JP2017220690A - 再生装置、表示装置および伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示装置に適切な映像を容易に出力させることができる再生装置などを提供する。【解決手段】HDMI(登録商標)によりTV200と接続されているBlu−ray(登録商標)機器100であって、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、TV200が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、HDMI(登録商標)を介してTV200から取得し、(ii)取得したEDIDに含まれる識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、(iii)決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、HDMI(登録商標)を介してTV200に送信する、処理部を備える。【選択図】図3
Description
本開示は、再生装置、表示装置および伝送方法に関する。
従来、表示可能な輝度レベルを改善するための画像信号処理装置が開示されている(例えば特許文献1参照)。
ところで、表示装置が接続される再生装置は、接続される表示装置において適切に映像が表示されるように映像信号を出力する必要がある。
本開示は、表示装置に適切な映像を容易に出力させることができる再生装置などを提供する。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る再生装置は、HDMI(登録商標)により表示装置と接続されている再生装置であって、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置から取得し、(ii)取得したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、(iii)決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置に送信する、処理部を備える。
また、本発明の一態様に係る表示装置は、HDMI(登録商標)により再生装置と接続されている表示装置であって、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置に送信し、(ii)送信したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて決定された、出力する映像信号のダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置から取得する、処理部を備える。
なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、伝送方法、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、伝送方法、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
上記態様によれば、表示装置に適切な映像を容易に出力させることができる。
(本開示の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像信号処理装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像信号処理装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
映像ストリームを再生(復号)することにより得られた再生信号をBlu−ray(登録商標)機器からTVなどの表示装置に伝送する際に、従来、HDMI(登録商標)によって伝送が行われている。しかしながら、再生装置から出力される再生信号は、HDR(High Dynamic Range)に対応した映像ストリーム(以下、「HDRストリーム」という。)やSDR(Standard Dynamic Range)に対応した映像ストリーム(以下、「SDRストリーム」という。)などの複数種類のストリームが出力される可能性がある(後述図1を用いた説明を参照)。このため、このような再生信号を、HDMI(登録商標)を用いて伝送する際に、複数種類のメタデータを格納する仕組みを実現する必要があるが、このような複数種類のメタデータを格納する仕組みについては従来考慮されていなかった。
つまり、本発明者は、上記課題を解決するために、下記の改善策を検討した。
本開示の一態様に係る再生装置は、HDMI(登録商標)により表示装置と接続されている再生装置であって、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置から取得し、(ii)取得したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、(iii)決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置に送信する、処理部を備える。
これによれば、複数種類のメタデータをHDMI(登録商標)伝送に互換性のある格納方法で格納して表示装置に出力できる。このため、表示装置に適切な映像を容易に出力させることができる。
また、例えば、前記InfoFrameは、静的なメタデータが格納されているかを示す識別情報を格納し、前記識別情報により前記静的なメタデータが格納されることが示される場合に、前記静的なメタデータをさらに格納してもよい。
また、本開示の一態様に係る表示装置は、HDMI(登録商標)により再生装置と接続されている表示装置であって、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置に送信し、(ii)送信したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて決定された、出力する映像信号のダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置から取得する、処理部を備える。
また、本開示の一態様に係る伝送方法は、HDMI(登録商標)により互いに接続されている再生装置および表示装置の間で行われる伝送方法であって、輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置から取得し、取得したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置に送信する。
なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
(実施の形態1)
[背景]
まず、映像技術の変遷について、図1を用いて説明する。図1は、映像技術の進化について説明するための図である。
[背景]
まず、映像技術の変遷について、図1を用いて説明する。図1は、映像技術の進化について説明するための図である。
これまで、映像の高画質化としては、表示画素数の拡大に主眼がおかれ、Standard Definition(SD)の720×480画素の映像から、High Definition(HD)の1920×1080画素の、所謂2K映像が普及している。
近年、映像の更なる高画質化を目指して、Ultra High Definition(UHD)の3840×1920画素、あるいは、4Kの4096×1920画素の、所謂4K映像の導入が開始された。
そして、4Kの導入による映像の高解像度化を行うと共に、ダイナミックレンジ拡張や色域の拡大、あるいは、フレームレートの追加、向上などを行うことで映像を高画質化することが検討されている。
その中でも、ダイナミックレンジについては、従来の映像における暗部階調を維持しつつ、現行のTV信号では表現不能な鏡面反射光などの明るい光を、より現実に近い明るさで表現するために最大輝度値を拡大した輝度範囲に対応させた方式として、HDR(High Dynamic Range)が注目されている。具体的には、これまでのTV信号が対応している輝度範囲の方式は、SDR(Standard Dynamic Range)と呼ばれ、最大輝度値が100nitであったのに対して、HDRでは1000nit以上まで最大輝度値を拡大することが想定されている。HDRは、SMPTE(Society of Motion Picture & Television Engineers)やITU−R(International Telecommunications Union Radiocommunications Sector)などにおいて、標準化が進行中である。
HDRの具体的な適用先としては、HDやUHDと同様に、放送やパッケージメディア(Blu−ray(登録商標) Disc等)、インターネット配信などで使われることが想定されている。
なお、以下では、HDRに対応した映像において、当該映像の輝度は、HDRの輝度範囲の輝度値からなり、当該映像の輝度値が量子化されることで得られた輝度信号をHDR信号と呼ぶ。SDRに対応した映像において、当該映像の輝度は、SDRの輝度範囲の輝度値からなり、当該映像の輝度値が量子化されることで得られた輝度信号をSDR信号と呼ぶ。
[HDR導入時のマスター、配信方式、および表示装置の関係]
図2は、SDRとHDRのホームエンターテイメント用マスターを制作するフローと、配信媒体及び表示装置の関係を示す図である。
図2は、SDRとHDRのホームエンターテイメント用マスターを制作するフローと、配信媒体及び表示装置の関係を示す図である。
HDRのコンセプトは提案されており、HDRのコンセプトレベルでの有効性は確認されている。また、HDRの最初の実施方法が提案されている。ただし、この方法を使ってHDRコンテンツが大量に作られ、最初の実施方法の実証が行われたわけではない。このため、今後HDRコンテンツの制作が本格化した場合、現状のHDRのマスター方式が変わる可能性がある。
[EDIDとInfoFrameとの関係]
図3は、HDMI(登録商標)上でのEDID(EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA)とInfoFrameとの関係について説明するための図である。
図3は、HDMI(登録商標)上でのEDID(EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA)とInfoFrameとの関係について説明するための図である。
(1.EDID)
EDIDとは、HDMI(登録商標)に準拠(対応)したTV200などのSync機器(表示装置)の表示可能な映像のフォーマットを示す表示能力情報をBlu−ray(登録商標)機器100などのSource機器(再生装置)に伝えるためのROMデータである。EDIDは、通常256byteからなるデータである。EDIDは、具体的には、製造者名、製造年等表示可能なvideo timing(1080i/60、720p/60、480p等、表示可能なvideo timing)、DeepColorサポートの有無、3Dサポートの有無を示す情報(表示能力情報)である。本実施の形態では、EDIDには、さらに、HDR(必須のHDR、オプション1のHDR、およびオプション2のHDR)それぞれのサポートの有無を示す情報(表示能力情報)が含まれる。
EDIDとは、HDMI(登録商標)に準拠(対応)したTV200などのSync機器(表示装置)の表示可能な映像のフォーマットを示す表示能力情報をBlu−ray(登録商標)機器100などのSource機器(再生装置)に伝えるためのROMデータである。EDIDは、通常256byteからなるデータである。EDIDは、具体的には、製造者名、製造年等表示可能なvideo timing(1080i/60、720p/60、480p等、表示可能なvideo timing)、DeepColorサポートの有無、3Dサポートの有無を示す情報(表示能力情報)である。本実施の形態では、EDIDには、さらに、HDR(必須のHDR、オプション1のHDR、およびオプション2のHDR)それぞれのサポートの有無を示す情報(表示能力情報)が含まれる。
Blu−ray(登録商標)機器100は、HDMI(登録商標)を介してTVのEDIDを取得することで、自動的にTVが表示可能な再生信号を選択して出力できる。
(2.InfoFrame)
InfoFrameとは、Blu−ray(登録商標)機器100が出力中の再生信号の属性を記述したパケットであり、TV200のBlanking期間に伝送されるデータである。InfoFrameは、具体的には、AVI_InfoFrame(Video timingや、RGB/YCbCr、カラリメトリなどの情報)、Audio InfoFrame (Audio情報を含む)、Vendor Specific InfoFrame(IEEE 24bit codeにより区分されたVendor規定情報。HDMI V1.4bでは3D情報などを送るのに使用)などのデータを含む。
InfoFrameとは、Blu−ray(登録商標)機器100が出力中の再生信号の属性を記述したパケットであり、TV200のBlanking期間に伝送されるデータである。InfoFrameは、具体的には、AVI_InfoFrame(Video timingや、RGB/YCbCr、カラリメトリなどの情報)、Audio InfoFrame (Audio情報を含む)、Vendor Specific InfoFrame(IEEE 24bit codeにより区分されたVendor規定情報。HDMI V1.4bでは3D情報などを送るのに使用)などのデータを含む。
上記のことから、Blu−ray(登録商標)機器100は、(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、TV200が表示可能か否かを示す表示能力情報(識別情報)をCEA Data Blockに含むEDIDを、HDMI(登録商標)を介して前記表示装置から取得し、(ii)取得したEDIDに含まれる表示能力情報(識別情報)に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、(iii)決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、HDMI(登録商標)を介してTV200に送信する処理部を備える。
また、TV200は、(i)輝度のダイナミックレンジがHDRの映像を、TV200が表示可能か否かを示す表示能力情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、HDMI(登録商標)を介してBlu−ray(登録商標)機器100に送信し、(ii)送信したEDIDに含まれる表示能力情報に応じて決定された、出力する映像信号のダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、HDMI(登録商標)を介してBlu−ray(登録商標)機器100から取得する、処理部を備える。
[HDMI(登録商標)データ構造の定義]
HDMI(登録商標)におけるSource機器が出力する映像データの属性情報を格納する領域、あるいは、Sink機器の再生能力を示す情報を格納する領域内においてHDR関連のメタデータを格納するための領域を確保し、HDR関連のメタデータを格納する。
HDMI(登録商標)におけるSource機器が出力する映像データの属性情報を格納する領域、あるいは、Sink機器の再生能力を示す情報を格納する領域内においてHDR関連のメタデータを格納するための領域を確保し、HDR関連のメタデータを格納する。
(1.表示装置(EDID)の場合)
図4は、EDIDにおいて格納されているHDR関連のメタデータの一例について説明するための図である。
図4は、EDIDにおいて格納されているHDR関連のメタデータの一例について説明するための図である。
図4に示すように、ブロック1の「CEA Extension for HDR」の「CEAで規定する情報を格納するデータブロック(CEA Data Block」にHDR関連のメタデータを格納するための領域を確保する。この領域において、HDR関連のメタデータ(例えば4バイト)が格納される。
(2.Blu−ray(登録商標)機器の場合)
図5は、InfoFrameにおいて格納されているHDR関連のメタデータの一例について説明するための図である。図6は、InfoFrameの具体的な構造の一例を示す図である。
図5は、InfoFrameにおいて格納されているHDR関連のメタデータの一例について説明するための図である。図6は、InfoFrameの具体的な構造の一例を示す図である。
Blu−ray(登録商標)機器は、InfoFrame(IF)をHDR関連のメタデータとして表示機器に伝送する。InfoFrameは、sequence number領域と、データ領域とを含む。
sequence numberは、静的なメタデータが定義されているか、必須の動的メタデータが定義されているか、オプション1またはオプション2の動的メタデータが定義されているかを示す識別情報である。つまり、sequence numberフィールドを使用して、複数種類のIFパケットを定義することができる。
具体的には、図5の(a)に示すように、sequence number=0パケットの場合、InfoFrameには静的なメタデータが定義されていることを示す。つまり、第1のIFパケット(SN=0)は、静的メタデータに使用される。
また、図5の(b)〜(d)に示すように、sequence number=1〜100のパケットの場合、必須の動的メタデータ、オプション1およびオプション2の動的メタデータが定義されていることを示す。なお、これらの動的メタデータは、HDMI2.1において使用される。IFパケット(SN≧1)を使用することにより、必須の動的メタデータ、2つのオプションの動的メタデータを定義できる。
図6に示すように、sequence number(Seq_number)フィールドを使用することで、ペイロードの長さを26×255バイトまで拡張できる。また、Seq_number=0x00を有するIFは、HDRの必要最小限の情報を含む。また、複数のsequence numberがフレーム周期で送信された場合、Seq_number=0x00を有するIFが最後になるように、Seq_numberは降順で並べられなければならない。
[静的メタデータの使用例]
図7は、静的メタデータの使用例について説明するための図である。
図7は、静的メタデータの使用例について説明するための図である。
静的メタデータは、例えば、次のような情報を含む。具体的には、静的メタデータは、マスターディスプレーの色空間情報、EOTFの種類(PQ、BBC4、BBC8、その他)、Content Peak Luminance(コンテンツ内の輝度値の最大値)、Maximum Average Luminance(コンテンツ内の輝度値の平均値)などを示す情報を含む。ここで、PQのEOTFは、SMPTEのST2084として規格化されたものである。
ここで、Blu−ray(登録商標) DiscやOTT等のコンテンツ配信手段に格納されたHDRコンテンツ内に、非常に明るいシーンが含まれている場合、視聴者に対し、事前に注意を促すことで、不適切なHDRコンテンツを視聴することがないようにすることが必要である。
静的メタデータにおいて、コンテンツのMaximum Average Luminanceの値が例えば350nitを超えていた場合は、非常に明るいシーンを含んでいる映像であることが分かる。このため、このように非常に明るいシーンを含んでいる映像であることが判定された場合には、Blu−ray(登録商標)機器側またはTV側で、視聴者に注意を促す映像を生成し、表示させることができる。
また、Blu−ray(登録商標)機器とTVとの両方で注意メッセージの表示を指示することを避けるために、TVのEDIDに、注意メッセージの表示機能の有無を判別するフラグを記載できるようにしてもよい。そして、TVのEDIDにこのフラグがあれば、Blu−ray(登録商標)機器は、視聴者に注意メッセージの表示機能を停止させる制御を行うことで、Blu−ray(登録商標)機器とTVとの両方で注意メッセージの表示を指示することを避けることができる。
[再生装置における処理の概要]
上述のように、2K_SDR対応TV及び4K_SDR対応TVの各種BDの表示をサポートするためには、HDRからSDRへの変換と、4Kから2Kへのダウンコンバートが必要となる。また、HDMI(登録商標)及びHDCPの要求についても満たす必要がある。そこで、新型のBlu−ray(登録商標)機器100(再生装置)は、以下の処理を行う。図8は、Blu−ray(登録商標)機器が行う処理の概要を説明するための図である。以下、図8の(a)〜(d)について説明する。
上述のように、2K_SDR対応TV及び4K_SDR対応TVの各種BDの表示をサポートするためには、HDRからSDRへの変換と、4Kから2Kへのダウンコンバートが必要となる。また、HDMI(登録商標)及びHDCPの要求についても満たす必要がある。そこで、新型のBlu−ray(登録商標)機器100(再生装置)は、以下の処理を行う。図8は、Blu−ray(登録商標)機器が行う処理の概要を説明するための図である。以下、図8の(a)〜(d)について説明する。
(a)Blu−ray(登録商標)機器100は、4K_HDRの映像信号(HDRストリーム)を4K_SDRの映像信号に変換し、4K_SDRの映像信号を、HDMI2.x及びHDCP2.2を用いて4K_SDR対応TVに送信する。なお、HDMI2.xは、HDRの静的メタデータに対応したHDMI2.0以降のバージョンを示す。
(b)Blu−ray(登録商標)機器100は、2K_HDRの映像信号を2K_SDRの映像信号に変換し、2K_SDRの映像信号を、少なくともHDMI1.4及びHDCP1.4を用いて2K_SDR対応TVまたは4K_SDR対応TVに送信する。
(c)Blu−ray(登録商標)機器100は、4K_HDRの映像信号を4K_SDRの映像信号に変換し、かつ、4K_SDRの映像信号を2K_SDRの映像信号にダウンコンバートする。Blu−ray(登録商標)機器100は、2K_SDRの映像信号を、少なくともHDMI1.4及びHDCP1.4を用いて2K_SDR対応TVに送信する。
(d)Blu−ray(登録商標)機器100は、4K_SDRの映像信号を2K_SDRの映像信号に変換し、2K_SDRの映像信号を、少なくともHDMI1.4及びHDCP1.4を用いて2K_SDR対応TVに送信する。
現在のHDTV(HDMI1.4&HDCP1.4)をサポートするために、上記ケース(b)、(c)および(d)を許可するための新しい伝送方法を追加する必要がある。新しい伝送方法としては、例えば、図9に示すように、ケース1〜4が考えられる。図9は、再生装置から表示装置への映像信号の新しい伝送方法について説明するための図である。
(ケース1)UHDからHDにダウンコンバートされ、かつ、HDRからSDRに変換された映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース2)HDRからSDRに変換された映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース3)UHD(SDR)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース4)HD/SDRのHEVCの10ビット(bt.2020&bt.709)の映像信号(AACS2.0で保護)は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
なお、上記ケース1〜4に当てはまらない場合、これらの映像信号は、HDCP2.2以降に対応したTVなどの表示装置に伝送する必要があり、HDCPのタイプ1のコンテンツとしてみなされる。
図10は、複数のEOTFを選択可能なHDRシステムの構成を示す図である。
Blu−ray(登録商標)機器およびHDR対応TVは、Blu−ray(登録商標) Discに含まれるコンテンツがSDR、HDR(PQ)、HDR(BBC)のコンテンツであるかを判別し、判別したコンテンツが対応するダイナミックレンジに応じて動作を変更する。
例えば、Blu−ray(登録商標)機器は、HDR表示可能なTVに再生信号を出力する(つまり、HDMI(登録商標)で接続されている)場合、そのまま、再生信号を出力する。接続されているTVがSDRTV(HDRの映像表示に非対応であり、かつ、SDRの映像表示に対応したTV)の場合、Blu−ray(登録商標)機器は、コンテンツがHDR(PQ)の場合のみHDRからSDRへの変換(変換後の最大輝度を自動、若しくは手動で選択)を行うことで得られた再生信号をSDRTVに出力し、コンテンツがHDR(PQ)以外の場合には変換せずに再生信号をそのままSDRTVに出力する。
なお、HDRからSDRへの変換において、Blu−ray(登録商標)機器に接続されているSDRTVの表示可能な映像の種類を示す属性情報(表示能力情報)をBlu−ray(登録商標)機器が取得している場合は、当該属性情報に応じてSDRTVが表示可能な再生信号に変換する。TVの表示可能な映像の種類が解らない場合は、ユーザの指定により、変換の種類(HDR効果、弱・中・強等)を変えてもよい。つまり、SDRTVの最大輝度が高い場合は、HDR効果を強くして変換しても良い。なお、最大輝度が低い場合は、強くすると表示される映像が暗くなって、逆にHDR効果を楽しむことができないため、ユーザが変換の強度を適切に指定することが重要になる。
また、TVは、それぞれ入力されたコンテンツの再生信号に応じて、コンテンツの輝度値とパネルの表示輝度のマッピング(HDR Color Mapping)を行った上で表示する。
図11は、Blu−ray(登録商標)機器が行う処理の概要の他の一例を説明するための図である。図11は、図8の構成に、さらに、Blu−ray(登録商標) Discに記録されている映像ストリームの種別にハイブリッド型ストリームを含めた場合を説明するための図である。
HDRの種類の一つであるハイブリッド型のOETF(例えばBBC OETF)を用いて量子化されることにより得られた映像ストリームは、SDRTVとの互換性を維持できるハイブリッド型の映像ストリームである。このため、SDR信号と同じ扱いをすることで、既存TVとの互換性を維持できる。
図11のように、ハイブリッド型ストリームがBlu−ray(登録商標) Discに記録されている場合、新しい伝送方法としては、例えば、図12に示すように、ケース1〜6が考えられる。図12は、ハイブリッド型ストリームがBlu−ray(登録商標) Discにさらに記録されている場合の、再生装置から表示装置への映像信号の新しい伝送方法について説明するための図である。
(ケース1)UHDからHDにダウンコンバートされ、かつ、HDRからSDRに変換されたUHD/HDR(PQ)の映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース2)UHD/HDR(ハイブリッド型のEOTF)(bt.2020およびbt.709)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース3)UHD(bt.2020およびbt.709)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース4)HDRからSDRに変換されたHD/HDR(PQ)の映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース5)HD/HDR(ハイブリッド型のEOTF)(bt.2020およびbt.709)の映像信号は、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース6)HD/SDRのHEVCの10ビット(bt.2020&bt.709)の映像信号は、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
なお、上記ケース1〜6に当てはまらない場合、これらの映像信号は、HDCP2.2以降に対応したTVなどの表示装置に伝送する必要があり、HDCPのタイプ1のコンテンツとしてみなされる。
このように、Blu−ray(登録商標) DiscやOTT等のコンテンツ配信手段が、EOTFが互いに異なるHDRコンテンツの映像ストリームを格納しており、かつ、一つの映像ストリームがSDRと互換性を有するハイブリッド型ストリームである場合、SDRコンテンツと同様なHDCP処理を行うことで、SDRTVとの相互運用性を向上できる。
次に、ハイブリッド型のEOTFの概要について図13〜図16を用いて説明する。
図13は、ハイブリッド型のOETFおよびハイブリッド型のEOTFの概要について説明するための図である。図14は、各OETFについて比較するための図である。図15は、図14の暗部領域(低輝度領域)を拡大した図である。
まず、EOTFについて説明する。EOTFは、一般的にガンマカーブと呼ばれるものであり、輝度値とコード値との対応を示し、輝度値を量子化してコード値に変換するものである。つまり、EOTFは、輝度値と複数のコード値との対応関係を示す関係情報である。例えば、SDRに対応した映像の輝度値を10ビットの階調のコード値で表現する場合、100nitまでの輝度範囲における輝度値は、量子化されて、0−1023の1024個の整数値にマッピングされる。つまり、EOTFに基づいて量子化することで、100nitまでの輝度範囲の輝度値(SDRに対応した映像の輝度値)を、10ビットのコード値であるSDR信号に変換する。HDRに対応したEOTF(以下、「HDRのEOTF」という。」)においては、SDRに対応したEOTF(以下、「SDRのEOTF」という。)よりも高い輝度値を表現することが可能であり、例えば図13においては、輝度の最大値(ピーク輝度)は1000nitsである。つまり、HDRの輝度範囲は、SDRの輝度範囲を全て含み、HDRのピーク輝度は、SDRのピーク輝度より大きい。HDRの輝度範囲は、SDRの輝度範囲の最大値である例えば100nitから、1000nitまで、最大値を拡大した輝度範囲である。また、HDR信号についても、例えば10ビットの階調で表現される。
OETFは、EOTFの逆関数である。つまり、EOTFの反対の関係を用いれば、OETFを用いたことになるため、以下では、OETFを用いて映像の輝度値を量子化することを、同様の意味で、EOTFを用いて映像の輝度値を量子化するとも言う。
グレーディング後の映像は、図13の(a)に示すOETFにより量子化され、当該画像の輝度値に対応するコード値が決定される。このコード値に基づいて画像符号化などが行われ、エレメンタリ・ストリームが生成される。また、再生時には、エレメンタリ・ストリームの復号結果に対して、図13の(b)に示すEOTFに基づいて逆量子化することにより、画素毎の輝度値が復元される。なお、図13の場合、SDRストリームの生成には、BT.1886のOETFが用いられることにより量子化され、SDRストリームの再生には、BT.1886のEOTFが用いられることにより輝度値が復元される。また、HDRストリームの生成には、ハイブリッド型のOETFが用いられることにより量子化され、HDRストリームの再生には、ハイブリッド型のEOTFが用いられることにより輝度値が復元される。なお、図13の場合には、HDRストリームの生成および再生には、それぞれハイブリッド型のOETFおよびハイブリッド型のEOTFが用いられたが、PQのOETFおよびPQのEOTFを用いてもよい。
ハイブリッド型のEOTFは、例えば、BBC(British Broadcasting Corporation:英国放送協会)がITU−Rに提案している、SDRTVに互換性があるHDRのEOTFである。SDRTVに互換性があるHDRのEOTFとは、HDRTV(HDRの映像表示に対応したTV)で表示させたときは、HDRの輝度範囲における映像の輝度値を復元でき、かつ、SDRTVで表示させたときは、SDRの輝度範囲における映像の輝度値を復元できるEOTFである。
具体的には、ハイブリッド型のEOTFの逆関数であるハイブリッド型のOETFでは、暗部領域(低輝度領域)は、BT.1886と同じ特性によって量子化され、高輝度部分(領域)は、粗い量子化のステップサイズで量子化される。そして、SDRTVでは、高いコード値をBT.1886のコード値として逆量子化する。つまり、ハイブリッド型のHDRストリームは、SDRTVにおいて表示されるときに、高輝度領域が自動的にSDR信号の輝度範囲にリマップされることになる。
ハイブリッド型のOETFは、図13に示すように、50nitよりも輝度値が小さい暗部領域(低輝度領域)において、BT.1886のOETF(SDRのOETF)と同じカーブを有している。つまり、ハイブリッド型のOETFとSDRのOETFとは、暗部領域において、輝度値とコード値との関係が略等しい。例えば、ハイブリッド型のOETFは、次の式1のように示される。これは、例えば、下記の文献「White paper of BBC’s EOTF (http://www.bbc.co.uk/rd/publications/whitepaper283)」に記載されている。
なお、式1は、Vが0からξまでの範囲では、BT.1886のOETFと同じ関係式になることを示している。
ここで、図14および図15を参照し、PQのOETFとハイブリッド型のOETFとを比較する。図14および図15には、SDRのOETFとしてBT.1886のOETFが実線で表され、ハイブリッド型のOETFとしてBBCのOETFのLmax4が一点鎖線、BBCのOETFのLmax8が長い破線、PQのOETFが短い破線でそれぞれ表されている。なお、BBCのOETFのLmax4およびLmax8は、互いにピーク輝度が異なる曲線であることが異なり、暗部領域においてBT.1886のOETFと同じカーブを有する点は同じである。
図14に示すように、ピーク輝度が1000〜1200nitの場合は、PQのOETFは、コード値(CV(Code Value))が750以上の領域を使用することはできない。しかし、BBCのOETFは、Lmax4およびLmax8ともに、全てのコード値を使用することができる。つまり、ハイブリッド型のOETFは、輝度範囲が0〜1000nitの範囲では、よりよい画質を実現できる。
また、図15に示すように、コード値が400未満の領域では、BT.1886のOETFと、BBCのOETFのLmax4およびLmax8とは、ほとんど同じコード値である。つまり、ハイブリッド型のOETFは、SDRTV使用時であっても、低輝度領域における画質を維持できる。
図16Aは、PQのOETFを用いて輝度値が量子化されたHDRストリームをHDRTVおよびSDRTVに送信/配信する場合を説明するための図である。図16Bは、ハイブリッド型のOETFを用いて輝度値が量子化されたHDRストリームをHDRTVおよびSDRTVに送信/配信する場合を説明するための図である。
図16Aに示すように、HDRストリームの生成にPQのOETFを用いた場合には、BDの再生時に、ユーザは、TVの種類(つまり、SDRTVかHDRTVか)に応じてSDRディスクまたはHDRディスクを選択する必要がある。一方で、図16Bに示すように、HDRストリームの生成にハイブリッド型のOETFを用いた場合には、ユーザは、TVの種類(つまり、SDRTVかHDRTVか)を知る必要はなく、単にハイブリッド型のOETFにより生成されたHDRストリーム(ハイブリッド型ストリーム)が記録されているHDRディスクを再生に使えばよい。
同様に、映像ストリームのネット配信を行う、いわゆるOTTサービスでは、ハイブリッド型のOETFを用いて量子化されたハイブリッド型ストリームを配信することは、ユーザの混乱を回避できる。
図17は、SDRTVへの出力を許可するフラグに応じた処理について説明するための図である。
Blu−ray(登録商標) Discなどにおいて格納されるHDRコンテンツの静的メタデータには、EOTFの種類(PQ、BBC4、BBC8、その他)として、SDRTV出力許可フラグ(レガシーHDTV(HDCP1.4)出力許可フラグ)が含まれていてもよい。このように、静的メタデータ内にSDRTV出力許可フラグを含めることにより、コンテンツプロバイダがSDRTV200aへの出力方法を指定できる。図17に示すように、SDRTV出力許可フラグが許可を示している場合、Blu−ray(登録商標)機器100は、SDRTV200a(HDCP1.4のレガシーTV)へもHDR信号を出力することができる。SDRTV出力許可フラグが不許可を示している場合、Blu−ray(登録商標)機器100は、SDR信号に変換してからSDR信号をSDRTV200aに伝送する。
図11のように、ハイブリッド型ストリームがBlu−ray(登録商標) Discに記録されている場合であって、図17に示したように静的メタデータにSDRTV出力許可フラグが含まれている場合、新しい伝送方法としては、例えば、図18に示すように、ケース1〜6が考えられる。図18は、ハイブリッド型ストリームがBlu−ray(登録商標) Discにさらに記録されている場合であって、静的メタデータにSDRTV出力許可フラグが含まれている場合の、再生装置から表示装置への映像信号の新しい伝送方法について説明するための図である。
(ケース1)UHDからHDにダウンコンバートされ、かつ、HDRからSDRに変換されたUHD/HDR(Flag=OFF)の映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース2)UHD/HDR(Flag=ON)(bt.2020およびbt.709)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース3)UHD(bt.2020およびbt.709)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース4)HDRからSDRに変換されたHD/HDR(Flag=OFF)の映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース5)HD/HDR(Flag=ON)(bt.2020およびbt.709)の映像信号は、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
(ケース6)HD/SDRのHEVCの10ビット(bt.2020&bt.709)の映像信号は、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
なお、上記ケース1〜6に当てはまらない場合、これらの映像信号は、HDCP2.2以降に対応したTVなどの表示装置に伝送する必要があり、HDCPのタイプ1のコンテンツとしてみなされる。
このように、静的メタデータがSDRTV出力許可フラグを含むことにより、コンテンツプロバイダがSDRTVへの出力方法を指定させることができる。SDRTV出力許可フラグがSDRTVへの出力を許可していることを示している場合は、HDCP1.4のレガシーTVへもHDR信号を流すことができ、不許可を示している場合は、SDR信号に変換してからSDRTVに伝送させることができる。
(コンテンツ制作者の要求)
Blu−ray(登録商標) DiscにおけるPQのEOTFのHDRコンテンツはそのまま、HDR表示可能なTV(PQのEOTF表示可能)に伝送されなければならない。これは、PQのEOTF表示可能なHDRTVのユーザがユーザのHDRTVでPQのEOTFのHDRコンテンツを見なければならないことを意味する。
Blu−ray(登録商標) DiscにおけるPQのEOTFのHDRコンテンツはそのまま、HDR表示可能なTV(PQのEOTF表示可能)に伝送されなければならない。これは、PQのEOTF表示可能なHDRTVのユーザがユーザのHDRTVでPQのEOTFのHDRコンテンツを見なければならないことを意味する。
具体的には、次に示すように、ケース1〜4が考えられる。
(ケース1)HDRTV(PQのEOTFおよびハイブリッド型のEOTFの両方を表示可能なTV)に伝送する場合
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツを、HDRTVにそのまま伝送しなければならない。また、Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをハイブリッド型のHDRコンテンツにもSDRコンテンツにも変換してはならない。
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツを、HDRTVにそのまま伝送しなければならない。また、Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをハイブリッド型のHDRコンテンツにもSDRコンテンツにも変換してはならない。
(ケース2)HDRTV(PQのEOTFのみ表示可能なTV)に伝送する場合
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツを、HDRTVにそのまま伝送しなければならない。Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換してはならない。
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツを、HDRTVにそのまま伝送しなければならない。Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換してはならない。
(ケース3)SDRTV(PQのEOTF非対応なTV)に伝送する場合
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツをHDRTVにそのまま伝送してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、自身のHDRからSDRへの変換機能を用いてPQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換し、変換することで得られたSDRコンテンツをSDRTVに伝送しなければならない。
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツをHDRTVにそのまま伝送してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、自身のHDRからSDRへの変換機能を用いてPQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換し、変換することで得られたSDRコンテンツをSDRTVに伝送しなければならない。
(ケース4)SDRTV(ハイブリッド型のEOTFのみ表示可能なTV)に伝送する場合
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツをHDRTVにそのまま伝送してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをハイブリッド型のHDRコンテンツに変換してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、自身のHDRからSDRへの変換機能を用いてPQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換し、変換することで得られたSDRのコンテンツをSDRTVに伝送しなければならない。
Blu−ray(登録商標)機器は、ブルーレイディスクにおけるPQのHDRコンテンツをHDRTVにそのまま伝送してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、PQのHDRコンテンツをHDRTVに伝送する前に、PQのHDRコンテンツをハイブリッド型のHDRコンテンツに変換してはならない。Blu−ray(登録商標)機器は、自身のHDRからSDRへの変換機能を用いてPQのHDRコンテンツをSDRコンテンツに変換し、変換することで得られたSDRのコンテンツをSDRTVに伝送しなければならない。
(再生装置)
再生装置は、HDRからSDRへの変換をサポートしなければならない。
再生装置は、HDRからSDRへの変換をサポートしなければならない。
また、再生装置は、再生装置がHDRディスプレイに接続されているか否かをHDMVまたはJava(登録商標)アプリケーションに示すためのPSRおよびBD−Jシステムプロパティを提供しなければならない。
(コンテンツ)
コンテンツは、再生に適切なストリーム(HDRまたはSDR)を選択できるようにする。
コンテンツは、再生に適切なストリーム(HDRまたはSDR)を選択できるようにする。
コンテンツは、要求があればメッセージを提供できるようにする。
コンテンツは、SDRディスプレイに再生装置が接続されているときであって、HDRストリームを再生している場合に、メッセージが提供されたかを再生装置に示すことができるようにする。
図19は、図9で示したケース1〜3の場合において、HDRストリームが含まれるBlu−ray(登録商標) Discに警告メッセージが含まれる場合の伝送方法について説明するための図である。
(ケース1)UHDからHDにダウンコンバートされ、かつ、HDRからSDRに変換された映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。この場合、HDCP1.4以降に対応したTVに警告メッセージを表示してもよい。
(ケース2)HDRからSDRに変換された映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。この場合、HDCP1.4以降に対応したTVに警告メッセージを表示してもよい。
(ケース3)UHD(SDR)からHDにダウンコンバートされた映像信号は、HDの映像信号として、HDCP1.4以降に対応したTVなどの表示装置に伝送できる。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る表示方法および表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態なども、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
本開示は、表示装置に適切な映像を容易に出力させることができる再生装置などとして有用である。
100 Blu−ray(登録商標)機器
200 TV
200a SDRTV
200 TV
200a SDRTV
Claims (4)
- HDMI(登録商標)により表示装置と接続されている再生装置であって、
(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMIを介して前記表示装置から取得し、
(ii)取得したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、
(iii)決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMIを介して前記表示装置に送信する、処理部を備える
再生装置。 - 前記InfoFrameは、静的なメタデータが格納されているかを示す識別情報を格納し、前記識別情報により前記静的なメタデータが格納されることが示される場合に、前記静的なメタデータをさらに格納する
請求項1に記載の再生装置。 - HDMI(登録商標)により再生装置と接続されている表示装置であって、
(i)輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置に送信し、
(ii)送信したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて決定された、出力する映像信号のダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記再生装置から取得する、処理部を備える
表示装置。 - HDMI(登録商標)により互いに接続されている再生装置および表示装置の間で行われる伝送方法であって、
輝度のダイナミックレンジが標準ダイナミックレンジ(SDR)よりも広い高ダイナミックレンジ(HDR)の映像を、前記表示装置が表示可能か否かを示す識別情報をCEA Data Blockに含むEDIDを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置から取得し、
取得したEDIDに含まれる前記識別情報に応じて、出力する映像信号のダイナミックレンジを決定し、
決定したダイナミックレンジに応じたメタデータを含むInfoFrameを、前記HDMI(登録商標)を介して前記表示装置に送信する
伝送方法。
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-
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