图像处理装置和图像处理方法_2

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射皿R主要内容的实例的示图(前提是使用内容峰值亮 度和散布白色亮度)。
[0074] [图24]图24是示出基于在图16中示出的处理程序的显示映射处理的实例的示图。
[0075] [图2引图25是示出基于在图16中示出的处理程序的显示映射处理的实例的示图。
[0076] [图26]图26是示出基于在图19中示出的处理程序的显示映射处理的实例的示图。
[0077] [图27]图27是示出基于在图19中示出的处理程序的显示映射处理的实例的示图。
[0078] [图2引图28是示出在蓝光光盘中的数据库文件的语法的实例的图表。
[0079] [图29]图29是示出在蓝光光盘的数据库文件中存储的扩展数据display_ mapping_luminance_point_me1:ada1:a()的语法的实例的图表。
[0080] [图30]图30是示出在蓝光光盘的数据库文件中存储的扩展数据display_ mapping_l 皿 inance_point_me1:ada1:a_table()的语法的实例的图表。
[0081] [图31]图31是示出在蓝光光盘的数据库文件中存储的扩展数据display_ mapping_luminance_point_metadata()的语法的另一个实例的图表。
[0082] [图32]图32是示出在蓝光光盘的数据库文件中存储的扩展数据display_ 111曰卵;[雌_1皿;[]1曰]1。6_9〇;[]11:_11161曰(1曰1曰_1:曰1316()的语法的另一个实例的图表。
【具体实施方式】
[0083] 在后文中,参照示图详细描述在本说明书中公开的技术的一个实施方式。
[0084] 图1示意性示出应用在本说明书中公开的技术的图像发送系统100的配置实例。所 示出的图像发送系统100包括发送图像流的图像发送装置200和接收图像流并且输出该图 像流用于显示的图像接收装置300。
[00化]在将图像发送系统100应用于互联网分布服务(例如,超越颠峰(Over化e Top) (OTT))中时,图像发送装置200是流服务器并且图像接收装置300是由个人电脑等构成的客 户端。在将图像发送系统100应用于数字广播服务中时,图像发送装置200是广播站并且图 像接收装置300是安装在家里的电视等。在将图像发送系统100应用于记录/再现系统(例 如,超高清(U皿)蓝光(注册商标)光盘(BD))中时,图像发送装置200对应于在媒体(例如, BD)上记录图像的记录装置并且图像接收装置300是媒体再现装置,例如,输出用于显示的 已再现的图像的抓播放器和显示器等。在图像发送系统100中,发送商业内容,例如,电影。 在互联网分布服务或广播服务中,例如,发送内容,作为编码流,例如,MPEG2TS。在再现系统 (例如,UHD-BD)中,例如,未压缩的再现流通过高清多媒体接口化DMI)(注册商标)从抓播放 器中发送给显示器。
[0086] 除了高清内容部件4K分辨率技术,提供图像内容(例如,互联网分布服务、广播W 及UHD-BD)的各种行业还预期扩展亮度元件和高对比度HDR技术的动态范围。HDR技术允许 记录在可见范围内的所有亮度,并且允许支持动态范围和等于人类的视觉特征的色域。显 示器行业呈现了装有支持亮度部件的动态范围的扩展的功能的产品。例如,使用背光发光 二极管(LED)的液晶显示器可W如实地再现闪光并且可W实现高亮度图像再现。
[0087] 图2示意性示出在图像发送装置200(或者在内容生产商)上处理皿R内容的工作流 程。
[0088] 成像单元201配备有4K摄像头,例如,用于根据口U-R推荐BT. 2020,在宽色域颜色 系统中记录彩色图像。
[0089] 接下来,分级/控制单元202对所成像的内容执行分级或控制处理,W使用由参考 数字2 12示出的转换表将代码值线性地转换成亮度,W生成HDR主要内容(master content)。如下所述,在皿R主要内容上执行元数据生成处理。
[0090] 接下来,光电转换单元203使用由参考数字213所示出的OETF转换表将亮度非线性 地转换成10位代码值,W将皿R主要内容的光束形式的亮度信号转换成面板驱动信号。
[0091 ]编码单元204编码HDR主要内容及其元数据,W生成具有预定编码形式的流,例如, 运动图像专家组?2发送流(MPEG-2TS)。例如,生成的代码流通过未示出的发送接口发送给 图像接收装置300。
[0092] 图3示意性示出在图像接收装置300上处理皿R内容的工作流程。
[0093] 解码单元301将在未示出的接收接口上接收的编码流解码成原始内容(面板驱动 信号),并且提取元数据。
[0094] 接下来,电光线性转换单元302使用由参考数字312表示的EOTF转换表将包括解码 的10位代码值的面板驱动信号转换成光束形式的亮度信号。在该实施方式中,在EOTF转换 (下面描述的)之后,对光束形式的亮度信号执行基于在元数据中写入的亮度信息的动态范 围转换处理。
[0095] 接下来,线性显示伽马转换单元303使用由参考数字313表示的线性转换表对亮度 信号执行伽马处理,W转换成符合显示面板的输入特征的面板驱动信号。根据面板驱动信 号驱动包括液晶显示面板等的显示单元304, W在屏幕上显示内容。
[0096] 在图像发送系统100中应用皿R技术毫无疑问地造成W下情形:图像发送装置200 和图像接收装置300的相应的动态范围不一致。在运种情形下,图像接收装置300需要显示 映射W在所接收的图像上执行动态范围转换,从而使所述图像适合于其性能。
[0097] 然而,令人担屯、的是,仅仅通过在显示映射中线性缩放执行的动态范围转换可造 成丢失大量信息,造成图像在转换之前和之后对于人眼大幅不同。运种信息丢失与内容生 产商或供应商的意图相反。
[0098] 因此,本发明人考虑到为了在图像发送系统100中构建HDR世界,除了在生产商或 者在图像发送装置200处提供皿R内容并且在图像接收装置300处安装支持皿R的显示设备, 还需要建立皿R内容产生工作流程。
[0099] 进一步地,当在图像接收装置300等上的显示映射执行皿R图像的动态范围转换 时,需要防止内容生产商或供应商的意外的损失。因此,在本说明书中公开的技术发送内容 生产商或供应商的意图,作为与图像流相关联的元数据来代替执行简单线性缩放。
[0100] 图像发送系统100限定元数据,W存储表示内容生产商或供应商的意图的信息,例 如,在HDR内容生产工艺、成像、编辑、编码/解码、发送W及显示的一系列工作流程中,在控 制或者分级中的内容的峰值亮度、色域W及电光传递函数化0TF)。当内容从图像发送装置 200发送给图像接收装置300时共同发送运种元数据。然后,图像接收装置300在使用元数据 的接收内容上执行处理,例如,动态范围转换,从而能够实现反映内容生产商或供应商的意 图的有效皿R图像显示。
[0101] 用于反映内容生产商或供应商的意图的元数据可W大致分成W下两种类型(1)和 (2):
[0102] (1)在编写或控制内容时可获取的元数据
[0103] (2)在显示映射中需要(或者强烈需要)的元数据被视为可用于显示映射中的要素 可W包括W下(a巧lj(d)。
[0104] (a)在控制内容时使用的监控显示器的峰值亮度;
[0105] (b)内容的峰值亮度;
[0106] (C)散布白色亮度;
[0107] (d)兴趣亮度。
[0108] 可W自动检测在(a)中的控制监控的峰值亮度作为硬件的基本规格。在(b)中的峰 值亮度是在图像或场景中的最大亮度并且对应于反射光(例如)的部分,并且可W由图像的 亮度分析自动检测。在(C)中的散布白色亮度是在图像或场景中用作参考的白色的亮度。散 布白色亮度是占据大面积的白色,因此,可W由图像的亮度分析自动检测,并且还可W根据 内容生产商的期望在检测的值中改变。在(d)中的兴趣亮度是内容生产商希望主要显示的 场景的中屯、对象的亮度,并且由内容生产商设置。例如,在出现人的场景中,兴趣亮度是对 应于肤色的亮度。在W上4种类型的亮度信息之中,(a)是由硬件规格确定的静态值,并且 (b)到(d)是在场景之间变化的动态值。兴趣亮度的一个或多个值可限定为(i)R、GW及B值; (ii)表示R、GW及B值;(iii)R、GW及B值的组合;或者(iv)R、GW及B值的最大值。散布白色 亮度可与通常称为100%白色亮度的亮度等级相似。兴趣亮度可与100%白色亮度的大约 18% (18%灰色)或平均亮度的亮度等级相似。
[0109] 描述在显示映射中用作参考的亮度信息块(b巧lj(d),如图4中所示拍摄放在白色 表格上的玻璃制品的图像作为一个实例。在玻璃制品的表面上,反射光的部分对应于峰值 亮度401。白色表格占据场景的大的面积并且对应于散布白色亮度402。玻璃制品是在图4中 示出的场景的中屯、对象,并且内容生产商设置他或她希望主要显示的一部分表面来作为兴 趣亮度403。
[0110] 例如,在从图像发送装置200发送的HDR内容上在图像接收装置300上执行显示映 射时,考虑内容生产商或供应商强烈期望保持兴趣亮度的亮度W下。还考虑内容生产商或 供应商强烈期望在某种程度上保持散布白色亮度的亮度W下。
[0111] 图5示出在EOTF特征上在显示映射中用作参考的亮度信息(b)到(d)的实例(水平 轴表示亮度的10位代码值,并且竖轴表示线性亮度值kd/m 2])。在图中,参考数字501表示 内容峰值亮度(峰值白色)。在所示出的实例中,峰值亮度是2000cd/m 2并且在10位代码值中 是844。参考数字502表示散布白色亮度。参考白色亮度值被设定为散布白色亮度。具体而 言,散布白色亮度对应于显性的白色,例如,在场景中出现的表格或者衬衫,并且具有300到 SOOcd/m2的亮度,对应于在相关技术标准动态范围(SDR)内的100%的白色。在所显示的实 例中,散布白色亮度被设置为500cd/m 2并且在10位代码值中是691。参考数字503表示兴趣 亮度。人的肤色或者位于场景的中屯、的对象的亮度值设置为兴趣亮度。在所显示的实例中, 兴趣亮度设置为50cd/m 2并且在10位代码值中是451。
[0112] 在根据该实施方式的图像发送系统100中,图像发送装置200发送W上的亮度信息 (a巧lj(d)作为图像接收装置300的元数据,W实现合适的显示映射。图像接收装置300可W 使用运些亮度信息块(a巧lj(d),执行适合于单独性能的内容的显示。具体而言,使用来自发 送侧的皿R内容的元数据,定义作为要保持的亮度点的散布白色亮度或者兴趣亮度。另一方 面,在压缩或扩展在显示映射中的动态范围时,HDR内容接收侧表示由元数据定义的亮度 点,从而能够根据内容生产商或供应商的意图,实现图像显示。然而,在动态范围(在转换处 理中使用元数据定义的亮度点的方式)上的压缩或扩展处理基本上放入接收侧(显示侧)的 手内。在元数据内可包括100%白色亮度、18%灰色、平均亮度等,而非W上的亮度信息(b) 到(d)。
[0113] 元数据应是动态的,W逐个场景地反映 W上
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