JP6729055B2 - 映像処理装置、表示装置および映像処理方法 - Google Patents
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Description
このため、HDR表示装置に、最大輝度が10000nitに満たない映像を示すHDR映像情報が入力された場合、HDR表示装置の明るさレンジのうち、HDR映像情報の最大輝度から10000nitまでの輝度レンジに対応する明るさレンジ部分は使用されず、暗く、コントラストの低い映像が表示されてしまうという問題が生じる。
この態様によれば、映像の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように、拡大対象輝度レンジを拡大するので、映像の輝度レンジを拡大しない場合に比べて、映像を明るくでき、かつコントラストを高くできる。また、輝度関連情報に基づいて拡大対象輝度レンジを決定するので、例えば、映像の輝度に応じて拡大対象輝度レンジを決定することが可能になる。
この態様によれば、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が、その最大輝度よりも高い予め定められた目標最大輝度に変換されるので、拡大後の輝度レンジの最大輝度を固定値の目標最大輝度に合わせることができる。よって、例えば、拡大対象輝度レンジの拡大された映像情報が表示部に入力される場合に、目標最大輝度を、その表示部が対応可能な輝度レンジの最大値に設定すれば、映像の中で最も輝度の高い映像部分を、表示部の表示の明るさレンジのうち最も明るい部分で表示できる。このため、映像を可及的に明るくできる。
この態様によれば、輝度関連情報が示す輝度が低いほど、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が低くなり、その最大輝度は予め定められた目標最大輝度に変換される。このため、輝度関連情報が示す輝度が低いほど、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度を明るくする度合いを大きくできる。
この態様によれば、映像の最大輝度に応じて拡大対象輝度レンジを決定可能になる。なお、HDMI(High-Definition Multimedia Interface:(登録商標))規格では、最大輝度情報がInfoフレームに記載されることになる。このため、受信部は、HDMI規格に対応したInfoフレームを受信することで最大輝度情報を容易に受信できる。
この態様によれば、映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度に応じて拡大対象輝度レンジを決定できる。なお、HDMI規格では、最大平均輝度情報がInfoフレームに記載されることになる。このため、受信部は、HDMI規格に対応したInfoフレームを受信することで最大平均輝度情報を容易に受信できる。
この態様によれば、映像の編集時に使用された表示装置の最大輝度に応じて拡大対象輝度レンジを決定可能になる。なお、HDMI規格では、編集時最大輝度情報がInfoフレームに記載されることになる。このため、受信部は、HDMI規格に対応したInfoフレームを受信することで編集時最大輝度情報を容易に受信できる。
この態様によれば、輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジを、その拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する場合に比べて、映像を明るくできかつ映像のコントラストを高くできる。
この態様によれば、輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジを、その拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する場合に比べて、輝度レンジの拡大に伴う輝度の飽和を抑制可能になる。
この態様によれば、HDMI規格に対応したInfoフレームに記載されている複数種類の輝度関連情報を用いて、拡大対象輝度レンジを決定できる。
また、上述した映像処理装置の一態様において、前記複数種類の輝度関連情報は、前記映像の最大輝度を示す最大輝度情報と、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報と、前記映像の編集時に使用された表示装置の最大輝度を示す編集時最大輝度情報と、であることが望ましい。
この態様によれば、HDMI規格に対応したInfoフレームに記載されている複数種類の輝度関連情報を用いて、拡大対象輝度レンジを決定できる。
この態様によれば、拡大対象輝度レンジを決定するために用いる輝度関連情報として、最大輝度情報と最大平均輝度情報とを、編集時最大輝度情報よりも優先できる。
最大輝度情報と最大平均輝度情報とは、映像そのものの輝度に応じて変化するが、編集時最大輝度情報は、映像そのものの輝度に応じて変化せず、映像の輝度が取り得る最大輝度に応じて変化する。このため、この態様によれば、編集時最大輝度情報よりも、映像の輝度レンジを表す可能性が高い輝度関連情報(最大輝度情報と最大平均輝度情報)を用いて、拡大対象輝度レンジを決定することができる。
この態様によれば、輝度関連情報が受信部にて受信されなかった場合でも、拡大対象輝度レンジを決定できる。
この態様によれば、拡大対象輝度レンジが拡大されていない映像情報に応じた映像を表示する場合に比べて、明るくコントラストの高い映像を表示できる。
この態様によれば、映像の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように、拡大対象輝度レンジを拡大するので、映像の輝度レンジを拡大しない場合に比べて、映像が明るくなるように映像の輝度レンジを広げることができる。また、輝度関連情報に基づいて拡大対象輝度レンジを決定するので、輝度関連情報に応じて拡大対象輝度レンジを変更できる。
図1は、本発明を採用した第1実施形態に係る表示装置1を示す図である。
表示装置1は、HDR方式に対応したHDR表示装置であり、例えば、プロジェクターである。現在、プロジェクターに対する要求としては、映像をできるだけ明るく表示するという要求が存在する。この要求は、プロジェクターに限るものではなく、他の表示装置にも共通する要求でもある。
拡大対象輝度レンジは、第1映像における輝度のダイナミックレンジ(最小輝度から最大輝度までの範囲)とみなされる範囲である。拡大対象輝度レンジは、輝度関連情報に基づいて決定される。
また、図2では、輝度関連情報と拡大対象輝度レンジと拡大後輝度レンジとは、モードごとに記憶されている。例えば、500nit以上1000nit未満のMCLL情報は、0nit以上1000nit以下の拡大対象輝度レンジと、0nit以上10000nit以下の拡大後輝度レンジとに対応づけられている。また、400nit以上800nit未満のMFaLL情報は、0nit以上2000nit以下の拡大対象輝度レンジと、0nit以上10000nit以下の拡大後輝度レンジとに対応づけられている。
本実施形態では、映像処理部14は、ルックアップテーブルLUT1を参照し、輝度関連情報に基づいて、第1映像における拡大対象輝度レンジを決定する。そして、映像処理部14は、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大対象輝度レンジを拡大後輝度レンジに拡大して、拡大後輝度レンジを有する第2映像情報を生成する。
映像処理部14は、第2映像情報を表示部20に供給する。表示部20は、第2映像情報に応じた映像(以下「第2映像」と称する)を表示する。
表示部20が実行する表示の明るさレンジは、HDR映像情報の取り得る輝度レンジ(0〜10000nitの輝度レンジ)に対応している。しかしながら、第1映像情報は、必ずしも、10000nitの輝度を有する映像を示すわけではない。
このケースでは、第1映像情報が10000nitの輝度を有さない映像を示す場合、表示部20が出力可能な明るさレンジのうち、最大の明るさは使用されない。さらに言えば、例えば、第1映像情報が、最大輝度が1000nitである映像(UHD−BD規格に対応する映像)を示す場合、表示部20が出力可能な明るさレンジのうち、1000nitよりも高く10000nit以下の輝度に対応する明るさは使用されない。このため、表示部20が表示する画像は、暗くコントラストの低い画像となってしまう。
なお、拡大後輝度レンジの最大輝度(10000nit)は、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度よりも高い予め定められた目標最大輝度の一例である。なお、目標最大輝度は、10000nitよりも低くてもよい。
ここで、拡大対象輝度レンジと第1映像の輝度のダイナミックレンジとの一致度が高いほど、輝度レンジの拡大に伴う第2映像の劣化を抑制しつつ、より明るくコントラストのより高い第2映像を示す第2映像情報を生成することが可能になる。
このため、映像処理部14は、MFaLL情報が示す輝度が低いほど、拡大対象輝度レンジにおける最大輝度を低くすることによって、拡大対象輝度レンジと第1映像の輝度のダイナミックレンジとの一致度を上げることが可能になる。よって、上述したように、輝度レンジの拡大に伴う第2映像の劣化を抑制しつつ、より明るくコントラストのより高い第2映像を示す第2映像情報を生成することが可能になる。
なお、HDR0モードにおける第2映像情報の生成手法は、上述した手法に限らず適宜変更可能である。
なお、HDR1モードにおける第2映像情報の生成手法は、上述した手法に限らず適宜変更可能である。
なお、HDR2モードにおける第2映像情報の生成手法は、上述した手法に限らず適宜変更可能である。
なお、HDR3モードにおける第2映像情報の生成手法は、上述した手法に限らず適宜変更可能である。
図4は、第1実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
受信部11は、HDMI信号を受信すると(ステップS401)、HDMI信号に含まれているInfoフレームを解析部12に供給し、HDMI信号に含まれている第1映像情報を映像処理部14に供給する。
このため、輝度関連情報が受信部11にて受信されなかった場合でも、拡大対象輝度レンジを決定でき、輝度レンジを拡大可能となる。
第1実施形態では、輝度関連情報としてMCLL情報とMFaLL情報が用いられた。
第2実施形態では、輝度関連情報として、さらに、MaxDML情報が用いられる。MaxDML情報は、InfoフレームにMCLL情報とMFaLL情報の両方が記載されていないときに、使用モードを選択するために使用される。
第2実施形態に係る表示装置1Aは、映像処理装置10の代わりに映像処理装置10Aを備える点で、第1実施形態に係る表示装置1と異なる。以下、第2実施形態に係る表示装置1Aについて、第1実施形態に係る表示装置1と異なる点をメインに説明する。
また、受信部11がMCLL情報とMFaLL情報とのいずれも受信せずにMaxDML情報を受信した場合には、映像処理部14Aは、ルックアップテーブルLUT2を参照して、MaxDML情報に対応する拡大対象輝度レンジを決定する。
図7は、第2実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図7において、図4に示した処理と同様の処理については同一符号を付してある。以下、第2実施形態の動作について、図4に示した処理と異なる処理を中心に説明する。
ここで、HDRモードが決定すると、そのHDRモードで使用される拡大対象輝度レンジが一意に決定される。このため、MaxDML情報に対応するHDRモードを使用モードとして決定することは、MaxDML情報に基づいて拡大対象輝度レンジを決定することを意味する。
映像処理部14Aは、使用モードを決定すると、ステップS409を実行する。
MCLL情報とMFaLL情報とは、第1映像そのものの輝度に応じて変化するが、MaxDML情報は、第1映像そのものの輝度に応じて変化せず、第1映像の輝度が取り得る最大輝度に応じて変化する。
拡大対象輝度レンジと第1映像の輝度のダイナミックレンジとの一致度が高いほど、輝度レンジの拡大に伴う第2映像の劣化を抑制しつつ、より明るくコントラストのより高い第2映像を示す第2映像情報を生成することが可能になる。
以上の各実施態様は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は相矛盾しない限り適宜に併合され得る。
第1実施形態では、映像処理部14は、MCLL情報に基づいて決定した拡大対象輝度レンジ(以下「第1候補」と称する)と、MFaLL情報に基づいて決定した拡大対象輝度レンジ(以下「第2候補」と称する)と、のうち、最大輝度が低い方を、拡大対象輝度レンジとして選択した。
映像処理部14は、第1候補と、第2候補と、MaxDML情報に基づいて決定した拡大対象輝度レンジ(以下「第3候補」と称する)と、のうち、最大輝度が低い方を、拡大対象輝度レンジとして選択してもよい。なお、第3候補の決定手法としては、第2実施形態で説明した決定手法が用いられる。
第2実施形態では、映像処理部14Aは、MCLL情報とMFaLL情報の2つの情報がない場合に、MaxDML情報に基づいて使用モードを決定した。
これとは逆に、映像処理部14Aは、MaxDML情報を、MCLL情報およびMFaLL情報よりも優先させ、MaxDML情報がない場合にMCLL情報またはMFaLL情報に基づいて使用モードを決定してもよい。
モードの数は5に限らず適宜変更可能である。各ルックアップテーブルLUT1〜LUT2に示された数値は適宜変更可能である。
各実施形態では、拡大対象輝度レンジが、輝度関連情報に基づいて段階的に変更されたが、拡大対象輝度レンジは、輝度関連情報に基づいてリニアに変更されてもよい。
ステップS407において、映像処理部14および14Aの少なくとも一方は、第1モード候補と第2モード候補のうち、モード候補に対応する拡大対象輝度レンジの最大輝度の低い方ではなく高い方を、使用モードとして選択してもよい。
この処理は、映像処理部14および14Aの少なくとも一方が、輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジを、最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大して第2映像情報を生成することを意味する。
この場合、最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジを拡大して第2映像情報を生成する場合に比べて、輝度レンジの拡大に伴う輝度の飽和を抑制可能になる。
ステップS403とステップS404の処理の順番が入れ替わってもよい。
ステップS405が、ステップS403よりも前に実行されてもよい。この場合、ステップS405でNoの場合にはステップS403が実行され、ステップS404の後にステップS407が実行される。
各実施形態では、第1映像データと輝度関連情報とを含む信号としてHDMI信号が用いられたが、第1映像データと輝度関連情報とを含む信号は、HDMI信号に限らず適宜変更可能である。
映像処理装置10および10Aのうち少なくともいずれか一方は、表示部20と一体ではなく別構成でもよい。
表示装置1および1Aのうち少なくとも一方は、プロジェクターに限らず適宜変更可能である。例えば、表示装置1は、液晶表示装置(LCD)でもよい。この場合、表示部20は、表示画面を有し、その表示画面に映像を表示する。
映像処理部14および14Aと解析部12の全部または一部は、専用の電子回路によって実現されてもよいし、CPU等のコンピュータが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取り実行することによって実現されてもよい。
Claims (12)
- 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報とを受信する受信部と、
前記輝度関連情報に基づいて、前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大する映像処理部と、
を含み、
前記輝度関連情報は、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報である
ことを特徴とする映像処理装置。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報とを受信する受信部と、
前記輝度関連情報に基づいて、前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大する映像処理部と、
を含み、
前記受信部は、複数種類の前記輝度関連情報を受信し、
前記映像処理部は、前記輝度関連情報ごとに前記拡大対象輝度レンジを決定し、前記輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジを当該最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する、
ことを特徴とする映像処理装置。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報とを受信する受信部と、
前記輝度関連情報に基づいて、前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大する映像処理部と、
を含み、
前記受信部は、複数種類の前記輝度関連情報を受信し、
前記映像処理部は、前記輝度関連情報ごとに前記拡大対象輝度レンジを決定し、前記輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジを当該最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する、
ことを特徴とする映像処理装置。 - 前記複数種類の輝度関連情報は、前記映像の最大輝度を示す最大輝度情報と、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報と、であることを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。
- 前記複数種類の輝度関連情報は、前記映像の最大輝度を示す最大輝度情報と、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報と、前記映像の編集時に使用された表示装置の最大輝度を示す編集時最大輝度情報と、であることを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。
- 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報とを受信する受信部と、
前記輝度関連情報に基づいて、前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大する映像処理部と、
を含み、
前記受信部は、複数種類の前記輝度関連情報を受信可能であり、
前記複数種類の輝度関連情報は、前記映像の最大輝度を示す最大輝度情報と、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報と、前記映像の編集時に使用された表示装置の最大輝度を示す編集時最大輝度情報と、を含み、
前記映像処理部は、
前記受信部が前記最大輝度情報と前記最大平均輝度情報とのうち少なくともいずれか一方を受信した場合には、前記一方に基づいて前記拡大対象輝度レンジを決定し、
前記受信部が前記最大輝度情報と前記最大平均輝度情報とのいずれも受信せずに前記編集時最大輝度情報を受信した場合には、前記編集時最大輝度情報に基づいて前記拡大対象輝度レンジを決定する、
ことを特徴とする映像処理装置。 - 前記映像処理部は、前記受信部が前記輝度関連情報を受信することなく前記映像情報を受信した場合、前記映像における予め定められた輝度レンジを前記拡大対象輝度レンジとして決定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の映像処理装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の映像処理装置と、
前記拡大対象輝度レンジが拡大された前記映像情報に応じた映像を表示する表示部と、
を含むことを特徴とする表示装置。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報と、を受信し、
前記輝度関連情報に基づいて前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大することを含み、
前記輝度関連情報は、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報である
ことを特徴とする映像処理方法。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報と、を受信し、
前記輝度関連情報に基づいて前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大することを含み、
複数種類の前記輝度関連情報を受信し、
前記輝度関連情報ごとに前記拡大対象輝度レンジを決定し、前記輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジを当該最大輝度が低い方の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する、
ことを特徴とする映像処理方法。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報と、を受信し、
前記輝度関連情報に基づいて前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大することを含み、
複数種類の前記輝度関連情報を受信し、
前記輝度関連情報ごとに前記拡大対象輝度レンジを決定し、前記輝度関連情報ごとの拡大対象輝度レンジのうち最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジを当該最大輝度が高い方の拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように拡大する、
ことを特徴とする映像処理方法。 - 映像を示す映像情報と、前記映像の輝度に関する輝度関連情報と、を受信し、
前記輝度関連情報に基づいて前記映像における拡大対象輝度レンジを決定し、当該拡大対象輝度レンジにおける最大輝度が高くなるように当該拡大対象輝度レンジを拡大することを含み、
複数種類の前記輝度関連情報を受信可能であり、
前記複数種類の輝度関連情報は、前記映像の最大輝度を示す最大輝度情報と、前記映像を構成する各フレームの平均輝度のうち最大の平均輝度を示す最大平均輝度情報と、前記映像の編集時に使用された表示装置の最大輝度を示す編集時最大輝度情報と、を含み、
前記最大輝度情報と前記最大平均輝度情報とのうち少なくともいずれか一方を受信した場合には、前記一方に基づいて前記拡大対象輝度レンジを決定し、
前記最大輝度情報と前記最大平均輝度情報とのいずれも受信せずに前記編集時最大輝度情報を受信した場合には、前記編集時最大輝度情報に基づいて前記拡大対象輝度レンジを決定する、
ことを特徴とする映像処理方法。
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