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CN102771109B - 通过盖写视频数据进行视频传递和控制的方法、设备和系统 - Google Patents

通过盖写视频数据进行视频传递和控制的方法、设备和系统 Download PDF

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CN102771109B
CN102771109B CN201180010444.8A CN201180010444A CN102771109B CN 102771109 B CN102771109 B CN 102771109B CN 201180010444 A CN201180010444 A CN 201180010444A CN 102771109 B CN102771109 B CN 102771109B
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Abstract

提供了用于生成、传递、处理并且显示视频数据以保持视频创作者的创作意图的系统、装置和方法。在整个视频传递管道中，可以用于指导视频数据的处理和显示的元数据被动态地生成并且嵌入在视频数据中。元数据可以写入用于黑色视频帧、框住图像的黑色衬边或条线、和/或亮度值是零或低于阈值的其它图像区域中的色度数据。

Description

通过盖写视频数据进行视频传递和控制的方法、设备和系统
相关申请的交叉引用
本发明要求于2010年2月22日提交的美国临时专利申请No.61/306,903的优先权，通过引用将其全文并入此。
技术领域
本发明涉及用于传递视频数据和/或控制视频数据的显示的系统、装置和方法。一些实施例提供了用于在视频数据的流中传递其它数据的系统、装置和方法。一些实施例提供了用于生成、传递、处理并且显示视频数据以保持视频创作者的创作意图的系统、装置和方法。
背景技术
图1是示出从视频捕获到视频内容显示的各个级的常规视频传递管道(pipeline)100的流程图。在块102，捕获视频帧101的序列。视频帧101可以(例如通过数码照相机)被数字化地捕获或(例如使用计算机动画技术)通过计算机生成，以提供视频数据103的流。可替代地，可以通过胶片照相机在胶片上捕获视频帧101。胶片被转换为数字格式以提供视频数据103的流。
视频数据103在块104处被提供给处理器以进行后期制作编辑(post-production editing)。块104的后期制作编辑可以包括：根据视频创作者的创作意图调整或修改图像的特定区域中的颜色或亮度以增强图像质量或实现图像的特定表现(apparance)。在块104，可以执行其它编辑(例如场景选择和排序、图像裁剪、添加计算机生成的视觉特效等)。在块104的后期制作编辑期间，在基准显示器上观看视频图像。
在后期制作之后，视频数据103在块106被传递到显示子系统。 如图1A可见，块106的传递包括编码器级107A，用于驱动视频数据103通过视频分配介质105（例如卫星、电缆、DVD等）的广播或发送。解码器级107B位于块106的显示端，以对通过介质105发送的视频数据103进行解码。显示子系统可以包括视频处理器和显示器。在块108处，视频数据103被提供给视频处理器以进行处理和/或解码。视频数据103被输出到在块110处的显示器，以将图像的序列显示给观看者。
为了改进显示的图像的质量，视频数据103可被以相对高的比特率驱动通过视频传递管道100，从而有助于用于定义RGB或每个色度（颜色）通道的色度值（chroma value）的增加的比特深度。例如，视频数据103的流可以包括用于像素的每个色度通道的8、10或12比特的数据。在其它实施例中，视频数据102的流可以包括用于像素的每个色度通道的多于12比特的数据。
尽管对于每个色度通道使用高的比特深度，但是显示特性（例如亮度范围、色域等）的变化可影响在显示器上呈现的图像的表现，从而所呈现的图像不匹配视频创作者的创作意图。特别地，特定显示子系统上呈现的图像的被感知的颜色或亮度可能不同于在块104的后期制作编辑期间在基准显示器上被观看的图像的颜色或亮度。
此外，在常规视频传递管道的处理或显示级（例如视频传递管道100的块104、108和110（图1）所代表的这些级）处应用的方法典型地以预先配置的方式来执行，而没有考虑可能已经在视频传递管道100的其它级处发生的处理。例如，用于显示视频数据103的块110的方法可能在不知晓视频传递管道100中的先前处理步骤（例如块104的后期制作编辑）如何执行的情况下被执行。块110显示方法可能不适合于以保持如块104后期制作编辑所确定的视频创作者的创作意图的方式在显示器上呈现图像。
存在对于用于生成、传递、处理并且显示视频数据以保持视频创作者的创作意图的系统、装置和方法的普遍期望。存在对于用于提供可被用于指导视频数据的下游处理和/或显示的系统、装置和方法的普 遍期望。
发明内容
提供了用于将包括元数据的视频数据提供给显示子系统的系统、装置和方法。可以使用适合于内容传递的类型（例如通过卫星、电缆或高清晰网络的电视广播；通过IP或无线网络流送多媒体；从DVD或其它存储介质重放等）的系统、装置和方法来将视频数据发送或提供给显示子系统。在特定实施例中，在视频传递管道的一个或多个级处，元数据被生成并且被写入视频数据中。元数据可以提供与以下有关的信息：用于编辑视频数据的基准显示器的特性、基准显示器位于其中的环境的特性、经编辑的图像的特性（例如亮度和色域）、显示子系统的显示位于其中的观看环境的特性等。
元数据随视频数据一起被传递到下游装置（例如显示子系统）。元数据可以在对于其将要应用嵌入的元数据的视频帧之前被传递并且被下游装置接收。元数据可以在显示子系统处被提取并且解码并且应用于配置显示子系统的显示和/或处理视频数据以调整用于显示的视频数据（例如匹配创作者的艺术意图）。
可以通过以元数据盖写色度数据在视频数据中插入元数据。元数据可以写入视频数据的色度部分中，以用于：黑色视频帧、框住（frame）图像的黑色衬边（matte）或条线（bar）、或亮度值是零或低于阈值的像素的其它低亮度图像区域。可以使用上述方法在视频数据的色度部分中写入其它类型的数据。
提供对元数据进行编码的方法，从而避免保留的视频字（例如保留像素值）和/或保留的元数据字（例如帧头的开始或结束）的非故意的通信。
除了以上描述的示例性的方面和实施例之外，其它的方面和实施例将通过参照附图并且研究以下详细描述而变得清楚。
附图说明
在附图中示出示例性实施例。目的是在此公开的实施例和附图被看作说明性而不是限制性的。
图1是示出常规视频传递管道的级的流程图。
图1A是示出可以在图1的视频传递管道中执行的视频数据的传递的级的流程图。
图2A示出根据特定实施例的视频帧的序列的传递，一些视频帧可以用于承载元数据。
图2B、图2C、图2D和图2E示出根据特定实施例的包含可以用于承载元数据的视频数据所表示的区域的视频帧。
图3A示出根据特定实施例的包含可以被元数据盖写的色度数据的视觉动态范围（VDR）格式的视频数据的帧。
图3B示出根据特定实施例的包含可以被元数据盖写的色度数据的非VDR格式的视频数据的帧。
图4是示出通过视频传递管道的视频数据的流以及根据一个实施例的生成、传递、处理并且显示视频数据以保持视频创作者的创作意图的方法的流程图。
图4A是示出可以在图4视频传递管道中执行的视频数据的传递的级的流程图。
图5A、图5B和图5C是示出根据特定实施例的在视频数据中编码元数据的方法的流程图。
图6是示出对已使用图5A、图5B或图5C的方法被编码在视频数据中的元数据进行解码的根据一个实施例的方法的流程图。
图7示出根据一个实施例的元数据分组。
图7A示出可以用于框住图7的元数据分组的头。
图8示出包括用于特定场景的元数据的视频帧的序列的传递以及示出视频帧何时相对于元数据的传递被处理的时间线。
图9示意性地描述可以用于实现在此描述的方法中的一个或多个的根据一个实施例的系统。
图10A示意性描述可以用于在视频数据中编码元数据的根据一 个实施例的子系统。
图10B示意性描述可以用于从视频数据提取元数据的根据一个实施例的子系统。
图11示出包含在两个连续视频帧上发送的不同类型的元数据的元数据分组的序列。
具体实施方式
在整个以下的描述中，阐述了具体细节以对于本领域技术人员提供更透彻的理解。然而，可以不详细示出或描述公知元件，以免不必要地使得本发明模糊。相应地，描述和附图应被看作是说明性的而不是限制性的。
示例实施例提供了视频传递管道中可用的系统、装置和方法。元数据被写入视频数据中并且随视频数据一起被发送通过视频传递管道。元数据例如可用于指导下游设备处理视频数据和/或指导在显示器上的视频重放。显示器可以是例如可以在电视、计算机监视器、膝上设备、蜂窝电话或手持移动设备等中设置的平板显示器（例如LCD、LED、OLED、高动态范围或等离子体显示器）、或能够显示视频数据的任何其它显示器。
可以在包括视频捕获、后期制作编辑和预显示处理的视频传递管道之中的各个级处在视频数据流中动态地生成并且写入元数据。元数据可以定义参数，该参数包括例如在后期制作编辑中使用的基准显示器的色域和其它特性、图像中的光源的位置、不应改变的图像的受保护的颜色等。这些元数据可以由解码器和/或显示器解码并且处理，并且用于视频数据的处理和/或显示管理和配置，以控制并且增强显示器上的视频重放。元数据可以用于控制显示器（和/或处理用于显示的视频数据）以便以保持视频创作者的创作意图的方式来显示视频。
在一些视频格式中，视频数据包括与亮度数据分离地表示的色度数据（chrominance data）。根据在此描述的实施例，可以通过元数据来盖写用于特定的视频帧或视频帧的区域的色度数据。对于亮度水 平是零或低于阈值的像素（或表示黑色像素水平的像素值），可以在基本上不影响显示的图像的表现的情况下以元数据225的比特盖写色度数据。
可以在可以包括字段、值、比特等的视频数据的色度通道或色度部分中写入元数据。图3A示出可以由元数据225盖写的VDR格式的数据帧10的色度部分13。图3B示出可以由元数据225盖写的YCbCr格式的数据帧10的色度部分（Cr、Cb）13。VDR格式是在共有PCT申请No.PCT/US2010/022700“EXTENDED DYNAMIC RANGE AND EXTENDED DIMENSIONALITY IMAGE SIGNAL CONVERSION AND/OR DELIVERY VIA LEGACY VIDEO INTERFACES”中描述的视频格式，其通过引用被合并到此。
可以使用以下方法中的一个或多个在视频数据中承载元数据，例如：
可以由与即将到来的场景、节目或其它帧序列有关的元数据盖写用于黑色视频帧的视频数据。图2A示出显示场景1和2的帧90的序列。如图2A可见，在场景1的视频帧92与场景2的视频帧96之间的过渡时段中显示一个或多个黑色视频帧94。可以在后期制作编辑期间在视频数据中已经插入黑色视频帧94以分离场景1和2。可以在表示黑色视频帧94的视频数据的色度部分中承载用于场景2的元数据225。在一些实施例中，在视频传递管道中的一个或多个级处，可以在场景之间的或在场景的中间的视频数据中插入黑色视频帧（例如图2A的帧94），目的是承载元数据。
●表示视频帧的衬边或黑色条线的视频数据可以由用于即将到来的视频帧或视频帧序列（例如场景、节目等）的元数据盖写。例如，在某些实施例中，可以在表示衬底或黑色条线80的视频数据的色度部分中写入元数据，该衬边或黑色条线80在包括例如邮筒格式（图2B）、信箱格式（图2C）和窗槛花箱格式（图2D）的特定视频格式的图像84的侧边和/或之上和/或之下出现。
●表示其它低亮度图像区域的视频数据可以由用于即将到来的 视频帧或视频帧序列（例如场景、节目等）的元数据盖写。例如，可以在表示其像素的亮度值是零或低于阈值的图像区域的视频数据的色度部分中写入元数据。
在其它实施例中，可以在具有恒定色相（hue）或色度的任何区域（例如，蓝色屏幕或区域）的色度部分中写入元数据。在还其它实施例中，可以在用于特定视频帧或图像区域的所有视频数据（例如亮度和色度数据）中写入元数据。可以通过预定方式在视频帧中（例如比如在视频数据的色度部分中）写入元数据头。元数据头定义了包含元数据和其中对元数据进行编码的数据的部分（例如，仅在色度部分中或在亮度和色度部分两者中）的后续像素的数量。下游装置对元数据头进行解码，并且使用头信息对元数据进行解码或从视频数据中提取元数据。在对元数据头进行解码时，下游装置可以跳过包含元数据的视频帧的重放。显示器可以在从视频帧提取和/或处理元数据的同时重复前面视频帧的重放。在某些实施例中，元数据头可以定义在其处提取元数据的像素的像素值，其用于驱动显示重放。
图4是示出根据特定实施例的通过视频传递管道200的数据的流的流程图。除了在图4的视频传递管道200中，标号开始于“2”而不是“1”之外，视频传递管道200包括与图1的视频传递管道100中描述的那些级相似的级，并且因此相似的标号用于标识相似的级。在视频传递管道200的一个或多个级处，可以生成元数据225并将其嵌入视频数据203的流中以便在下游级处使用。元数据225连同视频数据203一起被发送通过视频传递管道200，以指导下游设备处理视频数据和/或指导在块210处的显示子系统的视频重放。可以使用适合于视频内容传递的类型（例如通过卫星、电缆或高清晰网络的电视广播；通过IP或无线网络的流送多媒体；从DVD或其它存储介质重放等）的系统、装置和方法在块206处将包括嵌入的元数据225的视频数据203传递到显示子系统。
在图4的实施例中，在块202处，生成照相机元数据225A并且将其嵌入在视频数据203中。可以基于照相机设置和视频帧捕获环境 生成照相机元数据225A。照相机元数据225A可以包括例如在视频帧捕获期间提供照相机设置的快照的照相机参数。这些照相机参数可以包括孔径（光圈值（f-stop））、透镜、快门速度、灵敏度（ISO等级）等。这些照相机参数可以用于指导视频传递管道200中的后续步骤，例如在块204处在后期制作编辑期间的颜色调整（例如颜色定时（color timing））或在块210处的显示配置。
在块204，生成后期制作元数据225B并且将其嵌入视频数据203中。后期制作元数据225B可以包括：基准显示器和环境元数据225B1以及源视频内容特征化元数据225B2。后期制作元数据225B可以用于指导视频传递管道200中的后续步骤，例如在块210处的显示配置。
基准显示器和环境元数据225B1可以描述块204的后期制作编辑中使用的基准显示器配置和工作室或观看环境。例如，对于用于在块204的后期制作编辑期间显示视频数据203的基准显示器，基准显示器和环境元数据225B1可以包括例如以下参数：
●以细节化分辨率描述基准显示器的色调（tone）和色域边界的3D颜色色域映射；
●定义基准显示器的色调和色域边界的参数的减少的集合（可以用于估计3D颜色色域映射）；
●描述用于每个色度通道的基准显示器的色调响应的系统色调响应参数；
●等等。
基准显示器和环境元数据225B1也可以包括描述工作室环境的参数，在该工作室环境中，在块204后期制作编辑期间在基准显示器上对视频内容进行颜色定时或编辑。这些参数可以包括周围亮度和周围颜色温度。
源视频内容特征化元数据225B2可以描述包括信息的经后期制作编辑的视频内容，该信息可以表示或提供：
●图像中的光源或图像中的反射性或放射性对象的位置图；
●视频源内容的色域；
●有意地在基准显示器的色域之外经颜色定时的图像的区域；
●在由视频处理器进行的预先显示处理期间或在显示配置期间不应改变的受保护颜色；
●在亮度或色域方面特征化图像的图像直方图（例如，该信息可以由下游设备用于确定平均亮度以细化色调和色域映射）；
●场景改变或重置标记，用于警告下游设备来自先前视频帧的任何统计或滞后不再有效；
●特征化视频内容以识别运动中的对象的运动图，其可以由下游设备结合光源位置图使用以指导色调和色域映射；
●经颜色定时的内容的源的指示（例如直接来自照相机，或来自后期制作编辑）；
●导演的创作意图设置，其可以用于控制下游设备（例如解码器/电视或其它显示器）。例如，这些设置可以包括：提供用于控制显示器以特定模式（例如逼真、影院、标准、专业等）操作的能力的显示模式控制；可以用于确定适当的色域或色调映射等的内容类型（例如动画、戏剧、体育、游戏等）；色调映射（例如可以用于指导在显示器处的色调扩展的经定制的色调映射参数或曲线）；以及色域映射（例如可以用于指导在显示器处的色域扩展的经定制的色域映射参数）；
●等等。
在块206，视频数据203传递到显示子系统。如图4A可见，块206传递可以包括：编码器级207A，用于驱动通过视频分配介质205（例如卫星、电缆或高清晰度网络；IP或无线网络；或DVD或其它存储介质等）的视频数据203的分配、广播或发送。可以在块206的显示端处提供解码器级207B，以对通过介质205分配的视频数据203进行解码。可以通过例如机顶盒或通过显示子系统内的解码器来实现解码器级207B。在块206和/或208，观看环境元数据225C和/或其它元数据225可以嵌入在视频数据203中。观看环境元数据225C可以包括例如：
●高级视频编码（AVC）VDR编码器数据，提供基准监视器色调映射或色域曲线或基准环境的周围亮度。可以在解码器级207B处（或由视频处理器）利用显示子系统的环境和（例如通过读取显示器的扩展显示识别数据（EDID）得到的）显示特性的知识来确定该信息中的至少一些。在一些实施例中，该信息中的至少一些可以在视频数据的后期制作处理期间在工作室被确定。
●描述显示子系统的显示器位于其中的环境的参数。这些参数可以包括例如周围亮度和/或色调或颜色温度。
观看环境元数据225C可以用于指导在块208的视频数据的处理和/或在块210的显示配置。
显示子系统包括用于在块208处理到来视频数据203的视频处理器。显示子系统的视频处理器可以基于从视频数据203提取的元数据225（例如元数据225A）和/或与显示子系统的显示器关联的已知显示特性而对视频数据203执行信号处理。可以根据显示特征化参数226和/或元数据225处理并且调整视频数据203以便显示。
可以在块206和/或208或在视频传递管道200的其它级处被嵌入在视频数据203中的其它元数据225包括辅助（housekeeping）元数据225D（用于管理分配权限等），例如比如：
●指示对视频内容进行生成、分配、修改等的地方的数据的水印数据；
●出于搜索或索引目的的提供视频内容的描述的指纹数据等；
●指示谁拥有视频内容和/或谁可以对其访问的保护数据；
●等等。
可以至少部分地基于与显示子系统的显示关联的显示特征化参数206而生成观看环境元数据225C。在一些实施例中，可以通过在解码器级207A、解码器级207B处的视频数据103的分析和/或通过在块208处的视频处理器，来创建或提供观看环境元数据225C、源视频内容特征化元数据225B2和/或辅助元数据225D。
在块210，可以对显示子系统的显示器执行显示配置。可以基于 显示特征化参数226和/或元数据225（例如照相机元数据225A、后期制作元数据225B（包括基准显示器和环境元数据225B1以及源视频内容特征化元数据225B2）以及观看环境元数据225C）而确定用于显示配置的适当参数。根据这些参数来配置显示器。视频数据203被输出到显示器。
用于在块208处的视频数据203的处理和在块210处的显示配置的元数据225在视频数据流中被传递，从而元数据225在其应用之前在显示子系统（包括视频处理器和显示器）处被接收到。在一些实施例中，传递元数据225，使得元数据255比在其处将应用元数据225的帧提前至少一个视频帧被显示子系统接收到。在特定实施例中，元数据225提前一个视频帧被传递，并且在块208和/或210处的元数据225的应用可以在到来的视频流中的新视频帧被检测到时被触发。
在特定实施例中，视频传递管道200的系统和/或装置符合定义元数据结构的元数据协议。图7示出可以例如在图4的视频传递管道200的块202、204、206或208中的任一个处生成并且在管道中向下游传递的根据特定实施例的元数据225的分组250或元数据结构。由头（header）对分组250进行组帧（frame with）。在图7的所示实施例中，分组250包括以下字段：
●帧开始（start of frame,SOF）头252，以帧开始比特集合定义头；
●分组类型254，定义有效载荷中的元数据的类型（例如色域参数、场景改变标记、图像直方图等）以及后续元数据的格式或图案；
●CFG比特256，定义组帧结构（framing structure）的可配置部分（例如，CFG比特256可以定义对于分组是否启用时间戳，以及如何应用时间戳）；
●元数据有效载荷258，其长度可以变化；
●帧结束（EOF）头260，以帧结束比特集合定义头；
●时间戳262（可选），指示何时应用元数据有效载荷258中的数据（例如，元数据分组250被接收之后特定数量的视频帧或场景， 或者在一些其它延迟之后）；以及
●校验和（例如CRC（循环冗余校验）值264），用于使能元数据分组250的验证。
图7A示出可以用于定义如图7所示的元数据分组250的开始（即SOF头252）或结束（即EOF头260）的头270。在所示实施例中，头270以处于预定图案272的多个比特开始。头270以有效载荷结束（EOP）标记或比特266以及SOF/EOF标记或比特268（例如0/1）结束。SOF/EOF标记268确定头270是SOF头252还是EOF头260。只有当EOF标记268被设置时，EOP标记266才可以是有效的。设置EOP标记266指示元数据分组250包含元数据有效载荷的最后部分。EOP标记266使得能够在可以跨视频帧被划分的若干元数据分组250之中划分元数据有效载荷。
EOP标记266使得能够在多个视频帧上传递承载不同类型的元数据的分组，如图11可见。头中的分组类型254可以指示分组中承载的元数据的类型（见图7）。在所示示例中，在视频帧1的视频数据中嵌入承载类型A元数据的第一分组380。在视频数据流中嵌入类型A元数据期间，接收具有比元数据类型A更高的优先级的类型B元数据。为了中断类型A元数据的发送以有利于类型B元数据，EOF标记被设置以结束第一分组380（然而，由于仍剩余待发送的类型A元数据，因此不设置EOP标记）。然后可以在视频帧1的视频数据中嵌入承载类型B元数据的第二分组382。在所示示例中，视频帧1不具有足够传递所有类型B元数据的色度部分。因此，快到视频帧1的结束处，EOF标记被设置以指示第二分组382的结束（然而，由于存在剩余的待发送的类型B元数据，因此不设置EOP标记）。可以在视频帧2的视频数据中嵌入承载剩余的类型B元数据的第三分组384。可以通过EOF标记和EOP标记来终止第三分组384，以指示分组的结束和用于类型B元数据的元数据有效载荷的结束。类型A元数据的传递可以然后继续。在所示示例中，所有剩余的类型A元数据（在元数据类型B的嵌入期间已经被保存）被检索并被承载于视频帧2的视 频数据中嵌入的元数据的第四分组386中。可以通过EOF标记和EOP标记来终止第四分组386以指示分组的结束和用于类型A元数据的元数据有效载荷的结束。
在视频传递管道200的块202、204、206或208中的一个或多个处，元数据225可以被生成并且写入在视频数据中。元数据与视频数据一起被传递通过管道。下游装置（例如显示子系统）可以应用元数据以对于视频帧序列的视频重放来处理视频数据和/或配置显示器。
元数据在特定视频帧或帧序列之前被传递到视频传递管道中的下游装置，在该特定视频帧或帧序列将由该下游装置应用元数据。在特定实施例中，用于即将到来的场景或节目的元数据在这样的场景或节目之前一个或多个视频帧被传递。
在一些实施例中，元数据可与时间戳一起被传递，该时间戳指示下游装置（例如视频解码器、处理器或显示器）何时应用元数据以处理视频数据或管理或配置显示器。可以用帧延迟来定义时间戳，该帧延迟指示将在已经接收到元数据之后的特定数量的视频帧处应用元数据。在其它实施例中，可以用时间延迟、帧序列号、相对于视频的开始的时间等来定义时间戳。
图8示出元数据225，该元数据225在元数据被处理并且应用时之前被传送通过视频传递管道并且被下游设备（例如视频处理器、解码器和/或显示器）接收到。在所示示例中，视频中的新的场景在视频帧#5处开始，视频帧#3和#4承载可以应用于该场景的元数据。故此，到下游设备接收并且开始处理在视频帧#5处开始的新的场景的视频数据时，下游设备已经接收到应用于该场景的（视频帧#3和#4内承载的）元数据。可以在视频帧#5处检测到新的场景的开始时触发元数据的应用。视频帧#3和#4可以是具有亮度值被驱动为零的像素的黑色过渡帧。可以用元数据盖写视频帧#3和#4中的色度数据，而基本上不影响在视频重放期间黑色视频帧的表现。
图5A、图5B和图5C中所示的方法中的一个或多个可以用于在视频数据中编码元数据。图5A、图5B和图5C的方法可以应用于将 元数据写入被以如下视频格式编码的视频数据的色度部分，对于该视频格式，色度数据与亮度数据被分离地表示。根据以下色彩空间编码的视频数据具有分离的色度分量，例如LUV、YCbCr、YUV、YCC、HLS、HSV、CIELAB等。图5A、图5B和图5C的方法可以用于传递这样的元数据，该元数据随后被视频传递管道中的下游设备应用以对于特定场景或帧的序列处理视频数据和/或配置显示器。图6所示的方法可以用于从视频数据提取已经使用图5A、图5B或图5C的方法中的一个被编码的元数据。
图5A示出在黑色视频帧中编码元数据的方法300。方法300开始于在块302接收用于待显示的下一场景（或帧的其它序列）的元数据。方法300通过定位下一场景之前的黑色视频帧而前进到块304。如果在块306确定黑色视频帧对于承载块302元数据可用，则在块308，在黑色视频帧中写入该元数据。元数据可以被写入表示这些视频帧的视频数据的色度部分（例如，见图3A和图3B，示出具有被元数据225盖写的色度部分13的数据帧10）。否则，如果黑色视频帧不可用，则方法300通过在块310应用对元数据进行编码的另一方法而继续。方法300的块310可以应用图5B或图5C中所示的方法中的一个、或另一方法（例如，在表示以特定视频格式出现的衬边或黑色条线80的视频数据的色度部分中编码元数据的方法）。例如，在电视广播期间，可以按邮筒（pillar box）或信箱（letter box）格式来显示广告；因此，广告广播之后的场景的元数据可以插入在广播的广告部分的邮筒/信箱黑色图像区域的色度部分中。元数据可以包括表示何时应用元数据的时间戳。
图5B示出了根据另一实施例的对元数据进行编码的方法320。如果在方法300的块306确定下一场景之前的黑色视频帧不可用于承载元数据，则可以在方法300的块310应用方法320。方法320开始于在块302接收用于下一场景或帧的其它序列的元数据。方法320通过定位当前场景与下一场景之间的边界前进到块322。在块324，一个或多个黑色视频帧被插入在该场景边界处的视频数据中（即，黑色视 频帧被插入在当前场景的最后一帧与下一场景的第一帧之间）。为了承载用于下一场景的元数据，可以插入黑色视频帧。在块326，元数据可被写入插入的黑色视频帧。元数据可被写入表示这些视频帧的视频数据的色度部分（见图3A和图3B，例如示出具有被元数据225盖写的色度部分13的数据帧10）。
图5C示出根据又一实施例的对元数据进行编码的方法340。如果在方法300的块306确定下一场景之前的黑色视频帧在视频数据中不可用于承载元数据，则可以在方法300的块310应用方法340。方法340开始于在块302接收用于下一场景或帧的其它序列的元数据。在块342，在下一场景之前的帧中识别低亮度图像区域。如果图像区域的像素的亮度水平被驱动为零或低于特定阈值，则该图像区域可以被看作低亮度图像区域。如果在块344确定可用的低亮度图像区域在视频数据的色度部分中提供了足够的带宽以承载块302元数据，则在块346元数据被写入表示这些图像区域的视频数据的色度部分。然而，如果任何低亮度图像区域中可用的带宽不足（或如果不可得到低亮度图像区域），则方法340通过在块348应用对元数据进行编码的另一方法而继续。例如，可以在方法340的块348处应用图5B所示的方法320以在为了承载元数据在场景边界处插入的黑色帧中编码元数据。
图6示出从视频数据提取元数据并且随后应用元数据的方法360，其中，已经使用图5A、图5B或图5C中的方法中的一个对元数据进行编码。方法360开始于在块362接收视频数据的流。在块364，方法360监控用于其亮度水平被驱动为零或低于阈值的像素（低亮度像素）的色度部分，以检测SOF头252或定义元数据分组的开始的其它保留元数据字。在块364处已经检测到元数据分组的开始之后，方法360通过定位视频数据流中的下一低亮度像素而进入块366。在块368，从用于低亮度像素的像素数据的色度部分提取元数据。如果尚未到达元数据有效载荷的结束（块370），则方法360重复在块366、368和370的步骤（即，定位视频数据流中的下一低亮度像素，并且从像 素数据的色度部分提取元数据），直到到达元数据有效载荷的结束。在块372，元数据可以被应用以处理视频数据和/或配置显示器以用于视频重放。
在一些实施例中，第一元数据分组可以位于经编码的元数据之前。可以根据对元数据进行编码或解码的每个下游装置已知的预先选择的方法而在视频数据中对第一元数据分组进行编码。第一元数据分组包含关于如何对后续元数据进行编码的信息（例如使用哪种编码方法）。信息可以指示视频帧的剩余部正承载视频数据的色度部分中的元数据，例如这可以是用于黑色视频帧的情况。信息可以指示仅视频帧的一部分正承载视频数据的色度部分中的元数据，例如这可以是用于具有黑色衬边或低亮度图像区域的视频帧的情况。信息可以指示该元数据定位在视频帧中的何处。下游装置可以使用第一元数据分组中的信息来指导来自视频数据的元数据的解码或提取。下游装置可以使用第一元数据分组中的信息来指导在视频数据流中插入或编码附加元数据。
在一些实施例中，为了承载元数据，可以在场景内插入黑色视频帧。元数据可以被写入用于黑色视频帧的视频数据的色度部分。在显示端（图4的块210），视频重放可以包括重复黑色视频帧之前的视频帧的重放。之前的视频帧的重复确保场景的亮度保持恒定，这可以减少闪烁。
根据特定实施例，通过避免不经意地传送保留的或保护的字或比特的序列（其长度可以是任何比特数）的方式在视频数据中对元数据进行编码。可以存在两种类型的保留字：可以由元数据传送的保留的元数据字和可以由视频数据流传送的保留的视频字。可以对元数据进行编码，使得元数据避免匹配保留的元数据字，例如分组的帧开始（SOF）头252或帧结束（EOF）头260（图7）。可以对元数据进行编码，使得元数据避免匹配保留视频字（例如保留像素值）。保留像素值可以包括例如0、255和其它保留值中的一个或多个。
可以用于避免保留的元数据字和/或保留的视频字的非故意通信 的编码方法可以包括例如：
●6b/8b编码（其中，连续相同比特的最长允许行程（run）是6比特长）。
●8b/10b编码（其中，连续相同比特的最长允许行程是5比特长）。
●定义连续相同比特的固定图案以表示保留的元数据字（例如SOF头252或EOF头260），并且避免在视频数据中嵌入元数据有效载荷期间对固定图案进行编码。例如，如果固定图案是六比特长的图案000000和111111，则每当在元数据有效载荷中出现五比特长的图案00000或11111时，嵌入1或0保护比特作为视频数据流中的下一比特（例如000001或111110）。在从视频数据流提取元数据期间，该保护比特不被看作有效并且被丢弃。
例如通过盖写该视频数据的色度分量，（除了元数据之外的）其它种类的数据可以被写入视频数据。在此描述的方法可以与在其它数据通道中嵌入元数据（例如在保护比特或最低有效比特中编码元数据）的方法结合使用。在题为“SYSTEMS,APPARATUS AND METHODS FOR VIDEO DELIVERY AND CONTROLLING VIDEO DISPLAY USING EMBEDDED METADATA”的共有共同未决申请中描述了在保护比特或最低有效比特中编码元数据，其通过引用合并到此。
视频处理可以包括视频数据的空间和/或时间滤波。执行该滤波的下游装置可以被配置为忽略色度部分（或视频数据的其它元数据承载部分）中的数据，或从色度部分提取元数据并且以周围色度值来代替色度部分中的数据。在其中在非黑色图像区域（例如，具有低亮度值的图像区域）中承载元数据的实施例中，可以在视频图像的边缘周围的定义的边界中插入元数据，其中，以元数据盖写色度数据更不可能对图像的显示产生可感知的影响。
为了确保有损视频数据压缩不导致视频数据的色度部分中承载的元数据损失，可以将用于对应亮度部分的值设置为预定值以标记色度部分中的元数据的存在并且防止视频数据损失。下游装置可以被配 置为从色度部分提取元数据，并且以用于视频重放的黑色亮度值替代设置的亮度值。在其它实施例中，为了避免通过有损视频数据压缩导致元数据损失，元数据不被写入色度通道的最低有效比特（例如，两个或三个最低有效比特不用于承载元数据），从而即使这些最低有效比特通过压缩而损失，元数据也不损失。
图9示出根据一个实施例的可以被配置为执行在此描述的方法中的一个或多个的系统600。系统600的组件可以实现为软件、硬件和/或其组合。系统600包括视频捕获子系统602、后期制作子系统603和显示子系统604。视频数据203的流由视频捕获子系统602生成并且传递到后期制作子系统603以进行处理和编辑。在编辑视频数据203的过程中，视频图像可以在后期制作子系统603的基准显示器111上被显示并且观看。经编辑的视频数据203（经由编码器207A和解码器207B通过分配介质205）传递到显示子系统604，以便进行进一步处理和显示。子系统602、603和604（以及编码器207A）中的每一个可以被配置为在视频数据203中编码元数据225。下游子系统可以被配置为从上游设备接收视频数据203并且对已经嵌入其中的元数据225进行解码。下游子系统（例如子系统603和604）可以使用元数据225来指导视频数据203的处理和/或显示。元数据225可以连同显示特征化参数620一起被显示子系统604使用以控制和/或指导在显示子系统604的显示器618上的视频重放。
如图9可见，子系统602、603和604可以分别包括处理器606、608和616以及各个处理器可访问的程序存储器607、609和617。每个处理器可以包括中央处理单元（CPU）、一个或多个微处理器、一个或多个现场可编程门阵列（FPGA）、或其任何组合、或包括能够如在此描述的那样运作的硬件和/或软件的任何其它合适的处理单元。在每个子系统中，处理器执行程序存储器中存储的软件提供的指令。软件可以包括用于执行在此描述的元数据生成、编码、解码和处理步骤的例程，例如如下这样的例程：
●生成元数据225或接收用于元数据225的参数（例如，可以 在后期制作级处由颜色定时器（color timer）或颜色分级器设置这些参数；元数据225可以定义如参照图4在此描述的某些参数）；
●在将视频数据203传送到下游设备之前，在视频数据203中编码元数据225；
●从自上游设备接收的视频数据203解码元数据225；
●处理并且应用元数据225以指导视频数据的处理和/或显示；
●基于图像和/或视频数据203而选择用于对元数据225进行编码的方法（例如，可以基于黑色帧、黑色条线或衬边和/或低亮度图像区域的可用性而选择对元数据225进行编码的方法）；
●定位视频数据中的黑色视频帧，或定位视频帧中的黑色或低亮度像素；
●等等。
系统600可以包括子系统602、603和604可访问的储存器（repository）610。储存器610可以包括元数据定义库612（例如，其告知元数据编码器和解码器如何生成和/或读取元数据）以及保留字列表614（例如，受保护的像素值或保留的元数据字）。子系统602、603和604可以在生成、编码和/或处理元数据时访问元数据定义库612。在对元数据225进行编码或解码时，保留字614可被与经编码/解码的元数据比特进行比较，以识别要插入（或已经插入）元数据流中的用于防止保留字的传送的保护比特序列。
虽然在图9的所示实施例中示出共享的储存器610，但在其它实施例中，子系统602、603和604中的每一个可以包括该子系统可访问的存储介质中存储的本地储存器610。
图10A示出根据示例实施例的可以用于在视频数据的流中编码元数据的子系统280。子系统280可以用于使用例如图5A、图5B或图5C中所示的方法中的一个或在此描述的另一方法来对与即将到来的场景或其它帧序列有关的元数据225进行编码。子系统280可以从视频数据的源接收输入的视频数据203。在一些实施例中，子系统280可以从缓冲器或其它存储介质检索输入的视频数据203。在其它实施 例中，子系统280可以从视频信号输入接收流送的视频数据203。可以用适合于视频内容传递的类型（例如通过卫星的电视广播、或高清晰度网络的电视广播；通过IP或无线网络流送多媒体；或读取DVD或其它存储介质等）的格式来提供视频数据203。
输入视频数据203可以包括通过上游装置添加到视频数据的嵌入的元数据。根据一些实施例，输入的视频数据203可以包括亮度和色度信息。在特定实施例中，通过解码器282对视频数据203进行解码。解码器282可以分离视频信号中的亮度和色度分量。
用于即将到来的场景或帧序列的视频数据203可以被推送到由软件和/或硬件实现的一个或多个数据缓冲器283中。随着视频数据203被接收，视频数据203的一个或多个帧（或视频数据203的其它部分）可以被接连推送到缓冲器283中。亮度读取器284可以访问缓冲器283中存储的视频数据203，并且读取亮度数据以估计用于视频数据中的视频帧、图像区域或像素的亮度水平。亮度读取器284可以将亮度水平与阈值进行比较。亮度读取器284可以识别其亮度水平为零或低于阈值的视频帧、图像区域或像素（例如，在图5A的块304定位的黑色视频帧，或在图5C的块342定位的低亮度图像区域）。亮度读取器284可以通过例如以下的多个方式中的一个来描绘视频帧的亮度水平，或确定视频数据是否表示黑色视频帧或黑色图像区域：估计视频帧中的每个像素的亮度水平，估计视频帧的选择区域中的像素的亮度水平；估计采样像素或区域的亮度水平；等。对于识别的视频帧、图像区域或像素，亮度读取器284可以将色度部分中的数据与保留的元数据字（例如帧开始头）进行比较，以识别元数据是否已经被写入这些色度部分。亮度读取器284可以从元数据定义存储器285访问元数据字，并且将这些元数据字与色度部分中的数据进行比较以检测元数据的存在。
如果亮度水平为零或低于阈值并且元数据并未已经嵌入色度数据，则亮度读取器284将信号287发送到数据写入器286，以表明元数据225（或其它数据）可以被写入用于识别的视频帧、图像区域或 像素的色度部分（例如，如图5A的块308或图5C的346讨论的那样）。亮度读取器284可以继续访问并且读取缓冲器283中的视频数据203，直到其定位具有不包含元数据的色度部分的黑色（或低亮度）视频帧、图像区域或像素。
当数据写入器286接收信号287时，数据写入器286检索与即将到来的场景有关的元数据225，并且将元数据225写入亮度读取器284所确定的适合于承载元数据的视频帧、图像区域或像素的色度部分。数据写入器286可以从包含元数据的存储或缓冲器检索元数据225。在数据写入器286已经以元数据225盖写视频数据203的色度数据之后，子系统280输出包括插入的元数据225的视频数据203（例如，可以从缓冲器283推送出视频数据203，并且视频数据203的新到来的帧被推送入缓冲器283）。输出的视频数据203可以被传递到下游装置（例如显示子系统），以便进行处理和/或视频重放。
如果亮度读取器284没有识别到任何用于承载元数据的合适的视频帧、图像区域或像素，则为了承载元数据225，亮度读取器284可以将信号288传送到数据写入器286，以使得数据写入器286将黑色视频帧插入视频数据203（例如，如参照图5B的块322和324所讨论的那样）。亮度读取器284可以用信号告知数据写入器286何时或在何处插入黑色视频帧。例如，如对于图5B的块326讨论的那样，可以在场景边界处插入在色度部分中包含元数据的黑色视频帧。
图10B示出根据示例实施例的可以用于从视频数据的流解码元数据的子系统290。子系统290可以用于使用在此描述的方法中的一个（例如，图6的方法360）来提取用于即将到来的场景的元数据225。子系统290与子系统280在一些方面相似。例如，子系统290接收输入的视频数据203，并且可以在解码器292处对输入的视频数据203进行解码（与子系统280如何接收并且解码输入的视频数据203相似）。输入的视频数据203可以被缓存在缓冲器293。亮度读取器294访问缓冲器293中存储的视频数据203，并且读取亮度数据以估计视频数据中的视频帧、图像区域或像素的亮度水平。亮度读取器294 可以将亮度水平与阈值进行比较。亮度读取器294可以识别其亮度水平为零或低于阈值的视频帧、图像区域或像素。对于被识别的视频帧、图像区域或像素，亮度读取器294可以将色度部分中的数据与保留的元数据字（例如帧开始头）进行比较，以识别元数据是否已经写入这些色度部分。亮度读取器294可以从元数据定义存储器295访问元数据字，并且将这些元数据字与色度部分中的数据进行比较，以检测元数据的存在。
如果元数据已经写入视频帧、图像区域或像素的色度部分，则亮度读取器294可以将信号297发送到元数据读取器296，以使得元数据读取器296访问缓冲器293中的视频数据203并且从色度部分读取元数据225（或其它数据）（例如，如在图6的块368执行的那样）。元数据225可以存储在元数据存储器296中，以用于后续检索和应用。
在其它实施例中，亮度读取器284、294可以不读取亮度数据来确定是否写入或提取元数据以及在何处写入或提取元数据。当元数据被写入视频数据时，元数据分组可以由元数据写入器生成并且插入视频数据流中，以向下游装置指示在何处定位视频数据中（例如在特定视频帧中、或在视频帧中的特定像素处开始、或在特定图像区域中等）的已有元数据。该元数据分组可以由子系统280使用以指导视频数据中的附加元数据的写入，并且由子系统290使用以指导从视频数据提取元数据。
亮度读取器284、294可由数据处理器、CPU、微处理器、FPGA或其任何组合、或能够读取视频数据以确定亮度水平并且将这些亮度水平与阈值进行比较的任何其它合适的处理单元实现。数据写入器286和元数据读取器296可由数据处理器、CPU、微处理器、FPGA或其任何组合、或能够从视频数据源访问视频数据203并且写入或读取视频数据203的比特的任何其它合适的处理单元实现。
在如上地引用组件（例如处理器、解码器、编码器、设备、显示器、缓冲器、电路等）的情况下，除非另外指示，对该组件的引用（包括对“手段”的引用）应理解为作为该组件的等同物包括执行所描述 的组件的功能的任何组件（即，功能等同），包括结构上不等同于所公开的执行本发明所示示例性实施例的功能的结构的组件。
特定实施例可被以程序产品的形式提供。程序产品可以包括承载包括指令的计算机可读信号的集合的任何介质，所述指令当由数据处理器执行时使得数据处理器执行本发明的方法。根据本发明的程序产品可以是多种形式中任一种。程序产品可以包括例如物理介质，诸如包括软盘、硬盘驱动器的磁数据存储介质、包括CD ROM的光数据存储介质、包括ROM、闪速RAM的电子数据存储介质等。可以可选地压缩或加密程序产品上的计算机可读信号。
虽然以上已经讨论了大量示例性方法和实施例，但本领域技术人员应认识到其的特定修改、变换、添加和子组合。例如：
●在此描述的示例实施例提供在视频传递管道中可用的系统、装置和方法。这些系统、装置和方法可对于其它类型的数据的传递是有用的。
●在示例实施例中，元数据被写入视频数据中并且随视频数据一起被发送通过视频传递管道。在其它实施例中，其它种类的数据可被写入视频数据中并且随视频数据一起被发送通过视频传递管道。例如，可以发送的附加的视频数据可以包括：附加视频源内容（例如不同分辨率的视频数据（例如，更高或更低分辨率视频数据））；屏上显示信息；和/或启用IP的TV或机顶盒可以检索到的用于识别附加视频数据源的位置的URL或IP地址；等。
●根据在此描述的实施例的写入视频数据中的元数据可用于指导其它装置（例如，视频存档器、记录器（例如个人视频记录器或PVR、或具有记录能力的数字调谐器）等）的配置、控制和/或操作。例如，记录器可以预处理视频数据以移除插入的包含元数据的帧，以减少存储的视频数据的量。
因此，目的在于后面的所附权利要求以及之后引入的权利要求被解释为在它们的真实精神和范围内原样包括所有这些修改、变换、添加和部分组合。
因此，本发明可以合适地包括、包含或基本上由在此描述的、当前现有的和/或随后开发的本发明的要素（各个部分或特征及其等同物）构成。此外，在此示意性地公开的本发明可以在缺少任何要素的情况下实现，无论是否在此具体地公开。显然，根据以上教导，本发明的大量的修改和变化是可能的。因此，应理解，在所附权利要求的范围内，可以除了在此具体描述的方式之外的方式实现本发明。
相应地，可以通过在此描述的任何形式实施本发明，包括但不限于描述本发明一些部分的结构、特征和功能的以下的列举示例实施例（EEE）：
EEE1、一种将视频数据提供给显示子系统的方法，包括：
（a）捕获视频帧的序列以提供视频数据；
（b）在基准显示器上编辑所述视频数据提供的图像；
（c）生成标识所述基准显示器的配置参数和经编辑的图像的特性的元数据；
（d）将所述元数据嵌入在所述视频数据的一个或多个色度部分中；
（e）将包括嵌入的元数据的视频数据传递到所述显示子系统；
（f）在所述显示子系统处提取所述元数据；以及
（g）至少部分地基于所述元数据而配置所述显示子系统或针对所述显示子系统处理视频数据。
EEE2、如EEE1所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：将所述元数据嵌入亮度值低于阈值的像素的色度部分中。
EEE3、如EEE2所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：
（a）定位所述视频数据中的黑色视频帧；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
EEE4、如EEE3所述的方法，其中，所述元数据与新的场景对应，并且定位所述视频数据中的黑色视频帧包括：定位在所述新的场 景之前的黑色视频帧。
EEE5、如EEE2所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：
（a）定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述黑色衬边中的像素的色度部分中。
EEE6、如EEE2所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：
（a）定位具有亮度值低于所述阈值的图像区域的视频数据中的视频帧；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述图像区域中的像素的色度部分中。
EEE7、如EEE1所述的方法，其中，所述元数据与新的场景对应，并且所述方法包括：
（a）在所述视频数据中定位所述新的场景与先前的场景之间的边界；
（b）在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧；以及
（c）将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
EEE8、如EEE1至7中的任一项所述的方法，其中，传递所述视频数据包括：在对于其将应用嵌入的元数据的视频帧之前传递具有所述嵌入的元数据的视频数据。
EEE9、如EEE1至8中的任一项所述的方法，其中，传递所述视频数据包括：通过以下传输介质中的一个进行传递：DVD、Blu-ray、卫星、电缆或互联网。
EEE10、如EEE1至9中的任一项所述的方法，其中，按以下格式中的一个对所述元数据进行编码：
（a）6b/8b编码；以及
（b）8b/10b编码。
EEE11、如EEE1至10中的任一项所述的方法，其中，对所述元数据进行编码，使得元数据中的帧开始头由连续相同比特的第一固 定图案表示，元数据中的帧结束头由连续相同比特的第二固定图案表示。
EEE12、一种系统，包括：
（a）视频捕获子系统，用于生成视频数据；
（b）后期制作子系统，具有基准显示器和处理器，被配置为接收并且编辑所述视频捕获子系统生成的视频数据并且将所述视频数据显示在所述基准显示器上；以及
（c）显示子系统，具有显示器和视频处理器，被配置为接收经所述后期制作子系统编辑的视频数据并且将所述视频数据显示在所述显示器上；
其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为通过将元数据嵌入在所述视频数据的一个或多个色度部分中来在所述视频数据中编码元数据，所述显示子系统被配置为应用所述元数据以用于指导所述视频数据的处理或显示。
EEE13、如EEE12所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为通过将所述元数据嵌入在亮度值低于阈值的像素的色度部分中来在所述视频数据中编码元数据。
EEE14、如EEE13所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为：
（a）定位所述视频数据中的黑色视频帧；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
EEE15、如EEE13所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为：
（a）定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述黑色衬边中的像素的色度部分中。
EEE16、如EEE13所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为：
（a）定位具有亮度值低于所述阈值的图像区域的视频数据中的视频帧；以及
（b）将所述元数据嵌入在所述图像区域中的像素的色度部分中。
EEE17、如EEE13所述的系统，其中，所述元数据与新的场景对应，所述后期制作子系统被配置为：
（a）在所述视频数据中定位所述新的场景与先前场景之间的边界；
（b）在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧；以及
（c）将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
EEE18、如EEE12所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为按以下格式中的一个对元数据进行编码：
（a）6b/8b编码；以及
（b）8b/10b编码。
EEE19、如EEE12所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为对所述元数据进行编码，使得元数据中的帧开始头由连续相同比特的第一固定图案表示，元数据中的帧结束头由连续相同比特的第二固定图案表示。
EEE20、如EEE12所述的系统，其中，所述后期制作子系统的处理器被配置为在视频数据中编码标识以下中的至少一个的元数据：
所述基准显示器的配置参数；以及
所述视频数据提供的图像的色彩和发光特性。
EEE21、如EEE20所述的系统，其中，所述显示子系统的视频处理器被配置为对所述视频数据中的元数据进行解码，并且应用所解码的元数据以配置所述显示子系统的显示器或处理所述视频数据以针对所述显示子系统的显示器的特性进行调整。
EEE22、如EEE21所述的系统，其中，所述显示子系统的视频处理器被配置为读取所述显示子系统的显示器的扩展显示识别数据以 处理所述视频数据，以针对所述显示子系统的显示器的特性进行调整。
EEE23、如EEE12至22中的任一项所述的系统，其中，所述显示子系统被配置为通过以下传输介质中的至少一个来接收视频数据：DVD、Blu-ray、卫星、电缆或互联网。
EEE24、一种在视频数据中编码元数据的方法，所述方法包括：
（a）检索待在所述视频数据中被承载的元数据；
（b）定位在所述视频数据中具有低于阈值的亮度值的像素；以及
（d）以所述元数据盖写所述像素的色度数据。
EEE25、如EEE24所述的方法，包括：
（a）定位所述视频数据中的黑色视频帧；以及
（b）以所述元数据盖写所述黑色视频帧的色度数据。
EEE26、如EEE24所述的方法，包括：
（a）定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边；以及
（b）以所述元数据盖写用于所述黑色衬边的色度数据。
EEE27、如EEE24所述的方法，其中，所述元数据与新的场景对应，所述方法包括：
（a）在所述视频数据中定位所述新的场景与先前场景之间的边界；
（b）在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧；以及
（c）以所述元数据盖写用于所述黑色视频帧的色度数据。
EEE28、如EEE24至27中的任一项所述的方法，其中，按以下格式中的一个对所述元数据进行编码：
（a）6b/8b编码；以及
（b）8b/10b编码。
EEE29、如EEE24至28中的任一项所述的方法，其中，对所述元数据进行编码，使得元数据中的帧开始头由连续相同比特的第一固定图案表示，元数据中的帧结束头由连续相同比特的第二固定图案表示。
EEE30、一种从视频数据提取元数据的方法，包括：
（a）在所述视频数据中识别具有低于阈值的亮度值的像素；
（b）监控用于元数据分组的开始的所述像素的色度部分；以及
（c）在定位元数据分组的开始之后从所述色度部分提取元数据。
EEE31、一种包括在此描述的任何新的和本发明的动作、步骤、动作和/或步骤的组合以及动作和/或步骤的部分组合的方法。
EEE32、一种包括在此描述的任何新的和本发明的特征、特征的组合或特征的部分组合的装置。

Claims (25)

1.一种将视频数据提供给显示子系统的方法，包括：
捕获视频帧的序列以提供视频数据；
在基准显示器上编辑所述视频数据提供的图像；
生成标识所述基准显示器的配置参数和被编辑的图像的特性的元数据，其中所述元数据对应于所述视频数据中的新的场景，并且所述元数据能够根据创作者的用于显示视频数据的创作意图来控制所述显示子系统；
定位在所述新的场景之前的所述视频数据中的黑色视频帧；
在所述黑色视频帧可用的情况下，将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的一个或多个色度部分中，在所述黑色视频帧不可用的情况下，将所述元数据嵌入在以下中的一个或多个中：
表示衬边或黑色条线的视频数据的色度部分，
表示在新的场景之前的帧中的具有足够的带宽的低亮度图像区域的视频数据的色度部分，和
表示插在当前场景和新的场景之间的边界处的黑视频帧的视频数据的色度部分；
将包括嵌入的元数据的视频数据传递到所述显示子系统；
在所述显示子系统处提取所述元数据；以及
至少部分地基于所述元数据配置所述显示子系统或针对所述显示子系统处理视频数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：将所述元数据嵌入在亮度值低于阈值的像素的色度部分中。
3.如权利要求2所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：
(a)定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边；以及
(b)将所述元数据嵌入在所述黑色衬边中的像素的色度部分中。
4.如权利要求2所述的方法，其中，将所述元数据嵌入色度部分中包括：
(a)定位视频数据中的具有亮度值低于所述阈值的图像区域的视频帧；以及
(b)将所述元数据嵌入在所述图像区域中的像素的色度部分中。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述元数据与新的场景对应，并且所述方法包括：
(a)在所述视频数据中定位所述新的场景与先前场景之间的边界；
(b)在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧；以及
(c)将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
6.如权利要求1所述的方法，其中，传递所述视频数据包括：在如下这样的视频帧之前传递具有嵌入的元数据的视频数据，所述嵌入的元数据将应用于该视频帧。
7.如权利要求1所述的方法，其中，传递所述视频数据包括：通过以下传输介质中的一个进行传递：DVD、Blu-ray、卫星、电缆或互联网。
8.如权利要求1所述的方法，其中，按以下格式中的一个对所述元数据进行编码：
(a)6b/8b编码；以及
(b)8b/10b编码。
9.如权利要求1所述的方法，其中，在新的场景之前没有黑色视频帧的情况下将所述元数据嵌入在表示插在当前场景和新的场景之间的边界处的黑视频帧的视频数据的色度部分中进一步包括：
定位当前场景和新的场景之间的边界；
在当前场景和新的场景之间插入黑色视频帧；并且
将所述元数据嵌入被插入的所述黑色视频帧。
10.如权利要求1所述的方法，其中，在新的场景之前没有黑色视频帧的情况下将所述元数据嵌入在表示在新的场景之前的帧中的具有足够的带宽的低亮度图像区域的视频数据的色度部分中进一步包括：
定位在新的场景之前的帧中的低亮度区域；
如果在给定区域中亮度低于给定阈值，则确定在所述给定区域中是否存在足够的带宽；以及
在存在足够的带宽的情况下，将元数据嵌入所述给定区域。
11.一种视频处理系统，包括：
(a)视频捕获子系统，用于生成视频数据；
(b)后期制作子系统，具有基准显示器和处理器，被配置为接收并且编辑所述视频捕获子系统所生成的视频数据并且在所述基准显示器上显示所述视频数据；以及
(c)显示子系统，具有显示器和视频处理器，被配置为接收经所述后期制作子系统编辑的视频数据并且在所述显示器上显示所述视频数据；
其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为通过将元数据嵌入在所述视频数据的一个或多个色度部分中来将元数据编码在所述视频数据中，并且所述显示子系统被配置为根据创作者的用于显示视频数据的创作意图来应用所述元数据以用于指导所述视频数据的处理或显示；并且
其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为
定位所述视频数据中的在新的场景之前的黑色视频帧；
在所述黑色视频帧可用的情况下，将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中；并且
在所述黑色视频帧不可用的情况下，将所述元数据嵌入以下中的一个或多个中：
表示衬边或黑色条线的视频数据的色度部分，
表示在新的场景之前的帧中的具有足够的带宽的低亮度图像区域的视频数据的色度部分，和
表示插在当前场景和新的场景之间的边界处的黑视频帧的视频数据的色度部分。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为通过将元数据嵌入在亮度值低于阈值的像素的色度部分中来将元数据编码在所述视频数据中。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为：
(a)定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边；以及
(b)将所述元数据嵌入在所述黑色衬边中的像素的色度部分中。
14.如权利要求12所述的系统，其中，所述视频捕获子系统、后期制作子系统和显示子系统中的至少一个被配置为：
(a)定位视频数据中的具有亮度值低于所述阈值的图像区域的视频帧；以及
(b)将所述元数据嵌入在所述图像区域中的像素的色度部分中。
15.如权利要求11所述的系统，其中，所述元数据与新的场景对应，所述后期制作子系统被配置为：
(a)在所述视频数据中定位所述新的场景与先前的场景之间的边界；
(b)在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧；以及
(c)将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中。
16.一种将视频数据提供给显示子系统的装置，包括：
用于捕获视频帧的序列以提供视频数据的部件；
用于在基准显示器上编辑所述视频数据提供的图像的部件；
用于生成标识所述基准显示器的配置参数和被编辑的图像的特性的元数据的部件，其中所述元数据对应于所述视频数据中的新的场景，并且所述元数据能够根据创作者的用于显示视频数据的创作意图来控制所述显示子系统；
用于定位在所述新的场景之前的所述视频数据中的黑色视频帧的部件；
用于在所述黑色视频帧可用的情况下，将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的一个或多个色度部分中，在所述黑色视频帧不可用的情况下，将所述元数据嵌入在以下中的一个或多个中的部件：
表示衬边或黑色条线的视频数据的色度部分，
表示在新的场景之前的帧中的具有足够的带宽的低亮度图像区域的视频数据的色度部分，和
表示插在当前场景和新的场景之间的边界处的黑视频帧的视频数据的色度部分；
用于将包括嵌入的元数据的视频数据传递到所述显示子系统的部件；
用于在所述显示子系统处提取所述元数据的部件；以及
用于至少部分地基于所述元数据配置所述显示子系统或针对所述显示子系统处理视频数据的部件。
17.如权利要求16所述的装置，其中，用于将所述元数据嵌入色度部分中的部件包括用于将所述元数据嵌入在亮度值低于阈值的像素的色度部分中的部件。
18.如权利要求17所述的装置，其中，用于将所述元数据嵌入色度部分中的部件包括：
用于定位所述视频数据中的框住图像的黑色衬边的部件；以及
用于将所述元数据嵌入在所述黑色衬边中的像素的色度部分中的部件。
19.如权利要求17所述的装置，其中，用于将所述元数据嵌入色度部分中的部件包括：
用于定位视频数据中的具有亮度值低于所述阈值的图像区域的视频帧的部件；以及
用于将所述元数据嵌入在所述图像区域中的像素的色度部分中的部件。
20.如权利要求16所述的装置，其中，所述元数据与新的场景对应，并且所述装置包括：
用于在所述视频数据中定位所述新的场景与先前场景之间的边界的部件；
用于在所述边界处插入一个或多个黑色视频帧的部件；以及
用于将所述元数据嵌入在所述黑色视频帧中的像素的色度部分中的部件。
21.如权利要求16所述的装置，其中，用于传递所述视频数据的部件包括用于在如下这样的视频帧之前传递具有嵌入的元数据的视频数据的部件，所述嵌入的元数据将应用于该视频帧。
22.如权利要求16所述的装置，其中，用于传递所述视频数据的部件包括用于通过以下传输介质中的一个进行传递的部件：DVD、Blu-ray、卫星、电缆或互联网。
23.如权利要求16所述的装置，其中，按以下格式中的一个对所述元数据进行编码：
(a)6b/8b编码；以及
(b)8b/10b编码。
24.如权利要求16所述的装置，其中，在新的场景之前没有黑色视频帧的情况下将所述元数据嵌入在表示插在当前场景和新的场景之间的边界处的黑视频帧的视频数据的色度部分中进一步包括：
定位当前场景和新的场景之间的边界；
在当前场景和新的场景之间插入黑色视频帧；并且
将所述元数据嵌入被插入的所述黑色视频帧。
25.如权利要求16所述的装置，其中，在新的场景之前没有黑色视频帧的情况下将所述元数据嵌入在表示在新的场景之前的帧中的具有足够的带宽的低亮度图像区域的视频数据的色度部分中进一步包括：
定位在新的场景之前的帧中的低亮度区域；
如果在给定区域中亮度低于给定阈值，则确定在所述给定区域中是否存在足够的带宽；以及
在存在足够的带宽的情况下，将元数据嵌入所述给定区域。
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