JP6757890B2 - 信号処理装置、表示装置、信号処理方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、標準のダイナミックレンジよりも広いレンジを扱う規格（以下、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）を扱う規格という）に準じた映像信号を処理する信号処理装置、表示装置、信号処理方法、およびプログラムに関する。

特許文献１は、標準よりも広いダイナミックレンジ（輝度の範囲）を有するモニタの性能を活かすために、当該モニタに対してＨＤＲデータとＨＤＲ情報とを送信する再生装置を開示している。この再生装置によってＨＤＲデータとＨＤＲ情報とが送られてくると、モニタは、ＨＤＲ情報に基づいてＨＤＲデータを調整し、モニタ自身の特性に合わせた映像を表示する。

特開２０１５−８０２４号公報

標準のダイナミックレンジを有するモニタに対してＨＤＲデータが送られる場合がある。ＨＤＲデータは、標準のモニタの表示可能な輝度を超えた映像信号である。また、標準のモニタでは、そのような映像信号が入力されることは想定されておらず、ＨＤＲデータを調整することはできない。このため、標準のモニタでＨＤＲデータを未調整で表示すると、低輝度部分では黒浮き（黒の輝度が上がって見えること）が生じ、高輝度部分では明るさ不足となるため、コントラストが低下し、画質を低下させるおそれがある。

本開示は、モニタの能力を超える映像信号を当該モニタに入力する場合であっても、画質の低下を抑制する信号処理装置、表示装置、信号処理方法、およびプログラムを提供する。

本開示における信号処理装置は、映像信号を表示部に出力する信号処理装置である。信号処理装置は、変換部と、選択部とを備える。変換部は、入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換する。選択部は、高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが入力映像信号に付加されている場合には出力映像信号を選択して表示部に出力し、高輝度フラグが入力映像信号に付加されていない場合には入力映像信号を選択して表示部に出力する。変換部は、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて入力映像信号を出力映像信号に変換し、入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合を決定する。少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、入力映像信号のうち、表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を上限値近傍の輝度に変換させ、かつ入力映像信号のうち表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブである。少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブである。

本開示における信号処理方法は、映像信号を表示部に出力する信号処理方法である。信号処理方法は、入力映像信号が、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換されるステップと、高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが入力映像信号に付加されている場合には出力映像信号が選択されて表示部に出力され、高輝度フラグが入力映像信号に付加されていない場合には入力映像信号が選択されて表示部に出力されるステップと、を含む。変換されるステップにおいて、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて入力映像信号が出力映像信号に変換され、入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合が決定される。少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、入力映像信号のうち、表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を上限値近傍の輝度に変換させ、かつ入力映像信号のうち表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブである。少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブである。

本開示における信号処理装置、表示装置、信号処理方法、およびプログラムは、モニタの能力を超える映像信号が当該モニタに入力される場合であっても、画質の低下を抑制することができる。

図１は、実施の形態１における表示装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図２は、実施の形態１におけるＨＤＲ／ＳＤＲ変換部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図３は、実施の形態１における第１の変換特性カーブの一例を示すグラフである。 図４は、実施の形態１における第２の変換特性カーブの一例を示すグラフである。 図５は、実施の形態１における第１の変換特性カーブを作成する際の理論を示すための図である。 図６は、実施の形態１におけるパラメータ算出部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図７は、実施の形態１におけるゲイン情報と最大輝度との関係の一例を示すグラフである。 図８は、実施の形態１におけるチューナー部で実行される信号処理方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２における表示装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図１０は、実施の形態２における分析情報検出部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図１１は、実施の形態２における輝度ヒストグラムについて説明するための図である。 図１２は、実施の形態２におけるゲイン情報と最大輝度との関係の一例を示すグラフである。 図１３は、実施の形態２におけるパラメータ算出部の一構成例を模式的に示すブロック図である。 図１４は、実施の形態２における動きベクトルゲイン情報と動きベクトルとの関係の一例を示すグラフである。 図１５は、実施の形態２におけるチューナー部で実行される信号処理方法の一例を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明、および実質的に同一の構成に対する重複説明等を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略または簡略化する場合がある。

（実施の形態１）
以下、図１〜図８を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
［１−１−１．表示装置］
図１は、実施の形態１における表示装置１の一構成例を模式的に示すブロック図である。

実施の形態１において、表示装置１は、例えば、放送波を受信することにより映像を表示するテレビジョンセット（以下、「テレビ」という）である。図１に示すように、表示装置１は、表示部２と、チューナー部３と、を備える。表示部２とチューナー部３とは、通信可能に互いに接続されている。

なお、図１には、表示装置１が備える複数の構成要素のうち、本実施の形態に関連のある構成要素のみを示し、他の構成要素は省略している。他の構成要素には、テレビが一般的に備えている構成要素が含まれる。それらの説明は省略する。

表示部２は、チューナー部３から送られてきた映像信号を受信し、当該映像信号に基づいて映像を表示する。表示部２としては、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネルなどが挙げられる。表示部２は、表示可能な輝度の範囲（ダイナミックレンジ）が決まっている。ここでは、標準のダイナミックレンジで表示が可能な表示部２を例示する。

なお、本実施の形態では、標準のダイナミックレンジの上限値を、例えば１００ｃｄ／ｍ２（＝１００ｎｉｔ）とし、その０〜１００％の範囲を標準のダイナミックレンジとする。標準のダイナミックレンジよりも大きいダイナミックレンジは、１０１％以上の範囲として表される。ＨＤＲを扱う規格に準じているダイナミックレンジの場合には、０〜１００００％程度の範囲となる。

本実施の形態では、ＨＤＲを扱う規格に準拠している映像信号を高輝度表示装置向けの映像信号とし、標準のダイナミックレンジに対応した映像信号を低輝度表示装置向けの映像信号とする場合を例示する。高輝度表示装置は、標準のダイナミックレンジよりも大きいダイナミックレンジを表示可能な表示装置であり、例えばＨＤＲを扱う規格に準拠している映像信号を表示可能な表示装置である。低輝度表示装置は、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の上限値が小さい表示装置であり、例えば、標準のダイナミックレンジに対応した映像信号を表示可能な表示装置である。

［１−１−２．チューナー部］
チューナー部３は、アンテナを介して入力された放送波を映像信号に変換して、その映像信号を表示部２に出力する信号処理装置である。

チューナー部３は、例えばＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の１チップの半導体集積回路として実現されている。チューナー部３は、受信部３１と、変換部３２と、選択部３３と、を備える。なお、受信部３１と、変換部３２と、選択部３３とは、複数の集積回路で実現されてもよいし、複数の個別回路やディスクリート部品で実現されてもよい。

受信部３１は、アンテナを介して入力された放送波を入力映像信号に変換する回路である。

入力映像信号には、当該入力映像信号による映像のダイナミックレンジの種類を示すダイナミックレンジ情報が付加されている。例えば、入力映像信号が高輝度表示装置向けの映像信号である場合、ダイナミックレンジ情報としてＨＤＲフラグ（高輝度フラグ）が入力映像信号に付加されている。一方、入力映像信号が低輝度表示装置向けの映像信号である場合、ダイナミックレンジ情報としてＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）フラグ（低輝度フラグ）が入力映像信号に付加されている。また、入力映像信号には、あらかじめ付加情報が付加されている。

付加情報には、入力映像信号の輝度に関する値が含まれている。具体的には、入力映像信号の輝度に関する値として、入力映像信号の１フレーム内での最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での平均輝度と、入力映像信号の所定フレーム数内での最大輝度から算出した１フレームあたりの平均最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での輝度ヒストグラムと、入力映像信号に含まれる単位画素ブロックあたりの動きベクトルと、が挙げられる。

本実施の形態では、付加情報として、入力映像信号の１フレーム内での最大輝度がフレーム毎の入力映像信号に付加されている場合を例示して説明する。なお、１コンテンツをなす入力映像信号の全体に対して同じ付加情報が付加されてもよい。この場合、例えば、１コンテンツをなす全てのフレームから得られた最大輝度、平均輝度、輝度ヒストグラム、動きベクトル、のそれぞれの平均値の少なくとも１つを付加情報としてもよい。

受信部３１は、入力映像信号に付加された付加情報を変換部３２のパラメータ算出部３２２に出力する。また、受信部３１は、入力映像信号を選択部３３と変換部３２のＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１とに出力する。また、受信部３１は、入力映像信号に付加されたダイナミックレンジ情報を選択部３３に出力する。

変換部３２は、高輝度表示装置向けの映像信号を含む入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの映像信号に変換して出力映像信号を作成する回路である。具体的には、変換部３２は、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１と、パラメータ算出部３２２と、を備える。

ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１は、パラメータ算出部３２２により算出されたパラメータを用いて、入力映像信号に対して輝度の変換処理を施して出力映像信号を作成する回路である。

図２は、実施の形態１におけるＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１の一構成例を模式的に示すブロック図である。

ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１は、第１階調変換部３７と、第２階調変換部３８と、合成部３９と、を備える。

第１階調変換部３７は、第１の変換特性カーブＣ１（図３参照）を用いて、入力映像信号の輝度を変換する回路である。第１階調変換部３７は、変換後の第１の変換映像信号を合成部３９に出力する。

第２階調変換部３８は、第２の変換特性カーブＣ２（図４参照）を用いて、入力映像信号の輝度を変換する回路である。第２階調変換部３８は、変換後の第２の変換映像信号を合成部３９に出力する。

ここで、第１の変換特性カーブＣ１と第２の変換特性カーブＣ２とについて説明する。

図３は、実施の形態１における第１の変換特性カーブＣ１の一例を示すグラフである。

図４は、実施の形態１における第２の変換特性カーブＣ２の一例を示すグラフである。

第１の変換特性カーブＣ１および第２の変換特性カーブＣ２は一例であり、輝度変換の目的にあった範囲であれば変更可能である。また、図３および図４のいずれにおいても、横軸は入力映像信号の輝度を示し、縦軸は変換後の出力映像信号の輝度を示している。また、縦軸のリミッタ位置とは、表示部２の表示可能なダイナミックレンジの上限値である。

図５は、実施の形態１における第１の変換特性カーブＣ１を作成する際の理論を示すための図である。なお、図５において、いずれのグラフも横軸は入力映像信号の輝度を示し、縦軸は出力映像信号の輝度を示している。

入力映像信号には、すでにＯＥＴＦ（光電気変換関数：Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）による補正が行われている。そのＯＥＴＦに対応するＥＯＴＦ（電気光変換関数：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を準備する。このＥＯＴＦ（図５には、ＨＤＲ−ＥＯＴＦと記す）の一例を図５の（ａ）図に示す。

図５の（ｂ）図は、表示部２における表示可能なダイナミックレンジの上限値に合わせた補完グラフの一例である。

また、表示部２が期待するＥＯＴＦに対応するＯＥＴＦを準備する。このＯＥＴＦ（図５には、ＳＤＲ−ＯＥＴＦと記す）の一例を図５の（ｃ）図に示す。

図５の（ａ）図〜（ｃ）図に示す各グラフを掛け合わせることにより、図５の（ｄ）図に示す第１の変換特性カーブＣ１が算出される。

なお、図５の（ｄ）図では、比較例として、ＨＤＲを扱う規格に準拠した入力映像信号を、ＨＤＲを扱う規格に対応した表示部に表示する場合の変換特性カーブＣ３を示している。変換特性カーブＣ３は、全体として線形のグラフとなっている。一方、第１の変換特性カーブＣ１は、非線形部と線形部とを有するグラフとなっている。第１の変換特性カーブＣ１の線形部は、リミッタ位置の値を基準にした水平な線分である。

第１の変換特性カーブＣ１のこの線形部は、入力映像信号のうち、リミッタ位置（表示部２の表示可能な輝度の範囲の上限値）を超える輝度となる信号をリミッタ位置の値（またはその近傍の値）の輝度に変換させる部分である。これにより、リミッタ位置を超える輝度である入力映像信号は、線形部によって表示部２の表示可能なダイナミックレンジの上限値に変換されることになる。なお、線形部における変換後の値は、リミッタ位置の値と同値でなくてもよく、その近傍の値であってもよい。

第１の変換特性カーブＣ１の非線形部は、入力映像信号のうち表示部２の表示可能なダイナミックレンジ（輝度の範囲）に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる部分である。所定の規格とは、入力映像信号による映像のダイナミックレンジと、表示部２の表示可能なダイナミックレンジと、に基づく規格である。具体的には、上述したように、図５の（ａ）図〜（ｃ）図に示す３つのグラフを合成することにより得られた規格である。なお、所定の規格は、これに限定されるものではなく、種々の実験やシミュレーション等によって得られた規格が用いられてもよい。

この第１の変換特性カーブＣ１に基づいて入力映像信号の輝度が変換されると、入力映像信号が持つ本来の明るさに近い明るさを有するものの、高輝度部分においては擬似輪郭、白潰れ（表示映像における高輝度部分の階調性が失われること）等を含んだ可能性のある変換映像信号が作成される。

第２の変換特性カーブＣ２は、図４に示すように、水平な線形部分のないグラフとなっている。そして、第２の変換特性カーブＣ２では、入力映像信号の輝度の範囲の上限値だけが、リミッタ位置の値に変換されるようになっている。この第２の変換特性カーブＣ２を用いることにより、入力映像信号の輝度は、表示部２の表示可能なダイナミックレンジ（輝度の範囲）に収まるように縮小され、出力映像信号に変換される。

なお、第２の変換特性カーブＣ２としては、例えば図５の（ｄ）図に示した変換特性カーブＣ３のような、全体として線形なグラフを用いることもできる。

この第２の変換特性カーブＣ２に基づいて入力映像信号の輝度が変換されると、入力映像信号が持つ本来の明るさよりも暗くなるが、階調性が維持された変換映像信号が作成される。

図２に示すように、合成部３９は、第１階調変換部３７から入力された第１の変換映像信号と、第２階調変換部３８から入力された第２の変換映像信号とを所定の割合（以下、使用割合ともいう）で合成し、合成後の信号を出力映像信号として選択部３３に出力する回路である。具体的には、合成部３９は、パラメータ算出部３２２から入力されたパラメータを所定の割合とし、以下の式１によって出力映像信号を作成している。

出力映像信号＝第１の変換映像信号×（１−パラメータ）＋第２の変換映像信号×パラメータ・・・（式１）
図１に示すように、パラメータ算出部３２２は、入力映像信号を変換するためのパラメータを算出する回路である。パラメータ算出部３２２は、受信部３１から入力された付加情報に基づいてパラメータを算出する。ここで、パラメータとは、合成部３９で用いられる第１の変換特性カーブＣ１と第２の変換特性カーブＣ２との使用割合のことである。具体的には、パラメータは、第１の変換特性カーブＣ１に基づく第１の変換映像信号と、第２の変換特性カーブＣ２に基づく第２の変換映像信号とを合成する際の、両者の割合である。

図６は、実施の形態１におけるパラメータ算出部３２２の一構成例を模式的に示すブロック図である。

図６に示すように、パラメータ算出部３２２は、ゲイン算出部３５と、時定数処理部３６と、を備える。

ゲイン算出部３５は、受信部３１から付加情報として入力された最大輝度に基づいてゲイン情報を算出する回路である。具体的には、ゲイン算出部３５は、第１の閾値と、第１の閾値よりも大きな第２の閾値と、以下のグラフと、を用いて、最大輝度からゲイン情報を算出する。

図７は、実施の形態１におけるゲイン情報と最大輝度との関係の一例を示すグラフである。

図７に示すように、ゲイン算出部３５は、最大輝度が第１の閾値Ｔ１以下である場合にはゲイン情報を「０」とし、最大輝度が第２の閾値Ｔ２以上である場合にはゲイン情報を「１」とする。また、図７に示すグラフは、第１の閾値Ｔ１から第２の閾値Ｔ２までの間は、「０」と「１」とを結んだ線形のグラフとなっている。そのため、ゲイン算出部３５は、最大輝度が第１の閾値Ｔ１と第２の閾値Ｔ２との間にある場合には、この線形部分Ｌに基づく値をゲイン情報とする。この値が所定の比率である。

なお、第１の閾値Ｔ１および第２の閾値Ｔ２は、種々の実験、シミュレーション等に基づき適切な値に設定されている。具体的には、第１の閾値Ｔ１は、表示部２の表示可能なダイナミックレンジの上限値程度の値であればよい。また、第２の閾値Ｔ２は、第１の閾値Ｔ１よりも大きければよい。

図６に示すように、時定数処理部３６は、ゲイン算出部３５により算出された現在のゲイン情報と、直前に用いられたパラメータと、に基づいて次に用いるパラメータを算出し、算出したパラメータをＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１に出力する回路である。具体的には、時定数処理部３６は、例えば以下の式２からパラメータを算出する。

パラメータ＝算出されたゲイン情報×α＋直前に用いられたパラメータ×（１−α）・・・（式２）
αは重み付け係数であり、次の関係を満たす値である。０≦α≦１。αは、種々の実験、シミュレーションに基づき適切な値に設定されている。

図１に示すように、選択部３３は、入力映像信号と、当該入力映像信号が変換部３２によって変換された出力映像信号と、ダイナミックレンジ情報と、が入力され、ダイナミックレンジ情報に基づき入力映像信号と出力映像信号との一方を選択し、選択した方の信号を表示部２に出力する回路である。具体的には、選択部３３は、ダイナミックレンジ情報としてＨＤＲフラグが入力された場合、つまり、入力映像信号が高輝度表示装置向けの映像信号である場合には、出力映像信号を選択して表示部２に出力する。また、選択部３３は、ダイナミックレンジ情報としてＳＤＲフラグが入力された場合、つまり、入力映像信号が低輝度表示装置向けの映像信号である場合には、入力映像信号を選択して表示部２に出力する。なお、選択部３３は、ＳＤＲフラグおよびＨＤＲフラグの双方が入力されない場合は、ＳＤＲフラグが入力されたものとして動作してもよい。

［１−２．動作］
以上のように構成されたチューナー部３について、その動作を以下に説明する。

図８は、実施の形態１におけるチューナー部３で実行される信号処理方法の一例を示すフローチャートである。

受信部３１は、アンテナから放送波を受信すると、受信した放送波を入力映像信号に変換する。そして、受信部３１は、当該入力映像信号に付加された付加情報をパラメータ算出部３２２に出力する。また、受信部３１は、入力映像信号を、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１と選択部３３とに出力する。また、受信部３１は、入力映像信号に付加されたダイナミックレンジ情報を選択部３３に出力する（ステップＳ１）。

パラメータ算出部３２２は、受信部３１から入力された付加情報に基づいてパラメータを算出し、算出したパラメータをＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１に出力する（ステップＳ２）。

ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１は、受信部３１から入力された入力映像信号に対してパラメータに基づく輝度変換を行うことで、その入力映像信号を出力映像信号に変換し、当該出力映像信号を選択部３３に出力する（ステップＳ３）。

選択部３３は、受信部３１からＨＤＲフラグが入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。

選択部３３は、ステップＳ４で、ＨＤＲフラグが入力されたと判定した場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、出力映像信号を選択して表示部２に出力する（ステップＳ５）。

選択部３３は、ステップＳ４で、ＨＤＲフラグは入力されていないと判定した場合は（ステップＳ４でＮｏ）、入力映像信号を選択して表示部２に出力する（ステップＳ６）。

チューナー部３は、このフローチャートに基づく処理をフレーム毎の入力映像信号に対して実行する。パラメータの算出時では、上述した式２により、現在算出するパラメータに対して直前（１フレーム前）に用いたパラメータが反映されることになる。このため、チューナー部３は、ゲイン情報が１から０に切り替わったタイミングであったとしても、直前に用いたパラメータと現在算出するパラメータとの差を小さくすることができる。つまり、チューナー部３では、出力映像信号の作成時に、使用割合として用いられるパラメータがフレーム毎に急峻に切り替わることを防止することができる。これにより、表示装置１は、表示部２で表示する映像にフレーム毎のチラツキが生じるのを抑制することができる。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、信号処理装置は、映像信号を表示部に出力する信号処理装置である。信号処理装置は、変換部と、選択部と、を備える。変換部は、入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換する。選択部は、入力映像信号と出力映像信号とが入力され、入力映像信号と出力映像信号との一方を選択して表示部に出力する。選択部は、高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが入力映像信号に付加されている場合には出力映像信号を選択し、高輝度フラグが入力映像信号に付加されていない場合には入力映像信号を選択する。

また、本実施の形態において、表示装置は、信号処理装置と、表示部と、を備える。

また、本実施の形態において、信号処理方法は、映像信号を表示部に出力する信号処理方法である。信号処理方法は、入力映像信号が、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換されるステップと、入力映像信号と出力映像信号との一方が選択されて表示部に出力されるステップと、を含み、高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが入力映像信号に付加されている場合には出力映像信号が選択され、高輝度フラグが入力映像信号に付加されていない場合には入力映像信号が選択される。

なお、表示装置１は表示装置の一例である。表示部２は、表示部の一例であり、低輝度表示装置の一例でもある。チューナー部３は信号処理装置の一例である。変換部３２は変換部の一例である。選択部３３は選択部の一例である。

例えば、実施の形態１に示した例では、チューナー部３において、入力映像信号に高輝度フラグ（ＨＤＲフラグ）が付加されている場合には、選択部３３は、出力映像信号を選択して表示部２に出力する。出力映像信号は、表示部２で表示可能な輝度の範囲に対応するように、入力映像信号の輝度が変換されたものである。

このように、チューナー部３では、表示部２の表示能力（ダイナミックレンジ）を超えた入力映像信号は、表示部２の表示能力（ダイナミックレンジ）に合わせた出力映像信号に変換される。選択部３３は、この出力映像信号を選択して表示部２に出力する。したがって、チューナー部３を備えた表示装置１は、表示部２で表示できる輝度の上限を超える輝度を有する入力映像信号が入力された場合でも、画質の低下を抑制して、入力映像信号に基づく映像を表示部２に表示することができる。

また、入力映像信号にＨＤＲフラグが付加されていない場合、選択部３３は、入力映像信号を選択して表示部２に出力する。ＨＤＲフラグが付加されていない入力映像信号は標準のダイナミックレンジに準じた映像信号である。したがって、表示部２が、標準のダイナミックレンジで映像を表示可能な表示部であっても、表示装置１は、入力映像信号に基づく映像を、十分な画質で表示部２に表示することができる。

信号処理装置において、変換部は、少なくとも２種類の変換特性カーブの少なくとも１つを用いて、入力映像信号を出力映像信号に変換してもよい。

なお、第１の変換特性カーブＣ１、第２の変換特性カーブＣ２は、変換特性カーブの一例である。

例えば、実施の形態１に示した例では、チューナー部３において、変換部３２は、少なくとも２種類の変換特性カーブ（例えば、第１の変換特性カーブＣ１および第２の変換特性カーブＣ２）の少なくとも１つを用いて、入力映像信号を出力映像信号に変換する。したがって、チューナー部３は、輝度を優先した変換特性カーブを用いたり、階調性を優先した変換特性カーブを用いたりして、入力映像信号を出力映像信号に変換することができる。

信号処理装置において、変換部は、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて入力映像信号を出力映像信号に変換してもよい。また、変換部は、入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合を決定してもよい。

なお、パラメータ算出部３２２で算出されるパラメータは、使用割合の一例である。合成部３９は、第１の変換特性カーブＣ１に基づく第１の変換映像信号と、第２の変換特性カーブＣ２に基づく第２の変換映像信号と、を使用割合に応じて合成する処理を実行する処理部の一例である。

例えば、実施の形態１に示した例では、チューナー部３において、変換部３２は、入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、少なくとも２種類の変換特性カーブ（例えば、第１の変換特性カーブＣ１および第２の変換特性カーブＣ２）の使用割合を決定する。これにより、チューナー部３は、入力映像信号の輝度に適した使用割合で、第１の変換特性カーブＣ１に基づく第１の変換映像信号と、第２の変換特性カーブＣ２に基づく第２の変換映像信号と、を合成部３９で合成することができる。

信号処理装置において、少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、入力映像信号のうち、表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を上限値近傍の輝度に変換させ、かつ入力映像信号のうち表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブであってもよい。また、少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブであってもよい。

なお、第１の変換特性カーブＣ１は第１の変換特性カーブの一例である。第２の変換特性カーブＣ２は第２の変換特性カーブの一例である。

例えば、実施の形態１に示した例では、最大輝度が第１の閾値Ｔ１以下である入力映像信号は、表示部２で表示可能なダイナミックレンジ内で表現できる最大輝度を有する映像信号である。つまり、この入力映像信号は、表示部２で表示できない高輝度部分を含んでいない。チューナー部３は、この入力映像信号に対して第１の変換特性カーブＣ１を用いて輝度を変換すれば、入力映像信号を、擬似輪郭、白潰れは発生せず、入力映像信号が持つ本来の明るさに近い明るさを有する映像信号に変換することができる。

一方、最大輝度が第２の閾値Ｔ２よりも大きい入力映像信号は、表示部２で表示できない最大輝度を有する映像信号である。チューナー部３は、この入力映像信号に対して第２の変換特性カーブＣ２を用いて輝度を変換すれば、入力映像信号が持つ本来の明るさよりも暗くはなるが、入力映像信号を、階調性の維持された映像信号に変換することができる。

入力映像信号の輝度に関する値は、入力映像信号にあらかじめ付加された付加情報に含まれていてもよい。

例えば、実施の形態１に示した例では、入力映像信号の輝度に関する値は、当該入力映像信号にあらかじめ付加された付加情報に含まれているので、チューナー部３は、付加情報から、入力映像信号の輝度に関する情報を、直接取得することができる。

信号処理装置において、入力映像信号の輝度に関する値は、入力映像信号の１フレーム内での最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での平均輝度と、入力映像信号の所定フレーム数内での最大輝度から算出した１フレームあたりの平均最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での輝度ヒストグラムと、入力映像信号に含まれる単位画素ブロックあたりの動きベクトルと、の少なくとも１つであってもよい。

例えば、実施の形態１に示した例では、チューナー部３は、入力映像信号の輝度に関する値に、入力映像信号の１フレーム内での最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での平均輝度と、入力映像信号の所定フレーム数内での最大輝度から算出した１フレームあたりの平均最大輝度と、入力映像信号の１フレーム内での輝度ヒストグラムと、入力映像信号に含まれる単位画素ブロックあたりの動きベクトルと、の少なくとも１つを用いてもよい。

信号処理装置において、変換部は、現在算出する使用割合に対して、直前に用いた使用割合を反映させてもよい。

なお、時定数処理部３６は、現在算出する使用割合に対して、直前に用いた使用割合を反映させる処理を実行する処理部の一例である。

例えば、実施の形態１に示した例において、チューナー部３では、現在算出するパラメータに対して、直前に用いたパラメータが反映されるので、フレーム毎の輝度の変換結果に急激な変動が生じることを抑制できる。したがって、チューナー部３を備えた表示装置１は、表示部２で表示する映像にフレーム毎のチラツキが生じるのを抑制することができる。

信号処理装置において、変換部は、入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値以下の場合、第１の変換特性カーブの使用割合を１００％とし、入力映像信号の輝度に関する値が、第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合、第２の変換特性カーブの使用割合を１００％とし、入力映像信号の輝度に関する値が、第１の閾値と第２の閾値との間にある場合、第１の変換特性カーブと第２の変換特性カーブとの使用割合を所定の比率としてもよい。

なお、第１の変換映像信号は、第１の変換特性カーブを使用して変換された映像信号の一例である。第２の変換映像信号は、第２の変換特性カーブを使用して変換された映像信号の一例である。第１の閾値Ｔ１は第１の閾値の一例である。第２の閾値Ｔ２は第２の閾値の一例である。線形部分Ｌは、所定の比率を決定するための関数の一例である。最大輝度は、入力映像信号の輝度に関する値の一例である。

例えば、実施の形態１に示した例では、最大輝度が第２の閾値Ｔ２以上の場合、変換部３２において、ゲイン情報は「１」となり、パラメータも「１」となる。このため、変換部３２では、式１に基づき、出力映像信号に第２の変換映像信号が１００％用いられる。また、最大輝度が第１の閾値Ｔ１以下の場合、変換部３２において、ゲイン情報は「０」となり、パラメータも「０」となる。このため、変換部３２では、式１に基づき、出力映像信号に第１の変換映像信号が１００％用いられる。そして、最大輝度が第１の閾値Ｔ１と第２の閾値Ｔ２との間の場合、変換部３２において、ゲイン情報は線形部分Ｌの関係に基づいた所定の比率になり、パラメータも所定の比率となる。このため、変換部３２では、式１に基づき、第１の変換映像信号と第２の変換映像信号とが所定の比率で合成された信号が出力映像信号となる。

これにより、チューナー部３では、パラメータが「０」か「１」のどちらかだけにはならず、「０」と「１」の間の値もパラメータに用いられる。例えば、１つの閾値でゲイン情報を「０」か「１」のいずれかに割り振った場合、最大輝度が閾値を超えたり下回ったりすると、ゲイン情報が急峻に切り替わる。しかし、ゲイン情報を決定するために２つの閾値が用いられていれば、「０」と、「１」と、「０」と「１」との間の値と、がゲイン情報として用いられる。これにより、チューナー部３では、最大輝度が閾値付近で変動したときに、ゲイン情報が急峻に切り替わることを抑制でき、パラメータの急峻な変化を抑制することができる。

信号処理装置において、変換部は、入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値以下の場合、第１の変換特性カーブの使用割合を１００％とし、入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値よりも大きい場合、第２の変換特性カーブの使用割合を１００％としてもよい。

例えば、実施の形態１に示した例では、変換部３２は、最大輝度が第１の閾値以下の場合は、第１の変換特性カーブＣ１に基づく第１の変換映像信号の使用割合を１００％とし、最大輝度が第１の閾値よりも大きい場合は、第２の変換特性カーブＣ２に基づく第２の変換映像信号の使用割合を１００％としてもよい。

なお、パラメータ算出部３２２において、時定数処理部３６を設けずに、ゲイン情報をそのままパラメータとして用いてもよい。

なお、実施の形態１では、チューナー部３の変換部３２が、第１の変換映像信号と第２の変換映像信号とを所定の割合で合成することで、入力映像信号を出力映像信号に変換する動作例を説明した。しかし、本開示はこの動作例に限定されない。例えば、変換部３２は、第１の変換特性カーブＣ１と第２の変換特性カーブＣ２とを所定の割合で合成し、その合成後の変換特性カーブを用いて、入力映像信号を出力映像信号に変換してもよい。つまり、チューナー部３において、変換特性カーブは、上述した２種類に限定されず、３種類以上が用いられてもよい。

なお、実施の形態１では、高輝度フラグであるＨＤＲフラグが入力映像信号に付加されている場合と、ＨＤＲフラグが入力映像信号に付加されていない場合とのいずれの場合でも、入力映像信号が変換部３２によって出力映像信号に変換される動作例を説明した。しかし、本開示はこの動作例に限定されない。例えば、変換部３２は、ＨＤＲフラグが入力映像信号に付加されていない場合には、入力映像信号を出力映像信号に変換しなくともよい。つまり、変換部３２は、ＨＤＲフラグが入力映像信号に付加されていることを検出したときに、入力映像信号を変換して出力映像信号を作成してもよい。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

（実施の形態２）
以下、図９〜図１５を用いて、実施の形態２を説明する。

なお、実施の形態２に示す表示装置１Ａでは、実施の形態１に示した表示装置１が備える構成要素と実質的に同じ動作をする構成要素に関しては、その構成要素と同じ符号を付与し、説明を省略する。以下、実施の形態１に示した表示装置１と異なる点を中心に説明を行い、実施の形態１に示した表示装置１と実質的に同一となる動作についての説明は省略される場合がある。

［２−１．構成］
図９は、実施の形態２における表示装置１Ａの一構成例を模式的に示すブロック図である。

図９に示すように、表示装置１Ａは、表示部２と、チューナー部３Ａと、を備える。表示部２とチューナー部３Ａとは、通信可能に互いに接続されている。表示装置１Ａは、例えば、テレビである。

なお、図９には、表示装置１Ａが備える複数の構成要素のうち、本実施の形態に関連のある構成要素のみを示し、他の構成要素は省略している。他の構成要素には、テレビが一般的に備えている構成要素が含まれるが、それらの説明は省略する。

［２−１−１．チューナー部］
図９に示すように、実施の形態２におけるチューナー部３Ａは、実施の形態１で説明したチューナー部３と実質的に同じ構成を備える。チューナー部３Ａは、その構成に加えて、さらに、分析情報検出部４１を備える。すなわち、本実施の形態の表示装置１Ａに備わるチューナー部３Ａは、受信部３１Ａと、分析情報検出部４１と、変換部３２Ａと、選択部３３と、を備える。

受信部３１Ａは、アンテナを介して入力された放送波を入力映像信号に変換する回路である。

受信部３１Ａは、入力映像信号に付加された付加情報を変換部３２Ａのパラメータ算出部３２２Ａに出力する。また、受信部３１Ａは、入力映像信号を、分析情報検出部４１と、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａと、選択部３３と、に出力する。また、受信部３１Ａは、入力映像信号に付加されたダイナミックレンジ情報を選択部３３に出力する。さらに、受信部３１Ａは、入力映像信号から算出した動きベクトルを変換部３２Ａに出力する。

なお、動きベクトルの算出には、一般的に用いられている動きベクトルの算出方法を適用できるので、詳細な説明は省略する。また、受信部３１Ａでは、１フレームの動きベクトル（ベクトル量）の絶対値の総和を動きベクトル（スカラー量）として出力する。したがって、受信部３１Ａから出力される動きベクトルは、動きが相対的に遅い映像（または、動きが相対的に少ない映像）では値が相対的に小さくなり、動きが相対的に速い映像（または、動きが相対的に多い映像）では値が相対的に大きくなる。なお、受信部３１Ａは、例えば１フレームの動きベクトル（ベクトル量）の絶対値の最大値を動きベクトル（スカラー量）として出力してもよい。あるいは、受信部３１Ａは、絶対値が所定の値以上となる動きベクトル（ベクトル量）の絶対値の１フレームの総和を動きベクトル（スカラー量）として出力してもよい。

図１０は、実施の形態２における分析情報検出部４１の一構成例を模式的に示すブロック図である。

図１０に示すように、分析情報検出部４１は、平均輝度算出部４１１と、最大輝度算出部４１２と、輝度ヒストグラム算出部４１３と、第１ゲイン算出部４１４と、第２ゲイン算出部４１５と、第３ゲイン算出部４１６と、合成部４１７と、を備えている。

平均輝度算出部４１１は、入力映像信号の１フレーム内での平均輝度を算出する回路である。具体的には、平均輝度算出部４１１は、入力映像信号による１フレーム分の全画素（実質的に全画素）の輝度の平均値を算出し、その算出した結果を平均輝度とする。

最大輝度算出部４１２は、入力映像信号の１フレーム内での最大輝度を算出する回路である。具体的には、最大輝度算出部４１２は、入力映像信号による１フレーム分の全画素（実質的に全画素）の輝度から最大（実質的に最大）の輝度値を算出し、その算出した結果を最大輝度とする。

輝度ヒストグラム算出部４１３は、入力映像信号の１フレーム内での輝度ヒストグラムを算出する回路である。具体的には、輝度ヒストグラム算出部４１３は、入力映像信号による１フレーム分の全画素の輝度のヒストグラムを算出する。

図１１は、実施の形態２における輝度ヒストグラムについて説明するための図である。

図１１の（ａ）図に示すように、入力映像信号による画像が、１フレーム内において一様にグラデーションのかかった画像である場合、輝度の頻度は全体として一定となる（図１１の（ｂ）図参照）。また、図１１の（ｃ）図に示すように、入力映像信号による画像が、１フレーム内に一定の輝度で暗い部分と、一定の輝度で明るい部分とがあり、暗い部分の方が面積の大きい画像である場合には、頻度は暗い部分の輝度の方が大きくなる（図１１の（ｄ）図参照）。輝度ヒストグラムを基にしたゲイン情報の算出には、高輝度部分の輝度の頻度が必要なため、輝度ヒストグラム算出部４１３は、所定の閾値よりも大きい高輝度部分での輝度の頻度を輝度ヒストグラムとする。ここでの所定の閾値は、０〜入力映像信号の輝度の最大値、の間で、任意に設定されればよい。

図１０に示すように、第１ゲイン算出部４１４は、平均輝度算出部４１１で算出された平均輝度を基に第１ゲイン情報を算出する回路である。具体的には、ゲイン算出部３５は、第１の閾値と、第１の閾値よりも大きな第２の閾値と、以下のグラフと、を用いて、最大輝度から第１ゲイン情報を算出する。

図１２は、実施の形態２におけるゲイン情報と最大輝度との関係の一例を示すグラフである。

図１２に示すように、第１ゲイン算出部４１４は、最大輝度が第１の閾値Ｔ３以下である場合には、第１ゲイン情報を「０」とし、最大輝度が第２の閾値Ｔ４以上である場合には第１ゲイン情報を「１」とする。また、図１２に示すグラフは、第１の閾値Ｔ３から第２の閾値Ｔ４までの間は、「０」と「１」とを結んだ線形のグラフとなっている。そのため、第１ゲイン算出部４１４は、最大輝度が第１の閾値Ｔ３と第２の閾値Ｔ４との間にある場合には、この線形部分Ｌ１に基づく値を第１ゲイン情報とする。この値が所定の比率である。

第２ゲイン算出部４１５は、最大輝度算出部４１２で算出された最大輝度を基に第２ゲイン情報を算出する回路である。

第３ゲイン算出部４１６は、輝度ヒストグラム算出部４１３で算出された輝度ヒストグラムを基に第３ゲイン情報を算出する回路である。

なお、第２ゲイン算出部４１５および第３ゲイン算出部４１６においても、図１２に示すグラフと同様のグラフを用いて各ゲイン情報を算出する。ただし、第１の閾値Ｔ３および第２の閾値Ｔ４は、第１ゲイン算出部４１４、第２ゲイン算出部４１５、および第３ゲイン算出部４１６のそれぞれで互いに異なる値が設定されてもよい。第１の閾値Ｔ３および第２の閾値Ｔ４は、種々の実験、シミュレーション等に基づき適切な値に設定されている。

図１０に示すように、合成部４１７は、第１ゲイン情報と、第２ゲイン情報と、第３ゲイン情報と、を所定の割合で合成して分析情報を算出し、当該分析情報をパラメータ算出部３２２Ａに出力する回路である。具体的には、合成部４１７は、以下の式３によって分析情報を算出している。

分析情報＝第１ゲイン情報×β１＋第２ゲイン情報×β２＋第３ゲイン情報×（１−β１−β２）・・・（式３）
β１およびβ２は、重み付け係数であり、次の関係を満たす値である。０≦β１≦１、０≦β２≦１、β１＋β２≦１。β１およびβ２は、種々の実験、シミュレーション等に基づき適切な値に設定されている。

パラメータ算出部３２２Ａは、入力映像信号を変換するためのパラメータを算出する回路である。パラメータ算出部３２２Ａは、受信部３１Ａから入力された付加情報と、分析情報検出部４１から入力された分析情報と、受信部３１Ａから入力された動きベクトルと、に基づいてパラメータを算出する。

図１３は、実施の形態２におけるパラメータ算出部３２２Ａの一構成例を模式的に示すブロック図である。

図１３に示すように、パラメータ算出部３２２Ａは、ゲイン算出部３５Ａと、合成部４２と、時定数処理部３６Ａと、動きベクトルゲイン算出部４３と、積算部４４と、を備える。

ゲイン算出部３５Ａは、受信部３１Ａから付加情報として入力された最大輝度を基にゲイン情報を算出する回路である。具体的には、ゲイン算出部３５Ａは、第１の閾値Ｔ１と、第１の閾値よりも大きな第２の閾値Ｔ２と、図７のグラフと、を用いて、最大輝度からゲイン情報を算出する。ゲイン算出部３５Ａは、実施の形態１に示したゲイン算出部３５と実質的に同じであるので、詳細な説明を省略する。

合成部４２は、ゲイン算出部３５Ａから入力されたゲイン情報と、分析情報検出部４１から入力された分析情報と、を所定の割合で合成して合成情報を作成し、その合成情報を時定数処理部３６Ａに出力する回路である。具体的には、合成部４２は、以下の式４によって合成情報を作成する。

合成情報＝算出されたゲイン情報×δ＋分析情報×（１−δ）・・・（式４）
δは重み付け係数であり、次の関係を満たす値である。０≦δ≦１。δは、種々の実験、シミュレーション等に基づき適切な値に設定されている。

時定数処理部３６Ａは、合成部４２により算出された現在の合成情報と、時定数処理部３６Ａにより直前に算出されたパラメータと、に基づいて次のパラメータを算出し、算出したパラメータを積算部４４に出力する回路である。具体的には、時定数処理部３６Ａは、例えば以下の式５からパラメータを算出する。

パラメータ＝算出された合成情報×γ＋直前に時定数処理部３６Ａで算出されたパラメータ×（１−γ）・・・（式５）
γは重み付け係数であり、次の関係を満たす値である。０≦γ≦１。γは、種々の実験、シミュレーション等に基づき適切な値に設定されている。

動きベクトルゲイン算出部４３は、受信部３１Ａから入力された動きベクトルに基づき動きベクトルゲイン情報を算出し、算出した動きベクトルゲイン情報を積算部４４に出力する回路である。具体的には、動きベクトルゲイン算出部４３は、第１の閾値と、第１の閾値よりも大きな第２の閾値と、以下のグラフと、を用いて、動きベクトルから動きベクトルゲイン情報を算出する。

図１４は、実施の形態２における動きベクトルゲイン情報と動きベクトルとの関係の一例を示すグラフである。

図１４に示すように、動きベクトルゲイン算出部４３は、動きベクトルが第１の閾値Ｔ５以下である場合には動きベクトルゲイン情報を「１」とし、動きベクトルが第２の閾値Ｔ６以上である場合には動きベクトルゲイン情報を「Ｇｍｉｎ」とする。Ｇｍｉｎは、次の関係を満たす値である。０＜Ｇｍｉｎ＜１。

また、図１４に示すグラフは、第１の閾値Ｔ５から第２の閾値Ｔ６までの間は、「１」と「Ｇｍｉｎ」とを結んだ線形のグラフとなっている。そのため、動きベクトルゲイン算出部４３は、動きベクトルが第１の閾値Ｔ５と第２の閾値Ｔ６との間にある場合には、この線形部分Ｌ２に基づく値を動きベクトルゲイン情報とする。

したがって、動きベクトルゲイン算出部４３から出力される動きベクトルゲイン情報は、動きが相対的に遅い映像（または、動きが相対的に少ない映像）では値が相対的に大きくなり、動きが相対的に速い映像（または、動きが相対的に多い映像）では値が相対的に小さくなる。

図１３に示すように、積算部４４は、時定数処理部３６Ａで算出されたパラメータに、動きベクトルゲイン算出部４３で算出された動きベクトルゲインを積算し、その積算により算出されたパラメータをＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａに出力する回路である。

したがって、積算部４４から出力されるパラメータは、動きが相対的に遅い映像（または、動きが相対的に少ない映像）では値が相対的に大きくなり、動きが相対的に速い映像（または、動きが相対的に多い映像）では値が相対的に小さくなる。

図９に示すように、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａは、パラメータ算出部３２２Ａにより算出されたパラメータを用いて、入力映像信号に対して輝度の変換処理を施して出力映像信号を作成する回路である。

ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａは、実施の形態１で図２に示したＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１と実質的に同じであるので、詳細な説明を省略する。ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａでは、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１と同様に、パラメータの値が相対的に小さいときには第１の変換映像信号の割合が相対的に多くなり、パラメータの値が相対的に大きいときには第２の変換映像信号の割合が相対的に多くなる。したがって、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａから出力される映像信号は、動きが相対的に遅い映像（または、動きが相対的に少ない映像）では第２の変換映像信号の割合が相対的に多くなり、動きが相対的に速い映像（または、動きが相対的に多い映像）では第１の変換映像信号の割合が相対的に多くなる。

選択部３３は、入力映像信号と、当該入力映像信号が変換部３２Ａによって変換された出力映像信号とが入力され、入力映像信号と出力映像信号との一方を選択し、選択した方の信号を表示部２に出力する回路である。具体的には、選択部３３は、ＨＤＲフラグがある場合、つまり、入力映像信号が高輝度表示装置向けの映像信号である場合には、出力映像信号を選択して表示部２に出力する。また、選択部３３は、ＳＤＲフラグがある場合、つまりＨＤＲフラグがない場合には、入力映像信号を選択して表示部２に出力する。

［２−２．動作］
以上のように構成されたチューナー部３Ａについて、その動作を以下に説明する。

図１５は、実施の形態２におけるチューナー部３Ａで実行される信号処理方法の一例を示すフローチャートである。

受信部３１Ａは、アンテナから放送波を受信すると、受信した放送波を入力映像信号に変換する。そして、受信部３１Ａは、当該入力映像信号に付加された付加情報および当該入力映像信号から算出した動きベクトルをパラメータ算出部３２２Ａに出力する。また、受信部３１Ａは、入力映像信号を、ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａと、選択部３３と、分析情報検出部４１と、に出力する。また、受信部３１Ａは、入力映像信号に付加されたダイナミックレンジ情報を選択部３３に出力する（ステップＳ１１）。

分析情報検出部４１は、受信部３１Ａから入力映像信号が入力されると、当該入力映像信号の１フレームあたりの平均輝度、最大輝度、および輝度ヒストグラムを算出し、これらに基づいて分析情報を検出する。そして、分析情報検出部４１は、その分析情報をパラメータ算出部３２２Ａに出力する（ステップＳ１２）。

パラメータ算出部３２２Ａは、受信部３１Ａから入力された付加情報と、分析情報検出部４１から入力された分析情報と、受信部３１Ａから入力された動きベクトルと、に基づいてパラメータを算出し、算出したパラメータをＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａに出力する（ステップＳ１３）。

ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部３２１Ａは、受信部３１Ａから入力された入力映像信号に対してパラメータに基づく輝度変換を行うことで、その入力映像信号を出力映像信号に変換し、当該出力映像信号を選択部３３に出力する（ステップＳ１４）。

選択部３３は、受信部３１ＡからＨＤＲフラグが入力されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。

選択部３３は、ステップＳ１５で、ＨＤＲフラグは入力されていないと判定した場合は（ステップＳ１５でＮｏ）、入力映像信号を選択して表示部２に出力する（ステップＳ１６）。

選択部３３は、ステップＳ１５で、ＨＤＲフラグが入力されたと判定した場合は（ステップＳ１５でＹｅｓ）、出力映像信号を選択して表示部２に出力する（ステップＳ１７）。

チューナー部３Ａは、このフローチャートに基づく処理をフレーム毎の入力映像信号に対して実行する。

［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、信号処理装置は、入力映像信号を分析して分析情報を検出する分析情報検出部をさらに備える。そして、入力映像信号の輝度に関する値は、分析情報検出部において入力映像信号を分析して検出した分析情報に含まれる。

なお、表示装置１Ａは表示装置の一例である。チューナー部３Ａは信号処理装置の一例である。変換部３２Ａは変換部の一例である。パラメータ算出部３２２Ａで算出されるパラメータは、使用割合の一例である。時定数処理部３６Ａは、現在算出する使用割合に対して、直前に用いた使用割合を反映させる処理を実行する処理部の一例である。分析情報検出部４１は分析情報検出部の一例である。

例えば、実施の形態２に示した例では、チューナー部３Ａは、入力映像信号を分析して分析情報を検出する分析情報検出部４１をさらに備える。そして、入力映像信号の輝度に関する値は、分析情報検出部において入力映像信号を分析して検出した分析情報に含まれる。

したがって、チューナー部３Ａは、入力映像信号に、輝度に関する値が付加されていなくとも、当該輝度に関する値を算出することができる。

特に、本実施の形態では、チューナー部３Ａは、分析情報と付加情報とを複合的に用いてパラメータを算出しているので、入力映像信号にとってより適切なパラメータを算出することが可能である。

（他の実施の形態）
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１、２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、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１、２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。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１、２では、表示装置１（１Ａ）に搭載されたチューナー部３（３Ａ）が信号処理装置である場合を例示して説明した。しかし、信号処理装置は表示装置１（１Ａ）と別体であってもよい。表示装置１（１Ａ）と別体の信号処理装置として、例えば、チューナー装置、光ディスク再生装置、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット機器、等を適用することができる。なお、この場合、信号処理装置と表示装置とを、有線あるいは無線で通信可能としておくことで、表示装置で表示可能なダイナミックレンジを示す情報を、表示装置から信号処理装置に出力することができる。

また、映像信号の配信方式としては、上述したように放送波による配信以外にも、記録メディアによる配信、インターネットを用いた配信などが挙げられる。記録メディアには、ＢＬＵ−ＲＡＹ（登録商標） ＤＩＳＣなどの光メディアや、ＳＤカード等のフラッシュメモリ等が挙げられる。

なお、上記実施の形態１、２において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、または、各構成要素に適したソフトウェアプログラムをプロセッサで実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

さらに、本開示は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、ＨＤＲを扱う規格に準じた映像信号を処理する信号処理装置、表示装置、信号処理方法、およびプログラムに適用可能である。具体的には、テレビ等の映像受信装置等に、本開示は適用可能である。

１，１Ａ 表示装置
２ 表示部
３，３Ａ チューナー部
３１，３１Ａ 受信部
３２，３２Ａ 変換部
３３ 選択部
３５，３５Ａ ゲイン算出部
３６，３６Ａ 時定数処理部
３７ 第１階調変換部
３８ 第２階調変換部
３９，４２，４１７ 合成部
４１ 分析情報検出部
４３ 動きベクトルゲイン算出部
３２１，３２１Ａ ＨＤＲ／ＳＤＲ変換部
３２２，３２２Ａ パラメータ算出部
４１１ 平均輝度算出部
４１２ 最大輝度算出部
４１３ 輝度ヒストグラム算出部
４１４ 第１ゲイン算出部
４１５ 第２ゲイン算出部
４１６ 第３ゲイン算出部

Claims (10)

1. 映像信号を表示部に出力する信号処理装置であって、
   入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換する変換部と、
   前記入力映像信号と前記出力映像信号とが入力され、前記高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されている場合には前記出力映像信号を選択して前記表示部に出力し、前記高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されていない場合には前記入力映像信号を選択して前記表示部に出力する選択部と、を備え、
   前記変換部は、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて前記入力映像信号を前記出力映像信号に変換し、前記入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、前記少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合を決定し、
   前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、前記入力映像信号のうち、前記表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を前記上限値近傍の輝度に変換させ、かつ前記入力映像信号のうち前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブであり、
   前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように前記入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブである、
   信号処理装置。
2. 前記変換部は、前記入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値以下の場合、前記第１の変換特性カーブの前記使用割合を１００％とし、前記入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値よりも大きい場合、前記第２の変換特性カーブの前記使用割合を１００％とする、
   請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記変換部は、
   前記入力映像信号の輝度に関する値が第１の閾値以下の場合、前記第１の変換特性カーブの前記使用割合を１００％とし、
   前記入力映像信号の輝度に関する値が、第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合、前記第２の変換特性カーブの前記使用割合を１００％とし、
   前記入力映像信号の輝度に関する値が、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にある場合、前記第１の変換特性カーブと前記第２の変換特性カーブとの前記使用割合を所定の比率とする、
   請求項１に記載の信号処理装置。
4. 映像信号を表示部に出力する信号処理装置であって、
   入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換する変換部と、
   前記入力映像信号と前記出力映像信号とが入力され、前記高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されている場合には前記出力映像信号を選択して前記表示部に出力し、前記高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されていない場合には前記入力映像信号を選択して前記表示部に出力する選択部と、を備え、
   前記変換部は、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて前記入力映像信号を前記出力映像信号に変換し、前記入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、前記少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合を決定し、
   前記変換部は、現在のフレームについて算出する前記使用割合に対して、直前のフレームについて算出した前記使用割合を反映させる、
   信号処理装置。
5. 前記入力映像信号の輝度に関する値は、前記入力映像信号にあらかじめ付加された付加情報に含まれる、
   請求項１に記載の信号処理装置。
6. 前記入力映像信号を分析して分析情報を検出する分析情報検出部をさらに備え、
   前記入力映像信号の輝度に関する値は、前記分析情報検出部において前記入力映像信号を分析して検出した前記分析情報に含まれる、
   請求項１に記載の信号処理装置。
7. 前記入力映像信号の輝度に関する値は、前記入力映像信号の１フレーム内での最大輝度と、前記入力映像信号の１フレーム内での平均輝度と、前記入力映像信号の所定フレーム数内での最大輝度から算出した１フレームあたりの平均最大輝度と、前記入力映像信号の１フレーム内での輝度ヒストグラムと、の少なくとも１つである、
   請求項１に記載の信号処理装置。
8. 請求項１に記載の信号処理装置と、
   表示部と、を備える、
   表示装置。
9. 映像信号を表示部に出力する信号処理方法であって、
   入力映像信号が、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換されるステップと、
   前記高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されている場合には前記出力映像信号が選択されて前記表示部に出力され、前記高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されていない場合には前記入力映像信号が選択されて前記表示部に出力されるステップと、を含み、
   前記変換されるステップにおいて、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて前記入力映像信号が前記出力映像信号に変換され、前記入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、前記少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合が決定され、
   前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、前記入力映像信号のうち、前記表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を前記上限値近傍の輝度に変換させ、かつ前記入力映像信号のうち前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブであり、
   前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように前記入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブである、
   信号処理方法。
10. 映像信号を表示部に出力する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    入力映像信号を、高輝度表示装置よりも表示可能な輝度の範囲の上限値が小さい低輝度表示装置向けの出力映像信号に変換するステップと、
    前記高輝度表示装置向けの映像信号である旨を示す高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されている場合には前記出力映像信号を選択して前記表示部に出力し、前記高輝度フラグが前記入力映像信号に付加されていない場合には前記入力映像信号を選択して前記表示部に出力するステップと、を含み、
    前記変換するステップは、少なくとも２種類の変換特性カーブのうちの少なくとも２つを用いて前記入力映像信号を前記出力映像信号に変換し、前記入力映像信号の輝度に関する値に基づいて、前記少なくとも２種類の変換特性カーブの使用割合を決定し、
    前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第１の変換特性カーブは、前記入力映像信号のうち、前記表示部の表示可能な輝度の範囲の上限値を超える輝度となる信号を前記上限値近傍の輝度に変換させ、かつ前記入力映像信号のうち前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まる信号の輝度を所定の規格に基づくように変換させる変換特性カーブであり、
    前記少なくとも２種類の変換特性カーブのうち、第２の変換特性カーブは、前記表示部の表示可能な輝度の範囲に収まるように前記入力映像信号の輝度を縮小させる変換特性カーブである、
    プログラム。