用于edr視頻的內容創建和受指導顯示管理的工作流程的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年11月13日提交的美國臨時專利申請第61/903, 778號的優先 權，該申請的全部內容通過引用并入此。
技術領域
[0003] 本申請一般地涉及視頻圖像。更特別地，本發明的實施例涉及用于具有增強或高 動態范圍的視頻的內容創建和受指導顯示管理的工作流程。
【背景技術】
[0004] 如本文中所使用的，術語"動態范圍"(DR)可與人類心理視覺系統（HVS)感知圖像 中的例如從最黑暗的暗（黑）到最明亮的亮（白）的強度（例如，亮度、luma)范圍的能力 有關。從這個意義上來說，DR與"場景相關"強度有關。DR還可以與顯示裝置充分地或逼 真地呈現特定廣度的強度范圍的能力有關。從這個意義上來說，DR與"顯示器相關"強度有 關。除非在本文的描述中的任何地點將特定的含義明確地指定為具有特別的重要性，否則 應推斷該術語可以在任一意義上使用，例如，可交換地使用。
[0005] 如本文中所使用的，術語高動態范圍（HDR)與跨越人類視覺系統（HVS)的14-15 個數量級的DR廣度有關。例如，具有（例如，從統計、生物計量或眼科意義上來說）基本上 正常的視覺的適應性良好的人具有跨越大約15個數量級的強度范圍。適應的人可以感知 少至僅少數光子的昏暗光源。然而，這些同樣的人可以在沙漠、海洋或雪地中感知正午的太 陽的近乎痛苦的耀眼的強度（或者甚至瞥向太陽，但是是短暫地，以防止傷害）。不過，該跨 度可適用于"適應的"人（例如，其HVS具有進行重置和調整的時間段的那些人）。
[0006] 相反，與HDR相比較，DR可能是有所截斷的，人可在DR上同時感知強度范圍中的 寬的廣度。如本文中所使用的，術語增強動態范圍（EDR)或視覺動態范圍（VDR)可以單獨 地或可交換地與HVS可同時感知的DR有關。如本文中所使用的，EDR可以與跨越5至6個 數量級的DR相關。因此，雖然與真實場景相關HDR相比較可能有點窄，但是EDR卻表示寬 的DR廣度。
[0007] 大多數消費者臺式顯示器支持200至300cd/m2或尼特的亮度。大多數消費者HDTV 的范圍為從300至1000cd/m2。與HDR或EDR相比較，這樣的常規的顯示器因此代表低動態 范圍（LDR)，LDR也被稱為標準動態范圍（SDR)。隨著EDR內容的可用性由于捕捉設備（例 如，照相機）和EDR顯示器（例如，Dolby Laboratories的PRM-4200專業參考監視器）兩者 的發展而增長，EDR內容可以被顏色分級，并且被顯示在支持更高動態范圍（例如，從1，000 尼特至5, 000尼特或更大）的EDR顯示器上。
[0008] 如發明人在這里意識到的，由于顯示裝置中所支持的動態范圍（例如，從低如用 于如今的電影放映機的50尼特至用于未來的EDR電視的5, 000尼特或更大）的范圍寬，所 以關于用于H)R視頻的適當顯示管理的EDR信號和相關元數據的工作流程和發布的改進技 術是令人期待的。
[0009] 在本部分中描述的方法是可從事的方法，但未必是以前已經構想或從事的方法。 因此，除非另外指出，否則，不應僅憑借包含于本部分中而認為在本部分中描述的方法中的 任一種為現有技術。類似地，除非另外指出，否則，關于一種或更多種方法識別的問題不應 基于本部分而認為在任何現有技術中已被識別。
【附圖說明】
[0010] 本發明的實施例在附圖中以舉例的方式、而非限制的方式被例示，在附圖中，相似 的標號指的是類似的元件，其中：
[0011] 圖1描繪了根據本發明的實施例的用于EDR視頻信號的顏色分級、發布和顯示的 示例工作流程；以及
[0012] 圖2A-2C描繪了根據本發明的實施例的用于EDR視頻信號的顏色分級、發布和顯 示的示例工作流程。
【具體實施方式】
[0013] 本文中描述了用于EDR信號的內容創建和受指導顯示管理的工作流程的方法和 系統。在以下描述中，出于解釋的目的，闡述了大量具體的細節以便提供本發明的透徹理 解。然而，很明顯本發明可在不具有這些具體細節的情況下被實現。在其它實例中，眾所周 知的結構和設備未被詳盡地描述，以避免不必要地掩蓋、遮蓋或混淆本公開。
[0014] 概述
[0015] 本文中所描述的示例實施例涉及用于具有高或增強動態范圍的視頻信號的內容 創建、發布和受指導顯示管理的工作流程。針對具有不同動態范圍特性的第一和第二參考 顯示器對具有增強動態范圍（EDR)的視頻數據進行顏色分級以生成第一顏色分級輸出、第 二顏色分級輸出、以及相關聯的第一元數據集合和第二元數據集合。第一顏色分級輸出和 兩個元數據集合被從譯碼器發送到解碼器以顯示在目標顯示器上，目標顯示器可以不同于 第二參考顯示器。在接收器，解碼器在第一元數據集合和第二元數據集合之間進行插值以 生成第三元數據集合，第三元數據集合驅動用于將接收的視頻數據顯示到目標顯示器上的 顯示管理過程。
[0016] 在一個實施例中，第二元數據集合可被編碼并且作為表示第一元數據集合和第二 元數據集合之間的差異的增量元數據被發送。
[0017] 在一個實施例中，可以在第二元數據集合被發送到接收器之前將第二元數據集合 變換為第四元數據集合。
[0018] 在接收器中，所述兩個元數據集合之間的插值可以是線性的或非線性的。
[0019] 在一個實施例中，不是插值得到第三元數據集合，而是接收器可以基于所述兩個 元數據集合以及目標顯示器的參數來生成映射函數。
[0020] 在一個實施例中，可以從單獨的從所述兩個元數據集合以及目標顯示器的參數生 成的映射函數來插值得到將接收的圖像數據映射到目標顯示器的映射函數。
[0021] EDR內容創建工作流程
[0022] 概述
[0023] 在內容創建過程期間，給定"母版（master)"源（例如，電影），通常針對不同的市 場和不同的回放環境，生成母版的多個變體。例如，工作室可以生成電影的三個版本：用于 影院放映機的電影院版本、用于DVD發布的標清版本、以及用于藍光發布的高清版本。這些 版本可以使用不同的分辨率和不同的視頻壓縮方案；然而，在大多數情況下，它們全都需要 遵從導演的最初藝術意圖。
[0024] 隨著內容創建和顯示管理工作流程從如今的相對較低的動態范圍迀移到增強或 高動態范圍，老式顯示器和未來的顯示器之間的寬范圍的明亮度和顏色再現能力對于希望 在所有觀眾之間以一致的方式保持導演的意圖的任何工作室（或者一般地，內容創建者） 提出了挑戰。低劣再現可能是非常分散注意力的，而且不受歡迎的。不幸的是，如今的廣播 標準（諸如ITU-R Recommendation BT. 709)對于視頻信號的合適顯示管理僅提供有限的 支持。
[0025] 為了解決這些問題，圖1描繪了根據本發明的一個實施例的用于視頻信號的顏色 分級、分布和受指導顯示管理的示例工作流程。如圖1中所描繪的，給定原始EDR視頻數 據（102)，調色師使用第一參考顯示器（D1)來創建與導演的意圖匹配的第一顏色分級版本 (107)。在一個實施例中，第一參考顯示器可以具有就黑色級和白色級（例如，動態范圍） 和色域而言最佳的可能的顯示能力。作為第一顏色分級（105)的副產品，還生成了第一視 頻元數據集合（Ml) (110)。如本文中所定義的，術語"元數據"或"附屬數據"可以與被作為 編碼的比特流的一部分發送的任何輔助信息有關，并且可以幫助下游裝置（例如，接收器 或解碼器）呈現解碼的圖像。這樣的元數據可以包括，但不限于，諸如以下的信息：顏色空 間或色域信息、動態范圍信息（例如，最小、中間色調和最大亮度值）、色調映射信息、或其 他的顯示器或內容相關信息（例如，顯示器特性以及顏色分級期間的周圍光）。在一個實 施例中，感興趣的元數據可以包括發光強度和色度強度相關參數，諸如：提升、增益和伽瑪 (ga_a)、總體顏色飽和度、以及亮度相關顏色飽和度。這些元數據可以表征視頻數據（102) 的每個幀或幀集合（諸如場景或"快照"），其中，如這里所定義的，術語"場景"可以與視頻 信號中的共享相似的顏色和動態范圍特性的一系列連續的幀有關。
[0026] 給定第一顏色分級輸出（107)，調色師可以執行"修剪工序（trim-pass)"以生成 用于第二參考顯示器（D2)的第二顏色分級版本（117)。如稍后將更詳細地描述的，該步驟 可以是自動的或半自動的，并且將生成第二元數據集合（M2) (120)。第二參考顯示器將具有 典型地低于第一參考顯示器的動態范圍特性的動態范圍特性。
[0027] 在現有技術中，第二顏色分級版本（117)連同第二元數據集合（120) -起可以被 以適合于存儲到發布介質（例如，DVD)上或者直接發送給觀眾的格式進行編碼。因此，當 接收到編碼的視頻數據和元數據并且對它們進