[发明专利]功率限制显示器上高动态范围图像的显示映射

说明书

描述了用于在具有功率限制的目标显示器上将图像从第一动态范围映射到第二动态的方法和系统。给出：第一动态范围中的输入图像，输入元数据(Smin，Smid，Smax)，目标显示器的功率无关光亮度特性(Tmin，参考Tmax)以及该目标显示器的APL函数，其中，该APL函数根据该目标显示器中的平均图片水平(APL)输入来确定该目标显示器中的输出光亮度，处理器生成该目标显示器的最大光亮度水平(Tmax)的自适应输出，使得在将该图像从该第一动态范围映射到该第二动态范围时，根据该目标显示器的该APL函数来调节色调映射函数的锚定点。

相关申请的交叉引用

本申请要求均于2018年9月17日提交的第62/732,123号美国临时申请和第18194858.9号欧洲专利申请的优先权，这两个申请中的每一个都通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及图像。更具体地，本发明的实施例涉及功率限制显示器上的高动态范围(HDR)图像和视频信号从第一动态范围到第二动态范围的显示映射。

背景技术

如本文所使用的，术语“动态范围(dynamic range)(DR)”可以涉及人类视觉系统(human visual system)(HVS)感知图像中的强度(例如，光亮度(luminance)、亮度(luma))范围的能力，该强度范围例如是从最暗的灰色(黑色)到最亮的白色(高光)。从这个意义上说，DR与“参考场景的(scene-referred)”强度有关。DR还可以涉及显示设备充分或近似渲染特定阔度(breadth)的强度范围的能力。从这个意义上说，DR与“参考显示的(display-referred)”强度有关。除非在本文的描述中的任何一点明确指定特定的意义具有特定的意思，否则应推断为该术语可以在任一意义上例如可互换地使用。

如本文所使用的，术语“高动态范围(HDR)”涉及跨越人类视觉系统(HVS)的14到15个数量级的DR阔度。实际上，相对于HDR，人类可以同时感知强度范围广泛阔度的DR可能会被稍微截短。

实际上，图像包括一个或多个颜色分量(例如，亮度Y以及色度Cb和Cr)，其中，每个颜色分量由每像素n位的精度表示(例如，n＝8)。使用线性光亮度编码，n≤8的图像(例如，彩色24位JPEG图像)被视为标准动态范围的图像，而n8的图像可被视为增强动态范围的图像。HDR图像还可以使用高精度(例如，16位)浮点格式来存储和分布，如由工业光魔公司(Industrial Light and Magic)开发的OpenEXR文档格式。

如本文所使用的，术语“元数据”涉及作为编码比特流的一部分传输并且辅助解码器渲染经解码图像的任何辅助信息。这种元数据可以包括但不限于如本文所描述的颜色空间或色域信息、参考显示器参数和辅助信号参数。

大多数消费者桌面显示器目前支持200到300cd/m²或尼特的光亮度。大多数消费者HDTV的范围从300到500尼特，其中，新型号达到1000尼特(cd/m²)。因此，这样的传统显示器代表了与HDR相关的较低动态范围(LDR)，也被称为标准动态范围(SDR)。随着HDR内容的可用性由于捕获设备(例如，相机)和HDR显示器(例如，杜比实验室的PRM-4200专业参考监视器)二者的发展而增加，HDR内容可以被颜色分级并被显示在支持更高动态范围(例如，从1,000尼特到5,000尼特或更高)的HDR显示器上。总体上，非限制性地，本公开文本的方法涉及任何动态范围。