用于有限亮度范围显示器的有效电光传递函数编码制造技术

公开了实现用于有限亮度范围显示器的有效电光传递函数的系统、设备和方法。处理器检测生成像素数据以进行显示的请求。所述处理器还接收目标显示器的有效亮度范围的指示。所述处理器将图像或视频帧的像素数据编码为与所述目标显示器的所述有效亮度范围匹配的格式。在一个实现方式中，所述处理器接收呈第一格式的编码的像素数据，其中所述第一格式具有映射到所述目标显示器的所述有效亮度范围之外的亮度值的未使用输出像素值。所述处理器将编码的像素数据从所述第一格式转换为与所述目标显示器的所述有效亮度范围匹配的第二格式的编码的像素数据。然后，解码器对所述编码的像素数据进行解码，并将解码的像素数据驱动至所述目标显示器。述目标显示器。述目标显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有限亮度范围显示器的有效电光传递函数编码

技术介绍

[0001]相关技术说明
[0002]许多类型的计算机系统包括用于显示图像、视频流和数据的显示装置。因此，这些系统通常包括用于生成和/或操纵图像和视频信息的功能。在数字成像中，图像中最小的信息项称为“图片元素”，且更通常称为“像素”。为了在典型的电子显示器上表示特定的颜色，每个像素可以具有三个值，每个值代表所要颜色中的红色、绿色和蓝色的量。电子显示器的某些格式也可包括第四个值，称为α，其表示像素的透明度。这种格式通常称为ARGB或RGBA。表示像素颜色的另一种格式是YCbCr，其中Y对应于像素的亮度或明度，而Cb和Cr对应于两个色差色度分量，分别表示蓝差(Cb)和红差(Cr)。
[0003]亮度是在给定方向上传播的每单位面积光的发光强度的光度测量。亮度描述从特定区域发出或反射的光量。亮度指示眼睛从特定视角注视表面会检测到多少发光率。用于测量亮度的一个单位是每平方米烛光。每平方米烛光也称为“尼特”。
[0004]基于对人类视觉的研究，为了使人类能够检测亮度差异，亮度会有一些最小的变化。对于高动态范围(HDR)类型的内容，通常使用感知量化器电光传递函数(PQ-EOTF)对视频帧进行编码，以使相邻代码字接近可感知明度的最小步长。典型的HDR显示器使用10位色深，这意味着每个颜色分量的取值范围为0至1023。使用10位编码的PQ EOTF，每个1024个代码字表示的亮度在0至10000尼特之间，但是基于人类的感知，可能会有更多的亮度级别可与这些1024个级别区分开。使用每分量8位色深，仅有256个代码字，因此，如果仅使用8位来描述整个0至10000尼特范围，则亮度的每次跳跃都更加明显。当使用PQ-EOTF对视频帧进行编码时，输出像素值为零表示最小亮度为0尼特，最大输出像素值(例如，对于10位输出值为1023)表示最大亮度为10,000尼特。但是，当今使用的典型显示器无法达到该明度水平。因此，显示器不能表示在视频帧中编码的某些亮度值。
附图说明
[0005]通过结合附图参考以下描述，可更好地理解本文中描述的方法和机制的优点，在附图中：
[0006]图1是计算系统的一个实现方式的框图。
[0007]图2是用于对通过网络发送的视频位流进行编码的系统的一个实现方式的框图。
[0008]图3是计算系统的另一实现方式的框图。
[0009]图4示出了绘制10位视频输出像素值对亮度的曲线图的一个实现方式的图。
[0010]图5示出了伽马和感知量化器(PQ)电光传递函数(EOTF)曲线的曲线图的一个实现方式的图。
[0011]图6示出了用于将像素值重新映射到适于目标显示器的格式的曲线图的一个实现方式的图。
[0012]图7是示出用于将有效电光传递函数用于有限亮度范围显示器的方法的一个实现方式的概括性流程图。
[0013]图8是示出用于对像素数据执行格式转换的方法的一个实现方式的概括性流程图。
[0014]图9是示出用于处理像素数据的方法的一个实现方式的概括性流程图。
[0015]图10是示出选择用于对像素数据进行编码的传递函数的方法的一个实现方式的概括性流程图。
[0016]图11是计算系统的一个实现方式的框图。
具体实施方式
[0017]在以下描述中，阐述了众多具体细节以提供对本文中呈现的方法和机制的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员应认识到，可在没有这些具体细节的情况下实践各种实现方式。在一些情况下，并未详细示出所熟知的结构、部件、信号、计算机程序指令以及技术，以避免使本文中描述的方法模糊不清。应了解，为了使说明简单且清楚，附图中所示的元件未必按比例绘制。例如，元件的中的一些尺寸可相对于其他元件被放大。
[0018]本文公开了实现用于有限亮度范围显示器的有效电光传递函数的各种系统、设备和方法。处理器(例如，图形处理单元(GPU))检测对要显示的像素数据进行编码的请求。处理器还接收目标显示器的有效亮度范围的指示。响应于接收到指示，处理器以映射到目标显示器的有效亮度范围的格式对像素数据进行编码。换句话说，格式具有映射到目标显示器能够显示的最小亮度值的最低输出像素值，并且格式具有映射到目标显示器能够显示的最大亮度值的最高输出像素值。
[0019]在一个实现方式中，处理器接收呈第一格式的像素数据，所述第一格式具有映射到目标显示器的有效亮度范围之外的亮度值的一个或多个输出像素值。因此，这些输出像素值不能传送任何有用的信息。处理器将像素数据从第一格式转换为与目标显示器的有效亮度范围匹配的第二格式。换句话说，处理器重新缩放像素表示曲线，以使传输到目标显示器的所有值都是目标显示器可以实际输出的值。然后，解码器对第二格式的像素数据进行解码，且然后将解码的像素数据驱动至目标显示器。
[0020]现在参考图1，示出了计算系统100的一个实现方式的框图。在一个实现方式中，计算系统100至少包括处理器105A至105N、输入/输出(I/O)接口120、总线125、一个或多个存储器控制器130、网络接口135、一个或多个存储器装置140、显示控制器150和显示器155。在其他实现方式中，计算系统100包括其他部件并且/或者计算系统100以不同方式布置。处理器105A至105N表示系统100中包括的任何数目的处理器。
[0021]在一个实现方式中，处理器105A是通用处理器，诸如中央处理单元(CPU)。在一个实现方式中，处理器105N是具有高度并行架构的数据并行处理器。数据并行处理器包括图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等等。在一些实现方式中，处理器105A至105N包括多个数据并行处理器。在一个实现方式中，处理器105N是GPU，其向显示控制器150提供多个像素以驱动至显示器155。
[0022]一个或多个存储器控制器130表示可由处理器105A至105N和耦合至I/O接口120的I/O装置(未示出)访问的任何数目和类型的存储器控制器。一个或多个存储器控制器130耦合至任何数目和类型的一个或多个存储器装置140。一个或多个存储器装置140表示任何数目和类型的存储器装置。例如，存储器装置140中的存储器的类型包括动态随机存取存储器
(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、NAND快闪存储器、NOR快闪存储器、铁电随机存取存储器(FeRAM)或其他存储器。
[0023]I/O接口120表示任何数目和类型的I/O接口(例如，外围部件互连(PCI)总线、PCI扩展(PCI-X)、PCIE(PCI快速)总线、吉比特以太网(GBE)总线、通用串行总线(USB))。各种类型的外围装置(未示出)耦合至I/O接口120。此类外围装置包括(但不限于)显示器、键盘、鼠标、打印机、扫描仪、操纵杆或其他类型的游戏控制器、媒体记录装置、外部存储装置、网络接口卡等。网络接口135用于跨网络接收和发送网络消息。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：存储器；显示控制器；以及处理器，所述处理器耦合至所述存储器和所述显示控制器，其中所述处理器被配置为：检测对要显示的像素数据进行编码的请求；确定目标显示器的有效亮度范围；识别多个可用传递函数中的第一传递函数，其中所述第一传递函数与所述目标显示器的所述有效亮度范围匹配；利用所述第一传递函数对所述像素数据进行编码；以及将利用所述第一传递函数编码的所述像素数据提供给所述显示控制器以驱动至所述目标显示器。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传递函数是第二传递函数的缩放版本。3.如权利要求2所述的系统，其中所述第二传递函数将代码字的子集映射到所述目标显示器的所述有效亮度范围之外的亮度值。4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传递函数：将最小代码字映射到所述目标显示器能显示的最小亮度输出；将最大代码字映射到所述目标显示器能显示的最大亮度输出；以及分配所述最小代码字和所述最大代码字之间的代码字以优化人眼感知。5.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置为接收所述目标显示器的所述有效亮度范围的指示。6.如权利要求1所述的系统，其中利用所述第一传递函数对所述像素数据进行编码导致代码字的整个范围被映射到所述目标显示器能够生成的亮度值。7.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置为将已利用所述第一传递函数对所述像素数据进行编码的指示传送给解码器。8.一种方法，其包括：检测对要显示的像素数据进行编码的请求；确定目标显示器的有效亮度范围；识别多个可用传递函数中的第一传递函数，其中所述第一传递函数与所述目标显示器的所述有效亮度范围匹配；利用所述第一传递函数对所述像素数据进行编码；以及将利用所述第一传递函数编码的所述像素数据提供给显示控制器以驱动至所述目标显示器。9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一传递函数是第二传递函数的缩放版本。10.如权利要求9所述的方法，其中所述第二传递函数将代码字的子集映射到所述目标显示器的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：ATI科技无限责任公司，
类型：发明
国别省市：