СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОНАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ ТОНАЛЬНОЙ РЕГУЛИРОВКИ Российский патент 2020 года по МПК G06T5/00 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Представленные принципы, в общем, относятся к тональному отображению изображения/видео. В частности, но не исключительно, область техники представленных принципов относится к тональному отображению изображения, чьи значения пикселей принадлежат высоко динамическому диапазону.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящий раздел предназначен для введения читателя в различные аспекты данной области техники, которые могут относиться к различным аспектам представленных принципов, которые описываются и/или заявляются ниже. Предполагается, что это описание является полезным в обеспечении читателя предварительной информацией для обеспечения более хорошего понимания различных аспектов представленных принципов. Соответственно, следует понимать, что эти утверждения должны читаться в этом свете, и не как допущения предшествующего уровня техники.

В последующем, изображение содержит один или более массивов отсчетов (значений пикселей) в конкретном формате изображения /видео, который определяет всю информацию относительно значений пикселей изображения (или видео) и всю информацию, которая может, например, использоваться устройством отображения и/или любым другим устройством для визуализации и/или декодирования изображения (или видео). Изображение содержит, по меньшей мере, одну компоненту, в форме первого массива отсчетов, обычно компоненту яркости (luma или luminance), и, возможно, по меньшей мере, одну другую компоненту, в форме, по меньшей мере, одного другого массива отсчетов, обычно компоненту цветности. Или, эквивалентно, одна и та же информация также может представляться посредством набора массивов цветовых отсчетов, как, например, традиционное трехцветное представление RGB.

Значение пикселя представляется посредством вектора из C значений, где C является количеством компонент. Каждое значение вектора представляется с помощью некоторого количества бит, которое определяет максимальный динамический диапазон значений пикселей.

Изображения стандартного динамического диапазона (изображения SDR) являются цветными изображениями, чьи значения яркости представляются с помощью ограниченной динамики, обычно измеряемой в степени два или f-стопах, изображения SDR имеют динамику приблизительно 10 f-стопов, то есть, отношение 1000 между самыми яркими пикселями и самыми темными пикселями в линейной области, и кодируются с помощью ограниченного количества бит (наиболее часто 8 или 10 в HDTV (телевизионных системах высокой четкости) и UHDTV (телевизионных системах сверхвысокой четкости) в нелинейной области, например, посредством использования ITU-R BT.709 OEFT (оптико-электрической передаточной функции) (Rec. ITU-R BT.709-5, апрель 2002) или ITU-R BT.2020 OETF (Rec. ITU-R BT.2020-1, июнь 2014) для уменьшения динамики. Это ограниченное нелинейное представление не обеспечивает корректное воспроизведение малых изменений сигналов, в частности, в темных и ярких диапазонах яркости. В изображениях высоко динамического диапазона (изображениях HDR), динамика сигнала является намного более высокой (вплоть до 20 f-стопов, отношение один миллион между самыми яркими пикселями и самыми темными пикселями) и необходимо новое нелинейное представление, чтобы поддерживать высокую точность сигнала над его полным диапазоном. В изображениях HDR исходные данные обычно представляются в формате с плавающей точкой (либо 32-битном, либо 16-битном для каждой компоненты, именно с плавающей точкой с полной или половинной точностью), при этом наиболее популярным форматом является формат с плавающей точкой с половинной точностью openEXR (16-бит в расчете на компоненту RGB, то есть, 48 бит в расчете на пиксель), или в целых числах с длинным представлением, обычно, по меньшей мере, 16 бит. В действительности существует более компактное представление, как, например, 10 или 12 битный формат, полученный посредством использования так называемой PQ OETF, определенной в SMPTE 2084 (стандарт SMPTE: High Dynamic Range Electro-Optical Transfer Function of Mastering Reference Displays, SMPTE ST 2084:2014).

Тональное отображение является хорошо известной операцией, которая уменьшает динамический диапазон входного изображения.

Операция тонального отображения может осуществляться как функция тональной регулировки, которая определяет выходное значение SDR для каждого входного значения HDR или обратно.

Фиг. 1 показывает пример функции тональной регулировки (представленной графически посредством кривой), как определено в "предложении HDR от Филипс в отношении преобразования динамического диапазона по отношению к "объединенной модели", как описано в SMPTE DG "Dynamic Metadata for Color Transforms of HDR and WCG Images" R. Nijland Koninklijke Philips N.V. 20150421.

Функция тональной регулировки является параметрической функцией тональной регулировки, определенной на трех диапазонах (временных интервалах): нижнем интервале, среднем интервале и верхнем интервале.

Над нижним интервалом, функция тональной регулировки является линейной: y=SGC*x, где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением и x является входным значением.

Над верхним интервалом, функция тональной регулировки также является линейной: y=HGC*x+(1-HGC), где HGC является наклоном (действительным значением параметра).

Над средним интервалом, функция тональной регулировки является параболой ax²+bx+c, x_SGC, соединяющей упомянутые два линейных интервала в гладком переходе. Ширина перехода определяется посредством MTA, действительного значения параметра.

где

и

Согласно этому предшествующему уровню техники, параметры SGC, HGC и MTA зависят от трех входных значений параметров shadowGainControl, midTonesAdjustement и highlightGainControl следующим образом:

где и

Например, в вышеуказанных уравнениях, L_target является равным 100 нитам, L_source является предпочтительно равным 4000 нитам или 5000 нитам и функция v является тождественной функцией.

Как следствие, три входных параметра shadowGainControl, highLightGainControl и midTonesAdjustement должны быть заданы, чтобы определять функцию тональной регулировки, которая является кусочно-линейной и параболической.

Настоящее изобретение не ограничено конкретной параметрической функцией тональной регулировки.

Входные параметры, определяющие параметрическую функцию тональной регулировки, могут выбираться вручную согласно артистическому намерению, но это делает трудным конфигурирование автоматизированного способа тонального отображения надлежащим и устойчивым способом для множества видеоконтентов для определения этих параметров.

3. РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее представляет упрощенную сущность представленных принципов, чтобы обеспечивать базовое понимание некоторых аспектов представленных принципов. Этот раздел Сущность изобретения не является обширным обзором представленных принципов. Он не предназначен для идентификации ключевых или критических элементов представленных принципов. Последующий раздел Сущность изобретения всего лишь представляет некоторые аспекты представленных принципов в упрощенной форме в качестве вступления для более подробного описания, обеспеченного ниже.

Представленные принципы описаны для исправления, по меньшей мере, одного из недостатков предшествующего уровня техники с помощью способа для тонального отображения входного изображения посредством использования параметрической функции тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном. Способ содержит определение нелинейной функции тональной регулировки над, по меньшей мере, одним диапазоном, и определение, по меньшей мере, одного параметра упомянутой функции тональной регулировки, модулированного посредством уровня яркости входного изображения.

В соответствии с одним примером представленных принципов, функция тональной регулировки определена над тремя диапазонами.

В соответствии с одним примером представленных принципов, функция тональной регулировки является линейной над первым диапазоном, параболической над вторым диапазоном и линейной над третьим диапазоном.

В соответствии с одним примером представленных принципов, функция тональной регулировки определяется:

- над первым диапазоном посредством:

где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением и x является входным значением;

- над вторым диапазоном посредством:

- над третьим диапазоном посредством:

где HGC является наклоном;

где

где MTA является действительным значением параметра, и

, где v является функцией на основе L_target

где и

где shadowGainControl, и midTonesAdjustement являются действительными значениями, заданными посредством:

где highlightGainControl является действительным значением и значение модуляции Ba реагирует на уровень яркости входного изображения и выражается в нитах.

В соответствии с одним примером представленных принципов, действительное значение highlightGainControl является постоянным значением.

В соответствии с одним примером представленных принципов, действительное значение highlightGainControl хранится как другой параметр в дополнение к значению модуляции.

В соответствии с одним примером представленных принципов, действительное значение highlightGainControl дается посредством:

В соответствии с одним примером представленных принципов, функция тональной регулировки определяется:

- над первым диапазоном посредством:

где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением и x является входным значением;

- над вторым диапазоном посредством:

- над третьим диапазоном посредством:

где HGC является наклоном;

где

где MTA является действительным значением параметра, и

где и

где midTonesAdjustement является действительным значением, заданным посредством:

где highlightGainControl является действительным значением и значение модуляции Ba реагирует на уровень яркости входного изображения и выражается в нитах.

В соответствии с одним примером представленных принципов, функция тональной регулировки является параметрической логарифмической функцией, определенной посредством:

где k является постоянным значением, y является выходным значением и x является входным значением и PeakL является значением пиковой яркости входного изображения.

В соответствии с одним примером представленных принципов, значение модуляции реагирует на средний тональный уровень входного изображения.

В соответствии с одним примером представленных принципов, средний тональный уровень определяется на основе уровня черного и уровня белого.

В соответствии с одним примером представленных принципов, средний тональный уровень определяется как одно из (1) геометрического среднего и (2) логарифмического среднего уровня черного и уровня белого.

В соответствии с одним примером представленных принципов, входное изображение является одним из множества изображений, содержащихся в видеопоследовательности, и при этом определение значения модуляции выполняется для каждого из множества изображений, при этом значения модуляции для множества изображений сглаживаются по времени.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к способу обратного тонального отображения подвергнутой тональному отображению версии входного изображения посредством использования параметрической функции обратной тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном. Способ отличается тем, что способ содержит определение нелинейной функции тональной регулировки над, по меньшей мере, одним диапазоном и получение, по меньшей мере, одного параметра функции обратной тональной регулировки, модулированного посредством уровня яркости входного изображения.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к способу кодирования входного изображения, содержащему:

- получение максимального значения из значений компонент входного изображения;

- получение линейного значения посредством тонального отображения упомянутого максимального значения согласно вышеописанному способу;

- умножение входного изображения на отношение между линейным значением к максимальному значению.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к способу декодирования изображения, содержащему:

- получение максимального значения из значений компонент декодированного изображения;

- получение нелинейного значения посредством обратного тонального отображения упомянутого максимального значения согласно вышеописанному способу;

- умножение декодированного изображения на отношение между нелинейным значением к максимальному значению.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к устройству для тонального отображения входного изображения посредством использования параметрической функции тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном, отличающемуся тем, что устройство содержит процессор, сконфигурированный с возможностью определять нелинейную функцию тональной регулировки над, по меньшей мере, одним диапазоном, и определять, по меньшей мере, один параметр упомянутой функции тональной регулировки, модулированный посредством уровня яркости входного изображения.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к устройству для кодирования входного изображения, содержащему процессор, сконфигурированный с возможностью:

- получать максимальное значение из значений компонент входного изображения;

- получать линейное значение посредством тонального отображения упомянутого максимального значения согласно вышеописанному способу;

- умножать входное изображение на отношение между линейным значением к максимальному значению.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к устройству для декодирования изображения, содержащему процессор, сконфигурированный с возможностью:

- получать максимальное значение из значений компонент декодированного изображения;

- получать нелинейное значение посредством обратного тонального отображения упомянутого максимального значения согласно вышеописанному способу;

- умножать декодированное изображение на отношение между нелинейным значением к максимальному значению.

Согласно другому из его аспектов, настоящее изобретение относится к сигналу, несущему кодированное изображение, отличающемуся тем, что он дополнительно переносит информационные данные, указывающие значение модуляции, реагирующее на уровень яркости кодированного входного изображения.

Согласно другому из их аспектов, представленные принципы относятся к компьютерному программному продукту, содержащему инструкции программного кода для исполнения этапов вышеописанного способа, когда эта программа исполняется на компьютере, и постоянному запоминающему носителю, несущему инструкции программного кода для исполнения этапов вышеописанного способа, когда упомянутая программа исполняется на вычислительном устройстве.

Конкретная природа представленных принципов также как другие цели, преимущества, признаки и использования представленных принципов станут ясными из последующего описания примеров, взятого совместно с сопровождающими чертежами.

4. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах, проиллюстрированы примеры представленных принципов. Они показывают:

- Фиг. 1 показывает пример функции тональной регулировки в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг. 2 показывает диаграмму этапов способа для тонального отображения входного изображения в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 3 показывает пример гистограммы в зависимости от линейной яркости Y входного изображения в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг. 4-5 иллюстрируют то, как определять значение модуляции;

- Фиг. 6 показывает диаграмму этапов способа для обратного тонального отображения входного изображения в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 7 иллюстрирует общий способ для кодирования контента HDR в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 8 иллюстрирует общий способ для декодирования контента HDR в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 9 показывает подэтапы преобразования динамического диапазона в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 10 показывает подэтапы обращения уменьшения динамического диапазона в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 11 показывает диаграмму этапов получения линейного значения t посредством тонального отображения максимального значения T в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 12 показывает пример архитектуры устройства в соответствии с одним примером представленных принципов; и

- Фиг. 13 показывает два удаленных устройства, осуществляющих связь по сети передачи данных, в соответствии с одним примером представленных принципов;

- Фиг. 14 показывает синтаксис сигнала в соответствии с одним примером представленных принципов.

Аналогичные или одинаковые элементы указываются с помощью одинаковых ссылочных позиций.

6. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представленные принципы будут описываться более полно со ссылкой на сопровождающие фигуры, на которых показаны примеры представленных принципов. Представленные принципы могут, однако, осуществляться во многих альтернативных формах и не должны толковаться как ограниченные примерами, здесь изложенными. Соответственно, в то время как представленные принципы допускают различные модификации и альтернативные формы, их конкретные примеры показаны посредством примеров на чертежах и будут здесь описываться подробно. Следует понимать, однако, что не имеется никакого намерения ограничивать представленные принципы конкретными раскрытыми формами, но наоборот, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты, и альтернативы, попадающие в пределы сущности и объема представленных принципов, как определено посредством формулы изобретения.

Терминология, здесь используемая, предназначена только для цели описания конкретных примеров и не предназначена быть ограничением представленных принципов. Как здесь используется, предполагается, что форма единственного числа включает в себя форму множественного числа также, если контекст явно не указывает иное. Следует дополнительно понимать, что признаки "содержит", "содержащий", "включает в себя" и/или "включающий в себя", когда используются в этом описании, определяют присутствие сформулированных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, и/или компонентов, но не исключают присутствие или дополнение одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов, и/или групп перечисленного. Более того, когда элемент упоминается как являющийся "реагирующим на" или "соединенным с" другим элементом, он может быть напрямую реагирующим на или соединенным с другим элементом, или могут присутствовать промежуточные элементы. В противоположность, когда элемент упоминается как "напрямую реагирующий на" или "напрямую соединенный с" другим элементом, не имеется присутствующих промежуточных элементов. Как здесь используется признак "и/или" включает в себя любые и все комбинации из одного или более из ассоциированных перечисленных элементов и может сокращаться как "/".

Следует понимать, что, хотя признаки первый, второй, и т.д., могут здесь использоваться, чтобы описывать различные элементы, эти элементы не должны быть ограниченными посредством этих признаков. Эти признаки используются только, чтобы различать один элемент от другого. Например, первый элемент может называться второй элемент, и, аналогично, второй элемент может называться первый элемент без отхода от идей представленных принципов.

Хотя некоторые из диаграмм включают в себя стрелки на путях передачи данных, чтобы показывать первичное направление передачи данных, следует понимать, что передача данных может происходить в противоположном направлении по отношению к изображенным стрелкам.

Некоторые примеры описаны по отношению к блок-схемам и операционным блок-схемам последовательностей операций, в которых каждый блок представляет элемент схемы, модуль, или часть кода, который содержит одну или более исполнимых инструкций для осуществления определенной логической функции (функций). Также следует отметить, что в других вариантах осуществления, функция (функции), отмеченная в блоках, может происходить вне отмеченного порядка. Например, два блока, показанные в последовательности, могут, фактически, исполняться, по существу, параллельно или блоки могут иногда исполняться в обратном порядке, в зависимости от используемых функциональных возможностей.

Ссылка здесь на "в соответствии с одним примером" или "в одном примере" означает, что конкретный признак, структура, или характеристика, описанные совместно с примером, могут включаться в, по меньшей мере, один вариант осуществления представленных принципов. Появления фразы "в соответствии с одним примером" или "в одном примере" в различных местах в описании не необходимо все указывают на один и тот же пример, и также отдельные или альтернативные примеры не необходимо являются взаимно исключающими для других примеров.

Ссылочные позиции, появляющиеся в формуле изобретения, предназначены только в качестве иллюстрации и не должны иметь ограничивающего влияния на объем формулы изобретения.

В то время как явно не описано, представленные примеры и варианты могут использоваться в любой комбинации или субкомбинации.

В соответствии с представленными принципами, как проиллюстрировано на фиг. 2, способ тонального отображения входного изображения I посредством использования параметрической функции тональной регулировки TAF содержит определение, по меньшей мере, одного параметра функции тональной регулировки TAF, реагирующего на значение модуляции Ba, само реагирующее на уровень яркости входного изображения.

В соответствии с первым примером представленных принципов, как проиллюстрировано на фиг. 1, функция тональной регулировки TAF является параметрической функцией тональной регулировки, заданной посредством уравнений (1), (2) и (3), чьи два входных параметра shadowGainControl и midTonesAdjustement определяются из значения модуляции Ba следующим образом:

Входной параметр highlightGainControl равняется постоянному значению CST, например, CST=2, которое не зависит от значения модуляции Ba.

В соответствии с одним вариантом первого примера, входной параметр highlightGainControl хранится как другой параметр в дополнение к значению модуляции Ba.

В соответствии с одним вариантом первого примера, входной параметр highlightGainControl зависит от значения модуляции Ba следующим образом:

В этом первом примере и его вариантах, значение модуляции Ba выражается в нитах и обычно лежит в интервале [1, 40].

Согласно этому первому примеру и его вариантам, параметры SGC, HGC и MTA затем получаются из этих трех входных параметров согласно уравнению (4).

В соответствии со вторым примером представленных принципов, как проиллюстрировано на фиг. 1, функция тональной регулировки TAF является параметрической тональной регулировкой, определенной на трех разных диапазонах: нижнем интервале, среднем интервале и верхнем интервале.

Над нижним интервалом, функция тональной регулировки является линейной: y=, где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением и x является входным значением.

Над верхним интервалом, функция тональной регулировки также является линейной: y=, где HGC является наклоном (действительным значением параметра).

Над средним интервалом, функция тональной регулировки является параболой , соединяющей упомянутые два линейные участка в гладком переходе. Ширина перехода определяется посредством MTA, действительного значения параметра.

Кратко, функция тональной регулировки TAF определяется посредством:

где

и

В соответствии с одним вариантом этого второго примера, параметры SGC', HGC' и MTA' зависят от двух входных значений параметров midTonesAdjustement и highlightGainControl следующим образом:

где и

Например, в вышеуказанных уравнениях, L_target является равным 100 нитам, L_source является предпочтительно равным 4000 нитам или 5000 нитам и v является тождественной функцией.

В соответствии с одним вариантом этого второго примера, входные параметры midTonesAdjustement определяется из значения модуляции Ba следующим образом:

Входной параметр highlightGainControl равняется постоянному значению CST, например, CST=2.

В соответствии с одним вариантом второго примера, входной параметр highlightGainControl хранится как другой параметр в дополнение к значению модуляции Ba.

В соответствии с одним вариантом второго примера, входной параметр highlightGainControl зависит от значения модуляции Ba следующим образом:

В этом втором примере и его вариантах, значение модуляции Ba выражается в нитах и лежит предпочтительно в интервале [1, 40].

В соответствии с третьим примером представленных принципов, функция тональной регулировки TAF является параметрическим логарифмом, определенным посредством:

где k является постоянным значением, например, равным 1000 и PeakL является значением пиковой яркости входного изображения.

В соответствии с одним примером представленных принципов, значение модуляции Ba получается следующим образом: Пиксели входного изображения классифицируются в гистограмму в зависимости от их линейной яркости Y, как показано на иллюстративной гистограмме на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, самая правая часть гистограммы находится на пиковой яркости P. Предполагается, что этот пик яркости обеспечивается, например, на основе формата изображения, и не изменяется от изображения к изображению, когда видео подвергается тональному отображению. Далее, уровень белого W определяется как уровень яркости, соответствующий последнему перцентилю гистограммы, уровень черного B определяется как уровень яркости, соответствующий первому перцентилю гистограммы, и средний тональный уровень M определяется как геометрическое среднее (или логарифмическое среднее) уровня черного B и уровня белого W:

Как следствие, три уровня W, B и M зависят от контента входного изображения.

В общем, выбор значения модуляции Ba и функции тональной регулировки должен сохранять информацию на очень темном уровне и также сохранять подробности в среднем тональном диапазоне (то есть, окрестности среднего тонального значения). Таким образом, два условия используются при получении значения модуляции Ba: (1) черные не отсекаются вниз на ноль слишком агрессивно; и (2) количество кодовых слов в изображении SDR, используемом, чтобы представлять средний тональный диапазон входного изображения, максимизируется.

При рассмотрении первого условия, что черные не должны отсекаться вниз на ноль слишком агрессивно, устанавливается нижняя граница для уровня черного, то есть

где является функцией тональной регулировки, B является значением яркости и является значением параметра.

На фиг. 4, иллюстративная функция тональной регулировки используется, чтобы проиллюстрировать, что отображенное значение устанавливается на . Неравенство (14) не определяет конкретное значение модуляции Ba. Вместо этого, оно обеспечивает диапазон приемлемых значений модуляции для Ba.

Для второго условия (количество кодовых слов, используемых для кодирования среднего тонального диапазона, должно максимизироваться), наклон для функции тональной регулировки на среднем тональном уровне M максимизируется, как показано на фиг. 5.

Комбинируя оба условия, значение модуляции Ba может однозначно определяться посредством решения следующей задачи максимизации:

Чтобы решить задачу (15) оптимизации при заданной функции тональной регулировки, может выполняться систематический поиск грубой силы для Ba в диапазоне приемлемых значений Ba, чтобы вычислять значение модуляции Ba для каждого изображения видео, например. Функция тональной регулировки может быть функцией, проиллюстрированной на фиг. 1, и представленные принципы могут применяться к любым другим формам функции тональной регулировки. В Уравнении (15), логарифмическая шкала используется для яркости Y, так как она может представлять восприятие яркости человеком более хорошо, чем линейная область. В одном варианте, можно определять наклон на основе Y вместо для простоты.

В других примерах представленных принципов, могут использоваться разные способы для определения значения модуляции, например, но не ограничиваясь этим, с использованием усреднения, медианы, минимального или максимального значения яркости изображения I. Эти операции могут выполняться в области линейной яркости или в нелинейной области, как, например, или , где .

Чтобы дополнительно улучшать функции тональной регулировки (кривые), некоторые границы могут накладываться на значение модуляции Ba, чтобы избегать зашкаливания как в очень темных кадрах (Ba слишком низкое), так и в очень ярких кадрах (Ba слишком высокое). Например, значение модуляции Ba устанавливается на

чтобы определять ослабленное значение модуляции Ba_att, с визуально определенными значениями Ba_min=2 нита, Ba_max=50 нитов, Ba_mid=5 нитов и коэффициентом ослабления . Это может обеспечивать значения модуляции, более близкие к визуально оптимальным значениям.

В видеопоследовательности, значение модуляции Ba может определяться для каждого изображения из упомянутой видеопоследовательности. Чтобы избегать временной несовместимости в сценах с быстрыми изменениями яркости, является желательной временная стабилизация. Быстро изменяющиеся видео, как, например, сцена, показывающая взрыв или фейерверк, может вызывать, что значения модуляции изменяются быстро от изображения к изображению, и вызывать раздражающие эффекты освещенности. Например, предположим, что сцена со статичным задним планом и внезапной вспышкой (как, например, взрывом или фейерверком) на переднем плане может обеспечивать раздражающие визуальные артефакты. В таких случаях, вследствие вспышки, белый W будет увеличиваться, также как M и тогда значение модуляции Ba. Когда значение модуляции Ba является высоким, функция тональной регулировки подавляет темный больше, и это может вызывать неожиданное внезапное потемнение заднего плана в подвергнутом тональной регулировке изображении. Чтобы предотвращать такое ненатуральное и раздражающее временное изменение яркости в подвергнутой тональной регулировке видеопоследовательности, предлагается временная стабилизация, чтобы сглаживать общее изменение яркости видеопоследовательности.

В соответствии с одним примером представленных принципов, используется экспоненциальная стабилизация.

Пусть будет модуляцией, определенной на изображении n, и значением модуляции после временной стабилизации. Экспоненциальная временная стабилизация тогда дается посредством:

где является действительным значением, адаптированным к частоте изображений.

Другие фильтры временного сглаживания могут использоваться для временной стабилизации значений модуляции.

В соответствии с одним примером принципов, способ дополнительно содержит передачу значения модуляции Ba и возможно входного параметра highlightGainControl в битовом потоке.

Например, значение модуляции Ba и возможно входной параметр highlightGainControl кодируется (кодируются) как метаданные, содержащиеся в специальном сообщении SEI [Technicolor's response to CfE for HDR and WCG (category 1) - Single layer HDR video coding with SDR backward compatibility, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG2014/M36263 June 2015, Warsaw, Poland].

В соответствии с представленными принципами, как проиллюстрировано на фиг. 6, способ для обратного тонального отображения подвергнутой тональному отображению версии входного изображения I посредством использования параметрической функции обратной тональной регулировки ITAF. Упомянутая параметрическая функция обратной тональной регулировки ITAF является обратной к функции тональной регулировки TAF, описанной выше.

Упомянутый способ для обратного тонального отображения содержит получение значения модуляции Ba, реагирующего на уровень яркости входного изображения I, и получение, по меньшей мере, одного параметра функции обратной тональной регулировки ITAF, реагирующего на упомянутое значение модуляции Ba.

В соответствии с одним примером представленного принципа, когда функция тональной регулировки TAF определяется посредством уравнения (1) и ее параметры посредством уравнений (2), (3) и (4) (первый пример или один из его вариантов), функция обратной тональной регулировки ITAF получается как обратная функция для функции тональной регулировки, изображенной в уравнении (1), следующим образом:

где

и где SGC, HGC задаются посредством уравнения (4).

В соответствии с одним примером представленного принципа, когда функция тональной регулировки TAF определяется посредством уравнения (6) (второй пример) и ее параметры посредством уравнений (7), (8) и (9), функция обратной тональной регулировки ITAF получается как обратная функция для функции тональной регулировки, изображенной в уравнении (8), следующим образом:

где

и где SGC', HGC' задаются посредством уравнения (9).

В соответствии с одним примером представленных принципов, когда функция тональной регулировки определяется посредством уравнения (7) (третий пример), функция обратной тональной регулировки ITAF определяется следующим образом:

Функция тональной регулировки (и функция обратной тональной регулировки) может использоваться в любой схеме кодирования/декодирования, которая требует обработки тонального отображения (обратного тонального отображения).

Например, схема кодирования/декодирования HDR/WCG, как требуется в Mpeg HDR/WCG Call For Evidence (Call for Evidence (CfE) for HDR and WCG Video Coding, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG2014/N15083, February 2015, Geneva, Switzerland), определяет два типа требований. Первый тип является производительностью сжатия HDR, то есть, визуальным качеством HDR как функция кодированного битрейта. Второй тип требования является обратной совместимостью, то есть, возможностью обеспечивать сжатый битовый поток видео, который может декодироваться и отображаться с помощью существующего унаследованного оборудования, при обеспечении изображения (видео) SDR (стандартного динамического диапазона), которая может обеспечивать возможность просмотра как есть, без какой-либо дополнительной обработки.

Фиг. 7 иллюстрирует общий способ для кодирования контента HDR, который обеспечивает функциональные возможности как сжатия HDR, так и обратной совместимости SDR (предложение HDR от Филипс в отношении преобразования динамического диапазона по отношению к "объединенной модели", как описано в SMPTE DG "Dynamic Metadata for Color Transforms of HDR and WCG Images" R. Nijland Koninklijke Philips N.V. 20150421).

Способ содержит этап 100 преобразования динамики, который преобразует входное линейное изображение HDR (R_HDR, G_HDR, B_HDR), в SDR линейное изображение RGB, обозначаемое (R_SDR, G_SDR, B_SDR). Входное изображение HDR является линейным светом, с пиковой яркостью, предпочтительно задаваемой посредством метаданных Mastering Display Max Lum (SMPTE ST 2086). Выходное изображение линейного света (R_SDR, G_SDR, B_SDR) является SDR, следовательно, имеет пиковую яркость, равную 100 нит. Следующие этапы состоят в гамма коррекции (этап 110), согласовании с обратной EOTF из рекомендации 1886, преобразовании цветового пространства (этап 120), что обеспечивает выходное изображение Y'CbCr, которое кодируется в кодированный видеопоток F (этап 130).

Фиг. 8 иллюстрирует общий способ декодирования контента HDR.

Способ содержит декодирование кодированного видеопотока F, чтобы получать декодированное изображение Y'CbCr (этап 200), обратное преобразование цветового пространства (этап 210), которое обеспечивает изображение R'G'B' из декодированного изображения Y'CbCr, обратную гамма коррекцию (этап 220), чтобы получать SDR линейное изображение RGB из изображения R'G'B', и обращение уменьшения динамики (этап 230), которое преобразует SDR линейное изображение RGB, обозначаемое (R_SDR, G_SDR, B_SDR), во входное изображение HDR, обозначаемое (R_HDR, G_HDR, B_HDR).

Этапы 210, 220 и 230 исполняют обратные операции этапов 120, 110 и 100 соответственно.

Фиг. 9 показывает подэтапы преобразования динамического диапазона (этап 100).

Как можно видеть, этап 100 состоит, для каждого пикселя входного изображения, в вычислении (этап 300) максимального значения из значений компонент каждого пикселя входного изображения HDR , где являются фиксированными весовыми коэффициентами, обычно все равны 1, получении (этап 310) линейного значения посредством тонального отображения упомянутого максимального значения , и умножении (этап 320) значений компонент каждого пикселя входного изображения HDR на отношение между линейным значением к максимальному значению .

Затем отношение вычисляется и обычно применяется как мультипликативный коэффициент тонального отображения над входными значениями компонент (R_HDR, G_HDR, B_HDR), чтобы обеспечивать подвергнутые тональному отображению значения RGB линейного света:

Фиг. 10 показывает подэтапы обращения уменьшения динамического диапазона (этап 230).

Как можно видеть, этап 230 состоит в получении вычисления (этап 400) максимального значения t(p) из значений компонент каждого пикселя SDR линейного изображения RGB, обозначаемых (R_SDR, G_SDR, B_SDR), получении (этап 410) нелинейного значения посредством обратного тонального отображения максимального значения , и умножении (этап 420) значений компонент каждого пикселя декодированного изображения Y'CbCr на отношение между нелинейным значением к максимальному значению .

Фиг. 11 показывает диаграмму этапов получения (этап 410) линейного значения посредством тонального отображения максимального значения в соответствии с одним примером представленных принципов.

На этапе 500, нелинейное значение получается посредством передачи линейного значения в нелинейную перцепционную область. Чтобы делать это, используется перцепционная кривая, например, обратная EOTF из рекомендации SMPTE 2084 (High Dynamic Range Electro-Optical Transfer Function of Mastering Reference ST 2084:2014), или передаточная функция, предложенная Philips в (предложение HDR от Филипс в отношении преобразования динамического диапазона по отношению к "объединенной модели", как описано в SMPTE DG "Dynamic Metadata for Color Transforms of HDR and WCG Images" R. Nijland Koninklijke Philips N.V. 20150421).

На этапе 520, нелинейное значение nt(p) формируется повторно, чтобы адаптировать его к требуемому уровню яркости или темноты выходного изображения (R_SDR, G_SDR, B_SDR). Это является так называемой обработкой "регулировки локального наклона", которая обеспечивает возможность формирования выходной SDR подвергнутой тональному отображению изображения с требуемым уровнем яркости для целей обратной совместимости. Другими словами, чем выше кривая, тем более ярким является сформированное изображение SDR. Более того, изображение SDR становится более темным, когда кривая регулировки локального наклона становится более близкой к тождественной функции .

Согласно представленным принципам, обработка "регулировки локального наклона" использует тональное отображение, как описано в отношении фиг. 1-5. Другими словами, обработка "регулировки локального наклона" использует функцию тональной регулировки, параметризованную посредством параметров, которые должны выбираться. Согласно представленным принципам, по меньшей мере, один параметр кривой регулировки локального наклона реагирует на значение модуляции, само реагирующее на уровень яркости входного изображения, как описано выше. Это является упрощенным способом параметризовать (следовательно конфигурировать и настраивать) обработку тональной регулировки внутри цепи сжатия видео HDR, которая включает в себя тональное отображение HDR в SDR, где предполагается, что отображенное изображение SDR является обратно совместимым с унаследованными устройствами отображения. Это дополнительно обеспечивает способ автоматически получать хорошее обратно совместимое изображение SDR, при сохранении хорошей эффективности сжатия.

На этапе 530, линейное значение t(p) получается посредством применения обратной для перцепционной передаточной функции к нелинейному значению nt(p). Обратная для перцепционной передаточной функции сконфигурирована с помощью выходной пиковой яркости, равной 100 нитам.

Декодер 200 сконфигурирован декодировать данные, которые были кодированы посредством кодера 130. Кодер 130 (и декодер 200) может быть основанной на блоках обработкой.

Кодер 130 (и декодер 200) не ограничен конкретным кодером/декодером, который может быть, например, кодером изображений/видео с потерями, как, например, JPEG, JPEG2000, MPEG2, рекомендация HEVC ("High Efficiency Video Coding", SERIES H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS, Recommendation ITU-T H.265, Telecommunication Standardization Sector of ITU, April 2013) или рекомендация H264/AVC ("Advanced video coding for generic audiovisual Services", Series H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS, Recommendation ITU-T H.264, Telecommunication Standardization Sector of ITU, February 2014)).

На фиг. 1-11, модули являются функциональными блоками, которые могут находиться или не находиться в отношении с различимыми физическими блоками. Например, эти модули или некоторые из них могут сводиться вместе в одиночном компоненте или схеме, или вносить вклад в функциональные возможности программного обеспечения. Наоборот, некоторые модули могут потенциально компоноваться из отдельных физических сущностей. Устройства, которые являются совместимыми с представленными принципами, осуществляются с использованием либо чистого аппаратного обеспечения, например, с использованием выделенного аппаратного обеспечения, такого ASIC или FPGA или VLSI, соответственно "специализированная интегральная схема", "программируемая пользователем вентильная матрица", "интеграция очень большого масштаба", или из нескольких интегрированных электронных компонентов, встроенных в устройство, или из смешения аппаратных и программных компонентов.

Фиг. 12 представляет иллюстративную архитектуру устройства 1200, которое может быть сконфигурировано с возможностью осуществлять способ, описанный в отношении фиг. 1-11.

Устройство 1200 содержит следующие элементы, которые связаны вместе посредством шины 1201 данных и адресов:

- микропроцессор 1202 (или CPU), который является, например, DSP (или цифровым сигнальным процессором);

- ROM (или постоянное запоминающее устройство) 1203;

- RAM (или память с произвольным доступом) 1204;

- интерфейс 1205 I/O для приема данных для передачи, от приложения; и

- аккумулятор 1206

В соответствии с одним примером, аккумулятор 1206 является внешним по отношению к устройству. В каждой из упомянутой памяти, слово "регистр", используемое в описании, может соответствовать области малой емкости (несколько бит) или очень большой области (например, всей программе или большой величине принятых или декодированных данных). ROM 1203 содержит, по меньшей мере, программу и параметры. ROM 1203 может хранить алгоритмы и инструкции, чтобы выполнять способы в соответствии с представленными принципами. Когда включается, CPU 1202 загружает программу в RAM и исполняет соответствующие инструкции.

RAM 1204 содержит, в регистре, программу, исполняемую посредством CPU 1202 и загружаемую после включения устройства 1200, входные данные в регистре, промежуточные данные в разных состояниях способа в регистре, и другие переменные, используемые для исполнения способа в регистре.

Варианты осуществления, здесь описанные, могут осуществляться, например, в, способе или обработке, устройстве, программно-реализованной программе, потоке данных, или сигнале. Даже если описано только в контексте одиночной формы реализации (например, описано только как способ или устройство), осуществление описанных признаков также может осуществляться в других формах (например, программе). Устройство может осуществляться, например, в, соответствующем аппаратном обеспечении, программном обеспечении, и встроенном программном обеспечении. Способы могут осуществляться, например, в устройстве, таком как, например, процессор, который указывает на устройства обработки в общем, включая сюда, например, компьютер, микропроцессор, интегральную схему, или программируемое логическое устройство. Процессоры также включают в себя устройства передачи данных, такие как, например, компьютеры, сотовые телефоны, портативные/персональные цифровые ассистенты ("PDA"), и другие устройства, которые обеспечивают передачу информации между конечными пользователями. В соответствии с одним примером кодирования или кодера, изображение I получается из источника. Например, источник принадлежит набору, содержащему:

- локальную память (1203 или 1204), например, видеопамять или RAM (или память с произвольным доступом), флэш-память, ROM (или постоянное запоминающее устройство), жесткий диск;

- интерфейс (1205) хранилища, например, интерфейс с массовой памятью, RAM, флэш-память, ROM, оптический диск или магнитную поддержку;

- интерфейс (1205) передачи данных, например, проводной интерфейс (например, шинный интерфейс, интерфейс глобальной сети, интерфейс локальной сети) или беспроводной интерфейс (такой как интерфейс IEEE 802.11 или интерфейс Bluetooth®); и

- схему захвата изображений (например, датчик, такой как, например, CCD (или прибор с зарядовой связью) или CMOS (или комплементарный металло-оксидный полупроводник)).

В соответствии с одним примером декодирования или декодера, декодированное изображение отправляется в пункт назначения; конкретно, пункт назначения принадлежит набору, содержащему:

- локальную память (1203 или 1204), например, видеопамять или RAM, флэш-память, жесткий диск;

- интерфейс (1205) хранилища, например, интерфейс с массовой памятью, RAM, флэш-память, ROM, оптический диск или магнитную поддержку;

- интерфейс (1205) передачи данных, например, проводной интерфейс (например, шинный интерфейс (например, USB (или универсальная последовательная шина)), интерфейс глобальной сети, интерфейс локальной сети, интерфейс HDMI (интерфейс мультимедиа высокой четкости)) или беспроводной интерфейс (такой как интерфейс IEEE 802.11, интерфейс WiFi® или Bluetooth®); и

- устройство отображения.

В соответствии с примерами кодирования или кодера, кодированный видеопоток F отправляется в пункт назначения. В качестве примера, поток F хранится в локальной или удаленной памяти, например, видеопамяти (1204) или RAM (1204), жестком диске (1203). В одном варианте, один или оба битовых потока отправляются в интерфейс (1205) хранилища, например, интерфейс с массовой памятью, флэш-память, ROM, оптический диск или магнитную поддержку, и/или передаются по интерфейсу (1205) передачи данных, например, интерфейсу для линии связи точка-точка, шине передачи данных, линии связи точка-много точек или широковещательной сети.

В соответствии с примерами декодирования или декодера, поток F получается из источника. Иллюстративно, поток считывается из локальной памяти, например, видеопамяти (1204), RAM (1204), ROM (1203), флэш-памяти (1203) или жесткого диска (1203). В одном варианте, битовый поток принимается из интерфейса (1205) хранилища, например, интерфейса с массовой памятью, RAM, ROM, флэш-памяти, оптического диска или магнитной поддержки, и/или принимается из интерфейса (1205) передачи данных, например, интерфейса для линии связи точка-точка, шины, линии связи точка-много точек или широковещательной сети.

В соответствии с примерами, устройство 1200, сконфигурированное с возможностью осуществлять способ, описанный в отношении фиг. 1-6, принадлежит набору, содержащему:

- мобильное устройство;

- устройство передачи данных;

- игровое устройство;

- планшет (или планшетный компьютер);

- портативный компьютер;

- камеру неподвижных изображений;

- видеокамеру;

- микросхему кодирования;

- сервер неподвижных изображений; и

- сервер видео (например, широковещательный сервер, сервер видео по запросу или веб-сервер).

В соответствии с примерами, устройство 1200, сконфигурированное с возможностью осуществлять способ кодирования, описанный по отношению к фиг. 7, 9 или 11, принадлежит набору, содержащему:

- мобильное устройство;

- устройство передачи данных;

- игровое устройство;

- планшет (или планшетный компьютер);

- портативный компьютер;

- камеру неподвижных изображений;

- видеокамеру;

- микросхему кодирования;

- сервер неподвижных изображений; и

- сервер видео (например, широковещательный сервер, сервер видео по запросу или веб-сервер).

В соответствии с примерами, устройство 60, сконфигурированное с возможностью осуществлять способ декодирования, описанный по отношению к фиг. 8 или 10, принадлежит набору, содержащему:

- мобильное устройство;

- устройство передачи данных;

- игровое устройство;

- приставку к телевизору;

- TV приемник;

- планшет (или планшетный компьютер);

- портативный компьютер;

- устройство отображения и

- микросхему декодирования.

Согласно одному примеру представленных принципов, как проиллюстрировано на фиг. 13, в контексте передачи между двумя удаленными устройствами A и B по сети передачи данных NET, устройство A содержит процессор в отношении с памятью RAM и ROM, которые сконфигурированы с возможностью осуществлять способ кодирования изображения, как описано в отношении фиг. 7, и устройство B содержит процессор в отношении с памятью RAM и ROM, которые сконфигурированы с возможностью осуществлять способ для декодирования, как описано в отношении фиг. 8.

В соответствии с одним примером, сеть является широковещательной сетью, выполненной с возможностью для широковещания неподвижных изображений или изображений видео из устройства A в устройства декодирования, включающие в себя устройство B.

Сигнал, предназначенный для передачи устройством A, переносит поток F. Поток F содержит значение модуляции Ba, реагирующее на уровень яркости входного изображения и предназначенное для использования, чтобы определять параметр способа обратного тонального отображения, как описано ранее. Необязательно, поток F дополнительно содержит входной параметр highlightGainControl.

Фиг. 14 показывает пример одного примера синтаксиса такого сигнала, когда данные передаются посредством основанного на пакетах протокола передачи. Каждый передаваемый пакет P содержит заголовок H и полезную нагрузку PAYLOAD. Некоторый бит заголовка H, например, предназначен для представления данных информации, указывающих, что кодированный блок яркости представляет сумму компоненты яркости блока изображения и представления среднего значения упомянутой компоненты яркости.

Варианты осуществления различных обработок и признаков, здесь описанных, могут осуществляться в многообразии разного оборудования или приложений. Примеры такого оборудования включают в себя кодер, декодер, процессор последующей обработки, обрабатывающий вывод из декодера, процессор предварительной обработки, обеспечивающий ввод в кодер, кодер видео, декодер видео, видеокодек, веб-сервер, приставку к телевизору, портативный компьютер, персональный компьютер, сотовый телефон, PDA, и любое другое устройство для обработки изображения или видео или другие устройства передачи данных. Как должно быть ясно, оборудование может быть мобильным и даже устанавливаться в мобильном транспортном средстве.

Дополнительно, способы могут осуществляться посредством инструкций, которые выполняются посредством процессора, и такие инструкции (и/или значения данных, сформированные посредством одного варианта осуществления) могут сохраняться в считываемом компьютером запоминающем носителе. Считываемый компьютером запоминающий носитель может принимать форму считываемого компьютером программного продукта, воплощенного в одном или более считываемом компьютером носителе (носителях) и имеющего считываемый компьютером программный код, воплощенный на нем, который является исполнимым посредством компьютера. Считываемый компьютером запоминающий носитель, как здесь используется, рассматривается как постоянный запоминающий носитель при условии наличия свойственных функциональных возможностей хранить информацию на нем, также как свойственных функциональных возможностей обеспечивать извлечение информации из него. Считываемый компьютером запоминающий носитель может быть, например, но не ограничен этим, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной, или полупроводниковой системой, аппаратом, или устройством, или любой подходящей комбинацией вышеупомянутого. Следует принять во внимание, что последующее, в то время как обеспечивает более конкретные примеры считываемых компьютером запоминающих носителей, к которым могут применяться представленные принципы, является всего лишь иллюстрацией и не исчерпывающим перечислением, как должно быть ясно понятно специалисту в данной области техники: портативная компьютерная дискета; жесткий диск; постоянное запоминающее устройство (ROM); стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM или флэш-память); портативное постоянное запоминающее устройство компакт-диска (CD-ROM); устройство оптического хранилища; устройство магнитного хранилища; или любая подходящая комбинация вышеупомянутого.

Инструкции могут формировать прикладную программу, материально воплощенную на считываемом процессором носителе.

Инструкции могут быть, например, в аппаратном обеспечении, встроенном программном обеспечении, программном обеспечении, или комбинации. Инструкции могут находиться, например, в операционной системе, отдельном приложении, или комбинации упомянутых двух. Процессор может характеризоваться, поэтому, как, например, как устройство, сконфигурированное с возможностью выполнять обработку, так и устройство, которое включает в себя считываемый процессором носитель (такой как запоминающее устройство), имеющий инструкции для выполнения обработки. Дополнительно, считываемый процессором носитель может хранить, в дополнение к или вместо инструкций, значения данных, сформированные посредством одного варианта осуществления.

Как должно быть ясно специалисту в данной области техники, варианты осуществления могут формировать многообразие сигналов, отформатированных для переноса информации, которая может, например, сохраняться или передаваться. Информация может включать в себя, например, инструкции для выполнения способа, или данные, сформированные посредством одного из описанных вариантов осуществления. Например, сигнал может быть отформатирован, чтобы переносить в виде данных правила для записи или считывания синтаксиса описанного примера представленных принципов, или переносить в виде данных фактические значения синтаксиса, записанные посредством описанного примера представленных принципов. Такой сигнал может быть отформатирован, например, как электромагнитная волна (например, с использованием радиочастотной части спектра) или как сигнал базовой полосы. Форматирование может включать в себя, например, кодирование потока данных и модуляцию несущей с помощью кодированного потока данных. Информация, которую сигнал переносит, может быть, например, аналоговой или цифровой информацией. Сигнал может передаваться по многообразию разных проводных или беспроводных линий связи, как является известным. Сигнал может сохраняться на считываемом процессором носителе.

Было описано некоторое количество вариантов осуществления. Тем не менее, следует понимать, что могут осуществляться различные модификации. Например, элементы разных вариантов осуществления могут комбинироваться, дополняться, модифицироваться, или удаляться, чтобы формировать другие варианты осуществления. Дополнительно, специалист в данной области техники должен понимать, что другие структуры и обработки могут замещать те, что раскрыты, и результирующие варианты осуществления будут выполнять, по меньшей мере, по существу, такие же функции (функцию), по меньшей мере, по существу, таким же способом (способами), чтобы достигать, по меньшей мере, по существу, такого же результата (результатов), что и раскрытые варианты осуществления. Соответственно, эти и другие варианты осуществления предусматриваются этой заявкой.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в дополнительном улучшении функции тональной регулировки. Раскрыты способ и устройство для тонального отображения входного изображения посредством использования параметрической функции тональной регулировки. Способ содержит определение, по меньшей мере, одного параметра упомянутой функции тональной регулировки, модулированного посредством уровня яркости входного изображения. 8 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ тонального отображения входного изображения посредством использования параметрической функции тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном, при этом способ содержит определение нелинейной функции тональной регулировки над одним диапазоном и определение параметра упомянутой функции тональной регулировки согласно убывающей выпуклой функции, учитывающей уровень яркости входного изображения.

2. Способ по п. 1, при этом способ также содержит определение другого параметра упомянутой функции тональной регулировки согласно возрастающей вогнутой функции, учитывающей уровень яркости входного изображения.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором функция тональной регулировки является линейной над первым диапазоном, параболической над вторым диапазоном и линейной над третьим диапазоном.

4. Способ по п. 3, в котором функция тональной регулировки определяется:

- над первым диапазоном посредством:

y=SGC*x, где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением, и x является входным значением;

- над вторым диапазоном посредством:

- над третьим диапазоном посредством:

где HGC является наклоном;

где

где MTA является действительным значением параметра, и

где и

где shadowGainControl и midTonesAdjustement являются действительными значениями, заданными посредством:

где highlightGainControl является действительным значением, и значение модуляции Ba реагирует на уровень яркости входного изображения и выражается в нитах.

5. Способ по п. 4, в котором действительное значение highlightGainControl является постоянным значением.

6. Способ по п. 4, в котором действительное значение highlightGainControl хранится как другой параметр в дополнение к значению модуляции.

7. Способ по п. 4, в котором действительное значение highlightGainControl дается посредством:

.

8. Способ по п. 3, в котором функция тональной регулировки определяется:

- над первым диапазоном посредством:

где SGC является действительным значением параметра, y является выходным значением, и x является входным значением;

- над вторым диапазоном посредством:

- над третьим диапазоном посредством:

где HGC является наклоном;

где

где MTA является действительным значением параметра, и

где и

где midTonesAdjustement является действительным значением, заданным посредством:

где highlightGainControl является действительным значением, и значение модуляции Ba реагирует на уровень яркости входного изображения и выражается в нитах.

9. Способ по п. 8, в котором действительное значение highlightGainControl является постоянным значением.

10. Способ по п. 8, в котором действительное значение highlightGainControl хранится как другой параметр в дополнение к значению модуляции.

11. Способ по п. 8, в котором действительное значение highlightGainControl дается посредством:

.

12. Способ по одному из пп. 4-11, в котором значение модуляции реагирует на средний тональный уровень входного изображения.

13. Способ по п. 12, в котором средний тональный уровень определяется на основе уровня черного и уровня белого.

14. Способ по п. 13, в котором средний тональный уровень определяется как одно из (1) геометрического среднего и (2) логарифмического среднего уровня черного и уровня белого.

15. Способ по одному из пп. 4-12, в котором входное изображение является одним из множества изображений, содержащихся в видеопоследовательности, и при этом определение значения модуляции выполняется для каждого из множества изображений, при этом значения модуляции для множества изображений сглаживаются по времени.

16. Способ обратного тонального отображения подвергнутой тональному отображению версии входного изображения посредством использования параметрической функции обратной тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном, при этом способ содержит определение нелинейной функции тональной регулировки над одним диапазоном и получение параметра функции обратной тональной регулировки согласно убывающей выпуклой функции, учитывающей уровень яркости входного изображения.

17. Способ кодирования входного изображения, содержащий:

- получение максимального значения из значений компонент входного изображения;

- получение значения посредством тонального отображения упомянутого максимального значения согласно способу по одному из пп. 1-15;

- умножение входного изображения на отношение между указанным значением к максимальному значению.

18. Способ декодирования изображения, содержащий:

- получение максимального значения из значений компонент декодированного изображения;

- получение значения посредством обратного тонального отображения упомянутого максимального значения согласно способу по п. 16;

- умножение декодированного изображения на отношение между указанным значением к максимальному значению.

19. Устройство для тонального отображения входного изображения посредством использования параметрической функции тональной регулировки, определенной над множеством диапазонов, при этом, по меньшей мере, один параметр функции тональной регулировки ассоциирован с каждым диапазоном, при этом устройство содержит процессор, сконфигурированный с возможностью определять нелинейную функцию тональной регулировки над одним диапазоном и определять параметр упомянутой функции тональной регулировки согласно убывающей выпуклой функции, учитывающей уровень яркости входного изображения.

20. Устройство для кодирования входного изображения, содержащее процессор, сконфигурированный с возможностью:

- получать максимальное значение из значений компонент входного изображения;

- получать линейное значение посредством тонального отображения упомянутого максимального значения согласно способу по одному из пп. 1-15;

- умножать входное изображение на отношение между линейным значением к максимальному значению.

21. Устройство для декодирования изображения, содержащее процессор, сконфигурированный с возможностью:

- получать максимальное значение из значений компонент декодированного изображения;

- получать нелинейное значение посредством обратного тонального отображения упомянутого максимального значения согласно способу по п. 16;

- умножать декодированное изображение на отношение между нелинейным значением к максимальному значению.

22. Постоянный запоминающий носитель, несущий инструкции программного кода для исполнения этапов способа согласно одному из пп. 1-15, когда упомянутая программа исполняется на вычислительном устройстве.