對圖像進行逆色調映射的方法和設備與流程

本公開通常涉及圖像/視頻逆色調映射。具體地，但非排除地，本公開的
技術領域：
涉及對其像素值屬于低動態范圍的圖像進行逆色調映射。
背景技術：
：本部分是為了向讀者介紹可能與下文所述的和/或所要求保護的本公開的各個方面相關的各技術方面。相信該討論有助于向讀者提供背景信息以便幫助更好地理解本公開的各個方面。因此，應當理解：這些陳述應按這種方式解讀，而不是作為對現有技術的承認。在下文中，彩色圖像包含特定圖像/視頻格式的若干樣本(像素值)陣列，所述特定圖像/視頻格式規定了相對于圖像(或視頻)的像素值的所有信息以及可被顯示器和/或任意其他設備用于例如顯現或解碼圖像(或視頻)的所有信息。彩色圖像包括第一樣本陣列形式的至少一個分量(通常是亮度(luma)分量)，以及至少一個其他樣本陣列形式的至少一個其他分量。或者等價地，相同的信息還可以通過一組顏色樣本陣列(顏色分量)來表示，例如傳統的三原色rgb表示。像素值通過矢量c的值來表示，其中c是分量的數目。矢量的每個值由多個比特表示，其限定了像素值的最大動態范圍。標準動態范圍圖像(sdr圖像)是其亮度值用有限動態表示的彩色圖像，該有限動態通常以2的冪或者f制光圈數來度量。sdr圖像在線性域中具有約光圈數10的動態(即最亮像素和最暗像素之間的比為1000)，以及在非線性域中以有限數目的比特(在hdtv(高清電視系統)和uhdtv(超高清電視系統)中最常使用8或10個)例如通過使用itu-rbt.709oeft(optico-electrical-transfer-function)(rec.itu-rbt.709-5，april2002)或itu-rbt.2020oetf(rec.itu-rbt.2020-1，june2014))進行編碼，以減小動態。這種有限的非線性表示不允許對小信號變化的渲染進行校正，特別是對在暗的亮度范圍和明亮的亮度范圍內的小信號變化。在高動態范圍圖像(hdr圖像)中，信號動態高得多(高達光圈數20，即最亮像素和最暗像素之間的比為一百萬)，并且需要新的非線性表示來保持信號在整個范圍內的高精度。在hdr圖像中，原始數據通常按照浮點格式(每個分量32-比特或16-比特，即浮點或半浮點)表示，最流行的格式是openexr半浮點格式(每個rgb分量16比特，即每個像素48比特)；或者以長整數來表示，通常至少16比特。確實存在更加緊湊的表示，例如像通過使用在smpte2084(smptestandard：highdynamicrangeelectro-opticaltransferfunctionofmasteringreferencedisplays，smptest2084：2014)中定義的所謂的pqoetf獲得的10比特或12比特的格式。色彩色域是顏色的某個完全集合。最經常的用法指的是可以在給定環境內(例如在給定的色彩空間內)或者由特定輸出設備精確表示的顏色的集合。通過色彩空間和在所述色彩空間中表示的值的動態范圍來定義色彩容量。例如，針對uhdtv，通過rgbitu-rrecommendationbt.2020色彩空間來定義色域。舊的標準itu-rrecommendationbt.709定義了針對hdtv的較小色域。在sdr中，對于對數據進行編碼的色彩容量，動態范圍被官方地限定為高達100nitb(每平方米坎德拉)，盡管一些顯示技術可以示出更亮的像素。高動態范圍圖像(hdr圖像)是用比sdr圖像的動態高的hdr動態來表示亮度值的彩色圖像。hdr動態還沒有由標準定義，而是可以預期高達幾千nits的動態范圍。例如，通過rgbbt.2020色彩空間和在所述rgb色彩空間中表示的屬于從0至4000nits的動態范圍的值來定義一個hdr色彩容量。通過rgbbt.2020色彩空間和在所述rgb色彩空間中表示的屬于從0至1000nits的動態范圍的值定義了hdr色彩容量的另一示例。本發明的上下文是要由支持hdr的設備接收的sdr圖像/視頻在例如廣播基礎設置上的分發。更精確地，接收機可以是與hdr顯示器相連的機頂盒(stb)或者具有超過sdr(more-than-sdr)顯示器的平板。分發的sdr視頻可以按原樣在接收機一側上顯式，但是觀看者將不會受益于他的顯示器的全動態能力。因此，如果正確處理的話，將sdr視頻提升為hdr視頻的中間過程(通常稱作逆色調映射)將向觀看者提供更好的體驗。對圖像進行逆色調映射可以與允許在uhd顯示器上顯示hdtv的上采樣(up-sampling)過程進行比較。當然，用戶體驗可能不會與原生hdr一樣好，但是可以明顯優于只使用傳統的sdr工作流的情形。要解決的問題是提供這樣一種逆色調映射，其先驗地將sdr圖像/視頻映射到hdr圖像/視頻上，而無須面向hdr的外部元數據來幫助該映射。此外，這種逆色調映射應該在顏色(色調、飽和度)、時間一致性(場景之間的相對亮度)和場景平衡(暗區域保持相對較暗等)方面保持sdr場景。其應該易于在像stb、平板和電視機等設備上實現，并且可適配每一個設備的特性(峰值亮度、光圈數)。在考慮上述內容的情況下設計了本公開。技術實現要素：以下呈現了本公開的簡單概括以便提供對本公開的一些方面的基本理解。本
發明內容不是本公開的擴展概述。并不旨在標識本公開的關鍵或重要元素。下面的概述只是以簡化形式介紹本公開的一些方面，作為稍后提供的更詳細描述的前言。本公開利用一種對圖像進行逆色調映射的方法來著手改進現有技術的至少一個缺陷，所述方法包括：-通過在從所述圖像獲得的亮度分量上應用依賴于調制值的非線性函數來獲得第一分量，使得與所述亮度分量的動態相比增加了所述第一分量的動態。根據本公開，從所述亮度分量獲得所述調制值。這避免了調制值的傳輸。根據實施例，在所述亮度分量上已經應用了所述非線性函數之后，將亮度分量與調制值相乘。該實施例是有利的，因為該實施例按照可感知的良好方式擴展了要進行逆色調映射的圖像的范圍，使得在保持整個結構細節的同時擴展了亮區域和暗區域兩者。根據實施例，非線性函數是伽馬曲線或slog曲線。該實施例是有利的，因為該實施例擴展了亮區域以給出針對明亮物體和高亮反射光的動態的良好察覺范圍。根據實施例，所述方法還包括：-從圖像獲得兩個色度分量；以及-從第一分量和所述兩個色度分量獲得逆色調映射的弧面的至少一個顏色分量。根據實施例，所述獲得至少一個顏色分量還依賴于第一因子，所述第一因子依賴于亮度分量。根據實施例，所述第一因子是亮度分量與第一分量的比。該實施例是有利的，因為該實施例防止了逆色調映射過程延伸超過逆色調映射的圖像的動態。根據實施例，所述獲得至少一個顏色分量包括：-從所述第一分量和兩個色度分量獲得三個中間顏色分量；以及-通過用第一因子對每一個中間顏色分量進行縮放來獲得所述至少一個顏色分量。該實施例是有利的，因為該實施例有助于保持要進行逆色調硬塞的圖像的色彩。根據實施例，所述獲得至少一個顏色分量包括：通過根據第一因子對每一個色度分量進行縮放來獲得兩個中間色度分量；以及-從所述第一分量和所述兩個中間色度分量獲得所述至少一個顏色分量。根據實施例，所述獲得至少一個顏色分量包括：通過等于第一因子的平方根的值對每一個色度分量進行縮放來獲得兩個中間色度分量；以及-通過以下操作獲得所述至少一個顏色分量：-通過將兩個中間色度分量和第一分量組合在一起來獲得第二分量；-通過將中間色度分量和所述第二分量線性地組合在一起來獲得至少一個中間顏色分量；以及-通過取每一中間顏色分量的平方來獲得三個顏色分量。該實施例是有利的，因為該實施例在保持前述實施例的察覺質量的同時要求有限量的計算。根據實施例，所述從圖像獲得亮度分量包括將從圖像獲得的輸入亮度分量和從圖像獲得的兩個輸入色度分量線性地組合在一起。該實施例是有利的，因為該實施例有助于將要逆色調映射的圖像的色域和得到的逆色調映射的圖像的匹配，即該實施例有助于保持顏色。根據實施例，將輸入亮度分量和兩個輸入色度分量線性地組合在一起使用了從比特流獲得的系數。該實施例是有利的，因為從比特流獲得的值可以是針對所述線性組合最佳的，使得更好地保持顏色。根據實施例，獲得兩個色度分量包括：用第二因子對兩個輸入的色度分量的每一個進行縮放，所述第二因子依賴于調制值和亮度分量的每一個像素的值兩者。該實施例是有利的，因為該實施例有助于將要逆色調映射的圖像的色域和得到的逆色調映射的圖像的進一步匹配，即該實施例比前述實施例更有助于保持顏色。根據實施例，通過在目標色域以及從亮度分量和色度分量獲得的顏色的色域之間計算的色域失真最小化來獲得第二因子。該實施例是有利的，因為在逆色調映射過程期間保持了所察覺的顏色(色彩和察覺的飽和度)，即所獲得的逆色調映射圖像的顏色與將要進行色調映射的原始圖像的顏色匹配良好。根據其他方面，本公開涉及一種包括配置為實施上述方法的處理器在內的設備、包括程序代碼指令以在計算機上執行該代碼時執行上述方法的步驟的計算機程序產品、其中存儲了使處理器至少執行上述方法的步驟的指令的處理器可讀介質以及承載用于在計算設備上執行程序代碼時執行上述方法的程序代碼的指令的非瞬時存儲介質。本公開的特定性質以及本公開的其他目的、優勢、特征和用作將根據結合附圖對于實施例的以下描述將變得清楚明白。附圖說明附圖中，示出了本公開的實施例。附圖示出了：圖1示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖；圖2示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖；圖3示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖；圖4示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖；圖5a示意性地示出了根據本公開實施例的步驟30的子步驟的圖；圖5b示意性地示出了根據本公開實施例的步驟30的子步驟的圖；圖6示意性地示出了根據本公開實施例的步驟10的子步驟的圖；圖7示意性地示出了根據本公開實施例的步驟10的子步驟的圖；圖8示意性地示出了根據本公開實施例的步驟231的子步驟的圖；以及圖9示出了根據本公開實施例的設備結構的示例。用相同的參考標號表示類似或相同的元件。具體實施方式下文將參照附圖更完全地對本公開進行描述，其中示出了本公開的實施例。然而，本公開可以按多種替代形式來體現，并且不應當被解釋為受到本文闡述的實施例的限制。因此，盡管本公開允許各種改進和替代形式，但以示例方式在附圖中示出特定實施例，并將在下文中對其進行詳細描述。然而，應該理解，并不旨在將本公開局限于公開的具體形式，相反地本公開涵蓋落入由權利要求限定的本公開的精神和范圍內的所有修改、等同物和/或備選。本文中所使用的術語僅僅是為了描述具體實施例的目的，而不是意在限制本公開。如本文中使用的，單數形式“一”、“一個”和“所述”意在還包括復數形式，除非上下文明確地給出相反的指示。還應理解，術語″包括″、″具有″和/或″包含″在本說明書中使用時表示存在所陳述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。此外，當提及元素“響應于”或”連接″到另一個元素時，它可以直接響應或連接到另一個元素，或者可以存在中間元件。相反，當提及元素″直接響應于″或″直接連接″到另一元素時，不存在中間元素。如本文中所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關聯列出的項目的任意和所有組合，并且可以簡寫為“/”。應當理解，雖然術語“第一”、“第二”等可以在本文用于描述各種元件，但是這些元件不應該受這些術語的限制。這些術語僅用來將元件彼此區分。例如，在不背離本公開教導的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，并且類似地，第二元件也可以被稱為第一元件。盡管一些圖包括通信路徑上的箭頭來指示通信的主要方向，將理解通信可以在與所指示的箭頭的相反方向上發生。相對于方框圖和操作流程圖來描述一些實施例，其中每一個方框表示電路元件、模塊或代碼的一部分，其包括用于實現指定邏輯功能的一個或多個可執行指令。還應當注意，在其他替代實現方式中，框中標注的功能可以不按照標注的次序進行。例如，連續的兩個區塊可能在執行時實質上是同時執行的，或者部分區塊在某些時候會以相反的順序執行，這將取決于所涉及到的功能。對″一個實施例″或″實施例″的提及意味著結合實施例所描述的特定特征、結構或特性包含在本發明的至少一個實施方式中。在說明書中各處出現短語“在一個實施例中”或“根據實施例”不一定都指代相同的實施例，也不是與其他實施例互斥地分離的或備選的實施例。權利要求中出現的附圖標記僅僅是說明性的，并且對權利要求的范圍沒有限制作用。雖然沒有明確描述，但是本實施例及其變體可以被實施為任意組合或子組合。在實施例中，因子依賴于調制值ba。調制(或背光)值通常與hdr圖像相關聯，并且表示hdr圖像的明亮度。調制值ba可以是hdr圖像的亮度的像素值的平均值、中間值、最小值或最大值。可以在線性hdr亮度域ylin中或者在像ln(y)或yγ(γ＜1)的非線性域中執行這些操作。這里，術語(調制)背光被由色彩面板(如lcd面板)制成的電視機和背面照明設備(如led陣列)類似地使用。背面設備通常產生白光，所述背面設備被用于照射色彩面板以向tv提供更大的明亮度。因此，tv的亮度是背面照明裝置的亮度和色彩面板的亮度的積。這種背面照明裝置通常稱作“調制”或“背光”，并且其強度在某種程度上代表總場景的明亮度。本公開是針對對彩色圖像進行逆色調調制來描述的，但是被擴展至對圖像序列(視頻)的逆色調映射，因為如下文所述對所述序列的每個彩色圖像順序地進行逆色調映射。在下文中，圖像i被考慮為具有亮度分量，并且可能具有兩個色度分量或者等價地具有三個顏色分量。本公開不局限于表示了圖像i的色彩的任何色彩空間，而是擴展至諸如rgb、cieluv、xyz、cielab等任意色彩空間。圖1示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像i進行逆色調映射的方法的步驟的圖。在步驟20，模塊ifm通過對從圖像i獲得的亮度分量l應用非線性函數f-1來獲得第一分量y，所述非線性函數依賴于根據亮度分量l獲得的調制值ba(步驟50)。模塊ifm獲得第一分量y，以便第一分量y的動態與亮度分量l的動態相比得到了增大：y＝f-1(ba，l)(1)根據實施例，亮度分量l在已經應用了非線性函數f-1之后，與調制值ba相乘：y＝ba*f-1(l)(2)根據實施例，非線性函數f-1是伽馬函數的逆。于是由下式給出分量y：其中根據等式(1)或(2)的實施例y1等于y或者y/b，b是常數值，γ是參數(嚴格小于1的實數值)。根據實施例，非線性函數f-1是s-log函數的逆。于是由下式給出分量y1：其中a，b和c是所確定的slog曲線的參數(實數值)，使得f(0)和f(1)是不變量，并且當通過小于1的色域曲線延長時slog曲線的導數連續為1。因此，a，b和c是參數γ的函數。在表1中示出了典型值。γabc1/2.0.0.62750.25500.85751/2.40.47420.13820.93861/2.80.38610.08110.9699表1在有利的實施例中，接近1/2.5的γ值在hi)r壓縮性能以及良好的所獲得的sdr亮度的可觀看性方面是有效的。因此，這3個參數可以有利地采取下面的值：a＝0.44955114，b＝0.12123691，c＝0.94855684。根據實施例，值ba和/或非線性函數f-1的參數(例如，a，b和c或γ)是從本地或遠程存儲器(例如查找表)獲得的和/或從比特流獲得的。根據實施例，非線性函數f是根據第一分量y的像素值的伽馬校正或slog校正的逆。對亮度分量l應用逆伽馬校正提升了暗區域，但是不能降低足夠的高光以避免明亮像素的燃燒。于是，根據實施例，模塊ifm根據亮度分量l的像素值來應用逆伽馬校正或逆slog校正。例如，當亮度分量l的像素值小于閾值(等于1)時，應用逆伽馬校正，否則應用逆slog校正。圖2示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖。在步驟30，模塊ilc根據從圖像i獲得的第一分量y和兩個色度分量c1、c2來獲得要逆色調映射的彩色圖像的至少一個顏色分量。然后通過將所述至少一個顏色分量ec組合在一起來形成逆色調映射的圖像。根據圖3和圖4中示出的圖2中的實施例的變體，模塊ilc根據第一分量y、兩個色度分量c1、c2并且根據依賴于亮度分量l的因子r(l)來獲得至少一個顏色分量ec。因子r(l)可以是從本地或遠程存儲器(例如查找表)獲得的或者從比特流獲得的。根據圖2中的實施例的變體，第一分量y和兩個色度分量c1、c2通過以下模型與中間分量dc相關：以及其中eotf是電光傳遞函數(oetf的逆)，a1、a2和a3是確定要編碼的圖像i從表示要編碼的圖像的像素值的色彩空間(e1，e2，e3)到色彩空間(y，c1，c2)的變換的3x3矩陣a的列。等式(4)提供了其中oetf(ec)＝dc、θi是依賴于矩陣a的常數，而li是也依賴于矩陣a的線性函數。于是，等式(3)變成：。y＝a11eotf(d1)+a12eotf(d2)+a13eotf(d3)(6)那么：y＝a11eotf(d1)+a12eotf(θ2d1+l2(c1，c2))+a13eotf(θ3d1+l3(c1，c2)(7)等式(7)是只與d1有關的隱式方程。依賴于eotf的表達方式，可以或多或少簡單地解出等式(7)。一旦解出，獲得了d1，通過等式(5)根據d1推導出d2，d3。然后，通過對三個獲得的中間分量dc應用eotf，獲得顏色分量ec，即ec＝eotf(dc)。在這種一般情況下，即當對每一個中間分量dc應用廣義eotf時，等式(7)不存在解析解。例如，當eotf是itu-rbt.709/2020eotf時，可以通過使用所謂的牛頓方法或任何其他數值方法來數值地求解等式(7)以找到正則函數的根。然而，這導致了高度復雜的解碼器。在這種一般情況下，根據步驟30的第一實施例，如圖5a所示，在步驟231中，模塊ilec根據第一分量y、兩個色度分量c1、c2以及因子r(l)獲得三個中間顏色分量e’c。在步驟232，通過用因子r(l)對每一個中間顏色分量e’c進行縮放來獲得三個顏色分量ec：ec(i)＝e′c(i)/r(l(i))其中r(l(i))是由步驟40給出的依賴于亮度分量l的像素i的值l(i)的因子，e′c(i)是中間顏色分量e’c的像素i的值，以及ec(i)是顏色分量ec的像素i的值。用因子進行縮放意味著乘以所述因子或者除以所述因子的倒數。用依賴于亮度分量l的因子r(l)對每一個顏色分量e’c進行縮放保持了彩色圖像i的色彩的色調。根據步驟40的實施例，因子r(l)是亮度分量l與分量y的比：其中y(i)是第一分量y的像素i的值。實際上，第一分量y的像素的值y(i)明確地依賴于值l(i)，使得可以將該比值寫作僅是l(i)的函數。該實施例是有利的，因為用進一步依賴于第一分量y的因子r(l)對每一個顏色分量ec進行縮放保持了圖像i的色彩的色調，并且因此改進了逆色調映射的圖像的視覺質量。根據步驟232的實施例，因子r(l)由下式給出：該最后一個實施例是有利的，因為該實施例防止了對于非常暗的像素所述因子降為零，即允許無論像素值是多少該比值都存在倒數。根據步驟30的第一實施例的變體，eotf是平方函數。根據該第一實施例的另一變體，eotf是立方函數。當oetf(所使用的eotf的逆)滿足換算條件時，即oetf(x*y)＝oetf(x)*oetf(y)，分量y和顏色分量ec通過下式相關：其中fc是等于oetf(ec)的分量，并且使得換算條件提供了下式：等式(9)提供了其中θi是依賴于矩陣a的常數，而li是也依賴于矩陣a的線性函數。于是，等式(8)變成：。y＝a11eotf(f1)+a12eotf(f2)+a13eotf(f3)(10)那么：y＝a11eotf(f1)+a12eotf(θ2f1+l2(c′1，c′2))+a13eotf(θ3f1+l3)c′1，c′2)(11)當0etf滿足換算條件時，根據如圖5b所示的步驟30的第二實施例，在步驟232中，通過用因子0eft(r(l(i)))(其中0etf是eotf的逆)縮放兩個色度分量c1和c2，獲得了兩個中間分量c’1和c’2：其中r(l(i))是由步驟40給出的依賴于亮度分量l的像素i的值l(i)的因子，c′1(i)，c′2(i)分別是分量c’1和c’2的像素i的值，以及c1(i)，c2(i)分別是分量c1和c2的像素i的值。在步驟231中，如上所述，模塊ilec根據第一分量y和兩個中間色度分量c’1和c’2獲得三個顏色分量ec。根據步驟30的第二實施例的變體，eotf是平方函數。然后在圖5b的步驟232中，通過用因子縮放兩個色度分量c1和c2，獲得兩個中間分量c’1和c’2：等式(8)變成了：以及使得所述換算提供了下式：等式(11)變成了：于是等式(13)是可以解析求解的二階等式。該解析求解得到了如圖8所示的步驟231的特定實施例。該實施例是有利的，因為該實施例允許實現eoptf(oetf的逆)的解析表達，并且因此允許圖像的逆色調映射分量的解析表達。此外，eotf是低復雜度處理的平方函數。在步驟2310，模塊sm通過將兩個中間色度分量c’1、c’2和第一分量y組合在一起，獲得第二分量s：其中k0，k1和k2是參數值，而表示分量c′c(c＝1或2)的平方。在步驟2311，模塊lc2通過將兩個中間色度分量c’1、c’2和第二分量s線性地組合在一起來獲得三個解分量fc：其中c是定義為矩陣a的逆的3x3矩陣。在步驟2312，通過取每一中間顏色分量(dc)的平方來獲得三個顏色分量ec：矩陣a確定了要編碼的圖像i從表示要編碼的圖像的像素值的色彩空間(e1，e2，e3)到色彩空間(y，c1，c2)的變換。這種矩陣依賴于要逆色調映射的彩色圖像的色域。例如，當在itu-rrec.709定義的bt709色域中表示要逆色調映射的圖像時，矩陣a可由下式給出：并且矩陣c可由下式給出：根據該第二實施例的變體，oeft是立方根函數，于是eotf是立方函數。然后在圖5b的步驟232中，通過用因子縮放兩個色度分量c1和c2，可以獲得兩個中間分量c’1和c’2：于是eotf是立方函數，因此導致了與f1有關的等式(a14)是更復雜的三次方程，所述三次方程可以通過所謂的cardano方法解析地求解。還存在針對四次方程的非常復雜的解析求解(ferrari方法)，但是如abel-ruffini理論所陳述的，針對大于或等于五次方程不再存在解析解。圖4示意性地示出了根據本公開實施例的對圖像進行逆色調映射的方法的步驟的圖。在步驟10，通過將從圖像i獲得的輸入亮度分量l”和從圖像i獲得的兩個輸入色度分量c”1和c”2線性地組合在一起，從所述圖像獲得了亮度分量l。根據如圖6所示的步驟10的實施例，兩個最終的色度分量c1、c2等于兩個輸入色度分量c”1、c”2，并且模塊ilcc通過將輸入亮度分量l”和兩個輸入色度分量c”1、c”2線性地組合在一起來獲得亮度分量l(步驟100)：其中m和n是依賴于圖像i的色域(例如bt.709或bt.2020色域)的實數值(系數)。m和n的典型值是m≈n，在區間[0.1，0.5]內。根據實施例，從遠程存儲器或本地存儲器(如查找表)中或者從比特流中獲得實數值m和n。根據如圖7所示的步驟10的實施例，通過用依賴于調制值ba和亮度分量l的每一個像素i的值l(i)兩者的因子β(ba，l(i))縮放兩個輸入色度分量c”1和c”2中的每一個(步驟101)來獲得兩個色度分量c1、c2，并且模塊ilcc通過將輸入亮度分量l”和兩個輸入色度分量c”1、c”2線性地組合在一起來獲得亮度分量l(步驟102)。其中m和n是如上說明的實數值(系數)，而β(ba，l(i))是依賴于調制值ba和亮度分量l的像素i的因子。根據實施例，從比特流或者從針對特定調制值ba和特定亮度值l(i)的查找表(lut)獲得所述因子β-1(ba，l(i))。因此，對于例如1000、1500和4000nits等多個亮度峰值，針對每一個特定的調制值ba將特定的因子β-1(ba，l(i))存儲在lut中。根據變體，通過在lut存儲的多個亮度峰值之間內插亮度峰值，針對亮度分量l的像素的值，獲得了針對特定調制值ba的因子β-1(ba，l(i))。根據實施例，根據調制值ba和亮度分量l的像素i的值如下獲得因子β(ba，l(i))。因子β-1(ba，l(i)，m，n)被認為也依賴于系數m和n，所述系數m和n如在前述實施例中說明地那樣給出。獲得因子β-1，使得所計算的在目標色域g1(如預期的hdr圖像的分量ec的色域)與根據輸入分量l”c”1c”2獲得的色域g2之間的色域失真最小化。換言之，因子β-1是在色域保持條件下的最優因子。數學上講，通過下式獲得所述因子β-1：其中y0是據之推導出亮度值l0的給定亮度值，ba0是給定的調制，而色域失真gd(βtest-1)由下式給出：其中色域失真通過色域g1的元素(xj，yj)與其關聯的色域g2的元素(x’j，y’j)之間的平方誤差的和來定義。實踐中，根據色域g1的每一個元素(xj，yj)，模塊igm根據實驗因子βtest-1和系數m和n推導出關聯的值lj、c1j、c2j(步驟10)，使得值lj是l0。然后，在給出調制值ba0的情況下，模塊ifm獲得關聯的值yj(步驟20)。模塊llc根據值c1j、c2j和yj獲得關聯的值ecj(步驟30)。最后，根據值ecj獲得關聯的元素(x’j，y’j)。根據模塊ilcc的變體，最終亮度分量l的值總是大于亮度分量l”的值：l＝l″+max(0，mc1+nc2)該變體是有利的，因為該變體確保了亮度分量l不會超過通常被解碼器用于限定亮度峰值的潛在限幅值。當解碼器限制亮度峰值并且由等式(j1)或(j2)給出亮度分量l時，亮度分量l將被限幅，從而引入一些假像。在圖1-8中，模塊是功能單元，它們可以與可區分的物理單元相關也可以不相關。例如，這些模塊或者這些模塊的一些可以一起放在一個唯一的部件或電路中，或者對于軟件的功能有貢獻。相反地，一些模塊可以潛在地包括分離的物理實體。使用純的硬件來實現符合本公開的設備，例如使用諸如asic或fpga或vlsi之類的硬件，分別是專用集成電路、現場可編程門陣列、超大規模集成，或者從嵌入到設備中的幾個集成電子部件來實現，或者從硬件和軟件部件的混合體來實現。圖9表示設備900的示范性體系結構，所述設備可以配置為實現參考圖1-8描述的方法。設備900包括通過數據和地址總線901連接在一起的以下元件：-微處理器902(或cpu)，其例如是dsp(或數字信號處理器)；-rom(或只讀存儲器)903；-ram(或隨機存取存儲器)904；-i/o接口905，用于傳輸和/或接收來自應用的數據；以及電池906。根據一個變體，電池906在設備的外部。圖9的這些元件的每一個對于本領域普通技術人員是眾所周知的，并且將不會進一步公開。在所提及的每個存儲器中，說明書中使用的詞語“寄存器”可以對應于小容量的區域(一些比特)或非常大的區域(例如整個程序或大量的接收或解碼的數據)。rom903至少包括程序和參數。將根據本公開的方法的算法存儲在rom903中。當接通時，cpu902將程序上傳到ram中并執行對應的指令。ram904在寄存器中包括由cpu902執行并在設備900接通之后上傳的程序、寄存器中的輸入數據、寄存器中的方法的不同狀態的中間數據以及用于執行寄存器中的方法的其它變量。可以例如用方法或過程、裝置、軟件程序、數據流或信號來實現本文所描述的實施方式。雖然僅在單個實現形式的上下文中進行討論(例如，僅作為方法或設備進行討論)，但是所討論的特征的實現還可以以其他形式(如程序)來實現。裝置可以實現為例如適當的硬件、軟件和固件。所述方法可以被實現于諸如處理器的裝置中，所述處理器一般地是指處理設備，包括例如計算機、微處理器、集成電路或可編程邏輯器件。處理器還包括通信設備(例如計算機、蜂窩電話、便攜/個人數字助理(″pda″))以及促進終端用戶之間的信息通信的其他設備。根據逆色調映射或逆色調映射器的特定實施例，從源獲得圖像i。例如，源屬于包括以下各項的集合：-本地存儲器(903或904)，例如視頻存儲器或ram(或隨機存取存儲器)、閃存、rom(或只讀存儲器)、硬盤；-存儲接口，例如與大容量存儲器、ram、閃存、rom、光盤或磁性支撐體的接口；-通信接口(905)，例如有線接口(例如，總線接口、廣域網接口、局域網接口)或無線接口(例如，ieee802.11接口或接口)；以及-圖像捕捉電路(例如，傳感器，如ccd(電荷耦合器件)或cmos(互補金屬氧化物半導體))。根據逆色調映射或逆色調映射器的不同實施例，將逆色調映射的圖像(或者圖像的顏色分量ec)發送給目的地；具體地，目的地屬于包括以下各項的集合：-本地存儲器(903或904)，例如視頻存儲器或ram(或隨機存取存儲器)、閃存、rom(或只讀存儲器)、硬盤；-存儲接口，例如與大容量存儲器、ram、閃存、rom、光盤或磁性支撐體的接口；-通信接口(905)，例如有線接口(例如，總線接口、廣域網接口、局域網接口)或無線接口(例如，ieee802.11接口或接口)；以及-顯示器。根據不同的實施例，設備900被配置為實現與圖1-8相關地描述的方法，并且屬于包括以下各項的集合：-移動設備；-通信設備；-游戲設備；-平板電腦(或平板計算機)；-便攜式電腦；-靜止圖像相機；-視頻相機；-編碼芯片；-靜止圖像服務器；以及-視頻服務器(例如，廣播服務器、視頻點播服務器或網絡服務器)。這里所述的多種處理和特征的實現方案可以實現為多種不同設備或應用。這種設備的示例包括編碼器、解碼器、處理來自解碼器的輸出的后處理器、向編碼器提供輸入的預處理器、視頻編碼器、視頻解碼器、視頻編解碼器、網絡服務器、機頂盒、膝上型計算機、個人電腦、蜂窩電話、pda以及處理圖像或視頻的任意其他設備或其他通信設備。應當清楚，設備可以是移動的，甚至安裝在移動交通工具中。附加地，所述方法可以通過由處理器執行的指令來實施，并且可以將這些指令(和/或由這種實施產生的數據值)存儲在計算機可讀存儲介質中。計算機可讀存儲介質可以采用計算機可讀程序產品的形式，所述計算機可讀程序產品體現在一個或多個計算機可讀介質中，并且其中體現有可由計算機執行的計算機可讀程序代碼。如本文使用的計算機可讀存儲介質被認為是非暫時性存儲介質，提供有用于在其中存儲信息的固有能力以及用于從中獲取信息的固有能力。計算機可讀存儲介質可以是例如但不限于：電、磁、光、電磁、紅外或半導體系統、裝置或設備或前述系統、裝置或設備的任意合適組合。應當認識到，以下內容盡管提供了可以應用本發明原理的更特定的計算機可讀存儲介質的示例，但如本領域普通技術人員更容易認識到的，僅是說明性而非窮盡地列出為：便攜式計算機磁盤；硬盤；只讀存儲器(rom)；可擦除可編程只讀存儲器(eprom或閃存)；便攜式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)；光存儲設備；磁存儲設備；或以上的任意合適組合。指令可以形成有形實施在處理器可讀介質上的應用程序。指令可以位于例如硬件、固件、軟件或其組合中。可以在例如操作系統、單獨應用或這兩者的組合中發現指令。因此，處理器可以被表征為例如配置用于執行處理的設備和包括具有用于執行處理的指令的處理器可讀介質的設備(諸如，存儲設備)。此外，處理器可讀介質可以存儲實現所產生的數據值，作為對指令的添加或替代。本領域技術人員應清楚，實施方式可以產生被格式化為攜帶例如所存儲的或所傳輸的信息的多種信號。信息可以包括例如用于執行方法的指令、或通過描述的實施方式之一所產生的數據。例如，信號可以被格式化為將用于寫入或讀取所述實施例的語法的規則作為數據進行攜帶，或將由所述實施例寫入的真實語法值作為數據進行攜帶。這種信號可被格式化為例如電磁波(例如使用頻譜的射頻部分)或基帶信號。格式化可以包括例如對數據流進行編碼或者使用已編碼數據流對載波進行調制。信號攜帶的信息可以是例如模擬或數字信息。可以通過公知的多種不同的有線或無線鏈路來傳輸該信號。信號可以存儲在處理器可讀介質上。已經描述了多個實現。然而，將理解，可以進行各種修改。例如，可以組合、增補、修改或去除不同實施方式的元素，以便產生其他實施方式。附加地，本領域普通技術人員將理解的是，其他結構或過程可以替代那些公開的結構或過程，并且所得到的實施方式將用至少基本相同的方式來執行至少基本相同的功能，以實現與所公開的實施方式基本相同的結果。因此，本申請還涵蓋這些和其他實施方式。當前第1頁12