專(zhuān)利名稱：：用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及色彩管理，尤其涉及確定和提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的色域映射(gamutmapping)和色彩管理。技術(shù)背景在色彩管理中，色彩空間被區(qū)分為與設(shè)備相關(guān)的(devicedependent,DD)色彩空間和與設(shè)備無(wú)關(guān)的(deviceindependent,DI)色彩空間。與設(shè)備相關(guān)的色彩空間一般是RGB和xvYCC色彩空間(2005年由SonyTM針對(duì)HDMI1.3提出)。與設(shè)備相關(guān)的色彩信號(hào)產(chǎn)生依賴于顯示設(shè)備的再現(xiàn)色彩(reproducedcolor)。與設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩空間通常是CIEXYZ和CIEL*a*b*。與設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩信號(hào)直接對(duì)應(yīng)于再現(xiàn)色彩。對(duì)于給定的顯示設(shè)備或者對(duì)于給定的圖示內(nèi)容，通過(guò)特性文件(profile)來(lái)定義DD和DI色彩信號(hào)之間的鏈接。當(dāng)將HDMI源連接到HDMI接收端(sink)時(shí)，通過(guò)特性文件來(lái)描述源和接收端。特性文件的一個(gè)部分是色彩域(colorgamut)。色彩域描述可以由給定的HDMI接收端顯示裝置來(lái)再現(xiàn)或者在給定內(nèi)容中出現(xiàn)的全部色彩。色彩域可以用色域邊界描述(GamutBoundaryDescription,GBD)來(lái)進(jìn)行描述。當(dāng)給定的圖像內(nèi)容的色域大于或不同于HDMI接收端的色域時(shí)，處于目標(biāo)色域(aimedgamut)以外的色彩必須被相應(yīng)地修剪或者移動(dòng)。該過(guò)程稱為色域映射(GM)。內(nèi)容的色域由HDMI源的色域來(lái)限制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明有利地提供一種確定和提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，確定色彩元數(shù)據(jù)以使得色域映射由發(fā)送的源色域來(lái)定義，所述發(fā)送的源色域?qū)崿F(xiàn)針對(duì)下行鏈路數(shù)據(jù)信道來(lái)保持源的飽和度和對(duì)比度級(jí)別的適應(yīng)映射(adaptedmapping)。然后，元數(shù)據(jù)被提供給下行鏈路數(shù)據(jù)信道以用于色彩管理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種確定用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)以保持源的內(nèi)容的色彩域的方法包括使用所述源的色彩域來(lái)定義色彩空間色域，以及使用所定義的色彩空間色域來(lái)執(zhí)行色域映射。在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，該方法包括在xvYCC空間中定義色彩空間色域。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，色彩空間的定義包括色域邊界描述并且索引面集合(indexedfacetset)被實(shí)現(xiàn)以定義色彩空間色域。或者，可以使用規(guī)則的采樣方案來(lái)定義色彩空間色域。通過(guò)結(jié)合附圖來(lái)考慮以下詳細(xì)描述，可以容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，在附圖中圖1示出了其中可以應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的色域映射系統(tǒng)的高級(jí)別框圖；圖2(a)示出了色域映射的現(xiàn)有技術(shù)示例，其中，整個(gè)色彩空間色域(大矩形)能夠被映射到HDMI接收端色域(三角形)的色域上；并且圖2(b)示出了所提出的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的色域映射方法。應(yīng)當(dāng)理解，附圖是為了說(shuō)明本發(fā)明的概念，不必是說(shuō)明本發(fā)明的唯一可能的配置。為輔助理解，已經(jīng)在可能的地方使用了相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)指定附圖所共用的相同元件。具體實(shí)施方式本發(fā)明有利地提供一種確定和提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。盡管將主要在HDMITMDS下行鏈路數(shù)據(jù)信道的環(huán)境中描述本發(fā)明，但是，本發(fā)明的具體實(shí)施例不應(yīng)視作限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解并且通過(guò)本發(fā)明的教導(dǎo)而獲知本發(fā)明的概念可以有利地應(yīng)用于提供基本上用于任何下行鏈路數(shù)據(jù)信道的用于實(shí)現(xiàn)更好的色域映射的色彩元數(shù)據(jù)。此外，盡管將主要在特定比色法(colorimetry)和色彩空間指示符的環(huán)境中描述本發(fā)明，但是，本發(fā)明的具體實(shí)施例不應(yīng)視作限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解并且通過(guò)本發(fā)明的教導(dǎo)而獲知可以使用基本上任何比色法和色彩空間指示符(不論是已知的還是未知的)來(lái)有利地應(yīng)用本發(fā)明的概念。主要在用于HDMITMDS下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的環(huán)境中描述本發(fā)明，然而，在此不對(duì)色彩管理原理作詳盡的討論或者定義，這是因?yàn)閮?nèi)容信號(hào)的比色法已經(jīng)由所使用的色彩空間來(lái)定義。本發(fā)明的色彩元數(shù)據(jù)的動(dòng)機(jī)是在使用當(dāng)前的色域映射方法中，需要進(jìn)行色域映射的色彩在HDMI接收端的色域之外。然而，下行鏈路數(shù)據(jù)信道不能覆蓋(cover)HDMI接收端的自然屬性。此外，因?yàn)樯蛴成湟蕾囉贖DMI接收端的屬性，所以本發(fā)明的色彩元數(shù)據(jù)不能覆蓋色域映射過(guò)程。而是，本發(fā)明的下行鏈路色彩元數(shù)據(jù)致力于(address)HDMI源的屬性。圖1示出了其中可以應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的色域映射系統(tǒng)100的高級(jí)別框圖。更具體地，如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明將原始媒體內(nèi)容102與色彩元數(shù)據(jù)104向下游傳送。原始媒體內(nèi)容102、色彩元數(shù)據(jù)104和顯示裝置106的屬性全部用于色域映射。在本發(fā)明中，不致力于色域映射和顯示屬性。即，色域映射在本領(lǐng)域中是公知的主題，如科學(xué)文獻(xiàn)MorovicJ.和LuoM.R.，TheFundamentalsofGamutMapping:ASurvey,JournalofImagingScienceandTechnology,45/3:283-290,2001所證明。如前所述，接收端特性文件已經(jīng)被所使用的色彩空間得知并且不必包括在本發(fā)明的元數(shù)據(jù)中。然而，色彩空間所定義的色域可能非常大，特別是在寬色域色彩空間的情況下。當(dāng)使用中的色彩空間的色域比圖像內(nèi)容的色域大很多時(shí)，色域映射的效率可能會(huì)降低。圖2(a)示出了色域映射的現(xiàn)有技術(shù)示例，其中，整個(gè)色彩空間色域(大矩形)能夠被映射到HDMI接收端色域(三角形)的色域上。這種映射將具有比色彩空間色域小的色域(橢圓)的圖像內(nèi)容壓縮到具有比HDMI接收端的色域小的色域(虛線橢圓)的圖像上。然而，當(dāng)使用這種色域映射時(shí)，圖像丟失了飽和度和對(duì)比度并且接收端的性能未被充分利用。圖2(b)示出了所提出的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的色域映射方法，其中，對(duì)HDMI接收端的色域("源色域"矩形)的描述用來(lái)實(shí)現(xiàn)色域映射。在圖2(b)的色域映射中，映射不是那么強(qiáng)烈，并且媒體內(nèi)容的色域被更好地保持。g卩，由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送HDMI源色域所定義的色域映射實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)映射，該適應(yīng)映射保持了飽和度和對(duì)比度并且充分利用了接收端的性能。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)本發(fā)明的色彩元數(shù)據(jù)的接收端色域邊界描述的要求包括1)高精度；2)簡(jiǎn)潔表示以及3)高處理速度和低處理復(fù)雜度。例如，第一要求是高精度。該要求依賴于如何計(jì)算源色域邊界描述(GBD)(在HDMI的范圍之外)，并且依賴于色彩空間精度(在HDMI的范圍之內(nèi))。對(duì)于源GBD計(jì)算，可以如下來(lái)區(qū)分兩種情況1.源GBD自發(fā)地大于源色域》色彩再現(xiàn)會(huì)被輕微地衰減，但是GBD精度不那么重要。2.源GBD接近源色域+最好的色彩再現(xiàn)，但是GBD精度需要是最大的。由于接收端GBD的計(jì)算不在HDMI的范圍內(nèi)，所以GBD精度應(yīng)當(dāng)較高。GBD精度需要與信號(hào)的色彩空間的精度相關(guān)。因?yàn)樯蛴成浔粦?yīng)用到信號(hào)，所以GBD精度可以始終小于或者等于色彩空間精度。GBD精度可以通過(guò)對(duì)獨(dú)立于信號(hào)色彩空間的色彩空間的選擇來(lái)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)本發(fā)明的色彩元數(shù)據(jù)的接收端色域邊界描述的第二要求是與第一要求相反地相關(guān)的簡(jiǎn)潔表示。即，簡(jiǎn)潔表示一般是數(shù)據(jù)壓縮問(wèn)題。簡(jiǎn)潔的GBD依賴于在HDMI范圍之外的源色域的形狀。當(dāng)在樣本中包括具有未知數(shù)量的基色(primary)、未知的色調(diào)再現(xiàn)的未知類(lèi)型(加色、減色)的源時(shí)，不能使用參數(shù)表示。色域甚至可能不是凸面的。如果源色域的形狀未知，則不能使用適應(yīng)于源的表示。而是，可以應(yīng)用諸如光滑度和規(guī)則性之類(lèi)的一般假設(shè)。當(dāng)源色域是光滑的時(shí)，采樣方案是高效的。當(dāng)源色域是規(guī)則的時(shí)，甚至可以采用規(guī)則的采樣。對(duì)本發(fā)明的色彩元數(shù)據(jù)的接收端色域邊界描述的第三要求是HDMI接收端中的GBD處理的高速度和低復(fù)雜度。當(dāng)使用用于源GBD的采樣方案時(shí)，最容易的處理可能是對(duì)在某種意義上是規(guī)則的樣本。如果第二要求需要基于不規(guī)則采樣的更簡(jiǎn)潔表示，則可將采樣順序或樣本結(jié)構(gòu)添加到樣本以加速處理。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種可能的表示是索引面集合，這是因?yàn)楝F(xiàn)在的硬件支持例如線到面的相交之類(lèi)的幾何運(yùn)算。在此，發(fā)明人描述了根據(jù)本發(fā)明的提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的元數(shù)據(jù)的概念的一般示例，隨后有更詳細(xì)的示例。艮口，在如下所述的本發(fā)明的各種實(shí)施例中，色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)使用以下比色法中的一種ITU-RBT.601;ITU-RBT.709;CIEXYZ。此外，本發(fā)明的色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)使用由色彩空間指示符指示的四種色彩空間中的一種來(lái)描述HDMI源色域ITU-RBT.709;IEC61966-2-4_SD;IEC61966-2-4_HD;DCI規(guī)范V5.1。下面的表1描述了用于定義本發(fā)明的色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)的色彩空間的配置表的一般示例表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明，色域邊界描述(GBD)因此可以是與設(shè)備相關(guān)的(ITU-RBT.709-4、IEC61966-2-4)或者與設(shè)備無(wú)關(guān)的(DCI)。本發(fā)明的色彩編碼(色彩空間精度)是根據(jù)所選擇的色彩空間來(lái)定義的。照此，在以下所述本發(fā)明的實(shí)施例中，為了與HDMI1.3的其它部分協(xié)調(diào)一致，色彩精度可以定義為3x8位3x10位3x12位下面的表2描述了用于定義本發(fā)明的色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)的色彩精度的配置表的一般示例表2字段名稱符號(hào)大小描述GBD—COLOR—PRECISIONN2位色彩精度8位、10位、12位在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)一組頂點(diǎn)和索引面，或者通過(guò)一組頂點(diǎn)而不通過(guò)索引面在所選擇的色彩空間中描述HDMI源色域，如下面的表3所述字段名稱符號(hào)大小描述NUMBER—VERTICES16位頂點(diǎn)數(shù)量GAMUTVERTICES通常〈18.5KB所打包的(packed)頂點(diǎn)FACETMODEl位切換到索引頂點(diǎn)是/否NUMBER—FACETS16位面數(shù)量GAMUTFACETS通?！?8.5KB所打包的面索引GBD元數(shù)據(jù)的GAMUT—VERTICES和GAMUT—FACETS字段的大小可根據(jù)如下的式一(1)表示S=3AyV+37VF「W(AV)，")在上面的式(1)中，「*1描述向上一整數(shù)取整的操作。此外，在式(1)中，描述以2為底的對(duì)數(shù)。為了限制元數(shù)據(jù)塊的大小，約束S〈L應(yīng)用到&和~的選擇中，而S^依賴于傳送機(jī)制。在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，；，的看似合理的值為40KB。此外，在本發(fā)明的色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)的各種實(shí)施例中，為了同步的目的，包括多個(gè)字段用來(lái)至少指示"元數(shù)據(jù)包(metadatapackage)的開(kāi)始"和"有效期(例如，時(shí)間戳、幀基準(zhǔn)等)"。如前所述，發(fā)明人下面提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)三基色媒體內(nèi)容的色彩下行鏈路元數(shù)據(jù)的具體示例。在下面的示例中，在xvYCC空間(2005年由SonyTM針對(duì)HDMI1.3提出)中以8位色彩編碼來(lái)描述色域。下面的表4中所描述的GBD包括黑點(diǎn)、白點(diǎn)以及紅、綠、藍(lán)三基色。元數(shù)據(jù)塊的總大小是144位，如下表4<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下面給出針對(duì)可見(jiàn)性閾值(visibilitythreshold)處的GBD的第二實(shí)施例。GBD在CIE!/a^中構(gòu)建。假設(shè)色域邊界是光滑的，其在CIEL*a*b空間中的最大斜率是4%。此外，假設(shè)有根據(jù)下式二(2)所表征的可見(jiàn)性閾值=V(AL)2+(Aa)2+(A6)2=1(2)使用上述條件，可以斷定表示邊界的樣本之間的距離需要小于A^-25。GBD被設(shè)置為對(duì)L*、a*、M的限制分別為、[-200,200]、[-500，500]的長(zhǎng)方體。為了用距離為A^^25的樣本來(lái)覆蓋長(zhǎng)方體的表面，需要~=3080的三角形并且需要~=1540的頂點(diǎn)。選擇10位的XYZ空間，每個(gè)頂點(diǎn)需要30位。每個(gè)面需要另外的36位。在^=1540的情況下，可以使用12位對(duì)定點(diǎn)進(jìn)行索引。照此，如以下的表5所述，該元數(shù)據(jù)分組的總大小是19.1KB:表5<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>元數(shù)據(jù)可以在分離的流上或者作為原始媒體內(nèi)容的一部分而提供給下行鏈路數(shù)據(jù)信道。在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，可以提供本發(fā)明確定的元數(shù)據(jù)來(lái)由下行鏈路數(shù)據(jù)信道或者諸如光盤(pán)(例如DVD)之類(lèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)用作原始內(nèi)容的一部分或者用作分離的流或信號(hào)。已經(jīng)描述了確定和提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例(旨在說(shuō)明而非限制)，注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上教導(dǎo)可以做出修改和變更。因此應(yīng)當(dāng)理解，可以在所公開(kāi)的本發(fā)明的具體實(shí)施例中做出改變，所述具體實(shí)施例在所附權(quán)利要求概括的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。盡管前面針對(duì)的是本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是可以設(shè)想本發(fā)明的其它或者進(jìn)一步的實(shí)施例而不脫離其基本范圍。照此，本發(fā)明的合適范圍是根據(jù)所附權(quán)利要求來(lái)確定的。權(quán)利要求1.一種確定用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)以保持源的內(nèi)容的色彩域的方法，其特征在于使用所述源的色彩域來(lái)定義色彩空間色域；以及使用所定義的色彩空間色域來(lái)執(zhí)行色域映射。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述色彩空間色域是在xvYCC空間中定義的。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述內(nèi)容包括三基色。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述源的色彩域是光滑的，并且采樣方案被實(shí)現(xiàn)以定義所述色彩空間色域。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述源的色彩域是規(guī)則的，并且規(guī)則的采樣方案被實(shí)現(xiàn)以定義所述色彩空間色域。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，實(shí)現(xiàn)了索引面集合來(lái)定義所述色彩空間色域。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述色彩空間色域的定義包括色域邊界描述。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述色彩空間的精度是根據(jù)所選擇的色彩空間來(lái)定義的。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述色彩空間的精度是通過(guò)3x8位、3xl0位和3xl2位中的至少一個(gè)來(lái)定義的。10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述源的色彩域通過(guò)一組頂點(diǎn)和索引面而在所選擇的色彩空間中定義。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，色彩空間色域的定義的色域頂點(diǎn)和色域面字段的大小是根據(jù)下式來(lái)表征的其中，描述向上一整數(shù)取整的操作，并且，W描述以2為底的對(duì)數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述色彩空間色域是在CIEL*a*b*空間中定義的。13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述色彩空間色域的定義包括色域邊界描述。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述色域邊界描述包括長(zhǎng)方體。全文摘要本發(fā)明提供確定和提供用于下行鏈路數(shù)據(jù)信道的色彩元數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，確定色彩元數(shù)據(jù)以使得通過(guò)所發(fā)送的源色域來(lái)定義色域映射，所發(fā)送的源色域?qū)崿F(xiàn)針對(duì)下行鏈路數(shù)據(jù)信道來(lái)保持源的飽和度和對(duì)比度級(jí)別的適應(yīng)映射。然后將元數(shù)據(jù)提供給下行鏈路數(shù)據(jù)信道以用于色彩管理。文檔編號(hào)H04N1/60GK101406035SQ200780010010公開(kāi)日2009年4月8日申請(qǐng)日期2007年3月15日優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日發(fā)明者于爾根·施陶丁格,伊茍·托拜厄斯·道瑟爾,勞倫·布朗德,大衛(wèi)·J·班克福特,朱麗安·嗽勒特,沃爾夫?qū)ぐ驳萝撬股暾?qǐng)人:湯姆遜許可證公司