CN108370428A - 显示装置、显示装置的控制方法、控制程序、以及记录介质 - Google Patents

显示装置、显示装置的控制方法、控制程序、以及记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明适当地显示由HDR信号表示的亮度。第一图像处理部(22)根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，将HDR信号表示的灰度特性变换为与显示面板(10)相应的灰度特性，面板控制部(27)根据HDR信号表示的最大亮度等级、和显示面板(10)能够显示的最大亮度，将HDR信号表示的灰度值变换为显示面板(10)能够显示的灰度值。

Description

显示装置、显示装置的控制方法、控制程序、以及记录介质
技术领域
本发明涉及与HDR(High Dynamic Range，高动态范围)技术对应的显示装置等。
背景技术
作为使显示画质高画质化的功能之一，有HDR(High Dynamic Range，高动态范围)技术。因为HDR信号能够具有10000nit(cd/m2)左右的亮度信息，所以通过使用HDR技术，高亮度、高对比度化成为可能，使视频的感染力增大成为可能。例如，Blu-ray(注册商标)Disc中采用了HDR技术。
但是，显示装置中能够显示的亮度有上限，即使通过HDR技术生成的信号(HDR信号)被输入，也有按照HDR信号表示的亮度有可能无法显示这一问题。
作为显示装置中调整亮度的技术，有专利文献1、2。专利文献1中，公开了如下的技术：基于已输入的图像数据，计算出调光单位区域各自的代表灰度值，使用目标伽玛曲线，生成与计算出的代表灰度值对应的目标亮度值，使用目标亮度值来计算出发光单位块中的各个发光亮度值，由此调整亮度。
此外，专利文献2中，公开了如下的技术：使用与OSD图像的显示区域中显示的视频信号的特征量相关联的灰度数据，决定输出的OSD信号，由此调整OSD图像的亮度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2009-175740号公报(2009年8月6日公开)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开2013-182119号公报(2013年9月12日公开)”
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，在显示装置能够显示的亮度无法与由接收到的HDR信号表示的亮度相对应的情况下，在上述专利文献1、2中都未提示出解决方法。因而，不管根据专利文献1、2中的哪个，在显示装置能够显示的亮度低于由接收到的HDR信号表示的亮度的情况下，都无法以适当的亮度显示已输入的HDR信号表示的视频。
本发明正是鉴于上述问题点而被完成的，其目的在于，实现能够适当地显示由已输入的HDR信号表示的亮度的显示装置等。
解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明所涉及的显示装置是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置，且是如下的构成：所述显示装置具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、以及第一图像处理部，所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性，所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
为了解决上述问题，本发明所涉及的显示装置是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置，且是如下的构成：所述显示装置具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、多个图像处理部、以及图像合成部，所述图像合成部在将所述多个图像处理部输出的图像信号合成之后，将其输出到所述面板控制部，所述多个图像处理部之中的、已被输入HDR信号的图像处理部在将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性之后，将其变换为SDR信号。
为了解决上述问题，本发明所涉及的显示装置的控制方法是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置的控制方法，且是如下的方法：具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、以及第一图像处理部，并包含以下两个步骤：所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换的步骤，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性，以及所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换的步骤，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
发明效果
根据本发明，能够将HDR信号设为与显示面板对应的灰度值，即使在HDR信号表示的最大亮度等级超过在显示面板能够显示的亮度的情况下，也能够起到以适当的灰度值使HDR信号表示的图像在显示面板显示的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所涉及的显示装置的主要部分构成的框图。
图2是示出上述显示装置的外观的图。
图3是用于对上述显示装置的第一图像处理部22及面板控制部27中的处理进行说明的图，(a)是用于对第一图像处理部22中的伽马变换的内容进行说明，(b)～(d)是用于对色调映射(Tone map)的具体例进行说明的图。
图4是用于对重叠OSD数据时的增益的计算方法进行说明的图，(a)是重叠电路的概念图，(b)是示出用于计算增益的曲线的图。
图5是示出上述显示装置中的处理流程的流程图
图6是用于对双画面显示的处理进行说明的图，(a)是用于对第一图像处理部22中的处理的内容进行说明的图，(b)是用于对图像控制部20中的处理进行说明的图。
图7是示出用户接口的一例的图。
图8是示出HDR伽马设定与那时的色调曲线的图，(a)是示出色调曲线的图，(b)是示出HDR伽马设定的设定值与变换式中的参数值的关系的图。
图9是示出HDR伽马设定与那时的色调曲线的图，(a)是示出色调曲线的图，(b)是示出HDR伽马设定的设定值与变换式中的参数值的关系的图。
具体实施方式
[实施方式1]
以下，参照图1～6，对本发明的实施方式所涉及显示装置1进行详细地说明。本实施方式所涉及的显示装置1在HDR(High Dynamic Range，高动态范围)信号已被输入的情况下，通过适当地控制显示的亮度，不损坏HDR信号表示的亮度而进行视频的显示。
现状的HDR信号采用与以往的SDR信号的γ2.2不同的EOTF(Electro-OpticalTransfer Function，电光转换函数)。作为其之一，有使用SMPTE-ST2084定义的EOTF。另外，以下，将使用SMPTE-ST2084定义的EOTF称为ST2084信号。
因为ST2084信号的伽玛曲线呈与γ2.2不同的形状，所以如果在与以往的γ2.2对应的显示装置(与SDR信号对应的显示装置)进行显示，则会变得无法适当地显示。
此外，为了将与SDR信号对应的以往的显示装置设为除了SDR信号以外，也能够与ST2084信号对应，调整工序的增加等各种各样的问题伴随而来。
因此，本实施方式中，设为通过将ST2084信号变换为γ2.2，即使是与SDR信号对应的显示装置，也不使调整工序增加，就能够显示ST2084信号。
此外，ST2084信号中，包含有最大到10000cd/m2的亮度信息，但能够实现这么高亮度的显示装置现在不存在。因此，本实施方式中，通过将HDR信号映射(色调映射)到在显示装置能够显示的亮度的范围，从而能够在显示装置适当地显示ST2084信号表示的亮度(灰度)。
另外，本实施方式中，将HDR信号为ST2084信号的情况(用SMPTE-ST2084定义的EOTG的情况)举为例子进行说明，但并不限定于此。只要是HDR信号，也可以是与任意规格对应的信号。
[显示装置的1的外观]
首先，参照图2，对显示装置1的外观进行说明。图2是示出显示装置1的外观的图。如图2所示，显示装置1是所谓的电视接收机(television receiver)，是将接收到的Tuner信号12(通过调谐器接收到的信号)表示的电视广播在显示面板10显示的装置。此外，显示装置1可以接收基于HDMI(注册商标)(High-Definition Multimedia Interface：高清晰度多媒体接口)规格的HDMI信号11，并显示视频，也可以接收CVBS(Composite Video,Blanking,andSync：复合视频消隐和同步)信号13并显示视频。
另外，本实施方式中，作为显示装置1，将电视接收机举为例子进行说明，但本发明不限定于此，只要是显示视频的显示装置，也可以是任意装置。
[显示装置1的细节]
接下来，参照图1，对显示装置1的细节进行说明。图1是示出显示装置1的主要部分构成的框图。如图1所示，本实施方式所涉及的显示装置1包含：显示面板10、图像控制部(显示控制部)20、以及存储部30。
显示面板10是显示视频等的装置，只要是能够显示信息的显示装置，也可以通过任意装置实现，而作为具体例子，举出液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示器、等离子体显示器。
图像控制部20根据接收到的视频信号是否为HDR信号，除了调整使显示面板10显示的亮度以外，还实行显示装置1中的各种处理。如图1所示，图像处理部20包含：视频数据取得部29、视频选择部21、第一图像处理部22、第二图像处理部23、图像合成部24、OSD(OnScreen Display，屏幕视控系统)生成部25、重叠图像生成部26、以及面板控制部27。
视频数据取得部29接收HDMI信号11、Tuner信号12、以及CVBS信号13中的至少任一个，并发送到视频选择部21。另外，在不需要区别HDMI信号11、Tuner信号12、以及CVBS信号13的情况下仅称为视频信号。视频数据取得部29取得的视频信号中，除了视频数据以外，还包含有后述的表示是否为HDR信号的数据、表示“MAX CLL”及“MAX FALL”的数据。
视频选择部21判别从视频数据取得部29接收到的HDMI信号11、Tuner信号12、以及CVBS信号13是HDR信号还是SDR(Standard Dynamic Range，标准动态范围)信号，并根据判别结果，将接收到的视频信号发送到第一图像处理部22或第二图像处理部23。例如，如果接收到的视频信号是包含HDR信号的视频信号，则视频选择部21将其发送到第一图像处理部22，如果接收到的视频信号是包含SDR信号的视频信号，则视频选择部21将其发送到第二图像处理部23。
视频信号是否为HDR信号，例如能够参照HDMI信号的“INFO FRAME”的EOTF来判断。
此外，如果是依据HEVC规格的方式，则能够参照序列参数集中包含的VUI参数的传输特性(transfer_characteristics)来判断。
此外，在使用MMT作为先进BS数码广播(Advanced BS digital broadcasting)的复用方式的情况下，能够参照MMT-SI消息的PA消息中储存的MPT(MMT Package Table，MMT封装表)中包含的视频组件描述符(Video_Component_Descriptor)中包含的视频传输特性(video_transfer_characteristics)来判断。此外，能够参照MMT-SI消息的M2分段信息中储存的MH-EIT(MH-Evnet Information Table，MH事件信息表)[schedule actual basic]中包含的视频组件描述符中包含的视频传输特性来判断。
此外，如果是MPEG-2TS方式，则能够参照视频解码控制描述符中的传输特性(transfer_characteristics)来判断。
如上，本实施方式中，视频数据取得部29取得视频数据，该视频数据包含HDR信号判定数据，该HDR信号判定数据是用于判定是否为HDR信号的数据。然后，视频选择部21包含HDR信号判定数据取得部，该HDR信号判定数据取得部从视频数据取得部29取得的视频数据中取得HDR信号判定数据，视频选择部21使用HDR信号判定数据取得部所取得的HDR信号判定数据，判定是否为HDR信号。
另外，HDR信号判定数据就是：上述的、HDMI信号的“INFO FRAME”的EOTF、序列参数集中包含的VUI参数的传输特性、作为时间方向层级编码HEVC的描述符之一的视频组件描述符中包含的视频传输特性、视频解码控制描述符中的传输特性等。
第一图像处理部22将作为HDR的依据规格的SMPTE Standard ST2084的信号(ST2084信号)变换(伽玛变换)为γ2.2(将伽玛值设为2.2的伽玛校正)的信号。参照图3的(a)来对伽玛变换的细节进行说明。图3是用于对第一图像处理部22及面板控制部27中的处理进行说明的图，图3的(a)是用于对第一图像处理部22中的伽马变换的内容进行说明，图3的(a)的左侧示出已输入的ST2084信号。在这里，横轴表示亮度，纵轴表示灰度值。如图3所示，ST2084信号具有直到亮度10000cd/m2为止的值。此外，横轴的“MAX CLL”(MaximumContent Light Level，最大内容光等级)表示该内容中的规定单位(例如，1场景)的最高亮度值。第一图像处理部22通过在亮度为“MAX CLL”的地方剪切图3的(a)的左侧所示的ST2084信号，并将从0到“MAX CLL”为止的亮度分配为γ2.2(图3的(a)的右侧)，从而进行伽玛变换。由此，ST2084信号中，通过使用亮度为从“MAX CLL”到10000cd/m2的部分，能够防止灰度不必要地遭到破坏。
另外，在这里，对使用“MAX CLL”来进行伽玛变换的情况进行了说明，但也可以不使用“MAX CLL”，而使用“MAX FALL”(Maximum Frame-average Light Level，最大帧平均光等级)来进行伽玛变换。此外，“MAX CLL”及“MAX FALL”例如被储存于HDMI信号的“INFOFRAME”中包含的元数据中。
如上，第一图像处理部22根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级(“MAX CLL”或“MAX FALL”)，进行将该HDR信号表示的灰度特性变换为与显示面板10相应的规定的灰度特性(伽玛2.2)的灰度特性变换(伽玛变换)。
第二图像处理部23进行SDR信号的处理。此外，SDR信号的处理利用公知技术是可能的，因此省略其详细的说明。
于在第一图像处理部22和第二图像处理部23都实行了处理的情况下，图像合成部24将各自的处理结果合成并作为一个视频信号。
OSD生成部25生成使OSD显示的OSD数据，并发送到重叠图像生成部26。
重叠图像生成部26使从OSD生成部25发送的OSD数据(重叠对象图像)重叠于从图像合成部24接收到的视频信号(输入信号)。在用白文字表现OSD的文字的情况下，SDR中成为255灰度的白。另一方面，如果HDR中也与SDR同样地用255灰度的白来重叠OSD的文字，则文字会被表现出必要以上的明亮。因此，重叠图像处理部26具备增益调整部，HDR显示时，使用从图像合成部24接收到的视频信号的“MAX CLL”等，计算出增益，施加给OSD灰度，由此，以与SDR的文字显示时相同的亮度(灰度等级)，实现HDR的OSD(显示文字)。更详细而言，参照图4、5来进行说明，图4是用于对重叠OSD数据时的增益的计算方法进行说明的图，(a)是重叠电路的概念图，(b)是示出用于计算增益的曲线的图。如图4的(a)所示，对以1023灰度表现的OSD数据施加增益(Gain)，将它、与对ST2084信号进行伽玛变换(图4的(a)中，示出使用LUT(Look Up Table，查找表)来进行变换的情况)后的信号相重叠并作为输出信号。
对OSD数据施加的增益按照“MAX CLL”与“Peak Luminance(峰值亮度)”之比来导出。在这里，“Peak Luminance”就是显示面板10的最高显示亮度。参照图4的(b)来对导出方法的一例进行说明。图4的(b)的纵轴表示增益(OSD Gain)，横轴表示“MAX CLL”与“PeakLuminance”之比(“MAX CLL”/“Peak Luminance”)。
如图4的(b)所示，增益(OSD Gain)在(MAXCLL/Peak Luminance)≦x0时，设为OSDGain＝y1，在x0<(MAXCLL/Peak Luminance)≦x1时，设为OSD Gain＝A×(MAXCLL/PeakLuminance)+B，在x1<(MAXCLL/Peak Luminance)时，设为OSD Gain＝y0。
面板控制部27设为通过对从重叠图像生成部26接收到的视频信号进行色调映射，能够以适当的亮度在显示面板10显示视频信号。色调映射就是决定将视频信号中包含的亮度信息分配为在显示面板10能够表现的哪种亮度的映射。色调映射(tone mapping)可以在后述的存储部30中储存多个模式的色调映射图(tone map)，让用户选择适当的色调映射图来进行，也可以使用LUT(Look Up Table：查找表)、计算式(规定的运算)来进行。色调映射图就是将HDR信号表示的灰度值与显示面板10能够显示的灰度值的对应关系进行表示的映射图。
即，所谓色调映射，就是说使用色调映射图(色调曲线)，变换亮度信息。所谓色调映射图(色调曲线)，就是说表示变换前后的亮度信息关系的轨迹(将横轴设为变换前的亮度信息，将纵轴设为变换后的亮度信息的映射图)。
参照图3的(b)、(c)、(d)，对面板控制部27中实行的色调映射的具体例进行说明。
在“MAX CLL”的值大于在显示面板10能够显示的最高亮度的情况下，在显示面板10不能表现视频信号中包含的全部亮度。因此，图3的(b)所示的例中，直到在显示面板10能够显示的最高亮度为止都将视频信号的亮度保持原样表现，对于超过在显示面板10能够显示的最高亮度的部分，进行色调映射，使得用在显示面板10能够显示的最高亮度来显示。由此，虽然视频信号的高亮度部分的灰度遭到破坏，但能够尽可能忠实地表现视频信号的亮度。
此外，也能够以防止上述视频信号的高亮度部分的灰度遭到破坏的方式来进行色调映射。在图3的(c)所示的例中，直到规定的亮度(亮度阈值)为止都将视频信号的亮度保持原样表现(线性地表现)，如果超过规定的亮度(换言之，亮度阈值以后)，则描绘平缓的曲线并最终使“MAX CLL”与在显示面板10能够显示的最高亮度相一致。另外，规定的亮度根据忠实地表现视频信号的哪个亮度为止的灰度来决定即可。由此，视频信号的高亮度部分的灰度不遭到破坏，能够尽可能忠实地表现视频信号的亮度。
图3的(d)中，示出包含图3的(b)、(c)所示的例子的、色调映射的具体例。另外，在这里，灰度以1023级表现(表示“MAX CLL”的灰度为1023)。
在与图3的(d)所示的1400cd/m2的灰度对应的亮度相当于在显示面板10能够显示的最高亮度的情况下，描述为亮度重视(+2)的曲线对应于进行图3的(b)所示的色调映射的色调曲线。此外，用虚线描述的色调曲线的任意个对应于进行图3的(c)所示的色调映射的色调曲线。图3的(d)所示的灰度重视(-2)所示的色调曲线是重视视频信号的灰度的情况下的色调映射的例子。这种情况下，视频信号的灰度被表现，但视频信号的亮度无法忠实地表现，成为些许暗一点(亮度低)的视频。
如上，面板控制部27根据HDR信号表示的最大亮度等级(“MAX CLL”或“MAX FALL”)与显示面板10能够显示的最大亮度，进行将灰度特性变换后(伽玛变换后)的HDR信号表示的灰度值(亮度)变换为显示面板10能够显示的灰度值(亮度)的灰度值变换(色调映射)。
存储部30是存储信息的设备，由闪存、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等非易失性设备和RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等易失性设备构成。作为非易失性设备中存储的内容，能举出各种程序、各种动作设定值、各种数据等。作为易失性设备中存储的内容，能举出作业用文件、临时文件等。在本实施方式中，存储部30包含运算表31。
此外，存储部30也可以如上述那样储存多个模式的色调映射图。
运算表31是在第一图像处理部22中实行的伽玛变换处理、以及面板控制部27中实行的色调映射运算中使用的表。
[显示装置1中的处理的流程]
接下来，参照图5，对显示装置1中的从处理的流程进行说明。图5是示出显示装置1中的处理流程的流程图。如图5所示，显示装置1如果接收视频信号(S1)，则视频选择部21判定接收到的视频信号中是否含有HDR信号(S2)，如果含有(S2中为是)，则将视频信号发送到第一图像处理部22。然后，第一图像处理部22将接收到的视频信号(HDR信号)进行伽玛变换处理(S3)。其后，进行了伽玛变换处理的视频信号被发送到面板控制部27，并在面板控制部27中实行色调映射处理(S4)。然后，进行了色调映射处理的视频信号被输出到显示面板10(步骤S6)。
另一方面，在步骤S2中，在判定为接收到的视频信号中不含有HDR信号(即含有SDR信号)的情况下(S2中为否)，视频选择部21将接收到的视频信号(SDR信号)发送到第二图像处理部23。然后，第二图像处理部23实行SDR信号的处理(S5)。然后，实行了SDR信号处理的视频信号被输出到显示面板10(S6)。
以上，是显示装置1中的处理的流程。
[实施方式2]
接下来，如果基于图6对本发明的其他实施方式进行说明，则如下所示。另外，为了便于说明，对具有与上述实施方式中已说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其说明。
本实施方式中，示出在接收到包含HDR信号的视频信号(图像信号)和包含SDR信号的视频信号(图像信号)这两个视频信号的情况，即显示HDR信号和SDR信号这两个视频信号的双画面显示的情况的处理方法。在显示HDR信号和SDR信号这两个视频信号的双画面显示的情况下，在面板控制部27处的处理仅针对整个画面为可能这一情况下，HDR信号的视频和SDR信号的视频中的任意个视频的质量低劣。因此，本实施方式中，通过将HDR信号变换为SDR信号，对整个画面作为SDR信号来进行处理，防止视频质量低劣。
图6是用于对双画面显示的处理进行说明的图，(a)是用于对第一图像处理部22中的处理的内容进行说明的图，(b)是用于对图像控制部20中的处理进行说明的图。
如实施方式1中说明的那样，在HDR信号为1画面时，第一图像处理部22仅实行伽玛变换处理。但是，本实施方式中，如图6的(a)所示，第一图像处理部22除了伽玛变换处理以外，还进行上述面板控制部27中的简易色调映射，将伽玛变换的结果和简易色调映射的结果合成并生成输出信号。即，不是将伽玛变换的结果维持原样输出，而是输出将简易色调映射结果反映到伽玛变换的结果后得到的结果。在图6的(a)所示的输出信号中，虚线所示的色调曲线表示仅进行了伽玛变换的情况，实线所示的色调曲线表示将简易色调映射的结果合成到伽玛变换的结果后的情况。
在这里，所谓简易色调映射就是说，不是根据视频信号表示的视频场景来使在显示面板10能够显示的最高亮度变动，而是以预先设定的值来进行色调映射。
由此，第一图像处理部22所输出的视频信号成为与SDR信号同样的信号。
然后，如果从第一图像处理部22输出的视频信号成为SDR信号，则如图6的(b)所示，从第一图像处理部22输出的视频信号和从第二图像输出部23输出的视频信号都成为SDR信号。因此，面板控制部27将经由图像合成部24及重叠图像生成部26取得的、从第一图像处理部22及第二图像处理部23输出的视频信号作为SDR信号进行处理，并输出到显示面板10。由此，能够将包含HDR信号的视频信号及包含SDR信号的视频信号这两方的视频信号适当地双画面显示。另外，本实施方式中，可以说将视频信号统一为SDR信号来显示。
[实施方式3]
如果对本发明的其他实施方式进行说明，则如下所示。另外，为了便于说明，对具有与上述实施方式中已说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其说明。
本实施方式中，与上述实施方式2同样地，也示出在接收到包含HDR信号的视频信号和包含SDR信号的视频信号这两个视频信号的情况，即显示HDR信号和SDR信号这两个视频信号的双画面显示的情况的处理方法。实施方式2中，说明了将视频信号统一为SDR信号来显示的构成，但本实施方式中，将视频信号统一为HDR信号来显示。
本实施方式中，面板控制部27通过对从第二图像处理部23接收到的SDR信号进行逆色调映射，来当成与HDR信号同样的视频信号。然后，面板控制部27将如下的信号输出到显示面板10，即，包含从第一图像处理部22接收到的HDR信号的视频信号、和将包含从第二图像处理部23接收到的SDR信号的视频信号变换为包含相当于HDR信号的视频信号后得到的信号。由此，能够将包含HDR信号的视频信号及包含SDR信号的视频信号这两方的视频信号适当地双画面显示。
另外，所谓逆色调映射(灰度值变换的逆变换)就是说，将SDR信号的色调曲线变换为HDR信号的色调曲线。
[实施方式4]
接下来，如果基于图7～图9对本发明的又一实施方式进行说明，则如下所示。另外，为了便于说明，对具有与上述实施方式中已说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其说明。
本实施方式中，具备让用户来选择将HDR信号表示的亮度以哪种程度在显示中反映的用户接口(UI)。通过具备用户接口，能够以用户期望的亮度来使包含HDR信号的视频信号显示。
图7是示出用户接口的一例的图。本实施方式中，如图7所示，在视频设定画面中设置HDR伽玛设定的输入区域801，接受HDR伽玛设定。在这里，成为以从“-2”到“+2”的5级来接受。另外，图7中，示出了通过滑动条来接受HDR伽玛设定的例子，但并不限定为滑动条，例如，也可以为通过单选按钮(radio button)等来接受。
另外，也可以是在输入到显示装置1的视频信号仅为HDR信号的情况下，才使用户接口显示的构成。由此，能够仅在需要的情况下才使用户接口显示。此外，在HDR信号以外的信号被输入的情况下，用户接口也可以被阴影显示。
此外，在已輸入的视频信号(显示的信号)不为HDR信号的情况下，也可设为将菜单的设定项目变灰(grayout)，或显示意味着禁止操作的标记(例如，像禁止停车、禁止进入标志那样的标记)，让用户一看就知道无法操作的情况。
[实施方式5]
接下来，参照图8及图9，说明色调映射的变形例。图8及图9是示出HDR伽马设定与那时的色调曲线的图，(a)是示出色调曲线的图，(b)是示出HDR伽马设定的设定值与变换式中的参数值的关系的图。
面板控制部27中实行的色调映射可以使用曲线本身来进行，也可以使用变换表来进行，也可以使用变换式来进行。
以下示出变换式的一例。
0≦x≦X1的情况下
y＝{(1-α)(Y1/X2)+α(Y1/X1)}x
X1≦x≦X2的情况下
y＝(1－α)(Y1/X2)x+αY1
在图8的(a)中示出使用上述式来进行变换的情况下的色调曲线的例子。另外，α的值根据利用实施方式4中已说明的用户接口接受到的HDR伽玛设定值来改变。在图8的(b)中示出HDR伽玛设定值与α的值的关系。
在图8的(b)中，作为例子，示出“例1-1”、“例1-2”。在“例1-1”的情况下，如果HDR伽玛设定值为“-2”，则α成为“0”，如果HDR伽玛设定值为“-1”，则α成为“0.25”……。此外，在“例1-2”的情况下，如果HDR伽玛设定值为“-2”，则α成为“0”，如果HDR伽玛设定值为“-12”，则α成为“0.3”……。以下为同样的。
如图8的(b)所示，在HDR伽玛设定值为“+2”的情况下，α的值成为“1”，因此这时的色调曲线成为以图8的(a)的“亮度重视(+2)(参数α＝1)”表示的曲线。此外，在HDR伽玛设定值为“+1”的情况下，α的值成为“0.75”(例1-1的情况)，那时的色调曲线成为以图8的(a)所示的虚线的曲线中的、最上方的曲线。以下为同样的。
以下示出变换式的其他例。
0≦x≦X0的情况下
y＝(Y1/X1)x
X0≦x≦X1的情况下
y＝{(1-α)(Y1/X1)(X1-X0)/(X2-X0)+α(Y1/X1)}x+Y1X0/X1-{(1-α)(Y1/X1)(X1-X0)/(X2-X0)+α(Y1/X1)}X0
X1≦x≦X2的情况下
y＝{(1-α)(Y1/X1)(X1-X0)/(X2-X0)}x+Y1-{(1-α)(Y1/X1)(X1-X0)/(X2-X0)}X2
在图9的(a)中示出使用上述式来进行变换的情况下的色调曲线的例子。另外，α的值根据利用实施方式4中已说明的用户接口接受到的HDR伽玛设定值来改变。在图9的(b)中示出HDR伽玛设定值与α的值的关系。
在图9的(b)中，作为例子，示出“例2-1”、“例2-2”。在“例2-1”的情况下，如果HDR伽玛设定值为“-2”，则α成为“0”，如果HDR伽玛设定值为“-1”，则α成为“0.25”……。此外，在“例2-2”的情况下，如果HDR伽玛设定值为“-2”，则α成为“0”，如果HDR伽玛设定值为“-12”，则α成为“0.3”……。以下为同样的。
如图9的(b)所示，在HDR伽玛设定值为“+2”的情况下，α的值成为“1”，因此这时的色调曲线成为以图9的(a)的“亮度重视(+2)(参数α＝1)”表示的曲线。此外，在HDR伽玛设定值为“+1”的情况下，α的值成为“0.75”(例1-1的情况)，那时的色调曲线成为以图9的(a)所示的虚线的曲线中的、最上方的曲线。以下为同样的。
[基于软件的实现例]
显示装置1的控制块(特别是图像处理部20(视频选择部21、第一图像处理部22、第二图像处理部23、图像合成部24、OSD生成部25、重叠图像生成部26、以及面板控制部27))可以由形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现，也可以使用CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)通过软件来实现。
在后一种情况下，显示装置1具备：执行作为实现各功能的软件的程序的命令的CPU、能由计算机(或CPU)读取地记录有上述程序和各种数据的ROM(Read Only Memory，只读存储器)或存储装置(将它们称为“记录介质”)、展开上述程序的RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)等。并且，计算机(或CPU)通过从上述记录介质读取并执行上述程序，能达到本发明的目的。作为上述记录介质，能使用“非暂时性有形介质”，例如，带、盘、卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。此外，上述程序也可以经由能传输该程序的任意的传输介质(通信网络、广播波等)提供给上述计算机。另外，本发明也能通过以电子传输将上述程序具体化的嵌入于载波的数据信号的形式实现。
[总结]
本发明的方式1所涉及的显示装置(1)是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置，并且是如下的构成：显示装置(1)具备显示面板(10)、控制所述显示面板的面板控制部(27)、以及第一图像处理部(22)，所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性，所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
根据上述构成，根据HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换为与显示面板相应的规定的灰度特性，并且根据HDR信号表示的最大亮度等级、和显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换。由此，能够将HDR信号设为与显示面板对应的灰度值，即使在HDR信号表示的最大亮度等级超过在显示面板能够显示的亮度的情况下，也能够以适当的灰度值使HDR信号表示的图像在显示面板显示。
本发明的方式2所涉及的显示装置在上述方式1中，也可以包括具备有增益调整部的重叠图像生成部(26)，其中，所述增益调整部根据输入信号是HDR信号还是SDR信号，使重叠对象图像的灰度等级改变，所述重叠图像生成部，对通过所述第一图像处理部进行了所述灰度特性变换的所述HDR信号表示的图像，重叠所述重叠对象图像。
根据上述构成，因为能够根据输入信号是HDR信号还是SDR信号，使重叠对象图像的灰度等级改变，所以能够防止如下的情况：对于输入信号，重叠对象图像的灰度值太高，重叠对象图像成为过曝光的图像，或对于输入信号，重叠对象图像的灰度值太低，成为重叠对象图像的灰度遭到破坏的图像。
作为重叠对象图像的例子，例如举出OSD(On Screen Display)图像。在OSD图像的情况下，如果以与HDR信号对应的亮度来显示，则太亮而容易成为过曝光的图像。根据上述构成，对OSD图像的灰度值施加增益，能够降低亮度，因此即使在OSD图像的情况下，也能够适当地显示。
本发明的方式3所涉及的显示装置在上述方式1或2中，也可以设为如下的构成：所述显示装置包括：图像合成部(24)；以及与所述第一图像处理部不同的第二图像处理部(23)，所述图像合成部在将所述第一图像处理部及所述第二图像处理部输出的图像信号合成之后，将其输出到所述面板控制部，所述第二图像处理部对已输入的SDR信号进行所述灰度值变换的逆变换。
在HDR信号和SDR信号已被输入的情况下，如果保持原样来显示，则不管哪个的显示质量都会降低。
根据上述构成，通过进行灰度值变换的逆变换，已输入的SDR信号成为与HDR信号相当的信号。由此，即使在HDR信号及SDR信号被输入到显示装置的情况下，因为已输入的SDR信号被变换为与HDR信号相当的信号，所以也能够作为HDR信号来进行处理。因此，即使在HDR信号及SDR信号这两方被输入到显示装置的情况下，也能够以适当的灰度值在显示面板显示。
本发明的方式4所涉及的显示装置在上述方式1至3的任一个中，也可以设为如下的构成：所述面板控制部具有未达所述显示面板能够显示的最大亮度的规定的亮度阈值，所述亮度阈值以下的亮度设作为所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度。
根据上述构成，就规定的亮度阈值以下的亮度而言，成为灰度值所表现的亮度，因此就规定的亮度阈值以下的亮度而言，能够将HDR信号表示的灰度忠实地表现。
本发明的方式5所涉及的显示装置在上述方式1至4的任一个中，也可以设为如下的构成：所述第一图像处理部实行规定的运算、或使用查找表来实行所述灰度特性变换。
根据上述构成，能够实行规定的运算、或使用查找表来实行灰度特性变换。
本发明的方式6所涉及的显示装置在上述方式1至5的任一个中，也可以设为如下的构成：所述显示装置包括存储部，其存储多个模式的色调映射图，其中，所述色调映射图将所述HDR信号表示的灰度值与所述显示面板能够显示的灰度值的对应关系进行表示，所述面板控制部基于由用户选择出的色调映射图，进行所述灰度值变换。
根据上述构成，因为基于由用户选择出的色调映射图，进行灰度值变换，所以能够实行用户期望的灰度值变换。此外，如果多个色调映射图中含有表示灰度重视的灰度值变换的色调映射图、表示亮度重视的灰度值变换的色调映射图，则通过用户的选择，能够实行灰度重视的灰度值变换、亮度重视的灰度值变换。
本发明的方式7所涉及的显示装置在上述方式6中，也可以设为如下的构成：所述显示装置包括显示控制部，其显示让用户选择所述色调映射图的用户接口，所述用户接口通过滑动条或单选按钮来接受用户的选择，所述显示控制部在显示的信号为HDR信号的情况下，显示所述用户接口，或者根据显示的信号是否为HDR信号来改变所述用户接口的显示方式。
根据上述构成，在显示的信号为HDR信号的情况下，显示所述用户接口，或者根据显示的信号是否为HDR信号来改变所述用户接口的显示方式。在显示的信号(换言之，已输入的信号)为SDR信号的情况下，因为不需要灰度值变换，所以根据上述的构成，在需要灰度值变换的HDR信号的情况下，能够使用户接口显示，或者改变所显示的用户接口。
此外，根据上述构成，因为能够通过滑动条或单选按钮来接受用户的选择，所以能够给用户提供直观的操作感。
本发明的方式8所涉及的显示装置在上述方式6至8的任一个中，也可以设为如下的构成：所述色调映射图是在所述显示面板将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行表示的映射图，或者是直到在所述显示面板能够显示的亮度为止，将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行显示的映射图，或者是直到规定的阈值为止，将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行表示，在所述阈值以后，将灰度值所表现的亮度进行适当地表示的映射图。
根据上述构成，通过使用色调映射图，能够在上述显示面板将上述HDR信号表示的灰度忠实地表现，或者直到在上述显示面板能够显示的亮度为止，将上述HDR信号表示的灰度所对应的亮度忠实地表现，或者是直到规定的阈值为止，将上述HDR信号表示的灰度所对应的亮度忠实地表现，在该阈值以后，将灰度适当地表现。
本发明的方式9所涉及的显示装置是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置，并且是如下的构成：所述显示装置具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、多个图像处理部、以及图像合成部，所述图像合成部在将所述多个图像处理部输出的图像信号合成之后，将其输出到所述面板控制部，所述多个图像处理部之中的、已被输入HDR信号的图像处理部在将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性之后，将其变换为SDR信号。
根据上述构成，在HDR信号及SDR信号被输入到显示装置的情况下，因为已输入的HDR信号被变换为SDR信号，所以能够作为SDR信号进行处理。因此，即使在HDR信号及SDR信号这两方被输入到显示装置的情况下，也能够以适当的灰度值在显示面板显示。
本发明的方式10所涉及的电视接收机是具备有所述显示装置的电视接收机。
由此，能够起到与上述的效果同样的效果。
本发明的方式11所涉及的显示装置的控制方法是能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像的显示装置的控制方法，具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、以及第一图像处理部，并包含以下两个步骤：
所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换的步骤，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性，以及所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换的步骤，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
根据所述的方法，能够起到与上述方式1同样的效果。
本发明的各方式所涉及的显示装置也可以利用计算机实现，在这种情况下，通过使计算机作为上述显示装置所具备的各部(软件要素)进行动作从而使上述显示装置由计算机实现的显示装置的控制程序、以及记录有该控制程序的计算机可读取的记录介质也纳入本发明的范畴。
本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，通过将各实施方式中分别公开的技术手段进行组合，能形成新的技术特征。
符号说明
1 显示装置；
10 显示面板；
11 HDMI信号；
12 Tuner信号；
13 CVBS信号；
20 图像控制部(显示控制部)；
21 视频选择部；
22 第一图像处理部；
23 第二图像处理部；
24 图像合成部；
25 OSD生成部；
26 重叠图像生成部；
27 面板控制部；
30 存储部；
31 运算表。

Claims (13)

1.一种显示装置，其能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像，其特征在于，
具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、以及第一图像处理部；
所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性；
所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，具备重叠图像生成部，所述重叠图像生成部具备有增益调整部，所述增益调整部根据输入信号是HDR信号还是SDR信号，使重叠对象图像的灰度等级改变；
所述重叠图像生成部，对通过所述第一图像处理部进行了所述灰度特性变换的所述HDR信号表示的图像，重叠所述重叠对象图像。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，具备：
图像合成部；以及
与所述第一图像处理部不同的第二图像处理部；
所述图像合成部在将所述第一图像处理部及所述第二图像处理部输出的图像信号合成之后，将其输出到所述面板控制部；
所述第二图像处理部对已输入的SDR信号进行所述灰度值变换的逆变换。
4.如权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述面板控制部具有未达所述显示面板能够显示的最大亮度的规定的亮度阈值，所述亮度阈值以下的亮度设作为所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述第一图像处理部实行规定的运算、或使用查找表来实行所述灰度特性变换。
6.如权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于，具备存储部，所述存储部存储多个模式的色调映射图，所述色调映射图将所述HDR信号表示的灰度值与所述显示面板能够显示的灰度值的对应关系进行表示；
所述面板控制部基于由用户选择出的色调映射图，进行所述灰度值变换。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，具备显示控制部，所述显示控制部显示让用户选择所述色调映射图的用户接口；
所述用户接口通过滑动条或单选按钮来接受用户的选择；
所述显示控制部在显示的信号为HDR信号的情况下，显示所述用户接口，或者根据显示的信号是否为HDR信号来改变所述用户接口的显示方式。
8.如权利要求6或7所述的显示装置，其特征在于，
所述色调映射图是在所述显示面板将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行表示的映射图，
或者是直到在所述显示面板能够显示的亮度为止，将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行显示的映射图，
或者是直到规定的阈值为止，将所述HDR信号表示的灰度值所表现的亮度进行表示，在所述阈值以后，将灰度值所表现的亮度进行适当地表示的映射图。
9.一种显示装置，其能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像，其特征在于，
具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、多个图像处理部、以及图像合成部；
所述图像合成部在将所述多个图像处理部输出的图像信号合成之后，将其输出到所述面板控制部；
所述多个图像处理部之中的、已被输入HDR信号的图像处理部，在将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性之后，将其变换为SDR信号。
10.一种电视接收机，其特征在于，
具备有如权利要求1至9中任一项所述的显示装置。
11.一种显示装置的控制方法，其能够显示HDR信号表示的图像、和SDR信号表示的图像，其特征在于，
具备显示面板、控制所述显示面板的面板控制部、以及第一图像处理部，且包含以下两个步骤：
所述第一图像处理部根据已输入的HDR信号表示的最大亮度等级，进行灰度特性变换的步骤，其中，所述灰度特性变换将所述HDR信号表示的灰度特性变换为与所述显示面板相应的规定的灰度特性；以及
所述面板控制部根据所述HDR信号表示的最大亮度等级、和所述显示面板能够显示的最大亮度，进行灰度值变换的步骤，其中，所述灰度值变换将所述灰度特性变换后的HDR信号表示的灰度值变换为所述显示面板能够显示的灰度值。
12.一种控制程序，用于使计算机作为如权利要求1所述的显示装置而发挥作用，其特征在于，用于使计算机作为所述第一图像处理部及所述面板控制部而发挥作用。
13.一种记录介质，其特征在于，是记录有如权利要求12所述的控制程序的计算机可读取的记录介质。
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