本發(fā)明涉及用于對高動態(tài)范圍圖像進行處理的方法和裝置，更具體地，涉及用于將圖像從一個動態(tài)范圍轉(zhuǎn)換到另一個動態(tài)范圍的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：本部分旨在向讀者介紹本領(lǐng)域中可能與以下描述和/或要求保護的本發(fā)明的各方面相關(guān)的各種方案。相信本討論有助于向讀者提供背景信息，以便于更好地理解本發(fā)明的各個方面。因此，應(yīng)當理解：這些陳述應(yīng)按這種方式解讀，而不是作為對現(xiàn)有技術(shù)的承認。畫面中光亮度的動態(tài)范圍可被定義為圖像的最高光亮度值與圖像的最低光亮度值之間的比率：r＝亮/暗，其中，“亮”標示圖像的最高光亮度值，“暗”標示圖像的最低光亮度值。動態(tài)范圍“r”一般地表示為等于2的冪的數(shù)，稱為f-制光圈(f-stop)或等同的光圈。例如，比率1000大約是10倍f-制光圈，其是標準非hdr視頻(也稱為sdr(標準動態(tài)范圍)視頻或等同地稱為ldr(低動態(tài)范圍)視頻的典型動態(tài)范圍。圖像的動態(tài)范圍可以非常大，并且可遠在能夠由標準圖像格式(比如廣播或pc成像中使用的8-10比特伽馬化格式)表示的范圍之外。本文中，術(shù)語“伽馬化格式”指的是非線性域中表示的圖像格式。例如，通過使用非線性函數(shù)(其可以是冪函數(shù)、對數(shù)或oetf(光電子傳遞函數(shù))，比如itu-r推薦bt.709/bt.2020中所定義的)將線性分量(比如但不限于rgb和y)變換到伽馬化的域中。不同的圖像可通過不同的格式表示，并具有不同的動態(tài)范圍。例如，我們考慮圖像i，其光亮度由元素y以尼特為單位線性表示。y的值可以對應(yīng)于所捕獲的場景在所謂的“場景參考”格式中的真實發(fā)光度(即在文檔格式中，y＝1對應(yīng)于所捕獲的場景中的1尼特的光亮度，y＝x對應(yīng)于x尼特)。y的范圍可以覆蓋例如由相機捕獲的圖像場景的所有可能光亮度范圍。通過改變相機的光學器件(濾光器、光圈)和/或傳感器(曝光時間、iso)，場景的范圍可以非常大。非常暗的場景(比如，望遠鏡觀測)(例如使用長曝光時間)或非常亮的場景(比如，日落)(例如，使用非常小的光圈和強濾光器)都是可能的，這導(dǎo)致非常暗和非常亮的畫面。從而，動態(tài)范圍可能大大超過15倍f制光圈。元素y的值還可用來表示由其上的圖像已經(jīng)以所謂的“場景參考”格式進行了后期制作的顯示器提供的發(fā)光度(即在文檔格式中，y＝1對應(yīng)于由用于分級的顯示器渲染的1尼特的光亮度，y＝x對應(yīng)于x尼特)。通過“顯示器參考”格式提供的動態(tài)范圍通常比“場景參考”格式的動態(tài)范圍要小得多。這導(dǎo)致相關(guān)畫面具有更為有限的動態(tài)范圍和峰值光亮度。例如，如在某個面向受限廣播的規(guī)范中所規(guī)定的，這些圖像的動態(tài)范圍可以是15倍f-制光圈并且這些圖像的峰值光亮度可以是1000尼特。通常，高動態(tài)范圍的圖像或視頻被稱為高動態(tài)范圍(hdr)圖像或視頻。hdr視頻應(yīng)用支持的確切動態(tài)范圍可發(fā)生改變。例如，smpte(運動畫面和電視工程師協(xié)會)定義了感知量化器eotf(電光傳遞函數(shù))，還稱為pqeotf(在smptest.2084中定義)非線性傳遞曲線，優(yōu)選地編碼于12個比特上，其可對從0.005到10000尼特(尼特指坎德拉每平方米或cd/m2，是光強單位)的范圍上的光亮度進行編碼，這導(dǎo)致兩百萬的比率或大約21倍f制光圈。實際上，預(yù)計hdr在家庭中的最早部署會是電視機(其不會提供遠大于1000尼特的峰值亮度以及15倍f制光圈的動態(tài)范圍)，優(yōu)選地，如果可能的話，以10比特的數(shù)據(jù)格式。這一受限hdr還被稱為擴展動態(tài)范圍(edr)。通常，sdr視頻的比特深度是8或10比特，hdr視頻的比特深度是10比特或更多。例如，sdr視頻可以是4：2：0y’cbcr的10比特視頻，hdr視頻可以是pqoetfy’cbcr的12比特視頻。在本申請中，為了標注方便，將hdr視頻歸類為“edr視頻”和“嚴格hdr”視頻，其中，“edr視頻”指的是動態(tài)范圍在10到15倍f制光圈之間的視頻，“嚴格hdr”視頻指的是高于15倍f制光圈的視頻，如表1所示。表1為了使hdr圖像在諸如電視機或計算機監(jiān)視器的sdr設(shè)備上顯示，應(yīng)該將圖像轉(zhuǎn)換成在sdr設(shè)備上可查看的(即，以與顯示設(shè)備兼容的格式，并且保持hdr視頻的總體感知亮度和色彩)。通過r來標示光亮度y應(yīng)該被映射到的數(shù)據(jù)范圍，例如，根據(jù)itu-rbt.709或bt.2020定義的標準eotf，針對8比特sdr格式，r＝[0，255]，或者針對10比特sdr格式，r＝[0，1023]。以下“絕對”映射函數(shù)可用于進行轉(zhuǎn)換：π：線性域→r，其將值從線性域映射到數(shù)據(jù)范圍r。這里，“絕對”應(yīng)被理解為映射值與唯一輸入值相對應(yīng)，即映射函數(shù)不適于所述內(nèi)容。這一“絕對”映射(將光亮度y從線性域映射到數(shù)據(jù)范圍r)并不總是很好地起到作用。例如，其可以將非常暗的場景一致地映射為零，將非常亮的場景映射到輸出設(shè)備所支持的數(shù)據(jù)范圍的上界(例如255或1023)。技術(shù)實現(xiàn)要素：根據(jù)本原理的一個方面，提出了一種用于將第一圖像轉(zhuǎn)換為第二圖像的方法，其中，所述第一圖像是hdr(高動態(tài)范圍)圖像，所述第二圖像是sdr(標準動態(tài)范圍)圖像，所述方法包括：確定所述第一圖像的中間色調(diào)級別；根據(jù)映射函數(shù)和所述第一圖像的中間色調(diào)級別，確定調(diào)制值；以及根據(jù)所述調(diào)制值和所述映射函數(shù)，將所述第一圖像轉(zhuǎn)換成所述第二圖像，其中，所述轉(zhuǎn)換包括基于所述調(diào)制值縮減所述第一圖像，以及基于所述映射函數(shù)將經(jīng)縮放的第一圖像轉(zhuǎn)換為所述第二圖像。所述中間色調(diào)級別可以是基于黑色級別和白色級別確定的。例如，所述中間色調(diào)級別可以被確定為所述黑色級別和所述白色級別的(1)幾何均值和(2)對數(shù)均值之一。所述黑色級別和所述白色級別可以是基于直方圖確定的，以及所述調(diào)制值可以被確定為使得對所述第一圖像的轉(zhuǎn)換在所述第二圖像中保留所述第一圖像的黑色區(qū)域中的信息。所述第二圖像中與所述第一圖像中的黑色級別相對應(yīng)的碼字可以超出閾值。當所述第一圖像是視頻中包括的多個圖像之一時，可以針對所述多個圖像中的每一個圖像執(zhí)行對調(diào)制值的確定，其中，針對所述多個圖像的調(diào)制值是時間平滑的。對調(diào)制值的確定可以充分地最大化所述第二圖像中用于表示所述第一圖像中的中間色調(diào)級別附近的范圍的碼字的數(shù)量。對調(diào)制值的確定可以基于所述映射函數(shù)的最陡斜率?？梢杂霉綄⑺鲇成浜瘮?shù)表示為gba(z)＝msdrf(z)/f(p/ba)，其中，p是所述第一圖像的動態(tài)范圍的上界，ba是所述調(diào)制值，msdr是所述第二圖像的數(shù)據(jù)范圍的上界，以及f()是函數(shù)。所述f()函數(shù)可以是slog函數(shù)。根據(jù)本原理的另一方面，提出了一種用于將第一圖像轉(zhuǎn)換為第二圖像的裝置，其中，所述第一圖像是hdr(高動態(tài)范圍)圖像，所述第二圖像是sdr(標準動態(tài)范圍)圖像，所述裝置包括：通信接口，被配置為訪問所述第一圖像；以及一個或多個處理器，被配置為：確定所述第一圖像的中間色調(diào)級別；根據(jù)映射函數(shù)和所述第一圖像的中間色調(diào)級別，確定調(diào)制值；以及根據(jù)所述調(diào)制值和所述映射函數(shù)，將所述第一圖像轉(zhuǎn)換成所述第二圖像，其中，所述處理器被配置為基于所述調(diào)制值縮減所述第一圖像，以及基于所述映射函數(shù)將經(jīng)縮放的第一圖像轉(zhuǎn)換為所述第二圖像。本原理還提供了一種存儲有指令的非瞬時計算機可讀存儲介質(zhì)，所述指令用于根據(jù)上文描述的方法將第一圖像轉(zhuǎn)換為第二圖像。附圖說明圖1是示出了根據(jù)本原理實施例的用于將hdr圖像轉(zhuǎn)換成sdr圖像的示例性方法的流程圖。圖2示出了根據(jù)本原理實施例的用于將hdr光亮度映射為sdr光亮度的功能的圖示。圖3是使用直方圖示出了圖像的黑色級別、白色級別和中間色調(diào)的圖示。圖4是根據(jù)本原理實施例的示出了黑色級別被映射到超出閾值的碼字的圖示。圖5是根據(jù)本原理實施例的示出了用來對中間色調(diào)范圍進行編碼的碼字數(shù)量被最大化的圖示。圖6a是示出了示例性rgbhdr圖像的圖示，圖6b是示出了相應(yīng)光照度圖的圖示。圖7示出了示例性sdr/hdr分配工作流。圖8示出了可以實現(xiàn)本原理的示例性實施例的各個方面的示例性系統(tǒng)的框圖。圖9示出了可用于一個或多個實現(xiàn)的視頻處理系統(tǒng)的示例的框圖。圖10示出了可用于一個或多個實現(xiàn)的視頻處理系統(tǒng)的另一示例的框圖。具體實施方式本原理涉及用于將輸入圖像i的動態(tài)范圍改變?yōu)榕c圖像格式的表示兼容的另一范圍(通常支持比輸入圖像更小的動態(tài)范圍)的方法和裝置。在以下討論中，假定輸入圖像是hdr圖像，并且處于低動態(tài)范圍的輸出圖像是sdr圖像。更一般地，本原理可以適用于任何動態(tài)范圍之間的轉(zhuǎn)換。本申請中，術(shù)語“圖像”、“幀”和“畫面”是可互換的，以標識通常包含針對多個分量的值的樣本陣列。圖1示出了根據(jù)本原理的用于將hdr圖像轉(zhuǎn)換成sdr圖像的示例性方法100。方法100開始于步驟105。在步驟110處，確定針對整個hdr圖像i的單個調(diào)制值ba。在一個實施例中，調(diào)制值ba表示圖像i的中間色調(diào)值，以使得歸一化光亮度y(即y/ba)基本以值1為中心。在步驟120處，根據(jù)調(diào)制值將輸入hdr圖像i轉(zhuǎn)換為sdr圖像。在一個實施例中，范圍的改變可以表達為：πba：[0，p]→r，(1)其中，p是輸入hdr格式所允許的像素的最大亮度(例如1000尼特)。該映射πba可以分解如下：也就是說，hdr圖像的光亮度y首先通過ba歸一化，然后使用例如函數(shù)g()映射到由r表示的范圍，其中g(shù)()是可能依賴于ba的函數(shù)，即g()＝gba()，函數(shù)g()可以將1映射到數(shù)據(jù)范圍r的中間值。然后，在步驟130處對映射的圖像進行處理，例如編碼和發(fā)送。方法100在步驟199結(jié)束。當確定調(diào)制值時，假定函數(shù)g()是預(yù)先確定的。在下文中，描述可用于范圍轉(zhuǎn)換的示例性函數(shù)g()。用于范圍轉(zhuǎn)換的函數(shù)gba()本申請中，將sdr數(shù)據(jù)范圍r內(nèi)的每個可能值稱為碼字，將最大碼字值稱為msdr。例如，如果輸出圖像表示為10比特，r＝[0，1023]，則碼字是0、1、2、…、1023，并且msdr＝1023。在圖像轉(zhuǎn)換期間，預(yù)計峰值亮度p被映射到最大碼字值，以便完全獲益于sdr范圍，即，得到πba(p)＝msdr針對所有ba(3)在優(yōu)選實施例中，g可被定義為gba(z)＝msdrf(z)/f(p/ba)＝f(z)/n(ba)(4)其中，f()是函數(shù)，n(ba)是取決于ba的歸一化項，n(ba)＝f(p/ba)/msdr。(5)由于得到了以下等式，因此這確保了滿足峰值光亮度條件：πba(p)＝gba(p/ba)＝msdrf(p/ba)/f(p/ba)＝msdr。(6)在一個實施例中，函數(shù)f()可以是如下定義的slog函數(shù)：f(z)＝aln(b+z)+c(7)其中，slog函數(shù)f()的參數(shù)a、b和c可確定為使得：f(0)＝0，f(1)＝1，以及1處的導(dǎo)數(shù)與伽馬函數(shù)的導(dǎo)數(shù)相同，即f’(1)＝γ。通過使用這三個條件，可以得到作為γ的函數(shù)的三個參數(shù)a、b和c，即a(γ)、b(γ)和c(γ)。表2中示出了a、b和c的一些示例性值。表2γabc1/2.00.62750.25500.85751/2.40.47420.13820.93861/2.80.38610.08110.9699大規(guī)模測試表明，當p＝5000尼特且sdr圖像以10比特格式表示(即msdr＝1023)時，接近1/2.5的值γ為映射圖像πba(i)提供良好的圖像質(zhì)量。從而，可將參數(shù)a、b和c設(shè)置為a＝0.4495、b＝0.1212以及c＝0.9485。圖2中示出了相應(yīng)的函數(shù)πba。從圖2可見，映射曲線適應(yīng)于調(diào)制值ba，該調(diào)制值ba通常隨著hdr圖像總體上變得更亮而增加。對于較大的調(diào)制值，由于映射曲線在峰值光亮度附近的導(dǎo)數(shù)較大，所以映射曲線在亮的區(qū)域保留更多的細節(jié)，而對于較小的調(diào)制值，由于映射曲線針對y的非常小的值緩慢的降至零，所以映射曲線在最暗的區(qū)域保留更多的細節(jié)。在下文中，討論確定調(diào)制值的不同方法。通過中間色調(diào)優(yōu)化確定ba在一個實施例中，針對整個圖像，hdr圖像的像素被歸類成取決于其線性光亮度y的直方圖，如圖3中的示例性直方圖所示。如圖3所示，直方圖的最右側(cè)處于峰值光亮度p。該峰值光亮度假定由系統(tǒng)級別基于例如圖像格式提供，并且不逐幀變化。將白色級別w定義為對應(yīng)于直方圖的最后百分之幾的光亮度級別，將黑色級別b定義為對應(yīng)于直方圖的前百分之幾的光亮度級別，并且將中間色調(diào)級別定義為黑色級別和白色級別的幾何均值(或?qū)?shù)均值)：作為結(jié)果，三個級別w、b和m取決于圖像的內(nèi)容。一般地，對調(diào)制值和映射函數(shù)的選擇應(yīng)該保留非常暗的級別處的信息并且還保留中間色調(diào)范圍內(nèi)(即，中間色調(diào)值附近)的細節(jié)。從而，在導(dǎo)出調(diào)制值時使用兩個條件：(1)黑色并不過于激進地向下截斷(clip)至零；以及(2)將用來表示hdr的中間色調(diào)范圍的sdr圖像中的碼字數(shù)量最大化?？紤]第一條件，即不該將黑色過于激進地向下截斷至零，針對黑色級別設(shè)置下界，即：πba(b)≥ε(9)其中，ε是參數(shù)。在圖4中，使用示例性函數(shù)πba來說明將映射函數(shù)πba(b)設(shè)置為ε。不等式(9)不確定具體的調(diào)制值ba。反而，其提供ba的可接受值的范圍。針對第二條件，即用來對中間色調(diào)范圍進行編碼的碼字數(shù)量應(yīng)該被最大化，如圖5所示，在中間色調(diào)級別m處為πba選擇最陡的斜率。結(jié)合兩個條件，可以通過解出以下最大化問題來唯一地確定調(diào)制值：為了在給定函數(shù)g()的情況下解出優(yōu)化問題(10)，可以在可接受ba值范圍內(nèi)執(zhí)行對ba的系統(tǒng)蠻力搜索，以針對每一幀計算值ba。函數(shù)g()可以是式(6)中描述的函數(shù)，并且本原理可以適用于其他形式的函數(shù)g()。在式(10)中，針對光亮度y使用對數(shù)尺度，這是因為它與線性域相比可以更好地表示人類光亮度感知。在一個變形中，為了簡單，可以基于y而不是lny來確定斜率。本文中，討論基于中間色調(diào)優(yōu)化來確定調(diào)制值。在其他實施例中，可使用不同的方法來計算調(diào)制值，例如但不限于，使用圖像i的光亮度的平均值、中值、最小值或最大值。這些運算可在線性光亮度域中執(zhí)行，或在非線性域中執(zhí)行，比如ln(i)或iγ，其中γ＜1。為了進一步改善映射曲線，可對ba值施加一些界限，以避免在非常暗的幀(ba過低)和非常亮的幀(ba過高)中超出范圍(over-shooting)。例如，為了確定衰減背光baatt，可以將ba的值設(shè)置為：其中，視覺確定的值bamin＝2尼特，bamax＝50尼特，bamid＝5尼特，以及衰減因子σ＝0.5。這可提供與視覺最佳調(diào)制值更接近的調(diào)制值，如表3所示，其中，每個序列的第一圖像用于測試。通過試驗，獲得了優(yōu)化壓縮視頻的視覺質(zhì)量的調(diào)制值的區(qū)間，并且分別使用“低”和“高”來指代區(qū)間的下界和上界。從表3可見，區(qū)間隨視頻序列而變化。表3根據(jù)試驗，還觀察到調(diào)制值影響壓縮性能，但并不是非常敏感。具體地，如果調(diào)制值接近[低，高]區(qū)間，則壓縮性能接近于視覺最佳。本文中，從表3可見，衰減的調(diào)制值要么落入[低，高]區(qū)間，要么接近所述區(qū)間。從而，根據(jù)本原理確定的調(diào)制值是最佳的或接近于視覺最佳的調(diào)制值。根據(jù)表3，還可看出的是，調(diào)制值通常能夠反映總體亮度級別，并且提供輸入圖像的總體亮度表現(xiàn)(impression)。例如，輸入的hdr圖像越亮，單個調(diào)制值就可以越高。視頻序列“balloon”和“market”包括具有日落的非常亮的場景或在夏日正午拍攝的場景，從而，它們的調(diào)制值高于其他序列，比如“cathedrale”和“fireeater”，這些序列包括在教堂內(nèi)或夜晚拍攝的非常暗的場景。ba的時間穩(wěn)定化在視頻序列中，可針對每一幀計算值ba。為了避免場景隨著快速的亮度變化而出現(xiàn)時間上的不一致性，需要進行時間穩(wěn)定化?？焖俑淖兊囊曨l(比如，示出了爆炸或煙火的場景)可以使得調(diào)制值非?？焖俚刂饚兓⑶乙馃┤说恼彰餍Ч＠?，假定具有靜態(tài)背景和前景突發(fā)閃光(例如爆炸或煙火)的場景。由于閃光的原因，白色w將增加，并且m然后ba也增加。從圖2可見，當ba較高時，映射曲線更多地抑制暗處，這可引起得到的sdr畫面中背景沒有預(yù)計到地突然變暗。為了防止得到的sdr視頻中的發(fā)光度出現(xiàn)這種非自然且煩人的時間變化，提出時間穩(wěn)定化，以平滑sdr視頻的總體發(fā)光度變化?？梢允褂弥笖?shù)穩(wěn)定化方法。令ban為在幀n處確定的調(diào)制值，bat，n為時間穩(wěn)定化后的調(diào)制值。可以使用以下方案：bat，n＝λban+(1-λ)bat，n-1(12)其中，λ適應(yīng)于幀速率?？梢詫⑵渌麜r間平滑濾波器用于對調(diào)制值進行穩(wěn)定化。在上文中，討論了使用單個調(diào)制值將hdr圖像轉(zhuǎn)換為sdr圖像。在另一實施例中，可以使用光照度圖將hdr圖像轉(zhuǎn)換為sdr圖像，光照度圖可表示hdr內(nèi)容的背光。這里，術(shù)語“背光”通過從由彩色面板(例如lcd面板)以及后部照明裝置(如led陣列)制造的電視機類推使用。后部裝置(通常產(chǎn)生白光)用來對彩色面板進行照明，以向電視機提供更高的亮度。作為結(jié)果，電視機的光亮度是后部照明器的光亮度與彩色面板的光亮度的乘積。該后部照明器通常被稱為“背光”。給定了光照度圖，通過將hdr幀除以光照度圖得到殘余幀(即，sdr幀)。回到所述類推，其中hdr等于sdr乘以背光，sdr幀可被理解為(sdr)彩色面板的響應(yīng)。光照度圖(其可被表示為二維陣列bamap(x，y))與hdr圖像相比具有較低的分辨率?？赏ㄟ^將hdr像素與它們的共址背光像素逐像素地相除來獲得sdr幀，這可能在對bamap(x，y)的上采樣以匹配hdr圖像分辨率之后。sdr幀和光照度圖可以具有彼此不同的格式，例如光照度圖可以是單色的，sdr幀可以使用y’cbcr或rgb格式。此外，每個分量可以具有不同的格式(例如y’cbcr、yuv、rgb以及xyz)。圖6a示出了示例性rgbhdr圖像，圖6b示出了相應(yīng)光照度圖。從圖6a和6b可見，光照度圖一般反映比圖像本身具有更高的空間平滑度的hdr圖像的亮度級別。雖然單個調(diào)制值提供hdr圖像的總體亮度表現(xiàn)，但是光照度圖則以更精細的粒度追蹤hdr圖像的亮度。從而，將光照度圖中的一個樣本稱為局部背光值或局部調(diào)制值。在本申請中，還將單個調(diào)制值和光照度圖兩者稱為光照度信息。從hdr圖像到sdr圖像的轉(zhuǎn)換(例如，基于單個調(diào)制值或上述光照度圖)可用于不同的應(yīng)用，例如但不限于，色調(diào)映射、在將hdr映射到sdr之后使用sdr編解碼器進行的壓縮以及隨后壓縮sdr、與sdr格式兼容的hdr分發(fā)。圖7示出了在提供與sdr解碼器的后向兼容性的同時發(fā)送hdr視頻的示例性sdr/hdr分發(fā)工作流700。在工作流700中，對hdr幀進行處理，以獲得相應(yīng)的sdr幀和光照度信息(710)，例如，單個調(diào)制值和/或光照度圖。接下來，光照度信息和sdr幀兩者都被編碼(720)成比特流，例如但不限于使用h.264/avc或h.265/hevc編碼器。在解碼側(cè)，針對后向兼容性可以使用sdr解碼器(730)對sdr幀進行解碼，其提供經(jīng)解碼的sdr視頻作為輸出。備選地，sdr幀和光照度信息兩者都可使用hdr解碼器(740)進行解碼。通過使用經(jīng)解碼的sdr幀和光照度信息，可使用例如映射πba的逆過程，將sdr幀映射為經(jīng)解碼的hdr幀(750)。從sdr到hdr的映射(750)還可由hdr解碼器(740)執(zhí)行。在上文中，在不同的操作中討論了各個數(shù)值。這些數(shù)值用于示例性目的，并且可以基于應(yīng)用進行調(diào)整。例如，當以上將sdr視頻主要作為10比特視頻進行討論時，sdr視頻還可采用其他的動態(tài)范圍或比特深度。參數(shù)(例如a、b和c)的值或用來確定黑色級別和白色級別的百分數(shù)也可基于用戶需求或系統(tǒng)配置進行調(diào)整。此外，當討論單個調(diào)制值用于整個幀時，還可具有針對畫面區(qū)域(例如，當畫面具有非常高的分辨率時是切片或塊)的調(diào)制值。圖8示出了可以實現(xiàn)本原理的示例性實施例的各個方面的示例性系統(tǒng)的框圖。系統(tǒng)800可實現(xiàn)為包括如下描述的各組件的設(shè)備，并且被配置為執(zhí)行如上所述的過程。設(shè)備的示例包括但不限于個人計算機、膝上型計算機、智能電話、平板計算機、數(shù)字多媒體機頂盒、數(shù)字電視接收機、個人視頻記錄系統(tǒng)、連接的家用電器以及服務(wù)器。系統(tǒng)800可以與其他類似系統(tǒng)通信耦合，并且經(jīng)由如圖8所示并且為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的通信信道與顯示器通信耦合，以實現(xiàn)上述示例性視頻系統(tǒng)。系統(tǒng)800可包括至少一個處理器810，處理器810被配置為執(zhí)行加載到其中的指令，以用于實現(xiàn)如上所述的各個過程。處理器810可包括嵌入式存儲器、輸入輸出接口和本領(lǐng)域熟知的各個其他電路。系統(tǒng)800還可包括至少一個存儲器820(例如，易失性存儲器設(shè)備、非易失性存儲器設(shè)備)。系統(tǒng)800可以附加地包括存儲設(shè)備840，該存儲設(shè)備840可以包括非易失性存儲器，其包括但不限于eeprom、rom、prom、ram、dram、sram、閃存、磁盤驅(qū)動器和/或光盤驅(qū)動器。作為非限制性示例，存儲設(shè)備840可包括內(nèi)部存儲設(shè)備、附加存儲設(shè)備和/或網(wǎng)絡(luò)可訪問存儲設(shè)備。系統(tǒng)800還可包括編碼器/解碼器模塊830，其被配置為處理數(shù)據(jù)以提供編碼視頻或解碼視頻。編碼器/解碼器模塊830表示可包括在設(shè)備中以執(zhí)行編碼和/或解碼功能的模塊。如已知的，設(shè)備可包括編碼和解碼模塊中的一個或兩個。此外，編碼器/解碼器模塊830可實現(xiàn)為系統(tǒng)800的分離元件或可以作為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的軟硬件組合并入處理器810中。將要加載到處理器810上以執(zhí)行上述各種過程的程序代碼可存儲在存儲設(shè)備840中，并可隨后加載到存儲器820上以用于由處理器810執(zhí)行。根據(jù)本公開的示例性實施例，處理器810、存儲器820、存儲設(shè)備840和編碼器/解碼器模塊830中的一個或多個可以在執(zhí)行上述過程期間存儲各個項目中的一個或多個，其包括但不限于，調(diào)制值、sdr視頻、hdr視頻、等式、公式、矩陣、變量、運算和操作邏輯。系統(tǒng)800還可包括通信接口850，其使得能夠經(jīng)由通信信道860與其他設(shè)備進行通信。通信接口850可包括但不限于收發(fā)信機，其被配置為通過通信信道860發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。通信接口可包括但不限于調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)卡，并且通信信道可實現(xiàn)于有線和/或無線介質(zhì)內(nèi)。系統(tǒng)800的各個組件可使用各個合適連接(包括但不限于，內(nèi)部總線、電線和印刷電路板)彼此相連或通信耦合。根據(jù)本公開的示例性實施例可以由處理器810實現(xiàn)的計算機軟件、硬件或軟硬件組合實現(xiàn)。作為非限制性示例，根據(jù)本原理的示例性實施例可由一個或多個集成電路實現(xiàn)。存儲器820可以具有適合技術(shù)環(huán)境的任何類型，并且可以使用任何合適數(shù)據(jù)存儲技術(shù)實現(xiàn)，比如，作為非限制性示例，光學存儲器設(shè)備、磁存儲器設(shè)備、基于半導(dǎo)體的存儲器設(shè)備、固定存儲器和可移除存儲器。作為非限制性示例，處理器810可以具有適合技術(shù)環(huán)境的任何類型，并且可以包括微處理器、通用計算機、專用計算機和基于多核架構(gòu)的處理器中的一個或多個。參考圖9，示出了可應(yīng)用上述特征和原理的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900可以是例如用于使用諸如衛(wèi)星、電纜、電話線或地面廣播的各種媒體中的任一種傳輸信號的頭端或傳輸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900也可用于提供用于存儲的信號。傳輸可以通過因特網(wǎng)或某個其他網(wǎng)絡(luò)來提供。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900能夠生成和傳送例如視頻內(nèi)容和其他內(nèi)容。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900從處理器901接收經(jīng)處理的數(shù)據(jù)和其他信息。在一個實現(xiàn)中，通過例如使用方法100，處理器901使用單個調(diào)制值和表示hdr畫面的sdr畫面來生成hdr視頻和/或表示hdr畫面。處理器901還可以向900提供指示例如在映射曲線中使用的函數(shù)或常數(shù)值的元數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)或裝置900包括編碼器902和能夠發(fā)送編碼信號的發(fā)射機904。編碼器902從處理器901接收數(shù)據(jù)信息。編碼器902產(chǎn)生編碼信號。編碼器902可以包括子模塊，其包括例如用于接收各種信息并將其組裝成用于存儲或傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)化格式的組裝單元。各種信息可以包括例如編碼或未編碼的視頻以及編碼或未編碼的元素。在一些實現(xiàn)中，編碼器902包括處理器901，因此執(zhí)行處理器901的操作。發(fā)射機904從編碼器902接收編碼信號，并在一個或多個輸出信號中發(fā)送編碼信號。發(fā)射機904可以例如適于發(fā)送具有表示編碼畫面的一個或多個比特流的程序信號和/或與其相關(guān)的信息。典型的發(fā)射機執(zhí)行諸如以下功能中的一個或多個：例如，提供糾錯編碼、交織信號中的數(shù)據(jù)、隨機化信號中的能量以及使用調(diào)制器906將信號調(diào)制到一個或多個載波上。發(fā)射機904可以包括天線(未示出)或與之連接。此外，發(fā)射機904的實現(xiàn)可以限于調(diào)制器906。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900還可通信耦合到存儲單元908。在一個實現(xiàn)中，存儲單元908耦合到編碼器902，并且存儲來自編碼器902的編碼比特流。在另一實現(xiàn)中，存儲單元908耦合到發(fā)射機904，并且存儲來自發(fā)射機904的比特流。來自發(fā)射機904的比特流可以包括例如已經(jīng)由發(fā)射機904進一步處理的一個或多個編碼比特流。存儲單元908在不同的實現(xiàn)中是標準dvd、藍光盤、硬盤驅(qū)動器或某個其他存儲設(shè)備中的一個或多個。參考圖10，示出了可以應(yīng)用上述特征和原理的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000可以被配置為通過諸如存儲設(shè)備、衛(wèi)星、電纜、電話線或地面廣播的各種媒體接收信號。信號可以通過因特網(wǎng)或某些其它網(wǎng)絡(luò)接收。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000可以是例如手機、計算機、機頂盒、電視機或接收編碼視頻并且提供例如解碼視頻信號以用于顯示(例如，向用戶顯示)、處理或存儲的其他設(shè)備。因此，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000可以將其輸出提供給例如電視屏幕、計算機監(jiān)視器、計算機(用于存儲、處理或顯示)或某個其他存儲、處理或顯示設(shè)備。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000能夠接收和處理數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)或裝置1000包括用于接收編碼信號(例如本申請的實現(xiàn)中描述的信號)的接收機1002。接收機1002可以接收例如提供hdr和sdr視頻中的一個或多個的信號，或從圖9的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)900輸出的信號。接收機1002可以例如適于接收具有代表編碼的hdr畫面的多個比特流的節(jié)目信號。典型的接收機執(zhí)行諸如以下功能中的一個或多個：例如，接收調(diào)制和編碼的數(shù)據(jù)信號，使用解調(diào)器1004解調(diào)來自一個或多個載波的數(shù)據(jù)信號，對信號中的能量進行去隨機化，對信號中的數(shù)據(jù)進行解交織，以及對信號進行糾錯解碼。接收機1002可以包括天線(未示出)或與其連接。接收機1002的實現(xiàn)可以限于解調(diào)器1004。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)1000包括解碼器1006。接收機1002將接收的信號提供給解碼器1006。由接收機1002提供給解碼器1006的信號可以包括一個或多個編碼比特流。解碼器1006輸出解碼信號，例如包括視頻信息的解碼視頻信號。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)或裝置1000也通信耦合到存儲單元1007。在一個實現(xiàn)中，存儲單元1007耦合到接收機1002，并且接收機1002從存儲單元1007訪問比特流。在另一實現(xiàn)中，存儲單元1007耦合到解碼器1006，并且解碼器1006從存儲單元1007訪問比特流。從存儲單元1007訪問的比特流在不同實現(xiàn)中包括一個或多個編碼比特流。存儲單元1007在不同的實現(xiàn)中是標準dvd、藍光盤、硬盤驅(qū)動器或某個其他存儲設(shè)備中的一個或多個。在一個實現(xiàn)中，來自解碼器1006的輸出數(shù)據(jù)被提供給處理器1008。在一個實現(xiàn)中，處理器1008是被配置為執(zhí)行sdr到hdr映射的處理器。在一些實現(xiàn)中，解碼器1006包括處理器1008，因此執(zhí)行處理器1008的操作。在其他實現(xiàn)中，處理器1008是下游設(shè)備的一部分，例如機頂盒或電視機?？梢岳缬梅椒ɑ蜻^程、裝置、軟件程序、數(shù)據(jù)流或信號來實現(xiàn)本文所描述的實現(xiàn)。即使僅在單個實現(xiàn)形式的上下文中進行討論(例如，僅討論方法)，所討論特征的實現(xiàn)還可以以其他形式(如裝置或程序)來實現(xiàn)。裝置可以實現(xiàn)為例如適當?shù)挠布④浖凸碳?。所述方法可以被實現(xiàn)于諸如處理器的裝置中，所述處理器一般地是指處理設(shè)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(shè)備(例如計算機、蜂窩電話、便攜/個人數(shù)字助理(″pda″))以及促進終端用戶之間的信息通信的其他設(shè)備。對本原理的“一種實施例”或“一個實施例”或“一種實現(xiàn)”或“一個實現(xiàn)”以及其它變形的提及，意思是結(jié)合所述實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、特性等包括在本原理的至少一個實施例中。從而，說明書通篇各處出現(xiàn)的短語“在一種實施例中”或“在一個實施例中”或“在一種實現(xiàn)中”或“在一個實現(xiàn)中”以及任何其它變形不必都指代相同的實施例。此外，本申請或其權(quán)利要求可提及“確定”各種信息。確定信息可以包括以下一項或多項，例如，估計信息、計算信息、預(yù)測信息或從存儲器取回信息。此外，本申請或其權(quán)利要求可提及“訪問”各種信息。訪問信息可以包括以下一項或多項，例如，接收信息、取回信息(如從存儲器)、存儲信息、處理信息、發(fā)送信息、移動信息、拷貝信息、擦除信息、計算信息、確定信息、預(yù)測信息或估計信息。此外，本申請或其權(quán)利要求可提及“接收”各種信息。接收和“訪問”一樣是廣義術(shù)語。接收信息可以包括以下一項或多項，例如，訪問信息或取回信息(如從存儲器)。此外，“接收”通常以某種方式在諸如以下各項的操作期間涉及：存儲信息、處理信息、發(fā)送信息、移動信息、拷貝信息、擦除信息、計算信息、確定信息、預(yù)測信息或估計信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚，實現(xiàn)可以產(chǎn)生被格式化為攜帶例如可以存儲或傳輸?shù)男畔⒌亩喾N信號。信息可以包括例如用于執(zhí)行方法的指令、或通過描述的實現(xiàn)之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。例如，信號可以被格式化為承載所述實施例的比特流。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(shù)據(jù)流進行編碼或者使用已編碼數(shù)據(jù)流對載波進行調(diào)制。信號攜帶的信息可以是例如模擬或數(shù)字信息?？梢酝ㄟ^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(zhì)上。當前第1頁12