JP7061073B2 - Hdrビデオの符号化及び復号 - Google Patents
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Description
Y’P=log[(1+(rho-1)*power(L_SDR_in,1/2,4)]/log(rho)
の定義を有し、L_SDR_inは標準ダイナミックレンジ画像(Im_RLDR)の線形輝度であり、rhoは所定の又は通信される定数である、HDRビデオ復号器(600)。
- 入力HDR輝度又はルマ(Y’HP)の値を最小の黒の値にマッピングするように構成されるレンジ伸長器(702)であって、最小の黒の値が典型的にはゼロである、レンジ伸長器(702)と、
- 粗輝度マッピング(FC)、たとえば、HDR画像の2つの輝度部分領域の、結果のルマ(Y’R)の範囲の2つの部分領域への割り当てを指定する関数を適用するように構成されるダイナミックレンジ最適化器(703)と、
- HDR画像の最暗輝度のサブセット(502)を標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマ(Y’_in)に変換するための代替の輝度変換関数を適用するように構成されるゲイン制限器(707)と
を備える、HDRビデオ符号化器。
- 入力HDR輝度又はルマ(Y’HP)の値を最小の黒の値にマッピングするように構成されるレンジ伸長器(702)であって、最小の黒の値が典型的にはゼロであり、出力として伸長された色表現の輝度又はルマ(Y’HPS)を生成する、レンジ伸長器(702)と、
- HDR画像の暗い及び明るい輝度部分領域の、結果のルマ(Y’R)の範囲の対応する暗い及び明るい部分領域への割り当てを指定する粗輝度マッピングを、伸長された色表現の輝度又はルマ(Y’HPS)に適用するように構成されるダイナミックレンジ最適化器(703)と、
- 入力HDR画像の輝度又はルマへの代替計算として、HDR画像の最暗輝度のサブセット(502)を標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマ(Y’_in)の範囲に変換するための代替の輝度変換関数を適用するように構成されるゲイン制限器(707)と
を備える、HDRビデオ符号化器。
- 粗輝度マッピング(FC)を入力輝度(L_SDR_in)又はその関数である入力ルマ(Y’P)に適用して、ダイナミックレンジが調整されたルマ(Y’HPS)を生成するステップと、
- HDR画像の最暗輝度のサブセット(502)に収まる輝度を、標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマ(Y’_in)から計算するための、粗マッピングを含む輝度変換に代わる代替の輝度変換関数を決定し、代替の輝度変換関数により決定されたルマ(Y’PFB)と、少なくとも粗輝度マッピングを適用することによって得られるルマ(Y’HP)とのうち最も低いものを選択することによってゲイン制限戦略を適用するステップと
を有する、HDRビデオ復号の方法。
- 入力HDR輝度又はルマ(Y’HP)の値を、マッピングの出力であるレンジ調整されたルマ(Y’HPS)の最小の黒の値にマッピングするマッピングを適用するステップであって、最小の黒の値が典型的にはゼロである、適用するステップと、
- HDR画像の最明及び最暗輝度の輝度部分範囲の、結果のルマ(Y’R)の範囲のそれぞれの対応する最明及び最暗部分範囲への割り当てを指定する粗輝度マッピング(FC)を、レンジ調整されたルマ(Y’HPS)に続いて適用するステップと、
- マッピング及び粗輝度マッピングの組み合わせへの代替の輝度変換として、HDR画像の最暗輝度の部分範囲(502)を、標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマ(Y’_in)に変換するための代替の輝度変換関数を適用するように構成されるゲイン制限戦略を適用するステップと
を有する、HDRビデオ符号化の方法。
ここで、Lは正規化された輝度であり、rhoはHDR画像のPB_Cに依存する定数であって、10,000nitでは典型的には33である。逆関数は線形化関数として、すなわち知覚的に均一なルマドメインから線形ドメインへ、すなわち輝度のドメインへ変換するための関数として使用することができる。したがって、実施形態は、輝度よりも知覚的に等間隔に広がるルマ符号を生成する知覚空間変換ユニットにおける任意の輝度知覚均一化曲線と、特に入力画像がHDR画像であることを知っている場合は、等距離の明度値によって表現される必要があるかなりのダイナミックレンジとで動作することができ(これを本出願では技術的にはルマと呼ぶ場合があり、SDR符号化時代には、輝度を符号化するために単一の手法しかなかったので、ルマがRec.709OETFによって計算されており、これは近似的には平方根であるが、HDRではルマ符号を任意の適用されたHDR OETFによって定義することができ、これは黒付近で平方根よりも急峻な関数、たとえば、SMPTE 2084 PQ関数である)、しかしながら、説明を簡単にするために、上記のフィリップスの関数であるものとする(これは式(1)のrhoでパラメータ化された対数ガンマ関数であり、ここでrhoは固定又は可変にとることができ、符号化器及び復号器が全ての通信されるビデオコンテンツに対して固定の事前に合意された最大値PB_C、たとえば、1000nitで動作する場合は、典型的には固定であり、異なるPB_Cを用いた符号化が使用される場合は可変である)。
Rho(PB_C)=1+(33-1)*power(PB_C/10000;1/(2.4))
とすることができ、HDR符号化では、PB_Cは典型的には800nitを上回る。
gP=PH(0.1/100,100)/PH(1/PB_C,PB_C) [式2]
Claims (12)
- 受信された100nitの標準ダイナミックレンジ画像のピクセルのルマに輝度変換関数のセットを適用することに基づいて、輝度を有するピクセルを有するHDR画像を計算するHDRビデオ復号器であって、前記輝度変換関数が、少なくとも粗輝度マッピングを含み、前記HDRビデオ復号器は、
前記粗輝度マッピングを入力輝度又は当該入力輝度の関数である入力ルマに適用して、ダイナミックレンジが調整されたルマを生成するダイナミックレンジ最適化器と、
続いて、前記ダイナミックレンジが調整されたルマの最暗値の、受信された黒オフセット値へのマッピングを実行する第2の関数を適用するレンジ伸長器と、
を含み、前記HDRビデオ復号器が、
ゲイン制限器であって、前記HDR画像の最暗輝度のサブセットに収まる輝度を、前記標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマから計算するために、最暗HDRシーン色に対する、粗マッピングを含む前記輝度変換関数のセットを用いた輝度変換の代替として、代替の輝度変換関数を決定し、代替の輝度計算は、前記輝度変換関数のセットを介した計算と並列に実行され、前記輝度変換関数のセットを介して計算された輝度と、代替の輝度とのいずれが最も低い輝度値を有するかを選択することによってゲイン制限の戦略を適用する、ゲイン制限器をさらに備えることを特徴とする、HDRビデオ復号器。 - 代替の輝度変換が、所定の又は受信された定数(1/gP)と、知覚ルマ(Y’P)の値との乗算として定義され、前記知覚ルマが、非線形関数を入力ルマに適用することによって計算され、前記非線形関数は、互いに等距離の位置にある前記知覚ルマの値のセットが視覚的に均一な明度の外観を有することを特徴とする、請求項1に記載のHDRビデオ復号器。
- 前記非線形関数が、
Y’P=log[(1+(rho-1)*power(L_SDR_in,1/2,4)]/log(rho)
の定義を有し、
ここで、L_SDR_inは前記標準ダイナミックレンジ画像の線形輝度であり、rhoは所定の又は通信される定数である、請求項2に記載のHDRビデオ復号器。 - 前記定数(1/gP)が、前記HDRビデオ復号器によって、前記HDR画像の符号化ピーク明度の受信値の関数として決定される、請求項2又は3に記載のHDRビデオ復号器。
- 代替の輝度変換、又は前記標準ダイナミックレンジ画像の少なくとも前記最暗輝度に対する前記輝度変換関数のセットに基づく変換のいずれかの選択を制御するためのプロセッサを備え、前記輝度変換関数のセットが、最暗HDR輝度に対する、前記標準ダイナミックレンジ画像の最暗輝度への変換の仕様を含む微細グレーディング関数を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のHDRビデオ復号器。
- 前記プロセッサが、黒オフセットの受信値がゼロではない場合に、前記代替の輝度変換が適用されると決定し、黒オフセットの受信値がゼロである場合に、前記標準ダイナミックレンジ画像の少なくとも前記最暗輝度に対する前記輝度変換関数のセットに基づく変換が適用されると決定するよう構成され、前記輝度変換関数の前記セットは、微細グレーティング曲線を有する、請求項5に記載のHDRビデオ復号器。
- 入力されたHDR画像の100nitの標準ダイナミックレンジ画像の表現のピクセルの輝度を計算するHDRビデオ符号化器であって、前記HDRビデオ符号化器は、
入力HDR輝度又はルマの値を最小の黒の値にマッピングし、出力として伸長された色表現の輝度又はルマを生成する、レンジ伸長器と、
前記HDR画像の暗い及び明るい輝度部分領域の、結果のルマの範囲の対応する暗い及び明るい部分領域への割り当てを指定する粗輝度マッピングを、前記伸長された色表現の輝度又はルマに適用するダイナミックレンジ最適化器と、
を備えることによって輝度変換関数のセットを適用する、HDRビデオ符号化器において、前記HDRビデオ符号化器は、
前記輝度変換関数のセットの適用と並列に実行される、前記入力されたHDR画像の最暗HDRシーン色の輝度又はルマへの代替計算として、前記HDR画像の最暗輝度のサブセットを前記標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマの範囲に変換するための代替の輝度変換関数を適用し、前記代替計算の結果と前記輝度変換関数のセットの適用の結果とのうち最も高いものを出力するゲイン制限器をさらに備えることを特徴とする、HDRビデオ符号化器。 - 代替の輝度変換が、所定の又は受信された定数と、知覚ルマの値との乗算として定義され、前記知覚ルマが、非線形関数をHDR入力輝度に適用することによって計算され、前記非線形関数が、互いに等距離の位置にある前記知覚ルマの値のセットが視覚的に均一な明度の外観を有することを特徴とし、前記ゲイン制限器は、前記所定の又は受信された定数が乗算された前記知覚ルマと、前記知覚ルマに、前記レンジ伸長器によるレンジ伸長と、前記ダイナミックレンジ最適化器による前記粗輝度マッピングとを連続して適用した結果得られる知覚ルマの値との最大値を計算する、請求項7に記載のHDRビデオ符号化器。
- 受信された100nitの標準ダイナミックレンジ画像のピクセルのルマに輝度変換関数のセットを適用することに基づいて、輝度を有するピクセルを有するHDR画像を計算するHDRビデオ復号の方法であって、前記輝度変換関数が少なくとも粗輝度マッピングを含み、前記方法が、
前記粗輝度マッピングを入力輝度又は当該入力輝度の関数である入力ルマに適用して、ダイナミックレンジが調整されたルマを生成するステップと、
続いて、前記ダイナミックレンジが調整されたルマの最暗値の、受信された黒オフセット値へのマッピングを実行する第2の関数を適用するステップと
を有する、方法において、前記方法が、
前記HDR画像の最暗輝度のサブセットに収まる輝度を、前記標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマから計算するための、最暗HDRシーン色に対する、粗マッピングを含む前記輝度変換関数のセットを用いた輝度変換の代替として、代替の輝度変換関数を決定し、代替の輝度計算は、前記輝度変換関数のセットを介した計算と並列に実行され、前記輝度変換関数のセットを介して計算された輝度と、代替の輝度とのいずれが最も低い輝度値を有するかを選択することによってゲイン制限の戦略を適用するステップ
をさらに有することを特徴とする、HDRビデオ復号の方法。 - 前記代替の輝度変換関数を決定するステップが、知覚的に均一な空間で定義される前記標準ダイナミックレンジ画像の少なくとも最暗入力ルマに対する線形関数であって、所定の又は受信された定数に、それぞれの前記入力ルマに対応する知覚ルマの値を乗算することによって計算される前記線形関数を決定するステップを有する、請求項9に記載のHDRビデオ復号の方法。
- 輝度変換関数のセットを、入力されたHDR画像のピクセルの入力HDR輝度又はルマに適用することによって、前記入力されたHDR画像の100nitの標準ダイナミックレンジ画像の表現のピクセルの輝度を計算するためのHDRビデオ符号化の方法であって、
前記入力HDR輝度又はルマの値を、レンジ調整されたルマの最小の黒の値にマッピングするマッピングを適用し、出力として前記レンジ調整されたルマを生成するステップと、
続いて、結果のルマを生成する粗輝度マッピングを、前記レンジ調整されたルマに適用するステップであって、前記粗輝度マッピングは、前記HDR画像の最明輝度及び最暗輝度の輝度部分範囲の、前記結果のルマの範囲のそれぞれの対応する最明及び最暗の部分範囲への割り当てを指定する、ステップと、
を有する、方法において、前記方法は、
前記輝度変換関数のセットの適用への代替の輝度変換として、前記HDR画像の前記最暗輝度の部分範囲を、前記標準ダイナミックレンジ画像の対応する最暗ルマに変換するための、前記輝度変換関数のセットの適用と並列に実行される代替の輝度変換関数を適用するゲイン制限の戦略を、最暗のHDRシーン色に適用するステップ
をさらに有し、
前記代替の輝度変換の結果と前記輝度変換関数のセットの適用の結果とのうち最も高いものを出力することを特徴とする、HDRビデオ符号化の方法。 - 前記ゲイン制限が、前記入力されたHDR画像の輝度に知覚化関数を適用して得られる知覚的に均一化されたルマに係数を乗算することによって、前記代替の輝度変換関数を計算する、請求項11に記載のHDRビデオ符号化の方法。
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