改進不同顯示能力之間基于感知照度非線性的圖像數據交換的裝置和方法制造方法及圖紙

本公開涉及改進不同顯示能力之間基于感知照度非線性的圖像數據交換的裝置和方法。一種手持成像裝置具有數據接收器，其被配置為接收參考編碼圖像數據。所述數據包括被外部譯碼系統編碼的參考代碼值。所述參考代碼值表示參考灰度級，這些參考灰度級通過使用基于適于不同光水平的人類視覺對于空間頻率的感知非線性的參考灰階顯示函數而被選擇。所述成像裝置還具有數據轉換器，其被配置為訪問參考代碼值與該成像裝置的裝置特定代碼值之間的代碼映射。裝置特定代碼值被配置為生成特定于成像裝置的灰度級。基于代碼映射，數據轉換器被配置為將參考編碼圖像數據轉碼為用裝置特定代碼值編碼的裝置特定圖像數據。

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請號為201280060408.7、申請日為2012年12月6日、專利技術名稱為“改進不同顯示能力之間基于感知照度非線性的圖像數據交換的裝置和方法”的專利技術專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求于2011年12月6日提交的美國臨時專利申請No.61/567,579；于2012年7月23日提交的美國臨時專利申請No.61/674,503；以及于2012年9月20日提交的美國臨時專利申請No.61/703,449的優先權，這些申請的全部內容都出于所有目的通過引用并入此。
本專利技術總地涉及圖像數據。更特別地，本專利技術的實施例涉及不同顯示能力之間基于感知非線性的圖像數據交換。
技術介紹
技術的發展使得現代顯示器設計可以呈現圖像和視頻內容，與相同內容呈現在落后的顯示器上相比，各種質量特性得到顯著改進。例如，一些更現代的顯示器能夠以比常規或標準顯示器的標準動態范圍(SDR)高的動態范圍(DR)呈現內容。例如，一些現代的液晶顯示器(LCD)具有光單元(背光單元、側光單元等)，該光單元提供光場，在該光場中可以與有源LCD元件的液晶取向狀態的調制分開地對各個部分進行調制。該雙調制方法是可擴展的(例如，可擴展到N個調制層，其中，N包括大于2的整 數)，諸如可以通過顯示器的電光學構造中的可控中間層(例如，可分別控制的LCD層的多個層)進行擴展。相比之下，一些現有的顯示器具有比高動態范圍(HDR)明顯窄的動態范圍(DR)。使用典型的陰極射線管(CRT)、具有恒定熒光白色背光照明或等離子體屏幕技術的液晶顯示器(LCD)的移動裝置、計算機平板、游戲裝置、電視(TV)和計算機監視器設備的DR呈現能力可能限于大約三個數量級。這樣的現有顯示器因此代表標準動態范圍(SDR)，相對于HDR，有時也被稱為“‘低’動態范圍”或“LDR”。HDR照相機所捕捉的圖像可具有遠大于大多數(如果不是所有)顯示裝置的動態范圍的場景相關(scene-referred)HDR。場景相關HDR圖像可以包括大量數據，并且可以被轉換為便利于傳輸和存儲的后期制作格式(例如，具有8位RGB、YCbCr或深色選項的HDMI視頻信號；具有10位4:2:2采樣率的1.5 Gbps SDI視頻信號；具有12位4:4:4或10位4:2:2采樣率的3 Gbps SDI；以及其他視頻或圖像格式)。后期制作圖像可以包括比場景相關HDR圖像的動態范圍小得多的動態范圍。此外，當圖像被遞送到終端用戶的顯示裝置進行呈現時，沿途發生裝置特定和/或制造商特定的圖像變換，使得與原始的場景相關HDR圖像相比，在呈現圖像中引起大量視覺上明顯的錯誤。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。GB2311432A公開了用于將圖像數據的輸入幀轉換成具有不同空間頻率譜的多個輸出幀的方法。在根據人類視覺系統的模型向每個輸出幀引用單獨的增益之后，輸出幀被組合，由此銳化或軟化輸入圖像。US2003/0174284A1公開了表現為使用隨機交錯空間頻率的光柵刺激的兩個交替強制選擇檢查的對比敏感度測試。WO2007/014681A公開了調節顯示系統以使得顯示系統符合針對 所選擇的參數范圍的強制標準的方法。根據標準化的灰階標準顯示函數編碼的圖像被轉換成顯示器特定數字驅動水平。數字驅動水平被基于人類對比敏感度根據顯示系統的本征傳遞函數曲線轉換成照度輸出。附圖說明在附圖中以舉例的方式、而非限制的方式例示本專利技術，在附圖中，相似的標號表示類似的元件，其中：圖1例示根據本專利技術的示例實施例的跨越多個光適應水平的對比敏感度函數曲線的示例族群；圖2例示根據本專利技術的示例實施例的示例積分路徑；圖3例示根據本專利技術的示例實施例的示例灰階(grayscale)顯示函數；圖4例示根據本專利技術的示例實施例的描繪Weber分數的曲線；圖5例示根據本專利技術的示例實施例的與不同GSDF的裝置交換圖像數據的示例框架；圖6例示根據本專利技術的示例實施例的示例轉換單元；圖7例示根據本專利技術的示例實施例的示例SDR顯示器；圖8A和圖8B例示根據本專利技術的示例實施例的示例處理流程；圖9例示根據本專利技術的示例實施例的在其上可以實現如本文中所描述的計算機或計算裝置的示例硬件平臺；圖10A例示根據一些示例實施例的多個代碼空間中的以JND為單位的代碼錯誤的最大量，所述多個代碼空間中的每個代碼空間具有一個或多個不同位深中的不同的一個位深；圖10B至圖10E例示根據一些示例實施例的代碼錯誤的分布；以及圖11例示根據示例實施例的函數模型中的參數的值。具體實施方式本文中描述與不同能力的顯示器之間基于感知照度非線性的圖像 數據交換相關的示例實施例。在以下的描述中，出于解釋的目的，為了使得能夠徹底理解本專利技術，闡述了大量的特定細節。但應理解，可以在沒有這些特定細節的情況下實施本專利技術。在其它情況下，為了避免不必要地遮蔽、掩蓋或混淆本專利技術，不以詳盡的細節描述公知的結構和裝置。本文中根據下面的大綱來描述示例實施例：1.總體概述2.對比敏感度函數(CSF)模型3.感知非線性4.數字代碼值和灰度級(gray level)5.模型參數6.可變空間頻率7.函數模型8.基于參考GSDF交換圖像數據9.轉換參考編碼圖像數據10.示例處理流程11.實現機構——硬件概述12.枚舉示例實施例、等同、擴展、替代和其它1.總體概述本概述給出本專利技術的示例實施例的一些方面的基本描述。應當注意，本概述不是示例性實施例的各方面的詳盡或全面的概括。并且，應當注意，本概述不應被理解為標識示例性實施例的任何特別重要的方面或要素，也不應被理解為特別地將示例性實施例的任何范圍劃界，也不總體上將本專利技術劃界。本概述僅以簡要和簡化的格式給出與示例性實施例有關的一些概念，并且應被理解為僅是以下給出的示例性實施例的更詳細的描述的概念性序言。如果兩個照度值彼此相差不大，則人類視覺可能感知不到這兩個照度值之間的差異。相反，如果照度值相差不小于最小可覺差(JND)， 則人類視覺僅感知到差異。由于人類視覺的感知非線性，各個JND的數量在光水平(light level)范圍上為不均勻的大小或比例，而是隨著不同的各個光水平而變化。另外，由于感知非線性，各個JND的數量在特定光水平處的空間頻率范圍上為不均勻的大小或比例，而是隨著低于截止空間頻率的不同空間頻率而變化。通過用相等大小或線性縮放大小的照度量化步長被編碼的圖像數據與人類視覺的感知非線性不匹配。用通過在一個固定空間頻率上的照度量化步長被進行編碼的圖像數據與人類視覺的感知非線性也不匹配。根據這些技術，當分配碼字來表示量化照度值時，太多的碼字可能分布在光水平范圍的特定區域(例如，明亮區域)中，而太少的碼字則可能分布在光水平范圍的不同區域(例如，黑暗區域)中。在過于密集的區域中，大量碼字可能不能生成感知差異，并且因此實際上被浪費。在稀疏的區域中，兩個相鄰碼字可以生成比JND大得多的感知差異，并且可能生成輪廓畸變(也稱為條帶狀)視覺偽像。根據如本文中所描述的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：通過數據編碼器接收要被編碼的圖像數據；經由數據編碼器訪問參考數據轉換函數，所述參考數據轉換函數基于人類視覺的對比靈敏度確定參考數字代碼值的集合與參考水平的集合之間的映射；基于所述接收和所述訪問，經由所述數據編碼器將所接收的圖像數據編碼為參考編碼圖像數據；以及經由所述數據編碼器輸出所述參考編碼圖像數據，其中，所接收的圖像數據中的顏色分量值由所述參考數字代碼值的集合表示，所述參考數字代碼值的位深為10或12位，從所述映射中至少排除最低的三個參考數字代碼值和最高的三個參考數字代碼值，所述映射至少部分地基于如下的函數模型：(c1+c2Yn1+c3Yn)m,]]>其中，n、m、c1、c2和c3是預定值。

【技術特征摘要】
2011.12.06 US 61/567,579;2012.07.23 US 61/674,503;1.一種方法，包括：通過數據編碼器接收要被編碼的圖像數據；經由數據編碼器訪問參考數據轉換函數，所述參考數據轉換函數基于人類視覺的對比靈敏度確定參考數字代碼值的集合與參考水平的集合之間的映射；基于所述接收和所述訪問，經由所述數據編碼器將所接收的圖像數據編碼為參考編碼圖像數據；以及經由所述數據編碼器輸出所述參考編碼圖像數據，其中，所接收的圖像數據中的顏色分量值由所述參考數字代碼值的集合表示，所述參考數字代碼值的位深為10或12位，從所述映射中至少排除最低的三個參考數字代碼值和最高的三個參考數字代碼值，所述映射至少部分地基于如下的函數模型： ( c 1 + c 2 Y n 1 + c 3 Y n ) m ,...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·S·米勒，S·戴勒，M·尼扎瑪巴迪，R·阿特肯斯，
申請(專利權)人：杜比實驗室特許公司，
類型：發明
國別省市：美國;US