JP6479732B2 - 映像処理装置、テレビジョン受像機、映像処理方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、階調値と輝度値との変換関数を切り替える映像処理装置等に関する。

近年、高画質化技術の１つとして、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range）信号よりも、階調数（取り得る階調値の個数）が多く、かつ、より高輝度の情報を含むＨＤＲ（High Dynamic Range）信号が注目を集めている。また、ＨＤＲ信号を保存することができるＵＨＤ ＢＤディスクが商品化されている。ＨＤＲ技術を用いることより、従来よりも高輝度かつ高コントラストな迫力のある映像を得ることができる。ＨＤＲ信号は規格としては最大１００００ｎｉｔ程度の輝度情報を含む。また、ＨＤＲ信号と共に、コンテンツ内の最大輝度の情報であるＭＡＸ ＣＬＬがメタデータとして伝送される。

一方で、輝度の調整に関連する様々な技術が知られており、例えば、特許文献１および２が挙げられる。特許文献１には、入力映像信号の平均輝度レベル及びγ調整値によりダイナミックレンジ拡大前後の平均輝度レベルの変化幅を毎フレーム変化させることにより、バックライトの調光制御を行う液晶表示装置が開示されている。

特許文献２には、入力映像信号を所定の走査線数を有する信号に走査変換する走査変換部と、この走査変換部からの信号をガンマ補正するガンマ補正部と、入力映像信号から信号レベルを検出し、この検出信号によりガンマ補正部を制御するレベル検出部とを備え、入力信号レベルに応じて平均輝度を制御するプラズマディスプレイが開示されている。

特開２００２−１０８３０５号公報（２００２年４月１０日公開） 特開２００２−３５４３７８号公報（２００２年１２月６日公開）

ＨＤＲ技術において、映像信号に応じたより適切な輝度で映像を表示する技術が求められている。

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、輝度を調整する技術において、映像信号に応じたより適切な輝度で映像を表示することである。

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処理装置は、映像信号が示す階調値から輝度値を設定する変換手段を複数有し、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて、上記変換手段を切り替える切替部を備えている。

また、本発明の一態様に係る映像処理装置は、第１の映像フォーマットよりも輝度範囲の広い第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値を変換する映像処理装置であって、上記第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値のうち、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、上記第１の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値に変換する変換部と、上記第２の映像フォーマットに従う映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定部と、上記判定部が、上記最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する設定部と、を備えている。

また、本発明の一態様に係る映像処理方法は、映像信号が示す階調値から輝度値を設定する複数の変換手段のうちで、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて上記変換手段を切り替える切替ステップを含んでいる。

本発明の一態様によれば、輝度を調整する技術において、映像信号に応じたより適切な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に係る映像処理装置を備えてい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に係る映像処理装置を備えている表示装置の外観を示す図である。 本発明の実施形態１に係る映像処理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１に係る映像処理方法を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る映像処理装置を備えてい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に係る映像処理方法を説明するための図である。 本発明の実施形態３に係る映像処理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に係る映像処理方法を説明するための図である。 本発明の実施形態４に係る映像処理装置を備えてい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４に係る映像処理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。なお、本明細書において、「トーンマッピングの切り替え」とは、映像信号が示す階調値を、映像を表示する際に使用される輝度値に変換する方法を切り替えることを意味する。

〔実施形態１〕
（表示装置１）
本発明の第１の実施形態に係る映像処理装置２を備えた表示装置１について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る映像処理装置２を備えた表示装置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の外観を示す正面図である。図１が示すように、表示装置１は、映像処理装置２、制御部３、および表示パネル４を備えている。なお、表示装置１とチューナーとを備えるテレビジョン受像機も本明細書に記載の発明に含まれる。或いは、表示装置１は更にチューナーを備え、テレビジョン受像機として実現されてもよい。

（映像処理装置２）
映像処理装置２は、変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換（トーンマッピング）を行う装置であり、取得部５、判定部６、切替部７、および変換部８を備えている。

取得部５は、ＨＤＲ信号を取得する。なお、取得部５が取得するＨＤＲ信号は、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface：高精細度マルチメディアインターフェース）規格に基づくＨＤＭＩ信号、Ｔｕｎｅｒ信号（チューナーによって受信した信号）等であり得る。また、ＨＤＲ信号には、各画素が取る階調値の他に、コンテンツの最大輝度レベルを示すＭＡＸ ＣＬＬ等のメタデータが含まれる。

判定部６は、取得部５が取得した映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する。なお、上記の「最大輝度レベルに関する情報」は、上述のＭＡＸ ＣＬＬであり得る。また、「最大輝度レベルに関する情報」の別の例として、映像信号において各フレームまたは各シーンを構成する各画素が取る階調値に対応する輝度レベルの最大値が挙げられる。その場合、判定部６は、取得部５が取得した映像信号において、各フレーム又は各シーンを構成する各画素が取る階調値に対応する輝度レベルから、最大の輝度レベルを検出する。

切替部７は、判定部６が、最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、変換部８に用いられる変換関数を切り替える。

変換部８は、切替部７が切り替えた変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換（例えば、映像信号が示す階調値から、映像を表示する際に使用される輝度値への変換（トーンマッピング））を行う。

（その他の部材）
制御部３は、表示パネル４の各画素の輝度を、変換部８が変換した輝度値に制御する。表示パネル４は、映像の表示が可能な表示装置であればどのような装置によって実現されてもよいが、具体的な例としては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、およびプロジェクター等が挙げられる。

（映像処理方法）
本実施形態に係る映像処理装置２を備えている表示装置１により実行される映像処理方法の流れを、図３を参照して説明する。図３は、映像処理方法の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係る映像処理装置２を備えている表示装置１は、以下に説明するステップＳ０〜Ｓ４を実行することによって、映像処理を行う。

まず、取得部５は、ＨＤＲ信号を取得する（ステップＳ０）。取得部５は、ＨＤＲ信号が含むＭＡＸ ＣＬＬを判定部６に供給する。また、取得部５は、ＨＤＲ信号が示す各画素が取る階調値を変換部８に供給する。

次に、判定部６は、取得部５から供給されたＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、所定の最大輝度レベルは、予め設定された任意の値であり得るが、映像信号が取り得る輝度範囲、および表示パネル４が表示可能な輝度範囲に応じて設定されることが好ましい。所定の最大輝度レベルの具体的な値の例として、１０００ｎｉｔが挙げられる。

判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベル以下であると判定した場合（ステップＳ１のＮＯ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ２において、切替部７は、変換部８に用いられる変換関数を切り替える。切替部７が切り替える変換関数の例は後述する。

ステップＳ１のＮＯを経てステップＳ３に進んだ場合、ステップＳ３において、変換部８は、映像信号の映像フォーマットに従う変換関数（例えば、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数）を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

ステップＳ１のＹＥＳおよびステップＳ２を経てステップＳ３に進んだ場合、ステップＳ３において、変換部８は、切替部７が切り替えた変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

次に、制御部３は、表示パネル４を構成する各画素の輝度を、変換部８が変換した後の輝度値に制御する（ステップＳ４）。

なお、本実施形態では、映像処理装置２が判定部６を備えており、取得部５が取得した映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定し、切替部７は、判定部６が、最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、変換関数を切り替える構成を説明した。しかし、本発明の一態様はこれに限定されない。本発明の一態様は、切替部７が最大輝度レベルに関する情報に応じて変換関数を切り替える構成であればよく、映像処理装置２は、判定部６を備えていなくてもよい。

また、本実施形態では、映像処理装置２が変換部８を備えており、変換部８は、切替部７が切り替えた変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を行う構成を説明した。しかし、本発明の一態様はこれに限定されない。本発明の一態様は、映像処理装置２は、変換関数を用いる代わりに、映像信号が示す階調値から輝度値を設定する変換手段を複数有していればよく（本実施形態では、複数の変換関数を有している）、切替部７は、映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて上記の変換手段を切り替えればよい。例えば、映像処理装置２は、映像信号が示す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有しており、切替部７は、映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて、参照するテーブルを切り替えてもよい。

（変換関数の例）
切替部７が切り替える変換関数の例を、図４を参照して説明する。図４は、切替部７が切り替える前の変換関数による階調値と輝度値との変換（トーンマッピング）、および切替部７が切り替えた後の変換関数による階調値と輝度値との変換を示すグラフである。

図４の（ａ）〜（ｃ）において、横軸は、映像信号が示す変換前の階調値を表しており、縦軸は、変換後の輝度値（映像を表示する際の輝度）を表している。また、点線は、切替部７が切り替える前の変換関数による階調値と輝度値との変換を示すＰＱカーブ（ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従うＥＯＴＦが示すカーブ）である。また、実線は、切替部７が切り替えた後の変換関数による階調値と輝度値との変換を示すカーブである。

図４の（ａ）では、映像信号が示す階調値に対応する輝度値の範囲の上限が、１０００ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ²）であり、この場合、切替部７は変換関数を切り替えずに、変換部８は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数により、階調値と輝度値との変換を実行する。

図４の（ｂ）では、映像信号が示す階調値に対応する輝度値の範囲の上限（上述の映像信号の最大輝度レベルに相当）が、２０００ｎｉｔであり、この場合、切替部７が変換関数を切り替えずに、変換部８が、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数により階調値と輝度値との変換を実行すると、点線のように、変換後の輝度値が１０００ｎｉｔ（所定の最大輝度レベル）を超えてしまう。そうすると、表示パネル４が１０００ｎｉｔより大きい輝度に対応していない場合、映像を正常に表示することができない。

そこで、切替部７は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数を、別の変換関数に切り替え、変換部８は、当該別の変換関数を用いることにより、映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が１０００ｎｉｔになるように輝度値と階調値とを変換する。詳細には、当該別の変換関数は、高階調側の輝度値を表現するために、輝度値と階調値との変換を示すグラフにおいて、１００ｎｉｔまでのＰＱカーブを忠実に再現し、１００ｎｉｔ以上のカーブがなだらかに１０００ｎｉｔまで繋がるように、輝度値と階調値とを変換する変換関数である。

図４の（ｃ）では、映像信号が示す階調値に対応する輝度値の範囲の上限が、１００００ｎｉｔである。そこで、２０００ｎｉｔの場合と同様に、切替部７は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数を、別の変換関数に切り替え、変換部８は、当該別の変換関数を用いることにより、映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が１０００ｎｉｔになるように輝度値と階調値とを変換する。詳細には、当該別の変換関数は、高階調側の輝度値を表現するために、１０ｎｉｔまでのＰＱカーブを忠実に再現し、１０ｎｉｔ以上のカーブがなだらかに１０００ｎｉｔまで繋がるように、輝度値と階調値とを変換する変換関数である。

（実施形態１のまとめ）
以上のように、本実施形態に係る映像処理方法では、変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を行い、映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて、変換関数を切り替える。これにより、映像信号の最大輝度レベルに応じて、階調値から輝度値を設定する変換手段（本実施形態では、階調値と輝度値との変換関数）を切り替えることができるため、輝度を調整する技術において、映像信号に応じたより適切な輝度で映像を表示することができる。

また、本実施形態に係る映像処理方法では、映像信号が含む最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、階調値と輝度値との変換関数を切り替える。映像信号が含む最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きい場合にのみ、変換関数を切り替えるため、シーンチェンジまたはピーク輝度の変化が頻繁なコンテンツにおいても、映像にフリッカが生じることを抑制しつつ、トーンマッピングを切り替えることができる。

〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について、図面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、上記実施形態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。

（映像処理装置１１）
本発明の第１の実施形態に係る映像処理装置１１について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る映像処理装置１１を備えた表示装置１０の構成を示すブロック図である。図５が示すように、本実施形態に係る映像処理装置１１は、実施形態１に係る映像処理装置２の構成に加えて、受付部１２をさらに備えている。

受付部１２は、使用者による、所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける。

（映像処理方法）
本実施形態に係る映像処理装置１１を備えている表示装置１０により実行される映像処理方法の流れを、図６を参照して説明する。図６は、映像処理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。

本実施形態に係る映像処理装置１１を備えている表示装置１０は、以下に説明するステップＳ１０〜Ｓ１５を実行することによって、映像処理を行う。

まず、取得部５は、ＨＤＲ信号を取得する（ステップＳ０）。取得部５は、ＨＤＲ信号が含むＭＡＸ ＣＬＬを判定部６に供給する。また、取得部５は、ＨＤＲ信号が示す各画素が取る階調値を変換部８に供給する。

一方、受付部１２は、使用者による、所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける（ステップＳ１）。なお、ステップＳ０およびＳ１を処理する順序は任意である。

受付部１２が所定の最大輝度レベルの更新指示を使用者から受け付ける方法の例を以下に示す。例えば、表示パネル４は、所定の最大輝度レベルの候補として、１０００ｎｉｔ、２０００ｎｉｔおよび５０００ｎｉｔの選択肢を表示する。そして、受付部１２は、使用者がこれらの選択肢から選んだ所定の最大輝度レベルを受け付ける。受付部１２は、使用者から受け付けた所定の最大輝度レベルを判定部６に供給する。

ステップＳ０およびＳ１の次のステップとして、判定部６は、取得部５から供給されたＭＡＸ ＣＬＬが、受付部１２から供給された所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。

判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベル以下であると判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３において、切替部７は、変換部８に用いられる変換関数を切り替える。切替部７が切り替える変換関数の例として、映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が、受付部１２が受け付けた所定の最大輝度レベルの値になるように階調値と輝度値とを変換する変換関数が挙げられる。

ステップＳ１２のＮＯを経てステップＳ１４に進んだ場合、ステップＳ１４において、変換部８は、映像信号の映像フォーマットに従う変換関数（例えば、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数）を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

ステップＳ１２のＹＥＳおよびステップＳ１３を経てステップＳ１４に進んだ場合、ステップＳ１４において、変換部８は、切替部７が切り替えた変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

次に、制御部３は、表示パネル４を構成する各画素の輝度を、変換部８が変換した後の輝度値に制御する（ステップＳ１５）。

以上のように、本実施形態に係る映像処理方法では、使用者による、所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける。これにより、所定の最大輝度レベルを所望の値に設定することができる。例えば、使用者は、本実施形態に係る処理方法において、映像信号が示す輝度範囲、または表示パネルが表示可能な輝度範囲に応じて、所定の最大輝度レベルの値を設定することができる。

〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について、図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態に係る表示装置は、実施形態１に係る映像処理装置２を備えている表示装置１、または実施形態２に係る映像処理装置１１を備えている表示装置１０の各構成において、予め設定された複数の表示モードの各々にて映像を表示するための機能を有している。

（映像処理方法）
本実施形態に係る映像処理方法の流れを、図７を参照して説明する。図７は、映像処理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、取得部５は、ＨＤＲ信号を取得する（ステップＳ２０）。取得部５は、ＨＤＲ信号が含むＭＡＸ ＣＬＬを判定部６に供給する。また、取得部５は、ＨＤＲ信号が示す各画素が取る階調値を変換部８に供給する。

次に、判定部６は、取得部５から供給されたＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。

判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、ステップＳ２２に進む。判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベル以下であると判定した場合（ステップＳ２１のＮＯ）、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２２において、切替部７は、変換部８に用いられる変換関数を、表示モードに応じた変換関数に切り替える。ここにおける表示モードについては後述する。

ステップＳ２１のＮＯを経てステップＳ２３に進んだ場合、ステップＳ２３において、変換部８は、映像信号の映像フォーマットに従う変換関数（例えば、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数）を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

ステップＳ２１のＹＥＳおよびステップＳ２２を経てステップＳ２３に進んだ場合、ステップＳ２３において、変換部８は、切替部７が切り替えた変換関数を用いて、映像信号が示す階調値と輝度値との変換を実行し、変換後の輝度値を制御部３に供給する。

次に、制御部３は、表示パネル４を構成する各画素の輝度を、変換部８が変換した後の輝度値に制御する（ステップＳ２４）。

（表示モード）
上述の表示モードについて、以下で、いくつかの例を挙げて詳細に説明する。例えば、切替部７は、放送波またはＨＤＭＩなどの映像信号が含む表示モードに関する情報（ジャンル情報）を参照することにより、表示モードを設定する。または、別の例では、実施形態２で説明したように、受付部１２が使用者から所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける際に、それと共に、表示モードの選択を受け付ける。

次に、表示モードに応じた変換関数による、階調値と輝度値との変換について、図８を参照して説明する。図８は、切替部７が切り替える前の変換関数による階調値と輝度値との変換、および、切替部７が切り替えた後の、表示モードに応じた変換関数による階調値と輝度値との変換を示すグラフである。

図８の（ａ）および（ｂ）において、横軸は、映像信号が示す変換前の階調値を表しており、縦軸は、変換後の輝度値を表している。また、点線は、切替部７が切り替える前の変換関数による階調値と輝度値との変換を示すＰＱカーブである。また、実線は、切替部７が切り替えた後の、表示モードに応じた変換関数による階調値と輝度値との変換を示すカーブである。なお、図８の（ａ）および（ｂ）において、映像信号が示す階調値に対応する輝度値の範囲の上限は、１０００ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ²）である。

図８の（ａ）における表示モードは、輝度重視の店頭モードである。図８の（ａ）の実線が示すように、店頭モードに応じた変換関数によって階調値と輝度値とを変換すると、１ｎｉｔから１０００ｎｉｔまでの輝度値は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数によって変換された輝度値よりも高くなる。従って、このように、店頭モードに応じた変換関数によって変換された輝度値で表示された映像は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数によって変換された輝度値で表示された映像よりも明るくなる。

また、図８の（ｂ）における表示モードは、忠実度重視の映画モードである。図８の（ｂ）の実線が示すように、映画モードに応じた変換関数によって階調値と輝度値とを変換すると、変換後の輝度値は、最大の輝度値近傍および最小の輝度値近傍以外において、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数によって変換された輝度値とほぼ同じ値となる。従って、このように、映画モードに応じた変換関数によって変換された輝度値で表示された映像は、ＳＭＰＴＥ−ＳＴ２０８４に従う変換関数によって変換された輝度値で表示された映像と同様に、コンテンツにおける明るさに忠実になる。

（実施形態３のまとめ）
以上のように、本実施形態に係る映像処理方法では、変換関数を、表示モードに応じた変換関数に切り替える。これにより、表示モードに応じた輝度で映像を表示することができる。
〔実施形態４〕
本発明の第４の実施形態について、以下で詳細に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態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。

（映像処理装置２１）
本実施形態に係る映像処理装置２１について、図９を参照して説明する。本実施形態に係る映像処理装置２１は、第１の映像フォーマット（本実施形態では、ＳＤＲ信号が従う映像フォーマット）よりも輝度範囲の広い第２の映像フォーマットに従う映像信号（本実施形態では、ＨＤＲ信号）において各画素が取る階調値を変換する。

図９は、本実施形態に係る映像処理装置２１を備えた表示装置２０の構成を示すブロック図である。図９が示すように、本実施形態に係る映像処理装置２１は、実施形態１に係る映像処理装置２において、切替部７の代わりに、設定部２２を備えている。

本実施形態に係る変換部８は、第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値のうち、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、第１の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値に変換する。

本実施形態に係る判定部６は、第２の映像フォーマットに従う映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する。

設定部２２は、最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する。

（映像処理方法）
本実施形態に係る映像処理装置２１を備えている表示装置２０により実行される映像処理方法の流れを、図１０を参照して説明する。図１０は、映像処理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。

本実施形態に係る映像処理装置２１を備えている表示装置２０は、以下に説明するステップＳ３０〜Ｓ３５を実行することによって、映像処理を行う。

まず、取得部５は、ＨＤＲ信号を取得する（ステップＳ３０）。取得部５は、ＨＤＲ信号が含むＭＡＸ ＣＬＬを判定部６に供給する。また、取得部５は、ＨＤＲ信号が示す各画素が取る階調値を変換部８に供給する。

次に、判定部６は、取得部５から供給されたＭＡＸ ＣＬＬが、所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。

判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、ステップＳ３２に進む。判定部６が、ＭＡＸ ＣＬＬが所定の最大輝度レベル以下であると判定した場合（ステップＳ３１のＮＯ）、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３２において、設定部２２は、受付部１２から供給された所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する。設定部２２によって、より高い値に設定された所定の最大輝度レベルの値の例として、上記のＭＡＸ ＣＬＬ等が挙げられる。また、別の例では、設定部２２は、映像信号において各フレーム又は各シーンを構成する各画素が取る階調値に対応する輝度レベルの最大値を検出し、所定の最大輝度レベルを当該輝度レベルの最大値に設定する。

ステップＳ３１のＮＯを経てステップＳ３２に進んだ場合、ステップＳ３３において、変換部８は、取得部５から供給されたＨＤＲ信号において各画素が取る階調値のうち、元々の所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、ＳＤＲ信号において各画素が取る階調値に変換する。

ステップＳ３１のＮＯを経てステップＳ３２に進んだ場合、ステップＳ３３において、変換部８は、取得部５から供給されたＨＤＲ信号において各画素が取る階調値のうち、設定部２２が新たに設定した所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、ＳＤＲ信号において各画素が取る階調値に変換する。

上述のステップＳ３３における変換のために、変換部８は、ＨＤＲ信号用において各画素が取り得る階調値のうち、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルｙに対応する階調値ｘを、ＳＤＲ信号用のＥＯＴＦ（変換関数）の定義域内の各階調値Ｘに対応させるマッピングを用いる。より具体的に言うと、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルｙに対応する階調値ｘを、ＳＤＲ信号用のＥＯＴＦにおいて輝度レベルＹ＝（ＭＡＸ＿Ｙ／ＭＡＸ＿ｙ）ｙに対応する階調値Ｘに対応させるマッピングを用いる。ここで、ＭＡＸ＿ｙは、所定の最大輝度レベルを表し、ＭＡＸ＿Ｙは、ＳＤＲ信号用のＥＯＴＦの値域の最大値（表示装置２０の最大輝度レベルに相当）を表す。

ステップＳ３３の次に、変換部８は、処理対象フレームを構成する各画素が取る変換後の階調値を輝度値に変換する（ステップＳ３４）。この変換のために、変換部８は、ＳＤＲ用のＥＯＴＦ、例えば、γ２．２相当のＥＯＴＦを用いる。そして、変換部８は、変換した輝度値を制御部３に供給する。

次に、制御部３は、表示パネル４を構成する各画素の輝度を、変換部８が変換した後の輝度値に制御する（ステップＳ３５）。

以上のように、本実施形態に係る映像処理方法では、第２の映像フォーマットに従う映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する。これにより、映像信号の最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きい場合にのみ、所定の最大輝度レベルを切り替えるため、シーンチェンジまたはピーク輝度の変化が頻繁なコンテンツにおいても、映像にフリッカが生じることを抑制しつつ、異なる映像フォーマット間で階調値を変換することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
映像処理装置２、１１および２１の制御ブロック（特に判定部６、切替部７、受付部１２および設定部２２）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、映像処理装置２、１１および２１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、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（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（または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、本発明の一実施形態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、本発明の一実施形態は、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に係る映像処理装置（２、１１）は、映像信号が示す階調値から輝度値を設定する変換手段を複数有し、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて、上記変換手段を切り替える切替部（７）を備えている。

上記の構成によれば、映像信号の最大輝度レベルに応じて、変換手段を切り替えることができるため、輝度を調整する技術において、映像信号に応じたより適切な輝度で映像を表示することができる。

本発明の態様２に係る映像処理装置（２、１１）は、上記態様１において、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定部（６）をさらに備え、上記変換手段は、変換関数による階調値と輝度値との変換関数であり、上記切替部は、上記判定部が、上記最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記変換関数を切り替える。

上記の構成によれば、映像信号の最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きい場合にのみ、変換関数を切り替えるため、シーンチェンジまたはピーク輝度の変化が頻繁なコンテンツにおいても、映像にフリッカが生じることを抑制しつつ、トーンマッピングを切り替えることができる。

本発明の態様３に係る映像処理装置（２、１１）は、上記態様２において、上記切替部は、上記変換関数を、上記映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が上記所定の最大輝度レベルの値になるように階調値と輝度値とを変換する変換関数に、切り替えてもよい。

上記の構成によれば、所定の最大輝度レベルに応じた最大輝度で映像を表示することができる。

本発明の態様４に係る映像処理装置（１１）は、上記態様２または３において、使用者による、上記所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける受付部（１２）をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、所定の最大輝度レベルを所望の値に設定することができる。

本発明の態様５に係る映像処理装置（２、１１）は、上記態様２〜４において、上記切替部は、上記変換関数を、表示モードに応じた変換関数に切り替えてもよい。

上記の構成によれば、これにより、表示モードに応じた輝度で映像を表示することができる。

本発明の態様６に係る映像処理装置（２１）は、第１の映像フォーマットよりも輝度範囲の広い第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値を変換する映像処理装置であって、上記第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値のうち、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、上記第１の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値に変換する変換部（８）と、上記第２の映像フォーマットに従う映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定部（６）と、上記判定部が、上記最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する設定部（２２）と、を備えている。

上記の構成によれば、映像信号の最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きい場合にのみ、所定の最大輝度レベルを切り替えるため、シーンチェンジまたはピーク輝度の変化が頻繁なコンテンツにおいても、映像にフリッカが生じることを抑制しつつ、異なる映像フォーマット間で階調値を変換することができる。

本発明の態様７に係る表示装置（１、１０、２０）は、上記態様１〜６に記載の映像処理装置を備えている。

上記の構成によれば、上記映像処理装置が上記各態様において奏する効果を上記表示装置において得ることができる。

本発明の態様８に係る映像処理方法は、映像信号が示す階調値から輝度値を設定する複数の変換手段のうちで、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて上記変換手段を切り替える切替ステップを含んでいる。

上記の構成によれば、上記態様１の映像処理装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の各態様に係る映像処理装置は、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処理装置が備える各部（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処理装置をコンピュータにて実現させる映像処理装置の制御プログラム、および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。

本発明の一実施形態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一実施形態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、１０、２０ 表示装置
２、１１、２１ 映像処理装置
３ 制御部
４ 表示パネル
５ 取得部
６ 判定部
７ 切替部
８ 変換部
１２ 受付部
２２ 設定部

Claims (8)

1. 映像信号が示す階調値から輝度値を設定する変換手段を複数有し、
   上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて、上記変換手段を切り替える切替部と、
   上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定部と、を備え、
   上記変換手段は、変換関数による階調値と輝度値との変換関数であり、
   上記切替部は、上記判定部が、上記最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記変換関数を、上記映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が上記所定の最大輝度レベルの値になるように階調値と輝度値とを変換する変換関数に、切り替えることを特徴とする、映像処理装置。
2. 使用者による、上記所定の最大輝度レベルの更新指示を受け付ける受付部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の映像処理装置。
3. 上記切替部は、上記変換関数を、表示モードに応じた変換関数に切り替えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の映像処理装置。
4. 第１の映像フォーマットよりも輝度範囲の広い第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値を変換する映像処理装置であって、
   上記第２の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値のうち、所定の最大輝度レベル以下の各輝度レベルに対応する階調値を、上記第１の映像フォーマットに従う映像信号において各画素が取る階調値に変換する変換部と、
   上記第２の映像フォーマットに従う映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定部と、
   上記判定部が、上記最大輝度レベルが上記所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記所定の最大輝度レベルを、より高い値に設定する設定部と、を備えていることを特徴とする、映像処理装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の映像処理装置を備えているテレビジョン受像機。
6. 映像信号が示す階調値から輝度値を設定する複数の変換手段のうちで、上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報に応じて上記変換手段を切り替える切替ステップと、
   上記映像信号の最大輝度レベルに関する情報を参照し、当該最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいか否かを判定する判定ステップと、を含み、
   上記変換手段は、変換関数による階調値と輝度値との変換関数であり、
   上記切替ステップでは、上記判定ステップで上記最大輝度レベルが所定の最大輝度レベルよりも大きいと判定した場合に、上記変換関数を、上記映像信号が示す最大の階調値に対応する輝度値が上記所定の最大輝度レベルの値になるように階調値と輝度値とを変換する変換関数に、切り替えることを特徴とする、映像処理方法。
7. 請求項１に記載の映像処理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、上記切替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。
8. 請求項７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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