JP2020113907A - 変換装置、変換方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】HDRの映像信号をSDRの映像信号に変換する変換装置であって、シーン光信号を光電気変換したHDR映像信号に対してHDR表示装置における逆光電気変換を適用した信号のRGB各色成分をxyY信号に変換することでHDRの輝度成分Yhdrを分離する表色系変換部と、輝度成分Yhdrを、トーンマップ関数
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換するレベル調整部とを有する変換装置である。
【選択図】図1
Description
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換するレベル調整部とを有する変換装置である。
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換する変換方法である。
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換する処理とを実行させるプログラムである。
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0 式(1)
ここで、トーンマッピング関数の次数であるが、好ましくは4次、5次、6次、7次、8次のいずれかである(N=4,5,6,7,8)。本実施の形態では、トーンマッピング関数の次数が6次(N=6)の場合を説明するが、適時変更しても良い。
Ysdr = w6 * Yhdr 6 + w5 * Yhdr 5 + w4 * Yhdr 4 + w3 * Yhdr 3 + w2 * Yhdr 2 + w1 * Yhdr+ w0 式(2)
ここで、各係数wの算出方法であるが、以下の二つの方法が考えられる。
方法1は、原点[0, 0]と、任意の6点を指定し、ラグランジュ補間により、関数の係数を算出する方法である。
ここで、[Yhdr_1 , Ysdr_1], [Yhdr_2 , Ysdr_2], [Yhdr_3 , Ysdr_3], [Yhdr_4 , Ysdr_4], [Yhdr_5 , Ysdr_5], [Yhdr_max , Ysdr_max]の6点について、各座標のYhdrと Ysdrとの関係であるが、少なくとも下記の基準により決定する。
w5 = 27.39878411726863
w4 = -50.55893518025914
w3 = 50.1851064744526
w2 = -28.28676760617539
w1 = 8.662573332675574
w0 = 0
上記例示した係数を適用した式(2)を用いて、HLGの輝度成分をSDRの輝度のダイナミックレンジ内にマッピングした場合のHLGの輝度成分とSDRの輝度との関係を、図2及び図3に示す。
方法2は、ユーザーが任意の学習データを与えることによって6次関数の解(予測値)を導き出す方法であり、以下のように定式化できる。
学習データをもとに計算される行列を式(8)とする。
学習する重みベクトルを式(9)とする。
ここで、予測値を式(10)とする。
すると、式(11)の誤差関数等を用いて誤差を最小化する最適化関数を適用することで重みベクトルの解が得られトーンマップ関数が定まる。
学習データとしてランプ波形(YchのみあるいはRGB各ch)を用いる。ランプ波形の任意の点を抽出(マウスクリックやタッチパネルのクリックなどから画素値をピックアップ)し、学習データとする。タッチパネル等では「一筆書き」で学習データの生成が可能である。
上述した実施の形態では、レベル調整部11においてトーンマップ関数の各係数が設定されている場合を説明した。
2 表示光信号変換部
3 輝度レベル変換部
4 ビデオ信号変換部
10 表色系変換部
11 レベル調整部
Claims (7)
- HDRの映像信号をSDRの映像信号に変換する変換装置であって、
シーン光信号を光電気変換したHDR映像信号に対してHDR表示装置における逆光電気変換を適用した信号のRGB各色成分をxyY信号に変換することでHDRの輝度成分Yhdrを分離する表色系変換部と、
前記輝度成分Yhdrを、トーンマップ関数
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換するレベル調整部と
を有する変換装置。 - 前記トーンマップ関数のNは、自然数4、5、6、7、8のいずれかである
請求項1に記載の変換装置。 - 前記トーンマップ関数の各係数wは、少なくとも、
HDR映像信号の基準白レベルの輝度がSDR映像信号の基準白レベルの輝度に変換され、
HDR映像信号における人物の肌色レベルの輝度がSDR映像信号における人物の肌色レベルの輝度に変換され、
HDR映像信号の最も高い輝度がSDR映像信号の基準最高値を超えない範囲の輝度に変換されるように決定される
請求項1又は請求項2に記載の変換装置。 - 前記レベル調整部は、変換装置の外部から前記トーンマップ関数の各係数を取得する取得部を有する
請求項1から請求項3のいずれかに記載の変換装置。 - 前記トーンマップ関数の各係数は、前記HDR映像信号のシーンによって異なる
請求項1から請求項4のいずれかに記載の変換装置。 - HDRの映像信号をSDRの映像信号に変換する変換方法であって、
シーン光信号を光電気変換したHDR映像信号に対してHDR表示装置における逆光電気変換を適用した信号のRGB各色成分をxyY信号に変換することでHDRの輝度成分Yhdrを分離し、
前記輝度成分Yhdrを、トーンマップ関数
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換する
変換方法。 - コンピュータに、HDRの映像信号をSDRの映像信号に変換する処理を実行させるプログラムであって、
前記プログラムは、コンピュータに、
シーン光信号を光電気変換したHDR映像信号に対してHDR表示装置における逆光電気変換を適用した信号のRGB各色成分をxyY信号に変換することでHDRの輝度成分Yhdrを分離する処理と、
前記輝度成分Yhdrを、トーンマップ関数
Ysdr = wN * Yhdr N + w(N-1) * Yhdr (N-1) + w(N-2) * Yhdr (N-2) + … + w(N-(N-1)) * Yhdr (N-(N-1)) + w0
を用いて、SDR映像信号の輝度成分Ysdrに変換する処理と
を実行させるプログラム。
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