[發(fā)明專(zhuān)利]圖像處理裝置、顯示器、用于提供和接收?qǐng)D像信號(hào)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880071892.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111386709B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·M·范德克爾克霍夫;W·德哈恩;J·C·塔爾斯特拉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N21/434
• 分類(lèi)號(hào): H04N21/434;H04N21/435;H04N21/84
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉兆君

為了允許由被連接到最終顯示器的裝置務(wù)實(shí)地插入二次圖像，我們發(fā)明了一種圖像處理裝置(301、501)，其具有輸出圖像連接部(506)和輸入部(510)，所述輸出圖像連接部用于連接到顯示器(550)，所述輸入部用于接收輸入圖像(IM)和指定至少一個(gè)亮度映射函數(shù)(F_Lt)的元數(shù)據(jù)，所述亮度映射函數(shù)指定所述輸入圖像中的亮度與第二圖像中的亮度之間的關(guān)系，所述第二圖像中的最大亮度比所述輸入圖像中的最大亮度至少高6倍或者所述輸入圖像中的最大亮度比所述第二圖像中的最大亮度至少高6倍，并且所述圖像處理裝置包括圖形生成單元(502)和圖像合成單元(504)，所述圖形生成單元被布置為生成二次圖像(IMG)，所述圖像合成單元被布置為基于所述輸入圖像的像素顏色和所述二次圖像的像素顏色來(lái)合成輸出圖像(IMC)，其特征在于，所述圖像處理裝置包括亮度函數(shù)選擇單元(505)，所述亮度函數(shù)選擇單元被布置為在沒(méi)有二次圖像的顏色與所述輸入圖像混合的情況下將所述至少一個(gè)亮度映射函數(shù)(F_Lt)的副本輸出到元數(shù)據(jù)輸出(507)，并且所述亮度函數(shù)選擇單元被布置為在所述輸出圖像與所述輸入圖像因所述二次圖像的一些像素顏色已經(jīng)被用于改變所述輸入圖像的顏色而不相同的情況下輸出預(yù)定亮度映射函數(shù)(F3)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于處理像素顏色的方法和裝置，該像素顏色需要在亮度上從第一情況被調(diào)節(jié)到第二情況，第一情況通常例如是HDR圖像的原始編碼，而第二情況通常例如是該圖像的最優(yōu)化結(jié)果，該最優(yōu)化結(jié)果用于呈現(xiàn)在具有動(dòng)態(tài)范圍(特別是顯示器峰值光亮度PB_D)的顯示器上，該峰值光亮度PB_D不同于在編碼的HDR圖像中呈現(xiàn)的峰值光亮度(PB_C)(也就是最大亮度)。

背景技術(shù)

直到幾年前，所有視頻和大多數(shù)靜止圖像都是根據(jù)所謂的低動(dòng)態(tài)范圍(LDR)原理(也被稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍(SDR))進(jìn)行編碼的。這意味著：無(wú)論捕獲的原始場(chǎng)景是什么，應(yīng)當(dāng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化定義的代碼的最大值(通常為8位亮度Y'＝255，并且對(duì)于非線性近似平方根R'G'B'顏色分量而言都是類(lèi)似情況)都對(duì)應(yīng)于(即，呈現(xiàn)在)具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議100尼特的顯示器峰值光亮度PB_D(即，顯示器能夠呈現(xiàn)的最亮的白色)的顯示器上。之所以這樣做是因?yàn)樗酗@示器實(shí)際上在色度方面幾乎都是相同的，即，它們(只)能呈現(xiàn)在0.1尼特至100尼特之間的亮度，而這正是得到任何所期望的圖像的顏色的原因。對(duì)于系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)，幾十年來(lái)，這似乎仍然可以以合理且令人信服的方式并以足夠的色度或視覺(jué)質(zhì)量顯示可能出現(xiàn)或期望的任何圖像。而且，這使事情變得簡(jiǎn)單，因?yàn)槿藫碛星逦膯紊颍谄渲锌梢詾槿魏螆?chǎng)景甚至是原始的HDR場(chǎng)景(例如，洞穴)定義合理外觀的圖像及其顏色，例如通過(guò)使洞穴內(nèi)部變亮并通常將外界像素剪裁為白色或明亮的柔和顏色來(lái)定義合理外觀的圖像及其顏色。

這樣的顯示器可以呈現(xiàn)出非常漂亮的圖像，并且消費(fèi)者不會(huì)抱怨圖像質(zhì)量，具體是因?yàn)樽匀粚?duì)象的反射率范圍大約在95％到0.5％之間，因此如果人僅在內(nèi)容制作期間通過(guò)使場(chǎng)景合理地均勻化而處理場(chǎng)景的亮度，則最終觀看者實(shí)際上至少可以很好地看到具有自然色彩和相對(duì)光亮度的所有對(duì)象。然而，如果必須自然地呈現(xiàn)(特別是使得觀看者獲得對(duì)整個(gè)場(chǎng)景中的不同光照方式的真實(shí)印象)包含亮光區(qū)域或暗陰影區(qū)的場(chǎng)景，則上述操作可能就不是很有效。

預(yù)期的和當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的能夠呈現(xiàn)更亮的像素(通常對(duì)于高質(zhì)量的HDR顯示器，其光亮度要高出10倍，而高端HDR顯示器的光亮度甚至要高出100倍)的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)顯示器的出現(xiàn)還要求新的技術(shù)來(lái)對(duì)這樣的HDR圖像(即，可能包含比100尼特SDR白光亮得多的區(qū)域(例如，900尼特的明亮城市照明燈呈現(xiàn))和/或較暗區(qū)域(在正確的觀看環(huán)境下，OLED應(yīng)當(dāng)調(diào)暗至+－1/1000尼特)的圖像)進(jìn)行編碼和處理。相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍也變得越來(lái)越好，但是為了理解本技術(shù)，讀者可以簡(jiǎn)單地假定像素亮度是由計(jì)算機(jī)生成的(即，隨意生成的)，但是當(dāng)然要遵循所要求的技術(shù)原理(例如，特定HDR視頻編解碼器的具體情況)。讀者應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際上，HDR視頻能夠用于(從消費(fèi)者電視到安全性等)各種技術(shù)領(lǐng)域。