将图片的高动态范围版本转换为所述图片的标准动态范围版本的方法和设备

技术领域

本公开通常涉及图片/视频转换。具体但不排他地，本公开的技术领域涉及其像素值属于高动态范围的图片的转换。

背景技术

本部分旨在向读者介绍技术的各个方面，其可能与下面描述和/或要求保护的本公开的各个方面有关。认为该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，要在该角度上阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的承认。

在下文中，图片包含以特定的图片/视频格式的样本(像素值)的一个或多个阵列，该特定的图片/视频格式指定与图片(或视频)的像素值有关的所有信息以及可以由显示器和/或任何其他设备使用以例如对图片(或视频)进行可视化和/或解码的所有信息。图片包括形状为样本的第一阵列的至少一个分量，通常为光亮度(或亮度)分量，以及可能地包括形状为样本的至少一个其他阵列的至少一个其他分量，通常为颜色分量。或者，等同地，相同的信息也可以由颜色样本的阵列的集合来表示，诸如传统的三色RGB表示。

像素值由n个值的向量来表示，其中n是分量的数量。向量的每个值用定义像素值的最大动态范围的位数来表示。

标准动态范围图片(SDR图片)是其亮度值用有限的位数(最常见的是8或10)来表示的图片。该有限的表示不允许正确呈现小信号变化，特别是在暗和亮的亮度范围中。在高动态范围图片(HDR图片)中，将信号表示扩展以便在其整个范围上保持信号的高精度。在HDR图片中，像素值通常以浮点格式来表示(对于每个分量为32位或16位，即浮点型或半浮点型)，最流行的格式为openEXR半浮点格式(每RGB分量16位，即每像素48位)，或者以具有长表示的整数来表示，通常为至少16位。

色域是颜色的某个完整集合。最常见的使用是指在给定情况下(诸如在给定颜色空间中或者通过某个输出设备)可以被准确表示的颜色的集合。

颜色体积由颜色空间和在所述颜色空间中表示的值的动态范围来定义。

例如，颜色体积由RGB ITU-R建议书BT.2020颜色空间来定义，并且在所述RGB颜色空间中表示的值属于从0至4000尼特(坎德拉每平方米)的动态范围。颜色体积的另一示例由RGB BT.2020颜色空间来定义，并且在所述RGB颜色空间中表示的值属于从0至1000尼特的动态范围。

对图片(或视频)进行颜色分级是变更/增强图片(或视频)的颜色的处理。通常，对图片进行颜色分级包括改变颜色体积(颜色空间和/或动态范围)或者改变与该图片有关的色域。因此，相同图片的两个不同颜色分级版本是其值以至少一个颜色根据不同颜色等级被变更/增强的图片的不同的颜色体积(或色域)或者版本来表示的该图片的版本。这可能涉及用户交互。

例如，在电影制作中，使用三色照相机将图片和视频拍摄成由3个分量(红色、绿色和蓝色)组成的RGB颜色值。RGB颜色值取决于传感器的三色特性(颜色原色)。然后获得所拍摄的图片的第一颜色分级版本，以便得到剧场呈现(使用特定的剧场的等级)。通常，根据标准化的YUV格式(诸如定义超高清电视系统(UHDTV)的参数值的BT.2020)来表示所拍摄的图片的第一颜色分级版本的值。

然后，调色师通常与摄影总监一起通过微调/调整一些颜色值来执行对所拍摄的图片的第一颜色分级版本的颜色值的控制，以便灌输艺术意图。

还获得所拍摄的图片的第二颜色分级版本，以得到家庭发行呈现(使用特定的家庭的、蓝光盘/DVD等级)。通常，根据标准化的YUV格式(诸如定义用于标准4:3和宽屏幕16:9宽高比的标准数字电视的演播室编码参数的ITU-R建议书BT.601(Rec.601)，或者定义高清电视系统(HDTV)的参数值的ITU-R建议书BT.709)来表示所拍摄的图片的第二颜色分级版本的值。

获得所拍摄的图片的这样的第二颜色分级版本通常包括拉伸所拍摄的图片的第一颜色分级版本的颜色体积(例如，由调色师修改的RGB BT.2020 1000尼特)，以便于所拍摄的图片的第二颜色分级版本属于第二颜色体积(例如RGB BT.709 1000尼特)。这是自动步骤，其使用通常由三维查找表(也称为3D LUT)近似的默认颜色映射函数(例如用于将RGBBT.2020格式映射到RGB BT.709)。要注意，所有考虑的YUV格式以允许定义任何RGB到YUV和YUV到RGB颜色映射的颜色原色参数来表征。

然后，调色师通常与摄影总监一起通过微调/调整一些颜色值来执行对所拍摄的图片的第二颜色分级版本的颜色值的控制，以在家庭发行中灌输艺术意图。

已知将默认颜色映射显式地发信号到显示器，诸如YUV到RGB颜色映射，使得显示器能够应用适当的默认颜色映射。此外，当颜色映射使用从图片的第一和第二颜色分级版本计算的颜色映射参数时，已知这些颜色映射参数也被发信号到显示器，使得显示器能够用适当的颜色映射参数来应用适当的默认颜色映射。

使用默认颜色映射无法保留艺术意图，因为当将默认颜色映射应用于图片的第一颜色分级版本时，图片的第一或第二个颜色分级版本中的一些颜色(如由调色师指定的)可能不被保留。

例如，当由调色师针对给定等级指定时，诸如肉色或肤色、蓝天或绿草阴影等的记忆颜色应被保留。

典型的用例如下：一个人购买了UHD HDR WCG蓝光盘上的新电影。此外，他在家中配备有适于解码所述蓝光盘上烧录的HDR版本的UHD蓝光播放器。然而，当蓝光播放器连接到没有HDR性能的传统电视机(但是其可以是4K UHD和或WCG启用的，作为DVB UHD-1阶段1兼容CE设备)。这意味着这样的蓝光播放器必须将电影的HDR版本转换为SDR版本，例如用于传统电视机的HDTV视频信号。该转换被称为“盲的”，因为蓝光播放器在不知道“真实的”目标电影样式(例如当前的蓝光盘HD等级)的情况下转换电影的HDR版本。实际上，艺术意图(非确定性处理)可能根据艺术家/调色师/摄影总监的创造性意图和可用的图片变更调色板而分歧。因此，电影的所得SDR版本并不保留艺术意图。

考虑前述内容而设计了本公开。

发明内容

鉴于前述内容，本公开的方面涉及在计算机系统上在数据对象之间创建和维护语义关系。以下提出本公开的简化发明内容，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。该发明内容不是对本公开的广泛概述。它不旨在识别本公开的关键或重要元素。以下发明内容仅以简化形式提出本公开的一些方面，作为下面提供的更详细描述的前序。

本公开用将图片的HDR版本转换为该图片的SDR版本的方法来纠正现有技术的至少一个缺点。该方法的特征在于，其根据以下内容，将HDR版本转换为图片的SDR版本：

-第一指示符，其存在指示颜色映射参数；

-第二指示符，其指示设备是否被配置为通过考虑所述颜色映射参数将HDR版本转换为图片的SDR版本；以及

-第三指示符，其指示是否禁止在不考虑所述颜色映射参数的情况下进行转换。

因此，通常，包括电影的参考版本(即UHD HDR WCG版本)和颜色映射参数(例如用于连接到HDR蓝光播放器的传统电视机的、允许将HDR WCG内容重新映射到保留创造性意图的SDR Rec.709内容的参数)的UHD WCG HDR蓝光盘还可以包括指示在蓝光盘上存在用于将HDR版本转换为电影的SDR版本的颜色映射参数的第一指示符。然后，蓝光播放器可以根据其性能(由第二指示符指示)并根据所述第一指示符的值来转换在盘上烧录的HDR版本，以便获得保留艺术意图的电影的SDR版本。第三指示符确保不能通过不保留艺术意图(盲的或非参考的方法)的方法获得电影的HDR版本的SDR版本。

根据其他方面，本公开涉及一种设备，包括被配置为实现以上方法的处理器，一种计算机程序产品，包括当该程序在计算机上执行时用于执行以上方法的步骤的程序代码指令，一种处理器可读介质，具有其中存储的指令，用于使处理器至少执行以上方法的步骤，以及一种非临时性存储介质。

从以下结合附图对实施例的描述中，本公开的特定性质以及本公开的其他目的、优点、特征和用途将变得明显。

附图说明

在附图中，图示了本公开的实施例。其示出：

-图1示出了根据本公开的实施例的将图片的HDR版本转换为该图片的SDR版本的方法的步骤的框图；

-图2表示被配置为实现关于图1描述的方法的设备的示例性架构；

-图3示意性地示出了根据本公开的实施例的从图片的HDR版本显示所述图片的SDR版本的系统；

-图4示出了方法的实施例；以及

-图5示出了方法的实施例。

相似或相同的元素用相同的参考标号来表示。

具体实施方式

在下文中将参照附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的实施例。然而，本公开可以以许多替选形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。因此，虽然本公开容许各种修改和替选形式，但是其特定实施例通过附图中的示例的方式示出，并且将在此详细描述。然而，应当理解，并不意图将本公开限制于所公开的具体形式，而是相反，本公开要涵盖落入由权利要求所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替选。

在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不旨在限制本公开。如在此使用的，单数形式“一(a)”，“一(an)”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”、“包括(include)”和/或“包括(including)”指定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他的特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合。此外，当元素被称为“响应”或“连接”于另一元素时，其可以直接响应或连接于另一元素，或者可以存在中间元素。相反，当元素被称为“直接响应”或“直接连接”于其他元素时，不存在中间元素。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合，并且可以缩写为“/”。

应理解，虽然术语第一、第二等可以在此用于描述各种元素，但是这些素件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开。例如，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素，而不脱离本公开的教导。

虽然一些图包括通信路径上的箭头以示出通信的主要方向，但是应理解，通信可以在与所示箭头相反的方向上发生。

关于框图和操作流程图描述了一些实施例，其中每个块表示电路元件、模块或部分代码，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在其他实现方式中，块中注释的功能可能不按所注释的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可能基本同时执行，或者该块有时可能以相反的顺序执行。

在此对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合实施例描述的具体的特征、结构或特性可以包括在本公开的至少一个实现方式中。短语“在一个实施例中”或“根据实施例”在说明书中各处的出现不一定全部指代相同的实施例，单独的或替选的实施例也不一定与其他实施例相互排斥。

权利要求中出现的参考标号仅作为说明，并且应该对权利要求的范围没有限制效果。

虽然没有明确描述，但是本实施例和变型可以以任何组合或子组合使用。

本公开被描述用于转换图片，但是扩展到图片序列(视频)的转换，因为序列的每个图片被顺序地编码/解码，如下所述。

在本领域中众所周知的是，通过估计相同图片的两个颜色分级版本之间的颜色映射来获得颜色映射参数，即估计将图片的第一颜色分级版本的颜色值最佳地映射到所述图片的第二颜色分级版本的颜色值的颜色映射函数。可以使用最小均方法来获得最佳映射。

图1示出了根据现有技术的将图片的HDR版本转换为该图片的SDR版本的方法的步骤的框图。

在步骤100中，模块FF获得第一指示符I1，其指示或识别存在用于将HDR版本转换为图片的SDR版本的颜色映射参数。

在步骤200中，模块SF获得第二指示符I2，其指示设备是否被配置为通过考虑所述颜色映射参数将HDR版本转换为图片的SDR版本。

在步骤300中，模块TF获得第三指示符I3，其指示是否禁止在不考虑所述颜色映射参数的情况下进行转换。

在步骤400中，模块CONV根据所述第三、第二和第三指示符将图片的HDR版本转换为所述图片的SDR版本。

根据实施例，经由通信网络从盘或本地存储器或远程存储器获得第一、第二和/或第三指示符。

根据实施例，第二指示符I2是标志F2(一位)。

标志F2的值等于第一值(v(F2)＝1)，以指示设备被配置为通过考虑所述颜色映射参数将HDR版本转换为图片的SDR版本。

标志F2的值等于第二值(v(F2)＝0)，以指示设备未被配置为通过考虑所述颜色映射参数将HDR版本转换为图片的SDR版本。

根据实施例，单个指示符SI表示第一和第三指示符。

单个指示符SI的值等于第一值(v(SI)＝1)，以指示存在颜色映射参数。

单个指示符SI的值等于第二值(v(SI)＝0)或第三值(v(SI)＝2))，以指示不存在颜色映射参数。

根据实施例，如果单个指示符SI的值等于第二值(v(SI)＝0)，则允许设备在不考虑所述颜色映射参数的情况下将HDR版本转换为图片的SDR版本。如果单个指示器SI的值等于第三值(v(SI)＝2)，则不允许设备在不考虑所述颜色映射参数的情况下将HDR版本转换为图片的SDR版本。如果单个指示符SI的值等于第一值(v(SI)＝1)以指示存在颜色映射参数，并且标志F2的值等于第一值(v(F2)＝1))，则通过考虑所述颜色映射参数将HDR版本转换为图片的SDR版本。如果单个指示符SI的值等于第一值(v(SI)＝1))以指示存在颜色映射参数，并且标志F2的值等于第二值(v(F2)＝0)，则禁止将HDR版本转换为图片的SDR版本。

根据实施例，第一指示符I1由第一标志F1表示，并且第三指示符I3由第三标志F3表示。

标志F1的值等于第一值(v(F1)＝1)，以指示存在颜色映射参数。标志F1的值等于第二值(v(F1)＝0)，以指示不存在颜色映射参数。标志F3的值等于第一值(v(F3)＝1))，则不允许设备在不考虑所述颜色映射参数的情况下将HDR版本转换为图片的SDR版本。标志F3的值等于第二值(v(F3)＝0)，则允许设备在不考虑所述颜色映射参数的情况下将HDR版本转换为图片的SDR版本。

根据实施例，当v(F3)＝0时，HDR版本可以在v(F1)＝v(F2)＝1时通过考虑所述颜色映射参数，否则在不考虑所述颜色映射参数的情况下，被转换为图片的SDR版本。当v(F3)＝1时，HDR版本可以在v(F1)＝v(F2)＝1时通过考虑所述颜色映射参数被转换为图片的SDR版本，否则HDR版本不被转换为图片的SDR版本。

在图1上，模块是功能单元，其可以或者不与可区分的物理单元相关。例如，这些模块或者其中的一些可以被集合在独特的组件或电路中，或者有助于软件的功能。相反，一些模块可以可能地由单独的物理实体组成。与本公开兼容的装置使用纯硬件实现，例如使用专用硬件如ASIC或FPGA或VLSI，分别为“专用集成电路”，“现场可编程门阵列”，“超大规模集成电路”，或者从嵌入在设备中的多个集成电子组件或从硬件和软件组件的混合中实现。

图2表示被配置为实现关于图1描述的方法的设备20的示例性架构。

设备20包括通过数据和地址总线21链接在一起的以下元件：

-处理器22(或CPU)，其为例如DSP(或数字信号处理器)；

-ROM(或只读存储器)23；

-RAM(或随机存取存储器)24；

-用于从应用接收要传送的数据的I/O接口25；

-电池26；

-通信接口27以及

-光盘读取器28。

根据变型，电池26在设备的外部。图2的这些元件中的每一个是本领域技术人员众所周知的，并且不会进一步公开。在每个所提及的存储器中，说明书中使用的词语“寄存器”可以对应于小容量(一些位)的区域或者非常大的区域(例如整个程序或大量的接收或解码的数据)。ROM 23至少包括程序和参数。根据本公开的方法的算法存储在ROM 23中。当接通时，CPU22将程序上传到RAM中并执行对应的指令。

RAM 24在寄存器中包括由CPU 22执行并在设备20接通之后被上传的程序，在寄存器中包括输入数据，在寄存器中包括方法的不同状态的中间数据，并且在寄存器中包括用于执行该方法的其他变量。

在此描述的实现方式可以在例如方法或处理、装置、软件程序、数据流或信号中实现。即使仅在单一形式的实现方式的背景下进行了讨论(例如仅作为方法或设备进行了讨论)，但是所讨论的特征的实现方式也可以以其他形式(例如程序)来实现。装置可以在例如适当的硬件、软件和固件中实现。方法例如可以在处理器中实现，其一般指代处理设备，包括例如蓝光播放器、计算机、微处理器、集成电路或可编程逻辑器件。处理器还包括诸如例如计算机、蜂窝电话、便携/个人数字助理(“PDA”)这样的通信设备以及便于在最终用户之间进行信息通信的其他设备。

根据设备的特定实施例，从源获得第一、第二和/或第三指示器。例如，该源属于包括以下的组：

-本地存储器(23或24)，例如视频存储器或RAM(或随机存取存储器)、闪速存储器、ROM(或只读存储器)，硬盘；

-存储接口(25)，例如与大容量储存器、RAM、闪速存储器、ROM、光盘或磁性支撑之间的接口；

-通信接口(27)，例如有线接口(例如总线接口、广域网接口、局域网接口)或无线接口(诸如IEEE 802.11接口或蓝牙接口)；

-非临时性存储介质，如蓝光盘；以及

-图片捕获电路(例如传感器，诸如例如CCD(或电荷耦合器件)或CMOS(或互补金属氧化物半导体))。

根据不同的实施例，设备20被配置为实现关于图1描述的方法，其属于包括以下的组：

-移动设备；

-通信设备；

-游戏设备；

-平板(或平板计算机)；

-膝上型计算机；

-静态图片照相机；

-视频照相机；

-编码芯片；

-静态图片服务器；

-蓝光播放器；以及

-视频服务器(例如广播服务器、视频点播服务器或网络服务器)。

图3示意性地示出了从图片的HDR版本显示所述图片的SDR版本的系统。

该系统包括例如经由HDMI总线连接到传统电视机的设备20。

根据实施例，设备20的光盘读取器38从蓝光盘获得第一和/或第三指示符，并且该设备还例如从本地存储器23获得第二指示符。

然后，设备20的处理器22被配置为实现如关于图1描述的方法。

根据实施例，非临时性存储介质是蓝光盘，即符合例如蓝光规范的盘。

根据图4所示的方法的实施例，将单个指示符SI添加到蓝光规范的播放列表属性AppInfoPlayList。这样的单个指示符可以是称为SDR_conversion_type的语法元素。

根据图5所示的变型，将第一标志F1添加到蓝光规范的播放列表属性AppInfoPlayList。这样的标志F1可以是称为CRI_present_flag的语法元素。将第三标记F3添加到所述播放列表属性AppInfoPlayList。这样的标志F3可以是称为SDR_conversion_inhibition_flag的语法元素。

根据实施例，当设备20是蓝光设备时，将第二标志F2添加到蓝光规范的播放器状态寄存器。这样的第二标记F2可以是例如称为CRI_decoder_present_flag(或CRI_capability(_flag)或CRI_enabling(_flag))的语法元素。

在此描述的各种处理和特征的实现方式可以体现在各种不同的装备或应用中。这样的装备的示例包括编码器、解码器、处理来自解码器的输出的后置处理器、向编码器提供输入的前置处理器、视频编码器、视频解码器、视频编解码器、网络服务器、机顶盒、膝上型计算机、个人计算机、蜂窝电话、PDA以及用于处理图片或视频的任何其他设备或者其他通信设备。应当清楚的是，装备可以是移动的，并且甚至安装在移动车辆中。

此外，可以通过由处理器执行的指令来实现该方法，并且这样的指令(和/或由实现方式所产生的数据值)可以存储在计算机可读介质上。计算机可读存储介质可以采用包含在一个或多个计算机可读介质中并且具有可由计算机执行的其上包含的计算机可读程序代码的计算机可读程序产品的形式。在此使用的计算机可读存储介质被认为是非临时性存储介质，其具有在其中存储信息的固有能力以及从其提供信息取回的固有能力。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或者前述内容的任何合适的组合。应当理解，在提供可应用本原理的计算机可读存储介质的更具体的示例的同时，下面仅仅是本领域普通技术人员容易理解的说明性而不详尽的列表：便携式计算机软盘；硬盘；只读存储器(ROM)；可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)；便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)；光存储设备；磁存储设备；或前述内容的任何合适的组合。

指令可以形成有形地体现在处理器可读介质上的应用程序。

指令可以例如在硬件、固件、软件或其组合中。指令可以存在于例如操作系统、单独的应用或二者的组合中。因此，处理器可以被表征为例如被配置为执行处理的设备以及包括具有用于执行处理的指令的处理器可读介质(诸如存储设备)的设备二者。此外，除了指令或者代替指令，处理器可读介质可以存储由实现方式产生的数据值。

如对于本领域技术人员将明显的那样，实现方式可以产生被格式化为携带例如可以被存储或传送的信息的各种信号。信息可以包括例如用于执行方法的指令或者由所描述的实现方式之一产生的数据。例如，可以将信号格式化为携带用于写入或读取所描述的实施例的语法的规则作为数据或者携带由所描述的实施例写入的实际的语法值作为数据。这样的信号可以例如被格式化为电磁波(例如使用频谱的射频部分)或基带信号。格式化可以包括例如对数据流进行编码以及用经编码的数据流来调制载波。信号携带的信息可以例如是模拟信息或数字信息。如已知的那样，信号可以通过各种不同的有线或无线链路来发送。信号可以存储在处理器可读介质上。

已描述了多个实现方式。然而，应当理解的是，可以做出各种修改。例如，可以对不同实现方式的元件进行组合、补充、修改或移除，以产生其他实现方式。此外，本领域普通技术人员将理解的是，其他结构和处理可以替代所公开的结构和处理，并且所得到的实现方式将以与所公开的实现方式至少基本相同的(多个)方式来执行与所公开的实现方式至少基本相同的(多个)功能，以获得与公开的实现方式至少基本相同的(多个)结果。因此，本申请想到这些以及其他实现方式。