用于圖像數(shù)據(jù)變換的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
[00011 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01280013129.5、申請(qǐng)日為2012年3月15日、發(fā)明名稱為"用于 圖像數(shù)據(jù)變換的方法和裝置"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003] 本申請(qǐng)要求于2011年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/453,107和于2011年12 月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/567，784的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的這兩篇專利申請(qǐng)的 全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
[0004] 本申請(qǐng)還涉及通過引用并入本文的、于2012年3月1日提交的國(guó)際專利申請(qǐng) NO.PCT/US2012/027267。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明涉及顯示和處理圖像。本發(fā)明具體地涉及包含色調(diào)和/或色域映射的方法 和裝置。如本文所描述的方法和裝置可用于在目標(biāo)顯示器上提供優(yōu)質(zhì)的圖像，同時(shí)保留創(chuàng) 作意圖。本發(fā)明可以體現(xiàn)在例如電子顯示器(諸如電視、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、媒體播放器、能夠視 頻的便攜式電話和其它便攜式設(shè)備）、專用顯示器(諸如虛擬現(xiàn)實(shí)顯示器、廣告顯示器等）、 以及上游圖像處理設(shè)備(諸如機(jī)頂盒、接入點(diǎn)等）中。
【背景技術(shù)】
[0006] 本發(fā)明的總的領(lǐng)域中的專利公布包括以下專利公布：
[0007] US20010050757；
[0008] US20020075136；
[0009] US20020080245；
[0010] US20070127093；
[0011] US20080094515；
[0012] US20080170031；
[0013] US20080186707；
[0014] US20090201309；
[0015] US20090267876；
[0016] US20100007599；
[0017] US201000118008；
[0018] US7158673；
[0019] US6989859；
[0020] US5276779;和
[0021] JP2002092655。
[0022] 視頻作品或其它圖像的創(chuàng)作者（例如，導(dǎo)演、色彩師等)可設(shè)置圖像中的像素的色 調(diào)和顏色，以使得該圖像在被觀看時(shí)具有與創(chuàng)作者的創(chuàng)作意圖一致的期望外觀。例如，創(chuàng)作 者可能希望某些場(chǎng)景具有比其它場(chǎng)景更暗、更壓抑的感覺。創(chuàng)作者可能希望場(chǎng)景中所描繪 的某些特征突出或不那么顯眼。調(diào)整圖像中的像素的色調(diào)和顏色可包括對(duì)源視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行 顏色分級(jí)(或"顏色調(diào)解(color timing)"）?？墒褂迷试S用戶以各種方式改變視頻數(shù)據(jù)的硬 件/軟件系統(tǒng)來執(zhí)行顏色分級(jí)以實(shí)現(xiàn)期望外觀。
[0023]現(xiàn)在可使用各種顯示技術(shù)。例如，存在等離子體顯示器、被各種類型的光源(諸如 各種類型的LED、熒光燈或高強(qiáng)度白熾燈)從背面照射的LCD顯示器、基于CRT的顯示器、數(shù)字 影院顯示器等。特定顯示器將顯示器硬件與視頻信號(hào)處理組件相組合，該視頻信號(hào)處理組 件接收視頻信號(hào)并驅(qū)動(dòng)顯示器硬件以顯示視頻信號(hào)的視頻內(nèi)容。
[0024]就諸如以下的特征而言，不同顯示器可有很大的差別：
[0025] 顯示器可再現(xiàn)的色域；
[0026] 可實(shí)現(xiàn)的最大亮度；
[0027] 對(duì)比率；
[0028] 分辨率；
[0029]可接受的輸入信號(hào)格式；
[0030]顏色深度；
[0031] 白電平（white level);
[0032] 黑電平（black level);
[0033] 白點(diǎn)；
[0034] 灰階；
[0035] 等。
[0036]因此，相同的圖像內(nèi)容在不同顯示器上重放時(shí)可能顯得不同。當(dāng)在某些顯示器上 顯示時(shí)與創(chuàng)作者的創(chuàng)作意圖匹配的圖像內(nèi)容在其它顯示器上被觀看時(shí)可能以一種或多種 方式背離創(chuàng)作者的創(chuàng)作意圖。
[0037]當(dāng)前的一些顯示器可能在一個(gè)或多個(gè)方面在某一內(nèi)容被創(chuàng)作時(shí)勝過現(xiàn)有技術(shù)的 顯示器。例如，與舊式顯示器相比，新型顯示器可以能夠提供具有更明亮的高光、更大的對(duì) 比度和/或更廣的色域的圖像?？赡芸扇〉氖窃诓伙@著地背離正被觀看的內(nèi)容中所體現(xiàn)的 創(chuàng)作意圖的情況下利用這些改進(jìn)的能力。
[0038] 可能希望在老式顯示器或具有較低能力的顯示器上播放利用高性能顯示器而被 創(chuàng)作的視頻內(nèi)容。將希望的是提供用于改動(dòng)在不同顯示器上顯示的視頻和其它圖像的外觀 以盡可能地保留圖像數(shù)據(jù)中所體現(xiàn)的創(chuàng)作意圖的方法和裝置。
[0039] 顏色和亮度的感知可受到周圍狀況的影響。觀看者對(duì)于在影院狀況(低周圍照明） 下呈現(xiàn)的視頻或其它圖像的感知明顯不同于相同的視頻或其它圖像在顯著的周圍光的狀 況下被觀看時(shí)的感知。此外，周圍光的特性(諸如顏色溫度)可影響觀看者對(duì)視頻內(nèi)容的感 知。將可取的是考慮內(nèi)容的觀看環(huán)境以盡可能地保留視頻或其它圖像中所體現(xiàn)的創(chuàng)作意圖 來顯示這些視頻或其它圖像。
[0040] 存在對(duì)于為圖像(包括靜態(tài)圖像和/或視頻圖像)的觀看者提供利用他們?cè)谄渖嫌^ 看這些圖像的顯示器的能力的觀看體驗(yàn)的需要。還存在對(duì)于可用于調(diào)整圖像數(shù)據(jù)以使得該 圖像數(shù)據(jù)中所編碼的視頻或其它圖像內(nèi)容在被播放時(shí)具有期望外觀的裝置和方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0041] 本發(fā)明具有多個(gè)方面。這些方面包括，但不限于，包含色域變換功能的裝置；用于 色域變換的方法、用于改動(dòng)圖像內(nèi)容的顯示以考慮周圍照明狀況的方法;包括當(dāng)被數(shù)據(jù)處 理器執(zhí)行時(shí)使該數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)可讀代碼的程序產(chǎn)品。
[0042] -個(gè)非限制方面提供了包括像素坐標(biāo)映射單元的裝置，該像素坐標(biāo)映射單元被配 置為根據(jù)傳遞函數(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換。傳遞函數(shù)由多個(gè)錨點(diǎn)(anchor point)和自由參數(shù) 表征。傳遞函數(shù)具有由該自由參數(shù)控制的中間范圍斜率。錨點(diǎn)處的變換不受自由參數(shù)的影 響。這樣的裝置對(duì)于例如對(duì)顏色分級(jí)的內(nèi)容進(jìn)行變換以用于顯示在特定目標(biāo)顯示器上可以 是有用的。
[0043] 在一些實(shí)施例中，該裝置包括或者從周圍光傳感器接收信號(hào)，被連接以從周圍光 傳感器接收周圍照明信號(hào)的電路被配置為至少部分地基于周圍照明信號(hào)來控制錨點(diǎn)之一 的坐標(biāo)和自由參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0044] 在一些實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)包括圖像中的像素的像素值集合。像素值集合包括多 個(gè)原色中的每一個(gè)的顏色值(例如，與紅色、綠色和藍(lán)色原色對(duì)應(yīng)的值）。該裝置包括多個(gè)像 素坐標(biāo)映射單元，每個(gè)像素坐標(biāo)映射單元被連接以對(duì)這些顏色值中的對(duì)應(yīng)一個(gè)顏色值進(jìn)行 變換。用于不同坐標(biāo)映射單元中的傳遞函數(shù)的參數(shù)可以是相同的或不同的。通過適當(dāng)?shù)剡x 擇的不同參數(shù)，變換可執(zhí)行顏色校正以及色域轉(zhuǎn)化。
[0045]本發(fā)明的另一方面包括用于映射圖像數(shù)據(jù)以用于顯示在目標(biāo)顯示器上的方法。這 些方法包括根據(jù)傳遞函數(shù)將圖像數(shù)據(jù)的像素值變換為對(duì)應(yīng)的經(jīng)變換的像素值。傳遞函數(shù)由 多個(gè)錨點(diǎn)和自由參數(shù)表征。傳遞函數(shù)具有由自由參數(shù)控制的中間范圍斜率。與錨點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 像素值的變換不受自由參數(shù)的影響。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)地改變自由參數(shù)和中間范圍錨 點(diǎn)的位置中的一個(gè)或多個(gè)以將周圍照明和/或觀看者的視覺系統(tǒng)的適配考慮在內(nèi)。
[0046] 另一方面包括用于通過將全局色調(diào)映射變換與局部多尺度色調(diào)映射操作相組合 來映射圖像數(shù)據(jù)以用于顯示在目標(biāo)顯示器上的方法。
[0047] 另一方面提供顏色操控裝置。該裝置可包括用于修改例如靜態(tài)圖像或視頻圖像的 工作站。該裝置可用于修改圖像數(shù)據(jù)中的顏色值。該顏色操控裝置包括用于源圖像數(shù)據(jù)的 第一存儲(chǔ)器或輸入以及用于修改后的圖像數(shù)據(jù)的第二存儲(chǔ)器或輸出。像素坐標(biāo)映射單元被 連接以訪問第一存儲(chǔ)器或輸入，并且被配置為根據(jù)由多個(gè)錨點(diǎn)和自由參數(shù)表征的傳遞函數(shù) 對(duì)源圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換。傳遞函數(shù)具有由自由參數(shù)控制的中間范圍斜率，其中，錨點(diǎn)處的變 換不受自由參數(shù)的影響，得到修改后的圖像數(shù)據(jù)并且將修改后的圖像數(shù)據(jù)提供給第二存儲(chǔ) 器或輸出。用戶輸入被配置為從用戶接受自由參數(shù)的值。顯示器被連接以顯示修改后的圖 像數(shù)據(jù)。用戶可調(diào)整自由參數(shù)的值以獲得顯示器上所顯示的圖像的期望外觀。
[0048] 以下描述本發(fā)明的另外的方面和本發(fā)明的特定實(shí)施例的特征。
【附圖說明】
[0049]附圖示出了本發(fā)明的非限制實(shí)施例。
[0050] 圖1是視頻分布流水線的示意性描繪。
[0051] 圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的裝置。
[0052] 圖3示出示例傳遞函數(shù)。
[0053]圖4是示出使用關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息和輸入的圖像數(shù)據(jù)來確定定義傳遞函數(shù)的 參數(shù)的適當(dāng)值的方法的流程圖。
[0054] 圖5是示出根據(jù)示例實(shí)施例的用于對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法的流程圖。
[0055] 圖6描繪了根據(jù)示例實(shí)施例的將全局色調(diào)映射算子與局部多尺度色調(diào)映射算子相 組合的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 在以下整個(gè)描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的更透徹的理解，對(duì)具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述。 然而，