JP6834939B2 - 送信装置、送信方法、受信装置および受信方法 - Google Patents

送信装置、送信方法、受信装置および受信方法 Download PDF

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Description

本技術は、送信装置、送信方法、受信装置および受信方法に関し、詳しくは、通常ダイナミックレンジビデオデータを送信する送信装置等に関する。
従来、ハイダイナミックレンジビデオデータにハイダイナミックレンジ光電変換を適用して得られた伝送ビデオデータを送信することが考えられている。以下、ハイダイナミックレンジを、適宜、「ＨＤＲ」と表記する。例えば、非特許文献１には、従来受信機による受信を考慮した、従来の光電変換特性（ガンマ特性）との互換領域を含むＨＤＲ光電変換特性（新ガンマ特性）についての記載がある。
Tim Borer, "Non-Linear Opto-Electrical Transfer Functions for High Dynamic Range Television", Research & Development White Paper WHP 283, July 2014
本技術の目的は、通常ダイナミックレンジビデオデータの送信とハイダイナミックレンジビデオデータの送信とを単一の伝送方法で行う場合の受信側処理の簡単化を図ることにある。
本技術の概念は、
通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行ってハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理を施してビデオストリームを得るエンコード部と、
上記ビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを送信する送信部を備える
送信装置にある。
本技術において、ダイナミックレンジ変換部により、通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、ダイナミックレンジ変換が行われて、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが得られる。この場合、通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいて、変換が行われる。例えば、変換情報は、変換係数または変換テーブルである、ようにされてもよい。
エンコード部により、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理が施されてビデオストリームが得られる。送信部により、このビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナが送信される。例えば、コンテナは、インターネットの配信などで用いられるＭＰ４、デジタル放送規格で採用されているトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−２ ＴＳ）、あるいはそれ以外のフォーマットのコンテナであってもよい。
このように本技術においては、通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータをハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに変換して伝送するものである。そのため、受信側では、通常ダイナミックレンジビデオデータの送信時にあっても、ハイダイナミックレンジビデオデータの送信時と同様の処理を行うことが可能となり、通常ダイナミックレンジビデオデータの送信とハイダイナミックレンジビデオデータの送信とが時系列的に混在するような場合の受信側処理の簡単化が可能となる。
なお、本技術において、例えば、通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報を、ビデオストリームおよび/またはコンテナに挿入する情報挿入部をさらに備える、ようにされてもよい。このように変換情報が挿入される場合、受信側では、この変換情報を用いて、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータから通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに変換して通常ダイナミックレンジの画像表示を行うための処理が容易となる。
また、本技術において、例えば、情報挿入部は、コンテナに、ビデオストリームがハイダイナミックレンジに対応していることを示す情報をさらに挿入する、ようにされてもよい。この情報により、受信側では、ビデオストリームがハイダイナミックレンジに対応していることを容易に認識可能となる。
また、本技術において、例えば、情報挿入部は、コンテナに、ハイダイナミックレンジ光電変換特性に対応したハイダイナミックレンジ電光変換特性を示す情報をさらに挿入する、ようにされてもよい。この情報により、受信側では、ハイダイナミックレンジ光電変換特性に対応したハイダイナミックレンジ電光変換特性を容易に認識可能となる。
また、本技術において、例えば、情報挿入部は、コンテナに、元々のビデオデータが通常ダイナミックレンジビデオデータであることを示す情報をさらに挿入する、ようにされてもよい。この情報により、受信側では、元々のビデオデータが通常ダイナミックレンジビデオデータであることを容易に認識可能となる。
また、本技術の他の概念は、
ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを受信する受信部と、
上記ビデオストリームにデコード処理を施して上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るデコード部と、
上記デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、ダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
上記ダイナミックレンジ変換部で得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換を施して表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータを得る電光変換部を備える
受信装置にある。
本技術において、受信部により、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナが受信される。デコード部により、ビデオストリームにデコード処理が施されてハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが得られる。
ダイナミックレンジ変換部により、デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、ダイナミックレンジ変換が行われて通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータが得られる。そして、電光変換部により、通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換が施されて表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータが得られる。
このように本技術においては、デコード処理で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るものである。そのため、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータとして伝送されてくる場合にあっても通常ダイナミックレンジの画像表示を良好に行い得る。
なお、本技術において、例えば、デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータは、通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換処理が施されて得られたものである、ようにされてもよい。
また、本技術において、例えば、ビデオストリームおよび/またはコンテナに、変換情報が挿入されており、ビデオストリームおよび/またはコンテナから変換情報を抽出する変換情報抽出部をさらに備え、ダイナミックレンジ変換部は、変換情報抽出部で抽出された変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行う、ようにされてもよい。
本技術によれば、通常ダイナミックレンジビデオデータの送信とハイダイナミックレンジビデオデータの送信とが時系列的に混在するような場合の受信側処理の簡単化を図ることができる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システムの構成例を示すブロック図である。 ＭＰＤファイルに階層的に配置されている各構造体の関係の一例を示す図である。 実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 サービス送信システムの構成例を示すブロック図である。 サービス送信システムにおけるダイナミックレンジ変換部の動作を説明するための図である。 符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰの先頭のアクセスユニットを示す図である。 ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージの構造例を示す図である。 ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージの構造例における主要な情報の内容を示す図である。 ノンフラグメンテッドＭＰ４（Non-Fragmented MP4）の場合（ＶＯＤサービス）におけるメディアファイル実体について説明するための図である。 フラグメンテッドＭＰ４（Fragmented MP4）の場合（マルチキャストサービス）におけるメディアファイル実体について説明するための図である。 フラグメンテッドＭＰ４（Fragmented MP4）の場合（放送）におけるメディアファイル実体について説明するための図である。 ＭＰＤファイル記述例を示す図である。 “SupplementaryDescriptor”の「Value」セマンティスクスを示す図である。 サービス受信機の構成例を示すブロック部である。 対象ストリームの元々のビデオデータがＳＤＲビデオデータである場合におけるダイナミックレンジ逆変換の詳細を説明するための図である。 対象ストリームの元々のビデオデータがＨＤＲビデオデータである場合におけるダイナミックレンジ逆変換の詳細を説明するための図である。 ダイナミックレンジ・コンバージョン・デスクリプタの構造例を示す図である。 ダイナミックレンジ・コンバージョン・デスクリプタの構造例における主要な情報の内容を示す図である。 トランスポートストリームの構成例を示す図である。
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
＜１．実施の形態＞
［ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システムの概要］
最初に、本技術を適用し得るＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システムの概要を説明する。
図１（ａ）は、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システム３０Ａの構成例を示している。この構成例では、メディアストリームとＭＰＤファイルが、通信ネットワーク伝送路（通信伝送路）を通じて送信される。このストリーム配信システム３０Ａは、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１およびＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２に、Ｎ個のサービス受信機３３-1，３３-2，・・・，３３-Nが、ＣＤＮ（Content Delivery Network）３４を介して、接続された構成となっている。
ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１は、所定のコンテンツのメディアデータ（ビデオデータ、オーディオデータ、字幕データなど）に基づいて、ＤＡＳＨ仕様のストリームセグメント（以下、適宜、「ＤＡＳＨセグメント」という）を生成し、サービス受信機からのＨＴＴＰ要求に応じてセグメントを送出する。このＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１は、ストリーミング専用のサーバであってもよいし、また、ウェブ（Web）サーバで兼用されることもある。
また、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１は、サービス受信機３３（３３-1，３３-2，・・・，３３-N）からＣＤＮ３４を介して送られてくる所定ストリームのセグメントの要求に対応して、そのストリームのセグメントを、ＣＤＮ３４を介して、要求元の受信機に送信する。この場合、サービス受信機３３は、ＭＰＤ（Media Presentation Description）ファイルに記載されているレートの値を参照して、クライアントの置かれているネットワーク環境の状態に応じて、最適なレートのストリームを選択して要求を行う。
ＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２は、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１において生成されるＤＡＳＨセグメントを取得するためのＭＰＤファイルを生成するサーバである。コンテンツマネジメントサーバ（図示せず）からのコンテンツメタデータと、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１において生成されたセグメントのアドレス（url）をもとに、ＭＰＤファイルを生成する。なお、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１とＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２は、物理的に同じものであってもよい。
ＭＰＤのフォーマットでは、ビデオやオーディオなどのそれぞれのストリーム毎にリプレゼンテーション（Representation）という要素を利用して、それぞれの属性が記述される。例えば、ＭＰＤファイルには、レートの異なる複数のビデオデータストリーム毎に、リプレゼンテーションを分けてそれぞれのレートが記述される。サービス受信機３３では、そのレートの値を参考にして、上述したように、サービス受信機３３の置かれているネットワーク環境の状態に応じて、最適なストリームを選択できる。
図１（ｂ）は、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システム３０Ｂの構成例を示している。この構成例では、メディアストリームとＭＰＤファイルが、ＲＦ伝送路（放送伝送路）を通じて送信される。このストリーム配信システム３０Ｂは、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１およびＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２が接続された放送送出システム３６と、Ｍ個のサービス受信機３５-1，３５-2，・・・，３５-Mとで構成されている。
このストリーム配信システム３０Ｂの場合、放送送出システム３６は、ＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１で生成されるＤＡＳＨ仕様のストリームセグメント（ＤＡＳＨセグメント）およびＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２で生成されるＭＰＤファイルを、放送波に載せて送信する。
図２は、ＭＰＤファイルに階層的に配置されている各構造体の関係の一例を示している。図２（ａ）に示すように、ＭＰＤファイル全体としてのメディア・プレゼンテーション（Media Presentation）には、時間間隔で区切られた複数のピリオド（Period）が存在する。例えば、最初のピリオドはスタートが０秒から、次のピリオドはスタートが１００秒から、などとなっている。
図２（ｂ）に示すように、ピリオドには、複数のアダプテーションセット(AdaptationSet)が存在する。各アダプテーションセットはビデオやオーディオ等のメディアタイプの違いや、同じメディアタイプでも言語の違い、視点の違い等に依存する。図２（ｃ）に示すように、アダプテーションセットには複数のリプレゼンテーション(Representation)が存在する。各リプレゼンテーションはストリーム属性、例えばレートの違い等に依存する。
図２（ｄ）に示すように、リプレゼンテーションには、セグメントインフォ（SegmentInfo）が含まれている。このセグメントインフォには、図２（e）に示すように、イニシャライゼーション・セグメント（Initialization Segment）と、ピリオドをさらに細かく区切ったセグメント（Segment）毎の情報が記述される複数のメディア・セグメント（Media Segment）が存在する。メディアセグメントには、ビデオやオーディオなどのセグメントデータを実際に取得するためのアドレス(url)の情報等が存在する。
なお、アダプテーションセットに含まれる複数のリプレゼンテーションの間では、ストリームのスイッチングを自由に行うことができる。これにより、受信側のネットワーク環境の状態に応じて、最適なレートのストリームを選択でき、途切れのないビデオ配信が可能となる。
［送受信システムの構成例］
図３は、実施の形態としての送受信システム１０の構成例を示している。この送受信システム１０は、サービス送信システム１００とサービス受信機２００により構成されている。この送受信システム１０において、サービス送信システム１００は、上述の図１（ａ）に示すストリーム配信システム３０ＡのＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１およびＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２に対応する。また、この送受信システム１０において、サービス送信システム１００は、上述の図１（ｂ）に示すストリーム配信システム３０ＢのＤＡＳＨストリームファイルサーバ３１、ＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ３２および放送送出システム３６に対応する。
また、この送受信システム１０において、サービス受信機２００は、上述の図１（ａ）に示すストリーム配信システム３０Ａのサービス受信機３３（３３-1，３３-2，・・・，３３-N）に対応する。また、この送受信システム１０において、サービス受信機２００は、上述の図１（ｂ）に示すストリーム配信システム３０Ｂのサービス受信機３５（３５-1，３５-2，・・・，３５-M）に対応する。
サービス送信システム１００は、ＤＡＳＨ/ＭＰ４、つまりメタファイルとしてのＭＰＤファイルと、ビデオやオーディオなどのメディアストリーム（メディアセグメント）が含まれるＭＰ４を、通信ネットワーク伝送路（図１（ａ）参照）またはＲＦ伝送路（図１（ｂ）参照）を通じて、送信する。
「サービス送信システムの構成例」
図４は、サービス送信システム１００の構成例を示している。このサービス送信システム１００は、制御部１０１と、ＨＤＲ光電変換部１０３と、ＳＤＲ光電変換部１０４と、ダイナミックレンジ変換部１０５と、切換スイッチ１０６と、ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部１０７と、ビデオエンコーダ１０８と、コンテナエンコーダ１０９と、送信部１１０を有している。
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて構成され、制御プログラムに基づいて、サービス送信システム１００の各部の動作を制御する。ＨＤＲ光電変換部１０３は、高コントラストカメラ出力、すなわちＨＤＲ（ハイダイナミックレンジ）ビデオデータＶｈに対して、ＨＤＲ光電変換特性を適用して光電変換し、ＨＤＲ伝送ビデオデータを得る。このＨＤＲ伝送ビデオデータは、ＨＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材となる。
ＳＤＲ光電変換部１０４は、通常コントラストカメラ出力、すなわちＳＤＲ（通常ダイナミックレンジ）ビデオデータＶｓに対して、ＳＤＲ光電変換特性を適用して光電変換し、ＳＤＲ伝送ビデオデータを得る。このＳＤＲ伝送ビデオデータは、ＳＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材となる。
ダイナミックレンジ変換部１０５は、ＳＤＲ伝送ビデオデータにダイナミックレンジ変換を行ってＨＤＲ伝送ビデオデータを得る。つまり、このダイナミックレンジ変換部１０５は、ＳＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材であるＳＤＲ伝送ビデオデータをＨＤＲ伝送ビデオデータに変換する。ここで、ダイナミックレンジ変換部１０５は、ＳＤＲ光電変換特性による変換データの値をＨＤＲ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいて、ダイナミックレンジ変換を行う。この変換情報は、例えば、制御部１０１から与えられる。
図５を参照して、ダイナミックレンジ変換について、さらに説明する。実線ａは、ＳＤＲ光電変換特性を示すＳＤＲ ＯＥＴＦカーブの一例を示している。実線ｂは、ＨＤＲ光電変換特性を示すＨＤＲ ＯＥＴＦカーブの一例を示している。横軸は入力輝度レベルを示し、Ｐ１はＳＤＲ最大レベルに対応する入力輝度レベルを示し、Ｐ２はＨＤＲ最大レベルに対応する入力輝度レベルを示している。
また、縦軸は伝送符号値または正規化された符号化レベルの相対値を示す。相対最大レベルＭはＨＤＲ最大レベルおよびＳＤＲ最大レベルを示す。基準レベルＧは、ＳＤＲ最大レベルに対応する入力輝度レベルＰ１におけるＨＤＲ ＯＥＴＦの伝送レベルを示すもので、いわゆるリファレンスの白レベルを意味し、このレベルよりも高い範囲をＨＤＲ特有のきらめき表現に利用することを示す。分岐レベルＢは、ＳＤＲ ＯＥＴＦカーブとＨＤＲ ＯＥＴＦカーブとが同一軌道から分岐して別れるレベルを示す。Ｐｆは、分岐レベルに対応する入力輝度レベルを示す。なお、この分岐レベルＢは、０以上の任意の値とすることができる。
ダイナミックレンジ変換部１０５におけるダイナミックレンジ変換では、ＳＤＲ伝送ビデオデータのうち、分岐レベルＢから相対最大レベルＭまでが、ＨＤＲ光電変換特性による変換データの値となるように変換される。この場合、ＳＤＲ最大レベルである相対最大レベルＭは基準レベルＧと一致するようにされる。なお、分岐レベルＢ未満の入力データは、そのまま出力データとされる。
ここで、変換情報は、変換テーブルあるいは変換係数で与えられる。変換テーブルで与えられる場合、ダイナミックレンジ変換部１０５は、この変換テーブルを参照して変換を行う。一方、変換係数で与えられる場合、ダイナミックレンジ変換部１０５は、この変換係数を用いた演算により変換を行う。例えば、変換係数をＣとするとき、分岐レベルＢから相対最大レベルＭまでの入力データに関して、以下の（１）式により、変換を行う。
出力データ＝分岐レベルＢ＋（入力データ−分岐レベルＢ）＊Ｃ ・・・（１）
図４に戻って、切換スイッチ１０６は、ＨＤＲ光電変換部１０３で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータまたはダイナミックレンジ変換部１０５で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータを選択的に取り出す。ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部１０７は、切換スイッチ１０６で取り出されたＨＤＲ伝送ビデオデータをＲＧＢドメインからＹＣｂＣｒ（輝度・色差）ドメインに変換する。この場合、ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部１０７は、色空間情報に基づいて、色空間に対応した変換式を用いて変換を行う。なお、これらの色空間のドメインは、ＲＧＢドメインに限定されるものではなく、また、輝度・色差ドメインはＹＣｂＣｒに限定されるわけではない。
ビデオエンコーダ１０８は、ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部１０７でＹＣｂＣｒドメインに変換されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に対して、例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣあるいはＨＥＶＣなどの符号化を施して符号化ビデオデータを得、この符号化ビデオデータを含むビデオストリーム（ビデオエレメンタリストリーム）ＶＳを生成する。
この際、ビデオエンコーダ１０８は、アクセスユニット（ＡＵ）のＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩ（video usability information）の領域に、ＨＤＲのストリームであること、さらにはＨＤＲ電光変換特性などを示すメタ情報を挿入する。また、ビデオエンコーダ１０８は、アクセスユニット（ＡＵ）の“ＳＥＩｓ”の部分に、上述したダイナミックレンジ変換の変換情報を持つ、新規定義するダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージ（Dynamic_range_conv SEI message）を挿入する。
図６は、符号化方式がＨＥＶＣである場合におけるＧＯＰ（Group Of Pictures）の先頭のアクセスユニットを示している。ＨＥＶＣの符号化方式の場合、画素データが符号化されているスライス（slices）の前にデコード用のＳＥＩメッセージ群「Prefix_SEIs」が配置され、このスライス（slices）の後に表示用のＳＥＩメッセージ群「Suffix_SEIs」が配置される。ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージは、図示のように、例えば、ＳＥＩメッセージ群「Suffix_SEIs」として配置される。
図７は、ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージの構造例(Syntax)を示している。図８は、その構造例における主要な情報の内容（Semantics）を示している。「Dynamic_range_conv_cancel_flag」の１ビットのフラグ情報は、“Dynamic_range_conv”のメッセージをリフレッシュするかを示す。“０”は、“Dynamic_range_conv”のメッセージをリフレッシュすることを示す。“１”は、“Dynamic_range_conv”のメッセージをリフレッシュしないこと、つまり前のメッセージをそのまま維持することを示す。
「Dynamic_range_conv_cancel_flag」が“０”であるとき、以下のフィールドが存在する。「coded_data_bit_depth」の８ビットフィールドは、符号化画素ビット数（伝送符号値のビット数）を示す。「reference_level」の１４ビットフィールドは、基準輝度レベル値、つまり基準レベルＧ（図５参照）を示す。「ratio_conversion_flag」の１ビットのフラグ情報は、シンプル変換によること、つまり変換係数が存在することを示す。「conversion_table_flag」の１ビットのフラグ情報は、変換テーブルによること、つまり変換テーブル情報が存在することを示す。「branch_level」の１６ビットフィールドは、分岐レベルＢ（図５参照）を示す。
「ratio_conversion_flag」が“１”であるとき、「level_conversion_ratio」の８ビットフィールドが存在する。このフィールドは、変換係数（レベル変換の比）を示す。「conversion_table_flag」が“１”であるとき、「table_size」の８ビットフィールドが存在する。このフィールドは、変換テーブルの入力数を示す。そして、その入力数だけ、「level_R[i]」、「level_G[i]」、「level_B[i]」の各１６ビットフィールドが存在する。「level_R[i]」のフィールドは、赤コンポーネント（Red component）の変換後の値を示す。「level_G[i]」のフィールドは、緑コンポーネント（Red component）の変換後の値を示す。「level_B[i]」のフィールドは、青コンポーネント（Red component）の変換後の値を示す。
なお、符号化画素ビット数が８ビットであるときは入力データの各値に対応した値が存在することになる。しかし、符号化画素ビット数が１０ビット、１２ビットなどであるときは、入力データの上位８ビットの各値に対応した値のみが存在することになる。この場合、受信側で変換テーブルを使用する際には、残りの下位ビットの値に関しては補間値が用いられることになる。
図１に戻って、コンテナエンコーダ１０９は、ビデオエンコーダ１０８で生成されたビデオストリームＶＳを含むコンテナ、ここではＭＰ４を、配信ストリームＳＴＭとして生成する。ノンフラグメンテッドＭＰ４（Non-Fragmented MP4）の場合（ＶＯＤサービス）における、「<baseURL>」で示されるロケーション先のメディアファイル実体について説明する。
この場合、図９に示すように、“url 1”として定義されることがある。この場合、最初にファイルタイプが記述される“ｆｔｙｐ”ボックスが配置される。この“ｆｔｙｐ”ボックスにより、断片化されていないＭＰ４ファイルであることが示される。続いて、“ｍｏｏｖ”ボックスおよび“ｍｄａｔ”ボックスが配置される。“ｍｏｏｖ”ボックスには、全てのメタデータ、例えば、トラックのヘッダ情報、コンテンツ内容のメタ記述、時刻情報などが含まれる。“ｍｄａｔ”ボックスには、メディアデータ本体であるＳＬＩＣＥ ＮＡＬユニットが配置される。なお、この“ｍｄａｔ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットも配置可能である。
また、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｓｔｓｄ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットが配置される（方法１）。ＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩ（video usability information）の領域のメタ情報でＨＤＲのストリームであることなどが示される。また、ＳＥＩ ＮＡＬユニットとして、上述したダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージのＮＡＬユニットも存在する。なお、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｕｄｔａ”ボックスに“ｋｉｎｄ”ボックスで定義される要素で、ＨＤＲのストリームであることなどが示されてもよい（方法２）。
また、フラグメンテッドＭＰ４（Fragmented MP4）の場合（マルチキャストサービス）における、「<baseURL>」で示されるロケーション先のメディアファイル実体について説明する。
この場合、図１０に示すように、“url 2”として定義されることがある。この場合、最初にファイルタイプが記述される“ｓｔｙｐ”ボックスが配置される。続いて、セグメントインデックスが記述される“ｓｉｄｘ”ボックスが配置される。それに続いて、所定個数のムービーフラグメント（Movie Fragment）が配置される。
各ムービーフラグメントは、“ｍｏｏｖ”ボックスと、フラグメントの制御情報が入る“ｍｏｏｆ”ボックスと、メディアデータ本体が入る“ｍｄａｔ”ボックスから構成される。マルチキャストサービスでは、ランダムアクセスを受けなければならず、それに対応するために各ムービーフラグメントに“ｍｏｏｖ”ボックスの配置が必要となる。これは、後述する放送の場合も同様である。“ｍｄａｔ”ボックスには、メディアデータ本体であるＳＬＩＣＥ ＮＡＬユニットが配置される。なお、この“ｍｄａｔ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットも配置可能である。
また、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｓｔｓｄ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットが配置される（方法１）。ＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩ（video usability information）の領域のメタ情報でＨＤＲのストリームであることなどが示される。また、ＳＥＩ ＮＡＬユニットとして、上述したダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージのＮＡＬユニットも存在する。なお、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｕｄｔａ”ボックスに“ｋｉｎｄ”ボックスで定義される要素で、ＨＤＲのストリームであることなどが示されてもよい（方法２）。
また、フラグメンテッドＭＰ４（Fragmented MP4）の場合（放送）におけるメディアファイル実体について説明する。この場合、図１１に示すように、最初にファイルタイプが記述される“ｓｔｙｐ”ボックスが配置される。続いて、セグメントインデックスが記述される“ｓｉｄｘ”ボックスが配置される。それに続いて、“ＭＰＤ”ボックスとムービーフラグメント（Movie Fragment）の組み合わせが所定個数配置される。
“ＭＰＤ”ボックスに、ＭＰＤファイルが配置される。各ムービーフラグメントは、“ｍｏｏｖ”ボックスと、フラグメントの制御情報が入る“ｍｏｏｆ”ボックスと、メディアデータ本体が入る“ｍｄａｔ”ボックスから構成される。“ｍｄａｔ”ボックスには、メディアデータ本体であるＳＬＩＣＥ ＮＡＬユニットが配置される。なお、この“ｍｄａｔ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットも配置可能である。
また、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｓｔｓｄ”ボックスに、ＳＰＳ、ＶＰＳ、ＰＰＳ、ＳＥＩの各ＮＡＬユニットが配置される（方法１）。ＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩ（video usability information）の領域のメタ情報でＨＤＲのストリームであることなどが示される。また、ＳＥＩ ＮＡＬユニットとして、上述したダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージのＮＡＬユニットも存在する。なお、“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｕｄｔａ”ボックスに“ｋｉｎｄ”ボックスで定義される要素で、ＨＤＲのストリームであることなどが示されてもよい（方法２）。
なお、ＭＰＤファイルに、上述のＶＵＩ領域のメタ情報やダイナミック変換情報などを含めることも考えられる。ＭＰＤファイルでは、“SupplementaryDescriptor”により、「schemeIdUri」を、従来の規格における既定義とは別に、放送その他のアプリケーションとして新規に定義することが可能である。
図１２は、ＭＰＤファイル記述例を示している。ここでは、説明の簡単化のためにビデオストリームに関する情報のみが記述されている例を示しているが、実際にはビデオストリームの他のメディアストリームに関する情報も記述されている。図１３は、“SupplementaryDescriptor”の「Value」セマンティスクスを示している。
「<AdaptationSet mimeType=“video/mp4” group=“1”>」の記述により、ビデオストリームに対するアダプテーションセット（AdaptationSet）が存在し、そのビデオストリームはＭＰ４ファイル構造で供給され、グループ１が割り当てられていることが示されている。「<SupplementaryDescriptor schemeIdUri=“urn:brdcst:codecType” value= “hevc”/>の記述により、ビデオストリームのコーデックが「ＨＥＶＣ」であることが示されている。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:highdynamicrange” value=“HDR”/>の記述により、対象ストリームがＨＤＲストリームであることが示される。なお、“HDR”の代わりに“１”が記述されて、ＨＤＲストリームであることが示されてもよい。また、ＨＤＲストリームであることを示す場合には、“SDR”あるいは“０”が記述される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:transferfunction” value=“EOTFtype”/>の記述により、電光変換特性（ＥＯＴＦ特性）が示される。例えば、「BT.709-5 Transfer Function」である場合には、“EOTFtype”の部分に、“bt709”または“１”が記述される。また、例えば、「10bit BT.2020 Transfer Function」である場合には、“EOTFtype”の部分に、“bt2020”または“１４”が記述される。また、例えば、「SMPTE 2084 Transfer Function」である場合には、“EOTFtype”の部分に、“st2028”または“１６”が記述される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:xycolourprimaries” value=“ColorGamut”/>の記述により、色空間が示される。例えば、「BT.709-5」である場合には、“ColorGamut”の部分に、“bt709”または“１”が記述される。また、例えば、「BT.2020」である場合には、“ColorGamut”の部分に、“bt2020”または“９”が記述される。また、例えば、「SMPTE 428 or XYZ」である場合には、“ColorGamut”の部分に、“st428”または“１０”が記述される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:matrixcoefficients” value=“ColorMatrix”/>の記述により、色マトリクス係数が示される。例えば、「BT.709-5」である場合には、“ColorMatrix”の部分に、“bt709”または“１”が記述される。また、例えば、「BT.2020 non-constant lumiinance」である場合には、“ColorMatrix”の部分に、“bt2020n”または“９”が記述される。また、例えば、「SMPTE 2085 or Y′D′zD′x」である場合には、“ColorMatrix”の部分に、“st2085”または“１１”が記述される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:referencelevel” value=“RefLevel”/>の記述により、基準レベルＧ（図５参照）が示される。“RefLevel”の部分に、最大「１」に正規化された相対範囲の中を０〜１００の値で指定した基準レベルが記述される。受信側では、この値を１００で割ったものが相対基準レベルとして認識される。この相対基準レベルは、ダイナミックレンジ変換の変換情報としての変換係数を構成する。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:branchlevel” value=“BranchLevel”/>の記述により、分岐レベルＢ（図５参照）が示される。“BranchLevel” の部分に、最大「１」に正規化された相対範囲の中を０〜１００の値で指定した分岐レベルが記述される。受信側では、この値を１００で割ったものが相対基準レベルとして認識される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:streamdependency” value=“DependType”/>の記述により、対象ストリームがインデペンデントストリームであるか示される。インデペンデントストリームである場合、“DependType”の部分に、“base”または“０”が記述される。デペンデントストリームである場合、“DependType”の部分に、“extended”または“１”が記述される。
<SupplementaryDesctiptor schemeIdUri=“urn:brdcst:video:originaldynamicrange” value=“DrangeType”/>の記述により、対象ストリームの元々のビデオデータがＳＤＲビデオデータであるか示される。ＳＤＲビデオデータである場合には、“DrangeType”の部分に、“sdr”が記述される。ＨＤＲビデオデータである場合には、“DrangeType”の部分に、“hdr”が記述される。
「<Representation id=“1” bandwidth=“20000000”>」の記述により、グループ１のアダプテーションセットの中に、「Representation id=“1”」で識別されるリプレゼンテーションとして、グループ１“group1”の符号化データを含むビットレートが２０Ｍｂｐｓのビデオストリームの存在が示されている。そして、「<baseURL>video/jp/20000000.mp4</BaseURL>」の記述により、そのビデオストリームのロケーション先が、「video/jp/20000000.mp4」として示されている。
図１２のＭＰＤファイル記述例は、デペンデントストリームが存在する場合の例である。「<AdaptationSet mimeType=“video/mp4” group=“2”>」の記述により、ビデオストリームに対するアダプテーションセット（AdaptationSet）が存在し、そのビデオストリームはＭＰ４ファイル構造で供給され、グループ２が割り当てられていることが示されている。詳細説明は省略するが、このグループ２のビデオストリームに関しても、上述のグループ１のビデオストリームに関すると同様の情報が記述されている。
なお、上述した“ｍｏｏｖ”ボックスの下にある“ｕｄｔａ”ボックスに“ｋｉｎｄ”ボックスで定義される要素としては、例えば、図１２の破線枠で囲んだ要素とすることができる。
図４に戻って、送信部１１０は、コンテナエンコーダ１０９で得られたＭＰ４の配信ストリームＳＴＭを、放送波あるいはネットのパケットに載せて、サービス受信機２００に送信する。
図４に示すサービス送信システム１００の動作を簡単に説明する。高コントラストカメラ出力であるＨＤＲビデオデータＶｈはＨＤＲ光電変換部１０３に供給される。このＨＤＲ光電変換部１０３では、ＨＤＲビデオデータＶｈにＨＤＲ光電変換特性で光電変換が施され、ＨＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材としてのＨＤＲ伝送ビデオデータが得られる。
また、通常コントラストカメラ出力であるＳＤＲビデオデータＶｓはＳＤＲ光電変換部１０４に供給される。このＳＤＲ光電変換部１０４では、ＳＤＲビデオデータＶｓにＳＤＲ光電変換特性で光電変換が施され、ＳＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材としてのＳＤＲ伝送ビデオデータが得られる。
ＳＤＲ光電変換部１０４で得られたＳＤＲ伝送ビデオデータは、ダイナミックレンジ変換部１０５に供給される。ダイナミックレンジ変換部１０５では、制御部１０１から供給される変換情報（変換テーブル、変換係数）に基づいて、ＳＤＲ伝送ビデオデータにダイナミックレンジ変換が施される。このダイナミックレンジ変換により、ＳＤＲ伝送ビデオデータは、ＨＤＲ伝送ビデオデータに変換される（図５参照）。
切換スイッチ１０６では、制御部１０１の制御により、ＨＤＲ光電変換部１０３で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータあるいはダイナミックレンジ変換部１０５で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータが選択的に取り出される。このように取り出されたＨＤＲ伝送ビデオデータは、ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部１０７でＲＧＢドメインからＹＣｂＣｒ（輝度・色差）ドメインに変換される。
ＹＣｂＣｒドメインに変換されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１は、ビデオエンコーダ１０８に供給される。このビデオエンコーダ１０８では、ＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に対して、例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣあるいはＨＥＶＣなどの符号化が施されて符号化ビデオデータが得られ、この符号化ビデオデータを含むビデオストリームＶＳが生成される。
この際、ビデオエンコーダ１０８では、アクセスユニット（ＡＵ）のＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩ（video usability information）の領域に、ＨＤＲのストリームであること、さらにはＨＤＲ電光変換特性などを示すメタ情報が挿入される。また、ビデオエンコーダ１０８では、アクセスユニット（ＡＵ）の“ＳＥＩｓ”の部分に、ダイナミックレンジ変換の変換情報（変換ケーブル、変換係数）を持つ、新規定義するダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージが挿入される（図７参照）。
ビデオエンコーダ１０８で得られたビデオストリームＶＳは、コンテナエンコーダ１０９に供給される。コンテナエンコーダ１０９では、ビデオストリームＶＳを含むコンテナであるＭＰ４が配信ストリームＳＴＭとして生成される。この際、ＭＰ４には、例えば、“ｍｏｏｖ”ボックスの下などに、ＨＤＲのストリームであることなどを示すメタ情報が挿入される。
この配信ストリームＳＴＭは、送信部１１０により、放送波あるいはネットのパケットに載せて、サービス受信機２００に送信される。
「サービス受信機の構成例」
図１４は、サービス受信機２００の構成例を示している。このサービス受信機２００は、制御部２０１と、受信部２０２と、コンテナデコーダ２０３と、ビデオデコーダ２０４と、ＹＣｂＣｒ/ＲＧＢ変換部２０５と、切換スイッチ２０６と、ＨＤＲ電光変換部２０７と、ダイナミックレンジ逆変換部２０８と、ＳＤＲ電光変換部２０９を有している。
制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて構成され、制御プログラムに基づいて、サービス受信機２００の各部の動作を制御する。受信部２０２は、サービス送信システム１００から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるＭＰ４の配信ストリームＳＴＭを受信する。コンテナデコーダ２０３は、ＭＰ４からビデオストリームＶＳを抽出する。また、コンテナデコーダ２０３は、ＭＰ４からメタ情報を抽出し、制御部２０１に送る。制御部２０１は、このメタ情報から、ＨＤＲのストリームであること、ＨＤＲ電光変換特性情報、元々のビデオデータの情報などを認識する。
ビデオデコーダ２０４は、コンテナデコーダ２０３で抽出されるビデオストリームＶＳに対して復号化処理を行って、ＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１を得る。また、ビデオデコーダ２０４は、ビデオストリームＶＳを構成する各アクセスユニットに挿入されているパラメータセットやＳＥＩメッセージを抽出し、制御部２０１に送る。
制御部２０１は、ＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩの領域のメタ情報から、ＨＤＲのストリームであること、ＨＤＲ電光変換特性情報などを認識する。また、ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージからダイナミックレンジの変換情報（変換テーブル、変換係数）を認識する。
ＹＣｂＣｒ/ＲＧＢ変換部２０５は、ビデオデコーダ２０４で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１を、ＹＣｂＣｒ（輝度・色差）ドメインからＲＧＢドメインに変換する。切換スイッチ２０６は、制御部２０１の制御のもと、ＲＧＢドメインに変換されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１を、ＨＤＲ電光変換部２０７、あるいはダイナミックレンジ逆変換部２０８に送る。
この場合、表示モニタ（図示せず）がＨＤＲ対応であるとき、切換スイッチ２０６は、ＨＤＲ伝送ビデオデータをＨＤＲ電光変換部２０７に送る。一方、表示モニタがＳＤＲ対応であるとき、切換スイッチ２０６は、ＨＤＲ伝送ビデオデータをダイナミックレンジ逆変換部２０８に送る。
制御部２０１は、ＨＤＲ光電変換部２０７に、メタ情報から認識したＨＤＲ電光変換特性、つまり送信側で用いられたＨＤＲ光電変換特性に対応したＨＤＲ電光変換特性を設定する。ＨＤＲ光電変換部２０７は、切換スイッチ２０６で取り出されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に、ＨＤＲ電光変換特性を適用して、ＨＤＲ画像を表示するための表示用ビデオデータＶｈｄを得る。
制御部２０１は、ダイナミックレンジ逆変換部２０８に、例えば、ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージから認識したダイナミックレンジの変換情報（変換テーブル、変換係数）を与える。ダイナミックレンジ逆変換部２０８は、切換スイッチ２０６で取り出されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に、この変換情報に基づいて、ダイナミックレンジ逆変換を行ってＳＤＲ伝送ビデオデータを得る。
図１５を参照して、対象ストリームの元々のビデオデータがＳＤＲビデオデータである場合におけるダイナミックレンジ逆変換の詳細を説明する。縦軸は出力輝度レベルを示し、図５の横軸に対応する。また、横軸は伝送符号値を示し、図５の縦軸に対応する。実線ａは、ＳＤＲ電光変換特性を示すＳＤＲ ＥＯＴＦカーブである。このＳＤＲ ＥＯＴＦカーブは、図５に実線ａで示すＳＤＲ ＯＥＴＦカーブに対応している。実線ｂは、ＨＤＲ電光変換特性を示すＨＤＲ ＥＯＴＦカーブである。このＨＤＲ ＥＯＴＦカーブは、図５に実線ｂで示すＨＤＲ ＯＥＴＦカーブに対応している。
ダイナミックレンジ逆変換部２０８におけるダイナミックレンジ逆変換では、ＨＤＲ伝送ビデオデータのうち、分岐レベルＢから基準レベルＧまでが、ＳＤＲ光電変換特性による変換データの値と一致するように変換される。この場合、基準レベルＧはＳＤＲ最大レベルである相対最大レベルＭと一致するようにされる。なお、分岐レベルＢ未満の入力データは、そのまま出力データとされる。
ここで、変換情報は、上述したように変換テーブルあるいは変換係数で与えられる。変換テーブルで与えられる場合、ダイナミックレンジ逆変換部２０８は、この変換テーブルを参照して変換を行う。一方、変換係数で与えられる場合、ダイナミックレンジ逆変換部２０８は、この変換係数を用いた演算により変換を行う。例えば、変換係数をＣとするとき、分岐レベルＢから基準レベルＧまでの入力データに関して、以下の（２）式により、変換を行う。
出力データ＝分岐レベルＢ＋（入力データ−分岐レベルＢ）＊１/Ｃ ・・・（２）
次に、図１６を参照して、対象ストリームの元々のビデオデータがＨＤＲビデオデータである場合におけるダイナミックレンジ逆変換の詳細を説明する。この場合、ダイナミックレンジ逆変換部２０８では、ＨＤＲ ＥＯＴＦカーブへの入力レベルが、ＳＤＲ ＥＯＴＦカーブへの入力レベルに変換される。この図１６において、図１５と対応する部分には同一符号を付して示している。なお、Ｐ１´は、基準レベルＧより低い所定のレベルＨに対応した出力輝度レベルを示している。
この場合、ダイナミックレンジ逆変換部２０８におけるダイナミックレンジ逆変換では、基準レベルＧより低い所定のレベルＨまでの入力データに関しては、上述の元々のビデオデータがＳＤＲビデオデータである場合におけるダイナミックレンジ逆変換の場合と同様の変換が行われる。そして、レベルＨからレベルＭまでの入力データに関しては、一点鎖線で示すトーンマッピング特性ＴＭに基づいてレベル変換が行われて出力データが得られる。この場合、例えば、レベルＨはレベルＨ´に変換され、基準レベルＧはレベルＧ´に変換され、レベルＭはそのままレベルＭとされる。
このようにレベルＨからレベルＭまでの入力データに関してトーンマッピング特性ＴＭに基づいたレベル変換がなされることで、基準レベルＧから相対最大レベルＭまでのレベル飽和による画質劣化の低減が可能となる。
ＳＤＲ電光変換部２０９は、ダイナミックレンジ逆変換部２０８で得られたＳＤＲ伝送ビデオデータに、ＳＤＲ電光変換特性を適用して、ＳＤＲ画像を表示するための表示用ビデオデータＶｓｄを得る。
図１４に示すサービス受信機２００の動作を簡単に説明する。受信部２０２では、サービス送信システム１００から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるＭＰ４の配信ストリームＳＴＭが受信される。この配信ストリームＳＴＭは、コンテナデコーダ２０３に供給される。コンテナデコーダ２０３では、ＭＰ４からビデオストリームＶＳが抽出される。また、コンテナデコーダ２０３では、ＭＰ４からメタ情報が抽出され、制御部２０１に送られる。制御部２０１では、このメタ情報から、ＨＤＲのストリームであること、ＨＤＲ電光変換特性情報、元々のビデオデータの情報などが認識される。
コンテナデコーダ２０３で抽出されたビデオストリームＶＳは、ビデオデコーダ２０４に供給される。ビデオデコーダ２０４では、ビデオストリームＶＳに対して復号化処理が施され、ＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１が得られる。また、ビデオデコーダ２０４では、ビデオストリームＶＳを構成する各アクセスユニットに挿入されているパラメータセットやＳＥＩメッセージが抽出され、制御部２０１に送られる。
制御部２０１では、ＳＰＳ ＮＡＬユニットのＶＵＩの領域のメタ情報から、ＨＤＲのストリームであること、ＨＤＲ電光変換特性情報などが認識される。また、ダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージからダイナミックレンジの変換情報（変換テーブル、変換係数）が認識される。
ビデオデコーダ２０４で得られたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１は、ＹＣｂＣｒ/ＲＧＢ変換部２０５でＣｂＣｒ（輝度・色差）ドメインからＲＧＢドメインに変換される。ＲＧＢドメインに変換されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１は、表示モニタがＨＤＲ対応であるとき、切換スイッチ２０６を通じて、ＨＤＲ電光変換部２０７に供給される。
ＨＤＲ光電変換部２０７では、ＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に、ＨＤＲ電光変換特性が適用されて、ＨＤＲ画像を表示するための表示用ビデオデータＶｈｄが得られる。この表示用ビデオデータＶｈｄは、表示モニタの表示能力に応じて適宜表示マッピング処理が施された後に、表示モニタに供給され、ＨＤＲ画像の表示が行われる。
一方、ＲＧＢドメインに変換されたＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１は、表示モニタがＳＤＲ対応であるとき、切換スイッチ２０６を通じて、ダイナミックレンジ逆変換部２０８に供給される。ダイナミックレンジ逆変換部２０８に、制御部２０１から、ダイナミックレンジの変換情報（変換テーブル、変換係数）が与えられる。ダイナミックレンジ逆変換部２０８では、ＨＤＲ伝送ビデオデータＶ１に、この変換情報に基づいてダイナミックレンジ逆変換が行われ、ＳＤＲ伝送ビデオデータに変換される（図１５参照）。なお、これらの色空間のドメインは、ＲＧＢドメインに限定されるものではなく、また、輝度・色差ドメインはＹＣｂＣｒに限定されるわけではない。
このＳＤＲ伝送ビデオデータは、ＳＤＲ電光変換部２０９に供給される。ＳＤＲ電光変換部２０９では、ＳＤＲ伝送ビデオデータに、ＳＤＲ電光変換特性が適用されて、ＳＤＲ画像を表示するための表示用ビデオデータＶｓｄが得られる。この表示用ビデオデータＶｓｄは、表示モニタの表示能力に応じて適宜表示マッピング処理が施された後に、表示モニタに供給され、ＳＤＲ画像の表示が行われる。
上述したように、図３に示す送受信システム１０においては、ＳＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材であるＳＤＲ伝送ビデオデータをＨＤＲ伝送ビデオデータに変換して伝送するものである。そのため、受信側ではＳＤＲビデオデータの送信時にあっても、ＨＤＲビデオデータの送信時と同様の処理を行うことができ、ＳＤＲビデオデータの送信とＨＤＲビデオデータの送信とが交互に行われる場合の受信側処理の簡単化を図ることができる。
また、図３に示す送受信システム１０においては、ＳＤＲ光電変換特性による変換データの値をＨＤＲ光電変換特性による変換データの値に変換するためのダイナミックレンジの変換情報（変換ケーブル、変換係数）を、ビデオストリームやコンテナに挿入して伝送するものである。そのため、受信側では、この変換情報を用いて、ＨＤＲ伝送ビデオデータをＳＤＲ伝送ビデオデータに変換してＳＤＲ画像表示を行うための処理が容易となる。
＜２．変形例＞
なお、上述していないが、本技術において前提としている「reference_level」、「branch_level」、「level_conversion_ratio」の値が送受信側で固定に定義される場合、サービス受信機２００は、これらの要素が伝送されずとも上記の値が予め保証される配信において、受信したデータに対して同様のレベル変換を行う機能をもつ受信機であってもよい。
また、上述実施の形態においては、コンテナがＭＰ４である例を示した。しかし、本技術は、ＭＰ４に限定されるものではなく、ＭＰＥＧ−２ ＴＳやＭＭＴなどの他のフォーマットのコンテナであっても同様に適用し得る。
例えば、ＭＰＥＧ−２ ＴＳの場合には、図４に示すサービス送信システム１００のコンテナエンコーダ１０９では、ビデオストリームＶＳが含まれたトランスポートストリームＴＳが生成される。
この際、コンテナエンコーダ１０９では、トランスポートストリームＴＳに、ＨＤＲのストリームであることなどを示すメタ情報が挿入される。例えば、コンテナエンコーダ１０９は、プログラム・マップ・テーブル（ＰＭＴ：Program Map Table）の配下に、ダイナミックレンジ・コンバージョン・デスクリプタ（Dynamic_range_conversion descriptor）を挿入する。
図１７は、ダイナミックレンジ・コンバージョン・デスクリプタの構造例(Syntax)を示している。図１８は、その構造例における主要な情報の内容（Semantics）を示している。「descriptor_tag」の８ビットフィールドは、デスクリプタタイプを示し、ここでは、ハイダイナミックレンジ・デスクリプタであることを示す。「descriptor_length」の８ビットフィールドは、デスクリプタの長さ（サイズ）を示し、デスクリプタの長さとして以降のバイト数を示す。
「highdynamicrange」の８ビットフィールドは、対象ストリームがＨＤＲストリームであるか示す。“１”はＨＤＲストリームであることを示し、“０”はＳＤＲストリームであることを示す。「transferfunction」の８ビットフィールドは、電光変換特性（ＥＯＴＦ特性）を示す。例えば、“１”は「BT.709-5 Transfer Function」を示し、“１４”は「10bit BT.2020 Transfer Function」を示し、“１６”は「SMPTE 2084 Transfer Function」を示す。
「xycolourprimaries」の８ビットフィールドは、色空間を示す。例えば、“１”は「BT.709-5」を示し、“９”は「BT.2020」を示し、“１０”は「SMPTE 428 or XYZ」を示す。「matrixcoefficients」の8ビットフィールドは、色マトリクス係数を示す。例えば、“１”は「BT.709-5」を示し、“９”は「BT.2020 non-constant lumiinance」を示し、“１１”は「SMPTE 2085 or Y′D′zD′x」を示す。
「referencelevel」の８ビットフィールドは、基準レベルＧ（図５参照）を示す。この場合、基準レベルＧとして、最大「１」に正規化された相対範囲の中を０〜１００の値で指定した値が記述される。受信側では、この値を１００で割ったものが相対基準レベルとして認識される。この相対基準レベルは、ダイナミックレンジ変換の変換情報としての変換係数を構成する。
「branchlevel」の８ビットフィールドは、分岐レベルＢ（図５参照）を示す。この場合、分岐レベルＢとして、最大「１」に正規化された相対範囲の中を０〜１００の値で指定した値が記述される。受信側では、この値を１００で割ったものが分岐レベルとして認識される。
「streamdependency」の４ビットフィールドは、対象ストリームがインデペンデントストリームであるか示す。例えば、“０”はインデペンデントストリームであることを示し、“１”はデペンデントストリームであることを示す。「originaldynamicrange」の４ビットフィールドは、対象ストリームの元々のビデオデータがＳＤＲビデオデータであるか示す。例えば、“０”はＳＤＲビデオデータであることを示し、“１”はＨＤＲビデオデータであるか示す。
図１９は、トランスポートストリームＴＳの構成例を示している。この構成例では、ＰＩＤ１で識別されるビデオストリームのＰＥＳパケット「video PES1」が存在する。アクセスユニットのＳＰＳのＶＵＩの領域に、ＨＤＲストリームであること、ＨＤＲ電光変換特性などを示すメタ情報が挿入されている。また、アクセスユニットに、ダイナミックレンジの変換情報が記述されたダイナミックレンジ・コンバージョンＳＥＩメッセージが挿入される。
また、トランスポートストリームＴＳには、ＰＳＩ（Program Specific Information）として、ＰＭＴ（Program Map Table）が含まれている。ＰＳＩは、トランスポートストリームに含まれる各エレメンタリストリームがどのプログラムに属しているかを記した情報である。ＰＭＴには、プログラム全体に関連する情報を記述するプログラム・ループ（Program loop）が存在する。
ＰＭＴには、各エレメンタリストリームに関連した情報を持つエレメンタリストリーム・ループが存在する。この構成例では、ビデオストリームに対応したビデオエレメンタリストリーム・ループ（video ES loop）が存在する。ビデオエレメンタリストリーム・ループ（video ES loop）には、ビデオストリームに対応して、ストリームタイプ、ＰＩＤ（パケット識別子）等の情報が配置されると共に、そのビデオストリームに関連する情報を記述するデスクリプタも配置される。
このビデオストリームの「Stream_type」の値は、例えばＨＥＶＣビデオストリームを示す値に設定され、ＰＩＤ情報はビデオストリームのＰＥＳパケット「video PES」に付与されるＰＩＤ１を示すものとされる。デスクリプタの一つとして、ダイナミックレンジ・コンバージョン・デスクリプタが挿入されている。
また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行ってハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理を施してビデオストリームを得るエンコード部と、
上記ビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを送信する送信部を備える
送信装置。
（２）上記変換情報を、上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナに挿入する情報挿入部をさらに備える
前記（１）に記載の送信装置。
（３）上記情報挿入部は、上記コンテナに、上記ビデオストリームがハイダイナミックレンジに対応していることを示す情報をさらに挿入する
前記（２）に記載の送信装置。
（４）上記情報挿入部は、上記コンテナに、上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性に対応したハイダイナミックレンジ電光変換特性を示す情報をさらに挿入する
前記（２）または（３）に記載の送信装置。
（５）上記情報挿入部は、上記コンテナに、元々のビデオデータが通常ダイナミックレンジビデオデータであることを示す情報をさらに挿入する
前記（２）から（４）のいずれかに記載の送信装置。
（６）上記変換情報は、変換係数である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の送信装置。
（７）上記変換情報は、変換テーブルである
前記（１）から（５）のいずれかに記載の送信装置。
（８）通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行ってハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換ステップと、
上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理を施してビデオストリームを得るエンコードステップと、
送信部により、上記ビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを送信する送信ステップを有する
送信方法。
（９）ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを受信する受信部と、
上記ビデオストリームにデコード処理を施して上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るデコード部と、
上記デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、ダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
上記ダイナミックレンジ変換部で得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換を施して表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータを得る電光変換部を備える
受信装置。
（１０）上記デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータは、通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換処理が施されて得られたものである
前記（９）に記載の受信装置。
（１１）上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナに、変換情報が挿入されており、
上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナから上記変換情報を抽出する変換情報抽出部をさらに備え、
上記ダイナミックレンジ変換部は、上記変換情報抽出部で抽出された上記変換情報に基づいて上記ダイナミックレンジ変換を行う
前記（９）または（１０）に記載の受信装置。
（１２）受信部により、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを受信する受信ステップと、
上記ビデオストリームにデコード処理を施して上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るデコードステップと、
上記デコードステップで得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、ダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換ステップと、
上記ダイナミックレンジ変換ステップで得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換を施して表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータを得る電光変換ステップを有する
受信方法。
本技術の主な特徴は、ＳＤＲ ＯＥＴＦで映像制作された映像素材であるＳＤＲ伝送ビデオデータをＨＤＲ伝送ビデオデータに変換して伝送することで、ＳＤＲビデオデータの送信とＨＤＲビデオデータの送信とが時系列的に混在するような場合の受信側処理の簡単化を図るようにしたことである（図４、図５参照）。
１０・・・送受信システム
３０Ａ，３０Ｂ・・・ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨベースのストリーム配信システム
３１・・・ＤＡＳＨストリームファイルサーバ
３２・・・ＤＡＳＨ ＭＰＤサーバ
３３，３３-1〜３３-N・・・サービス受信機
３４・・・ＣＤＮ
３５，３５-1〜３５-M・・・サービス受信機
３６・・・放送送出システム
１００・・・サービス送信システム
１０１・・・制御部
１０３・・・ＨＤＲ光電変換部
１０４・・・ＳＤＲ光電変換部
１０５・・・ダイナミックレンジ変換部
１０６・・・切換スイッチ
１０７・・・ＲＧＢ/ＹＣｂＣｒ変換部
１０８・・・ビデオエンコーダ
１０９・・・コンテナエンコーダ
１１０・・・送信部
２００・・・サービス受信機
２０１・・・制御部
２０２・・・受信部
２０３・・・コンテナデコーダ
２０４・・・ビデオデコーダ
２０５・・・ＹＣｂＣｒ/ＲＧＢ変換部
２０６・・・切換スイッチ
２０７・・・ＨＤＲ電光変換部
２０８・・・ダイナミックレンジ逆変換部
２０９・・・ＳＤＲ電光変換部

Claims (12)

  1. 通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行ってハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
    上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理を施してビデオストリームを得るエンコード部と、
    上記ビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを送信する送信部を備え、
    上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性は所定の入力輝度レベルまで上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性と同一の特性を持ち、
    上記ダイナミックレンジ変換部は、上記通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換をする
    送信装置。
  2. 上記変換情報を、上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナに挿入する情報挿入部をさらに備える
    請求項１に記載の送信装置。
  3. 上記情報挿入部は、上記コンテナに、上記ビデオストリームがハイダイナミックレンジに対応していることを示す情報をさらに挿入する
    請求項２に記載の送信装置。
  4. 上記情報挿入部は、上記コンテナに、上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性に対応したハイダイナミックレンジ電光変換特性を示す情報をさらに挿入する
    請求項２に記載の送信装置。
  5. 上記情報挿入部は、上記コンテナに、元々のビデオデータが通常ダイナミックレンジビデオデータであることを示す情報をさらに挿入する
    請求項２に記載の送信装置。
  6. 上記変換情報は、変換係数である
    請求項１に記載の送信装置。
  7. 上記変換情報は、変換テーブルである
    請求項１に記載の送信装置。
  8. 上記分岐レベルの情報を、上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナに挿入する情報挿入部をさらに備える
    請求項１に記載の送信装置。
  9. 通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行ってハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換ステップと、
    上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータにエンコード処理を施してビデオストリームを得るエンコードステップと、
    送信部により、上記ビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを送信する送信ステップを有し、
    上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性は所定の入力輝度レベルまで上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性と同一の特性を持ち、
    上記ダイナミックレンジ変換ステップでは、上記通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換をする
    送信方法。
  10. ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを受信する受信部と、
    上記ビデオストリームにデコード処理を施して上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るデコード部を備え、
    上記デコード部で得られた上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータは、通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換が行われて得られたものであり、
    上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性は所定の入力輝度レベルまで上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性と同一の特性を持ち、
    上記ダイナミックレンジ変換では、上記通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換がされており、
    上記デコード部で得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換部と、
    上記ダイナミックレンジ変換部で得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換を施して表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータを得る電光変換部をさらに備え、
    上記ダイナミックレンジ変換部は、上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換をする
    受信装置。
  11. 上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナに、上記変換情報が挿入されており、
    上記ビデオストリームおよび/または上記コンテナから上記変換情報を抽出する変換情報抽出部をさらに備え、
    上記ダイナミックレンジ変換部は、上記変換情報抽出部で抽出された上記変換情報に基づいて上記ダイナミックレンジ変換を行う
    請求項１０に記載の受信装置。
  12. 受信部により、ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを含む所定フォーマットのコンテナを受信する受信ステップと、
    上記ビデオストリームにデコード処理を施して上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るデコードステップを有し、
    上記デコードステップで得られた上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータは、通常ダイナミックレンジビデオデータに通常ダイナミックレンジ光電変換特性による光電変換が施されて得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値をハイダイナミックレンジ光電変換特性による変換データの値に変換するための変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換が行われて得られたものであり、
    上記通常ダイナミックレンジ光電変換特性は所定の入力輝度レベルまで上記ハイダイナミックレンジ光電変換特性と同一の特性を持ち、
    上記ダイナミックレンジ変換では、上記通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換がされており、
    上記デコードステップで得られたハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、上記変換情報に基づいてダイナミックレンジ変換を行って通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータを得るダイナミックレンジ変換ステップと、
    上記ダイナミックレンジ変換ステップで得られた通常ダイナミックレンジ伝送ビデオデータに、通常ダイナミックレンジ電光変換特性による電光変換を施して表示用の通常ダイナミックレンジビデオデータを得る電光変換ステップをさらに有し、
    上記ダイナミックレンジ変換ステップでは、上記ハイダイナミックレンジ伝送ビデオデータのうち上記所定の入力輝度レベルに対応した分岐レベル以上に対して上記ダイナミックレンジ変換をする
    受信方法。
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