２の実施形態におけるＳ２０７１の算出プロセスを参照されたい。詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０１２：彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得する。
具体的に、調整されたクロミナンス値の計算プロセスについては、図２の実施形態におけるＳ２０７２の計算プロセスを参照されたい。詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０２：第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的に、色空間変換プロセスについては、図２の実施形態におけるＳ２０１を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０３：電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的に、電−光伝達プロセスについては、図２の実施形態におけるＳ２０２の説明を参照されたい。特定の電−光伝達関数が、処理対象のビデオ信号のフォーマットに基づいて決定される。処理対象のビデオ信号がＳＤＲ信号である場合、電−光伝達関数はガンマ曲線である。処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号である場合、電−光伝達関数はＨＬＧ ＯＥＴＦ−１曲線である。処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＰＱ信号である場合、電−光伝達関数はＰＱ ＥＯＴＦ曲線である。
Ｓ５０４：第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである。
具体的には、輝度マッピング・プロセスは以下の幾つかのステップを含む可能性がある。
Ｓ５０４１：第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算する。
具体的には、Ｓ５０４１はＳ２０３１に類似しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０４２：予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得する。
具体的には、Ｓ５０４２はＳ２０３２に類似しており、詳細はここでは説明されない。輝度マッピング曲線は、処理対象のビデオ信号のフォーマットによって決定される。
Ｓ５０４３：各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、Ｓ５０４３はＳ２０３３と類似しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０５：第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得する。第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。
具体的に、色域変換プロセスはＳ２０４と同様である。対応する色域変換行列は、異なる変換シナリオに対して特に調整される。詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０６：光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、光−電伝達関数は、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる信号フォーマットによって決定される。具体的な実装は図２の実施形態におけるＳ２０５と同様であり、詳細はここでは説明されない。
Ｓ５０７：第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、色空間変換はＳ２０６と一致しており、詳細はここでは説明されない。
本願のこの実施形態は、処理対象のＨＤＲ ＨＬＧ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオ、処理対象のＨＤＲ ＰＱ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオ、処理対象のＳＤＲ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号又はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されるシナリオに適用可能である。本願のこの実施形態では、処理対象のビデオ信号は、ディスプレイ・デバイスにおいて正しく表示されることが可能である。先ず彩度マッピングが処理対象のビデオ信号に対して実行され、次に、線形空間内の彩度マッピング信号に対して輝度マッピングを行い、次に、クロミナンス・マッピングが線形空間において再度マッピングされた信号に対して実行され、色域変換が輝度マッピングされた信号に対して実行され、色域変換された信号は非線形空間に変換され、色空間は、ディスプレイがビデオを正しく再生するために、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合致する信号を出力するように変換される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。更に、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理される前に、クロミナンス成分は輝度マッピング曲線に基づいて相応して調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方が効果的に調整されることが可能である。前述の方法では、処理の観点から、輝度、色域、及び彩度に対する関係が形成され、その結果、信号変換の複雑さが低減され、信号変換効率が改善される。
例えば、本願の実施形態は、別のビデオ信号処理方法を提供する。方法は以下のシナリオに適用可能である：処理対象のビデオ信号は、輝度レンジが［０，１０００］ニットであり且つ色域レンジがＢＴ．２０２０であるＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる信号フォーマットはＳＤＲ信号であり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる輝度レンジは［０，２００］ニットであり、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる色域レンジはＢＴ．７０９である。
Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、ＡＶＳ２復号化及び再構成及びクロミナンス・アップサンプリングにより端末で復元される４：４：４ＹＣｂＣｒ非線形ビデオ信号であると仮定する。各成分は１０ビットのデジタル符号値である。
方法は具体的には以下の幾つかのステップを含む可能性がある。
１．処理対象のビデオ信号に対して彩度マッピングを実行し、彩度マッピングされた信号ＹｉＣｂｉＣｒｉを計算する。
（１）正規化されたオリジナル輝度Ｙｎｏｒｍを計算する。
Ｙｎｏｒｍ＝（Ｙｓ−６４）／（９４０−６４） （４８）
Ｙｎｏｒｍは［０，１］のレンジに制限されることを要する。
（２）彩度マッピング・ゲインＳｍＧａｉｎ（換言すれば、前述の実施形態における彩度因子）を計算する。
ＳｍＧａｉｎ＝ｆｓｍ（Ｙｎｏｒｍ） （４９）
ｆｓｍ（）は彩度マッピング曲線であり、輝度マッピング曲線ｆｔｍ（）に基づいて計算される。ｆｓｍ（）の計算ステップは以下のとおりである：
（ａ）輝度マッピング曲線ｆｔｍ（）を線形空間に変換して線形輝度マッピング曲線を取得する。
Figure 2021529405
Ｌは、ニットの単位における入力線形輝度であり、ｆｔｍＬ（Ｌ）の結果は、ニットの単位における線形輝度である。
（ｂ）線形輝度マッピング曲線ｆｔｍＬ（）をＨＬＧ空間に変換し、ＨＬＧ信号に対する輝度マッピング曲線を取得する。
Figure 2021529405
ｅはＨＬＧ信号の正規化された輝度であり、ｆｔｍＨＬＧ（ｅ）の結果はＨＬＧ信号の正規化された輝度である。
（ｃ）彩度マッピング曲線ｆｓｍ（）を計算する。
Figure 2021529405
（３）彩度マッピングされた信号ＹｉＣｂｉＣｒｉを計算する。
Figure 2021529405
信号ＹｉＣｂｉＣｒｉは１０ビット制限レンジにおけるデジタル符号値であり、Ｙｉの値は［６４，９４０］のレンジ内にあることを必要とし、Ｃｂｉ及びＣｒｉの値は［６４，９６０］のレンジ内にあることを必要とする。
２．信号ＹｉＣｂｉＣｒｉに対して色空間変換を実行して非線形信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’を取得する。
Figure 2021529405
信号Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、１０ビット制限レンジにおけるデジタル符号値であり、そのような処理の後に得られるＲｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’は浮動小数点非線形原色値であり、その値は［０，１］のレンジに制限されることを要する。
３．非線形信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’は線形信号ＲｓＧｓＢｓに変換され、入力信号の線形輝度Ｙｓを計算する。
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（Ｅｓ’） （５６）
式中のＥｓは信号ＲｓＧｓＢｓにおける任意の成分の線形原色値を表し、Ｅｓの値は［０，１］のレンジ内にある。Ｅｓ’は、Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’における成分であってＥｓにより表現される成分に対応するものの非線形原色値である。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）は、ＩＴＵ ＢＴ．２１００に基づいて以下のように定められる：
Figure 2021529405
線形輝度Ｙｓは次のように計算される：
Ｙｓ＝０．２６２７Ｒｓ＋０．６７８０Ｇｓ＋０．０５９３Ｂｓ （５８）
Ｙｓは実数であり、その値は［０，１］のレンジ内にある。
４．輝度マッピングの後に得られる輝度値Ｙｔを計算する。
（１）表示輝度Ｙｄを計算する。
Ｙｄ＝１０００（Ｙｓ）１．２ （５９）
（２）視覚的な線形輝度ＹｄＰＱを計算する。
Figure 2021529405
（３）輝度マッピングを実行してＹｔＰＱを取得する。
ＹｔＰＱ＝ｆｔｍ（ＹｄＰＱ） （６１）
式中のｆｔｍ（）は次のように定められる：
Figure 2021529405
関数ｈｍｔ（）は次のように定められる。
Figure 2021529405
（４）輝度マッピングの後に得られる正規化された線形輝度Ｙｔを計算する。
Figure 2021529405
従って、Ｙｔの計算式は：
Ｙｔ＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ（ｆｔｍ（ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（１０００（Ｙｓ）１．２）） （４６）
であり、Ｙｔは実数であり、その値は［０，２００］のレンジに制限されることを要する。
５．輝度マッピング・ゲインＴｍＧａｉｎ（即ち、前述の実施形態における調整係数）を計算する。
輝度マッピング・ゲインＴｍＧａｉｎの計算式は以下のとおりである：
Figure 2021529405
６．線形信号ＲｓＧｓＢｓに対して輝度マッピングを実行して輝度マッピング信号ＲｔｍＧｔｍＢｔｍを取得する。
Ｅｔｍ＝Ｅｓ×ＴｍＧａｉｎ （６８）
式中のＥｓは、信号ＲｓＧｓＢｓにおける任意の成分を表し、Ｅｔｍは、ＲｓＧｓＢｓにおける成分であって、Ｅｓにより表現される成分に対応するものを表す。
７．信号ＲｔｍＧｔｍＢｔｍに対して色域マッピングが実行された後に得られる信号ＲｔＧｔＢｔを計算する。
Figure 2021529405
そのような処理の後に得られる信号ＲｔＧｔＢｔは浮動小数点線形原色値であり、その値は［０，２００］のレンジに制限されることを要する。
８．ＲｔＧｔＢｔが非線形空間に変換された後に得られる信号Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’を計算する。
Ｅｔ’＝（Ｅｔ／２００）１／γ （７０）
式（７０）におけるγは、２．２、２．４、又は他の値であってもよいことが理解されるべきである。γの値は実際の状況に基づいて選択されることが可能である。これは、本願のこの実施態様において限定されない。
９．非線形信号Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’に対して色空間変換を実行してＹｔ’ＣｂｔＣｒｔを取得する。
Figure 2021529405
Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’は非線形原色値であり、その値は［０，１］のレンジ内にある。このような処理の後に得られる信号Ｙｔ’ＣｂｔＣｒｔは１０ビット制限レンジにおけるデジタル符号値であり、Ｙｔの値は［６４，９４０］のレンジ内にあることを必要とし、Ｃｂｔ及びＣｒｔの値は［６４，９６０］のレンジ内にあることを必要とする。
前述の実施形態において、色域変換及び輝度マッピングのシーケンスは変更されることが可能であり、色空間変換及び非線形空間−線形空間変換が彩度処理済み信号に対して実行された後に、色域変換が先ず実行され、次いで輝度処理が実行され、最終的に輝度処理済み信号が線形空間から非線形空間へ変換され、ディスプレイ・デバイスに合致するビデオ信号を得るために、色空間変換が実行される、ということを学ぶことができる。具体的には、図６に示すように、ビデオ信号処理方法は、少なくとも以下の幾つかのステップを含む可能性がある。
Ｓ６０１：処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、Ｓ６０１はＳ５０１と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０２：第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、Ｓ６０２はＳ５０２と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０３：電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、Ｓ６０３はＳ５０３と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０４：第１線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。
具体的には、Ｓ６０４はＳ５０５に類似しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０５：第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得する。第３線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである。
具体的には、Ｓ６０５はＳ５０４と類似しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０６：光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、Ｓ６０６はＳ５０６と一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ６０７：第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。
具体的には、Ｓ６０７はＳ５０７と一致しており、詳細はここでは説明されない。
別の可能な実施形態において、ビデオ信号処理方法は、処理対象のＨＲＤ ＨＬＧ信号をＨＤＲ ＰＱ信号に変換することに適用可能であるかもしれない。具体的なビデオ信号処理方法は図７に示されている。
Ｓ７０１：処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、非線形信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’を取得するために、先ず色空間変換が処理対象のビデオ信号Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓに対して実行される。
Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、ＡＶＳ２復号化、再構成及びクロミナンス・アップサンプリングによって端末で復元される４：４：４ＹＣｂＣｒの非線形ビデオ信号であることが仮定される。各成分は１０ビット・デジタル符号値である。
Figure 2021529405
信号Ｙｓ’ＣｂｓＣｒｓは、１０ビット制限レンジにおけるデジタル符号値であり、そのような処理の後に得られるＲｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’は浮動小数点非線形原色値であり、その値は［０，１］のレンジに制限されることを必要とする。
非線形信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’は、電−光伝達関数を使用することにより第１線形ＲＧＢ信号ＲｓＧｓＢｓに変換される。具体的な変換プロセスは以下のとおりである。
Ｅｓ＝ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（Ｅｓ’） （７５）
式中のＥｓは、信号ＲｓＧｓＢｓにおける任意の成分を表し、Ｅｓ’は、信号Ｒｓ’Ｇｓ’Ｂｓ’における成分であって、Ｅｓにより表現される成分に対応するものである。関数ＨＬＧ＿ＯＥＴＦ−１（）は、ＩＴＵ ＢＴ．２１００に基づいて以下のように定義される：
Figure 2021529405
Ｓ７０２：輝度マッピングにより第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換する。
具体的には、Ｓ７０２は、以下の幾つかのステップを含む。
Ｓ７０２１：第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいてシーン輝度値を計算する。
具体的には、シーン輝度値は、Ｙｓ＝０．２６２７Ｒｓ＋０．６７８０Ｇｓ＋０．０５９３Ｂｓ である。
Ｓ７０２２：ディスプレイ・デバイスの定格表示輝度ピーク値とシステム・ガンマ値とに基づいてシーン輝度値を調整して表示輝度値を取得する。
具体的には、表示輝度はＹｄ＝Ｙｓ γ＊Ｌｗであり、Ｙｄは表示輝度値であり、Ｙｓはシーン輝度値であり、Ｌｗは定格表示輝度ピーク値であり、γはシステム・ガンマ値であり、γ＝１．２＋０．４２＊ｌｏｇ１０（Ｌｗ／１０００）である。この実施形態では、入力信号の最大輝度は、Ｌｗ＝１０００ニットに設定される。もちろんＬｗは代替的に別の値に設定されてもよい。これは具体的には入力信号の輝度レンジによって決定される。
Ｓ７０２３：各原色値に、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率を乗算して、第２線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率は、輝度マッピング・ゲインＴｍＧａｉｎである。
輝度マッピング・ゲインＴｍＧａｉｎの計算は次式に示される：
Figure 2021529405
各原色値に、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率を乗算し、第２線形ＲＧＢ信号を取得するプロセスは、以下のとおりである：
Ｅｔ＝Ｅｓ×ＴｍＧａｉｎ （７８）
式中のＥｓは、信号ＲｓＧｓＢｓにおける任意の成分を表し、Ｅｔは、第２線形ＲＧＢ信号ＲｔＧｔＢｔにおける成分であってＥｓにより表現される成分に対応するものである。
Ｓ７０３：光−電伝達関数に基づいて第２線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換する。
具体的には、非線形ＲＧＢ信号はＲｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’としてマークされる。光−電伝達プロセスは以下のとおりである：
Ｅｔ’＝ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（Ｅｔ） （７９）
式中の関数ＰＱ＿ＥＯＴＦ−１（）に関し、ＩＴＵ ＢＴ．２１００を参照すると定義は以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｓ７０４：非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行し、処理されたビデオ信号を取得する。処理されたビデオ信号の信号フォーマットはディスプレイ・デバイスに適合している。
具体的には、Ｓ５０３における非線形ＲＧＢ信号Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’に対して色空間変換を実行し、処理された信号Ｙｔ’ＣｂｔＣｒｔを取得するプロセスは以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｒｔ’Ｇｔ’Ｂｔ’は浮動小数点非線形原色値であり、その値は［０，１］のレンジにある。このような処理の後に得られる信号Ｙｔ’ＣｂｔＣｒｔは１０ビット制限レンジにおけるデジタル符号値である。
本願のこの実施形態では、処理対象のＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ ＨＬＧフォーマットにおけるビデオ信号は、ＨＤＲ ＰＱ信号フォーマットをサポートするディスプレイ・デバイスにおいて正しく表示されることが可能である。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。
別の可能な実施形態において、ビデオ信号処理方法は、ＢＴ．２０２０色域における処理対象のＳＤＲ信号をＢＴ．７０９におけるＳＤＲ信号に変換することに適用可能である可能性がある。具体的なビデオ信号処理方法は図８に示されている。
Ｓ８０１：処理対象の信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、色空間変換及び非線形空間−線形空間変換はＳ５０１におけるものと同様であり、Ｓ５０１における電−光伝達関数はガンマ曲線に変えられる。詳細はここでは説明されない。
Ｓ８０２：第１線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得する。
第２線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。
具体的には、色域変換プロセスはＳ２０４における計算プロセスと一致しており、詳細はここでは説明されない。
Ｓ８０３：光−電伝達関数に基づいて第２線形ＲＧＢ信号を変換して第１非線形ＲＧＢ信号を取得する。
具体的には、ディスプレイ・デバイスによりサポートされる信号フォーマットはＳＤＲ信号である。例えば、光−電伝達関数は、ガンマ曲線を使用することにより計算されてもよく、具体的な光−電伝達プロセスは以下のとおりである：
Figure 2021529405
Ｅは第２線形ＲＧＢ信号における任意の成分であり、Ｅ’は、第１非線形ＲＧＢ信号における成分であって、Ｅによって表現される成分に対応するものである。
Ｓ８０４：第１非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得する。第２ルミナンス・クロミナンス信号の信号フォーマットは、ディスプレイ・デバイスに適合している。
具体的には、色空間変換プロセスはＳ５０４と一致しており、詳細はここでは説明されない。
本願のこの実施形態では、ＢＴ．２０２０色域における処理対象のＳＤＲ信号はＢＴ．７０９におけるＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＢＴ．２０２０色域におけるＳＤＲ信号は、ＢＴ．７０９におけるＳＤＲ信号フォーマットをサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、正しく表示されることが可能である。これは、ピクチャの歪み及び不正確なカラー・パフォーマンスの問題を回避する。
本願の実施形態は、対応するビデオ信号処理装置を更に提供する。図９に示されるように、ビデオ信号処理装置７０は、少なくとも、色空間変換ユニット７１０、電−光トランスファ・ユニット７２０、輝度マッピング・ユニット７３０、色域変換ユニット７４０、光−電トランスファ・ユニット７５０、及び彩度マッピング・ユニット７６０を含む可能性がある。
色空間変換ユニット７１０は、処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
電−光トランスファ・ユニット７２０は、電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
輝度マッピング・ユニット７３０は、第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成されており、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである。詳細についてはＳ２０３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色域変換ユニット７４０は、第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成されており、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。詳細についてはＳ２０４の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
光−電トランスファ・ユニット７５０は、第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０５の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色空間変換ユニット７１０は、更に、第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０６の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
彩度マッピング・ユニット７６０は、第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０７の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、処理対象のビデオ信号は、高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は、標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
可能な実施形態において、輝度マッピング・ユニット７３０は、第１計算サブユニット７３１０、第１変換サブユニット７３２０、及び第１取得サブユニット７３３０を含んでもよい。
第１計算サブユニット７３１０は、第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するように構成される。詳細についてはＳ２０３１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第１変換サブユニット７３２０は、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得する構成される。詳細についてはＳ２０３２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第１取得サブユニット７３３０は、各原色値に調整係数を乗算して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０３３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、一時輝度値は次式により算出される：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ （８４）
Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である。
可能な実施形態において、第１変換サブユニット７３２０は、第１マッピング関係テーブルを使用することによって、一時輝度値に対応する調整係数を決定するように構成され、第１マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実施形態において、彩度マッピング・ユニット７６０は、第２変換サブユニット７６１０、及び第２取得サブユニット７６２０を含む。
第２変換サブユニット７６１０は、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して彩度因子を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０７１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第２取得サブユニット７６２０は、彩度因子と予め設定済みの色度調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するように構成される。詳細についてはＳ２０７２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、第２変換サブユニット７６１０は、第２マッピング関係テーブルを使用することによって、一時輝度値に対応する彩度係数を決定するように構成され、第２マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実施形態において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む。
本願のこの実施形態では、処理対象のＨＤＲビデオ信号はＳＤＲ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＳＤＲ信号は、ＳＤＲ信号をサポートするディスプレイ・デバイスにおいて正しく表示されることが可能である。本願のこの実施形態では、先ず線形空間において処理対象のビデオ信号に対して輝度処理が実行され、次いで輝度処理済み信号に対して色域変換が実行され、色域変換済み信号は非線形空間に変換され、色空間が変換され、ディスプレイがビデオを正しく再生するために、ディスプレイによってサポートされるフォーマットに一致する信号を出力するように彩度処理が実行される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。また、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理された後に、クロミナンス成分は、輝度マッピング曲線と輝度処理入力信号の輝度値とに基づいて相応に調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方が効果的に調整されることが可能である。前述の方法では、処理の観点から、輝度、色域、及び彩度に対する関係が形成され、その結果、信号変換の複雑さが低減され、信号変換効率が改善される。
本願の実施形態は、更に、別の対応するビデオ信号処理装置を提供する。図１０に示されるように、ビデオ信号処理装置８０は、少なくとも、彩度マッピング・ユニット８１０、色空間変換ユニット８２０、電−光トランスファ・ユニット８３０、輝度マッピング・ユニット８４０、色域変換ユニット８５０、及び光−電トランスファ・ユニット８６０を含む可能性がある。
彩度マッピング・ユニット８１０は、処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色空間変換ユニット８２０は、第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
電−光トランスファ・ユニット８３０は、電−光伝達関数に基づいて第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
輝度マッピング・ユニット８４０は、第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成され、第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである。詳細についてはＳ５０４の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色域変換ユニット８５０は、第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成され、第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである。詳細についてはＳ５０５の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
光−電トランスファ・ユニット８６０は、光−電伝達関数に基づいて第３線形ＲＧＢ信号を変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０６の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色空間変換ユニット８２０は、更に、第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０７の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、処理対象のビデオ信号は、高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は、標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である。
可能な実施形態において、彩度マッピング・ユニット８１０は、第１変換サブユニット８１１０及び第１取得サブユニット８１２０を含んでもよい。
第１変換サブユニット８１１０は、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて、処理対象のビデオ信号の輝度成分を変換して彩度因子を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０１１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第１取得サブユニット８１２０は、彩度因子と予め設定済みの色度調整因子との積に、クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するように構成される。詳細についてはＳ５０１２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、第１変換サブユニットは、第１マッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する彩度因子を決定するように構成され、第１マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実施形態において、輝度マッピング・ユニット８４０は、第２計算サブユニット８４１０、第２変換サブユニット８４２０、及び第２取得サブユニット８４３０を含んでもよい。
第２計算サブユニット８４１０は、第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するように構成される。詳細についてはＳ４０４１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第２変換サブユニット８４２０は、予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて一時輝度値を変換して調整係数を取得するように構成される。詳細についてはＳ４０４２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
第２取得サブユニット８４３０は、各原色値に調整係数を乗算して第２線形ＲＧＢ信号を得るように構成される。詳細についてはＳ４０４３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、一時輝度値は次式により算出される：
Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ （８５）
Ｙは一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、Ｃ３＝０．０５９３である。
可能な実施形態において、第２変換サブユニットは、第２のマッピング関係テーブルを使用することにより、一時輝度値に対応する調整係数を決定するように構成され、第２マッピング関係テーブルは、輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
可能な実施形態において、第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む。
各ユニットの説明については、ビデオ信号処理方法の前述の実施形態を更に参照されたい、ということが理解されるであろう。詳細はここでは説明されない。
本願のこの実施形態は、処理対象のＨＤＲ ＨＬＧ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオ、処理対象のＨＤＲ ＰＱ信号がＳＤＲ信号に変換されるシナリオ、及び処理対象のＳＤＲ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号又はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されるシナリオに適用可能である。本願のこの実施形態では、処理対象のビデオ信号は、ディスプレイ・デバイスにおいて正しく表示されることが可能である。先ず処理対象のビデオ信号に対して彩度マッピングが実行され、次に線形空間において彩度マッピング信号に対して輝度マッピングが実行され、次に輝度マッピング信号に対して色域変換が実行され、色域変換された信号が非線形空間に変換され、ディスプレイがビデオを正しく再生するために、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合った信号を出力するように、色空間が変換される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。更に、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理される前に、輝度マッピング曲線に基づいてクロミナンス成分が相応に調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方を効果的に調整することができる。前述の方法では、処理の観点から、輝度、色域、及び彩度に対する関係が形成され、その結果、信号変換の複雑さが低減され、信号変換効率が改善される。
本願の実施形態は、更に別のビデオ信号処理装置を提供する。図１１に示されるように、ビデオ信号処理装置９０は、少なくとも変換ユニット９１０、輝度マッピング・ユニット９２０、光−電トランスファ・ユニット９３０、及び色空間変換ユニット９４０を含む可能性がある。
変換ユニット９１０は、処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ７０１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
輝度マッピング・ユニット９２０は、輝度マッピングによって、第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換するように構成される。詳細についてはＳ７０２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
光−電トランスファ・ユニット９３０は、光−電伝達関数に基づいて、第２線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するように構成される。詳細についてはＳ７０３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
色空間変換ユニット９４０は、非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して処理されたビデオ信号を取得するように構成され、処理されたビデオ信号の信号フォーマットはディスプレイ・デバイスに適合している。詳細についてはＳ７０４の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態において、処理対象のビデオ信号はハイブリッド対数ガンマＨＬＧ信号であり、処理されたビデオ信号は知覚量子化ＰＱ信号である。
可能な実施形態において、非線形空間−線形空間変換は、ＨＬＧ光−電変換の逆プロセスである。
可能な実施形態において、輝度マッピング・ユニット９２０は、第１計算サブユニット９２１０、調整サブユニット９２２０、及び取得サブユニット９２３０を含んでもよい。
第１の計算サブユニット９２１０は、第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいてシーン輝度値を計算するように構成される。詳細についてはＳ７０２１の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
調整サブユニット９２２０は、表示輝度値を得るために、ディスプレイ・デバイスの定格表示輝度ピーク値及びシステム・ガンマ値に基づいて、シーン輝度値を調整するように構成される。詳細についてはＳ７０２２の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
取得サブユニット９２３０は、各原色値に、表示輝度値のシーン輝度値に対する比率を乗算して、第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成される。詳細についてはＳ７０２３の説明を参照されたい。詳細はここでは説明されない。
可能な実施形態では、表示輝度値は以下の式に従って取得される：
Ｙｄ＝Ｙｓ γ＊Ｌｗ
Ｙｄは表示輝度値であり、Ｙｓはシーン輝度値であり、Ｌｗは定格表示輝度ピーク値であり、γはシステム・ガンマ値であり、γ＝１．２＋０．４２＊ｌｏｇ１０（Ｌｗ／１０００）である。
本願のこの実施形態では、処理対象のＨＤＲ ＨＬＧ信号はＨＤＲ ＰＱ信号に変換されることが可能であり、その結果、ＨＤＲ ＨＬＧフォーマットのビデオ信号は、ＨＤＲ ＰＱ信号フォーマットをサポートするディスプレイ・デバイスにおいて、正しく表示されることが可能である。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。
各ユニットの説明については、ビデオ信号処理方法の前述の実施形態を更に参照されたい、ということは理解されるであろう。詳細はここでは説明されない。
本願では、図９、図１０、図１１の実施形態で提供されるビデオ信号処理装置は、同じ装置であってもよく、装置のユニットの位置及びパラメータは、調整可能である。具体的には、装置によって含まれるユニットの位置及びパラメータは、処理対象のビデオ信号のフォーマット及びディスプレイ・デバイスによってサポートされる信号フォーマットに基づいて調整されてもよく、その結果、装置は各ビデオ信号変換シナリオに適用可能である。
本願の実施形態は、別のビデオ信号処理装置を提供する。図１２に示されるように、ビデオ信号処理装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ１００１、少なくとも１つのネットワーク・インターフェース１００４、ユーザー・インターフェース１００３、メモリ１００５、少なくとも１つの通信バス１００２、及び表示スクリーン１００６を少なくとも含む可能性がある。通信バス１００２は、これらのコンポーネント間の接続及び通信を実現するように構成される。再生デバイス１００内の各コンポーネントは、別のコネクタを使用することによって更に結合されてもよく、別のコネクタは、種々のインターフェース、伝送ライン又はバスなどを含んでもよいことが理解されるべきである。本願の各実施形態において、結合は、特定の方法での相互接続を意味し、直接接続、又は他のデバイスを使用することによる間接接続を含む。
プロセッサ１００１は、以下のタイプのうちの少なくとも１つを含むことができる：汎用中央集中処理ユニット（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ，ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ・ユニット（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ，ＭＣＵ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ，ＦＰＧＡ）、又は論理演算を実現するように構成された集積回路。例えば、プロセッサ１００１は、シングル・コア（ｓｉｎｇｌｅ−ＣＰＵ）プロセッサ又はマルチ・コア（ｍｕｌｔｉ−ＣＰＵ）プロセッサであってもよい。プロセッサ１００１に含まれる複数のプロセッサ又はユニットは、１つのチップに集積されてもよいし、又は複数の異なるチップに配置されてもよい。ユーザー・インターフェース１００３は、物理的なボタン（押しボタン、ロッカー・ボタン等）、ダイヤル・パッド、スライダ・スイッチ、ジョイスティック、クリック・スクロール・ホイール、光学マウス（光学マウスは、視覚的な出力を表示しない接触感知表面、又はタッチスクリーンを含む接触感知表面の拡張である）等を含んでもよい。ネットワーク・インターフェース１００４は、オプションとして、標準有線インターフェース及び無線インターフェース（例えば、ＷＩ−ＦＩインターフェース）を含んでもよい。メモリ１００５は、不揮発性メモリ、例えば、埋め込みマルチメディア・カード（ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｍｕｌｔｉ ｍｅｄｉａ ｃａｒｄ，ＥＭＭＣ）、ユニバーサル・フラッシュ・ストレージ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｆｌａｓｈ ｓｔｏｒａｇｅ，ＵＦＳ）、又はリード・オンリー・メモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ）であってもよい。オプションとして、メモリ１００５は、本願のこの実施形態におけるフラッシュ、又は静的な情報及び命令を記憶することができる別のタイプの静的記憶装置を含み、又はランダム・アクセス・メモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＡＭ）などの揮発性メモリ（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｙ）、又は情報及び命令を記憶することができる別のタイプの動的記憶装置、又は電気的に消去可能なプログラマブル・リード・オンリー・メモリ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ， ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクト・ディスク・リード・オンリー・メモリ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，ＣＤ−ＲＯＭ）又は別のディスク記憶装置、光ディスク記憶装置（コンパクト・ディスク、レーザー・ディスク、光ディスク、デジタル汎用ディスク、ブルー・レイ・ディスクなどを含む）、磁気記憶媒体又は別の磁気記憶装置、あるいは、命令又はデータ構造形式でプログラム・コードを搬送又は格納するために使用されることが可能であって、コンピュータによりアクセスされることが可能な他の任意のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むが、これらに限定されない。オプションとして、メモリ１００５は、プロセッサ１００１から遠く離れた少なくとも１つの記憶システムであってもよい。図１２に示されるように、コンピュータ記憶媒体として、メモリ１００５は、オペレーティング・システム、ネットワーク通信モジュール、ユーザー・インターフェース・モジュール、及びプログラム命令を含んでもよい。
メモリ１００５は、独立して存在してもよく、コネクタを使用することによりプロセッサ１００１に結合される。メモリ１００５は、代替的に、プロセッサ１００１と一体化されてもよい。メモリ１００５は、本願を実行するためのプログラム命令を含む様々なコンピュータ・プログラム命令を記憶することが可能であり、実行はプロセッサ１００１によって制御される。実行される種々のコンピュータ・プログラム命令はまた、プロセッサ１００１のドライバ・プログラムとして考えられてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、メモリ１００５に記憶されたコンピュータ・プログラム命令を実行し、本願の方法の実施形態における方法を実現するように構成される。非常に大量のコンピュータ・プログラム命令が存在し、コンピュータ・プログラム命令は、プロセッサ１００１内の少なくとも１つのプロセッサによって実行されることが可能なコンピュータ実行可能命令を形成し、関連するプロセッサを、種々のタイプの処理、例えば前述の種々の無線通信プロトコルをサポートする通信信号処理アルゴリズム、オペレーティング・システムの実行、又はアプリケーション・プログラムの実行を行うように駆動することができる。
表示スクリーン１００６は、ユーザーにより入力された情報を表示するように構成される。例えば、表示スクリーン１００６は表示パネル及びタッチ・パネルを含んでもよい。表示パネルは、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ，ＯＬＥＤ）、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）ディスプレイ・デバイス、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ，ＣＲＴ）などを使用することにより構成されてもよい。タッチスクリーンとも言及されるタッチ・パネルは、タッチ・パネルの上又はその近辺でユーザーによって実行された接触操作又は非接触操作（例えば、指又はスタイラスのような適切な任意の物体又はアクセサリを使用することによりタッチ・パネルの上又は近辺でユーザーによって実行された操作であって、身体感知動作を更に含んでもよい操作であり、操作は、単一点制御操作及び多点制御操作等の操作タイプを含む）を収集し、予め設定済みのプログラムに基づいて対応する接続装置を駆動することができる。
本願のこの実施形態では、プレイヤにより受信されたビデオのフォーマットがディスプレイによりサポートされるビデオ・フォーマットと一致しない場合には、受信したビデオのフォーマットは、ディスプレイによりサポートされるビデオ・フォーマットにフォーマットを整合させるように変換され、その結果、ディスプレイはビデオを正しく再生する。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。
当業者は、実施形態における方法のプロセスの全部又は一部が、関連するハードウェアを指示するコンピュータ・プログラムによって実現されてもよいことを理解するであろう。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよい。プログラムが実行されると、実施形態における方法のプロセスが実行される。記憶媒体の種類についてはメモリ１００５の説明を参照されたい。
本願の実施形態は、更に、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は命令を記憶し、命令がコンピュータ又はプロセッサ上で実行されると、コンピュータ又はプロセッサは、上記のビデオ信号処理方法のうちの何れか１つにおける１つ以上のステップを実行できるようにされる。ソフトウェア機能ユニットの形態で実装され、独立した製品として販売又は使用される場合、前述の装置のモジュールは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよい。
このような理解に基づいて、本願の実施形態の技術的解決策、先行技術に対して貢献する部分、又は技術的解決策の全部又は一部は、ソフトウェア製品の形態で実現されてもよい。ソフトウェア製品は、記憶媒体に格納され、本願の実施形態で説明される方法の全部又は一部のステップを実行することを、再生デバイス又は再生デバイス内のプロセッサに指示するための幾つかの命令を含む。記憶媒体の種類についてはメモリ１００５の関連する説明を参照されたい。
本願の実施形態で提供されるビデオ信号処理方法の具体的な実装は、ＨＤＲ端末の技術的な解決策に関連し、全体的なビデオ・エンド・ツー・エンド・システムにおけるＨＤＲ端末の技術的枠組み及び関連する範囲の関係図が図１３に示されている。
本願の実施態様で提供されるビデオ信号処理方法の特定の実装でサポートされるＨＤＲ入力信号源は、端末によって受信されるＡＶＳ２コード・ストリームである。復号化後に、４：２：０フォーマットの１０ビット整数型ＹＣｂＣｒ色差信号（以下、ＹＣＣ信号と略記し、本明細書では改めて説明されない）及び関連するＨＤＲ静的又は動的メタデータが取得される。
上記のＹＣＣ ＨＤＲ信号は、以下の幾つかの形式におけるものであってもよい：
Figure 2021529405
参考のために、４Ｋ超高解像度テレビ番組の映像パラメータをＡＶＳ２コード・ストリームにカプセル化したものを以下の表に示す。
Figure 2021529405
本願の実施態様で提供されるビデオ信号処理方法の特定の実施態様では、製造時点の相違に起因して、端末によって相互接続される可能性のあるＴＶは、ＨＤＲ信号をサポートする能力の点で大幅に相違する可能性がある。通常、古いＴＶモデルでは新しい信号フォーマットをサポートすることができない。従って、復号端末は、ＨＤＲ信号をサポートするために、ＴＶの能力の相違に基づいて互換性適応を実行することを必要とする。
ＨＤＲ信号に対するＴＶの様々な受信及び処理能力に基づいて、端末デバイスは、相互接続されたテレビを以下のタイプに分割することを必要とするかもしれない：
Figure 2021529405
本願の実施形態で提供されるビデオ信号処理方法の特定の実装において、ＨＤＲ ＨＬＧ信号を上記のタイプのＴＶに送信するために、以下の表に列挙される信号変換処理が、信号とＴＶとの間の互換性適応を実現するために実行される。
Figure 2021529405
前述の表において、タイプ２のテレビ・セットは、一般に、ＢＴ．７０９の色域における信号を処理する能力も有する。従って、本願のこの実施形態では、タイプ２のテレビ・セットに対しては、ＨＤＲ ＨＬＧ信号もまたＢＴ．７０９の色域に変換され、タイプ２のテレビ・セットに送信される。
本願のこの実施形態では、処理対象のビデオ信号が変換された後に、変換済み出力信号に対してエフェクト・テストが実行されてもよい。具体的なテスト方法は以下のとおりである：評価対象の画像及びリファレンス画像は、後述する各テスト・スキームに基づいて、特定の期間にわたって、観察者に対して連続的に再生され、次いで、再生後に観察者が採点するための特定の時間インターバルが設定される。最終的に、与えられたすべてのスコアは、このシーケンスの評価値、言い換えれば、評価対象の画像の評価値として平均化される。
ＢＴ．５００−１３の画質及びダメージの採点ルールを参考に、複数のテスト者が以下の表の採点基準に基づいて様々なテスト対象を採点する。
Figure 2021529405
本願の実施態様で提供されるビデオ信号処理方法の特定の実装において、ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＳＤＲ ＴＶに適合するシナリオにおける試験回答は以下のように記載される：
試験目的：ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＳＤＲ ＴＶに送信される場合に、ＨＤＲ ＨＬＧからＳＤＲへの画像適応変換が、有益な画像効果を提供できるかどうかを、対照及び試験により記述すること。
ＤＵＴ：ＨＬＧをＳＤＲ ７０９に変換すること。
ベンチマーク１：ＳＤＲ ＢＴ．７０９においてＨＬＧを表示すること。
ベンチマーク２：ＨＬＧ ＢＴ２０２０モードにおいてＨＤＲ ＨＬＧテレビでＨＬＧを眺めること。
ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＳＤＲ ＴＶに適合するシナリオにおける試験ネットワーク方式の概略図が図１４に示されている。本願の実施態様で提供されるビデオ信号処理方法の具体的な実装において、ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＨＤＲ ＰＱ ＴＶに適合するシナリオにおける試験回答は以下のように記載される。
ＤＵＴ：ＨＬＧをＨＤＲ ＰＱ ＢＴ２０２０に変換すること。
ベンチマーク１：ＳＤＲ ＢＴ．７０９モードにおいてＨＤＲ ＰＱ ＴＶでＨＬＧを眺めること。
ベンチマーク２：ＨＬＧ ＢＴ２０２０モードにおいてＨＤＲ ＰＱ ＴＶでＨＬＧを眺めること。
ＨＤＲ ＨＬＧ信号がＨＤＲ ＰＱ ＴＶに適合するシナリオにおける試験ネットワーク方式の概略図が図１５に示されている。
本願の実施態様における方法の一連のステップは、実際の要件に基づいて調整され、組み合わせられ、又は削除されたりすることが可能である。
本願の実施形態における装置のモジュールは、実際の要件に基づいて組み合わせられ、分割され、又は削除されたりすることが可能である。
結論として、前述の実施形態は、本願の技術的解決策を単に説明するために意図されているに過ぎず、本願を限定するためではない。本願は、前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者は、本願の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱することなく、前述の実施形態で説明されている技術的解決策に対して更に修正を行ってもよいこと、あるいはそのうちの幾つかの技術的特徴に対して均等な置換を行ってもよいことを理解するはずである。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号はＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、先ず、処理対象のビデオ信号に対して彩度処理が実行され、次いで、線形空間において彩度処理された信号に対して輝度処理及び色域変換が実行され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、色域変換された信号は非線形空間に変換され、ディスプレイによりサポートされるフォーマットに合致する信号を出力する。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。更に、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、ビデオ信号の輝度が処理される前に、クロミナンス成分が輝度マッピング曲線に基づいて相応に調整され、その結果、ビデオ信号の輝度と彩度の両方を効果的に調整することができる。上述の方法では、輝度、色域、及び彩度処理プロセスにおいて対応する彩度マッピングが実行され、その結果、上述の方法の関係が処理の観点から形成される。これは、信号変換の複雑さを低減し、信号変換の効率を改善する。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号はＳＤＲ信号である。
本願のこの実施形態では、第１マッピング関係テーブルが、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納し、処理対象のビデオ信号のルミナンス成分に対応する彩度因子は、第１マッピング関係テーブルをサーチすることにより決定され、彩度因子に基づいて第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分を調整することにより、調整されたクロミナンス値を取得することができる。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はハイブリッド対数ガンマＨＬＧ信号であり、処理対象のビデオ信号は知覚量子化（ＰＱ）信号である。
本願のこの実施形態では、先ず処理対象のビデオ信号に対して色空間変換が実行され、次いで、線形空間において、変換されたビデオ信号に対して色域変換が先ず実行され、次いで、色域変換された信号に対して輝度処理が実行され、ディスプレイがビデオを正しく再生するように、輝度処理された信号は、ディスプレイによってサポートされるフォーマットに合致する信号を出力ために、非線形空間に変換される。これは、ピクチャの歪み、不正確なカラー・パフォーマンス、及び詳細の損失などの問題を回避する。また、本願のこの実施形態では、輝度処理と色域処理とが組み合わせられ、対応する彩度マッピングが輝度処理プロセスで実行され、その結果、上述の方法の関係が処理の観点から形成される。これは、信号変換の複雑さを低減し、信号変換効率を改善する。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はＳＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号はＨＤＲ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＳＤＲ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線のＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、又はオリジナル入力信号は知覚量子化曲線のＨＤＲ ＰＱ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＨＤＲ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＳＤＲ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線のＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、又はオリジナル入力信号は知覚量子化曲線のＨＤＲ ＰＱ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＨＤＲ信号である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＨＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＳＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は、色域処理、輝度処理、及び彩度処理である。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＨＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は色域処理及び輝度処理である。処理シーケンスは輝度処理及び色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を得るステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＨＤＲ信号である。少なくとも１つの処理は色域処理及び輝度処理である。処理シーケンスは輝度処理及び色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を得るステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第３線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第３線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
可能な実装において、オリジナル入力信号はハイブリッド対数ガンマ曲線のＨＤＲ ＨＬＧ信号であり、ターゲット出力信号は知覚量子化曲線のＨＤＲ ＰＱ信号である。少なくとも１つの処理はルミナンス処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
可能な実装において、オリジナル入力信号はＳＤＲ信号であり、ターゲット出力信号はＳＤＲ信号であり、オリジナル入力信号は第１色域レンジに属し、ターゲット出力信号は第２色域レンジに属する。少なくとも１つの処理は色域処理である。処理シーケンスに基づいてオリジナル入力信号に対して少なくとも１つの処理を実行し、ターゲット出力信号を取得するステップは、
オリジナル入力信号を第１線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
第１線形ＲＧＢ信号に対して色域処理を実行して第２線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
第２線形ＲＧＢ信号をターゲット出力信号に変換するステップとを含む。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号はＳＤＲ信号である。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号はＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号はＳＤＲ信号である。
可能な実装において、予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換することは、
第１マッピング関係テーブルを使用することにより、処理対象のビデオ信号のルミナンス成分に対応する彩度因子を決定することを含み、第１マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
第１０態様によれば、本願の実施形態はビデオ処理装置を提供し、装置は、
処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された変換ユニットと、
輝度マッピングにより第１線形ＲＧＢ信号を第２線形ＲＧＢ信号に変換するように構成された輝度マッピング・ユニットと、
光−電伝達関数に基づいて、第２線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するように構成された光−電トランスファ・ユニットと、
処理対象のビデオ信号を取得するために、非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行するように構成された色空間変換ユニットであって、処理対象のビデオ信号の信号フォーマットはディスプレイ・デバイスに適合している、色空間変換ユニットとを含む。
可能な実装において、処理対象のビデオ信号は、ハイブリッド対数ガンマＨＬＧ信号であり、処理されたビデオ信号は知覚量子化（ＰＱ）信号である。
原色値（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は特定の画像色成分（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ）に対応する値である。
線形原色値（ｌｉｎｅａｒ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は、光の強度に直接的に比例する線形原色値である。オプションのケースにおいて、線形原色値は［０，１］に正規化されることを必要とし、略してＥと言及される。
非線形原色値（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）は、非線形原色値であり、画像情報の正規化されたデジタル表現値であり、デジタル・コード値に正比例する。オプションのケースにおいて、非線形原色値は［０，１］に正規化されることを必要として、略してＥ’と言及される。
オプションとして、処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号である場合、第１非線形ＲＧＢ信号はＨＤＲ曲線を使用することにより線形信号に変換され、変換後に得られる線形信号は第１線形ＲＧＢ信号である。処理対象のビデオ信号がＨＤＲ ＨＬＧ信号であることは、以下のステップにおける説明の例として使用される。
具体的には、彩度マッピング曲線は、輝度マッピング曲線に基づいて決定され、彩度マッピング曲線は、輝度マッピング前の初期輝度値と彩度マッピング係数との間の対応関係を表し、彩度マッピング係数は、彩度処理入力信号のクロミナンス成分を調整するために使用される。輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の初期輝度値と輝度マッピング後の輝度値との間の対応関係を表す。輝度マッピング関係は、輝度マッピング前の信号に対して輝度処理を実行し、輝度マッピングされた信号を取得するために使用される。
別の可能な実施形態において、ビデオ信号処理方法は、処理対象のＨＤＲ ＨＬＧ信号をＨＤＲ ＰＱ信号に変換することに適用可能であるかもしれない。具体的なビデオ信号処理方法は図７に示されている。
Ｓ８０１：処理対象のビデオ信号に対して色空間変換及び非線形空間−線形空間変換を実行して第１線形ＲＧＢ信号を取得する。
可能な実施形態において、処理対象のビデオ信号は、ＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は、ＳＤＲ信号である。
可能な実施形態において、処理対象のビデオ信号は、ＨＤＲ信号であり、第２ルミナンス・クロミナンス信号は、ＳＤＲ信号である。
可能な実施形態において、第１変換サブユニットは、第１マッピング関係テーブルを使用することにより、処理対象のビデオ信号のルミナンス成分に対応する彩度因子を決定するように構成され、第１マッピング関係テーブルは、彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される。
本願の実施形態は、別のビデオ信号処理装置を提供する。図１２に示されるように、ビデオ信号処理装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ１００１、少なくとも１つのネットワーク・インターフェース１００４、ユーザー・インターフェース１００３、メモリ１００５、少なくとも１つの通信バス１００２、及び表示スクリーン１００６を少なくとも含む可能性がある。通信バス１００２は、これらのコンポーネント間の接続及び通信を実現するように構成される。ビデオ信号処理装置１００内の各コンポーネントは、別のコネクタを使用することによって更に結合されてもよく、別のコネクタは、種々のインターフェース、伝送ライン又はバスなどを含んでもよいことが理解されるべきである。本願の各実施形態において、結合は、特定の方法での相互接続を意味し、直接接続、又は他のデバイスを使用することによる間接接続を含む。
ベンチマーク２：ＨＬＧ ＢＴ．２０２０モードにおいてＨＤＲ ＨＬＧテレビでＨＬＧを眺めること。
ＤＵＴ：ＨＬＧをＨＤＲ ＰＱ ＢＴ．２０２０に変換すること。
ベンチマーク２：ＨＬＧ ＢＴ．２０２０モードにおいてＨＤＲ ＰＱ ＴＶでＨＬＧを眺めること。

Claims (34)

  1. ビデオ信号処理方法であって、
    処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    電−光伝達関数に基づいて前記第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    前記第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、前記第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、ステップと、
    前記第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、前記第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、前記ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、ステップと、
    光−電伝達関数に基づいて前記第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    前記第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと、
    前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと
    を含む方法。
  2. 前記処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、前記第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行する前記ステップは、
    前記第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するステップと、
    予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して調整係数を取得するステップと、
    各原色値に前記調整係数を乗算して前記第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップと
    を含む、請求項１又は２ｓ記載の方法。
  4. 前記一時輝度値は以下の式：
    Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
    に従って計算され、Ｙは前記一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ前記第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である、請求項３に記載の方法。
  5. 予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換する前記ステップは、
    第１マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記調整係数を決定するステップであって、前記第１マッピング関係テーブルは、前記輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、ステップ
    を含む、請求項３又は４に記載の方法。
  6. 前記第１ルミナンス・クロミナンス信号の前記クロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行する前記ステップは、
    予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して彩度因子を取得するステップと、
    前記彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、前記クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するステップと
    を含む、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載の方法。
  7. 予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換する前記ステップは、
    第２マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記彩度因子を決定するステップであって、前記第２マッピング関係テーブルは、前記彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、ステップ
    を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載の方法。
  9. 処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと、
    前記第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    電−光伝達関数に基づいて前記第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    前記第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、前記第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、ステップと、
    前記第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するステップであって、前記第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、前記ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、ステップと、
    光−電伝達関数に基づいて前記第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するステップと、
    前記第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するステップと
    を含む方法。
  10. 前記処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、前記第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である、請求項９に記載の方法。
  11. 処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に彩度マッピングを実行する前記ステップは、
    予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換して彩度因子を取得するステップと、
    前記彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、前記クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得するステップと
    を含む、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換する前記ステップは、
    第１マッピング関係テーブルを使用することにより、前記処理対象のビデオ信号の前記ルミナンス成分に対応する前記彩度因子を決定するステップであって、前記第１マッピング関係テーブルは、前記彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、ステップ
    を含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第１線形ＲＧＢ信号に輝度マッピングを実行する前記ステップは、
    前記第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算するステップと、
    予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して調整係数を取得するステップと、
    各原色値に前記調整係数を乗算して前記第２線形ＲＧＢ信号を取得するステップと
    を含む、請求項９〜１２のうちの何れか１項に記載の方法。
  14. 前記一時輝度値は以下の式：
    Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
    に従って計算され、Ｙは前記一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ前記第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である、請求項１３に記載の方法。
  15. 予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換する前記ステップは、
    第２マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記調整因子を決定するステップであって、前記第２マッピング関係テーブルは、前記輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、ステップ
    を含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
  16. 前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む、請求項９〜１５のうちの何れか１項に記載の方法。
  17. ビデオ信号処理装置であって、前記装置は、
    処理対象のビデオ信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色空間変換ユニットと、
    電−光伝達関数に基づいて前記第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された電−光トランスファ・ユニットと、
    前記第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された輝度マッピング・ユニットであって、前記第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、輝度マッピング・ユニットと、
    前記第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色域変換ユニットであって、前記第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、前記ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、色域変換ユニットと、
    光−電伝達関数に基づいて前記第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された光−電トランスファ・ユニットと
    を含み、前記色空間変換ユニットは、前記第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように更に構成されており、
    前記装置は、前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成された彩度マッピング・ユニット
    を含む、装置。
  18. 前記処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、前記第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である、請求項１７に記載の装置。
  19. 前記輝度マッピング・ユニットは、具体的には、
    前記第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算し、
    予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して調整係数を取得し、
    各原色値に前記調整係数を乗算して前記第３線形ＲＧＢ信号を取得する
    ように構成されている、請求項１７又は１８に記載の装置。
  20. 前記一時輝度値は以下の式：
    Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
    に従って計算され、Ｙは前記一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ前記第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である、請求項１９に記載の装置。
  21. 予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換することは、
    第１マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記調整係数を決定することを含み、前記第１マッピング関係テーブルは、前記輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、請求項１９又は２０に記載の装置。
  22. 前記彩度マッピング・ユニットは、具体的には、
    予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して彩度因子を取得し、
    前記彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、前記クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得する
    ように構成されている、請求項１９〜２１のうちの何れか１項に記載の装置。
  23. 予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換することは、
    第２マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記彩度因子を決定することを含み、前記第２マッピング関係テーブルは、前記彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、請求項２２に記載の装置。
  24. 前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む、請求項１７〜２３のうちの何れか１項に記載の装置。
  25. ビデオ信号処理装置であって、前記装置は、
    処理対象のビデオ信号のクロミナンス成分に対して彩度マッピングを実行して第１ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように構成された彩度マッピング・ユニットと、
    前記第１ルミナンス・クロミナンス信号に対して色空間変換を実行して第１非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色空間変換ユニットと、
    電−光伝達関数に基づいて前記第１非線形ＲＧＢ信号を変換して第１線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された電−光トランスファ・ユニットと、
    前記第１線形ＲＧＢ信号に対して輝度マッピングを実行して第２線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された輝度マッピング・ユニットであって、前記第２線形ＲＧＢ信号に対応する輝度値のレンジは、ディスプレイ・デバイスに対応する輝度値のレンジと同じである、輝度マッピング・ユニットと、
    前記第２線形ＲＧＢ信号に対して色域変換を実行して第３線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された色域変換ユニットであって、前記第３線形ＲＧＢ信号に対応する色域は、前記ディスプレイ・デバイスに対応する色域と同じである、色域変換ユニットと、
    光−電伝達関数に基づいて前記第３線形ＲＧＢを変換して第２非線形ＲＧＢ信号を取得するように構成された光−電トランスファ・ユニットと
    を含み、前記色空間変換ユニットは、前記第２非線形ＲＧＢ信号に対して色空間変換を実行して第２ルミナンス・クロミナンス信号を取得するように更に構成されている、装置。
  26. 前記処理対象のビデオ信号は高ダイナミック・レンジＨＤＲ信号であり、前記第２ルミナンス・クロミナンス信号は標準ダイナミック・レンジＳＤＲ信号である、請求項２５に記載の装置。
  27. 前記彩度マッピング・ユニットは、具体的には、
    予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換して彩度因子を取得し、
    前記彩度因子と予め設定済みのクロミナンス調整因子との積に、前記クロミナンス成分のクロミナンス値を乗算し、調整されたクロミナンス値を取得する
    ように構成されている、請求項２５又は２６に記載の装置。
  28. 予め設定済みの彩度マッピング曲線に基づいて前記処理対象のビデオ信号のルミナンス成分を変換することは、
    第１マッピング関係テーブルを使用することにより、前記処理対象のビデオ信号の前記ルミナンス成分に対応する前記彩度因子を決定することを含み、前記第１マッピング関係テーブルは、前記彩度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、請求項２７に記載の装置。
  29. 前記輝度マッピング・ユニットは、具体的には、
    前記第１線形ＲＧＢ信号の各原色値に基づいて一時輝度値を計算し、
    予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換して調整係数を取得し、
    各原色値に前記調整係数を乗算して前記第２線形ＲＧＢ信号を取得する
    ように構成されている、請求項２５〜２８のうちの何れか１項に記載の装置。
  30. 前記一時輝度値は以下の式：
    Ｙ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２×Ｇ＋Ｃ３×Ｂ
    に従って計算され、Ｙは前記一時輝度値であり、Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれ前記第１線形ＲＧＢ信号の原色値であり、Ｃ１＝０．２６２７、Ｃ２＝０．６７８、及びＣ３＝０．０５９３である、請求項２９に記載の装置。
  31. 予め設定済みの輝度マッピング曲線に基づいて前記一時輝度値を変換することは、
    第２マッピング関係テーブルを使用することにより、前記一時輝度値に対応する前記調整係数を決定することを含み、前記第２マッピング関係テーブルは、前記輝度マッピング曲線における少なくとも１つのサンプリング点の水平座標値及び垂直座標値を格納するために使用される、請求項２９又は３０に記載の装置。
  32. 前記第１ルミナンス・クロミナンス信号のカラー・フォーマットは、ＹＵＶフォーマット又はＹＣｂＣｒフォーマットを含む、請求項２５〜３１のうちの何れか１項に記載の装置。
  33. プログラム命令を記憶するように構成されたメモリと、
    前記メモリ中の前記プログラム命令を呼び出し、前記プログラム命令を実行して請求項１〜１６のうちの何れか１項に記載のビデオ信号処理方法を実行するように構成されたプロセッサと
    を含むビデオ信号処理装置。
  34. コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体はプログラム命令を記憶し、前記プログラム命令がコンピュータ又はプロセッサ上で実行されると、前記コンピュータ又は前記プロセッサは請求項１〜１６のうちの何れか１項に記載のビデオ信号処理方法を実行することが可能である、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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