JP2020178274A - Video reproduction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像再生装置に関し、特に、HDR10+に準拠した映像データを再生する再生装置に関する。 The present invention relates to a video playback device, and more particularly to a playback device that reproduces HDR10 + compliant video data.
従来から使われている標準ダイナミックレンジ映像信号(SDR映像信号)よりも大幅に広い範囲の輝度を表現することができる高ダイナミックレンジ映像信号(以下、HDR映像信号)が提案されている。HDRによる映像は規格上、最大輝度が10000nitを取り得るが、現状の民生用のTV(テレビジョン)装置やモニターなどの表示装置では、表示可能な最大輝度が例えば数百nit〜数千nit程度までとなっている。このため、入力されたHDR映像信号のダイナミックレンジを完全に再現することは困難である。 A high dynamic range video signal (hereinafter referred to as HDR video signal) capable of expressing brightness in a significantly wider range than a standard dynamic range video signal (SDR video signal) conventionally used has been proposed. According to the standard, HDR video can have a maximum brightness of 10,000 nits, but with current display devices such as consumer TV (television) devices and monitors, the maximum brightness that can be displayed is, for example, several hundred nits to several thousand nits. Up to. Therefore, it is difficult to completely reproduce the dynamic range of the input HDR video signal.
HDR映像信号を符号化して得られる映像データには、映像の最大輝度MaxCLLまたは最大平均輝度MaxFALL等のメタデータを付加する場合が多い。MaxCLLは、Maximum Content Light Levelの略称であり、MaxFALLは、Maximum Frame Average Light Levelの略称である。この場合、これらメタデータは、その映像の再生に適した輝度変換を表示装置側で実行する(例えば、その映像の再生に適したトーンマッピングを表示装置側で選択する)ために利用される。 In many cases, metadata such as maximum brightness MaxCLL or maximum average brightness MaxFALL of the video is added to the video data obtained by encoding the HDR video signal. MaxCLL is an abbreviation for Maximum Content Light Level, and MaxFALL is an abbreviation for Maximum Frame Average Light Level. In this case, these metadata are used to execute the luminance conversion suitable for the reproduction of the video on the display device side (for example, the display device side selects the tone mapping suitable for the reproduction of the video).
さらに近年、映像のフレームごと、あるいはシーンごとに動的メタデータとしてMaxCLLを付与するHDR10+という規格も提案されている。 Further, in recent years, a standard called HDR10 + has been proposed in which MaxCLL is added as dynamic metadata for each frame of video or each scene.
特許文献1には、映像データに付加されたメタデータが異常な場合に、そのメタデータの代わりに代替データを用いて映像データに輝度変換を施すことが記載されている。 Patent Document 1 describes that when the metadata added to the video data is abnormal, the video data is subjected to luminance conversion using alternative data instead of the metadata.
特許文献2には、映像の最大輝度が表示装置の最大輝度を超えている場合に、映像の最大輝度を表示装置の最大輝度を超えない値に変換することが記載されている。 Patent Document 2 describes that when the maximum brightness of an image exceeds the maximum brightness of a display device, the maximum brightness of the image is converted into a value that does not exceed the maximum brightness of the display device.
しかしながら、映像データの最大輝度が最適なMaxCLLであるとは限らない。例えば、映像の一部の領域に高輝度の画素が存在する場合でも、MaxCLLは、この高輝度値が最大値になるように設定される。表示装置で、このMaxCLLが最大値になるようなトーンマッピングが設定された場合、その他の領域の映像が、相対的に暗く表示されてしまう。 However, the maximum brightness of the video data is not always the optimum MaxCLL. For example, MaxCLL is set so that this high-luminance value becomes the maximum value even when high-luminance pixels are present in a part of the image. When tone mapping is set on the display device so that the MaxCLL becomes the maximum value, the images in other areas are displayed relatively dark.
そこで、本発明は、映像の一部の領域に高輝度の画素が存在する場合でも、その他の領域の映像を明るく表示させることができる再生装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a playback device capable of brightly displaying an image in another area even when high-luminance pixels are present in a part area of the image.
その目的を達成するために、本発明の一側面としての再生装置は、HDR10+に準拠した映像データを再生して表示装置に表示する再生装置であって、前記映像データを解析することにより前記映像データの最大輝度を検出する検出手段と、前記表示装置の最大輝度を取得する取得手段と、前記映像データの最大輝度と前記表示装置の最大輝度とを比較する比較手段と、前記映像データの最大輝度のほうが前記表示装置の最大輝度よりも大きい場合に、前記映像データに付加されているMaxCLLの値を前記表示装置の最大輝度に置換する置換手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the object, the reproduction device as one aspect of the present invention is a reproduction device that reproduces HDR10 + compliant video data and displays it on a display device, and analyzes the video data to display the video. A detection means for detecting the maximum brightness of data, an acquisition means for acquiring the maximum brightness of the display device, a comparison means for comparing the maximum brightness of the video data with the maximum brightness of the display device, and a maximum of the video data. It is characterized by having a replacement means for replacing the value of MaxCLL added to the video data with the maximum brightness of the display device when the brightness is larger than the maximum brightness of the display device.
映像の一部の領域に高輝度の画素が存在する場合でも、その他の領域の映像を明るく表示させることができる再生装置を提供できる。 It is possible to provide a playback device capable of displaying an image in another area brightly even when high-luminance pixels are present in a part area of the image.
本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。 Other aspects of the invention will be demonstrated in embodiments described below.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
以下、図1〜3を参照しながら説明する。ただし、以下の実施例はあくまでも一例であって、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。図1は、本発明の第1の実施形態に係る映像システムの一例を示す図である。 Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1 to 3. However, the following examples are merely examples, and the present invention is not limited to the following examples. FIG. 1 is a diagram showing an example of a video system according to the first embodiment of the present invention.
第1の実施形態に係る映像システムは、図1に示すように、再生装置101と表示装置102を有する。再生装置101は、例えば、DVDプレイヤーやブルーレイプレイヤー等であり、表示装置102は、例えば、ディスプレイである。再生装置101と表示装置102とは、HDMI(登録商標)ケーブル103を介して接続されている。本実施例におけるHDMIケーブル103は、HDMI規格に準拠するものであり、+5V信号、HPD信号、映像信号(TMDS信号)の他、後述する、EDIDをそれぞれ伝送可能な信号線を有する。
As shown in FIG. 1, the video system according to the first embodiment includes a
再生装置101は、記録部104、読み出し部105、HDMI送信部106、検出部109、比較部110、メタデータ置換部111、操作部112、制御部113を有する。表示装置102は、HDMI受信部107、表示部108を有する。なお、読み出し部105、HDMI送信部106、検出部109、比較部110、メタデータ置換部111、制御部113は、CPU又は回路(例えば、ASIC)によって実現される機能である。例えば、CPUは1つ以上のプログラマブルプロセッサであり、ROMや記憶装置に記憶されているOSやアプリケーションなどのプログラムをRAMにロードして実行することにより、それらの機能が実現される。
The
記録部104は、HDR10+に準拠した映像データを記録可能であり、例えばBD(Blu−ray(登録商標))メディア、SDカード等の記録メディアである。
The
読み出し部105は、記録部104に記録されている映像データを読み出す。
The
HDMI送信部106は、読み出し部105からの映像データを、HDMIに準拠したTMDS信号に変換し出力する。
The
HDMI受信部107は、HDMI送信部106からのTMDS(Transition Minimized Differential Signaling)信号を元の映像データに戻し、後段に出力する。
The
EDIDは、Extended Display Identification Dataの略称であり、映像表示能力、物理アドレス(Physical Address)等を含む表示装置102のデバイス情報を記述したデータである。再生装置101と表示装置102がHDMIケーブル103を介して接続(以下、HDMI接続)された場合に、表示装置102から再生装置101に送信される。EDIDの各種情報の送受信はHDMIケーブルの、DDC(Display Data Channel)信号線を介して行われる。
EDID is an abbreviation for Extended Display Identification Data, and is data that describes device information of the display device 102 including video display capability, physical address, and the like. When the
再生装置101は、受信したEDIDの内容を解析し、表示装置102が受信可能な信号の種類を判定した後、判定結果に応じて映像信号を表示装置102に対して送信する。同時に、HDR10+対応の有無と、HDR10+に対応している場合には表示装置の最大輝度や輝度レンジ等の情報と、を受信する。なお、最大輝度や輝度レンジ等の情報は、表示装置に設定されている表示モードにおける最大輝度や輝度レンジでもよい。表示装置102から受信したEDID情報は、HDMI送信部106から制御部113に供給される。制御部113は、表示装置102から受信したEDID情報に応じて再生装置101を制御する。
The
表示部108は、表示パネルであり、例えば、液晶パネル、有機ELパネル、又はマイクロLEDパネルである。
The
検出部109は、映像データの最大輝度や映像データに付加されているメタデータ(MaxCLLやMaxFALL等)を検出する。映像データの最大輝度は、映像データを解析することにより検出する。具体的には、検出部109は、読み出し部105で読み出された映像データのすべての画素の輝度値を検索し、1フレーム毎に設定された閾値よりも高い輝度値を抽出し、抽出した輝度値の中で最も大きい輝度値を保持する。
The
比較部110は、検出部109で保持した輝度値と、表示装置102から受信した表示装置の最大輝度を比較する。比較の結果、検出部109で保持した輝度値の方が高い場合、メタデータ置換部111で、映像信号のメタデータを、表示装置102から受信した表示装置の最大輝度に置き換える。
The
操作部112は、キーボードやポインティングデバイスなどの入力デバイスであり、ユーザーが再生装置101に対して映像再生及び表示の実行等の各種指示を入力することが可能である。本実施例では、検出部109で検出するための閾値等も設定する。
The
次に、図2を参照して、本実施形態に係る映像システムの制御フローについて説明する。この制御フローは、CPUがプログラムを実行することによって実現される。CPUが実行するプログラムはアプリケーション、OS、プリンタドライバなどを含みうる。 Next, the control flow of the video system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This control flow is realized by the CPU executing a program. The program executed by the CPU may include an application, an OS, a printer driver, and the like.
まず、s201で開始する。s202は、操作部112からのユーザー操作により、映像データ内の高輝度画素を判定する閾値αを設定する。閾値αは、1より大きい整数である。
First, it starts at s201. s202 sets a threshold value α for determining high-luminance pixels in the video data by a user operation from the
s203で、現在のフローで処理している現画素の輝度値Y=0、現在のフローで処理している現画素までの最大輝度値Y´=0を初期化し、s204に遷移する。 In s203, the brightness value Y = 0 of the current pixel processed in the current flow and the maximum brightness value Y ′ = 0 up to the current pixel processed in the current flow are initialized, and the transition to s204 occurs.
s204では、映像データの画素の輝度値Yを取得する。 In s204, the brightness value Y of the pixel of the video data is acquired.
s205で、シーン内の平均輝度値であるMaxFALLとs202でユーザーが設定した閾値αを積算した結果と、輝度値Yとを比較する。輝度値Yの方が大きい場合、シーン内の平均輝度より十分に大きな画素を検出する。輝度値Yの方が大きい場合、s206に遷移し、輝度値Yの方が小さい場合、s209に遷移する。 In s205, the result of integrating MaxFALL, which is the average brightness value in the scene, and the threshold value α set by the user in s202, and the brightness value Y are compared. When the brightness value Y is larger, pixels sufficiently larger than the average brightness in the scene are detected. When the luminance value Y is larger, the transition is made to s206, and when the luminance value Y is smaller, the transition is made to s209.
s206は、現在のフローで処理している現画素までの最大輝度値Y´と現在のフローで処理している現画素の輝度値Yを比較する。現画素の輝度値Yの方が大きい場合、s207に遷移し、輝度値Y´を現画素の輝度値Yに置き換え、最大輝度値を更新する。現画素の輝度値の方が小さい場合、s208に遷移し、輝度値Y´を保持する。 s206 compares the maximum luminance value Y'up to the current pixel being processed in the current flow with the luminance value Y of the current pixel being processed in the current flow. When the brightness value Y of the current pixel is larger, the transition to s207 is performed, the brightness value Y'is replaced with the brightness value Y of the current pixel, and the maximum brightness value is updated. If the brightness value of the current pixel is smaller, the process transitions to s208 and the brightness value Y'is retained.
s209では、1フレームすべての画素に対する処理が終了したかを判定し、終了の場合、s210に遷移し、終了ではない場合は、s204に戻り、次の画素に対して処理を繰り返す。 In s209, it is determined whether or not the processing for all the pixels of one frame is completed, and if it is finished, the transition to s210 is performed, and if not, the process returns to s204 and the processing is repeated for the next pixel.
ここで、HDR10+におけるMaxCLL値と表示装置の表示輝度との関係について、図3の一例を用いて説明する。図3(a)は、縦軸が表示の輝度値、横軸が入力レベルを示している。表示装置が、MaxCLL値301のメタデータが付与された映像データを受信した場合、表示装置側で301が最大値になるようなトーンマッピング302を設定する。また、MaxCLL値303のメタデータが付与された映像データを受信した場合は、表示装置側で303が最大値になるようなトーンマッピング304を設定する。このように、MaxCLL値はコンテンツの最大輝度が設定され、MaxCLLを受信した表示装置は、このMaxCLL値が、表示装置の最大輝度となるようにトーンマッピングを設定する。図3(b)は、縦軸が映像データの最大輝度値、横軸が時間(フレーム)を示しており、1シーンの最大輝度の変化を示した図である。このように、シーン内に瞬間的なピーク輝度310がある場合、MaxCLLは、シーン内の最大輝度である輝度値311となる。しかし、この輝度を最大輝度となるようにトーンマッピングを設定すると、その他の312は、相対的に暗く表示される。
Here, the relationship between the MaxCLL value in HDR10 + and the display luminance of the display device will be described with reference to an example of FIG. In FIG. 3A, the vertical axis represents the display luminance value and the horizontal axis represents the input level. When the display device receives the video data to which the metadata of the
s210では、MaxCLL値の変化を確認し、つまりシーンの変化、若しくは、映像データの最後を判断し、変化がある場合はs211に遷移し、変化がない場合はs204に戻って次フレームの処理に移る。 In s210, the change in the MaxCLL value is confirmed, that is, the change in the scene or the end of the video data is determined, and if there is a change, the transition to s211 is performed. Move.
s211で、表示装置102から受信した最大輝度値とY´を比較し、Y´の方が大きい場合、s212で、表示装置102の最大輝度値をMaxCLLと置換(上書き)し、s213で終了する。表示装置102の最大輝度値の方が小さい場合は、MaxCLL値を維持したままで、s213で終了する。 The maximum luminance value received from the display device 102 is compared with Y'in s211. If Y'is larger, the maximum luminance value of the display device 102 is replaced (overwritten) with MaxCLL in s212, and the process ends in s213. .. If the maximum luminance value of the display device 102 is smaller, the MaxCLL value is maintained and the process ends at s213.
本実施例によれば、映像の一部の領域に高輝度の画素が存在する場合でも、その他の領域の映像を明るく表示させることが可能となる。 According to this embodiment, even when high-brightness pixels are present in a part of the image, the image in the other area can be displayed brightly.
第2の実施形態について、図1、4、5を参照しながら説明する。 The second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 5.
第2の実施形態に係る映像システムの構成は、第1の実施形態(図1)とほぼ同様である。第1の実施形態では、検出部109が映像データの解析もできるように構成されていたが、本実施形態では、検出部109が映像データのメタデータの検出だけできるように構成されてもよい。図4を参照して、本実施形態に係る映像システムの制御フローについて説明する。この制御フローも、CPUがプログラムを実行することによって実現される。CPUが実行するプログラムはアプリケーション、OS、プリンタドライバなどを含みうる。
The configuration of the video system according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment (FIG. 1). In the first embodiment, the
s401で開始されると、s402で、表示装置の最大輝度値とMaxCLL値を検出部109で検出して取得する。
When started in s401, the
HDR10+におけるMaxCLL値とディスプレイの表示との関係については、前述のとおり、表示装置でMaxCLLが最大値になるようなトーンマッピングが選択される。 As for the relationship between the MaxCLL value and the display on the display in HDR10 +, as described above, the tone mapping that maximizes the MaxCLL value is selected on the display device.
ここで、図5はシーン内の輝度変化の概念図であり、縦軸に表示輝度、横軸に時間(フレーム)を示しているが、501のような最大輝度の変化のある映像データの場合、MaxCLLは502となる。しかし、表示装置の表示できる最大輝度が503の場合、503以下の輝度の映像データも、若干暗く表示される。 Here, FIG. 5 is a conceptual diagram of a change in brightness in the scene, and the vertical axis shows the display brightness and the horizontal axis shows the time (frame), but in the case of video data having a change in maximum brightness such as 501. , MaxCLL is 502. However, when the maximum brightness that can be displayed by the display device is 503, the video data having a brightness of 503 or less is also displayed slightly dark.
このため、s404で、表示装置102から受信した表示装置の最大輝度値とMaxCLLを比較する。表示装置102の最大輝度値の方が大きい場合、s405で、表示装置102の最大輝度値をMaxCLLとし、表示装置102の最大輝度値の方が小さい場合は、MaxCLL値を維持したままで、s406で終了する。 Therefore, in s404, the maximum luminance value of the display device received from the display device 102 and MaxCLL are compared. When the maximum luminance value of the display device 102 is larger, the maximum luminance value of the display device 102 is set to MaxCLL in s405, and when the maximum luminance value of the display device 102 is smaller, the MaxCLL value is maintained and s406. It ends with.
本実施例によれば、映像の一部の領域に高輝度の画素が存在する場合でも、その他の領域の映像を明るく表示させることが可能となる。 According to this embodiment, even when high-brightness pixels are present in a part of the image, the image in the other area can be displayed brightly.
〔その他の実施例〕
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Examples]
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、以上の実施例の映像システムをデジタルカメラ、スマートフォン、スマートグラスなどの電子機器に搭載させてもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof. For example, the video system of the above embodiment may be mounted on an electronic device such as a digital camera, a smartphone, or a smart glass.
101 再生装置
102 表示装置
109 検出部(検出手段)
110 比較部(比較手段)
111 メタデータ置換部(置換手段)
101 Playback device 102
110 Comparison unit (comparison means)
111 Metadata replacement part (replacement means)
Claims (9)
前記映像データを解析することにより前記映像データの最大輝度を検出する検出手段と、
前記表示装置の最大輝度を取得する取得手段と、
前記映像データの最大輝度と前記表示装置の最大輝度とを比較する比較手段と、
前記映像データの最大輝度のほうが前記表示装置の最大輝度よりも大きい場合に、前記映像データに付加されているMaxCLLの値を前記表示装置の最大輝度に置換する置換手段と、を有する
ことを特徴とする映像再生装置。 A playback device that reproduces HDR10 + compliant video data and displays it on a display device.
A detection means for detecting the maximum brightness of the video data by analyzing the video data, and
An acquisition means for acquiring the maximum brightness of the display device, and
A comparison means for comparing the maximum brightness of the video data with the maximum brightness of the display device, and
It is characterized by having a replacement means for replacing the MaxCLL value added to the video data with the maximum brightness of the display device when the maximum brightness of the video data is larger than the maximum brightness of the display device. Video playback device.
前記表示装置の最大輝度を取得する取得手段と、
前記映像データに付加されているMaxCLLの値と前記表示装置の最大輝度とを比較する比較手段と、
前記MaxCLLの値のほうが前記表示装置の最大輝度よりも大きい場合に、前記MaxCLLの値を前記表示装置の最大輝度に置換する置換手段と、を有する
ことを特徴とする再生装置。 A playback device that reproduces HDR10 + compliant video data and displays it on a display device.
An acquisition means for acquiring the maximum brightness of the display device, and
A comparison means for comparing the MaxCLL value added to the video data with the maximum brightness of the display device, and
A reproduction device comprising a replacement means for replacing the MaxCLL value with the maximum brightness of the display device when the MaxCLL value is larger than the maximum brightness of the display device.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の再生装置。 The playback device according to claim 1 or 2, wherein the MaxCLL is dynamic metadata assigned to each frame or scene of the video data.
ことを特徴とする請求項3に記載の再生装置。 The playback device according to claim 3, wherein the display device is an HDR10 + compatible display device that changes the tone mapping setting based on the change in the MaxCLL value.
ことを特徴とする電子機器。 An electronic device comprising the reproduction device according to any one of claims 1 to 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 5, further comprising the display device.
前記映像データを解析することにより前記映像データの最大輝度を検出するステップと、
前記表示装置の最大輝度を取得するステップと、
前記映像データの最大輝度と前記表示装置の最大輝度とを比較するステップと、
前記映像データの最大輝度のほうが前記表示装置の最大輝度よりも大きい場合に、前記映像データに付加されているMaxCLLの値を前記表示装置の最大輝度に置換するステップと、を有する
ことを特徴とする映像再生方法。 This is a video playback method that reproduces HDR10 + compliant video data and displays it on a display device.
A step of detecting the maximum brightness of the video data by analyzing the video data,
The step of acquiring the maximum brightness of the display device and
A step of comparing the maximum brightness of the video data with the maximum brightness of the display device,
It is characterized by having a step of replacing the MaxCLL value added to the video data with the maximum brightness of the display device when the maximum brightness of the video data is larger than the maximum brightness of the display device. How to play the video.
前記表示装置の最大輝度を取得するステップと、
前記映像データに付加されているMaxCLLの値と前記表示装置の最大輝度とを比較するステップと、
前記MaxCLLの値のほうが前記表示装置の最大輝度よりも大きい場合に、前記MaxCLLの値を前記表示装置の最大輝度に置換するステップと、を有する
ことを特徴とする映像再生方法。 This is a video playback method that reproduces HDR10 + compliant video data and displays it on a display device.
The step of acquiring the maximum brightness of the display device and
A step of comparing the MaxCLL value added to the video data with the maximum brightness of the display device, and
A method for reproducing a video, which comprises a step of replacing the value of the MaxCLL with the maximum brightness of the display device when the value of the MaxCLL is larger than the maximum brightness of the display device.
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