JP2018137808A - 送信装置、送信方法、受信装置および受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信側において制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現可能とする。【解決手段】入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る。この伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する。例えば、送信部は、伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、このビデオストリームのレイヤに、輝度変換許容範囲情報を挿入する。受信側では、伝送ビデオデータに所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用し、さらに、設定領域毎に独立して輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して表示用ビデオデータを得る。【選択図】図５

Description

本技術は、送信装置、送信方法、受信装置および受信方法に関し、詳しくは、入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを送信する送信装置等に関する。

ＨＤＲ（High Dynamic Range）による映像サービスは、制作側の意図を反映し、広い輝度範囲を持った映像サービスを供給して受信機側でそれを再現することによって、自然界の人間の眼の知覚に近づけた表示再生を実現するものである。

例えば、非特許文献１には、０〜１００％＊Ｎ（Ｎは１より大きい）のレベルを持つ入力ビデオデータにガンマカーブを適用して得られた伝送ビデオデータを符号化することで生成されたビデオストリームを送信することなどが記載されている。

受信機側のモニタ（ＣＥモニタ）のピーク輝度は、表示パネルのデバイス特性やバックライト配置、設計手法によって千差万別であり、番組制作時に用いるマスターモニタに比べ、ＣＥモニタのピーク輝度は明る過ぎたり、逆にマスターモニタよりも暗かったりする。そのため、制作側の意図する輝度雰囲気の再現を正しく行えないことが起こり得る。

High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 10 (for FDIS & Last Call)

本技術の目的は、受信側において制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現可能とすることにある。

本技術の概念は、
入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る処理部と、
上記伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する送信部とを備える
送信装置にある。

本技術において、処理部により、入力ビデオデータに所定の光電変換特性が適用されて伝送ビデオデータが得られる。例えば、入力ビデオデータは、従来のＬＤＲ（Low Dynamic Range）画像の白ピークの明るさを超える０％から１００％＊Ｎ（Ｎは１より大きい数）のコントラスト比を持つＨＤＲ（High Dynamic Range）画像のビデオデータである。

送信部により、伝送ビデオデータが、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信される。例えば、画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定される、ようにされてもよい。また、例えば、送信部は、伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、ビデオストリームのレイヤに、輝度変換許容範囲情報を挿入する情報挿入部をさらに備える、ようにされてもよい。

このように本技術においては、伝送ビデオデータが、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信されるものである。そのため、受信側において、制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現することが可能となる。

なお、本技術において、例えば、送信部は、伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する、ようにされてもよい。この場合、受信側において、画面中の設定領域以外の領域では、この画面全体に対する輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施すことが可能となる。

また、本技術の他の概念は、
入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信する受信部と、
上記伝送ビデオデータに上記所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用すると共に、上記輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを得る処理部とを備える
受信装置にある。

受信部により、伝送ビデオデータが、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に、受信される。この伝送ビデオデータは、入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られたものである。例えば、入力ビデオデータは、従来のＬＤＲ（Low Dynamic Range）画像の白ピークの明るさを超える０％から１００％＊Ｎ（Ｎは１より大きい数）のコントラスト比を持つＨＤＲ（High Dynamic Range）画像のビデオデータである。

例えば、画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定されている、ようにされてもよい。また、例えば、受信部は、伝送ビデオデータが符号化されて得られるビデオストリームを受信し、輝度変換許容範囲情報は、ビデオストリームのレイヤに挿入されている、ようにされてもよい。そして、処理部により、伝送ビデオデータに所定の光電変換特性に対応する、例えば逆特性の電光変換特性が適用されると共に、輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理が施されて出力ビデオデータが得られる。

このように本技術においては、伝送ビデオデータが画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信され、この輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理が施されて出力ビデオデータが得られるものである。そのため、制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現することが可能となる。

なお、本技術において、例えば、受信部は、伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信し、処理部は、画面中の設定領域以外の領域では、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施す、ようにされてもよい。

本技術によれば、受信側において制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現することが可能となる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 送受信システムを構成する送信装置の構成例を示すブロック図である。 マスターモニタの表示輝度特性の一例を示す図である。 光電変換特性（ＯＥＴＦ）の一例を示す図である。 符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰの先頭のアクセスユニットを示す図である。 符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰの先頭以外のアクセスユニットを示す図である。 画面中の設定領域が画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定されることを説明するための図である。 リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージの構造例を示す図である。 リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージの他の構造例を示す図である。 リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージの構造例における主要な情報の内容を示す図である。 送受信システムを構成する受信装置の構成例を示すブロック図である。 電光変換特性（ＥＯＴＦ）の一例を示す図である。 ＣＥモニタの最大輝度表示能力ＤＰがマスターモニタの想定する最大輝度ＰＬよりも上の場合におけるＣＥモニタの表示輝度特性の一例を示す図である。 ＣＥモニタの最大輝度表示能力ＤＰがマスターモニタの想定する最大輝度ＰＬよりも下の場合におけるＣＥモニタの表示輝度特性の一例を示す図である。 ＣＥモニタの最大輝度表示能力ＤＰがマスターモニタの想定する最大輝度ＰＬよりも下の場合におけるＣＥモニタの表示輝度特性の他の一例を示す図である。 送受信システムの他の構成例を示すブロック図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［送受信システムの構成例］
図１は、実施の形態としての送受信システム１０の構成例を示している。この送受信システム１０は、送信装置１００および受信装置２００により構成されている。

送信装置１００は、コンテナとしてのＭＰＥＧ２のトランスポートストリームＴＳを生成し、このトランスポートストリームＴＳを放送波あるいはネットのパケットに載せて送信する。このトランスポートストリームＴＳは、入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを有するものである。

例えば、入力ビデオデータは、従来のＬＤＲ（Low Dynamic Range）画像の白ピークの明るさを超える０％から１００％＊Ｎ（Ｎは１より大きい数）のコントラスト比を持つＨＤＲ（High Dynamic Range）画像のビデオデータである。ここで、１００％のレベルは、白の輝度値１００cd/m2に相当する輝度レベルを前提とする。

ビデオストリームのレイヤに、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報が挿入される。この輝度変換許容範囲情報の詳細については、後述する。

受信装置２００は、送信装置１００から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームＴＳを受信する。このトランスポートストリームＴＳは、符号化ビデオデータを含むビデオストリームを有している。このビデオストリームには、上述したように、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報が挿入されている。

受信装置２００は、伝送ビデオデータに、上述した送信側における所定の光電変換特性に対応する、例えば逆特性の電光変換特性を適用すると共に、輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを取得する。この場合、輝度変換許容範囲のみ、例えばモニタのピーク輝度に依存した輝度変換がなされる。

「送信装置の構成例」
図２は、送信装置１００の構成例を示している。この送信装置１００は、制御部１０１と、ＨＤＲカメラ１０２と、ＨＤＲ光電変換部１０３と、ビデオエンコーダ１０４と、システムエンコーダ１０５と、送信部１０６を有している。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて構成され、制御プログラムに基づいて、送信装置１００の各部の動作を制御する。

ＨＤＲカメラ１０２は、被写体を撮像して、ＨＤＲ（High Dynamic Range）ビデオデータを出力する。このＨＤＲビデオデータは、従来のＬＤＲ（Low Dynamic Range）画像の白ピークの明るさを超える０〜１００％＊Ｎ（Ｎは１より大きい数）、例えば０〜１０００％などのコントラスト比を持つ。ここで、１００％のレベルは、例えば、白の輝度値１００cd/m2に相当する。なお、「cd/m2」は、「cd/平方メートル」を表している。

マスターモニタ１０３ａは、ＨＤＲカメラ１０２で得られるＨＤＲビデオデータをグレーディングするためのモニタである。このマスターモニタ１０３ａは、ＨＤＲビデオデータに対応した、あるいは、ＨＤＲビデオデータをグレーディングするのに適した表示輝度レベルを持っている。

図３は、マスターモニタ１０３ａの表示輝度特性を示している。この図において、横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は表示輝度レベルを示す。入力輝度レベルがリファレンス輝度ＲＬであるとき、表示輝度レベルはリファレンスレベル（％）、例えば白の輝度値１００cd/m2に相当する１００％となる。また、入力輝度レベルがピーク輝度ＰＬであるとき、表示輝度レベルはピークレベル（％）となる。

なお、閾値輝度ＣＬは、この実施の形態において新規定義するものであり、受信機側のモニタ（ＣＥモニタ）で表示する輝度として一致させる領域と、ＣＥモニタ依存とする領域との境界を示す。モニタ入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬであるとき、表示輝度レベルは閾値レベル（％）となる。

図２に戻って、ＨＤＲ光電変換部１０３は、ＨＤＲカメラ１０２で得られるＨＤＲビデオデータに対して、ＨＤＲ画像用の光電変換特性（ＨＤＲ ＯＥＴＦカーブ）を適用して、伝送ビデオデータＶ１を得る。

図４は、光電変換特性（ＯＥＴＦ）の一例を示している。この図において、横軸は、上述のマスターモニタ表示輝度特性（図３参照）の横軸と同じく、入力輝度レベルを示し、縦軸は伝送符号値を示す。入力輝度レベルがリファレンス輝度ＲＬであるとき、伝送符号値はリファレンスレベルＲＰとなる。また、入力輝度レベルがピーク輝度ＰＬであるとき、伝送符号値はピークレベルＭＰとなる。また、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬであるとき、伝送符号値は閾値レベルＴＨＰとなる。

なお、縦軸の伝送符号値の範囲は、ビデオエンコーダ１０４の入力ピクセルデータレンジ（Encoder input pixel data range）に対応する。例えば、１０ビット符号化の場合は、「６４」〜「９４０」、あるいは拡張領域を利用すると「４」〜「１０１９」の範囲となる。

図２に戻って、ビデオエンコーダ１０４は、伝送ビデオデータＶ１に対して、例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＭＰＥＧ２ｖｉｄｅｏ、あるいはＨＥＶＣ（high Efficiency Video Coding）などの符号化を施して、符号化ビデオデータを得る。また、このビデオエンコーダ１０４は、後段に備えるストリームフォーマッタ（図示せず）により、この符号化ビデオデータを含むビデオストリーム（ビデオエレメンタリストリーム）を生成する。この際、ビデオエンコーダ１０４は、ビデオストリームのレイヤに、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報を挿入する。

［輝度変換許容範囲情報の挿入］
輝度変換許容範囲情報の挿入の詳細を説明する。この実施の形態では、アクセスユニット（ＡＵ）の“ＳＥＩｓ”の部分に、新規定義する、リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージ（Regional_Level_mapping SEI message）を挿入する。

図５は、符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰ（Group Of Pictures）の先頭のアクセスユニットを示している。また、図６は、符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰの先頭以外のアクセスユニットを示している。ＨＥＶＣの符号化方式の場合、画素データが符号化されているスライス（slices）の前にデコード用のＳＥＩメッセージ群「Prefix_SEIs」が配置され、このスライス（slices）の後に表示用のＳＥＩメッセージ群「Suffix_SEIs」が配置される。図５、図６に示すように、リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージは、ＳＥＩメッセージ群「Suffix_SEIs」として配置される。

画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定される。図７（ａ）は画素単位の設定例を示している。図示の例で、ＭＲは山の稜線を示しており、星が含まれる領域Ｒ１，Ｒ３とネオン看板が含まれる領域Ｒ２とが設定領域として設定されている。制作側の意図として、領域Ｒ１，Ｒ３は星のきらめき感のみを表示できればよく、領域Ｒ２は輝度が高いながらもネオン看板のテクスチャーを維持したい部分である。

各設定領域は、矩形領域として設定され、左上の画素座標と右下の画素座標により特定される。すなわち、領域Ｒ１は、左上の画素座標（ｘ１ｓ，ｙ１ｓ）と、右下の画素座標（ｘ１ｅ，ｙ１ｅ）で特定される。また、領域Ｒ２は、左上の画素座標（ｘ２ｓ，ｙ２ｓ）と、右下の画素座標（ｘ２ｅ，ｙ２ｅ）で特定される。さらに、領域Ｒ３は、左上の画素座標（ｘ３ｓ，ｙ３ｓ）と、右下の画素座標（ｘ３ｅ，ｙ３ｅ）で特定される。

図７（ｂ）はブロック単位の設定例を示している。画面は、水平方向および垂直方向に複数に分割されてなる複数のブロックで構成される。例えば、１つのブロックは、８画素＊８画素、１６画素＊１６画素、３２画素＊３２画素、あるいはその他の大きさとされる。各ブロックは、ブロックＩＤで示される。図示の例で、領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３が設定領域として設定されている。

各設定領域は、矩形領域として設定され、左上のブロックＩＤと右下のブロックＩＤにより特定される。すなわち、領域Ｒ１１は、左上のブロックＩＤ（ＩＤ１ｓ）と、右下のブロックＩＤ（ＩＤ１ｅ）で特定される。また、領域Ｒ１２は、左上のブロックＩＤ（ＩＤ２ｓ）と、右下のブロックＩＤ（ＩＤ２ｅ）で特定される。さらに、領域Ｒ１３は、左上のブロックＩＤ（ＩＤ３ｓ）と、右下のブロックＩＤ（ＩＤ３ｅ）で特定される。

図８は、設定領域を画素単位で設定する場合におけるリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージの構造例(Syntax)を示している。図９は、設定領域をブロック単位で設定する場合におけるリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージの構造例(Syntax)を示している。図１０は、それらの構造例における主要な情報の内容（Semantics）を示している。

「level_mapping_cancel_flag」は、１ビットのフラグ情報である。“１”は、それまでのレベル・マッピング(Level_mapping）のメッセージ状態をキャンセルすることを示す。“０”は、各要素を伝送し、それで以前の状態をリフレッシュすることを示す。

「coded_data_bit_depth」の８ビットフィールドは、符号化データのビット長を示し、例えば８〜１４ビットが使用される。「reference_white_level」の１６ビットフィールドは、マスターモニタ１０３ａにおける１００％のときの入力輝度値、つまりリファレンス輝度ＲＬを示す。「reference_white_level_code_value」の１６ビットフィールドは、輝度１００％のレベル符号値で「coded_data_bit_depth」で示されるビット精度での値、つまりリファレンスレベルＲＰを示す。

「number_of_regions」の８ビットフィールドは、画面中の設定領域の数を示す。「global_compliant_threshold_level」の１６ビットフィールドは、画面全体に対するマッピング表示閾値であって、制作側が想定するＣＥ表示において一致させたい輝度の最大値で、この値を超えるレベルの表示は表示能力依存であることを示す。「global_compliant_threshold_level_value」の１６ビットフィールドは、画面全体に対するマッピング表示閾値の伝送値（伝送符号値）を示す。

「position_start_x」の１６ビットフィールドおよび「position_start_y」の１６ビットフィールドは、設定領域を特定する左上の画素座標を示す。すなわち、「position_start_x」は、設定領域の水平開始位置を、有効表示領域の左上を０とする画素数で示す。「position_start_y」は、設定領域の垂直開始位置を、有効表示領域の左上を０とする画素数で示す。

「position_end_x」の１６ビットフィールドおよび「position_end_y」の１６ビットフィールドは、設定領域を特定する右下の画素座標を示す。すなわち、「position_end_x」は、設定領域の水平終了位置を、有効表示領域の左上を０とする画素数で示す。「position_end_y」は、設定領域の垂直終了位置を、有効表示領域の左上を０とする画素数で示す。

「block_start」の１６ビットフィールドは、設定領域を特定する左上のブロックＩＤを示す。すなわち、「block_start」は、設定領域を、それに該当するブロックごとに画面の左上から右下方向へ走査する際の開始ブロックのＩＤ（ブロックＩＤ）を示す。「block_end」の１６ビットフィールドは、設定領域を特定する右下のブロックＩＤを示す。すなわち、「block_end」は、設定領域を、それに該当するブロックごとに画面の左上から右下方向へ走査する際の終了ブロックのＩＤ（ブロックＩＤ）を示す。「block_size」の８ビットフィールドは、設定領域を指定する単位であるブロックのサイズを示す。例えば、値が“０ｘ０１”の場合はブロックサイズが８×８画素範囲、値が“０ｘ０２”の場合はブロックサイズが１６×１６画素範囲、値が“０ｘ０３”の場合はブロックサイズが３２×３２画素範囲、などの指定がされる。

「region_compliant_threshold_level」の１６ビッフィールドは、設定領域内のマッピング表示閾値であって、制作側が想定するＣＥ表示において領域内で一致させたい輝度の最大値で、この値を超えるレベルの領域内表示は表示能力依存であることを示す。「region_compliant_threshold_level_value」の１６ビットフィールドは、設定領域内のマッピング表示閾値の伝送値（伝送符号値）を示す。

「peak_percentage」の８ビットフィールドは、制作側で最大輝度レベルを１００％に対する割合で表した値を示す。例えば、ピーク輝度１０００cd/m2の「peak_percentage」は１０００％となる。この場合、１００％を１として１０００％はその１０倍にあたり、値１０と表わされる。「peak_percentage_value」の１６ビットフィールドは、「coded_data_bit_depth」で示されるビット精度で伝送する場合の「peak_percentage」を表現する最大符号値、つまりピークレベルＭＰを示す。例えば、「peak_percentage」が１０００％の場合、１０ビット伝送時の最大値「１０１９」が１０００％を表現することになる。

上述のリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージにおいて、「global_compliant_threshold_level」や「global_compliant_threshold_level_value」の情報は、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報を構成している。また、「region_compliant_threshold_level」や「region_compliant_threshold_level_value」の情報は、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報を構成している。これにより、受信側では、リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージから、設定領域に対する輝度変換許容範囲情報を検知できると共に、その他の領域に対する輝度変換許容範囲情報を検知できる。

この場合、輝度変換許容範囲情報を、ピクチャ毎、あるいはシーン毎、あるいは番組毎などで指定できる。なお、対象となるＯＥＴＦ（光電変換特性)のタイプは、ＳＰＳ（sequence parameter set）のＮＡＬユニットに、ビデオ・ユーザビリティ情報（ＶＵＩ）の中で伝送される。

図２に戻って、システムエンコーダ１０５は、ビデオエンコーダ１０４で生成されたビデオストリームＶＳを含むトランスポートストリームＴＳを生成する。そして、送信部１０６は、このトランスポートストリームＴＳを、放送波あるいはネットのパケットに載せて、受信装置２００に送信する。

図２に示す送信装置１００の動作を簡単に説明する。ＨＤＲカメラ１０２で撮像されて得られたＨＤＲビデオデータは、ＨＤＲ光電変換部１０３に供給される。ＨＤＲカメラ１０２で得られるＨＤＲビデオデータは、マスターモニタ１０３ａを用いてグレーディングされる。このＨＤＲ光電変換部１０３では、このＨＤＲビデオデータに対してＨＤＲ画像用の光電変換特性（ＬＤＲ ＯＥＴＦカーブ）が適用されて、伝送ビデオデータＶ１が得られる。この伝送ビデオデータＶ１は、ビデオエンコーダ１０４に供給される。

ビデオエンコーダ１０４では、伝送ビデオデータＶ１に対して、例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＭＰＥＧ２ｖｉｄｅｏ、あるいはＨＥＶＣなどの符号化が施されて、符号化ビデオデータが得られる。

また、このビデオエンコーダ１０４では、後段に備えるストリームフォーマッタ（図示せず）により、この符号化ビデオデータを含むビデオストリーム（ビデオエレメンタリストリーム）ＶＳが生成される。この際、ビデオエンコーダ１０４では、ビデオストリームのレイヤに、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報が挿入される。

ビデオエンコーダ１０４で生成されたビデオストリームＶＳは、システムエンコーダ１０５に供給される。このシステムエンコーダ１０５では、ビデオストリームを含むＭＰＥＧ２のトランスポートストリームＴＳが生成される。このトランスポートストリームＴＳは、送信部１０６により、放送波あるいはネットのパケットに載せて、受信装置２００に送信される。

「受信装置の構成例」
図１１は、受信装置２００の構成例を示している。この受信装置２００は、制御部２０１と、受信部２０２と、システムデコーダ２０３と、ビデオデコーダ２０４と、ＨＤＲ電光変換部２０６と、表示マッピング部２０６と、ＣＥモニタ２０７を有している。制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて構成され、制御プログラムに基づいて、受信装置２００の各部の動作を制御する。

受信部２０２は、送信装置１００から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームＴＳを受信する。システムデコーダ２０３は、このトランスポートストリームＴＳからビデオストリーム（エレメンタリストリーム）ＶＳを抽出する。また、システムデコーダ２０３は、コンテナ（トランスポートストリーム）のレイヤに挿入されている種々の情報を抽出し、制御部２０１に送る。

ビデオデコーダ２０４は、システムデコーダ２０３で抽出されるビデオストリームＶＳに対して復号化処理を行って、伝送ビデオデータＶ１を出力する。また、ビデオデコーダ２０４は、ビデオストリームＶＳを構成する各アクセスユニットに挿入されているパラメータセットやＳＥＩメッセージを抽出し、制御部２０１に送る。

制御部２０１は、ＳＰＳのビデオ・ユーザビリティ情報（ＶＵＩ）におけるＯＥＴＦのタイプ指定によって、送信側で適用されているＯＥＴＦ（光電変換特性）を認識し、ＨＤＲ電光変換部２０５に、そのＯＥＴＦに対応する、例えば逆特性のＥＯＴＦ（電光変換特性）を設定する。

ビデオデコーダ２０４で抽出されて制御部２０１に送られるＳＥＩメッセージの一つして、上述したリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージが含まれる。制御部２０１は、このリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージから、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報を構成する「global_compliant_threshold_level」や「global_compliant_threshold_level_value」の情報を取得できる。また、制御部２０１は、このリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージから、設定領域情報と共に、各設定領域に対する輝度変換許容範囲情報を構成する「region_compliant_threshold_level」や「region_compliant_threshold_level_value」の情報を取得できる。

ＨＤＲ電光変換部２０５は、ビデオデコーダ２０４から出力される伝送ビデオデータＶ１に、上述した送信装置１００におけるＨＤＲ光電変換部１０３におけるＯＥＴＦ（光電変換特性）に対応する、例えば逆特性のＥＯＴＦ（電光変換特性）を適用して、ＨＤＲ画像を表示するための出力ビデオデータを得る。

図１２は、電光変換特性（ＥＯＴＦ）の一例を示している。この図において、横軸は、図４の縦軸に対応した、伝送符号値を示す。縦軸は、図４の横軸に対応した、出力輝度レベル（表示輝度レベル）を示す。この図において、実線ａは、ＥＯＴＦカーブである。伝送符号値がピークレベルＭＰであるとき、出力輝度レベルはＰＬとなる。また、伝送符号値が閾値レベルＴＨＰであるとき、出力輝度レベルはＣＬとなる。

ここで、ＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力が、マスターモニタ１０３ａの想定する最大輝度ＰＬよりも上の場合、伝送符号値が閾値レベルＴＨＰよりも大きい値に対応した出力輝度レベルは、表示マッピング部２０６における処理によって、ＣＥモニタ２０７の表示最大輝度レベルＤＰ１までの範囲に、割り当てられる（高輝度化処理）。この図において、二点鎖線ｂは、その場合における、輝度変換処理の一例を示している。

一方、ＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力が、マスターモニタ１０３ａの想定する最大輝度ＰＬよりも下の場合、伝送符号値が閾値レベルＴＨＰよりも大きい値に対応した出力輝度レベルは、表示マッピング部２０６における処理によって、ＣＥモニタ２０７の表示最大輝度レベルＤＰ２までの範囲に、割り当てられる（低輝度化処理）。この図において、一点鎖線ｃは、その場合における、輝度変換処理の一例を示している。

図１１に戻って、表示マッピング部２０６は、ＨＤＲ電光変換部２０５の出力輝度レベルのうち、閾値輝度ＣＬを越えるレベルを、上述したようにＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力に応じて変換する。ここで、表示マッピング部２０６は、画面中の設定領域ではその設定領域に対する輝度ＣＬを用い、画面中のその他の領域では画面全体に対する輝度ＣＬを用いる。

この場合、伝送符号値が閾値レベルＴＨＰ以下、つまり出力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ以下では、ＣＥモニタ２０７に依存せずに、受信レベルの輝度が忠実に再現されることから、テクスチャー表現などは制作側の意図が正しく表現される。ＣＥモニタ２０７は、表示マッピング部２０６の出力ビデオデータに基づいて、ＨＤＲ画像を表示する。

ＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力ＤＰが、マスターモニタ１０３ａの想定する最大輝度ＰＬよりも上の場合、つまりＤＰ＞ＰＬの場合、表示マッピング部２０６では、閾値輝度ＣＬを越えるレベルを、ピーク輝度ＤＰまでの範囲に、所定のアルゴリズムにより割り当てる高輝度化処理が行われる。

図１３（ａ），（ｂ）は、ＤＰ＞ＰＬの場合におけるＣＥモニタ２０７の表示輝度特性を示している。この特性は、表示マッピング部２０６の輝度変換特性も含めたものである。この図において、横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は表示輝度レベルを示す。図１３（ａ）は、閾値輝度ＣＬが比較的小さな値ＣＬ(1)に設定された状態を示し、図１３（ｂ）は閾値輝度ＣＬが比較的大きな値ＣＬ(2)に設定された状態を示している。

入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(1)，ＣＬ(2)であるとき、表示輝度レベルは閾値レベルＴＨＰ１，ＴＨＰ２となる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(1)，ＣＬ(2)までは、制作側が意図した表示輝度レベルとなる。また、入力輝度レベルがピーク輝度ＰＬであるとき、表示輝度レベルはＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰとなる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(1)，ＣＬ(2)からピーク輝度ＰＬの間では、例えば、実線Ｌ１，Ｌ２に示すように、高輝度化処理が行われる。

また、ＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力ＤＰが、マスターモニタ１０３ａの想定する最大輝度ＰＬよりも下の場合、つまりＤＰ＜ＰＬの場合、表示マッピング部２０６では、閾値輝度ＣＬを越えるレベルを、ピーク輝度ＤＰまでの範囲に、所定のアルゴリズムにより割り当てる低輝度化処理が行われる。

図１４（ａ），（ｂ）は、ＤＰ＜ＰＬの場合であって、最大輝度表示能力ＤＰが比較的高い場合におけるＣＥモニタ２０７の表示輝度特性を示している。この特性は、表示マッピング部２０６の輝度変換特性も含めたものである。この図において、横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は表示輝度レベルを示す。

図１４（ａ）は、閾値輝度ＣＬが比較的小さな値ＣＬ(3)に設定された状態を示し、図１４（ｂ）は閾値輝度ＣＬが比較的大きな値ＣＬ(4)に設定された状態を示している。入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)，ＣＬ(4)であるとき、表示輝度レベルは閾値レベルＴＨＰ３，ＴＨＰ４となる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)，ＣＬ(4)までは、制作側が意図した表示輝度レベルとなる。また、入力輝度レベルがピーク輝度ＰＬであるとき、表示輝度レベルはＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰとなる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)，ＣＬ(4)からピーク輝度ＰＬの間では、例えば、実線Ｌ３１，Ｌ４１に示すように、低輝度化処理が行われる。

図１５（ａ），（ｂ）は、ＤＰ＜ＰＬの場合であって、最大輝度表示能力ＤＰが比較的低い場合におけるＣＥモニタ２０７の表示輝度特性を示している。この特性は、表示マッピング部２０６の輝度変換特性も含めたものである。この図において、横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は表示輝度レベルを示す。

図１５（ａ）は、閾値輝度ＣＬが比較的小さな値ＣＬ(3)に設定され、かつ、閾値レベルＴＨＰ３がＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰよりも低い状態を示している。入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)であるとき、表示輝度レベルは閾値レベルＴＨＰ３となる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)までは、制作側が意図した表示輝度レベルとなる。また、入力輝度レベルがピーク輝度ＰＬであるとき、表示輝度レベルはＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰとなる。つまり、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(3)からピーク輝度ＰＬの間では、例えば、実線Ｌ３２に示すように、低輝度化処理が行われる。

図１５（ｂ）は閾値輝度ＣＬが比較的大きな値ＣＬ(4)に設定され、かつ、閾値レベルＴＨＰ４がＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰよりも高い状態を示している。入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬ(4)より小さな値ＣＬaであるとき、表示輝度レベルはＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰとなる。つまり、この場合は、入力輝度レベルが閾値輝度ＣＬaまでは、制作側が意図した表示輝度レベルとなる。また、入力輝度レベルがＣＬaからピーク輝度ＰＬまでは、例えば、実線Ｌ４２に示すように、表示輝度レベルはＣＥモニタ２０７のピークレベルＤＰとなる。なお、この場合、例えば、破線Ｌ４１´に示すような、高輝度側の表示輝度レベルを滑らかに変化させるように表示輝度変換を行うことも考えられる。

図１１に示す受信装置２００の動作を簡単に説明する。受信部２０２では、送信装置１００から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームＴＳが受信される。このトランスポートストリームＴＳは、システムデコーダ２０３に供給される。システムデコーダ２０３では、このトランスポートストリームＴＳからビデオストリーム（エレメンタリストリーム）ＶＳが抽出される。

システムデコーダ２０３で抽出されたビデオストリームＶＳは、ビデオデコーダ２０４に供給される。ビデオデコーダ２０４では、システムデコーダ２０３で抽出されるビデオストリームＶＳに対して復号化処理が行われて、伝送ビデオデータＶ１が得られる。また、ビデオデコーダ２０４では、ビデオストリームＶＳを構成する各アクセスユニットに挿入されているパラメータセットやＳＥＩメッセージが抽出され、制御部２０１に送られる。

制御部２０１では、リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージから、画面全体に対する輝度変換許容範囲情報を構成する「global_compliant_threshold_level」や「global_compliant_threshold_level_value」の情報が取得される。また、制御部２０１では、このリージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージから、設定領域情報と共に、各設定領域に対する輝度変換許容範囲情報を構成する「region_compliant_threshold_level」や「region_compliant_threshold_level_value」の情報が取得される。

ビデオデコーダ２０４で得られる伝送ビデオデータＶ１は、ＨＤＲ電光変換部２０５に供給される。ＨＤＲ電光変換部２０５では、伝送ビデオデータＶ１に、送信装置１００におけるＨＤＲ光電変換部１０３におけるＯＥＴＦ（光電変換特性）に対応する、例えば逆特性のＥＯＴＦ（電光変換特性）が適用されて、ＨＤＲ画像を表示するための出力ビデオデータが得られる。この出力ビデオデータは、表示マッピング部２０６に供給される。

表示マッピング部２０６では、ＨＤＲ電光変換部２０５の出力輝度レベルのうち、輝度ＣＬを越えるレベルが、ＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力に応じて変換される。この際、表示マッピング部２０６では、画面中の設定領域ではその設定領域に対する輝度ＣＬが用いられ、画面中のその他の領域では画面全体に対する輝度ＣＬが用いられる。この表示マッピング部２０６の出力ビデオデータはＣＥモニタ２０７に供給される。このＣＥモニタ２０７に、ＨＤＲ画像が表示される。

上述したように、図１に示す送受信システム１０においては、ＨＤＲビデオデータに光電変換が施されて得られた伝送ビデオデータＶ１が、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信されるものである。従って、受信側では、設定領域毎に独立して、輝度変換許容範囲でＣＥモニタ２０７の表示輝度能力に応じた輝度変換が行われるため、制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現することが可能となる。

例えば、図７（ａ）の例の場合、領域Ｒ１，Ｒ３の星と、領域Ｒ２のネオン看板における輝度レベルが同じであったとしても、領域Ｒ１，Ｒ３の閾値レベルＣＬはその輝度レベルより低く設定されるのに対して、領域Ｒ２の閾値レベルＣＬはその輝度レベルより高く設定される。

この場合、星の輝度は輝度変換許容範囲に含まれて表示マッピングの対象となるが、ネオン看板の輝度は輝度変換許容範囲に含まれず表示マッピングの対象とはならない。そのため、受信側では、領域Ｒ１，Ｒ３は星のきらめき感のみを表示できればよく、領域Ｒ２は輝度が高いながらもネオン看板のテクスチャーを維持したい部分である、という制作側の意図を、受信側において良好に再現できる。

また、図１に示す送受信システム１０においては、伝送ビデオデータＶ１が、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信されるものである。従って、受信側において、画面中の設定領域以外の領域では、この画面全体に対する輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施すことが可能となる。

＜２．変形例＞
なお、上述実施の形態においては、リージョナル・レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージに、所定数の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に画面全体に対する輝度変換許容範囲情報を配置して、受信側に送信する例を示した。しかし、所定数の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報のみを受信側に送信する構成も考えられる。その際、受信側においては、画面中の設定領域以外の領域では、例えば、予め規定されている輝度変換許容範囲情報を用いられる。

また、上述の実施の形態において、受信装置２００では、ＨＤＲ電光変換部２０５で電光変換処理を行うと共に、表示マッピング部２０６でＣＥモニタ２０７の最大輝度表示能力に応じた輝度変換処理を行う例を示した。しかし、電光変換特性（ＥＯＴＦ）に輝度変換特性を反映させておくことで、ＨＤＲ電光変換部２０５のみで電光変換処理と輝度変換処理とを同時に行わせることができる。

また、上述実施の形態においては、送信装置１００と受信機２００からなる送受信システム１０を示したが、本技術を適用し得る送受信システムの構成は、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示すように、テレビ受信機２００の部分が、例えば、（ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）などのデジタルインタフェースで接続されたセットトップボックス２００Ａおよびモニタ２００Ｂからなる構成などであってもよい。なお、「ＨＤＭＩ」は、登録商標である。

この場合、セットトップボックス２００Ａは、表示マッピング処理を行う場合、モニタ２００Ｂの最大輝度レベルを、ＨＤＭＩ経由で、モニタ２００ＢのＥＤＩＤから得る情報に基づいて判断することが可能である。あるいは、表示マッピング処理をモニタ２００Ｂが行う場合、レベル・マッピング・ＳＥＩメッセージ、ＥＯＴＦのタイプ、そしてＶＵＩの情報は、“Vender Specific Info Frame”などのメタ情報に定義することにより、セットトップボックス２００Ａとモニタ２００Ｂとで共有することが可能である。

また、上述実施の形態においては、コンテナがトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−２ ＴＳ）である例を示した。しかし、本技術は、トランスポートがＴＳと限定されるものではなく、他のパケット、例えばＩＳＯＢＭＦＦやＭＭＴなどの場合でも、ビデオのレイヤは同一の方法で実現できる。

よって、本技術は、インターネット等のネットワークを利用して受信端末に配信される構成のシステムにも同様に適用できる。インターネットの配信では、ＭＰ４やそれ以外のフォーマットのコンテナで配信されることが多い。つまり、コンテナとしては、デジタル放送規格で採用されているトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−２ ＴＳ）、インターネット配信で使用されているＭＰ４などの種々のフォーマットのコンテナが該当する。

また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る処理部と、
上記伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する送信部とを備える
送信装置。
（２）上記送信部は、
上記伝送ビデオデータを、上記画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する
前記（１）に記載の送信装置。
（３）上記画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定される
前記（１）または（２）に記載の送信装置。
（４）上記送信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、
上記ビデオストリームのレイヤに、上記輝度変換許容範囲情報を挿入する情報挿入部をさらに備える
前記（１）から（３）のいずれかに記載の送信装置。
（５）入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る処理ステップと、
送信部により、上記伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する送信ステップとを有する
送信方法。
（６）入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信する受信部と、
上記伝送ビデオデータに上記所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用すると共に、上記輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを得る処理部とを備える
受信装置。
（７）上記受信部は、上記伝送ビデオデータを、上記画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信し、
上記処理部は、画面中の上記設定領域以外の領域では、上記画面全体に対する輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施す
前記（６）に記載の受信装置。
（８）上記画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定されている
前記（６）または（７）に記載の受信装置。
（９）上記受信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られるビデオストリームを受信し、
上記輝度変換許容範囲情報は、上記ビデオストリームのレイヤに挿入されている
前記（６）から（８）のいずれかに記載の受信装置。
（１０）受信部により、入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信する受信ステップと、
上記伝送ビデオデータに上記所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用すると共に、上記輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを得る処理ステップとを有する
受信方法。

本技術の主な特徴は、ＨＤＲビデオデータに光電変換が施されて得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信することで、受信側では、設定領域毎に独立して輝度変換許容範囲でのみ輝度変換が行われるようにし、制作側が意図する輝度雰囲気を良好に再現することを可能としたことである（図５−９参照）。

１０，１０Ａ・・・送受信システム
１００・・・送信装置
１０１・・・制御部
１０２・・・ＨＤＲカメラ
１０３・・・ＨＤＲ光電変換部
１０３ａ・・・マスターモニタ
１０４・・・ビデオエンコーダ
１０５・・・システムエンコーダ
１０６・・・送信部
２００・・・受信装置
２００Ａ・・・セットアップボックス
２００Ｂ・・・モニタ
２０１・・・制御部
２０２・・・受信部
２０３・・・システムデコーダ
２０４・・・ビデオデコーダ
２０５・・・ＨＤＲ電光変換部
２０６・・・表示マッピング部
２０７・・・ＣＥモニタ

Claims (10)

1. 入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る処理部と、
   上記伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する送信部とを備える
   送信装置。
2. 上記送信部は、
   上記伝送ビデオデータを、上記画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する
   請求項１に記載の送信装置。
3. 上記画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定される
   請求項１に記載の送信装置。
4. 上記送信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、
   上記ビデオストリームのレイヤに、上記輝度変換許容範囲情報を挿入する情報挿入部をさらに備える
   請求項１に記載の送信装置。
5. 入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して伝送ビデオデータを得る処理ステップと、
   送信部により、上記伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に送信する送信ステップとを有する
   送信方法。
6. 入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信する受信部と、
   上記伝送ビデオデータに上記所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用すると共に、上記輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを得る処理部とを備える
   受信装置。
7. 上記受信部は、上記伝送ビデオデータを、上記画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報の他にさらに画面全体に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信し、
   上記処理部は、画面中の上記設定領域以外の領域では、上記画面全体に対する輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施す
   請求項６に記載の受信装置。
8. 上記画面中の設定領域は、画素単位あるいは所定数の画素を含むブロック単位で設定されている
   請求項６に記載の受信装置。
9. 上記受信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られるビデオストリームを受信し、
   上記輝度変換許容範囲情報は、上記ビデオストリームのレイヤに挿入されている
   請求項６に記載の受信装置。
10. 受信部により、入力ビデオデータに所定の光電変換特性を適用して得られた伝送ビデオデータを、画面中の設定領域に対する輝度変換許容範囲情報と共に受信する受信ステップと、
    上記伝送ビデオデータに上記所定の光電変換特性に対応する電光変換特性を適用すると共に、上記輝度変換許容範囲情報に基づいて輝度変換処理を施して出力ビデオデータを得る処理ステップとを有する
    受信方法。

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