JP6573237B2 - 表示装置、変換装置、表示方法、および、コンピュータプログラム - Google Patents
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Description
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、以下の課題が生じることを見出した。
本開示は、輝度範囲が高い高輝度信号であるHDR(High Dynamic Range)信号を、最大輝度値が100nitである輝度範囲の通常輝度信号であるSDR(Standard Dynamic Range)信号に対応したTV、プロジェクタ、タブレット、スマートフォン等のディスプレイ装置で表示させるための画像変換・再生方法、装置に関する。
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。
図2は、コンテンツに新たな映像表現を導入するときの、映像制作、配信方式、および表示装置の関係について説明するための図である。
ユーザが新たな映像表現に対応したコンテンツ(例えば、高輝度映像コンテンツ(HDRコンテンツ))を家庭内で楽しむためには、HDR対応配信方式およびHDR対応表示装置の両方を新たに導入する必要がある。つまり、新たな映像表現に対応したコンテンツを家庭内で楽しむためには、ユーザは、新たな映像表現に対応した配信方式および表示装置を用意する必要がある。このことは、SDの映像からHDの映像、HDの映像から3Dの映像、HDの映像からUHD(4K)の映像に代わったときのような新たな映像表現が導入された場合にも避けることができなかった。
SDRに対応した映像の表示(以下、「SDR表示」という。)のみに対応したTV(以下、「SDRTV」という。)は、通常、輝度値が100nitまでの入力信号が入力される。このため、SDRTVは、その表示能力が100nitであれば入力信号の輝度値を表現するのに十分である。しかし、SDRTVは、実際は、視聴環境(暗い部屋:シネマモード、明るい部屋:ダイナミックモード等)に合わせて、最適な輝度値の映像を再生する機能を有し、200nit以上の映像表現が可能な能力を持っているものが多い。つまり、このようなSDRTVは、視聴環境に応じた表示モードを選択することで、表示能力の最大輝度(例えば、300nit)までの映像を表示できる。
HDR対応の放送、通信ネットワークを介した動画配信、あるいは、HDR対応のパッケージメディア(例えば、HDR対応のBlu−rayDisc)等の配信方式により配信された高輝度映像コンテンツ(以下、「HDRコンテンツ」または「HDR映像」ともいう。)は、HDR対応の再生装置(例えば、通信STB(Set Top Box)、Blu−ray機器、IPTV再生機器)を介して、SDRTVにより出力される場合が想定される。SDRTVでHDRコンテンツを再生する場合、SDRTVで映像が正しく表示できるように、HDRに対応するHDR信号を、100nitを最大値とするSDR輝度範囲のSDR信号に変換する「HDR→SDR変換」を実現する。これにより、SDRTVは、変換されたSDR信号を用いて、HDR映像から変換されることで得られたSDR映像の表示を行うことが可能となる(図5参照)。
Blu−rayディスク(BD)を用いてHDR信号をTVに送る場合、下記の図6Aおよび図6Bに示すように2つのケースが想定できる。図6Aは、HDR対応のBDに、HDRに対応したHDR信号のみが格納されているケース1について説明するための図である。図6Bは、HDR対応のBDにHDRに対応したHDR信号およびSDRに対応したSDR信号が格納されているケース2について説明するための図である。
以上のことからHDRの普及を促進するためには、HDRTVの普及を待たずに、HDRコンテンツや配信方式の事業化を推進できることが重要であると言える。このためには、既存のSDRTVで、HDR信号を、SDR映像としてではなく、HDR映像または、SDR映像よりもHDR映像に近づけた疑似HDR映像として視聴可能にすることができれば、ユーザは、HDRTVを買わなくても、SDR映像とは明らかに異なる、HDR映像に近いより高画質な映像を視聴できる。つまり、ユーザは、SDRTVで疑似HDR映像を視聴できれば、HDRTVを用意しなくてもHDRコンテンツやHDR配信機器を用意するだけで、SDR映像よりも高画質な映像を視聴することができるようになる。要するに、疑似HDR映像をSDRTVで視聴できるようにすることは、HDRコンテンツやHDR配信機器を購入するためのユーザの動機になり得る(図7参照)。
ここで、EOTFについて、図8Aおよび図8Bを用いて説明する。
図9は、コンテンツに格納される輝度信号のコード値の決定方法、および、再生時にコード値から輝度値を復元するプロセスの説明図である。
次に、疑似HDRの必要性について図10A〜図10Cを用いて説明する。
図11は、実施の形態の変換装置および表示装置の構成を示すブロック図である。図12は、実施の形態の変換装置および表示装置により行われる変換方法および表示方法を示すフローチャートである。
変換装置100が行う変換方法について、図12を用いて説明する。なお、変換方法は、以下で説明するステップS101〜ステップS104を含む。
次に、ステップS102の第1輝度変換(HPL→DPL)の詳細について、図13Aを用いて説明する。図13Aは、第1輝度変換の一例について説明するための図である。
次に、ステップS103の第2輝度変換(DPL→100〔nit〕)の詳細について、図14を用いて説明する。図14は、第2輝度変換について説明するための図である。
次に、ステップS105の表示設定の詳細について、図15を用いて説明する。図15は、表示設定の詳細な処理を示すフローチャートである。
次に、ステップS107の第3輝度変換(100→DPL〔nit〕)の詳細について、図16を用いて説明する。図16は、第3輝度変換について説明するための図である。
通常のSDRTVは入力信号が100nitであるが、視聴環境(暗い室:シネマモード、明るい部屋:ダイナミックモード等)に合わせて200nit以上の映像表現が可能な能力を持つ。しかし、SDRTVへの入力信号の輝度上限が100nitに決められていたため、その能力を直接つかうことはできなかった。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
S2 = 2000/10000
M = 750/10000
a = 0.023
b = S1 - a*ln(S1) = 0.112105
1. グラフィックスのEOTFをSDRのEOTFからHDRのEOTFに変換する。
2. EOTF変換後のグラフィックスをビデオと合成する。
3. 合成結果に対して、HPL→DPL変換を実施する。
1. グラフィックスのEOTFをSDRのEOTFからHDRのEOTFに変換する。
2. ビデオに対してHPL→DPL変換を実施する。
3. EOTF変換後のグラフィックスとDPL変換後のビデオとを合成する。
101 変換部
102 輝度変換部
103 逆輝度変換部
104 逆SDRのEOTF変換部
200 表示装置
201 表示設定部
202 SDRのEOTF変換部
203 輝度変換部
204 表示部
Claims (7)
- 第1の輝度範囲を有するビデオ信号を受信し、前記ビデオ信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するビデオリニア信号を生成する第1のEOTF変換部と、
第3の輝度範囲を有するグラフィックス信号を受信し、前記グラフィックス信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するグラフィックスリニア信号を生成する第2のEOTF変換部と、
前記ビデオリニア信号と前記グラフィックスリニア信号とを合成して前記第1の輝度範囲を有する合成信号を生成する合成部と、
前記合成信号の前記第1の輝度範囲を、前記第1の輝度範囲の最大値よりも小さくかつ前記第3の輝度範囲の最大値よりも大きい最大値を有する第2の輝度範囲に変換する輝度変換部と、
前記第2の輝度範囲に基づいて前記合成信号の表示を行う表示部と、
を有する表示装置。 - 前記グラフィックス信号は、字幕またはメニューを表示するための信号である、
請求項1記載の表示装置。 - 前記ビデオ信号は、前記第1の輝度範囲を有するHDR信号であり、
前記グラフィックス信号は、前記第3の輝度範囲を有するSDR信号である、
請求項1記載の表示装置。 - 第1の輝度範囲を有するビデオ信号を受信し、前記ビデオ信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するビデオリニア信号を生成する第1のEOTF変換部と、
第3の輝度範囲を有するグラフィックス信号を受信し、前記グラフィックス信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するグラフィックスリニア信号を生成する第2のEOTF変換部と、
前記ビデオリニア信号と前記グラフィックスリニア信号とを合成して前記第1の輝度範囲を有する合成信号を生成する合成部と、
前記合成信号の前記第1の輝度範囲を、前記第1の輝度範囲の最大値よりも小さくかつ前記第3の輝度範囲の最大値よりも大きい最大値を有する第2の輝度範囲に変換する輝度変換部と、
を有する変換装置。 - 第1の輝度範囲を有するビデオ信号を受信し、前記ビデオ信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するビデオリニア信号を生成する第1のEOTF変換ステップと、
第3の輝度範囲を有するグラフィックス信号を受信し、前記グラフィックス信号をEOTF(Electro−Optical Transfer Function)変換して前記第1の輝度範囲を有するグラフィックスリニア信号を生成する第2のEOTF変換ステップと、
前記ビデオリニア信号と前記グラフィックスリニア信号とを合成して前記第1の輝度範囲を有する合成信号を生成する合成ステップと、
前記合成信号の前記第1の輝度範囲を、前記第1の輝度範囲の最大値よりも小さくかつ前記第3の輝度範囲の最大値よりも大きい最大値を有する第2の輝度範囲に変換する輝度変換ステップと、
前記第2の輝度範囲に基づいて前記合成信号の表示を行う表示ステップと、
を有する表示方法。 - プログラム実行部及び記録媒体を備えるコンピュータにおいて、前記記録媒体に記録され、前記プログラム実行部が読み出し実行するコンピュータプログラムであって、
請求項5に記載の各ステップを前記プログラム実行部に実行させるコンピュータプログラム。 - 前記第2の輝度範囲は、前記表示部が表示する輝度範囲である、請求項1記載の表示装置。
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