JP6682322B2 - 階調値変換装置、テレビジョン受像機、階調値変換方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

階調値変換装置、テレビジョン受像機、階調値変換方法、制御プログラム、および記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、HDR信号の階調値を変換する階調値変換装置等に関する。
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)の多いHDR(High Dynamic Range)信号が注目を集めている。HDR信号を用いることより、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。
SDR信号は、γ2.2相当等のEOTF(Electro-Optical Transfer Function)を有する再生環境(以下、「SDR環境」と記載)での再生を前提として製作されているのに対して、HDR信号は、SMPTE−ST2084(以下、「ST2084」と略記)等のEOTFを有する再生環境(以下、「HDR環境」と記載)での再生を前提として製作されている。このため、SDR環境でHDR信号を再生すると、得られる映像の輝度が製作者の意図した輝度と異なってしまう。
このような問題を回避するための方法としては、例えば、SDR環境でHDR信号を表示する前に、HDR信号で各画素が取る階調値を、HDR環境において作成者の意図した輝度に対応する第1の階調値から、SDR環境において作成者の意図した輝度に対応する第2の階調値に変換することなどが考えられる。例えば、HDR環境におけるEOTFをf、SDR環境におけるEOTFをgとすると、この変換は、第1の階調値xを、第2の階調値y=g−1(f(x))に対応させるマッピングとなる。
再生環境のEOTFまたはガンマカーブに関連する技術を開示した文献としては、特許文献1には、入力画像に基づきバックライトの輝度設定値を算出するバックライト輝度設定値推定部と、液晶パネルに入射するバックライト輝度分布に応じて、液晶の透過率を補正する信号補正部と、を備える画像表示装置が開示されている。ここで、信号補正部は、入力画像のRGB各サブピクセルの階調値の比率を保持して液晶の透過率を補正している。
特開2010−164851号公報(2010年7月29日公開)
上述したように、SDR信号の階調数は、HDR信号の階調数よりも少ない。したがって、HDR信号で各画素が取る階調値を変換する際に、HDR信号用のEOTFの定義域全体をSDR信号用のEOTFの定義域にマッピングしようとすると、階調値の縮退(異なる階調値が同一の階調値にマッピングされることを指す)が生じることがある。特に、SMPTE−ST2084等のHDR用のEOTFでは、暗部における僅かな明暗の違いを表現するべく、単位輝度差あたり階調数が低輝度領域において特に大きくなっている。このため、このようなマッピングによりHDR信号で各画素が取る階調値を変換すると、低輝度領域において階調値の縮退が生じ易い。
このような問題を解決するための方法としては、HDR信号用のEOTFの定義域のうち、コンテンツの最大輝度レベル以下の輝度レベルに対応する範囲を、SDR信号用のEOTFの定義域にマッピングする方法が考えられる。HDR信号で各画素は10000cd/m以下の輝度に対応する階調値を取り得るが、これらの階調値の全部が実際のコンテンツで使われるわけではない。このため、このようなマッピングによりHDR信号で各画素が取る画素値を変換すれば、SDR環境での再生映像における輝度のダイナミックレンジを狭めることなく、黒つぶれの発生を抑制することができる。なお、HDR信号には、MAX_CLL(Maximum Content Light Level)と呼ばれる、コンテンツの最大輝度を表すメタデータが含まれている。コンテンツの最大輝度は、このメタデータを参照することにより特定することが可能である。
しかしながら、コンテンツによっては、実際の最大輝度とは異なった値のMAX_CLLがHDR信号に含まれている場合もあるし、MAX_CLLがHDR信号に含まれていない場合があり、上述のマッピングを、実際の最大輝度に即して実行することができないという問題がある。
また、従来技術では、テレビ内の映像データの処理手順として、まず、HDR信号における、MAX_CLL以下の輝度に対応する階調値を、SDR信号の各画素が取り得る階調値に変換し、その後、各映像パラメータを調整するために、変換後の階調値のヒストグラムを計測する。ここで、階調値を変換した後に、ヒストグラムを計測する理由としては、実際の表示画像の輝度の範囲に対応した階調値によってヒストグラムをとることができ、より効率的な計測が可能となるためである。また、階調値を変換した後に、ヒストグラムを計測するもう1つの理由としては、ヒストグラムの計測では、階調値の範囲に対応するようにヒストグラムの区分を設定しており、階調値の範囲を限定することができれば、ヒストグラムのビンを減らすことができ、情報の処理量を削減できるためである。
そして、上述のマッピングを、実際の最大輝度に即して実行することができないという問題を解決するために、このヒストグラムを計測する技術において、ヒストグラムを参照して実際の最大輝度を計測し、MAX_CLLの誤りを確認または検出する方法も検討された。しかし、MAX_CLL以上の輝度に対応する階調値は、上述の変換で切り取られているため、MAX_CLL以上の値の最大輝度に対応する階調値を検出することができないという問題がある。この問題を、図5を用いて説明する。図5の(A)は、変換後の輝度値Yと階調値Xとの関係(SDR信号用のEOTF)を表すグラフである。図5の(B)は、変換後の階調値のヒストグラムを示す。図5(A)が示すように、MAX_CLL(aが示す値)以上の輝度に対応する階調値は、すべて、1023に設定され、図5(B)が示すように、変換後の階調値のヒストグラムでは、すべて、1023のビンとして計測される。つまり、MAX_CLL以上の輝度に対応する階調値は、変換後では検出することができない。
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、HDR信号の各画素が取る階調値を、SDR信号の各画素が取り得る階調値に変換し、変換後の階調値によってヒストグラムを計測する技術において、MAX_CLL以上の値の最大輝度に対応する階調値を検出し、実際の最大輝度に即して階調値を効率的に変換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階調値変換装置は、最大輝度レベルを設定する設定部と、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の各画素が取る階調値について、上記設定部が設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換部と、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測部とを備え、上記設定部は、上記最大輝度レベルの値が上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新する。
また、本発明の一態様に係る階調値変換方法は、最大輝度レベルを設定する設定工程と、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の各画素が取る階調値について、上記設定工程で設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換工程と、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測工程とを包含し、上記設定工程では、上記最大輝度レベルの値が上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新する。
本発明によれば、HDR信号の各画素が取る階調値を、SDR信号の各画素が取り得る階調値に変換し、変換後の階調値によってヒストグラムを計測する技術において、MAX_CLL以上の値の最大輝度に対応する階調値を検出し、実際の最大輝度に即して階調値を効率的に変換することができる。
本発明の実施形態1〜3に係る階調値変換装置を備えた表示装置の構成を示すブロック図である。 上記表示装置の外観を示す図である。 本発明の実施形態1〜3に係る階調値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1〜3に係る階調値変換方法を説明するための図である。 従来技術における階調値変換方法を説明するための図である。
〔実施形態1〕
(表示装置1)
本発明の第1の実施形態に係る階調値変換装置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、本実施形態に係る階調値変換装置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、階調値変換装置2、パネル制御部7、および表示パネル8を備えている。なお、表示装置1を備えたテレビジョン受像機も本明細書に記載された発明に含まれる。
(階調値変換装置2)
階調値変換装置2は、HDR信号(第2のフォーマットに従う映像信号)の各画素の階調値を変換する装置であり、映像データ取得部3、設定部4、階調値変換部5、およびヒストグラム計測部6を備えている。映像データ取得部3は、HDR信号を取得する。なお、映像データ取得部3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)およびCVBS(Composite Video, Blanking, and Sync:コンポジット映像信号)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等がメタデータとして含まれる。設定部4は、後述する最大輝度レベルを設定する。階調値変換部5は、HDR信号の各画素が取る階調値において、設定部4が設定した最大輝度レベル以下の輝度に対応する階調値を、SDR信号(第1のフォーマットに従う映像信号)の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換する。この際、階調値変換部5は、HDR信号において各画素が取り得る階調値のうち、設定部4が設定した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信号用のEOTFの定義域内の各階調値に対応させるマッピングが用いられる。なお、上述の第2の映像フォーマットは、上述の第1の映像フォーマットよりも輝度範囲が広い。
また、階調値変換部5は、HDR信号の各画素が取る階調値において、最大輝度レベルより高い輝度に対して、それぞれ第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る。ヒストグラム計測部6は、上記の第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測する。また、設定部4は、最大輝度レベルが、ヒストグラム計測部6が計測した最大階調値に対応する輝度の値となるように、最大輝度レベルを更新する。
(その他の部材)
パネル制御部7は、表示パネル8の各画素の輝度を、SDR用のEOTFにおいて階調値変換部5が得た階調値に対応する輝度値に制御する。これにより、HDR信号が表す映像が本来の輝度で表示パネル8に表示される。表示パネル8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、およびプラズマディスプレイ等が挙げられる。
(階調値変換方法)
本実施形態に係る階調値変換装置2により実行される階調値変換処理の流れを、図3および図4を参照して説明する。図3は、階調値変換処理の流れを示すフローチャートである。図4は、階調値変換処理と変換後の階調値によるヒストグラムとを説明するための図である。
本実施形態に係る階調値変換装置2は、以下に説明するステップS0〜S6をフレーム毎に実行することによって、HDR信号の各画素の階調値を、SDR信号の各画素が取り得る階調値に変換する。
まず、映像データ取得部3は、HDR信号を取得する(ステップS0)。映像データ取得部3は、取得したHDR信号において処理対象フレームを構成する各画素が取る階調値を設定部4および階調値変換部5に供給する。
次に、設定部4は、最大輝度レベルを設定する(ステップS1)。ここで、ステップS0において映像データ取得部3がHDR信号を取得し始めてから、ステップS1の処理が1回目の処理である場合、設定部4が最大輝度レベルの値を設定するときに、HDR信号がメタデータとして含む上述のMAX_CLLの値を参照する。
例えば、MAX_CLLが0の値である場合、つまり、MAX_CLLの値が定まっていない場合、設定部4は、最大輝度レベルの値を、ST2084のEOTFにおける最大輝度である10000nitsに設定する。または、MAX_CLLが1〜1000の値である場合、当該値は、MAX_CLLとしては小さすぎるため、設定部4は、当該値を実際の最大輝度とは異なる値と判断し、最大輝度レベルの値を、MAX_CLL以上の値である1000nitsに設定する。または、MAX_CLLが1001〜10000の値である場合、設定部4は、当該値が実際の最大輝度を示しているものと判断し、最大輝度レベルの値を、当該MAX_CLLの値に設定する。
または、MAX_CLLが10001〜65535の値である場合、当該値は、ST2084のEOTFにおける最大輝度である10000nitsより大きい値であるため、設定部4は、当該値を誤った値であると判断し、最大輝度レベルの値を、10000nitsに設定する。また、ステップS0において映像データ取得部3がHDR信号を取得し始めてから、ステップS1の処理が二回目以降の処理である場合については後述する。
次に、階調値変換部5は、処理対象フレームを構成する各画素が取る階調値を映像データ取得部3から取得し、当該階調値において、設定部4が設定した最大輝度レベル以下の輝度に対応する階調値を、SDR信号の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る(ステップS2)。
具体的には、この変換のために、階調値変換部5は、最大輝度レベルを設定部4から取得し、HDR信号の各画素が取る階調値のうち、取得した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、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において輝度値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、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(表示装置の最大輝度レベルに相当)を表す。
図4の(A)は、変換後の輝度値Yと階調値Xとの関係(SDR信号用のEOTF)を表すグラフである。図4の(A)が示すように、最大輝度レベルa以下の輝度値と、これに対応する階調値(最大階調値レベルb以下の値)とは、ガンマ2.2の曲線を形成している。一方で、最大輝度レベルaより大きい輝度値と、最大階調値レベルbより大きい階調値とは、直線(図4の(A)では点線で示す)を形成している。
図4の(A)では、最大輝度レベルaより大きい輝度値と、最大階調値レベルbより大きい階調値とは、線形の関係を示しているが、階調値変換部5が最大輝度レベルより高い輝度値に対して割り振る階調値の値は、任意の値であってよい。例えば、階調値変換部5は、1000nitsの輝度値に対して、1020の階調値を割り振る。また、階調値変換部5は、1001〜2000nitsの輝度値に対して、一定の1021の階調値を割り振る。
また、階調値変換部5は、2001〜4000nitsの輝度値に対して、一定の1022の階調値を割り振る。また、階調値変換部5は、4000〜10000nitsの輝度値に対して、一定の1023の階調値を割り振ってもよい。そして、階調値変換部5は、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する変換後の階調値をパネル制御部7に供給し、当該変換後の階調値と、最大輝度レベルより大きい輝度値に対応する割り振られた階調値とを、ヒストグラム計測部6に供給する。
そして、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する変換後の階調値を取得したパネル制御部7は、当該階調値を輝度値に変換する(ステップS5)。この変換のために、パネル制御部7は、SDR用のEOTF、例えば、γ2.2相当のEOTFを用いる。この変換は、トーンマッピングとも呼ばれ、この変換における階調値と輝度値との対応関係は、トーンカーブとも呼ばれる。パネル制御部7は、表示パネル8を構成する各画素の輝度を、トーンマッピングにより得られた輝度値に制御する。これにより、処理対象フレームが表示パネル8に表示される(ステップS6)。
一方、ステップS2において階調値変換部5が変換した階調値である、SDR信号の各画素が取り得る第1の階調範囲の階調値と、階調値変換部5が割り振った第2の階調範囲の階調値とを取得したヒストグラム計測部6は、これらの階調値のヒストグラムから最大階調値を計測する(ステップS3)。なお、ヒストグラム計測部6は、階調値変換部5がステップS2を実行するたびにステップS3の工程を実行する。そのため、階調値変換部5は、HDR信号の各画素によって構成されるフレームごとに、ステップS2を実行することになる。図4の(B)は、階調値変換部5による変換後の階調値のヒストグラムを示す。
上述のステップS2において、最大輝度レベルより高い輝度値に対してそれぞれ第2の階調範囲の階調値を割り振ったため、図4の(A)の領域Rにおける階調値が、ヒストグラムに反映され、最大階調値レベルc以下の階調値のみならず、最大階調値レベルcより大きい階調値も、領域Rにおいて検出することができる(図4の(B)では、最大階調値レベルcより大きい階調値が存在しない場合における例を示す。)。ヒストグラム計測部6は、このようにして検出した階調値が含まれるヒストグラムのビンのうちで、最も大きい値のビンの階調値(最大階調値)を計測する。そして、ヒストグラム計測部6は、計測した最大階調値を設定部4に供給する。
次に、設定部4は、ヒストグラム計測部6が計測した最大階調値に対応する輝度の値に、最大輝度レベルの値がなるように、最大輝度レベルを更新する(S4)。なお、設定部4は、ヒストグラム計測部6がステップS3を実行するたびにステップS4の工程を実行する。そのため、設定部4は、HDR信号の各画素によって構成されるフレームごとに、ステップS4を実行することになる。また、設定部4は、更新した最大輝度レベルを階調値変換部5に供給する。
次に、S2のステップに戻り、階調値変換部5は、処理対象フレームを構成する各画素が取る階調値を映像データ取得部3から取得し、当該階調値において、設定部4が更新した最大輝度レベル以下の輝度に対応する階調値を、SDR信号の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る。そして、階調値変換部5は、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する変換後の階調値をパネル制御部7に供給し、当該変換後の第1の階調範囲の階調値と、最大輝度レベルより大きい輝度値に対応する割り振られた第2の階調範囲の階調値とを、ヒストグラム計測部6に供給する。
そして、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する変換後の階調値を取得したパネル制御部7は、S5のステップを再度実行し、表示パネル8は、S6のステップを再度実行する。一方、ステップS2において階調値変換部5が変換した階調値である、SDR信号の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値と、階調値変換部5が割り振った第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値とを取得したヒストグラム計測部6は、再度、S3のステップを実行し、設定部4階調値変換部5は、再度、S4のステップを実行する。
このように、S4、S2およびS3と続くステップは繰り返され、その都度、設定部4は、最大輝度レベルを更新する。そして、設定部4が更新した最大輝度レベルに基づいて、S2、S5およびS6と続くステップは繰り返され、その都度、処理対象フレームが表示パネル8に表示される。
以上のように、本実施形態に係る階調値変換処理では、HDR信号用のEOTFの定義域のうち、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する範囲をSDR信号用のEOTFの定義域に対応付けるマッピングを行い、最大輝度レベルより大きい輝度値に対して、それぞれ第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る。これにより、割り振られた階調値のヒストグラムから、MAX_CLL以上の値の最大輝度に対応する階調値を検出することができ、当該階調値を最大輝度レベルに設定することもできるため、実際の最大輝度に即して効率的に階調値を変換することができる。
〔実施形態2〕
実施形態1では、階調値変換処理を、HDR信号の各画素によって構成されるフレーム毎に実行し、各フレームを構成する各画素が取る階調値のヒストグラムから最大階調値を求め、当該最大階調値に対応する輝度値を最大輝度レベルとして更新する構成について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、レコーダ等に記録されたHDR信号を再生する場合には、階調値変換処理をシーン毎に実行し、各シーンを構成する各画素が取る階調値のヒストグラムから最大階調値を求め、当該最大階調値に対応する輝度値を最大輝度レベルとして更新する構成を採用することも可能である。この場合、処理対象シーンを構成する最初のフレームの階調値変換を開始する前に、処理対象シーンを構成する全てのフレームを構成する画素が取る階調値のヒストグラムから最大階調値を求め、当該最大階調値を最大輝度レベルに設定することになる。
また、各フレームを構成する各画素が取る階調値のヒストグラムから最大階調値を求め、当該最大階調値に対応する輝度値を最大輝度レベルとして更新する構成の代わりに、各フレームを構成する各画素が取る階調値のヒストグラムから最大階調値を求め、当該最大階調値の時間平均値を最大輝度レベルとする構成を採用してもよい。これにより、各フレームを構成する各画素が取る階調値のヒストグラムにおける最大階調値そのものを、最大輝度レベルとする構成を採用した場合に生じ得る画面のちらつきを効果的に抑制することが可能である。なお、各フレームにおいて求められた最大階調値の時間平均値の算出にあたっては、例えば公知の時間平均フィルタなどを用いればよい。
〔実施形態3〕
階調値変換装置2の制御ブロック(特に映像データ取得部3、設定部4、階調値変換部5およびヒストグラム計測部6)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、階調値変換装置2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に係る階調値変換装置(2)は、最大輝度レベルを設定する設定部(4)と、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の各画素が取る階調値について、上記設定部(4)が設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換部(5)と、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測部(6)とを備え、上記設定部(4)は、上記最大輝度レベルの値が上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新する。
上記の構成によれば、第2の映像フォーマットに従う映像信号用のEOTFの定義域のうち、最大輝度レベル以下の輝度値に対応する範囲を第1の映像フォーマットに従う映像信号用のEOTFの定義域に対応付けるマッピングを行い、最大輝度レベルより大きい輝度値に対して、それぞれ第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る。これにより、割り振られた階調値のヒストグラムから、MAX_CLL以上の値の最大輝度に対応する階調値を検出することができ、当該階調値を最大輝度レベルに設定することもできるため、実際の最大輝度に即して効率的に階調値を変換することができる。
本発明の態様2に係る階調値変換装置(2)は、上記態様1において、上記第1の映像フォーマットに従う映像信号は、EOTFがγ2.2相当の映像信号であり、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号は、EOTFがSMPTE−ST2084である映像信号である。
上記の構成によれば、上記態様1の階調値変換装置において、上記映像信号がHDR信号であるときに、SDR再生環境における映像の表示品位を向上することができる。
本発明の態様3に係る階調値変換装置(2)は、上記態様1または2において、上記ヒストグラム計測部(6)は、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号の各画素によって構成されるフレームまたはシーンごとに、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測し、上記設定部(4)は、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号の各画素によって構成されるフレームまたはシーンごとに、上記最大輝度レベルの値が上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新する。
上記の構成によれば、1フレーム毎または1シーン毎の輝度情報を参照して、最大輝度レベルを設定することによって、映像信号が含む階調値に即して、効率的に階調値を変換することができる。
本発明の態様4に係る表示装置(1)は、上記態様1〜3の何れか1項に記載の階調値変換装置(2)を備えている。
上記の構成によれば、上記階調値変換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5に係る階調値変換方法は、最大輝度レベルを設定する設定工程と、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の各画素が取る階調値について、上記設定工程で設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換工程と、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測工程とを包含し、上記設定工程では、上記最大輝度レベルの値が上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新する。
上記の構成によれば、上記態様1の階調値変換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表示装置(1)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表示装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記表示装置をコンピュータにて実現させる表示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 表示装置
2 階調値変換装置
3 映像データ取得部
4 設定部
5 階調値変換部
6 ヒストグラム計測部
7 パネル制御部
8 表示パネル

Claims (7)

  1. 最大輝度レベルを設定する設定部と、
    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の各画素が取る階調値について、上記設定部が設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換部と、
    上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測部とを備え、
    上記設定部は、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号の各画素によって構成されるフレームまたはシーンごとに、上記最大輝度レベルの値が当該フレームまたはシーンの上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新し、
    各シーンは複数のフレームから構成されることを特徴とする、階調値変換装置。
  2. 上記第1の映像フォーマットに従う映像信号は、EOTFがγ2.2相当の映像信号であり、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号は、EOTFがSMPTE−ST2084である映像信号であることを特徴とする請求項1に記載の階調値変換装置。
  3. 上記ヒストグラム計測部は、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号の各画素によって構成されるフレームまたはシーンごとに、上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測することを特徴とする請求項1または2に記載の階調値変換装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の階調値変換装置を備えているテレビジョン受像機。
  5. 最大輝度レベルを設定する設定工程と、
    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の各画素が取る階調値について、上記設定工程で設定した最大輝度レベル以下の輝度値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の各画素が取り得る範囲である第1の階調範囲の階調値に変換し、上記最大輝度レベルより高い輝度値に対して、それぞれ上記第1の階調範囲以外の第2の階調範囲の階調値を割り振る階調値変換工程と、
    上記第1の階調範囲の階調値と上記第2の階調範囲の階調値とのヒストグラムから、最大階調値を計測するヒストグラム計測工程とを包含し、
    上記設定工程では、上記第2の映像フォーマットに従う映像信号の各画素によって構成されるフレームまたはシーンごとに、上記最大輝度レベルの値が当該フレームまたはシーンの上記最大階調値に対応する輝度値となるように、上記最大輝度レベルを更新し、
    各シーンは複数のフレームから構成されることを特徴とする、階調値変換方法。
  6. 請求項1に記載の階調値変換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、上記設定部、上記階調値変換部および上記ヒストグラム計測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。
  7. 請求項6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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