上，它就像YCbCr或者CIE-Lab颜色空间；然而， 它在一些科学研究中已被显示为比这些空间更好的模拟人类视觉处理。像CIE-Lab-样，IPT是到某一基准亮度的规格化空间。在一实施例中，规格化是基于目标显示器的最大亮度 的。
[0034] 这里所使用的术语"PQ"指的是感知量化。人类视觉系统以极非线性的方式对增 加的光级做出响应。人类看见激励的能力受那个激励的亮度、激励的尺寸、构成该激励的 空间频率（ies)和在一个人正在观看该激励的具体时刻眼睛已经适应于的亮度级别影响。 在优选实施例中，感知量化函数将线性输入灰阶映射到更好地匹配人类视觉系统中的对比 度灵敏度阈值的输出灰阶。PQ映射函数的示例在2012年12月06日提交并且通过引用而 被整体结合于此的J.S.Miller等人的题为"Perceptualluminancenonlinearity-based imagedataexchangeacrossdifferentdisplaycapabilities'，的序号为PCT/ US2012/068212(将被称作"212申请"）的PCT申请中得到描述，其中，在给定固定激励尺寸 的情况下，对于每一个亮度级别（即，激励级别），那个亮度级别处的最小可见对比度步阶 是根据最灵敏的适应水平和最灵敏的空间频率（根据HVS模型）来选择的。与表示物理阴 极射线管（CRT)设备的响应曲线并且巧合地可能具有与人类视觉系统做出响应的方式极 粗略相似度的传统的伽马曲线相比，如由"212申请"确定的PQ曲线利用相对简单的函数模 型来模仿人类视觉系统的真实视觉响应。
[0035] 表格1描述了用于将数字视频代码值转换为显示器一点处的绝对线性亮度级别 的感知曲线E0TF的计算。用于将绝对线性亮度转换为数字代码值的反向0ETF计算也被包 括。
[0036]表格1
[0037] 示例性方程定义：
[0038] D=感知曲线数字代码值，SDI-合法无符号整数，10或者12位
[0039]b=数字信号表示中的每个分量的位数目，10或者12
[0040]V=规格化感知曲线信号值，0彡V彡1
[0041]Y=规格化亮度值，0<Y< 1
[0042]L=绝对亮度值，0 <L< 10, 000cd/m2
[0043] 示例性E0TF解码方程：
[0046]L= 10, 000 ?Y
[0047] 示例性0ETF编码方程：
[0050] D=INT(1015 ?V? 2b10)+4 ? 2b10 (t3)
[0051] 示例性常数
[0052]
[0053]注释：
[0054] 1.运算符INT对于0到0. 4999…范围内的小数部分返回0的值并且对于0. 5到 0. 9999…范围内的小数部分返回+1，即其对高于0. 5的小数进行上舍入。
[0055] 2.所有常数都被定义为12位有理数的恰好多倍以避免舍入担忧。
[0056] 3. R、G或B信号分量将被以与上述Y信号分量相同的方式计算。
[0057] 图2更详细地示出了根据实施例的颜色转换步骤（110)的示例过程。如在图2中 示出，在给定处于第一颜色空间（例如RGB)中的输入EDR信号（102)的情况下，颜色空间 变换步骤（110)将其转化为感知校正IPT颜色空间（IPT-PQ)中的信号（112)。该颜色变换 可以包括以下步骤：
[0058]a)(步骤210)将输入信号（102)的像素值（例如，0到4095)规格化为具有0到 1之间的动态范围的像素值。
[0059]b)(步骤215)利用（如由元数据（104)提供的）E0TF来使从代码值到亮度的源显 示的转换反向或者撤销。例如，如果输入信号是伽马编码的，则该步骤应用反向伽马函数。 如果输入信号是根据"212PCT申请而被PQ编码的，则该步骤应用反向PQ函数。实际上，规 格化步骤（210)和反向非线性编码（215)可以利用预先计算的1-D查找表（LUT)来执行。
[0060]c)(步骤220)将步骤b)的输出转换为LMS颜色空间。
[0061]d)(步骤225)根据Ebner论文，传统的LMS到IPT的颜色空间转换包括首先向LMS 数据应用第一非线性幂函数并且随后应用线性变换矩阵。尽管可以将数据从LMS变换为 IPT并且随后应用PQ函数以处于IPT-PQ域中，但是在优选实施例中，在步骤（225)中，LMS 至IJIPT的非线性编码的传统幂函数被用PQ非线性编码代替。例如，非线性的L、M和S值被 以与方程（t2)中的V信号相同的方式计算，其中Y信号被用线性的L、M或S分量值（222) 代替。在一些实施例中，规格化版本的PQ编码可被使用，其中方程（t3)的步骤可被忽略并 且输出PQ值的范围在〇和1之间。
[0062]e)(步骤230)利用标准的LMS到IPT的线性变换，步骤230完成信号222到IPT 颜色空间的转换。
[0063]f)(步骤235)在一些实施例中，IPT-PQ输出232的I分量也可被调节以对 Helholtz-Kohraush效果负责，由此饱和颜色比具有相同亮度值的白颜色看起来更亮。在给 定由值11、？1和1'1表示的1?1'空间中的像素的情况下，使
，则在一实 施例中，步骤235的输出I'可被表示为
[0064]I' 1=I1+0.202CH1 (1)
[0065] 输出IPT-PQ信号（112)的范围对于I分量是0到1 (对应于在0-10000之间的动 态范围）并且对于P和T分量是在-1和1之间。
[0066] 在一些实施例中，完整的颜色变换流水线（例如，110)可以利用3DLUT来计算。
[0067] 色调映射
[0068] 在颜色变换步骤（110)之后，信号（112)的强度（I)需要被映射以适合在目标显 示器的约束内。图3示出了根据实施例计算的非线性映射函数（320)的示例（例如，步骤 115)。目标显示器可以是EDR显示器或者SDR显示器。如果目标显示器具有与用来对输入 (102)进行处理（例如，颜色分级）的基准（或者源）制作显示器相同的特性，则不需要变 换。这种一对一的线性映射在图3中由线性映射（310)示出；然而，如果目标显示器具有比 基准制作显示器的动态范围更低或者更高的动态范围，则处理步骤（115)将把输入信号的 动态范围映射到目标显示器的动态范围。
[0069] 在图3中，让边界（305-1)和（305-2)表示输入信号（输入EDR)的最小和最大明 度水平。还让（307-1)和（307-2)表示目标显示器的最小和最大明度水平。
[0070] 假定到由函数（320)示出的基准显示器的动态范围映射的输入，非线性映射（例 如，320)的输出在目标显示器的动态范围约束（例如，307-1和307-2)内适应地更好。 示例非线性映射变换由A.Ballestad等人在2012年3月15日提交的题为"Methodand apparatusforimagedatatransformation"的序号为PCT/US2012/029189 的PCT申请中 得到描述，其通过引用而被整体结合于此。
[0071] 根据Ballestad的'189PCT申请，非线性映射（115)的示例传递函数可被表示为
[0072]
(2)
[0073] 其中，(；、(：2和(：3是常数，Yin是颜色通道（例如，I通道）的输入值，￥_是颜色通 道的输出值，并且n和m是参数。该传递函数是参数化的反曲色调曲线函数的示例。参数 (；、(：2和(： 3是基于三个锚点（例如，325-1、325-2和325-3)的定义来确定的，其继而是基于 通常从输入元数据（106)中提取的基准（或者源）显示器的明度特性以及对执行显示管理 处理的处理器而言通常是已知的目标显示器的明度特性来定义的。
[0074] 在示例实施例中，步骤（120)可以计算方程（2)的色调曲线如下：
[0075] a)计算源到目标的比例，S2Tratio。
[0076] 让Tmin和Tmax表示用PQ编码表示的目标显示器的最小和最大明度。还让Smin 和Smax表示也是PQ编码的源显示器的最小和最大明度，然后，在一实施例中，S2Tratio可 被定义为：
[0077]
[0078] 不失一般性地，在一些实施例中，S2Tratio的值也可被约束为永不多于一；就是 说，解码器可以认为基准显示器总是至少与目标显示器一样亮。注意到如果S2Tratio= 1， 则步骤（115)可被跳过。
[0079] 不失一般性地，让输入序列以三个变量为特征，这三个变量在示例实施例中由变 量Crush、Clip和Mid表示，其分别表示输入序列的最低黑电平、最高白电平和平均灰阶。 它们的值可以针对每一个帧、帧的一部分或者针对场景中的一系列帧而被计算。这些参数 的值要么可以基于输入视频流而被计算，要么它们可以是输入元数据（106)的一部分。在 一实施例中，这些参数是基于每一个场景来计算的。这里所使用的术语"场景"或者"镜头" 表示可以共享相同的总体明度特性的一系列顺序捕捉帧。场景切换可以被手动地确定，或 者它们也可以是输入元数据的一部分。例如，Cuts□的阵列可以定义场景切换的帧数目。 可替代地，每一个帧中的参数可以定义该帧是否表示场景切换的开始。
[0080] 在给定这些值和S2Tratio值的情况下，在一实施例中，可以计算以下中间色调曲 线调节参数：
[0081]
表示中间色调对比度。它是根据S2Tratio值来调节的以保 留对比度的外观。它可以被可视化为与接近中间锚点（352-2)的映射曲线（320)相切的直 线的斜率。
[0082]
是"暗"或者"亮"场景的指示。低Key(暗）场景可以被稍 微更亮地映射并且高Key(亮）场