用于edr视频的内容创建和受指导显示管理的工作流程的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年11月13日提交的美国临时专利申请第61/903, 778号的优先 权，该申请的全部内容通过引用并入此。
技术领域
[0003] 本申请一般地涉及视频图像。更特别地，本发明的实施例涉及用于具有增强或高 动态范围的视频的内容创建和受指导显示管理的工作流程。
【背景技术】
[0004] 如本文中所使用的，术语"动态范围"(DR)可与人类心理视觉系统（HVS)感知图像 中的例如从最黑暗的暗（黑）到最明亮的亮（白）的强度（例如，亮度、luma)范围的能力 有关。从这个意义上来说，DR与"场景相关"强度有关。DR还可以与显示装置充分地或逼 真地呈现特定广度的强度范围的能力有关。从这个意义上来说，DR与"显示器相关"强度有 关。除非在本文的描述中的任何地点将特定的含义明确地指定为具有特别的重要性，否则 应推断该术语可以在任一意义上使用，例如，可交换地使用。
[0005] 如本文中所使用的，术语高动态范围（HDR)与跨越人类视觉系统（HVS)的14-15 个数量级的DR广度有关。例如，具有（例如，从统计、生物计量或眼科意义上来说）基本上 正常的视觉的适应性良好的人具有跨越大约15个数量级的强度范围。适应的人可以感知 少至仅少数光子的昏暗光源。然而，这些同样的人可以在沙漠、海洋或雪地中感知正午的太 阳的近乎痛苦的耀眼的强度（或者甚至瞥向太阳，但是是短暂地，以防止伤害）。不过，该跨 度可适用于"适应的"人（例如，其HVS具有进行重置和调整的时间段的那些人）。
[0006] 相反，与HDR相比较，DR可能是有所截断的，人可在DR上同时感知强度范围中的 宽的广度。如本文中所使用的，术语增强动态范围（EDR)或视觉动态范围（VDR)可以单独 地或可交换地与HVS可同时感知的DR有关。如本文中所使用的，EDR可以与跨越5至6个 数量级的DR相关。因此，虽然与真实场景相关HDR相比较可能有点窄，但是EDR却表示宽 的DR广度。
[0007] 大多数消费者台式显示器支持200至300cd/m2或尼特的亮度。大多数消费者HDTV 的范围为从300至1000cd/m2。与HDR或EDR相比较，这样的常规的显示器因此代表低动态 范围（LDR)，LDR也被称为标准动态范围（SDR)。随着EDR内容的可用性由于捕捉设备（例 如，照相机）和EDR显示器（例如，Dolby Laboratories的PRM-4200专业参考监视器）两者 的发展而增长，EDR内容可以被颜色分级，并且被显示在支持更高动态范围（例如，从1，000 尼特至5, 000尼特或更大）的EDR显示器上。
[0008] 如发明人在这里意识到的，由于显示装置中所支持的动态范围（例如，从低如用 于如今的电影放映机的50尼特至用于未来的EDR电视的5, 000尼特或更大）的范围宽，所 以关于用于H)R视频的适当显示管理的EDR信号和相关元数据的工作流程和发布的改进技 术是令人期待的。
[0009] 在本部分中描述的方法是可从事的方法，但未必是以前已经构想或从事的方法。 因此，除非另外指出，否则，不应仅凭借包含于本部分中而认为在本部分中描述的方法中的 任一种为现有技术。类似地，除非另外指出，否则，关于一种或更多种方法识别的问题不应 基于本部分而认为在任何现有技术中已被识别。
【附图说明】
[0010] 本发明的实施例在附图中以举例的方式、而非限制的方式被例示，在附图中，相似 的标号指的是类似的元件，其中：
[0011] 图1描绘了根据本发明的实施例的用于EDR视频信号的颜色分级、发布和显示的 示例工作流程；以及
[0012] 图2A-2C描绘了根据本发明的实施例的用于EDR视频信号的颜色分级、发布和显 示的示例工作流程。
【具体实施方式】
[0013] 本文中描述了用于EDR信号的内容创建和受指导显示管理的工作流程的方法和 系统。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了大量具体的细节以便提供本发明的透彻理 解。然而，很明显本发明可在不具有这些具体细节的情况下被实现。在其它实例中，众所周 知的结构和设备未被详尽地描述，以避免不必要地掩盖、遮盖或混淆本公开。
[0014] 概述
[0015] 本文中所描述的示例实施例涉及用于具有高或增强动态范围的视频信号的内容 创建、发布和受指导显示管理的工作流程。针对具有不同动态范围特性的第一和第二参考 显示器对具有增强动态范围（EDR)的视频数据进行颜色分级以生成第一颜色分级输出、第 二颜色分级输出、以及相关联的第一元数据集合和第二元数据集合。第一颜色分级输出和 两个元数据集合被从译码器发送到解码器以显示在目标显示器上，目标显示器可以不同于 第二参考显示器。在接收器，解码器在第一元数据集合和第二元数据集合之间进行插值以 生成第三元数据集合，第三元数据集合驱动用于将接收的视频数据显示到目标显示器上的 显示管理过程。
[0016] 在一个实施例中，第二元数据集合可被编码并且作为表示第一元数据集合和第二 元数据集合之间的差异的增量元数据被发送。
[0017] 在一个实施例中，可以在第二元数据集合被发送到接收器之前将第二元数据集合 变换为第四元数据集合。
[0018] 在接收器中，所述两个元数据集合之间的插值可以是线性的或非线性的。
[0019] 在一个实施例中，不是插值得到第三元数据集合，而是接收器可以基于所述两个 元数据集合以及目标显示器的参数来生成映射函数。
[0020] 在一个实施例中，可以从单独的从所述两个元数据集合以及目标显示器的参数生 成的映射函数来插值得到将接收的图像数据映射到目标显示器的映射函数。
[0021] EDR内容创建工作流程
[0022] 概述
[0023] 在内容创建过程期间，给定"母版（master)"源（例如，电影），通常针对不同的市 场和不同的回放环境，生成母版的多个变体。例如，工作室可以生成电影的三个版本：用于 影院放映机的电影院版本、用于DVD发布的标清版本、以及用于蓝光发布的高清版本。这些 版本可以使用不同的分辨率和不同的视频压缩方案；然而，在大多数情况下，它们全都需要 遵从导演的最初艺术意图。
[0024] 随着内容创建和显示管理工作流程从如今的相对较低的动态范围迀移到增强或 高动态范围，老式显示器和未来的显示器之间的宽范围的明亮度和颜色再现能力对于希望 在所有观众之间以一致的方式保持导演的意图的任何工作室（或者一般地，内容创建者） 提出了挑战。低劣再现可能是非常分散注意力的，而且不受欢迎的。不幸的是，如今的广播 标准（诸如ITU-R Recommendation BT. 709)对于视频信号的合适显示管理仅提供有限的 支持。
[0025] 为了解决这些问题，图1描绘了根据本发明的一个实施例的用于视频信号的颜色 分级、分布和受指导显示管理的示例工作流程。如图1中所描绘的，给定原始EDR视频数 据（102)，调色师使用第一参考显示器（D1)来创建与导演的意图匹配的第一颜色分级版本 (107)。在一个实施例中，第一参考显示器可以具有就黑色级和白色级（例如，动态范围） 和色域而言最佳的可能的显示能力。作为第一颜色分级（105)的副产品，还生成了第一视 频元数据集合（Ml) (110)。如本文中所定义的，术语"元数据"或"附属数据"可以与被作为 编码的比特流的一部分发送的任何辅助信息有关，并且可以帮助下游装置（例如，接收器 或解码器）呈现解码的图像。这样的元数据可以包括，但不限于，诸如以下的信息：颜色空 间或色域信息、动态范围信息（例如，最小、中间色调和最大亮度值）、色调映射信息、或其 他的显示器或内容相关信息（例如，显示器特性以及颜色分级期间的周围光）。在一个实 施例中，感兴趣的元数据可以包括发光强度和色度强度相关参数，诸如：提升、增益和伽玛 (ga_a)、总体颜色饱和度、以及亮度相关颜色饱和度。这些元数据可以表征视频数据（102) 的每个帧或帧集合（诸如场景或"快照"），其中，如这里所定义的，术语"场景"可以与视频 信号中的共享相似的颜色和动态范围特性的一系列连续的帧有关。
[0026] 给定第一颜色分级输出（107)，调色师可以执行"修剪工序（trim-pass)"以生成 用于第二参考显示器（D2)的第二颜色分级版本（117)。如稍后将更详细地描述的，该步骤 可以是自动的或半自动的，并且将生成第二元数据集合（M2) (120)。第二参考显示器将具有 典型地低于第一参考显示器的动态范围特性的动态范围特性。
[0027] 在现有技术中，第二颜色分级版本（117)连同第二元数据集合（120) -起可以被 以适合于存储到发布介质（例如，DVD)上或者直接发送给观众的格式进行编码。因此，当 接收到编码的视频数据和元数据并且对它们进