JP2016052058A - 映像装置および映像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な色空間処理を行い良好な映像を表示する映像装置１０を提供する
【解決手段】映像装置１０は、番組本編信号またはコマーシャル信号からなる放送信号が入力する入力部１１と、前記放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力するコマーシャル検出部１２と、前記放送信号の映像に対して色域拡大処理を行う処理部１４と、前記コマーシャル検出部１２からのＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて処理部１４を制御する制御部１３と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、番組本編信号およびコマーシャル信号を含む放送信号の映像に色空間処理を行う映像装置および前記映像装置による映像処理方法に関する。

表示装置に表示できる映像の色域は自然界の色域より狭い。また広色域の映像の撮影および伝送は容易ではない。このため、ＡＲＩＢＡ規格による現行のテレビジョン放送（ＨＶ放送）信号では、信号の伝送等で用いる色域がＢＴ．７０９により規定されている。すなわち、図１に示すように、自然界の色域（Ａ）を持つ被写体の映像をＢＴ．７０９の規格（以下、単に「ＢＴ．７０９」ともいう）の色域（Ｂ）に圧縮して伝送している。

近年、ＢＴ．７０９の色域よりも広い色域の映像が表示可能な高性能表示パネルが開発された。しかし、広い色域の映像を表示可能な表示パネルであっても、ＢＴ．７０９の色域に圧縮された映像は、ＢＴ．７０９の色域でしか表示されない。

これに対して、ＢＴ．７０９の色域（Ｂ）に圧縮された映像をより広い色域（図１（Ｃ））に復元する色域拡大処理が開発されている。色域拡大処理により、ＢＴ．７０９で伝送された映像でも、より広い色域で表示することができるため、視聴者は色鮮やかな映像を楽しむことができる。

一方、次世代の超高精細度放送（４Ｋ放送）では、ＢＴ．７０９より広い色域のＢＴ．２０２０（図１（Ｄ））が採用される可能性がある。ＢＴ．２０２０の色域で撮影できる機材を用いて制作された映像を、ＢＴ．２０２０の放送信号にて伝送すれば、色域拡大処理をせずとも視聴者は色鮮やかな画像を楽しむことができる。

しかし、ＢＴ．２０２０の放送が開始後、しばらくの間は、ＢＴ．２０２０の色域の映像を含む放送信号とＢＴ．７０９の色域の映像を含む放送信号とが混在して伝送されてくる。

ＢＴ．２０２０の色域の映像に対して、ＢＴ．７０９の色域に対応している色域拡大処理をしてしまうと、逆に不自然な映像となってしまう。このため、放送信号がいずれの規格の色域の映像を含むかを判定する必要がある。

放送信号のコンテンツ情報を示す、例えば、ＰＭＩ（Program Map able）等には映像信号の色域を識別するための記述子は含まれていない。このため、映像信号の色域を判定するには、映像を解析する必要があった。

しかし、映像信号の色域を判定は容易ではなく、適切な色空間処理を行い良好な映像を表示することは容易ではなかった。

特開２００６−１８０４７７号公報

本発明の実施形態は、適切な色空間処理を行い良好な映像を表示する映像装置および適切な色空間処理を行う映像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の映像装置は、番組本編信号またはコマーシャル信号からなる放送信号が入力する入力手段と、前記放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力するコマーシャル検出手段と、前記放送信号の映像に対して所定の色域拡大処理を行う処理手段と、前記コマーシャル検出手段からのＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて、前記処理手段を制御する制御手段と、を具備する。

色域を説明するための色域チャートである。 第１実施形態の映像装置の構成図である。 第１実施形態の映像処理方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の変形例の映像装置の構成図である。 第２実施形態の映像装置の構成図である。 第２実施形態の映像処理方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

＜第１実施形態＞
図２に示すように、本発明の第１実施形態の映像装置１０は、入力部１１と、ＣＭ（コマーシャル）検出部１２と、制御部１３と、処理部１４と、記録部１５と、モニタ１６とを具備するテレビジョン受信機である。

入力部１１は放送信号が入力される入力手段である。ＣＭ検出部１２は放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力するＣＭ検出手段である。処理部１４は放送信号の映像に対して色域拡大処理を行う色空間処理手段である。制御部１３はＣＭ検出部１２からのＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて、処理部１４が行う色域拡大処理を制御する色空間処理制御手段である。

なお、ＣＰＵ等からなる入力部１１、ＣＭ検出部１２、制御部１３、および処理部１４は、それぞれが物理的に独立していてもよいし、複数の機能部、例えばＣＭ検出部１２と制御部１３とが同一のＣＰＵであってもよい。逆に、例えば入力部１１が複数のＣＰＵにより構成されていてもよい。

記録部１５は、ハードディスク装置、不揮発性半導体メモリを有するシリコンディスク装置、または、書き込み可能ＤＶＤ等の記録メディアであり、電力が供給されていない状態でも記録された信号が消失することのない非一時的な情報記録装置である。

モニタ１６は、液晶、ＥＬ（エレクトロミネッセンス）、プラズマディスプレイ、ＳＥＤ（表面電界ディスプレイ）、ビデオプロジェクタ、リアプロジェクション（背面投影型）、またはブラウン管（平面型を含む）などである。

映像装置１０は、次世代の放送規格であるＢＴ．２０２０に対応している。すなわち、モニタ１６はＢＴ．７０９規定の色域よりも、広い色域の映像が表示できる表示部である。

放送信号は、放送局からの無線伝送もしくはケーブルによる有線伝送による信号、外部サーバーからのインターネット回線により伝送による信号、または、ＤＶＤもしくはメモリーカード等の記録メディア等から入力部１１に入力される信号である。

放送信号は、番組本編信号（番組信号）またはコマーシャル信号（ＣＭ信号）からなる。コマーシャル（ＣＭ）は、番組の途中に、また、続いて放送される２つの番組の間に挿入されて放送される、短時間の放送で、その内容を問わない。すなわち、物品の購入を促す広告に限るものではなく、番組予告、行事の報知、および公共機関による広報などを全て含む。

ＣＭは時間が短く作成編集等が容易であることから、早い時期からＢＴ．２０２０の映像になる可能性が高い。すなわち、放送事業者が次世代放送の普及のため、電気メーカーが次世代放送対応テレビの高画質／広色域をアピールするため、またはスポンサーが商品を視聴者に印象付けるために、積極的にＣＭ信号の映像をＢＴ．２０２０とすると考えられる。

一方、番組本編は時間が長く費用も高くなるため、ＢＴ．２０２０規格の映像への切り替えは容易ではない。このため、ＢＴ．２０２０の放送が開始後、しばらくの間は、放送信号には、ＢＴ．７０９の映像を含む番組本編信号とＢＴ．２０２０の映像を含むコマーシャル信号とが混在することになる。

すでに説明したように、ＢＴ．２０２０の色域の映像に対して、ＢＴ．７０９の色域に対応している色域拡大処理をしてしまうと、逆に不自然な映像となってしまう。このため、放送信号がいずれの規格の色域の映像を含むかを判定する必要がある。

しかし、ＢＴ．２０２０の映像であっても、撮影されている被写体によっては狭色域の範囲の色しか含まれていない。そして、被写体が変わると、ＢＴ．７０９の色域の範囲外の色が含まれた映像が表示される場合もある。このため、広色域の映像であることを判定するためには色域情報判定処理に時間をかける必要がある。すなわち、色域情報判定処理は低速で負荷の大きい処理である。

これに対して、映像装置１０では、放送信号がコマーシャル信号の場合にはＢＴ．２０２０の信号であると見なして色域拡大処理を行わない。

ＣＭ検出部１２は入力部１１に入力された放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力する。ＣＭ検出部１２は、ＣＭ特有の性質を利用して放送信号がＣＭであることを検出し、検出するとＣＭ検出信号を出力する。

例えば、ＣＭを検出する第１の方法は、番組本編からＣＭへの切り替わりや１つのＣＭから別のＣＭへの切り替わりの際には短い期間の無音区間が存在すること、１つのＣＭは１５秒や３０秒等の一定時間長であることに着目して検出する。

第２の方法は、ＣＭ中にはカットが多発することが多く、ＣＭ区間は１分以上連続して出現する場合がほとんどであり、ＣＭの切替の際には無音区間がある、というＣＭ特有の性質を利用する。例えば、画面のカットが生じた時刻を検出しカットが起きた時刻の間隔が１５秒か３０秒の時にその区間をＣＭ候補区間として取り出し、連続するＣＭ候補区間の長さが６０秒以上である場合にその区間をＣＭ信号と判定する。

第３の方法は、予めＣＭの音声データをデータベースに登録しておき、受信した放送信号に含まれる無音区間と画面のカットの双方が同時に発生した時点から次に無音区間と画面カットが同時に発生した時点までの秒数、つまり画面カットと無音区間が同時に発生した時間間隔がＣＭ放送秒数として予め定められた値と一致した場合にその間をＣＭ信号とし、ＣＭ信号の音声データを予め蓄積したＣＭ音声データと照合することによりＣＭの誤検出をなくして検出信頼度を向上させる。

最も単純で古典的な第４の方法は、音声多重方式を利用する方法がある。ＣＭはステレオ音声を使用し、番組本編はモノラル音声を使用することに着目して、ステレオ音声部分をＣＭとして判断する方法である。

以上の説明のように、ＣＭ検出処理は高速で負荷の小さい処理である。

処理部１４は、所定の色域（色空間）に圧縮されている映像の色域を復元するように設計されている。処理部１４は、例えば、ＢＴ．７０９の色域の映像の画素のうち、色域限界に近い画素の色はＢＴ．７０９の範囲外の信号が圧縮されたものだと推定し、圧縮前の状態に復元する。

なお、単純に復元したのでは、実際にはありえない不自然な色になりがちであるが、予め物体色の限界（最明色）を考慮したデータベースを構築しておくことで自然な色への復元処理が可能である。

映像装置１０では、制御部１３がＣＭ検出部１２からのＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて、処理部１４を制御する。すなわち、制御部１３は放送信号がＣＭ信号の場合にはＢＴ．２０２０信号と見なして、処理部１４が色域拡大処理を行わないように制御する。逆に言えば、制御部１３は放送信号がＣＭ信号ではない場合にはＢＴ．７０９信号と見なして、処理部１４が色域拡大処理を行うように制御する。

以上の説明のように映像装置１０は、番組本編信号またはコマーシャル信号からなる放送信号が時系列的に混在して入力する入力部１１と、前記放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力するコマーシャル検出部１２と、前記放送信号の映像に対して、ＢＴ．７０９の色域に圧縮されている色域を復元する色域拡大処理を行う処理部１４と、前記コマーシャル検出部１２から前記ＣＭ検出信号の出力があった場合に、前記処理部が前記色域拡大処理を行わないように制御する制御部１３と、を具備する。

映像装置１０は、ＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて適切な色空間処理を行うため良好な映像を表示することができる。

なお、映像装置１０は、例えばハードディスク内蔵テレビジョン受信機であるが、記録部１５およびモニタ１６の少なくともいずれかが、いわゆる外付けの映像装置であっても映像装置１０と同じ効果を有することは言うまでも無い。すなわち、記録部１５およびモニタ１６は映像装置１０の必須の構成要素ではない。

次に、図３のスローチャートに沿って、映像装置１０の映像処理方法について説明する。

＜ステップＳ１１＞
入力部１１に放送信号が入力する。なお、入力部１１は、チューナー機能だけでなく、放送信号を復号処理し音声信号と映像信号とに分離する信号処理機能も有する。信号処理機能部が入力部１１とは別のＣＰＵにより構成されていてもよい。また、入力部１１が複数のチューナーおよび、それぞれの放送の処理を行う複数の信号処理機能から構成されていてもよい。入力部１１が出力する音声信号および映像信号は処理部１４およびＣＭ検出部１２に伝送される。

＜ステップＳ１２＞
ＣＭ検出部１２は、例えば入力された音声信号の無音区間および映像信号のカット発生等から、放送信号がＣＭ信号であることを検出した場合には、ＣＭ検出信号を出力する。

ＣＭ検出信号は、制御部１３が認識可能であれば、デジタル信号でもアナログ信号でもよい。

＜ステップＳ１３＞
制御部１３はＣＭ検出信号の出力がない場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、すなわち、放送信号が番組本編信号の場合には、処理部１４が所定の色域拡大処理を行うように制御する。

一方、制御部１３はＣＭ検出信号の出力があった場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、すなわち、放送信号がＣＭ信号の場合には、処理部１４が色域拡大処理を行わないように制御する。同様の効果を得るために、映像信号が処理部１４をバイパスして伝送されてもよい。

なお、ＣＭ検出部１２と、処理部１４の制御を行う制御部１３とを、色空間処理制御部と見なすこともできる。

また、ＣＭ検出信号の出力があった場合、処理部１４がＢＴ．２０２０に対応した色域拡大処理を行ってもよい。ＢＴ．２０２０に対応した色域拡大処理は、ＢＴ．７０９に対応した色域拡大処理よりも、変化幅の小さい色空間処理となる。この場合、制御部１３は、処理部１４が行う色空間処理を選択する色空間処理選択部と見なすことができる。逆に、ＢＴ．７０９よりも狭い色域の映像が含まれる昔の番組、映画等の再放送の場合には、昔の色域規格に適合したＢＴ．７０９に対応した色域拡大処理よりも、変化幅の大きな色空間処理が行われてもよい。

＜ステップＳ１４＞
色空間処理が行われた番組本編信号と、色空間処理が行われなかったＣＭ信号とが、順次、モニタ１６に表示される。なお、ＣＭ信号と処理された番組本編信号とは記録部１５に記録されてもよい。

＜ステップＳ１５＞
終了指示があるまで、処理が継続して行われる。

なお、入力された映像信号に直ちに上記処理が行われる必要はない。いったん記録部１５に記録された映像信号に対して同様の処理が行われてもよい。

＜変形例＞
また、図４に示す変形例の映像装置１０Ａのように、入力部１１に入力する放送信号とは別の信号をもとにＣＭ検出部１２が放送信号の種類を識別してもよい。

例えば、インターネットまたはクラウドを介して放送信号の情報を得ることができる。すなわち映像装置１０Ａでは、映像を含む放送信号の伝送経路とは別の経路を介して、放送信号がＣＭ信号であることを示す信号を取得する。映像装置１０ＡのＣＭ検出部１２Ａは、伝送されてきた信号から放送信号がＣＭ信号であることを検出する。

映像装置１０Ａは映像装置１０の効果を有し、より確実にＣＭ信号を検出できる。

＜第２実施形態＞
次に、図５、図６を用いて、第２実施形態の映像装置１０Ｂおよび映像装置１０Ｂの映像処理方法（映像装置等）について説明する。映像装置１０Ｂ等は、映像装置１０等と類似しているので同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

ＣＭ信号であっても、ＢＴ．２０２０の放送信号ではない場合もありうる。映像装置１０Ｂでは、ＢＴ．７０９放送であるにも関わらず、色域拡大処理が行われないＣＭ信号が発生するのを防止するために色域判定手段である色域判定部１７を具備する。

すなわち、図６のフローチャートに示すように、ＣＭ信号と判定されると、さらにステップＳ１２Ａにおいて色域判定部１７が映像の色域が実際に広色域であるかを確認する。広色域でなかった場合（Ｓ１２Ａ：Ｎｏ）には、Ｓ１２にて色域拡大処理が行われる。広色域の場合場合（Ｓ１２Ａ：Ｙｅｓ）には色域拡大処理は行われない。

なお、映像装置１０Ｂでも、変形例の映像装置１０Ａと同じように入力部１１に入力する放送信号とは別の信号をもとにＣＭ検出部１２が放送信号の種類を識別してもよい。

色域判定部１７は、映像の色域が、どの規格の色域なのかを判定する。例えば、色域判定部１７は、映像に含まれる画素の色が色域チャートのどこに位置するかを解析する。判定対象となった映像に所定の色域規格の外部にある画素があった場合には、色域判定部１７は、より広色域規格の映像であると判定する。映像装置１０Ｂでは、所定の色域規格は、ＢＴ．７０９である。

なお、色域判定部１７は映像に１つでも所定の色域規格の外部にある画素があった場合には、より広色域規格の映像であると判定し、処理を終了する。しかし広色域規格の映像であっても、被写体があざやかな色ではない場合には、色域判定部１７は広色域規格の映像であることを認識できない。このため、できるだけ長時間の映像を解析することが好ましいが、処理時間だけ遅延が生じる。このため、所定時間、例えば３秒間の映像を解析しても色域規格の外部にある画素がない場合には広色域規格の映像ではないと判定することが好ましい。

また、色域判定部１７は色の分布を解析し所定の色域規格のうち範囲外になる色が存在しない最も狭い色域規格の映像と判断してもよい。色域規格としては、ＢＴ．７０９、ＢＴ．２０２０、に加えて、例えばＤＣＩ（Digital Cinema Initiatives）をあげることができる。そして、処理部１４が、それぞれの規格に適した色空間処理、例えば色域拡大処理を行ってもよい。

色域判定処理は時間を要する高負荷の処理であるが、映像装置１０ＢではＣＭ信号についてのみ映色域判定処理を行うため、効率がよい。

色域判定処理に所定時間という制限を設けても、その所定時間の遅延は回避できない。すると、色域判定処理が行われなかった放送信号と、それに続く色域判定処理が行われた放送信号との間に無信号期間が生じてしまうおそれがある。

このため、映像装置１０Ｂは、無信号期間を解消する遅延手段である遅延部１８を具備する。遅延部１８は、所定時間、例えば、５秒間の放送信号を一時的に記憶し、First-in／First-outで出力する揮発性半導体メモリからなるバッファである。

制御部１３は遅延部１８を制御し無信号期間を解消する。このため、視聴者が違和感を感じることはない。なお、上記説明では最も処理時間の長い色域判定処理による遅延解消について説明したが、色域判定処理による遅延解消だけでなく、ＣＭ検出処理および色域拡大処理を含めた遅延時間を考慮して、制御部１３が遅延部１８を制御してもよいことは言うまでも無い。

映像装置１０Ｂおよび映像装置１０Ｂの映像処理方法は、映像装置１０および映像装置１０の映像処理方法の効果を有し、さらに、より適切な色空間処理を行うことができる。

なお、映像装置１０においても、映像装置１０Ｂと同様に遅延部１８を具備し、制御部１３がＣＭ検出処理および色域拡大処理の遅延時間を考慮して遅延部１８を制御してもよい。これにより、番組本編信号とＣＭ信号との切替時に切り替わりが、より目立たないようにできる。

なお、ＢＴ．２０２０の放送が普及し、番組信号も含めてほとんどの放送信号がＢＴ．２０２０となった場合を想定して、本発明の制御部が行う色域拡大処理制御は、ユーザーの設定等により解除することができることが好ましい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更ができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ…映像装置
１１…入力部
１２…検出部
１３…制御部
１４…処理部
１５…記録部
１６…モニタ
１７…色域判定部
１８…遅延部

Claims (6)

1. 番組本編信号またはコマーシャル信号からなる放送信号が入力する入力手段と、
   前記放送信号がコマーシャル信号の場合にＣＭ検出信号を出力するコマーシャル検出手段と、
   前記放送信号の映像に対して所定の色域拡大処理を行う処理手段と、
   前記コマーシャル検出手段からのＣＭ検出信号の出力の有無に基づいて、前記処理手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする映像装置。
2. 前記ＣＭ検出信号の出力があった場合には、前記制御手段が前記色域拡大処理を行わないように前記処理手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の映像装置。
3. 前記ＣＭ検出信号の出力があった場合に、さらに前記放送信号の映像の色域を判定する色域判定手段を具備し、
   前記色域判定手段が判定した色域が、前記色域拡大処理が対応している所定の色域よりも広い場合には、前記色域拡大処理を行わないように前記制御手段が前記処理手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像装置。
4. 前記色域判定手段が前記放送信号に対する色域判定処理を行うのに要する時間に応じて、入力された前記放送信号を遅延して出力する遅延手段を具備し、
   前記制御手段が、前記色域判定手段の動作に応じて前記遅延手段を制御し、前記色域判定処理が行われなかった放送信号と、それに続く前記色域判定処理が行われた放送信号との間に生じる無信号期間を解消することを特徴とする請求項３に記載の映像装置。
5. 前記放送信号の映像が表示される表示部を更に具備するテレビジョン受信機であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の映像装置。
6. 番組本編信号またはコマーシャル信号からなる放送信号が入力手段に入力するステップと、
   前記放送信号がコマーシャル信号の場合、コマーシャル検出手段がＣＭ検出信号を出力するステップと、
   前記ＣＭ検出信号の出力がない場合には処理手段が前記放送信号の映像に対して色域拡大処理を行い、前記ＣＭ検出信号の出力があった場合には、前記処理手段が前記色域拡大処理を行わないステップと、を具備することを特徴とする映像処理方法。

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