JP7117626B2 - 映像表示装置及び映像表示方法 - Google Patents
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Description
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、及び表示装置の関係について説明するための図である。
トーンマップ(Tone Mapping)は、HDR映像の輝度と映像表示装置の最大輝度(Display Peak Luminance:DPL)との関係から、映像の最大輝度(Maximum Content Luminance Level:MaxCLL)がDPLを超える場合に、映像の輝度を変換し、映像の輝度をDPL以内に収める処理である。この処理により、映像の最大輝度付近の情報を失うことなく映像を表示できる。この変換は、映像表示装置の特性にも依存し、どのように表示するかの考え方にも依存するので、映像表示装置毎に異なった変換カーブが用いられる。
図4Aは、スタティックメタデータを用いたトーンマップの例を示す図である。図4Bは、ダイナミックメタデータを用いたダイナミックトーンマップの例を示す図である。
図5は、動画にメニュー及び字幕などのグラフィックスを重畳して、映像表示装置で表示する例を示す図である。ここでは、Ultra HD Blu-rayの例を示す。
ダイナミックメタデータ方式では、HDR映像の輝度分布などの輝度に関わるメタデータがフレーム毎に指定され、映像信号とともに、そのようなメタデータが、映像表示装置に送られる。映像表示装置は、当該映像表示装置の最大輝度などの表示能力に応じて、送られてきたメタデータを参考にして、輝度を変換するなどの処理を行う。このようなダイナミックメタデータ方式は、映像表示装置の輝度などの表示性能によらずできるだけ一定の品質の映像を表示する方式として、注目されている。
上記課題を避ける手段として、重畳するグラフィックスの位置情報を映像表示装置に送り、グラフィックスが表示されている部分のみ、ダイナミックメタデータを適用しない方法が考えられる。しかし、この方法は、表示画面の全領域において、グラフィックスが表示されているかどうかの情報の伝送が必要であり、映像表示装置での処理も、表示ピクセル単位での判断が必要など、実現はかなり困難である。
本実施の形態では、映像再生装置は、グラフィックスを主映像に重畳しているかどうかを示すグラフィックス重畳フラグを、ダイナミックメタデータの一部に埋め込み映像表示装置に送る。映像表示装置は、グラフィックス重畳フラグの状態により、ダイナミックメタデータを用いたダイナミックトーンマップのOn/Off又はその強さを変化させる。これにより、重畳されたグラフィックスへのダイナミックトーンマップの影響を低減できる。グラフィックス重畳フラグは、字幕の表示の有り/無しを表す字幕重畳フラグと、メニュー表示の有り/無しを示すメニュー重畳フラグとの二つから構成されてもよい。
図7は、本実施の形態に係る映像表示システム100の構成を示すブロック図である。図7に示す映像表示システム100は、映像再生装置101と、映像表示装置102とを含む。
トーンマップ処理部123の詳細について説明する。図9は、トーンマップ処理部123の構成を示すブロック図である。トーンマップ処理部123は、係数演算部131と、係数保持部132と、トーンマップ部133と、切替部SW1及びSW2とを備える。
映像表示システムの動作の流れを説明する。図11Aは、映像再生装置101の動作を示すフローチャートである。映像再生装置101は、映像の再生を開始した後、グラフィックス(字幕、及びメニュー)の処理状態によりグラフィックスが主映像に重畳されているかどうかを判定する(S101)。グラフィックスが主映像に重畳されている場合(S101でYes)、映像再生装置101は、グラフィックス重畳フラグをONに設定する(S102)。一方、グラフィックスが主映像に重畳されていない場合(S101でNo)、映像再生装置101は、グラフィックス重畳フラグをOFFに設定する(S103)。そして、映像再生装置101は、映像再生が完了するか、あるいは、再生停止操作があるまで、ステップS101~S103の処理を繰り返し行う(S104)。例えば、この処理は、1フレーム単位又は複数フレーム単位で繰り返し行われる。
本実施の形態では、実施の形態1の処理に加え、映像再生装置101は、主映像に重畳されるグラフィックスの輝度情報をダイナミックメタデータの一部に埋め込む。映像表示装置102は、メニュー重畳フラグの状態及びグラフィックスの輝度情報に基づき、ダイナミックトーンマップのOn/Off又はその強さを変化させる。これにより、重畳されたグラフィックスへのダイナミックトーンマップの影響を低減できる。
本実施の形態に係る映像再生装置101は、以下の点が実施の形態1と異なる。図7に示すグラフィックス合成部117は、グラフィックス情報を主映像に重畳する場合、グラフィックス重畳フラグをONにするとともに、グラフィックスの輝度情報であるグラフィックス輝度情報を抽出し、抽出したグラフィックス輝度情報を映像送出部119に送る。映像送出部119は、グラフィックス輝度情報をダイナミックメタデータの一部として、映像表示装置102に送出する。グラフィックス合成部117は、グラフィックス輝度情報として、予め設定された固定値を用いてもよいし、輝度情報をつどグラフィックス情報から抽出してもよいし、別の手段により提供されるメタデータを参照することでグラフィックス輝度情報を取得してもよい。
図14Aは、グラフィックスが字幕である場合における、従来のダイナミックトーンマップによる字幕の輝度の変化を示す図である。字幕の輝度レベルが200nit以下の場合において、時間的にトーンマップが変化すると、図14Aからわかるように、0から200nit付近の輝度も変化し、本来一定である字幕の輝度が変化する。
本実施の形態では、映像再生装置101において、主映像に重畳されるグラフィックスの輝度情報をダイナミックメタデータの一部に埋め込むと説明したが、その埋め込みの方法の例を説明する。
本実施の形態に係る映像表示装置102は、実施の形態1の映像表示装置102に加え、主映像に重畳されているグラフィックスの位置を、フレーム間相関などを用いて検出する。映像表示装置102は、グラフィックスが重畳されているピクセルに対しては、ダイナミックトーンマップを行わず、時間変動がないトーンマップを適用する。これにより、ダイナミックトーンマップのグラフィックスへの影響を低減できる。
実施の形態1とは異なり、本実施の形態では、映像再生装置101Aはグラフィックス重畳フラグを生成せず、映像表示装置102は、グラフィックス重畳フラグに基づきダイナミックトーンマップを変更する機能を有さない。その代わりに、映像再生装置101Aは、グラフィックスの輝度を変換する処理を行う。
実施の形態4とは異なり、本実施の形態では、映像再生装置101Bは、映像表示装置102におけるダイナミックトーンマップの方法を仮定し、グラフィックスを重畳する前に、重畳するグラフィックスに映像表示装置102におけるダイナミックトーンマップの逆変換を施す。これにより、重畳したグラフィックスが、ダイナミックトーンマップを施した後に、もとの輝度及び色で表示されるようにできる。
取得部111が取得するHDR映像は、例えばBlu-rayディスク、DVD、Internetの動画配信サイト、放送、又はHDD(Hard Disk Drive)内の映像であってもよい。
101、101A、101B 映像再生装置
102 映像表示装置
111 取得部
112 デマルチプレクサ
113 主映像デコード部
114 字幕デコード部
115 メニューデコード部
116、122 メタデータ取得部
117 グラフィックス合成部
118 主映像合成部
119 映像送出部
121 映像受信部
123、123A、123B トーンマップ処理部
124 表示部
131 係数演算部
132 係数保持部
133 トーンマップ部
134 係数合成部
135 グラフィックス検出部
141 最大輝度設定部
142 輝度変換部
143 トーンマップ情報保持部
Claims (8)
- 映像の最大輝度に応じた変換カーブを用いて前記映像の輝度を変換するトーンマップ処理を行うトーンマップ処理部と、
前記トーンマップ処理後の映像を表示する表示部とを備え、
前記トーンマップ処理部は、前記映像における最大輝度の時系列の変化に応じて、前記変換カーブを時系列に変更する第1トーンマップ処理を行うか、前記映像における最大輝度の時系列の変化に依らず、一定の変換カーブを用いる第2トーンマップ処理を行うか、を切り替え、
前記トーンマップ処理部は、前記映像にグラフィックスが含まれない場合、前記第1トーンマップ処理を行い、前記映像に前記グラフィックスが含まれる場合、前記第2トーンマップ処理を行う
映像表示装置。 - 前記トーンマップ処理部は、前記第1トーンマップ処理を行うか前記第2トーンマップ処理を行うかを示す第1フラグに応じて、前記第1トーンマップ処理を行うか、前記第2トーンマップ処理を行うかを決定する
請求項1記載の映像表示装置。 - 前記第1フラグは、前記映像に字幕が含まれるか否かを示す第2フラグと、前記映像にメニューが含まれるか否かを示す第3フラグとを含む
請求項2記載の映像表示装置。 - 前記トーンマップ処理部は、前記第1トーンマップ処理から前記第2トーンマップ処理に切り替わった場合、前記第2トーンマップ処理において、直前の変換カーブを継続して用いる
請求項1~3のいずれか1項に記載の映像表示装置。 - 前記トーンマップ処理部は、前記第2トーンマップ処理において、
境界輝度以上の輝度に対しては、前記映像における最大輝度の時系列の変化に応じて、前記変換カーブを時系列に変更し、
前記境界輝度未満の輝度に対しては、前記映像における最大輝度の時系列の変化に依らず、一定の変換カーブを用いる
請求項1記載の映像表示装置。 - 前記トーンマップ処理部は、前記グラフィックスの輝度に応じて前記境界輝度を設定する
請求項5記載の映像表示装置。 - 前記トーンマップ処理部は、
前記映像内の前記グラフィックスが重畳されているグラフィックス領域を検出し、
前記グラフィックス領域に対して、前記第2トーンマップ処理を行い、
前記映像内の前記グラフィックス領域以外の領域に対して、前記第1トーンマップ処理を行う
請求項1記載の映像表示装置。 - 映像表示装置における映像表示方法であって、
映像の最大輝度に応じた変換カーブを用いて前記映像の輝度を変換するトーンマップ処
理を行うトーンマップ処理ステップと、
前記トーンマップ処理後の映像を表示する表示ステップとを含み、
前記トーンマップ処理ステップでは、前記映像における最大輝度の時系列の変化に応じて、前記変換カーブを時系列に変更する第1トーンマップ処理を行うか、前記映像における最大輝度の時系列の変化に依らず、一定の変換カーブを用いる第2トーンマップ処理を行うか、を切り替え、
前記トーンマップ処理ステップでは、前記映像にグラフィックスが含まれない場合、前記第1トーンマップ処理を行い、前記映像に前記グラフィックスが含まれる場合、前記第2トーンマップ処理を行う
映像表示方法。
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