ES2816103T3

ES2816103T3 - Método y aparato para la transformación de datos de imagen

Info

Publication number: ES2816103T3
Application number: ES17205328T
Authority: ES
Inventors: Anders Ballestadt; Andrey Kostin; Gregory John Ward
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: BR112013023527A2; CN105516541A; US20140002478A1; JP5792369B2; RU2582655C2; JP2015233286A; JP2014512740A; US20160071484A1; EP2687005A1; BR122015005675A2; CN105516541B; JP2015080216A; US20130328907A1; PL2687005T3; TW201448563A; KR101490727B1; US9224363B2; JP2015233323A; KR20150016332A; BR122015005675B1

Abstract

Un método para mejorar la gestión de visualización de imágenes, comprendiendo el método: recibir primeros datos de información para los datos de vídeo de entrada, comprendiendo los primeros datos de información un nivel mínimo de luminancia, un nivel máximo de luminancia y un nivel medio de luminancia para los datos de vídeo de entrada, en donde el nivel medio de luminancia se recibe como parte de los metadatos de los datos de vídeo de entrada; acceder a segundos datos de información para un dispositivo de visualización diana, comprendiendo los segundos datos de información un nivel de punto de negro, un nivel de punto de blanco y un nivel de punto medio para el dispositivo de visualización diana; determinar una función de transferencia para correlacionar valores de píxel de los datos de vídeo de entrada a correspondientes valores de píxel de datos de imágenes de salida usando los datos de información primeros y segundos, en donde la función de transferencia comprende tres puntos de anclaje, en donde el primer punto de anclaje se determina usando el nivel mínimo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de negro del dispositivo de visualización diana, el segundo punto de anclaje se determina usando el nivel máximo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de blanco del dispositivo de visualización diana, y el tercer punto de anclaje se determina usando el nivel medio de luminancia para los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto medio del dispositivo de visualización diana; y correlacionar los datos de vídeo de entrada con los datos de imágenes de salida usando la función de transferencia determinada.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para la transformación de datos de imagen

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud es una solicitud divisionaria europea de la solicitud de patente europea-PCT EP 12711308.2 (referencia: D10080EP01), presentada el 15 de marzo de 2012.

Campo técnico

La invención se refiere a la visualización y el procesamiento de imágenes. La invención se refiere específicamente a métodos y a un aparato que implican la correlación de tonalidades y/o de gamas. Los métodos y el aparato que se describen en el presente documento se pueden aplicar para proporcionar imágenes de calidad en dispositivos de visualización de destino mientras se preserva la intención creativa. La invención puede implementarse, por ejemplo, en dispositivos electrónicos de visualización tales como televisores, monitores de ordenador, reproductores multimedia, teléfonos portátiles con capacidad de vídeo y otros dispositivos portátiles, dispositivos de visualización especializados tales como dispositivos de visualización de realidad virtual, dispositivos de visualización publicitarios y similares, así como también a equipos de procesamiento de imágenes de flujo ascendente, tales como decodificadores, puntos de acceso y similares.

Antecedentes de la invención

Las publicaciones de patentes en el campo general de esta invención incluyen las siguientes:

US20010050757;

US20020075136;

US20020080245;

US20070127093;

US20080094515;

US20080170031;

US20080186707;

US20090201309;

US20090267876;

US20100007599;

US201000118008;

US7158673;

US6989859;

JP2002092655.

El documento US2014/057061A da a conocer ajustes de tonalidad de imágenes de tres puntos de control basados en sus valores de luminancia mínimo, máximo y medio.

El creador de una producción de vídeo u otra imagen (por ejemplo, un director, colorista o similar) puede ajustar tonalidades y colores de píxeles en la imagen de modo que, cuando se visualice, la imagen tenga un aspecto deseado que coincida con la intención creativa del creador. Por ejemplo, un creador puede desear que algunas escenas tengan una sensación más oscura y opresiva que otras. El creador puede desear que ciertas características representadas en una escena se destaquen o sean menos prominentes. El ajuste de tonalidades y colores de los píxeles en una imagen puede incluir realizar una clasificación del color (o “sincronización del color”) en los datos de vídeo de origen. La clasificación del color puede realizarse utilizando un sistema de soporte físico/soporte lógico que permite a un usuario cambiar los datos de vídeo de diversas maneras para lograr el aspecto deseado.

Ahora hay disponibles diversas tecnologías de visualización. Por ejemplo, hay dispositivos de visualización de plasma, dispositivos de visualización LCD retroiluminados por una variedad de tipos de fuentes de luz, tales como LED de diversos tipos, lámparas fluorescentes o lámparas incandescentes de alta intensidad, dispositivos de visualización basados en CRT, dispositivos de visualización de cine digital, etc. Un dispositivo de visualización particular combina soporte físico de visualización con componentes de procesamiento de señales de vídeo que reciben señales de vídeo y controlan el soporte físico de visualización para visualizar el contenido de vídeo de las señales de vídeo.

Los diferentes dispositivos de visualización pueden variar significativamente con respecto a características tales como:

• la gama de colores que puede reproducir el dispositivo de visualización;

• el brillo máximo alcanzable;

• relación de contraste;

• resolución;

• formatos aceptables de las señales de entrada;

• profundidad del color;

• nivel de blanco;

• nivel de negro;

• punto de blanco;

• etapas de gris;

• etc.

En consecuencia, el mismo contenido de imagen puede aparecer diferente cuando se reproduce en diferentes dispositivos de visualización. El contenido de imagen que coincide con la intención creativa de un creador cuando se muestra en algunos dispositivos de visualización puede apartarse de la intención creativa del creador de una o más maneras cuando se visualiza en otros dispositivos de visualización.

Algunos dispositivos de visualización actuales pueden superar en uno o más aspectos a los dispositivos de visualización que eran de última generación en el momento en que se creó cierto contenido. Por ejemplo, los nuevos dispositivos de visualización pueden ser capaces proporcionar imágenes con reflejos más brillantes, mayor contraste y/o gamas de colores más amplias que los dispositivos de visualización más antiguos. Puede ser deseable aprovechar estas prestaciones mejoradas sin apartarse significativamente de la intención creativa incorporada en el contenido que se está visualizando.

Puede ser deseable reproducir contenido de vídeo creado para aprovechar los dispositivos de visualización de alto rendimiento en dispositivos de visualización preexistentes o dispositivos de visualización que tienen prestaciones inferiores. Sería deseable proporcionar métodos y un aparato para adaptar el aspecto del vídeo y otras imágenes visualizadas en diferentes dispositivos de visualización para preservar lo más posible la intención creativa incorporada en los datos de imagen.

La percepción del color y de la luminancia puede verse afectada por condiciones ambientales. El vídeo u otras imágenes presentadas en condiciones de teatro (iluminación ambiental baja) pueden ser percibidos por los espectadores de manera significativamente diferente a la que se percibiría en el mismo vídeo u otras imágenes cuando se visualizaran en condiciones con iluminación ambiental considerable. Además, las características (tales como la temperatura de color) de la iluminación ambiental pueden afectar a una percepción del espectador del contenido de vídeo. Sería deseable visualizar vídeo u otras imágenes teniendo en cuenta el entorno en el cual se está visualizando el contenido para preservar lo más posible la intención creativa incorporada en el vídeo o en las otras imágenes.

Es necesario proporcionar a los espectadores de imágenes (incluyendo imágenes fijas y/o de vídeo) experiencias de visualización que aprovechen las prestaciones de los dispositivos de visualización en los que visualizan las imágenes. Sigue existiendo la necesidad de aparatos y métodos que puedan aplicarse para ajustar los datos de imagen de manera que el vídeo u otro contenido de imágenes codificado en los datos de imagen tenga un aspecto deseado cuando se reproduzca.

Compendio de la invención

La invención tiene diversos aspectos. Estos incluyen, sin limitación, un aparato que comprende funcionalidad de transformación de gama; método para la transformación de gama, métodos para adaptar la visualización del contenido de imagen para tener en cuenta las condiciones de iluminación ambiental; los productos de programa que comprenden código legible por ordenador que, cuando es ejecutado por un procesador de datos, hace que el procesador de datos ejecute un método de acuerdo con la invención.

Un aspecto no limitante proporciona un aparato que comprende una unidad de correlación de coordenadas de píxel que está configurada para transformar datos de imagen de acuerdo con una función de transferencia. La función de transferencia se caracteriza por una pluralidad de puntos de anclaje y un parámetro libre. La función de transferencia tiene una pendiente de intervalo medio controlada por el parámetro libre. Las transformaciones en los puntos de anclaje no se ven afectadas por el parámetro libre. Tal aparato puede ser útil para transformar contenido clasificado por color para visualizarlo, por ejemplo, en un dispositivo de visualización diana particular.

En algunas realizaciones, el aparato comprende o recibe una señal desde un sensor de iluminación ambiental y un circuito conectado para recibir una señal de iluminación ambiental desde el sensor de iluminación ambiental está configurado para controlar uno o más del parámetro libre y una coordenada de uno de los puntos de anclaje en función, al menos en parte, de la señal de iluminación ambiental.

En algunas realizaciones, los datos de imagen comprenden conjuntos de valores de píxel para los píxeles en una imagen. Los conjuntos de valores de píxel comprenden valores de color para cada uno de una pluralidad de colores primarios (por ejemplo, valores correspondientes a los colores primarios rojo, verde y azul). El aparato comprende una pluralidad de unidades de correlación de coordenadas de píxel, cada una conectada para transformar uno correspondiente de los valores de color. Los parámetros para las funciones de transferencia en las diferentes unidades de correlación de coordenadas pueden ser iguales o diferentes. Con diferentes parámetros seleccionados adecuadamente, las transformaciones pueden realizar corrección de color, así como también traducción de gama.

Otro aspecto de la invención comprende métodos para correlacionar datos de imagen para su visualización en un dispositivo de visualización diana. Los métodos comprenden transformar valores de píxel de los datos de imagen en correspondientes valores de píxel transformados de acuerdo con una función de transferencia. La función de transferencia se caracteriza por una pluralidad de puntos de anclaje y un parámetro libre. La función de transferencia tiene una pendiente de intervalo medio controlada por el parámetro libre. Las transformaciones de valores de píxel correspondientes a los puntos de anclaje no se ven afectadas por el parámetro libre. En algunas realizaciones, uno o más de los parámetros libres y de la ubicación de un punto de anclaje de intervalo medio se cambian automáticamente para tener en cuenta la iluminación ambiental y/o la adaptación de los sistemas visuales de los espectadores.

Otro aspecto comprende métodos para correlacionar datos de imagen para su visualización en un dispositivo de visualización diana, combinando una transformación de correlación global de tonalidad con una operación de correlación local de tonalidades de escala múltiple.

Otro aspecto proporciona un aparato de manipulación del color. El aparato puede comprender una estación de trabajo para modificar, por ejemplo, imágenes fijas o de vídeo. El aparato puede aplicarse para modificar valores de color en datos de imagen. El aparato de manipulación de color comprende una primera memoria o entrada para datos de imagen de origen y una segunda memoria o salida para datos de imagen modificados. Una unidad de correlación de coordenadas de píxel está conectada para acceder a la primera memoria o entrada y configurada para transformar los datos de imagen de origen de acuerdo con una función de transferencia caracterizada por una pluralidad de puntos de anclaje y un parámetro libre. La función de transferencia tiene una pendiente de intervalo medio controlada por el parámetro libre, no viéndose las transformaciones en los puntos de anclaje afectadas por el parámetro libre para producir los datos de imagen modificados y para proporcionar los datos de imagen modificados a la segunda memoria o salida. Una entrada de usuario está configurada para aceptar de un usuario un valor para el parámetro libre. Hay un dispositivo de visualización conectado para visualizar los datos de imagen modificados. Un usuario puede ajustar el valor del parámetro libre para obtener un aspecto deseado de la imagen visualizada en el dispositivo de visualización.

A continuación, se describen aspectos adicionales de la invención y características de realizaciones específicas de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran realizaciones no limitantes de la invención.

La Figura 1 es una representación esquemática de un flujo funcional de distribución de vídeo.

La Figura 2 muestra un aparato de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

La Figura 3 ilustra una función de transferencia ejemplar.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método que utiliza información sobre un dispositivo de visualización diana y datos de imagen de entrada para determinar valores apropiados para parámetros que definen una función de transferencia.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un método para procesar datos de imagen de acuerdo con una realización ejemplar.

La Figura 6 representa un diagrama de flujo que ilustra un método que combina un operador de correlación global de tonalidades con un operador de correlación local de tonalidades de escala múltiple de acuerdo con una realización ejemplar.

Descripción de la invención

A lo largo de la siguiente descripción, se exponen detalles específicos para proporcionar una comprensión más completa de la invención. Sin embargo, la invención puede ser puesta en práctica sin estos detalles. En otros casos, no se han mostrado o descrito en detalle elementos bien conocidos para evitar complicar innecesariamente la invención. En consecuencia, la memoria y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo, no restrictivo.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un flujo funcional 20 de distribución de vídeo. Los datos 22 de vídeo sin tratar se obtienen y editan en un paquete 23 de aplicaciones de edición para proporcionar una producción 24 de vídeo sin tratar. Las tonalidades y/o los colores en la producción de vídeo sin tratar son ajustados en una estación 26 de sincronización del color por un colorista (por ejemplo, un ser humano que utiliza herramientas proporcionadas por la estación de sincronización del color por medio de una interfaz de usuario adecuada) para lograr una producción 27 de vídeo sincronizado por color. La estación 26 de sincronización del color incluye un monitor profesional 30, en el cual el colorista visualiza la producción de vídeo. Utilizando herramientas y controles proporcionados por la estación 26 de sincronización del color, el colorista ajusta tonalidades y/o colores de la totalidad o de partes de las imágenes que componen la producción de vídeo para lograr un aspecto general que, cuando se visualiza en el dispositivo 30 de visualización, coincide con la intención artística del colorista.

Si todos los espectadores de la producción 27 de vídeo sincronizado por color observaran la producción de vídeo en un dispositivo de visualización idéntico al dispositivo 30 de visualización en condiciones ambientales idénticas a las experimentadas por el colorista, entonces, exceptuando variaciones individuales en la percepción humana de imágenes, todos los espectadores verían la producción de vídeo exactamente como pretende el colorista (es decir, de una manera fiel a la intención artística del colorista). Dada la amplia variedad de dispositivos de visualización que están en uso, no es realista esperar que los todos espectadores tengan el mismo dispositivo de visualización, ni siquiera que los dispositivos de visualización en los que diferentes espectadores verán una producción de vídeo tengan características similares, tal como brillo máximo, nivel de negro y gama de colores.

Un aspecto de la invención proporciona métodos y un aparato de correlación que pueden aplicarse automáticamente para correlacionar tonalidades y/o colores a partir de datos de imagen, tales como, por ejemplo, producción 27 de vídeo sincronizado por color para visualizarlo en un dispositivo de visualización particular de destino de una manera que reproduzca rigurosamente la experiencia de visualización del colorista.

En algunas realizaciones, los métodos y el aparato de correlación proporcionan control directo sobre uno o más de:

- brillo promedio de imagen (punto de adaptación);

- contraste local de tonalidad media;

- saturación de color;

- nivel en el cual se muestra el negro de entrada; y

- nivel en el cual se muestra el blanco de entrada.

Estos parámetros afectan a la experiencia de visualización.

La Figura 2 muestra el aparato 40 de acuerdo con una realización ejemplar de la invención. En este ejemplo, el aparato 40 tiene una entrada 42 para recibir datos 43 de vídeo para visualizar en una pantalla 44 de un dispositivo 41 de visualización diana para su visualización por un espectador V. Los datos 43 de vídeo pueden comprender datos de vídeo sincronizado por color que implementen la intención de un creador. El aparato 40 comprende un traductor 46 de espacio de color que traduce valores de píxel para datos 43 de vídeo a un espacio de color que es nativo para el dispositivo 41 de visualización diana. En la realización ejemplar ilustrada, el espacio de color nativo del dispositivo 41 de visualización diana es un espacio de color RGB, el cual especifica colores en términos de las intensidades de los colores primarios del dispositivo 41 de visualización diana.

El traductor 46 de espacio de color puede comprender, por ejemplo, un multiplicador matricial que multiplica un vector de valores de píxel en datos 43 de vídeo por una matriz de 3x3 para producir un vector de valores de espacio de color nativo del dispositivo de visualización 41 (por ejemplo, valores RGB). La matriz de transferencia puede especificarse teniendo en cuenta los primarios y el punto de blanco del dispositivo 41 de visualización diana. En algunas realizaciones, el traductor 46 de espacio de color puede configurarse para aplicar una matriz de transformación de espacio de color sin un cambio de escala para la luminancia máxima. Como se explica a continuación, esto puede hacer que la selección de parámetros para las operaciones de procesamiento de imagen subsiguientes sea más intuitiva.

En el siguiente ejemplo, los valores de píxel en los datos 43 de vídeo se representan en un espacio de color XYZ y el traductor 46 de espacio de color realiza una traducción desde el espacio de color XYZ a valores RGB positivos. La invención no está limitada a datos de color presentados en un espacio de color XYZ. Los datos 43 de vídeo pueden presentarse en cualquier espacio de color adecuado.

Los valores RGB negativos pueden resultar en traducciones de combinaciones de valores de píxel que están fuera de gama (por ejemplo, colores que no pueden reproducirse utilizando ninguna combinación disponible de los colores primarios utilizados por el dispositivo de visualización). Cualquier valor RGB negativo generado por el traductor 46 de espacio de color puede ser recortado, convirtiéndose en un valor bajo no negativo. Como alternativa, los valores de píxel fuera de gama pueden ser correlacionados con valores de píxel en gama antes de la traducción (por ejemplo, de acuerdo con una correlación dentro del espacio de color de los datos 43 de vídeo). Esto puede realizarlo, por ejemplo, una unidad de correlación separada o un componente del traductor 46 de espacio de color.

Después de ser procesados por el traductor 46 de espacio de color, los datos 43 de vídeo comprenden los valores 48R, 48G y 48B, que corresponden, respectivamente, a los primarios rojo, verde y azul (RGB) del dispositivo 41 de visualización diana.

Cada uno de los valores 48R, 48G y 48B es correlacionado independientemente con un nuevo valor mediante una unidad 50 de correlación. Se muestran las unidades 50R, 50G y 50B de correlación. Cada una de las unidades de correlación correlaciona un valor de entrada correspondiente recibido desde el traductor 46 de espacio de color con un valor transformado. En la realización ilustrada, los valores transformados están indicados por 48R' 48G' y 48B', respectivamente.

Cada una de las unidades 50 de correlación correlaciona su valor de entrada con un valor de salida de acuerdo con una función 55 de transferencia. Ventajosamente, la(s) función/funciones 55 de transferencia pueden caracterizarse por una pluralidad de puntos fijos, que pueden denominarse “puntos de anclaje” y un parámetro libre que ajusta una pendiente de la función de transferencia en una región de intervalo medio. Esta pendiente corresponde al contraste de intervalo medio. El ajuste del parámetro libre proporciona un medio para controlar el contraste de intervalo medio. La función de transferencia puede ser lineal o aproximarse a la linealidad en la región de intervalo medio.

La Figura 3 muestra una función de transferencia ejemplar. En la Figura 3, los valores de entrada se indican en el eje horizontal y los valores de salida se indican en el eje vertical. Cada uno de los ejes tiene una escala logarítmica. La función 55 de transferencia se caracteriza por un valor máximo 56A para valores de salida, un valor mínimo 56B para valores de salida y una región 56C de tonalidad media sustancialmente lineal. Las funciones 55R, 55G y 55B de transferencia aplicadas a señales de canal rojo, azul y verde por las unidades 50A, 50B y 50C de correlación pueden ser idénticas o diferentes. Las unidades 50A, 50B y 50C de correlación pueden ser completamente independientes o pueden compartir componentes de soporte físico y/o soporte lógico.

En una realización ejemplar, la función 55 de transferencia viene dada por la siguiente ecuación:

donde Ci, C2 y C3 son constantes, V es el valor de entrada para el canal de color, V es el valor de salida para el canal de color y n es un parámetro. La función de transferencia de la Ecuación (1) es un ejemplo de una función de curva de tonalidad sigmoidea parametrizada.

Como alternativa, se pueden utilizar otras funciones de transferencia parametrizadas. En algunas realizaciones, la función de transferencia incluye parámetros que proporcionan control sobre una o más de una pendiente de extremo inferior, una pendiente de extremo superior y la “brusquedad” de la desviación en los extremos superior e inferior de la función de transferencia.

El método 70 de la Figura 4 ilustra un método para establecer valores para los parámetros en la Ecuación (1) en un caso específico. El método 70 utiliza información sobre el dispositivo de visualización diana e información sobre un dispositivo de visualización utilizado en la sincronización del color o en la aprobación de los datos de vídeo de entrada (un “dispositivo de visualización de sincronización del color”) para determinar los valores apropiados para los parámetros de la Ecuación (1). El bloque 71 identifica tres puntos de anclaje de luminancia en la curva 55. Un primer punto 57A de anclaje tiene coordenadas horizontal y vertical, respectivamente, iguales a los niveles de negro del dispositivo de visualización de sincronización del color y del dispositivo de visualización diana. En algunas realizaciones, la información sobre el dispositivo de visualización de sincronización del color se deduce de la señal de entrada. Por ejemplo, se puede inferir un nivel de negro para el dispositivo de visualización de sincronización del color a partir de la señal de entrada tomando un pequeño percentil (por ejemplo, el percentil 0,1) del canal de luminancia en la señal de entrada. Un nivel de negro para el dispositivo de visualización diana es el nivel de negro para el dispositivo de visualización diana.

Un segundo punto 57B de anclaje tiene como su coordenada horizontal un nivel de blanco para el dispositivo de visualización de sincronización del color y, como coordenada vertical un punto de blanco para el dispositivo de visualización diana. Por ejemplo, un punto de blanco para el dispositivo de visualización de sincronización del color puede deducirse a partir de la señal de entrada como el valor máximo de cualquier canal de color en la señal de entrada.

La posición de un punto 57C de anclaje medio afecta al brillo general de una imagen visualizada (por ejemplo, la intensidad lumínica de la imagen). La selección apropiada del punto 57C de anclaje de tonalidad media facilita que se perciba que la imagen de entrada es adecuadamente brillante en el dispositivo de visualización diana.

La ubicación horizontal del punto 57C se puede ajustar de varias maneras; estas incluyen las siguientes:

• calcular la media geométrica de la luminancia de entrada;

• seleccionar un valor fijo que se percibiría en el entorno de clasificación del color como un valor medio adecuado. Por ejemplo, en algunas realizaciones, este valor podría ajustarse a un nivel tal como 10.

El valor vertical para el punto 57C puede basarse en un nivel de luminancia correspondiente al gris medio para el dispositivo de visualización diana. Por ejemplo, en un dispositivo de visualización que pueda producir valores de luminancia entre 1 cd/m2 y 400 cd/m2, el gris medio es aproximadamente 20 cd/m2 (que logarítmicamente está a mitad de camino entre 1 y 400 cd/m2). Por lo tanto, un valor apropiado para el punto 57C puede ser un valor correspondiente al gris medio (aproximadamente 20 cd/m2 en este ejemplo). En realizaciones en las que el traductor 46 de espacio de color está configurado para aplicar una matriz de transformación de espacio de color sin un cambio de escala para la luminancia máxima, un valor de 20 corresponderá a un gris medio de 20 cd/m2.

En algunas realizaciones, el punto 57C de anclaje de tonalidad media se selecciona para hacer igual la relación de la coordenada del punto de anclaje de tonalidad media con la coordenada del punto de anclaje de blanco, dentro de un factor deseado, tanto para la entrada como para la salida de la función de transferencia.

En algunas realizaciones, pueden utilizarse diferentes funciones de transferencia para cada una de las coordenadas RGB para proporcionar una transformación de manera que el punto de blanco de los datos de vídeo se transforme para coincidir con el punto de blanco del dispositivo de visualización diana y/o del entorno de visualización diana. Una manera de lograr esto es expresar el punto de blanco de los datos de vídeo de entrada en términos de coordenadas de cromaticidad (tales como, por ejemplo, coordenadas de cromaticidad CIE x,y) y convertir a valores XYZ con cambio de escala dados por las siguientes ecuaciones

2 _ 1 - x - y

y

Estos valores XYZ pueden convertirse posteriormente al espacio de color RGB para el dispositivo de visualización diana para producir un punto de blanco para los datos de entrada que pueden denotarse como (R, G, B)wp,in. En casos en los que los puntos de blanco de origen y de destino son iguales, ambos puntos de blanco deberían ser (111) en las coordenadas RGB normalizadas. Las coordenadas para los puntos 57A, 57B, 57C de anclaje para los canales rojo, verde y azul pueden obtenerse multiplicando los valores de anclaje de luminancia por los valores de puntos de blanco como sigue:

(R, G, B)min in = YminM(R, G,B)wp in (5)

(R, G, B )maxM = Ymax¡in(R, G, B )wp in (6)

(R, G, B )mid in - Ymid in(R, G, B )wp in (7)

(R, G, B )minout = Yminout(R, G, B )wp out (8)

(■ R’ B)mid,out = Ymid.,out{R> G, B)wp out (9)

(R, G, B)max¡out - Ymax out(R, G, B )wp out (10)

en donde el subíndice “in” denota los datos de la imagen de entrada, el subíndice “out” denota los datos de salida (es decir, los datos que se transmiten para la visualización); (Ymax.in, Ymax.out) son las coordenadas no ajustadas para el punto 57B de anclaje; (Ymin.in, Ymin.out) son las coordenadas no ajustadas para el punto 57A de anclaje; y (Ymid.in, Ymid.out) son las coordenadas no ajustadas para el punto 57C de anclaje; y (R, G, B)wp,out son las coordenadas RGB del punto de blanco del dispositivo de visualización diana.

Las Ecuaciones (5) a (10) proporcionan un conjunto de tres puntos de anclaje para cada uno de los canales de color. Por ejemplo, el punto 57A de anclaje para el canal de color rojo viene dado por (Rmax.in, Rmax.out); el punto 57B de anclaje para el canal de color rojo viene dado por (Rmin.in Rmin.out); y el punto 57C de anclaje para el canal de color rojo viene dado por (Rmid.in, Rmid.out). Cuando los puntos de blanco para los datos de vídeo de entrada y el dispositivo de visualización diana no son iguales, los conjuntos de puntos de anclaje serán diferentes; esto resulta en una función de transferencia diferente para cada uno de los canales de color.

La función de transferencia para cada uno de los canales de color de la forma proporcionada por la Ecuación (1) se puede obtener a partir de las coordenadas de los correspondientes puntos de anclaje al realizar el cálculo:

en donde X1 , X2 y X3 vienen dadas por:

e yi, y²e y3 vienen dadas por:

Una característica de las funciones de transferencia descritas anteriormente es que n sigue siendo un parámetro libre. Esto permite ajustar el contraste de tonalidad media a cualquier nivel deseado. Cabe destacar que la pendiente de la función en los dos ejes logarítmicos en el punto de anclaje de tonalidad media diferirá ligeramente del valor de n si el punto de anclaje de tonalidad media no está centrado en los intervalos de entrada y de salida. Sin embargo, el contraste de tonalidad media puede ajustarse ajustando el valor de n. Un buen punto de inicio para el parámetro de contraste de tonalidad media, n, es 1. Este valor para n garantiza que la escena correlacionada tenga un contraste local de intervalo medio sustancialmente similar en el dispositivo de visualización diana y en la escena original. Con las funciones de transferencia indicadas anteriormente, los valores de luminancia lineal de visualización para cada uno de los canales de color rojo, verde y azul se pueden expresar de la siguiente manera:

(14)

(15)

-1B C2BB¿;

Bout ~ i+ c3Bb£ (16)

Estos valores pueden utilizarse para controlar el dispositivo de visualización diana para visualizar la imagen. En algunas realizaciones, estos valores pueden corregirse para la respuesta del dispositivo de visualización diana a valores de entrada lineales (por ejemplo, normalizados) antes de utilizarse para controlar el dispositivo de visualización diana.

En algunas realizaciones, los valores de control normalizados (Rnorm, Gnorm, Bnorm) para el dispositivo de visualización diana se calculan utilizando las siguientes relaciones:

Los valores normalizados se pueden cambiar de escala al intervalo de señales de control para el dispositivo de visualización diana (por ejemplo, hasta el intervalo 0-255 para un dispositivo de visualización diana de 8 bits).

Opcionalmente, los colores de la imagen se pueden mejorar aumentando la saturación del color. Esto puede hacerse, por ejemplo, utilizando las siguientes relaciones:

aRnorm+bGnorm+cBmrm _{R =} (20)

a+b(lmrm) c(^ Mnn)

_{yKnorm' yKnorm'}

B = R (!h2ün\S (22)

Los valores para a, b y c en la Ecuación (20) pueden definirse con referencia a los elementos de una matriz transformada inversa M correspondiente al traductor 46 de espacio de color inverso ([X, Y, Z]T = M * [R, G, B]); específicamente, a puede venir dada por: a = M(2,1), b puede venir dada por: b = M(2,2), y c puede venir dada por: c = M(2,3). En las Ecuaciones (20), (21) y (22), S es un parámetro libre. Los valores para S mayores que 1 harán que aumente la saturación del color. Los valores para S menores que 1 harán que la saturación del color disminuya (es decir, hará que los colores se vuelvan más desaturados).

Cuando sea necesario o se desee, los valores de control normalizados pueden corregirse en gamma. Esto puede hacerse, por ejemplo, de acuerdo con las siguientes relaciones:

_ wVy

corregido u norm (24)

donde y es la respuesta del dispositivo de visualización. y es aproximadamente 2,2 en algunos dispositivos de visualización diana. Cuando los valores de control normalizados se resaturan, la corrección en gamma se puede realizar sobre los valores de control resaturados (R', G'y B).

En algunas realizaciones, los colores de imagen se resaturan para restaurar, al menos aproximadamente, la saturación perdida como resultado de la compresión tonal. Cuando la compresión tonal no es constante en toda la gama de tonalidades de una imagen, diferentes niveles de compresión tonal aplicados a diferentes tonalidades resultan en diferentes colores que se desaturan en grados diferentes. En general, cuanto mayor es la cantidad de compresión tonal, mayor es la cantidad de desaturación. La cantidad de compresión tonal se puede cuantificar por la pendiente de la curva tonal en los dos ejes logarítmicos. Como ejemplo ilustrativo, la función de curva de tonalidad sigmoidea trazada como curva 55 en la Figura 3 tiene una pendiente de la función en los dos ejes logarítmicos más pronunciada sustancialmente en la región 56C de tonalidad media sustancialmente lineal que en la proximidad del valor máximo 56A y el valor mínimo 56B. En consecuencia, la compresión tonal que va desde la entrada (coordenada horizontal) a la salida (coordenada vertical) es mayor en la proximidad de los valores 56A y 56B en comparación con la región 56C de tonalidad media sustancialmente lineal.

La aplicación de una técnica de resaturación global puede resaturar todos los píxeles sin tener en cuenta la cantidad de desaturación causada por la compresión tonal. Algunas realizaciones resaturan píxeles de datos de imagen transformados de acuerdo con la cantidad de compresión tonal de los píxeles de datos de imagen transformados. Dado que la cantidad de compresión tonal corresponde a la pendiente de la curva tonal en los dos ejes logarítmicos, la cantidad de compresión tonal para un valor de entrada Ln puede determinarse como la derivada de la función de transferencia Lout = f(Ln) en el valor de entrada Ln. La pendiente de esta función de transferencia en los dos ejes logarítmicos puede determinarse ajustando Ln = exy Lout = eyy resolviendo para dy/dx, lo cual representa la pendiente de la función en los dos ejes logarítmicos. Para una curva de tonalidad de acuerdo con la Ecuación (1) anterior, y se puede expresar como:

y = log(q c2enx) - log(l c3enx) (26)

y la pendiente c(Ln) de la función en los dos ejes logarítmicos en cualquier punto de la curva de tonalidad puede calcularse como la derivada de y con respecto a x en Ln:

nL1in(c2-c1c3)

C(¿í„) = S dx = (c1+c2Ljln)(l+ c 3Lfrl) (27)

Para los canales de color R, G y B, los valores de control resaturados (Rresat, Gresat, Bresa) pueden determinarse en términos de los valores de control normalizados como sigue:

f, s/(c)-c

Gresat ~ G n0rm (29)

D — D tr. v/CO-c

D resat ~ D norm j (30)

donde f(c ) se da como:

f(c) = ^(1+k1)ck2

_{1 k1Ck2} (31)

y ki y k2 son constantes. En algunas realizaciones ki = 1,6774. En algunas realizaciones, ki = 1,677. En algunas realizaciones, ki = 1,68. En algunas realizaciones (incluyendo, sin limitación, algunas realizaciones en las que ki = 1,6774, ki = 1,677 o ki = 1,68), k2 = 0,9925. En algunas realizaciones (incluyendo, sin limitación, algunas realizaciones en las que ki = 1,6774, ki = 1,677 o ki = 1,68), k2 = 0,992. En algunas realizaciones (incluyendo, sin limitación, algunas realizaciones en las que ki = 1,6774, ki = 1,677 o ki = 1,68), k2 = 0,99. Se apreciará que pueden obtenerse resultados aceptables utilizando otros valores de ki y k2. También se apreciará que los valores de control resaturados, Rre-sat, Gre sat y Bre-sat, podrían calcularse en función de los valores de luminancia lineal de visualización para cada uno de los canales de color rojo, verde y azul (Rom, Gomy Bout).

Se apreciará que la técnica descrita anteriormente para la resaturación dependiente de la compresión tonal puede practicarse de una manera que es libre de parámetros (automática).

La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un método 80 de acuerdo con otra realización ejemplar. El método 80 incorpora una serie de etapas opcionales. En el bloque 81, el método 80 convierte los datos de imagen a un espacio de color del dispositivo de visualización diana. En el ejemplo ilustrado, el dispositivo de visualización diana tiene los primarios rojo, verde y azul, y el espacio de color es un espacio de color RGB. El bloque 81 puede comprender realizar una transformación que tenga en cuenta el punto de blanco y los primarios del dispositivo de visualización diana. El bloque 81 es opcional en el caso de que los datos de imagen ya estén en el espacio de color nativo del dispositivo de visualización diana.

El bloque 82 determina puntos de blanco cromático para el origen y la diana. Los puntos de blanco pueden, por ejemplo, representarse como coordenadas de cromaticidad en cualquier espacio de color adecuado y convertirse al espacio de color nativo del dispositivo de visualización diana.

El bloque 83 establece el nivel de negro inicial y los puntos de anclaje de nivel de blanco para una función de transferencia. Los puntos de anclaje iniciales pueden ajustarse en función de los niveles de blanco y de negro para el origen y para el dispositivo de visualización diana.

El bloque 84 establece un punto de anclaje de tonalidad media inicial para la función de transferencia. El punto de anclaje de tonalidad media puede determinarse mediante análisis de los datos de imagen de origen (por ejemplo, determinando la media geométrica de la luminancia de los datos de imagen de origen) y determinando las características del dispositivo de visualización diana (o características del dispositivo de visualización diana y del entorno de visualización actual en el dispositivo de visualización diana).

El bloque 85 ajusta los puntos de anclaje en función de los puntos de blanco determinados en el bloque 82 (aplicando, por ejemplo, las Ecuaciones (5) a (10)).

El bloque 86 correlaciona los datos de imagen utilizando funciones de transferencia especificadas por los puntos de anclaje ajustados determinados en el bloque 85.

El bloque 87 calcula valores de control para el dispositivo de visualización diana en función de los datos de imagen correlacionados del bloque 86.

El bloque 88 opcional ajusta la saturación de color (el bloque 88 puede, por ejemplo, aplicar las Ecuaciones (20) a (22) o (28) a (30)).

El bloque 89 corrige en gamma los valores de control.

Los valores de control producidos mediante la aplicación del método 80 se pueden aplicar para controlar el dispositivo de visualización diana para visualizar imágenes y/o ser almacenados o transmitidos para la visualización posterior en el dispositivo de visualización diana.

El aparato y los métodos descritos en el presente documento pueden utilizarse para optimizar un dispositivo de visualización diana para condiciones de visualización ambientales específicas. Las funciones de transferencia del tipo general descrito anteriormente pueden cambiarse dinámicamente para adaptarse a los cambios en la iluminación ambiental y al resultante cambio del nivel de adaptación del sistema visual humano (HVS). El punto medio de luminancia ideal para el dispositivo de visualización diana puede ser una función de la iluminación ambiental. La componente vertical del punto de anclaje de tonalidad media se puede seleccionar en función de las condiciones de iluminación ambiental.

En algunas realizaciones, la fijación del punto 57C de anclaje medio se realiza en parte en función de la iluminación ambiental o de una adaptación estimada de los ojos de los espectadores (que en sí puede ser en función, al menos en parte, de la iluminación ambiental medida o de una combinación de la iluminación ambiental medida y del contenido de visualización anterior), así como las características del dispositivo de visualización diana. Por ejemplo, la coordenada vertical del punto 57C se puede ajustar en función de la iluminación ambiental en las proximidades del dispositivo de visualización diana. Por ejemplo, la coordenada vertical podría reducirse a un valor de luminancia más bajo si el dispositivo de visualización está en condiciones de iluminación ambiental oscura (o se estima que los ojos del espectador están adaptados a la oscuridad) y el valor podría aumentarse a un valor más alto cuando el dispositivo de visualización diana esté en un entorno que tiene iluminación ambiental alta (o se estime que los ojos de los espectadores están adaptados a condiciones más luminosas).

En algunas realizaciones, la cantidad de ajuste de saturación (por ejemplo, de acuerdo con las Ecuaciones (20), (21) y (22) y las Ecuaciones (28), (29) y (30)) se basa en parte en la iluminación ambiental o en una adaptación estimada de los ojos de los espectadores (que a su vez puede ser en función, al menos en parte, de la iluminación ambiental medida o de una combinación de la iluminación ambiental medida y del contenido de visualización anterior), así como de las características del dispositivo de visualización diana. Por ejemplo, el parámetro S puede ajustarse en función de la iluminación ambiental en la proximidad del dispositivo de visualización diana o de una combinación de la iluminación ambiental medida y del contenido visualizado anteriormente. Por ejemplo, el valor del parámetro S podría ajustarse relativamente más bajo si el dispositivo de visualización está en condiciones de iluminación ambiental oscura (o si se estima que los ojos del espectador están adaptados a la oscuridad) y el valor podría ajustarse relativamente más alto cuando el dispositivo de visualización diana está en un entorno que tiene iluminación ambiental alta (o se estima que los ojos de los espectadores están adaptados a condiciones más luminosas). Algunas realizaciones proporcionan una unidad de control de resaturación que recibe una señal de un sensor de iluminación ambiental y/o señales que contienen un contenido de imagen anterior y/o señales indicativas de la luminosidad total del contenido visualizado anterior. La unidad de control de resaturación puede configurarse para ajustar nuevos valores para un parámetro (por ejemplo, el parámetro S) que afecta a una cantidad de resaturación en función de la(s) señal(es) recibida(s).

En algunas realizaciones se tienen en cuenta las características espectrales de la iluminación ambiental. Por ejemplo, la ubicación de los puntos 57C en las funciones de transferencia para cada uno de los canales de color se puede ajustar por separado en función, en parte, de la cantidad de iluminación ambiental en un intervalo espectral correspondiente al canal de color.

Además, o como alternativa, la pendiente de las funciones de transferencia puede controlarse en función de la iluminación ambiental (o estimaciones de la adaptación de los ojos de los espectadores). Cuando la iluminación ambiental es más brillante, los reflejos de una superficie de visualización tienden a elevar el nivel de negro. Esto reduce eficazmente el intervalo del dispositivo de visualización diana. En condiciones de iluminación ambiental alta (se estima que los ojos de los espectadores están adaptados a la luz), la pendiente de la curva de transferencia en la región de tonalidad media puede reducirse para proporcionar una experiencia de visualización mejorada en las condiciones ambientales. Por ejemplo, para condiciones de iluminación ambiental baja (oscura), la percepción del contraste disminuye. Esto puede resultar en una imagen que parece “plana”. Por lo tanto, la pendiente de la parte de tonalidad media de la función de transferencia puede aumentar desde una pendiente de 1:1 a una pendiente mayor, tal como una pendiente de hasta 1:1,5 o más (por ejemplo, una pendiente de 1,3) para aumentar el nivel de contraste para los ojos adaptados a la oscuridad. Esto se puede hacer cambiando el valor del parámetro libre n cuando se aplican las funciones de transferencia del tipo ilustrado por la Ecuación (1). La pendiente puede controlarse en respuesta a una entrada de un sensor de iluminación ambiental.

En algunas realizaciones, se proporciona un circuito de adaptación de luz que estima un nivel de adaptación del sistema visual humano en respuesta a entradas que pueden incluir una señal desde el sensor de iluminación ambiental, una señal que representa una media ponderada u otro indicador del brillo del contenido de imagen histórico o similares. El circuito de adaptación a la luz puede basarse en un modelo del sistema visual humano, por ejemplo. En la técnica se conocen diversos algoritmos para estimar el nivel de adaptación del sistema visual humano. El circuito de adaptación de luz puede implementar tales algoritmos de cualquier manera adecuada, incluyendo soporte lógico que se ejecute en uno o más procesadores de datos programables, circuitos lógicos fijos o combinaciones de los mismos. Los valores para el contraste de tonalidad media y/o las ubicaciones de los puntos 57C en las funciones de transferencia pueden controlarse automáticamente en respuesta a una salida del circuito de adaptación de luz.

En algunas realizaciones, las funciones de transferencia se ajustan una vez para un dispositivo de visualización diana. Las funciones de transferencia pueden, por ejemplo, integrarse en el dispositivo de visualización diana e incorporarse en forma de uno o más procesadores programables que ejecutan soporte lógico inalterable u otro soporte lógico que realiza la correlación de acuerdo con las funciones de transferencia como se ha descrito anteriormente; tablas de búsqueda que implementan las funciones de transferencia descritas anteriormente; circuitos lógicos cableados o configurables que están configurados para proporcionar salida en función de las funciones de transferencia descritas anteriormente; o similares.

En algunas realizaciones, los valores de control para los canales rojo, verde y azul del dispositivo de visualización diana se convierten en una profundidad de bits que coincide con el del dispositivo de visualización. Por ejemplo, el dispositivo de visualización puede utilizar valores de control de 8 bits. Si las funciones de transferencia se aplican utilizando cálculos de coma flotante u otros cálculos de mayor precisión, entonces, la conversión puede implicar, por ejemplo, redondear los valores de control a un valor de 8 bits correspondiente más cercano.

En las realizaciones anteriores, puede hacerse que los valores mínimo y máximo de luminancia para los datos de vídeo de entrada se correlacionen respectivamente con los valores mínimo y máximo de brillo de los píxeles del dispositivo de visualización. Además, puede hacerse que un punto de tonalidad media seleccionado de la señal de vídeo de entrada se correlacione con un punto de tonalidad media seleccionado para el dispositivo de visualización. El contraste de tonalidad media sigue siendo un parámetro libre. Otra característica de las funciones de transferencia descritas anteriormente es que proporcionan compresión o expansión tanto para valores bajos como altos, a la vez que preservan el contraste local en un intervalo de tonalidad media.

En algunas realizaciones, las imágenes particulares (por ejemplo, un fotograma de vídeo particular o una secuencia de fotogramas de vídeo) son de luminancia promedio relativamente baja (intensidad lumínica baja), mientras que puede hacerse que otras imágenes (por ejemplo, fotogramas o grupos de fotogramas) tengan deliberadamente una luminancia promedio relativamente alta (intensidad lumínica alta). En algunas realizaciones, la información sobre la intensidad lumínica prevista de la imagen se proporciona en forma de metadatos. Los metadatos pueden, por ejemplo, crearse y asociarse con los datos de imagen durante una operación de clasificación del color. Por ejemplo, los metadatos pueden estar embebidos en una señal que transporta datos de vídeo clasificados por color o asociados de otra manera con la misma. En tales realizaciones, la intensidad lumínica de la imagen, indicada por los metadatos, puede utilizarse para determinar el/los punto(s) de anclaje de tonalidad media utilizados en las funciones de transferencia. Cuando los metadatos indican una imagen de intensidad lumínica baja, la coordenada vertical del punto de anclaje se puede mover a un valor menor, recreando así la intensidad lumínica en el dispositivo de visualización diana.

El diferente contenido de vídeo puede estar clasificado por color para diferentes dispositivos de visualización de referencia. Cuando se sigue el planteamiento descrito anteriormente, puede ser deseable correlacionar el contenido de manera diferente en cualquier dispositivo de visualización diana particular dependiendo de las características del dispositivo de visualización de referencia en el que se realizó la clasificación del color. La información que identifica el dispositivo de visualización de referencia o sus características puede, por ejemplo, transportarse en metadatos embebidos en los datos de imagen o asociados de otra manera con los mismos. Un dispositivo de visualización diana puede almacenar parámetros para una pluralidad de diferentes conjuntos de funciones de transferencia. Los diferentes conjuntos de funciones de transferencia pueden corresponder a datos de vídeo, y utilizarse para los mismos, que han sido sincronizados de color utilizando diferentes dispositivos de visualización de referencia.

Otra característica de las funciones de transferencia ejemplares que tienen la forma proporcionada por la Ecuación (1) es que la misma función de transferencia puede proporcionar bien compresión o expansión en los extremos superior e inferior del intervalo, dependiendo de los parámetros elegidos. Por ejemplo, en un caso en el que el dispositivo de visualización diana tiene un intervalo de luminancia mayor que los datos de entrada, entonces el dispositivo de visualización diana puede configurarse con funciones de transferencia que expandan el intervalo de los datos de imagen para coincidir o aproximarse más a los del dispositivo de visualización diana.

Una ventaja de los métodos y el aparato de acuerdo con algunas realizaciones descritas en el presente documento son que la correlación se realiza en el espacio de color RGB del dispositivo de visualización diana. Esto puede ahorrar cantidades muy importantes de cálculo y/o reducir la complejidad del soporte físico requerido para realizar la correlación.

La correlación puede realizarse en tiempo real.

Los métodos de acuerdo con algunas realizaciones proporcionan control directo sobre cada uno de: 1) el brillo promedio de la imagen (“punto de adaptación”), 2) el contraste local de tonalidad media (ajustado por la pendiente de la curva tonal), 3) el negro de entrada se correlaciona con la luminancia mínima del dispositivo de visualización, y 4) el blanco de entrada se correlaciona con la luminancia máxima del dispositivo de visualización. Se ha encontrado que estas variables son fundamentales para proporcionar imágenes que recrean la intención creativa tal como se incorpora en los datos de imagen originales. En las realizaciones ejemplares, estas variables corresponden explícitamente a parámetros separados. Tales métodos proporcionan consecuentemente una manera simple y eficaz de realizar la correlación de color que toma datos de imagen originales (que pueden, por ejemplo, comprender datos de alto margen dinámico (HDR) y/o datos de imagen clasificados por color) y correlaciona los datos de imagen originales en la gama tridimensional limitada de un dispositivo de visualización de salida especificada.

Los métodos y el aparato descritos en el presente documento también pueden usarse, o hacerlo de forma alternativa, en la clasificación del color/creación de contenido. Se puede proporcionar a un colorista un filtro que implementa transformaciones como se ha descrito anteriormente. El filtro puede tener controles que permiten al colorista ajustar directamente los parámetros de las funciones de transferencia. El colorista puede utilizar estos controles, por ejemplo, para ajustar el nivel de negro, etc. En algunas realizaciones, los controles incluyen controles que permiten el ajuste directo de uno o más de: una o más coordenadas para uno o más de un punto de anclaje de nivel de blanco, un punto de anclaje de nivel de negro y un punto de anclaje de nivel medio (por ejemplo, respectivamente, los puntos 57A, 57B y 57C) y un contraste de nivel medio (por ejemplo, el parámetro n). Tales controles pueden permitir que el colorista ajuste el nivel de blanco, el nivel de negro y la intensidad lumínica sin afectar significativamente a la pendiente de tonalidad media y viceversa.

En algunas realizaciones, el aparato está configurado para determinar automáticamente un conjunto inicial de parámetros que pueden ser cercanos a la intención del colorista. Estos parámetros iniciales pueden generarse, por ejemplo, en función de información que caracteriza el contenido de vídeo de entrada (por ejemplo, valores mínimo y máximo para coordenadas de color/de luminancia de píxel) e información que caracteriza un dispositivo de visualización diana (por ejemplo, nivel de blanco, nivel de negro y opcionalmente metadatos (por ejemplo, metadatos que indican una intensidad lumínica de los datos de imagen que se procesan).

La producción de vídeo implica la creación de diferentes versiones para dispositivos de visualización que tienen prestaciones mayores y menores. Por ejemplo, se puede realizar la clasificación del Margen Dinámico Estándar (SDR) para producir vídeo para visualizar en dispositivos de visualización preexistentes. Se puede aplicar una herramienta como se describe en el presente documento para crear una versión SDR de vídeo automáticamente. Un colorista puede guiar la operación de la herramienta para producir resultados optimizados.

Además, cuando un colorista ha ajustado los parámetros para proporcionar una versión para visualizar en un dispositivo de visualización de prestaciones inferiores, pueden determinarse parámetros para la utilización en la realización de correlaciones para dispositivos de visualización que tienen prestaciones intermedias a partir de los valores de los parámetros seleccionados por el colorista para el dispositivo de visualización de prestaciones inferiores. Esto puede hacerse, por ejemplo, interpolando los valores de parámetros ajustados por el colorista para dispositivos de visualización que tienen prestaciones superiores e inferiores al dispositivo de visualización que tiene prestaciones intermedias.

Los métodos y el aparato descritos en el presente documento no están restringidos a su uso en conexión con la sincronización del color a nivel profesional. Las herramientas para la sincronización del color están disponibles para aficionados, e incluso cuando la sincronización del color se realiza en un monitor no calibrado (por ejemplo, un dispositivo de visualización de un ordenador en el hogar, un televisor, etc.), los métodos y el aparato descritos en el presente documento pueden utilizarse para traducir contenido creado en el monitor no calibrado a otro dispositivo de visualización (por ejemplo, estimando las prestaciones del dispositivo no calibrado de visualización de sincronización del color). La tecnología descrita en el presente documento también tiene aplicación a señales que no están sincronizadas por color.

Combinación de un operador de correlación global de tonalidad con un operador de correlación local de tonalidad de escala múltiple

Los métodos y el aparato de correlación de color descritos en el presente documento también se pueden combinar con otras técnicas de correlación de tonalidad; por ejemplo, operadores de correlación local de tonalidad (TMO). La Figura 6 representa una realización ejemplar, en la que un operador de correlación global de tonalidad descrito en el presente documento se combina con un operador de correlación local de tonalidad de escala múltiple como el descrito por G. J. Ward en la Solicitud Provisional de los EE. UU. 61/448.606, “A Local Multiscale Tone-Mapping Operator” (en el presente documento se denominará como la referencia “Ward”), presentada también como Solicitud de Patente Internacional N° PCT/US2012/027267, presentada el 1 de marzo de 2012. La realización ejemplar combina la predictibilidad y la estabilidad de la TMO global con la capacidad de conservar reflejos y fidelidad de color cuando se utiliza un operador local de escala múltiple (MS TMO).

Como se muestra en la Figura 6, el método 60 se inicia en la etapa 62 accediendo a los datos de imagen o de vídeo de entrada. Estos datos pueden almacenarse o transmitirse en una variedad de formatos de color, tales como YCbCr, RGB, XYZ y similares. En la etapa 63, se puede extraer, por ejemplo, la componente de luminancia, Y de los datos de entrada. Dependiendo del formato de los datos de entrada (por ejemplo, RGB), esta etapa puede requerir una transformación de color (por ejemplo, de RGB a XYZ). La etapa 64 puede aplicar un operador 55 de correlación global de tonalidad, como se describe mediante la ecuación (1), a la componente de color Y de los datos de entrada. En una realización ejemplar, los puntos de anclaje del TMO global 55 pueden seleccionarse de modo que el intervalo de luminancia de los datos de entrada se correlacione con el intervalo [4 * LdMin, 1/2 * LdMax], donde LdMin y LdMax indican la luminancia mínima y máxima del dispositivo de visualización diana. Los factores de escala de 4 y / son típicos, pero ajustables.

En una realización ejemplar, la salida de la etapa 64 puede indicarse como los datos de luminancia de tonalidad correlacionados globalmente Y^tm. En la etapa 65, se puede aplicar a los datos Y^tmun operador de correlación local de tonalidad de escala múltiple (MS TMO) como describe “Ward”. Por ejemplo, en primer lugar, se puede calcular una imagen de relación global logarítmica

( 32 )

definida como el logaritmo de los datos de luminancia correlacionada globalmente por tonalidad, dividido por los píxeles de luminancia originales. Dada la imagen de relación global logarítmica R^l, como describe Ward, la salida del MS TMO (por ejemplo, la etapa 65) puede ser una imagen de luminancia correlacionada localmente por tonalidad, indicada como Y^ms. Utilizando Y^ms, se puede calcular

En la etapa 66, los datos X^ms, Y^ms, y Z^ms pueden convertirse de nuevo en datos R^ms, G^ms, y B^ms (RGB^ms) con niveles de primarios, de blanco y de negro determinados por el dispositivo de visualización diana. Los valores de RGB^ms negativos o fuera de gama se pueden recortar a valores positivos muy pequeños o se pueden correlacionar nuevamente con valores RGB en la gama utilizando cualquiera de los algoritmos de correlación de gama conocidos.

Dados los datos de RGB^ms en gama de la etapa 66, la etapa 67 puede volver a aplicar el operador 55 de correlación global de tonalidad a todas las componentes de color para dar salida a los datos corregidos correlacionados globalmente por tonalidad RGB^g-^ms. La aplicación de la segunda operación de correlación global de tonalidad garantiza que la salida del MS TMO está en el intervalo del dispositivo de visualización diana. Por último, en la etapa 68, antes de visualizar los datos de imagen (etapa 69), los datos RGB^g-^ms pueden corregirse en gamma según sea necesario para el dispositivo de visualización de salida.

Ciertas implementaciones de la invención comprenden procesadores de ordenador que ejecutan instrucciones de soporte lógico que hacen que los procesadores realicen un método de la invención. Por ejemplo, uno o más procesadores en un dispositivo de visualización, una estación de clasificación del color, un decodificador, un transcodificador o similares, pueden implementar métodos de transformación de datos de imagen como se ha descrito anteriormente ejecutando instrucciones de soporte lógico en una memoria de programa accesible para los procesadores. La invención también puede proporcionarse en forma de un producto de programa. El producto de programa puede comprender cualquier medio que transporte un conjunto de señales legibles por ordenador, que comprenden instrucciones que, cuando se ejecutan mediante un procesador de datos, hacen que el procesador de datos ejecute un método de la invención. Los productos de programa según la invención pueden estar en cualquiera de una amplia variedad de formas. El producto de programa puede comprender, por ejemplo, soportes físicos tales como soportes de almacenamiento de datos magnéticos que incluyen disquetes, unidades de disco duro, soportes ópticos de almacenamiento de datos que incluyen CD ROM, DVD, soportes de almacenamiento de datos electrónicos que incluyen ROM, RAM flash o similares. Las señales legibles por ordenador en el producto del programa pueden opcionalmente comprimirse o cifrarse.

Cuando en lo anterior se hace referencia a un componente (por ejemplo, un módulo de soporte lógico, un procesador, un conjunto, un dispositivo, un circuito, etc.), a no ser que se indique algo distinto, la referencia a ese componente (incluyendo una referencia a un “medio”) debe interpretarse que incluye como equivalentes de esa componente cualquier componente que realice la función del componente descrito (es decir, que sea funcionalmente equivalente), incluyendo componentes que no sean estructuralmente equivalentes a la estructura dada a conocer, que realice la función en las realizaciones ejemplares ilustradas de la invención.

Algunas realizaciones no limitantes pueden (por ejemplo, dependiendo de las circunstancias) proporcionar una o más de las siguientes ventajas:

• la correlación de acuerdo con una curva de correlación de tonalidad con un punto de anclaje de negro puede evitar una compresión tonal excesiva del contenido de entrada oscuro; •

• la correlación de acuerdo con una curva de correlación de tonalidad con puntos de negro y/o puntos de blanco puede utilizar más del intervalo de luminancia de un dispositivo de visualización diana que una correlación de tonalidades de acuerdo con una curva sin uno o ambos de tales puntos de anclaje;

• las funciones de correlación específica de canal de color que maximizan el intervalo de luminancia pueden aplicarse al espacio de color RGB de un dispositivo de visualización diana (por ejemplo, después de la conversión desde un espacio de color de entrada al espacio de color RGB de dispositivo de visualización diana); y

• el punto de blanco, el brillo y/o el contraste medio de los datos de vídeo de salida para un dispositivo de visualización diana pueden ajustarse en la función de transferencia (por ejemplo, en lugar de antes o después de la correlación de acuerdo con una función de transferencia).

Algunas realizaciones pueden no proporcionar ninguna de las ventajas anteriores; algunas realizaciones pueden proporcionar diferentes ventajas (por ejemplo, en lugar de las ventajas anteriores o de forma complementaria a las mismas).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para mejorar la gestión de visualización de imágenes, comprendiendo el método:

recibir primeros datos de información para los datos de vídeo de entrada, comprendiendo los primeros datos de información un nivel mínimo de luminancia, un nivel máximo de luminancia y un nivel medio de luminancia para los datos de vídeo de entrada, en donde el nivel medio de luminancia se recibe como parte de los metadatos de los datos de vídeo de entrada;

acceder a segundos datos de información para un dispositivo de visualización diana, comprendiendo los segundos datos de información un nivel de punto de negro, un nivel de punto de blanco y un nivel de punto medio para el dispositivo de visualización diana;

determinar una función de transferencia para correlacionar valores de píxel de los datos de vídeo de entrada a correspondientes valores de píxel de datos de imágenes de salida usando los datos de información primeros y segundos, en donde la función de transferencia comprende tres puntos de anclaje, en donde el primer punto de anclaje se determina usando el nivel mínimo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de negro del dispositivo de visualización diana, el segundo punto de anclaje se determina usando el nivel máximo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de blanco del dispositivo de visualización diana, y el tercer punto de anclaje se determina usando el nivel medio de luminancia para los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto medio del dispositivo de visualización diana; y

correlacionar los datos de vídeo de entrada con los datos de imágenes de salida usando la función de transferencia determinada.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la determinación de la función de transferencia comprende, además, aplicar un parámetro libre, en donde el parámetro libre ajusta la pendiente de la función de transferencia en el tercer punto de anclaje.

3. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde los metadatos son transmitidos a un decodificador por un codificador de imágenes.

4. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el primer punto de anclaje tiene coordenadas horizontal y vertical respectivamente iguales al nivel mínimo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de negro del dispositivo de visualización diana, el segundo punto de anclaje tiene coordenadas horizontal y vertical respectivamente iguales al nivel máximo de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto de blanco del dispositivo de visualización diana, y el tercer punto de anclaje tiene coordenadas horizontal y vertical respectivamente iguales al nivel medio de luminancia de los datos de vídeo de entrada y el nivel de punto medio del dispositivo de visualización diana.

5. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde la función de transferencia comprende una transformación según:

^Ci+ ^{C2V n}

V' =

¹+ ^{C3V n}

en donde Vdenota un valor de píxel de entrada, V'denota un valor de píxel de salida, C¹, C2 y C³son parámetros determinados usando los tres puntos de anclaje, y n denota un parámetro libre.

6. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde los valores de píxel de los datos de vídeo de entrada comprenden valores de color para dos o más componentes de color, y la función de transferencia se determina para cada uno de los dos o más componentes de color.

7. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde los primeros datos de información se reciben para una trama de los datos de vídeo de entrada.

8. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde la primera información se recibe para una escena de los datos de vídeo de entrada.

9. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el nivel máximo de luminancia de los datos de vídeo de entrada es mayor que el nivel de punto de blanco del dispositivo de visualización diana.

10. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el nivel máximo de luminancia de los datos de vídeo de entrada es menor que el nivel de punto de blanco del dispositivo de visualización diana.

11. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el nivel mínimo de luminancia de los datos de vídeo de entrada es mayor que el nivel de punto de negro del dispositivo de visualización diana.

12. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el nivel mínimo de luminancia de los datos de vídeo de entrada es menor que el nivel de punto de negro del dispositivo de visualización diana.

13. Un producto de programa que comprende un medio que transporta un conjunto de señales legibles por ordenador que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un procesador de datos, hacen que el procesador de datos ejecute el método de cualquier reivindicación precedente.

14. Aparato que comprende uno o más procesadores de ordenador configurados para ejecutar instrucciones de soporte lógico que hacen que el/los procesador(es) realicen el método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.