專利名稱：顯示器管理服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括視頻圖像的數(shù)字圖像的創(chuàng)建、處理、分配和/或觀看。實(shí)施例提供執(zhí)行色調(diào)映射和色域映射的一個(gè)或多個(gè)的功能單元。一些實(shí)施例提供基于服務(wù)器的功能單
J Li ο
背景技術(shù)：
視頻制作的創(chuàng)建者通?？刂粕{(diào)和顏色，以使得當(dāng)被觀看時(shí)，視頻內(nèi)容具有由創(chuàng)建者的創(chuàng)建意圖引導(dǎo)的期望的外觀。例如，創(chuàng)建者可能想要一些場景比其它場景具有更暗、更壓抑的感覺。這可能包括對源視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行顏色分級(或‘顏色定時(shí)’)?，F(xiàn)在可用各種顯示器技術(shù)。例如，存在基于CRT的顯示器、等離子體顯示器、由包括各種類型的LED、熒光燈、高強(qiáng)度白熾燈的各種類型的光源背光的顯示器、數(shù)字影院顯示器等等。特定的顯示器將顯示器硬件與視頻信號處理組件組合，視頻信號處理組件接收視頻信號并且驅(qū)動(dòng)顯示器硬件顯示視頻信號的視頻內(nèi)容。不同的顯示器可能在特征方面顯著地不同，這些特征諸如:-能夠由顯示器再現(xiàn)的色域；-可實(shí)現(xiàn)的最大亮度；-對比度；-分辨率；-可接受的輸入信號格式；-顏色深度；-白電平；-黑電平；-白點(diǎn)；-灰度級；-等等。因此，當(dāng)在不同的顯示器上重放相同的視頻內(nèi)容時(shí)，該相同的視頻內(nèi)容可能看起來不同。在不修改的情況下在一些顯示器上顯示的視頻內(nèi)容可能以一個(gè)或多個(gè)方式背離創(chuàng)建者的創(chuàng)建意圖。一些當(dāng)前顯示器能夠勝過在創(chuàng)建某些視頻內(nèi)容時(shí)是最新的顯示器。例如，顯示器可以能夠比在創(chuàng)建視頻制作時(shí)最初可用的傳統(tǒng)顯示器提供具有更亮的高亮區(qū)、更大的對比度和/或更寬的色域的圖像。將期望利用這些改進(jìn)的能力而不顯著地背離包括在視頻內(nèi)容中的創(chuàng)建意圖。
可以期望在傳統(tǒng)顯示器或具有較低的能力的顯示器上播放利用高性能顯示器創(chuàng)建的視頻內(nèi)容。將期望提供用于修改播放視頻的方式以盡可能保持包括在視頻內(nèi)容中的創(chuàng)建意圖的方法和裝置。不同的觀看環(huán)境也可能使得視頻內(nèi)容被觀看者不同地感知。例如,觀看者可能根據(jù)是在黑暗的房間中觀看顯示器還是在明亮地照明的房間中觀看顯示器而不同地感知呈現(xiàn)在相同的顯示器上的相同的視頻呈現(xiàn)。將期望考慮正在觀看視頻內(nèi)容的環(huán)境修改視頻內(nèi)容的重放以盡可能保持包括在視頻內(nèi)容中的創(chuàng)建意圖。還存在可以應(yīng)用于調(diào)整視頻信號以使得視頻內(nèi)容在被播放時(shí)具有期望的外觀的裝置和方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有許多方面。一個(gè)方面提供使用視頻信號作為輸入并且對視頻信號執(zhí)行顏色映射和/或色調(diào)映射以產(chǎn)生輸出信號的功能單元?？梢栽陔娮臃峙渚W(wǎng)絡(luò)的上游提供功能單元，通過該電子分配網(wǎng)絡(luò)向顯示器提供視頻內(nèi)容或者觀看視頻內(nèi)容。功能單元可以在視頻內(nèi)容的提供者的控制下。功能單元可以接收這里描述的各種輸入并且可以被配置為基于輸入改變它們的操作。功能單元可以連接到數(shù)據(jù)庫以檢索用于改變它們的操作的信息。這樣的功能單元可以被嵌入在處理視頻內(nèi)容的聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備中，所述聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備諸如錄像機(jī)、視頻編輯器、視頻處理器、視頻服務(wù)器、視頻內(nèi)容創(chuàng)建工具、移動(dòng)設(shè)備、視頻編輯臺(tái)等等。這樣的功能單元可以被硬件設(shè)備、執(zhí)行軟件(或固件)的可編程的數(shù)據(jù)處理器、可配置的硬件(諸如FPGA)和它們的合適的組合實(shí)現(xiàn)。在被執(zhí)行時(shí)使得數(shù)據(jù)處理器實(shí)現(xiàn)這里描述的功能單元的軟件可以是多種類型的，包括操作系統(tǒng)軟件、圖像再現(xiàn)軟件、視頻播放器軟件、圖像創(chuàng)建軟件工具、視頻處理軟件等等。另一個(gè)方面提供合并這樣的單元的色調(diào)和/或顏色映射方法、單元和裝置，其中由色調(diào)和/或顏色映射單元執(zhí)行的映射至少部分地由被嵌入在視頻信號中或與該視頻信號相關(guān)聯(lián)的控制信號或由基于從顯示器接收的信號從數(shù)據(jù)庫檢索的信息確定。在一些實(shí)施例中，根據(jù)嵌入在視頻信號中的、與視頻信號封裝的、或與視頻信號并行傳送的元數(shù)據(jù)選擇顏色和/或色調(diào)映射。在一些實(shí)施例中，從由顯示器類索引的數(shù)據(jù)庫檢索顏色和/或色調(diào)映射。一些實(shí)施例提供可以被連接以處理去往顯示器的視頻數(shù)據(jù)的服務(wù)器或其它裝置，其包含這樣的色調(diào)和/或顏色映射單元和方法。在一些實(shí)施例中，該控制信號包括指示參考環(huán)境條件的數(shù)據(jù)，并且至少部分地基于參考環(huán)境條件和由一個(gè)或多個(gè)環(huán)境傳感器測量的環(huán)境條件之間的差別選擇和/或設(shè)置顏色和/或色調(diào)映射。環(huán)境傳感器可以例如檢測顯示器處的環(huán)境光的亮度和/或顏色。另一個(gè)方面提供對于視頻信號的特征(該特征可以包括例如一個(gè)或多個(gè)色調(diào)和顏色坐標(biāo))的映射。映射可以由隨時(shí)間改變映射的方法和裝置實(shí)現(xiàn)。可以改變映射以考慮環(huán)境條件和觀察者的人類視覺系統(tǒng)對光的期望適應(yīng)中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，限制映射的變化率以便避免對觀察者將是顯著的突然的改變。例如，可以隨時(shí)間平滑地改變定義映射的參數(shù)。在一些實(shí)施例中，顏色映射至少部分地基于在顯示器處檢測的或假定存在于顯示器處的環(huán)境光的顏色。在一些實(shí)施例中，基于在顯不器處的環(huán)境光的亮度改變顏色映射。在一些實(shí)施例中，基于環(huán)境條件(其可以例如包括環(huán)境光的亮度、環(huán)境光的顏色、在許多不同的顏色帶中的環(huán)境光的亮度等等中的一個(gè)或多個(gè))的傳感器測量以及基于指定應(yīng)當(dāng)如何響應(yīng)于傳感器測量設(shè)置映射的元數(shù)據(jù)來控制一個(gè)或多個(gè)特征的映射。另一個(gè)方面提供視頻處理裝置，該視頻處理裝置可連接在視頻顯示器的上游，并且被配置為接收輸入視頻信號并且壓縮和/或擴(kuò)大輸入視頻信號的色域和/或色調(diào)，以匹配顯示器的能力以產(chǎn)生輸出視頻信號并且將輸出視頻信號傳遞到顯示器的下游。視頻處理裝置可以包括用于與顯示器通信并且從顯示器接收指示顯示器的能力的數(shù)據(jù)的通信接口?？刂葡到y(tǒng)可以設(shè)置色調(diào)和色域映射以匹配顯示器的能力。控制系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)庫檢索用于設(shè)置色調(diào)和色域映射的信息。另一個(gè)方面提供由被配置為至少部分地基于目標(biāo)顯示器的能力選擇和/或確定映射的方法和裝置實(shí)現(xiàn)的對于視頻信號的特征的映射。該裝置可以例如基于用戶輸入、與目標(biāo)顯示器有關(guān)的數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)可以例如從目標(biāo)顯示器本身檢索或從其獲得)、從目標(biāo)顯示器的行為推斷的數(shù)據(jù)等確定目標(biāo)顯示器的能力。在一些實(shí)施例中，選擇和/或確定映射包括表示相同的視頻圖像的兩個(gè)視頻信號之間的內(nèi)推/外推。內(nèi)推/外推可以基于相對于與兩個(gè)視頻信號相關(guān)聯(lián)的能力的目標(biāo)顯示器的能力。本發(fā)明的進(jìn)一步的方面和本發(fā)明的特定實(shí)施例的特征在下面描述和/或在附圖中示出。


附圖示出了本發(fā)明的非限制性的示例實(shí)施例。圖1是示出了對于顯示器管理單元的一些可能的輸入的框圖。圖2A到2F是顯示用于產(chǎn)生修改的視頻數(shù)據(jù)的示例色域映射和/或色調(diào)映射曲線的圖。圖3是示出了示例顯示器管理單元的框圖。圖3A是示出了另一個(gè)示例顯示器管理單元的框圖。圖4A是示出了用于基于兩個(gè)或更多個(gè)輸入視頻信號實(shí)現(xiàn)映射的裝置的組件的框圖。圖4B是示出了用于基于兩個(gè)或更多個(gè)輸入視頻信號映射的示例方法的流程圖。圖4C是示出了從兩個(gè)輸入視頻信號內(nèi)推/外推的模式的圖。圖5是示出了示例顯示器管理單元的功能塊的框圖。圖6是示出了從分配網(wǎng)絡(luò)的上游應(yīng)用顯示器管理單元的視頻管線的框圖。圖7是示出了包括顯示器管理單元的示例變碼器的框圖。圖8是與局部顯示器控制器通信的基于服務(wù)器的顯示器管理系統(tǒng)的框圖。圖9是示出了用于從顯示器管理服務(wù)器向顯示器提供視頻內(nèi)容的示例方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式貫穿以下描述，闡述細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的更徹底的理解。但是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在其它情況下，沒有示出或詳細(xì)描述公知的元件以避免不必要地模糊本發(fā)明。因此，說明書和附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性的，而不是限制的意義上的。圖1是示出了示例顯示器管理單元10的框圖。顯示器管理單元10具有用于接收視頻信號13 (通常為數(shù)字格式)的輸入端12和用于向顯示器(未示出)提供修改的視頻信號15的輸出端14。顯不器管理單兀10可以位于用于向顯不器分配修改的視頻信號15的電子分配網(wǎng)絡(luò)(諸如例如互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)(LAN)等)的上游。例如，在一些實(shí)施例中，顯示器管理單元10可以在服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)。顯示器管理單元10通過分別根據(jù)色調(diào)映射17和顏色映射18映射輸入視頻信號13的色調(diào)和/或顏色來產(chǎn)生修改的視頻信號15。在一些實(shí)施例中，組合色調(diào)映射17和顏色映射18并且可以使用單個(gè)組合的映射來執(zhí)行顏色和色調(diào)二者的映射?？梢酝瑫r(shí)或依次執(zhí)行顏色和色調(diào)的映射。在圖1實(shí)施例中，顯示器管理單元10具有能夠接收信號的一個(gè)或多個(gè)附加的輸入端22A-22E(共同稱為輸入端22)，所述信號可以用來控制顯示器管理單元10中的色調(diào)和/或顏色的映射。一些實(shí)施例可以不包括輸入端22中的一些。所示的實(shí)施例提供:-用于接收第二視頻信號的第二視頻信號輸入端22A；-一個(gè)或多個(gè)環(huán)境輸入端22B，用于從顯示器接收特征化將觀看視頻內(nèi)容的顯示器處的環(huán)境條件(例如，環(huán)境光的亮度、環(huán)境光的顏色、環(huán)境光相對于顯不器的方向中的一個(gè)或多個(gè))的信息；-元數(shù)據(jù)輸入端22C，用于接收特征化創(chuàng)建意圖的一個(gè)或多個(gè)方面的元數(shù)據(jù)，所述一個(gè)或多個(gè)方面影響應(yīng)當(dāng)如何顯示視頻內(nèi)容(例如，包括在視頻信號中的內(nèi)容的主題，諸如例如“體育”、“電影”等)；-控制輸入端22D，用于接收用于顯示器管理單元10的控制信息；-顯示器輸入端22E，用于從顯示器接收關(guān)于在其上將要顯示視頻內(nèi)容的顯示器的能力和/或當(dāng)前狀態(tài)的信息。顯示器管理單元10基于在輸入端12和22中的一個(gè)或多個(gè)處接收的信號控制色調(diào)映射17和/或顏色映射18的特性并且將結(jié)果的修改的視頻信號15傳遞到輸出端14。顯示器管理單元10還具有用于傳送增強(qiáng)的視頻信息27的第二可選的視頻信號輸出端25。增強(qiáng)的視頻信息27可以包括例如諸如高空間頻率信息、增強(qiáng)的動(dòng)態(tài)范圍信息等之類的信息，以及用于傳送與被管理的視頻內(nèi)容有關(guān)的元數(shù)據(jù)28的元數(shù)據(jù)輸出26。輸入端12、22A、22C和22D可以例如由目的是保持視頻內(nèi)容的創(chuàng)建者的創(chuàng)建意圖的著色師或其它后期制作視頻專家準(zhǔn)備的源視頻提供。輸入端22B和22E可以例如從在其上將要顯示內(nèi)容的顯示器通過互聯(lián)網(wǎng)提供。類似地，輸出端14、25和26可以通過互聯(lián)網(wǎng)分別向顯示器發(fā)送修改的視頻信號15、增強(qiáng)的視頻信號27和元數(shù)據(jù)28。在一些實(shí)施例中，可以省略環(huán)境輸入端22B，并且可以在其上將要顯示視頻內(nèi)容的顯示器處局部地執(zhí)行用于解決環(huán)境觀看條件的視頻數(shù)據(jù)的調(diào)整。在一些實(shí)施例中，顯示器管理單元10基于在顯示器輸入端22E處接收的信息(諸如，例如，顯示器類和/或各個(gè)顯示器參數(shù))從顯示器特性數(shù)據(jù)庫11檢索顯示器特性以控制色調(diào)映射17和/或顏色映射18的特性。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11可以例如存儲(chǔ)多個(gè)不同的顯示器類的每一個(gè)的特性，諸如每一個(gè)類的一個(gè)或多個(gè)顏色和色調(diào)映射。例如，數(shù)據(jù)庫11可以存儲(chǔ)對于被配置為符合ITU-R推薦BT.709的“Rec.709”顯示器類、被配置為符合一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的移動(dòng)顯示器格式的一個(gè)或多個(gè)“移動(dòng)”顯示器類、被配置為符合其它標(biāo)準(zhǔn)化的顯示器格式的顯示器類、以及與某些標(biāo)準(zhǔn)化的格式相比具有增大的能力的一個(gè)或多個(gè)“高級”顯示器類的一個(gè)或多個(gè)顏色或色調(diào)映射。高級類的顯示器可以符合諸如例如DCI P3(SMTE-431-2)和/或Adobe RGB之類的標(biāo)準(zhǔn)。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11還可以存儲(chǔ)用于基于用于特定顯示器的各個(gè)顯示器參數(shù)調(diào)整用于顯示器類的顏色和色調(diào)映射的信息，所述各個(gè)顯示器參數(shù)描述該顯示器可以如何不同于相同類的典型顯示器。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11可以例如由顯示器類和/或由各個(gè)顯示器標(biāo)識(shí)符來索引。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11可以被預(yù)先填充有各種各個(gè)顯示器特性。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11可以被填充有來自于顯示器制造商、分配網(wǎng)絡(luò)、第三方顯示器數(shù)據(jù)供應(yīng)商、用戶等的數(shù)據(jù)。顯示器特性數(shù)據(jù)庫11可以由顯示器管理單元10更新為新的，和/或用于各個(gè)顯示器的更新的顯示器特性變?yōu)榭捎?。顯示器管理單元10的輸入端和輸出端是邏輯上分離的但是不一定是物理上分離的。兩個(gè)或更多個(gè)不同的輸入信號可以在單個(gè)物理輸入端處接收或存在于單個(gè)物理輸出端處。例如，元數(shù)據(jù)可以被嵌入在視頻信號中，以使得單個(gè)物理輸入端可以充當(dāng)輸入端12和元數(shù)據(jù)輸入端20C 二者。在此情況下，顯示器管理單元10包括用于分離可以在相同的物理輸入端處接收的不同的輸入信號的合適的機(jī)構(gòu)?？梢允褂蔑@示器管理單元10的一個(gè)情況是在能夠再現(xiàn)可以與存在于輸入端12處的視頻數(shù)據(jù)的色域不同的色域中的顏色和/或具有可以與存在于輸入端12處的視頻數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍不同的動(dòng)態(tài)范圍的顏色的顯示器上顯示視頻內(nèi)容的情況。作為一個(gè)示例，可以在輸入端12處接收視頻數(shù)據(jù)，該視頻數(shù)據(jù)的格式指定比諸如顯示器之類的目標(biāo)設(shè)備的色域更寬的色域中的顏色和/或比目標(biāo)設(shè)備能夠再現(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍更大的動(dòng)態(tài)范圍中的顏色。圖2A、2B和2C是示出了用于處理視頻信號的參數(shù)的映射的三個(gè)可替換的方式的曲線。這樣的參數(shù)可以包括例如諸如照度、對比度、飽和度、色相、色調(diào)等之類的參數(shù)。圖2A到2C所示的方法可以應(yīng)用于例如色域映射和/或色調(diào)映射。圖2A的曲線30A將在輸入端12處接收的視頻信號中的視頻參數(shù)(諸如，例如照度或色域)的源范圍與存在于輸出端14處的視頻信號的目標(biāo)范圍相關(guān)聯(lián)。圖2A的曲線圖中以及圖2B-F的曲線圖中的軸可以是例如線性的或?qū)?shù)的。在圖2A的示例中，輸入信號中的源值的第一范圍31被映射到輸出信號的目標(biāo)值的第二范圍32。所述值可以例如包括顏色屬性的值或照度值。第一范圍31以外的輸入信號中的任何值被限制(clamp)到輸出信號中的相同的值33。值33可以例如是在其上將要顯示視頻內(nèi)容的顯示器的最大照度。第一范圍31和第二范圍32可以是相等的。在一些實(shí)施例中，第一范圍31中的源值通過映射而未改變。例如，在目標(biāo)顯示器能夠再現(xiàn)高達(dá)一些最大值(例如，600cd/m2)的照度并且輸入信號包含超過該最大值的照度值的情況下，則高達(dá)600cd/m2的值在映射到輸出信號時(shí)可以未改變，而超過600cd/m2的任何值在映射到輸出信號時(shí)可以被設(shè)置為600cd/m2。像由曲線30A表示的那樣的映射可以被稱為‘硬限制’映射。硬限制映射可以應(yīng)用于色調(diào)值、顏色值或二者(以及其它參數(shù))。
當(dāng)硬限制顏色值時(shí)，一個(gè)通道(例如，R、G或B中的一個(gè))的值在范圍之外，所有通道的值可以縮放相同的比率以使得所有通道在范圍之內(nèi)。在線性RGB空間中，這大致保持色相。在其它顏色空間中，不同的技術(shù)可以用來保持顏色。例如，在IPT空間(其中顏色點(diǎn)由色相、飽和度和光亮度值指定)中，顏色可以例如通過僅僅限制飽和值而保留色相和光亮度恒定而被硬限制。圖2B所示的曲線30B示出了軟壓縮實(shí)施例。在這種情況下，輸入信號中的值的第一范圍34被映射到輸出信號的值的第二范圍35。第一范圍34以外的輸入信號中的任何值被壓縮到小于或等于輸出信號的最大值36的值。圖2C所示的曲線30C示出了軟限制實(shí)施例。在這種情況下，輸入信號中的值的第一范圍34被映射到輸出信號的值的第二范圍41。范圍40和41可以是相同的。在一些實(shí)施例中，范圍41中的輸入值通過映射未改變。對于輸入信號中的值的第二范圍42,輸出信號被壓縮到小于或等于輸出信號的最大值43的值。第二范圍42以外的輸入信號中的任何值被限制到輸出信號中的最大值43。上述示例示出了在輸入范圍的上端應(yīng)用的限制和壓縮。在其它實(shí)施例中，限制和/或壓縮可以被應(yīng)用在輸入范圍的下端。此外，在一些實(shí)施例中，限制和/或壓縮可以被應(yīng)用在輸入范圍的上端和下端二者。像圖2A至2C所示的那樣的映射可以通過例如提供查找表來實(shí)現(xiàn)。輸出視頻信號的顏色或照度值可以通過使用輸入視頻信號的對應(yīng)值作為搜索查找表的關(guān)鍵字來獲得。顯示器管理單元10可以包括用于此目的的一個(gè)或多個(gè)查找表。在一些實(shí)施例中，提供多個(gè)查找表用于多個(gè)圖像特性。例如，顯示器管理單元10可以包括用于查找輸出視頻信號的照度值的照度查找表和用于查找輸出信號的顏色值的一個(gè)或多個(gè)顏色查找表。在其它實(shí)施例中，映射可以通過提供被配置為使用合適的映射算法從輸入值計(jì)算輸出值的處理元件和/或邏輯元件來實(shí)現(xiàn)，所述映射算法將輸入值作為輸入并且產(chǎn)生輸出值作為輸出。這樣的映射算法可以涉及計(jì)算包括映射曲線的數(shù)學(xué)規(guī)范的函數(shù)的值。下面討論一些其它非限制示例映射算法。靜態(tài)映射還可以用于在輸入端12處接收一格式的視頻數(shù)據(jù)的情況下，該格式指定比顯示器的色域更窄的色域中的顏色和/或比顯示器能夠再現(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍更小的動(dòng)態(tài)范圍中的顏色。在此情況下，查找表(多個(gè)查找表)可以提供具有比對應(yīng)的輸入值更大的范圍的輸出值。在一些情況下，輸出值可以在對原始視頻數(shù)據(jù)有效的值的范圍外。圖2D、2E和2F示出了示例曲線30D、30E和30F。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖2A-2F所示的曲線僅僅用于示范性目的，并且也可以應(yīng)用各種已知映射曲線中的任何一個(gè)。在一些實(shí)施例中，實(shí)際的映射曲線可以被配置為避免尖角。映射曲線30A至30F的每一個(gè)可以以一個(gè)或多個(gè)參數(shù)為特征。例如，曲線30A可以以參數(shù)Pl為特征，參數(shù)Pl既指示輸出信號被限制到的值又指示第一范圍31和第二范圍32之間的邊界。曲線30B可以以參數(shù)P2和P3為特征。P2指示輸出開始被壓縮的輸入值，P3指示輸出信號的最大輸出值。附加參數(shù)可以控制壓縮的形式。一般說來，幾乎任何形狀的映射曲線可以以足夠數(shù)目的參數(shù)為特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝置可以根據(jù)任何合適的映射曲線來映射。在一些實(shí)施例中，可以期望實(shí)現(xiàn)已經(jīng)在文獻(xiàn)中研究的類型的映射曲線。這樣的曲線的一個(gè)示例是Reinhard色調(diào)映射曲線。輸入信號中的值和輸出信號中的對應(yīng)值之間的映射可以通過提供被配置為應(yīng)用合適的算法以確定與輸入值對應(yīng)的輸出值的邏輯電路和/或編程的處理器來執(zhí)行。這樣的算法的操作也可以通過設(shè)置參數(shù)來控制。—般說來，來自于輸入信號的值到輸出信號中的對應(yīng)值的轉(zhuǎn)換可以由以下函數(shù)表示:Vout = F(Vin，Pl，P2，...，PN) (I)其中Vqut是輸出值，Vin是對應(yīng)的輸入值，并且Pl到PN是函數(shù)F的參數(shù)。不同的函數(shù)可以具有不同數(shù)目的參數(shù)。一些實(shí)施例提供固定的顯示器管理單元，其以獨(dú)立于視頻數(shù)據(jù)的圖像內(nèi)容的方式調(diào)整輸入的視頻數(shù)據(jù)。一些實(shí)施例可配置為以許多不同的模式中的一個(gè)操作。例如，一些實(shí)施例可以被配置為執(zhí)行像圖2A到2F中的兩個(gè)或更多個(gè)中選擇的一個(gè)所示的那樣的映射或其它映射。在這樣的實(shí)施例中，映射可以響應(yīng)于諸如用戶輸入、環(huán)境條件的變化、元數(shù)據(jù)或其它控制信息等之類的因素而變化。圖3示出了具有示例結(jié)構(gòu)的顯示器管理單元IOA0顯示器管理單元IOA包括轉(zhuǎn)變塊50和控制塊52。轉(zhuǎn)變塊50操作以在輸出端14處產(chǎn)生輸出信號15。執(zhí)行轉(zhuǎn)換(例如，F(xiàn)的選擇)的方式和參數(shù)(例如，Pl到PN的值)由控制塊52確定。控制塊52可以例如通過設(shè)置參數(shù)54的值、準(zhǔn)備供轉(zhuǎn)變塊50所使用的查找表55等來提供對轉(zhuǎn)變塊50的操作的控制?？刂茐K52試圖優(yōu)化由轉(zhuǎn)變塊50提供的轉(zhuǎn)變以用于修改的視頻信號15的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，控制塊52可以將輸入視頻信號的視頻內(nèi)容的明確地通信的和/或假定的特性與修改的視頻信號15的目標(biāo)的明確地通信的和/或假定的特性相比較。在一些實(shí)施例中，視頻內(nèi)容的特性由元數(shù)據(jù)明確地通信，或者與視頻信號一起發(fā)送或者包括在視頻信號中。在一些實(shí)施例中，目標(biāo)的特性(諸如顯示器能力和觀看環(huán)境)由向數(shù)據(jù)管理單元IOA提供的顯示器參數(shù)通信。在一些實(shí)施例中，假定的特性可以被預(yù)編程到顯示器管理單元IOA的存儲(chǔ)器中、可以通過顯示器管理單元IOA的校準(zhǔn)來獲得、或者可以由用戶輸入指定。在一些實(shí)施例中，特性是支持的照度范圍。在一些實(shí)施例中，特性是支持的色域。在一些實(shí)施例中，控制塊52可以與顯示器特性數(shù)據(jù)庫51通信，顯示器特性數(shù)據(jù)庫51存儲(chǔ)諸如例如與參數(shù)54有關(guān)的信息和/或用于多個(gè)不同的顯示器類的查找表55之類的特性。數(shù)據(jù)庫51還可以存儲(chǔ)用于基于諸如例如能力或觀看環(huán)境之類的各個(gè)顯示器參數(shù)調(diào)整或產(chǎn)生用于顯示器類的參數(shù)54和/或查找表55的信息。在這樣的實(shí)施例中，控制塊52從顯示器(或從諸如耦接到顯示器的機(jī)頂盒等的另一個(gè)裝置)接收顯示器類53A和可選地各個(gè)參數(shù)53B，并且查詢數(shù)據(jù)庫51以檢索用于創(chuàng)建或修改參數(shù)54和/或查找表55的對應(yīng)信息。例如，控制塊52可以從顯示器接收指示顯示器屬于“Rec.709”顯示器類的信息，并且從數(shù)據(jù)庫51檢索對應(yīng)的參數(shù)54和/或查找表55，以使得變換塊50產(chǎn)生適合于Rec.709顯示器的輸出信號?？刂茐K52還可以從顯示器接收指示與標(biāo)準(zhǔn)Rec.709顯示器特性的局部偏差的信息，并且從數(shù)據(jù)庫51檢索用于適當(dāng)?shù)匦薷淖儞Q塊50的操作的對應(yīng)信息。與標(biāo)準(zhǔn)顯示器特性的局部偏差可以包括例如環(huán)境電平、黑電平、白電平、白點(diǎn)、色域原色、色域原色的色度等等。例如，控制塊52可以確定目標(biāo)設(shè)備不能完全再現(xiàn)輸入信號的一個(gè)或多個(gè)值，并且作為響應(yīng)，選擇或創(chuàng)建類似于圖2A、2B或2C中的一個(gè)所示的映射的對于所述值的映射。作為另一個(gè)示例，控制塊52可以確定目標(biāo)設(shè)備具有比為其創(chuàng)建輸入信號的設(shè)備再現(xiàn)更寬的色域和/或更大的動(dòng)態(tài)范圍的能力。作為響應(yīng)，控制塊52可以選擇或創(chuàng)建類似于圖2D、2E或2F中的一個(gè)所示的映射的對于所述值的映射?？刂茐K52還可以基于輸入視頻內(nèi)容和目標(biāo)設(shè)備的明確地通信的、假定的和/或檢索的特性設(shè)置用于選擇的映射的參數(shù)值。在一些實(shí)施例中，定義映射的查找表值或其它參數(shù)在元數(shù)據(jù)中提供。在一些實(shí)施例中，定義映射的查找表值或其它參數(shù)被存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)庫中的條目。顯示器管理單元可以被配置為檢索元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫條目并且基于元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫條目設(shè)置映射。在一些實(shí)施例中，元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫條目可以為大范圍的應(yīng)用提供可替換的映射，并且顯示器管理單元可以被配置為從元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫條目選擇某些映射并且應(yīng)用那些映射。例如，元數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫條目可以包括對于下列的映射的定義(其在一些實(shí)施例中可以由用于映射的參數(shù)值構(gòu)成或包括用于映射的參數(shù)值，并且在其它實(shí)施例中可以由映射曲線的完全規(guī)范構(gòu)成或包括映射曲線的完全規(guī)范):-可以存在于目標(biāo)設(shè)備處的不同的環(huán)境條件，諸如不同的亮度級別、環(huán)境光的不同顏色等；-不同的目標(biāo)設(shè)備；-不同類型的媒體內(nèi)容(例如，具有不同的照度范圍和顏色范圍的媒體內(nèi)容的類型)；-視頻的不同部分(例如，不同的幀、不同的場景等);-等等?？刂茐K52可以控制轉(zhuǎn)變塊50的初始化以提供合適的映射，并且在一些實(shí)施例中，可以響應(yīng)于在顯示器管理單元IOA處接收的信號隨時(shí)間修改映射或檢索不同的映射。在一些實(shí)施例中，控制塊52響應(yīng)于目標(biāo)設(shè)備的變化的特性(諸如例如，環(huán)境觀看條件)或視頻內(nèi)容的變化的特性實(shí)時(shí)地改變映射。圖3A示出了可替換的顯示器管理單元10’，其以固定方式對單個(gè)輸入視頻信號操作。在輸入端53處接收視頻信號并且由解碼器54提取屬性值(例如，RGB值或LUV值或XYZ三色激勵(lì)值或IPT值等等)。并行的轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)55A、55B和55C (共同稱為轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)55)將對應(yīng)屬性的值映射為映射后的值。轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)55可以例如包括查找表、計(jì)算邏輯和/或編程的處理器，其將映射的值確定為來自于輸入的視頻數(shù)據(jù)等的值的函數(shù)。輸出塊56將映射的值寫入到輸出視頻數(shù)據(jù)中。輸出塊56還可以可選地對輸出視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以用于在互聯(lián)網(wǎng)上分配。返回到圖1，顯示器管理單元10可以對于在輸入端12和22A處接收不同的視頻信號(每個(gè)傳送相同視頻內(nèi)容的不同版本)的情況提供附加的操作模式。兩個(gè)不同版本可以例如對于具有不同的色域和/或動(dòng)態(tài)范圍的顯示器被單獨(dú)地優(yōu)化。如果視頻信號的任一版本已經(jīng)以適合于目標(biāo)設(shè)備的方式被優(yōu)化，則該版本可以被傳遞到目標(biāo)設(shè)備而不改變。在其它情況下，控制器52可以通過在兩個(gè)輸入視頻信號之間內(nèi)推或從兩個(gè)輸入視頻信號外推來導(dǎo)出輸出信號15。在兩個(gè)輸入視頻信號每個(gè)已經(jīng)被優(yōu)化以保持創(chuàng)建意圖(例如通過合適的顏色定時(shí))的情況下，此模式具有以下優(yōu)點(diǎn):可以預(yù)期內(nèi)推或外推的值比基于輸入視頻的一個(gè)或其它版本的映射更接近地保持創(chuàng)建意圖。圖4A是示出了用于基于兩個(gè)或更多個(gè)輸入視頻信號實(shí)現(xiàn)映射的裝置60的組件的框圖。圖4B是示出了用于基于兩個(gè)或更多個(gè)輸入視頻信號映射的方法70的流程圖。裝置60包括分別傳送第一和第二視頻信號的第一和第二輸入端61A和61B。值提取器62被配置為從視頻信號提取對應(yīng)值(圖4B中的步驟72)并且將值傳遞到內(nèi)推/外推塊64。在一些實(shí)施例中，值提取器從視頻信號中提取像素值。像素值可以例如包括色調(diào)的值和/或顏色空間中的顏色座標(biāo)。在一些實(shí)施例中，顏色空間是在感知上線性的顏色空間。內(nèi)推/外推塊64被配置為通過內(nèi)推或外推(步驟73)提取的值來產(chǎn)生輸出值65并且在輸出端66處提供修改的視頻信號中的輸出值(步驟74)。內(nèi)推/外推塊64的控制輸入端67接收控制內(nèi)推/外推塊64的操作的控制值?？刂浦悼梢允抢鐬槠洚a(chǎn)生輸出視頻65的目標(biāo)設(shè)備的能力的特性和/或在目標(biāo)設(shè)備處的環(huán)境條件的特性?？刂浦悼梢詮膩碜杂陲@示器、顯示器特性數(shù)據(jù)庫等的信息導(dǎo)出或包括在所述信息中。在簡單的實(shí)施例中，在內(nèi)推/外推塊64中應(yīng)用控制值以在線性的內(nèi)推/外推的計(jì)算中乘以第一和第二視頻信號中的對應(yīng)值之間的差。由塊64執(zhí)行的內(nèi)推/外推可以基于在控制輸入端67處接收的一個(gè)值或多個(gè)值。圖4C示出了可以執(zhí)行內(nèi)推/外推的一個(gè)方式。在圖4C中，第一視頻信號中的值是71，并且第二視頻信號中的對應(yīng)值是y2。圖4C中的橫軸指示目標(biāo)設(shè)備能力。例如，橫軸根據(jù)一些指數(shù)，可以指示目標(biāo)設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍，或可以指示目標(biāo)設(shè)備的照度的對數(shù)，其中第一視頻信號被優(yōu)化以供具有能力A的目標(biāo)設(shè)備使用，并且第二視頻信號被優(yōu)化以供具有能力B的目標(biāo)設(shè)備使用。如果對于視頻信號的目標(biāo)設(shè)備具有能力C，則可以例如根據(jù)下式確定輸出值:
權(quán)利要求
1.顯示器管理單元，被配置為通過電子分配網(wǎng)絡(luò)提供用于在目標(biāo)顯示器上顯示的修改的視頻信號，所述顯示器管理單元被配置為訪問關(guān)于所述目標(biāo)顯示器的信息和至少一個(gè)輸入視頻信號，所述顯示器管理單元包括: 數(shù)據(jù)庫接口，被配置為從顯示器特性數(shù)據(jù)庫檢索與所述關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息對應(yīng)的顯示器特性；和 映射單元，被配置為至少部分地基于檢索的顯示器特性將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值以產(chǎn)生所述修改的視頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器管理單元，被配置為訪問特征化創(chuàng)建意圖的至少一個(gè)方面的元數(shù)據(jù)，所述創(chuàng)建意圖影響包括在至少一個(gè)輸入視頻信號中的視頻內(nèi)容應(yīng)當(dāng)如何被顯示，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于該元數(shù)據(jù)將來自于輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示器管理單元，其中所述元數(shù)據(jù)包含在至少一個(gè)輸入視頻信號中，并且所述顯示器管理單元被配置為從視頻信號中提取元數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的顯示器管理單元，被配置為訪問特征化所述目標(biāo)顯示器處的環(huán)境條件的環(huán)境信息，其中 所述映射單元被配置為至少部分地基于所述環(huán)境信息將來自于所述至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
5.如權(quán)利要求1到4中的任何一個(gè)所述的顯示器管理單元，其中所述關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息包括顯示器類標(biāo)識(shí)符，并且其中所述數(shù)據(jù)庫接口被配置為從所述顯示器特性數(shù)據(jù)庫檢索與所述顯示器類標(biāo)識(shí)符對應(yīng)的顯示器類特性，并且其中所述映射單元被配置為至少部分地基于檢索的顯示器類特性將來自于所述至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
6.如權(quán)利要求1到5中的任何一個(gè)所述的顯示器管理單元，其中所述關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息包括與關(guān)于目標(biāo)顯示器的至少一個(gè)各個(gè)參數(shù)有關(guān)的信息，其中所述數(shù)據(jù)庫接口被配置為從所述顯示器特性數(shù)據(jù)庫檢索與接收的至少一個(gè)各個(gè)參數(shù)對應(yīng)的調(diào)整信息，并且其中所述映射單元被配置為至少部分地基于檢索的調(diào)整信息將來自于輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
7.如權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的顯示器管理單元，其中所述至少一個(gè)視頻輸入信號包括為第一顯不器優(yōu)化的第一輸入視頻信號和為不同于第一顯不器的第二顯不器優(yōu)化的第二輸入視頻信號，其中所述映射單元被配置為通過以下中的至少一個(gè)生成映射值: 內(nèi)推來自于所述第一輸入視頻信號和第二輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)； 外推來自于所述第一輸入視頻信號和第二輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)；以及 傳遞而不修改來自于所述第一輸入視頻信號和第二輸入視頻信號中的選擇的一個(gè)的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為由接收的關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息和檢索的顯示器特性中的至少一個(gè)確定目標(biāo)顯示器的能力是否匹配第一輸入視頻信號和第二輸入視頻信號為其被優(yōu)化的顯示器的能力，并且當(dāng)目標(biāo)顯示器的能力匹配第一輸入視頻信號和第二輸入視頻信號為其被優(yōu)化的顯示器中的匹配的一個(gè)顯示器的能力時(shí)，通過傳遞而不修改來自于第一視頻信號和第二視頻信號中的匹配的一個(gè)視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)來生成映射值。
9.如權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的顯示器管理單元，其中所述至少一個(gè)輸入視頻信號包括傳統(tǒng)視頻版本和質(zhì)量高于所述傳統(tǒng)視頻版本的第二視頻版本，其中所述映射單元被配置為通過以下方式生成映射值: 當(dāng)檢索的顯示器特性不指示目標(biāo)顯示器的有效能力時(shí)，傳遞而不修改來自于傳統(tǒng)視頻版本的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)； 當(dāng)檢索的顯示器特性指示目標(biāo)顯示器能夠顯示第二視頻版本時(shí)，傳遞而不修改來自于第二視頻版本的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)或者外推來自于傳統(tǒng)視頻版本和第二視頻版本的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)；以及 當(dāng)檢索的顯示器特性指示目標(biāo)顯示器不能顯示第二視頻版本時(shí)，內(nèi)推來自于傳統(tǒng)視頻版本和第二視頻版本的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)的大小選擇性地將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于與輸入視頻信號的圖像幀中的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)對應(yīng)的像素的位置選擇性地將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
12.如權(quán)利要求 1所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于對值進(jìn)行映射是否有可能導(dǎo)致對人觀察者可見的假像的估計(jì)來選擇性地將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于輸入視頻信號中的圖像內(nèi)容將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為基于至少一個(gè)對應(yīng)的顏色值將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)值映射到對應(yīng)的映射值。
15.如權(quán)利要求13所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于所述輸出視頻信號中的像素在一時(shí)間段內(nèi)的平均照度將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值。
16.如權(quán)利要求13所述的顯示器管理單元，其中所述映射單元被配置為至少部分地基于在一時(shí)間段內(nèi)在顯示輸出視頻信號時(shí)由目標(biāo)顯示器提供的估計(jì)的平均照明將來自于至少一個(gè)輸入視頻信號的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值，所述估計(jì)的平均照明至少部分地基于輸出視頻信號中的像素在一時(shí)間段內(nèi)的照度和檢索的顯示器特性。
全文摘要
一種顯示器管理單元被配置為通過電子分配網(wǎng)絡(luò)提供用于在目標(biāo)顯示器上顯示的修改的視頻信號。所述顯示器管理單元可以訪問關(guān)于所述目標(biāo)顯示器的信息和至少一個(gè)輸入。所述顯示器管理單元包括數(shù)據(jù)庫接口，被配置為從顯示器特性數(shù)據(jù)庫檢索與所述關(guān)于目標(biāo)顯示器的信息對應(yīng)的顯示器特性；和映射單元，被配置為至少部分地基于檢索的顯示器特性將來自于至少一個(gè)輸入的色調(diào)和顏色值中的至少一個(gè)映射到對應(yīng)的映射值以產(chǎn)生所述修改的視頻信號。
文檔編號G09G5/00GK103180891SQ201180035765
公開日2013年6月26日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者W·B·威爾遜, R·阿特肯斯 申請人:杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司