JP6381704B1 - 映像信号生成装置、受信装置、テレビジョン受像機、送受信システム、制御プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】作成時の意図が反映された輝度で映像を表示することができる技術を提供する。
【解決手段】受信装置（表示装置１又は２０）は、映像データを含む映像信号を受信する受信装置であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得部（読出部１０）と、上記取得部が取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部（１２）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置と、映像データを含む映像信号を受信する受信装置とに関する。

コンテンツにＨＤＲ情報（輝度データ等）を付加して、ダイナミックレンジを拡大した映像を表示するシステムが一般化しており、今後普及が進むと予想される。そして、ＨＤＲによって、高輝度の映像表示が可能となるが、表示することができる映像の最大輝度は、使用する表示装置によって異なる。そこで、輝度データを調整する必要がある。

輝度データを調整する技術として、特許文献１には、多くの拠点間で接続できる通信システムのサーバ装置で、受信側で使用しているディスプレイの特性に合わせて調整した映像を相手側へ配信する技術が開示されている。

特開２０１６−４０８６２号公報（２０１６年３月２４日公開）

上述の通り、ＨＤＲによって、高輝度の映像表示が可能となるが、表示することができる映像の最大輝度は、使用する表示装置によって異なる。そのため、階調値から輝度値への変換（トーンマッピング）において、極めて高輝度の映像を忠実に階調表現しようとすると、低中階調がつぶれてしまい（変換後の輝度が低くなってしまい）、映像が見えにくくなることもある。

その場合、映像の作成者の意図として、中階調の部分に映像の重要な部分がある場合には、表示された映像は、意図に沿わない映像となってしまう。そこで、表示装置が表示できる最大輝度によらず、作成時の意図が、出力映像に反映できる技術が求められていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、作成時の意図が反映された輝度で映像を表示することができる技術を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る映像信号生成装置は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部を備えている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る受信装置は、映像データを含む映像信号を受信する受信装置であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得部と、上記取得部が取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部とを備えている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る送受信システムは、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置と、上記映像データを含む上記映像信号を受信する受信装置とを含む送受信システムであって、上記映像信号生成装置は、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部を備え、上記受信装置は、上記階調範囲指定情報を取得する取得部と、上記取得部が取得した上記階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部とを備えている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る映像信号生成方法は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置による映像信号生成方法であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成工程を含む。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る輝度変換方法は、映像データを含む映像信号を受信する受信装置による輝度変換方法であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得工程と、上記取得工程で取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換工程とを含む。

本発明の一態様によれば、作成時の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

本発明の実施形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る表示装置を備えているテレビジョン受像機の外観を示す図である。 本発明の実施形態１に係る輝度変換方法を説明するフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１で用いられる階調範囲指定情報を説明するためのグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の具体例１における変換関数を説明するためのグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の具体例２における変換関数を説明するためのグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の具体例３における変換関数を説明するためのグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の具体例４における変換関数を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態２に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係る輝度変換方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る送受信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係る映像信号生成方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

〔実施形態１〕
（表示装置１）
本実施形態に係る表示装置１（請求項における受信装置に相当）について、図１及び２を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成を示すブロック図である。また、図２は、表示装置１を備えているテレビジョン受像機１００の外観を示すブロック図である。図１が示すように、表示装置１は、受信部２、処理部３及び表示部４を備えている。

受信部２は、映像データを含む放送波を受信する。

処理部３は、受信部２が受信した映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得し、当該階調範囲指定情報を参照して、映像データが示す映像の輝度変換を行う。

表示部４は、処理部３による輝度変換後の輝度で、映像データを表示する。表示部４の例として、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ及びＬＥＤディスプレイ等が挙げられる。

（処理部３）
以下で、処理部３について詳細に説明する。図１が示すように、処理部３は、復調部５、暗号復号部６、逆多重化部７、映像信号復号化部８、音声信号復号化部９、読出部１０（請求項における取得部に相当）、切替部１１、変換部１２、及び表示制御部１３を備えている。

復調部５は、受信部２が受信した放送信号を復調処理する。

暗号復号部６は、復調部５が復調した放送信号を復号する。

逆多重化部７は、暗号復号部６が復号した放送信号を、映像信号（映像データ）と音声信号とメタデータとに逆多重化する。なお、本実施形態における映像信号は、ＨＤＲ映像信号であることが好ましいが、特に限定はない。

映像信号復号化部８は、逆多重化部７が逆多重化により分離した映像信号を復号化する。

音声信号復号化部９は、逆多重化部７が逆多重化により分離した音声信号を復号化する。

読出部１０は、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を、逆多重化部７が逆多重化により分離したメタデータから読み出す。なお、階調範囲指定情報の詳細については後述する。

切替部１１は、読出部１０が読み出した階調範囲指定情報を参照して、映像信号が含む階調値を輝度値に変換する変換関数を切り替える。

変換部１２は、切替部１１が切り替えた変換関数を用いて、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が含む階調値を輝度値に変換する。

表示制御部１３は、変換部１２が変換した輝度値で表示部４が映像を表示するように表示部４を制御する。

（表示装置１による輝度変換方法）
本実施形態に係る表示装置１により実行される輝度変換方法の流れを、図３を参照して説明する。図３は、表示装置１の輝度変換方法の流れを示すフローチャートである。

まず、受信部２は、映像データを含む放送波を受信する（ステップＳ０）。

次に、復調部５は、受信部２が受信した放送信号を復調処理する（ステップＳ１）。

次に、暗号復号部６は、復調部５が復調した放送信号を復号する（ステップＳ２）。

次に、逆多重化部７は、暗号復号部６が復号した放送信号を、映像信号（映像データ）と音声信号とメタデータとに逆多重化する（ステップＳ３）。

次に、映像信号復号化部８は、逆多重化部７が逆多重化により分離した映像信号を復号化する（ステップＳ４）。

次に、読出部１０は、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を、逆多重化部７が逆多重化により分離したメタデータから読み出す（ステップＳ５）。読出部１０が読み出す階調範囲指定情報は、階調値を輝度値に変換する際に、他の階調範囲とは異なる変換を行う階調範囲を指定する情報であり得る。情報階調範囲指定情報の例として、映像信号が含む階調値の階調範囲におけるセンター値、下限値及び上限値等が挙げられる。

ステップＳ５の次の工程として、切替部１１は、読出部１０が読み出した階調範囲指定情報を参照して、映像信号が含む階調値を輝度値に変換する変換関数を切り替える（ステップＳ６）。なお、本実施形態では、切替部１１は、変換関数を切り替えるが、変換関数の代わりに、階調値から輝度値を設定するために階調値と輝度値との対応を示すテーブルを切り替えてもよい。

次に、変換部１２は、切替部１１が切り替えた変換関数を用いて、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が含む階調値を輝度値に変換する（ステップＳ７）。なお、上述のように、切替部１１がテーブルを切り替える構成では、変換部１２は、当該テーブルを用いて、階調値を輝度値に変換してもよい。

次に、表示制御部１３は、変換部１２が変換した輝度値で表示部４が映像を表示するように表示部４を制御する（ステップＳ８）。

（実施形態１の具体例）
以下で、実施形態１に係る表示装置１による輝度変換方法の具体例を、図４〜８を参照して説明する。図４の（ａ）〜（ｃ）は、上述の階調範囲指定情報を説明するためのグラフであり、横軸は、変換関数を用いて変換する前の階調値であり、縦軸は、変換した後の輝度値である。

図４の（ａ）の点線は、ＨＤＲ映像信号が含む階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のグラフである。図４の（ａ）の実線は、このような階調値を、ディスプレイが表示可能な輝度範囲に合わせるように圧縮して輝度値に変換した場合のグラフである。図４の（ａ）の点線と実線とが示すように、圧縮によって、階調値１２８付近の中間階調範囲に対応する輝度値が低下していることが確認できる。このように低下した輝度値で映像を表示すると、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができない。そこで、本実施形態に係る表示装置１では、上述の階調範囲指定情報を参照して、階調値を輝度値に変換する。

階調範囲指定情報の例として、指定する階調範囲の下限値を示すＦｉｔ＿ｌｏｗ（見えやすくしたい階調の下限）と上限値を示すＦｉｔ＿ｈｉｇｈ（見えやすくしたい階調の上限）が挙げられる。図４の（ｂ）が示す階調値１２０がＦｉｔ＿ｌｏｗに相当し、階調値１４０がＦｉｔ＿ｈｉｇｈに相当する。また、図４の（ｃ）が示す階調値８０がＦｉｔ＿ｌｏｗに相当し、階調値１００がＦｉｔ＿ｈｉｇｈに相当する。本実施形態に係る表示装置１では、ステップＳ６において、このような階調範囲を参照することにより、階調値を輝度値に変換する変換関数を切り替える。なお、切替部１１が切り替える変換関数は、階調範囲指定情報のみではなく、表示部４が表示可能な輝度範囲にも依存する。

（具体例１）
以下で、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数の具体例１を示す。図５の（ａ）〜（ｃ）は、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数を説明するためのグラフであり、横軸は、変換関数を用いて変換する前の階調値であり、縦軸は、変換した後の輝度値である。図５の（ａ）〜（ｃ）において、輝度Ｌ１から輝度Ｌ２の範囲Ａは、表示部４が表示可能な輝度範囲であり、階調値Ｓ１は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の下限値であり、階調値Ｓ２は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の上限値である。

図５の（ａ）において、点線は、階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のグラフである。表示可能な輝度範囲が範囲Ａである表示部４が、点線で示される輝度値で映像を表示すると、実線で示される輝度値しか表示できない。そのため、高階調側の階調と低階調側の階調とが潰れてしまい表現できない。また、図５の（ｂ）が示す実線のように、表示部４が表示可能な輝度範囲Ａに合うように、階調値を圧縮して輝度値に変換すると、階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲において、変換後の輝度値が低下してしまう。

そこで、本実施形態に係る表示装置１では、ステップＳ６において切替部１１が階調範囲指定情報（階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲）を参照して変換関数を切り替える。図５の（ｃ）の実線は、ステップＳ７において変換部１２が、ステップＳ６において切替部１１が切り替えた変換関数を用いて変換する前の階調値（横軸）と変換した後の輝度値（縦軸）とのグラフである。当該変換関数は、階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲において、映像信号を生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数と同じＥＯＴＦ関数である。

変換部１２がこのような変換関数を用いて階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲の階調値を輝度値に変換することにより、階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲に対応する輝度範囲において、表示部４が変換後の輝度値で表示した映像は、映像の作成者の意図が反映された映像となる。

なお、階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲以外の階調範囲における変換関数は、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、表示部４が表示可能な輝度の下限値Ｌ１に対応する階調値から、階調値Ｓ１までの範囲のガンマ曲線と、階調値Ｓ２から、表示部４が表示可能な輝度の上限値Ｌ２に対応する階調値までの範囲のガンマ曲線とが、それぞれ、階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲のガンマ曲線とＳ１及びＳ２において連続して繋がるように階調値を輝度値に変換する変換関数であることが好ましい。

（具体例２）
以下で、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数の具体例２を示す。図６の（ａ）〜（ｃ）は、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数を説明するためのグラフであり、横軸は、変換関数を用いて変換する前の階調値であり、縦軸は、変換した後の輝度値である。図６の（ａ）〜（ｃ）において、輝度Ｌ３から輝度Ｌ４の範囲Ｂは、表示部４が表示可能な輝度範囲であり、階調値Ｓ３は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の下限値であり、階調値Ｓ４は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の上限値である。

図６の（ａ）において、点線は、階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のグラフである。表示可能な輝度範囲が範囲Ｂである表示部４が、点線で示される輝度値で映像を表示すると、実線で示される輝度値しか表示できない。そのため、高階調側の階調と低階調側の階調とが潰れてしまい表現できない。また、図６の（ｂ）が示す実線のように、表示部４が表示可能な輝度範囲Ｂに合うように、階調値を圧縮して輝度値に変換すると、階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲において、低階調側の変換後の輝度値が高くなってしまう。

そこで、本実施形態に係る表示装置１では、ステップＳ６において切替部１１が階調範囲指定情報（階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲）を参照して変換関数を切り替える。図６の（ｃ）の実線は、ステップＳ７において変換部１２が、ステップＳ６において切替部１１が切り替えた変換関数を用いて変換する前の階調値（横軸）と変換した後の輝度値（縦軸）とのグラフである。当該変換関数は、階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲において、映像信号を生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数にオフセットを付加して得られるＥＯＴＦ関数である。

変換部１２がこのような変換関数を用いて階調値Ｓ１から階調値Ｓ２の階調範囲の階調値を輝度値に変換することにより、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲のガンマ曲線の傾きは、階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のガンマ曲線の傾きと同等になる。これにより、表示部４が変換後の輝度値で表示した映像は、映像の製作者が意図する階調を表現した映像となる。

なお、階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲以外の階調範囲における変換関数は、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、表示部４が表示可能な輝度の下限値Ｌ３に対応する階調値から、階調値Ｓ３までの範囲のガンマ曲線と、階調値Ｓ４から、表示部４が表示可能な輝度の上限値Ｌ４に対応する階調値までの範囲のガンマ曲線とが、それぞれ、階調値Ｓ３から階調値Ｓ４の階調範囲のガンマ曲線とＳ３及びＳ４において連続して繋がるように階調値を輝度値に変換する変換関数であることが好ましい。

（具体例３）
以下で、切替部１１ が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数の具体例３を示す。図７の（ａ）〜（ｃ）は、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数を説明するためのグラフであり、横軸は、変換関数を用いて変換する前の階調値であり、縦軸は、変換した後の輝度値である。図７の（ａ）〜（ｃ）において、輝度Ｌ５から輝度Ｌ６の範囲Ｃは、表示部４が表示可能な輝度範囲であり、階調値Ｓ５は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の下限値であり、階調値Ｓ６は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の上限値である。

図７の（ａ）において、点線は、階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のグラフである。表示可能な輝度範囲が範囲Ｃである表示部４が、点線で示される輝度値で映像を表示すると、実線で示される輝度値しか表示できない。そのため、高階調側の階調と低階調側の階調とが潰れてしまい表現できない。また、図７の（ｂ）が示す実線のように、表示部４が表示可能な輝度範囲Ｃに合うように、階調値を圧縮して輝度値に変換すると、階調値Ｓ５から階調値Ｓ６の階調範囲において、変換後の輝度値が低下してしまう。

そこで、本実施形態に係る表示装置１では、ステップＳ６において切替部１１が階調範囲指定情報（階調値Ｓ５から階調値Ｓ６の階調範囲）を参照して変換関数を切り替える。図７の（ｃ）の実線は、ステップＳ７において変換部１２が、ステップＳ６において切替部１１が切り替えた変換関数を用いて変換する前の階調値（横軸）と変換した後の輝度値（縦軸）とのグラフである。当該変換関数は、階調値Ｓ５から階調値Ｓ６の階調範囲に対応する輝度値が階調範囲指定情報を参照しない場合の輝度値よりも向上するように、階調値を輝度値に変換する変換関数である。結果的に、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、ガンマ曲線を中間輝度側にずらす変換関数である。

変換部１２がこのような変換関数を用いて階調値を輝度値に変換することにより、表示部４が変換後の輝度値で表示した映像は、階調値を圧縮せずに変換した場合の輝度値で表示した映像と同様の階調で表現された映像となる。

なお、本具体例における輝度変換方法によって変換した階調値と輝度値とが示す階調特性は、圧縮せずに変換した階調値と輝度値とが示す階調特性と異なっていてもよい。

また、階調値Ｓ５から階調値Ｓ６の階調範囲以外の階調範囲における変換関数は、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、表示部４が表示可能な輝度の下限値Ｌ５に対応する階調値から、階調値Ｓ５までの範囲のガンマ曲線と、階調値Ｓ６から、表示部４が表示可能な輝度の上限値Ｌ６に対応する階調値までの範囲のガンマ曲線とが、それぞれ、階調値Ｓ５から階調値Ｓ６の階調範囲のガンマ曲線とＳ５及びＳ６において連続して繋がるように階調値を輝度値に変換する変換関数であることが好ましい。

（具体例４）
以下で、切替部１１ が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数の具体例４を示す。図８の（ａ）〜（ｃ）は、切替部１１が階調範囲指定情報を参照して切り替える変換関数を説明するためのグラフであり、横軸は、変換関数を用いて変換する前の階調値であり、縦軸は、変換した後の輝度値である。図８の（ａ）〜（ｃ）において、輝度Ｌ７から輝度Ｌ８の範囲Ｄは、表示部４が表示可能な輝度範囲であり、階調値Ｓ７は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の下限値であり、階調値Ｓ８は、階調範囲指定情報が指定する階調範囲の上限値である。

図８の（ａ）において、点線は、階調値を圧縮せずに輝度値に変換した場合のグラフである。表示可能な輝度範囲が範囲Ｄである表示部４が、点線で示される輝度値で映像を表示すると、実線で示される輝度値しか表示できない。そのため、高階調側の階調と低階調側の階調とが潰れてしまい表現できない。また、図８の（ｂ）が示す実線のように、表示部４が表示可能な輝度範囲Ｄに合うように、階調値を圧縮して輝度値に変換すると、階調値Ｓ７から階調値Ｓ８の階調範囲において、変換後の輝度値が低下してしまう。

そこで、本実施形態に係る表示装置１では、ステップＳ６において切替部１１が階調範囲指定情報（階調値Ｓ７から階調値Ｓ８の階調範囲）を参照して変換関数を切り替える。図８の（ｃ）の実線は、ステップＳ７において変換部１２が、ステップＳ６において切替部１１が切り替えた変換関数を用いて変換する前の階調値（横軸）と変換した後の輝度値（縦軸）とのグラフである。当該変換関数は、階調値Ｓ７から階調値Ｓ８の階調範囲において、映像信号を生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数よりも傾きの大きいＥＯＴＦ関数である。結果的に、当該変換関数を用いて変換する前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、ガンマ曲線を、輝度値の軸方向に伸ばす変換関数である。

変換部１２がこのような変換関数を用いて階調値を輝度値に変換することにより、表示部４が変換後の輝度値で表示した映像は、階調値を圧縮せずに変換した場合の輝度値で表示した映像と同様の階調で表現された映像となる。

なお、階調値Ｓ７から階調値Ｓ８の階調範囲以外の階調範囲における変換関数は、変換前の階調値と変換後の輝度値とのグラフにおいて、表示部４が表示可能な輝度の下限値Ｌ７に対応する階調値から、階調値Ｓ７までの範囲のガンマ曲線と、階調値Ｓ８から、表示部４が表示可能な輝度の上限値Ｌ８に対応する階調値までの範囲のガンマ曲線とが、それぞれ、階調値Ｓ７から階調値Ｓ８の階調範囲のガンマ曲線とＳ７及びＳ８において連続して繋がるように階調値を輝度値に変換する変換関数であることが好ましい。

（実施形態１のまとめ）
以上のように、本実施形態に係る表示装置１は、映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得し、当該階調範囲指定情報を参照して、映像データが示す映像の輝度変換を行う。当該構成では、取得した階調範囲指定情報に基づいて映像の階調特性を調整することができる。これにより、映像の作成者が階調範囲を指定した階調範囲指定情報を用いることで、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

また、本実施形態に係る表示装置１は、階調範囲指定情報を、映像信号に含まれるメタデータから取得する。これにより、受信した映像信号に含まれるメタデータから階調範囲指定情報を取得すればよいため、階調範囲指定情報を外部から取得するための部材が不要である。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図９及び図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（表示装置２０）
本実施形態に係る表示装置２０について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る表示装置２０の構成を示すブロック図である。図９が示すように、表示装置２０は、実施形態１に係る表示装置１の構成に加えて、通信部２１をさらに備えている。

通信部２１は、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを、インターネットを介して受信する。

（表示装置２０による輝度変換方法）
本実施形態に係る表示装置２０により実行される輝度変換方法の流れを、図１０を参照して説明する。図１０は、表示装置２０により実行される輝度変換方法の流れを示すフローチャートである。なお、実施形態１において説明したステップと同様のステップについては、その説明を省略する。

まず、受信部２は、映像データを含む放送波を受信する（ステップＳ１０）。

次に、通信部２１は、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを、インターネットを介して受信する。

次に、復調部５は、受信部２が受信した放送信号を復調処理する（ステップＳ１２）。

次に、暗号復号部６は、復調部５が復調した放送信号を復号する（ステップＳ１３）。

次に、逆多重化部７は、暗号復号部６が復号した放送信号を、映像信号（映像データ）と音声信号とに逆多重化する（ステップＳ１４）。

次に、映像信号復号化部８は、逆多重化部７が逆多重化により分離した映像信号を復号化する（ステップＳ１５）。

次に、読出部１０は、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を、通信部２１が受信したメタデータから読み出す（ステップＳ１６）。

次に、切替部１１は、読出部１０が読み出した階調範囲指定情報を参照して、映像信号が含む階調値を輝度値に変換する変換関数を切り替える（ステップＳ１７）。

次に、変換部１２は、切替部１１が切り替えた変換関数を用いて、映像信号復号化部８が復号化した映像信号が含む階調値を輝度値に変換する（ステップＳ１８）。

次に、表示制御部１３は、変換部１２が変換した輝度値で表示部４が映像を表示するように表示部４を制御する（ステップＳ１９）。

（実施形態２のまとめ）
以上のように、本実施形態に係る表示装置２０は、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを、インターネットを介して受信し、当該階調範囲指定情報を参照して、映像データが示す映像の輝度変換を行う。これにより、実施形態１とは異なり、インターネットを介して階調範囲指定情報を取得した場合であっても、当該階調範囲指定情報に基づいて映像の階調特性を調整することができる。これにより、映像の作成者が階調範囲を指定した階調範囲指定情報を用いることで、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る送受信システム１０１について、図１１及び図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１１は、本実施形態に係る送受信システム１０１の構成を示すブロック図である。図１１が示すように、送受信システム１０１は、送信装置３０、及び、実施形態１に係る表示装置１又は実施形態２に係る表示装置２０を含む。

（送信装置３０）
本実施形態に係る送信装置３０について、図１１を参照して説明する。図１１が示すように、送信装置３０は、処理部３１（請求項における映像信号生成装置に相当）、及び送信部３２を備えている。処理部３１は、映像信号取得部３３、音声信号取得部３４、階調範囲指定情報取得部３５、映像信号符号化部３６、音声信号符号化部３７、生成部３８（請求項におけるメタデータ生成部に相当）、多重化部３９、暗号化部４０、及び変調部４１を備えている。

映像信号取得部３３は、外部から映像信号を取得する。なお、本実施形態における映像信号は、ＨＤＲ映像信号であることが好ましいが、特に限定はない。

音声信号取得部３４は、外部から音声信号を取得する。

階調範囲指定情報取得部３５は、映像信号取得部３３が取得した映像信号が示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する。

映像信号符号化部３６は、映像信号取得部３３が取得した映像信号を符号化する。

音声信号符号化部３７は、音声信号取得部３４が取得した音声信号を符号化する。

生成部３８は、階調範囲指定情報取得部３５が取得した階調範囲指定情報を含むメタデータを生成する。

多重化部３９は、映像信号符号化部３６が符号化した映像信号と、音声信号符号化部３７が符号化した音声信号と、生成部３８が生成したメタデータとを多重化する。

暗号化部４０は、多重化部３９が多重化したデータを暗号化する。

変調部４１は、暗号化部４０が暗号化したデータを変調処理する。

送信部３２は、変調部４１が変調処理したデータを放送波として表示装置１又は２０に送信する。

（送信装置３０による映像信号生成方法）
本実施形態に係る送信装置３０により実行される映像信号生成方法の流れを、図１２を参照して説明する。図１２は、送信装置３０により実行される映像信号生成方法の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０において、映像信号取得部３３は、外部から映像信号を取得し、音声信号取得部３４は、外部から音声信号を取得する。また、ステップＳ２０において、階調範囲指定情報取得部３５は、映像信号取得部３３が取得した映像信号が示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する。

なお、階調範囲指定情報取得部３５が取得する階調範囲指定情報は、表示装置１又は２０が階調値を輝度値に変換する際に、他の階調範囲とは異なる変換を行う階調範囲を指定する情報であり得る。情報階調範囲指定情報の例として、映像信号が含む階調値の階調範囲におけるセンター値、下限値及び上限値等が挙げられる。

ステップＳ２０の次の工程として、映像信号符号化部３６は、映像信号取得部３３が取得した映像信号を符号化し、音声信号符号化部３７は、音声信号取得部３４が取得した音声信号を符号化する（ステップＳ２１）。

次に、生成部３８は、階調範囲指定情報取得部３５が取得した階調範囲指定情報を含むメタデータを生成する（ステップＳ２２）。

次に、多重化部３９は、映像信号符号化部３６が符号化した映像信号と、音声信号符号化部３７が符号化した音声信号と、生成部３８が生成したメタデータとを多重化する（ステップＳ２３）。

次に、暗号化部４０は、多重化部３９が多重化したデータを暗号化する（ステップＳ２４）。

次に、変調部４１は、暗号化部４０が暗号化したデータを変調処理する（ステップＳ２５）。

次に、送信部３２は、変調部４１が変調処理したデータを放送波として表示装置１又は２０に送信する（ステップＳ２６）。

送信装置３０の送信部３２が送信した放送波は、表示装置１又は表示装置２０によって受信され、表示装置１又は表示装置２０は、実施形態１又は２において説明した輝度変換方法を実行する。

（実施形態３のまとめ）
以上のように、本実施形態に係る送受信システム１０１が含む送信装置３０は、映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成する。当該構成により、生成された階調範囲指定情報を含むメタデータを受信した受信装置において、階調範囲指定情報に基づいて映像の階調特性を調整することができる。これにより、映像の作成者が階調範囲を指定した階調範囲指定情報を用いることで、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
表示装置１若しくは表示装置２０又は送信装置３０の制御ブロック（特に、処理部３又は処理部３１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、表示装置１若しくは表示装置２０又は送信装置３０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラム及び各種データがコンピュータ（又はＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）又は記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（又はＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る映像信号生成装置（処理部３１）は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部（生成部３８）を備えている。

上記の構成によれば、生成された階調範囲指定情報を含むメタデータを受信した受信装置において、階調範囲指定情報に基づいて映像の階調特性を調整することができる。これにより、映像の作成者が階調範囲を指定した階調範囲指定情報を用いることで、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

本発明の態様２に係る受信装置（表示装置１又は２０）は、映像データを含む映像信号を受信する受信装置であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得部（読出部１０）と、上記取得部が取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部（１２）とを備えている。

上記の構成によれば、取得した階調範囲指定情報に基づいて映像の階調特性を調整することができる。これにより、映像の作成者が階調範囲を指定した階調範囲指定情報を用いることで、映像の作成者の意図が反映された輝度で映像を表示することができる。

本発明の態様３に係る受信装置（表示装置１）は、上記態様２において、上記階調範囲指定情報を、上記映像信号に含まれるメタデータから取得してもよい。

上記の構成によれば、受信した映像信号に含まれるメタデータから階調範囲指定情報を取得すればよいため、階調範囲指定情報を外部から取得するための部材が不要である。

本発明の態様４に係る受信装置（表示装置１又は２０）は、上記態様２又は３において、前記変換部は、上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲に対応する輝度が、上記階調範囲指定情報を参照しない場合の輝度よりも向上するような変換関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行ってもよい。

上記の構成によれば、ディスプレイが表示可能な輝度範囲が狭いために、特定の階調範囲に対応する変換後の輝度が低下してしまう場合に、当該輝度を向上することができる。

本発明の態様５に係る受信装置（表示装置１又は２０）は、上記態様２〜４において、前記変換部は、上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数と同じＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行ってもよい。

上記の構成によれば、ディスプレイが表示可能な輝度範囲が狭いために、特定の階調範囲に対応する変換後の輝度が映像の製作者の意図に沿っていない場合に、当該階調範囲の階調値を、当該階調値の元となった輝度に従った輝度に変換することができる。

本発明の態様６に係る受信装置（表示装置１又は２０）は、上記態様２〜４において、前記変換部は、上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数にオフセットを付加して得られるＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行ってもよい。

上記の構成によれば、ディスプレイが表示可能な輝度範囲が狭いために、特定の階調範囲に対応する変換後の輝度が映像の製作者の意図に沿っていない場合に、当該階調範囲の階調値を、当該階調値の元となった輝度に従い且つディスプレイの表示可能な輝度範囲等の環境に応じた輝度に変換することができる。

本発明の態様７に係る受信装置（表示装置１又は２０）は、上記態様２〜４において、前記変換部は、上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数よりも傾きの大きいＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行ってもよい。

上記の構成によれば、ディスプレイが表示可能な輝度範囲が狭いために、特定の階調範囲に対応する変換後の輝度が映像の製作者の意図に沿っていない場合に、当該階調範囲の階調値を、当該階調値の元となった輝度に従い且つディスプレイの表示可能な輝度範囲等の環境に応じた輝度に変換することができる。

本発明の態様８に係るテレビジョン受像機（１００）は、上記態様２〜７の何れか１つに記載の受信装置を備えている。

上記の構成によれば、上記受信装置が上記各態様において奏する効果を上記テレビジョン受像機において得ることができる。

本発明の態様９に係る送受信システム（１０１）は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置（処理部３１）と、上記映像データを含む上記映像信号を受信する受信装置（表示装置１又は２０）とを含む送受信システムであって、上記映像信号生成装置は、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部（生成部３８）を備え、上記受信装置は、上記階調範囲指定情報を取得する取得部（読出部１０）と、上記取得部が取得した上記階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部（１２）とを備えている。

上記の構成によれば、上記態様１及び２と同様の効果を奏する。

本発明の態様１０に係る映像信号生成方法は、映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置（処理部３１）による映像信号生成方法であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成工程を含む。

上記の構成によれば、上記態様１と同様の効果を奏する。

本発明の態様１１に係る輝度変換方法は、映像データを含む映像信号を受信する受信装置による輝度変換方法であって、上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得工程と、上記取得工程で取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換工程とを含む。

上記の構成によれば、上記態様２と同様の効果を奏する。

本発明の各態様に係る映像信号生成装置及び受信装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記映像信号生成装置及び上記受信装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記映像信号生成装置及び上記受信装置をコンピュータにて実現させる映像信号生成装置の制御プログラム及び受信装置の制御プログラム、並びに、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、２０ 表示装置
２ 受信部
３処理部
４ 表示部
５ 復調部
６ 暗号復号部
７ 逆多重化部
８ 映像信号復号化部
９ 音声信号復号化部
１０ 取得部読出部
１０ 読出部
１１ 切替部
１２ 変換部
１３ 表示制御部
２１ 通信部
３０ 送信装置
３１ 処理部
３２ 送信部
３３ 映像信号取得部
３４ 音声信号取得部
３５ 階調範囲指定情報取得部
３６ 映像信号符号化部
３７ 音声信号符号化部
３８ 生成部
３９ 多重化部
４０ 暗号化部
４１ 変調部
１００ テレビジョン受像機
１０１ 送受信システム

Claims (13)

1. 映像データを含む映像信号を受信する受信装置であって、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得部と、
   上記取得部が取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部とを備え、
   前記変換部は、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数にオフセットを付加して得られるＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする受信装置。
2. 映像データを含む映像信号を受信する受信装置であって、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得部と、
   上記取得部が取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部とを備え、
   前記変換部は、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数よりも傾きの大きいＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする受信装置。
3. 上記取得部は、上記階調範囲指定情報を、上記映像信号に含まれるメタデータから取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 前記変換部は、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲に対応する輝度が、上記階調範囲指定情報を参照しない場合の輝度よりも向上するような変換関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の受信装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の受信装置を備えているテレビジョン受像機。
6. 映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置と、上記映像データを含む上記映像信号を受信する受信装置とを含む送受信システムであって、
   上記映像信号生成装置は、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部を備え、
   上記受信装置は、
   上記階調範囲指定情報を取得する取得部と、
   上記取得部が取得した上記階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部と
   を備え、
   前記変換部は、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数にオフセットを付加して得られるＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする送受信システム。
7. 映像データとメタデータとを含む映像信号を生成する映像信号生成装置と、上記映像データを含む上記映像信号を受信する受信装置とを含む送受信システムであって、
   上記映像信号生成装置は、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を含むメタデータを生成するメタデータ生成部を備え、
   上記受信装置は、
   上記階調範囲指定情報を取得する取得部と、
   上記取得部が取得した上記階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換部とを備え、
   前記変換部は、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数よりも傾きの大きいＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする送受信システム。
8. 映像データを含む映像信号を受信する受信装置による輝度変換方法であって、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得工程と、
   上記取得工程で取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換工程とを含み、
   前記変換工程では、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数にオフセットを付加して得られるＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする輝度変換方法。
9. 映像データを含む映像信号を受信する受信装置による輝度変換方法であって、
   上記映像データが示す映像に関し、階調特性を調整する階調範囲を指定する階調範囲指定情報を取得する取得工程と、
   上記取得工程で取得した階調範囲指定情報を参照して、上記映像データが示す映像の輝度変換を行う変換工程とを含み、
   前記変換工程では、
   上記階調範囲指定情報によって指定される階調範囲において、上記映像データを生成する際に用いられたＯＥＴＦ関数の逆関数よりも傾きの大きいＥＯＴＦ関数を用いて、上記映像データが示す映像の輝度変換を行うことを特徴とする輝度変換方法。
10. 請求項１に記載の受信装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記取得部及び上記変換部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
11. 請求項２に記載の受信装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記取得部及び上記変換部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
12. 請求項１０に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
13. 請求項１１に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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