Устройство и способ для преобразования динамического диапазона изображений

Устройство и способ для преобразования динамического диапазона изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к преобразованиям динамического диапазона для изображений и, в частности, но не только, к обработке изображений для того, чтобы формировать изображения с расширенным динамическим диапазоном из изображений с узким динамическим диапазоном или формировать изображения с узким динамическим диапазоном из изображений с расширенным динамическим диапазоном.

Уровень техники

В последние десятилетия все более важным становится цифровое кодирование различных исходных сигналов по мере того, как представление и обмен цифровыми сигналами все в большей степени заменяют аналоговое представление и обмен. Проводятся постоянные научные исследования в отношении того, как повышать качество, которое может получаться из кодированных изображений и видеопоследовательностей, при одновременном поддержании скорости передачи данных на допустимых уровнях.

Важным фактором для воспринимаемого качества изображений является динамический диапазон, который может быть воспроизведен, когда изображение отображается. Традиционно, динамический диапазон воспроизведенных изображений имеет тенденцию существенного уменьшения относительно нормального зрения. Фактически, уровни яркости, встречающиеся в реальном мире, охватывают динамический диапазон не менее 14 порядков величины, с варьированием от безлунной ночи до взгляда непосредственно на солнце. Мгновенный динамический диапазон яркости и соответствующая чувствительность зрительной системы человека могут попадать в диапазон 10000:1 и 100000:1 в солнечные дни или ночью (яркие отражения в сравнении с затененными областями). Традиционно, динамический диапазон дисплеев ограничен приблизительно 2-3 порядками величины, и также датчики имеют ограниченный диапазон, например, <10000:1 в зависимости от допустимости шума. Следовательно, традиционно можно сохранять и передавать изображения в 8-битовых гамма-кодированных форматах без введения перцепционно заметных артефактов на традиционных устройствах рендеринга. Тем не менее, в попытке записывать более точные и более живые изображения, разработаны новые датчики изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDR), которые допускают запись динамических диапазонов в более чем 6 порядков величины. Кроме того, большинство спецэффектов, улучшения компьютерной графики и другие работы по доводке обычно уже проводятся при более высоких битовых глубинах и с более широкими динамическими диапазонами.

Кроме того, контрастность и пиковая яркость систем отображения предшествующего уровня техники продолжает увеличиваться. В последнее время, новые прототипные дисплеи представляются с пиковой яркостью не менее 3000 кд/м² и коэффициентами контрастности 5-6 порядков величины (собственное значение дисплея, окружение просмотра также влияет на конечный подготовленный посредством рендеринга коэффициент контрастности, который для просмотра телевизора в дневное время может падать даже ниже 50:1). Предполагается, что проектируемые дисплеи должны иметь возможность предоставлять еще более широкие динамические диапазоны и, в частности, более высокие пиковые яркости и коэффициенты контрастности. Когда традиционно кодированные 8-битовые сигналы отображаются на таких дисплеях, могут появляться раздражающие артефакты квантования и отсечения. Кроме того, традиционные видеоформаты предлагают недостаточный запас и точность, чтобы передавать разнообразную информацию, содержащуюся в новых HDR-изображениях.

Как результат, есть возрастающая потребность в новых подходах, которые позволяют потребителю извлекать полную выгоду из характеристик датчиков и систем отображения предшествующего уровня техники (и проектируемых датчиков и систем отображения). Предпочтительно, представления такой дополнительной информации являются обратно совместимыми, так что унаследованное оборудование по-прежнему может принимать обычные видеопотоки, в то время как новые устройства с поддержкой HDR могут в полной мере пользоваться дополнительной информацией, передаваемой посредством нового формата. Таким образом, желательно, чтобы кодированные видеоданные не только представляли HDR-изображения, но также и обеспечивали кодирование соответствующих традиционных изображений с узким динамическим диапазоном (LDR), которые могут отображаться на традиционном оборудовании.

Чтобы успешно вводить HDR-системы и полностью использовать перспективы HDR, важно, чтобы применяемый подход предоставлял обратную совместимость и обеспечивал оптимизацию или, по меньшей мере, адаптацию к HDR-дисплеям. Тем не менее, по сути, это заключает в себе конфликт между оптимизацией для HDR и оптимизацией для традиционного LDR.

Например, типично контент изображений, такой как видеоклипы, обрабатывается в студии (цветокоррекция и тональное преобразование) для оптимального представления на конкретном дисплее. Традиционно, такая оптимизация выполняется для LDR-дисплеев. Например, во время изготовления стандартного LDR-дисплея, специалисты по цветокоррекции должны обеспечивать оптимальное соотношение множества аспектов качества изображений для того, чтобы создавать требуемый "вид" для основной сюжетной линии. Это может заключать в себе обеспечение оптимального соотношения региональных и локальных контрастностей, иногда даже сознательное отсечение пикселов. Например, на дисплее с относительно низкой пиковой яркостью, вспышки или яркие выделенные участки изображения зачастую существенно отсекаются, чтобы передавать впечатление высокой яркости зрителю (то же самое происходит для темных затененных деталей на дисплеях с недостаточными уровнями черного). Эта операция типично должны выполняться при допущении номинального LDR-дисплея, и традиционно дисплеи относительно незначительно отклоняются от таких номинальных LDR-дисплеев, поскольку фактически, по сути, все потребительские дисплеи являются LDR-дисплеями.

Тем не менее, если фильм адаптирован для целевого HDR-дисплея, то результат должен быть существенно отличающимся. Фактически, специалисты по обработке цветов должны выполнять оптимизацию, которая приводит к существенно отличающемуся кодовому преобразованию. Например, выделенные участки и затененные детали не только могут лучше сохраняться на HDR-дисплеях, но они также могут быть оптимизированы с возможностью иметь другое распределение по средне-серым тонам. Таким образом, оптимальное HDR-изображение не достигается посредством простого масштабирования LDR-изображения на значение, соответствующее разности яркостей белых точек (максимальной достижимой яркости).

В идеале, отдельные цветокоррекции и тональные преобразования должны выполняться для каждого возможного динамического диапазона дисплея. Например, одна видеопоследовательность должна быть предназначена для максимальной яркости белых точек 500 кд/м², одна - для 1000 кд/м², одна - для 1500 кд/м² и т.д. вплоть до максимальной возможной яркости. Данный дисплей затем может просто выбирать видеопоследовательность, соответствующую своей яркости. Тем не менее, такой подход является непрактичным, поскольку он требует формирования большого числа видеопоследовательностей, за счет этого увеличивая ресурсы, требуемые для того, чтобы формировать эти различные видеопоследовательности. Кроме того, существенно возрастает требуемая емкость для хранения и распространения. Кроме того, подход ограничивает возможный максимальный уровень яркости отображения дискретными уровнями, в силу этого обеспечивая субоптимальную производительность для дисплеев с максимальными уровнями яркости отображения между уровнями, для которых предоставляются видеопоследовательности. Кроме того, такой подход не позволяет использовать проектируемые дисплеи, разработанные с более высокими уровнями максимальной яркости, чем для видеопоследовательности с наибольшим уровнем яркости.

Соответственно, предполагается, что только ограниченное число видеопоследовательностей создается на стороне предоставления контента, и предполагается, что автоматические преобразования динамического диапазона должны применяться в последующих точках цепочки распространения к таким видеопоследовательностям, чтобы формировать видеопоследовательность, подходящую для конкретного дисплея, на котором подготавливается посредством рендеринга видеопоследовательность. Тем не менее, в таких подходах качество результирующего изображения сильно зависит от автоматического преобразования динамического диапазона.

Следовательно, должен быть преимущественным усовершенствованный подход для поддержки различных динамических диапазонов для изображений и, предпочтительно, для поддержки изображений с различными динамическими диапазонами.

Сущность изобретения

Согласно аспекту изобретения, предусмотрено устройство обработки изображений, содержащее: приемное устройство для приема сигнала изображения, причем сигнал изображения содержит, по меньшей мере, первое кодированное изображение и опорную величину первого целевого дисплея, причем опорная величина первого целевого дисплея указывает динамический диапазон первого целевого дисплея, для которого кодируется первое кодированное изображение; процессор динамического диапазона, выполненный с возможностью формировать выходное изображение посредством применения преобразования динамического диапазона к первому кодированному изображению в ответ на опорную величину первого целевого дисплея; и вывод для вывода сигнала выходного изображения, содержащего выходное изображение.

Изобретение может обеспечивать возможность системе поддерживать изображения и/или дисплеи с различными динамическими диапазонами. В частности, подход может обеспечивать улучшенные преобразования динамического диапазона, которые могут адаптироваться к конкретным характеристикам рендеринга изображения. Во многих сценариях может достигаться улучшенное преобразование динамического диапазона из LDR в HDR-изображения или из HDR в LDR.

В некоторых вариантах осуществления, преобразование динамического диапазона увеличивает динамический диапазон выходного видеосигнала относительно первого кодированного изображения. В некоторых вариантах осуществления, преобразование динамического диапазона снижает динамический диапазон выходного видеосигнала относительно первого кодированного изображения.

Динамический диапазон соответствует диапазону яркости рендеринга, т.е. диапазону от минимального светового выхода до максимального светового выхода для подготовленного посредством рендеринга изображения. Таким образом, динамический диапазон представляет собой не просто соотношение между максимальным значением и минимальным значением или показателем квантования (к примеру, число битов), а соответствует фактическому диапазону яркости для рендеринга изображения. Таким образом, динамический диапазон может быть диапазоном значений яркости, например, измеряемых в канделах на квадратный метр (кд/м²), что также упоминается как "ниты". Таким образом, динамический диапазон является диапазоном яркости от светового выхода (яркости), соответствующего наименьшему значению яркости (зачастую предположительно представляющего собой абсолютно черный цвет, т.е. без светового выхода), до светового выхода (яркости), соответствующего наибольшему значению яркости. Динамический диапазон, в частности, может отличаться посредством наибольшего значения светового выхода, также называемого в качестве белой точки, яркости белых точек, яркости белого или максимальной яркости. Для LDR-изображений и LDR-дисплеев, белая точка типично составляет 500 нит или меньше.

Сигнал выходного изображения, в частности, может быть подан на дисплей, имеющий конкретный динамический диапазон, и в силу этого преобразование динамического диапазона может преобразовывать кодированное изображение из динамического диапазона, указываемого посредством опорной величины целевого дисплея, в динамический диапазон дисплея, на котором подготавливается посредством рендеринга изображение.

Изображение может быть изображением последовательности движущихся изображений, таким как, например, кадр или изображение видеопоследовательности. В качестве другого примера, изображение может быть постоянным фоном или, например, наложенным изображением, к примеру, графикой и т.д.

Первое кодированное изображение, в частности, может быть LDR-изображением, и выходное изображение может быть HDR-изображением. Первое кодированное изображение, в частности, может быть HDR-изображением, и выходное изображение может быть LDR-изображением.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, опорная величина первого целевого дисплея содержит яркость белых точек первого целевого дисплея.

Это позволяет обеспечивать преимущественную работу во многих вариантах осуществления. В частности, это позволяет обеспечивать низкую сложность и/или низкий объем служебной информации при предоставлении достаточной информации, чтобы обеспечивать выполнение улучшенного преобразования динамического диапазона.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, опорная величина первого целевого дисплея содержит индикатор электрооптической передаточной функции для первого целевого дисплея.

Это позволяет обеспечивать преимущественную работу во многих вариантах осуществления. В частности, это позволяет обеспечивать низкую сложность и/или низкий объем служебной информации при предоставлении достаточной информации, чтобы обеспечивать выполнение улучшенного преобразования динамического диапазона. Подход, в частности, может обеспечивать преобразование динамического диапазона таким образом, чтобы также адаптироваться к конкретным характеристикам, например, для яркостей среднего диапазона. Например, он может обеспечивать преобразование динамического диапазона таким образом, чтобы учитывать разности гаммы целевого дисплея и дисплея конечного пользователя.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, опорная величина первого целевого дисплея содержит индикатор тонального преобразования, представляющий тональное преобразование, используемое для того, чтобы формировать первое кодированное изображение для первого целевого дисплея.

Это позволяет обеспечивать выполнение улучшенного преобразования динамического диапазона во многих сценариях, и, в частности, может обеспечивать преобразование динамического диапазона таким образом, чтобы компенсировать конкретные характеристики тонального преобразования, выполняемого на стороне создания контента.

В некоторых сценариях, устройство обработки изображений в силу этого может учитывать как характеристики дисплея, для которого оптимизировано кодированное изображение, так и характеристики конкретного тонального преобразования. Например, это может обеспечивать учет субъективных и, например, художественных решений по тональному преобразованию при преобразовании изображения из одного динамического диапазона в другой.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, сигнал изображения дополнительно содержит поле данных, содержащее управляющие данные преобразований динамического диапазона; и процессор динамического диапазона дополнительно выполнен с возможностью осуществлять преобразование динамического диапазона в ответ на управляющие данные преобразований динамического диапазона.

Это позволяет предоставлять повышенную производительность и/или функциональность во многих системах. В частности, это позволяет обеспечивать локализованную и целевую адаптацию к дисплеям с конкретным динамическим диапазоном при одновременном предоставлении возможности стороне поставщика контента сохранять определенное управление результирующими изображениями.

Управляющие данные преобразований динамического диапазона могут включать в себя данные, указывающие характеристики преобразования динамического диапазона, которое должно и/или может применяться, и/или они могут указывать рекомендованные характеристики преобразования динамического диапазона.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, управляющие данные преобразований динамического диапазона содержат различные параметры преобразования динамического диапазона для различных максимальных уровней яркости отображения.

Это позволяет обеспечивать улучшенное управление и/или адаптацию во многих вариантах осуществления. В частности, это может обеспечивать возможность устройству 103 обработки изображений выбирать и применять надлежащие управляющие данные для конкретного динамического диапазона, для которого формируется выходное изображение.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, управляющие данные преобразований динамического диапазона содержат различные параметры тонального преобразования для различных максимальных уровней яркости отображения, и процессор динамического диапазона выполнен с возможностью определять параметры тонального преобразования для преобразования динамического диапазона в ответ на различные параметры тонального преобразования и максимальную яркость для сигнала выходного изображения.

Это позволяет обеспечивать улучшенное управление и/или адаптацию во многих вариантах осуществления. В частности, это может обеспечивать возможность устройству 103 обработки изображений выбирать и применять надлежащие управляющие данные для конкретного динамического диапазона, для которого формируется выходное изображение. Параметры тонального преобразования могут, в частности, предоставлять параметры, которые должны, могут или рекомендованы для преобразования динамического диапазона.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, управляющие данные преобразований динамического диапазона содержат данные, задающие набор параметров преобразования, которые должны применяться посредством преобразования динамического диапазона.

Это может обеспечивать возможность стороне поставщика контента сохранять управление изображениями, подготовленными посредством рендеринга на дисплеях, поддерживаемых посредством устройства обработки изображений. Это позволяет обеспечивать гомогенность между различными случаями рендеринга. Подход, например, может позволять поставщику контента обеспечивать то, что художественное впечатление от изображения остается относительно неизменным при рендеринге на различных дисплеях.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, управляющие данные преобразований динамического диапазона содержат данные, задающие пределы для параметров преобразования, которые должны применяться посредством преобразования динамического диапазона.

Это позволяет обеспечивать улучшенные операции и расширенные возможности работы пользователей во многих вариантах осуществления. В частности, во многих сценариях это позволяет обеспечивать улучшенный компромисс между желанием поставщика контента сохранять управление рендерингом контента при предоставлении возможности конечному пользователю подстраивать его согласно своим предпочтениям.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, управляющие данные преобразований динамического диапазона содержат различные управляющие данные преобразований для различных категорий изображения.

Это позволяет обеспечивать улучшенные преобразованные изображения во многих сценариях. В частности, это позволяет обеспечивать оптимизацию преобразования динамического диапазона для отдельных характеристик различных изображений. Например, различные преобразования динамического диапазона могут применяться к изображениям, соответствующим основному изображению, изображениям, соответствующим графике, изображениям, соответствующим фону, и т.д.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, максимальная яркость динамического диапазона первого целевого дисплея составляет не менее 1000 нит.

Изображение, которое должно быть преобразовано, может быть HDR-изображением. Преобразование динамического диапазона позволяет преобразовывать такое HDR-изображение в другое HDR-изображение (ассоциированное с дисплеем, имеющим динамический диапазон не менее 1000 нит), имеющее другой динамический диапазон. Таким образом, повышенное качество изображений может достигаться посредством преобразования одного HDR-изображения для одного динамического диапазона в другое HDR-изображение для другого динамического диапазона (который может иметь более высокую или более низкую яркость белых точек).

В соответствии с необязательным признаком изобретения, сигнал изображения содержит второе кодированное изображение и опорную величину второго целевого дисплея, причем опорная величина второго целевого дисплея указывает динамический диапазон второго целевого дисплея, для которого кодируется второе кодированное изображение, при этом динамический диапазон второго целевого дисплея отличается от динамического диапазона первого целевого дисплея; и процессор динамического диапазона выполнен с возможностью применять преобразование динамического диапазона ко второму кодированному изображению в ответ на опорную величину второго целевого дисплея.

Это позволяет обеспечивать повышенное качества вывода во многих сценариях. В частности, различные преобразования могут применяться для первого кодированного изображения и для второго кодированного изображения в зависимости от различий ассоциированных целевых дисплеев (и типично в зависимости от того, как каждое из них связано с требуемым динамическим диапазоном выходного изображения).

В соответствии с необязательным признаком изобретения, процессор динамического диапазона изображения выполнен с возможностью формировать выходное изображение посредством комбинирования первого кодированного изображения и второго кодированного изображения.

Это позволяет обеспечивать повышенное качество изображений во многих вариантах осуществления и сценариях. В некоторых сценариях, комбинация может быть комбинацией на основе выбора, при которой комбинация выполняется просто посредством выбора одного из изображений.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, устройство обработки изображений дополнительно содержит: приемное устройство для приема сигнала данных из дисплея, причем сигнал данных содержит поле данных, которое содержит индикатор динамического диапазона отображения дисплея, при этом индикатор динамического диапазона отображения содержит, по меньшей мере, одну спецификацию яркости; и процессор динамического диапазона выполнен с возможностью применять преобразование динамического диапазона к первому кодированному изображению в ответ на индикатор динамического диапазона отображения.

Это позволяет обеспечивать улучшенный рендеринг изображений во многих вариантах осуществления.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, процессор динамического диапазона выполнен с возможностью выбирать между формированием выходного изображения в качестве первого кодированного изображения и формированием выходного изображения в качестве преобразованного изображения относительно первого кодированного изображения в ответ на опорную величину первого целевого дисплея.

Это позволяет обеспечивать улучшенный рендеринг изображений во многих вариантах осуществления и/или позволяет уменьшать вычислительную нагрузку. Например, если дисплей конечного пользователя имеет динамический диапазон, который является очень близким к диапазону, для которого сформировано кодированное изображение, то повышенное качество подготовленного посредством рендеринга изображения типично должно достигаться, если принимаемое изображение используется непосредственно. Тем не менее, если динамические диапазоны существенно отличаются, повышенное качество достигается посредством обработки изображения таким образом, чтобы адаптировать его к различному динамическому диапазону. В некоторых вариантах осуществления, преобразование динамического диапазона может быть выполнено с возможностью просто переключать между нулевой операцией (использованием непосредственно первого кодированного изображения) и применением предварительно определенного и фиксированного преобразования динамического диапазона, если опорная величина целевого дисплея существенно отличается от дисплея конечного пользователя.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, преобразование динамического диапазона содержит преобразование палитры.

Это позволяет обеспечивать формирование улучшенного выходного изображения во многих вариантах осуществления и сценариях. В частности, это позволяет обеспечивать улучшенный воспринимаемый цветорендеринг и, например, позволяет компенсировать восприятие изменений цвета, вытекающих из изменений яркости областей изображения. В некоторых вариантах осуществления, преобразование динамического диапазона может состоять в преобразовании палитры.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, устройство обработки изображений дополнительно содержит передающее устройство управляющих данных для передачи управляющих данных динамического диапазона в источник сигнала изображения.

Это может обеспечивать возможность источнику адаптировать сигнал изображения в ответ на управляющие данные динамического диапазона. Управляющие данные динамического диапазона могут, в частности, содержать индикатор относительно предпочтительного динамического диапазона для изображения и/или индикатор относительно динамического диапазона (например, яркость белых точек и необязательно EOTF или гамма-функцию) для дисплея конечного пользователя.

Согласно аспекту изобретения, предусмотрено устройство источника сигналов изображений, содержащее: приемное устройство для приема кодированного изображения; формирователь для формирования сигнала изображения, содержащего кодированное изображение и опорную величину целевого дисплея, указывающую динамический диапазон целевого дисплея, для которого кодируется кодированное изображение; передающее устройство для передачи сигнала изображения.

Согласно аспекту изобретения, предусмотрен способ обработки изображений, содержащий:

- прием сигнала изображения, причем сигнал изображения содержит, по меньшей мере, первое кодированное изображение и опорную величину первого целевого дисплея, причем опорная величина первого целевого дисплея указывает динамический диапазон первого целевого дисплея, для которого кодируется первое кодированное изображение;

- формирование выходного изображения посредством применения преобразования динамического диапазона к первому кодированному изображению в ответ на опорную величину первого целевого дисплея; и

- вывод сигнала выходного изображения, содержащего выходное изображение.

Согласно аспекту изобретения, предусмотрен способ передачи сигнала изображения, при этом способ содержит: прием кодированного изображения; формирование сигнала изображения, содержащего кодированное изображение и опорную величину целевого дисплея, указывающую динамический диапазон целевого дисплея, для которого кодируется кодированное изображение; и передачу сигнала изображения.

Согласно аспекту изобретения, предусмотрен сигнал изображения, содержащий, по меньшей мере, первое кодированное изображение и опорную величину первого целевого дисплея, причем опорная величина первого целевого дисплея указывает динамический диапазон первого целевого дисплея, для которого кодируется первое кодированное изображение.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения должны становиться очевидными и должны истолковываться со ссылкой на описанные далее варианты осуществления.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления изобретения описаны далее только в качестве примера со ссылкой на чертежи, из которых:

Фиг. 1 является иллюстрацией примеров элементов системы рендеринга изображений в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 2 является иллюстрацией примера элементов устройства обработки изображений;

Фиг. 3 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 4 иллюстрирует пример электрооптической передаточной функции (EOTF) для дисплея;

Фиг. 5 иллюстрирует пример модели для плоскостей представления в HDMV-2D-режиме Blu-Ray^TM-стандарта;

Фиг. 6 иллюстрирует пример обработки динамического диапазона для HDR- и LDR-изображений;

Фиг. 7 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 8-10 иллюстрируют примеры изображений с различными преобразованиями динамического диапазона при представлении на идентичном дисплее;

Фиг. 11 иллюстрирует пример взаимосвязи между значениями яркости и возможными преобразованиями для устройства обработки изображений;

Фиг. 12 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 13 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 14 иллюстрирует структуру графического потока в соответствии с Blu-Ray^TM-стандартом;

Фиг. 15 иллюстрирует пример обработки динамического диапазона для изображения и ассоциированного наложенного графического изображения;

Фиг. 16 иллюстрирует пример обработки динамического диапазона для изображения и графики;

Фиг. 17 является иллюстрацией примера элементов устройства обработки изображений;

Фиг. 18 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 19 является иллюстрацией примера элементов устройства обработки изображений;

Фиг. 20 иллюстрирует пример преобразования для устройства обработки изображений;

Фиг. 21 является иллюстрацией примера элементов дисплея в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 22 является иллюстрацией примера элементов устройства обработки изображений; и

Фиг. 23 схематично иллюстрирует формирование 8-битового кодирования изображений для HDR-изображения посредством устройства кодирования.

Подробное описание некоторых вариантов осуществления изобретения

Фиг. 1 иллюстрирует пример тракта аудиовизуального распространения. В примере, устройство 101 поставщика контента формирует сигнал аудиовизуального контента для элемента аудиовизуального контента, такого как, например, фильм, телевизионная программа и т.д. Устройство 101 поставщика контента, в частности, может кодировать аудиовизуальный контент в соответствии с подходящим форматом кодирования и представлением цветов. В частности, устройство 101 поставщика контента может кодировать изображения видеопоследовательности элемента аудиовизуального контента в соответствии с подходящим представлением, таким как, например, YCrCb. Устройство 101 поставщика контента может рассматриваться как представляющее киностудию, которая создает и передает в широковещательном режиме контент.

Сигнал аудиовизуального контента затем распространяется в устройство 103 обработки изображений через тракт 105 распространения. Устройство 103 обработки изображений, например, может представлять собой абонентскую приставку, находящуюся у конкретного потребителя элемента контента, к примеру, персональное видеозаписывающее устройство, Blu-RayTM-проигрыватель, сетевое (например, Интернет-) устройство потоковой передачи, спутниковый или наземный телевизионный приемник и т.д.

Аудиовизуальный контент кодируется и распространяется из устройства 101 поставщика контента на носитель, который, например, может состоять из коробочного носителя или среды связи. Затем он достигает исходного устройства в форме устройства 103 обработки изображений, которое содержит функциональность для декодирования и воспроизведения контента.

Следует принимать во внимание, что тракт 105 распространения может быть любым трактом распространения через любой носитель (среду) или с использованием любого подходящего стандарта связи. Дополнительно, тракт распространения не должен быть обязательно в реальном времени, а может включать в себя постоянное или временное хранилище. Например, тракт распространения может включать в себя Интернет-, спутниковую, кабельную или наземную широковещательную передачу, сеть мобильной или стационарной связи и т.д. или хранение на физически распределенных носителях, таких как DVD или Blu-RayTM-диск или карта памяти и т.д.

Устройство 103 обработки изображений соединяется с дисплеем 107 через тракт 109 связи. Устройство 103 обработки изображений формирует сигнал для отображения, представляющий элемент аудиовизуального контента. Таким образом, исходное устройство передает декодированный контент в потоковом режиме в устройство-приемник, которое может быть телевизором или другим устройством, который преобразует цифровые сигналы в физическое представление.

Устройство 103 обработки изображений может выполнять, например, алгоритмы улучшения изображений или обработки сигналов для данных и, в частности, может декодировать и повторно кодировать (обработанный) аудиовизуальный сигнал. Повторное кодирование, в частности, может иметь отличающийся формат кодирования или представления по сравнению с форматом кодирования или представления принимаемого сигнала.

Система по фиг. 1 в некоторых вариантах осуществления выполнена с возможностью предоставлять видеоинформацию с расширенным динамическим диапазоном (HDR) на дисплей 107 и в других вариантах осуществления или сценариях выполнена с возможностью предоставлять изображение с узким динамическим диапазоном (LDR) на дисплей 107. Дополнительно, чтобы обеспечивать, например, улучшенную обратную совместимость, в некоторых сценариях она может иметь возможность предоставлять LDR- и HDR-изображение в зависимости от дисплея, на котором она отображается. В частности, система имеет возможность передавать/распространять сигналы изображений, связанные с LDR- и HDR-изображениями.

Традиционные дисплеи типично используют LDR-представление. Типично такие LDR-представления предоставляются посредством трехкомпонентного 8-битового представления, связанного с указанными основными цветами. Например, представление RGB-цветов может предоставляться посредством трех 8-битовых выборок, упоминаемых как красный, зеленый и синий основной цвет, соответственно. Другое представление использует один компонент сигнала яркости и два компонента сигнала цветности (к примеру, YCrCb). Эти LDR-представления соответствуют данной яркости или диапазону яркости.

HDR, в частности, обеспечивает надлежащее представление значительно более ярких изображений (или областей изображения) на HDR-дисплеях. Фактически, HDR-изображение, отображенное на HDR-дисплее, может предоставлять значительно более яркий белый цвет, чем может предоставляться посредством соответствующего LDR-изображения, представленного на LDR-дисплее. Фактически, HDR-дисплей типично может обеспечивать, по меньшей мере, в четыре раза более яркий белый цвет, чем LDR-дисплей. Яркость, в частности, может измеряться относительно самого темно-черного цвета, который может представляться, или может измеряться относительно данного уровня серого или черного.

LDR-изображение, в частности, может соответствовать конкретным параметрам отображения, таким как фиксированное битовое разрешение, связанное с конкретным набором основных цветов и/или конкретной белой точкой. Например, 8 битов могут предоставляться для данного набора основных RGB-цветов и, например, белой точки 500 кд/м². HDR-изображение является изображением, которое включает в себя данные, которые должны быть подготовлены посредством рендеринга сверх этих ограничений. В частности, яркость может более чем в четыре раза (или больше) превышать яркость белой точки (например, 2000 кд/м²).

Пиксельные значения расширенного динамического диапазона имеют диапазон яркостной контрастности (самая большая яркость в наборе пикселов, дел