JP7145719B2 - Video signal converter and program - Google Patents
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Description
本発明は、HDR(High Dynamic Range:ハイダイナミックレンジ)映像のうちのHLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像とSDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像との間の階調変換を行う映像信号変換装置及びプログラムに関する。 The present invention performs gradation conversion between HLG (Hybrid Log Gamma) video and SDR (Standard Dynamic Range) video of HDR (High Dynamic Range) video. The present invention relates to a video signal conversion device and program.
従来、ハイビジョン放送のSDRにおける白レベルは、ビデオ信号の約100%となっている。このビデオ信号をピーク輝度が100cd/m2のSDRディスプレイで表示すると、約100cd/m2の輝度で表示される。 Conventionally, the white level in SDR of high definition broadcasting is about 100% of the video signal. When this video signal is displayed on an SDR display with a peak luminance of 100 cd/m 2 , it is displayed with a luminance of approximately 100 cd/m 2 .
これに対し、HLGでは、基準となる白レベルをビデオ信号の75%と規定するレポートが策定された(例えば、非特許文献1,2,3を参照)。
On the other hand, in HLG, a report has been formulated that defines the reference white level as 75% of the video signal (see, for example, Non-Patent
放送事業者は、ダイナミックレンジの異なるHLG映像とSDR映像とを同時に制作する一体化制作の検討を始めている。HDR映像及びSDR映像の一体化制作においては、HDR対応のカメラで取得したシーン光のリニア信号に対し、あるゲイン処理を行うことで、SDR映像を生成する変換法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Broadcasters are beginning to consider integrated production in which HLG video and SDR video with different dynamic ranges are produced at the same time. In the integrated production of HDR video and SDR video, a conversion method is known that generates SDR video by performing certain gain processing on a linear signal of scene light acquired by an HDR-compatible camera (for example, See Patent Document 1).
また、HDR映像のみを制作し、制作系統の最終段階でHDR映像をSDR映像に一括変換する変換法も知られている。 Also known is a conversion method in which only HDR video is produced and the HDR video is collectively converted to SDR video in the final stage of the production system.
前者の変換法は、カメラシステムで変換を行うものであり、最終的に得られるHDR映像及びSDR映像の色再現性が異なるという問題がある。これは、ビデオ信号からディスプレイ光に変換する際のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)の違いに起因する。 In the former conversion method, conversion is performed in a camera system, and there is a problem that the finally obtained HDR video and SDR video differ in color reproducibility. This is due to the difference in EOTF (Electro Optical Transfer Function) when converting video signals into display light.
一方、後者の変換法は、HDR映像にテロップが合成された場合、そのテロップの白レベルが変化しないように、基準白レベルを考慮し、HDR映像をSDR映像に変換する必要がある。 On the other hand, in the latter conversion method, when a telop is synthesized with an HDR video, it is necessary to convert the HDR video into the SDR video in consideration of the reference white level so that the white level of the telop does not change.
一般的な映像信号変換装置では、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2の間に対応させるためのゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現している。これは、HLGビデオ信号の基準白レベル75%をSDRビデオ信号の白レベル約95%に対応させるためのゲイン処理に相当する。 In a general video signal conversion device, gain processing is performed so that the HLG display luminance of 200 cd/m 2 corresponds to the SDR display luminance of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 . It realizes conversion from video to SDR video. This corresponds to gain processing for making the reference white level of 75% of the HLG video signal correspond to the white level of approximately 95% of the SDR video signal.
一方で、映像信号に対し色補正処理及びダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、高彩度の階調を保つための手法も知られている(例えば、特許文献2を参照)。この手法は、映像信号に対し所定の行列を掛け合わせることで、1回目の色補正処理を行い、色補正後の映像信号に対しニー処理及びクリップ処理等のダイナミックレンジ圧縮処理を行う。そして、ダイナミックレンジ圧縮処理後の映像信号に対し所定の行列を掛け合わせることで、2回目の色補正処理を行う。尚、特許文献2は、本願の先の出願の出願日以降であって、かつ本願の出願日以前に公開された公開特許公報である。
On the other hand, there is also known a technique for maintaining high-saturation gradation when performing color correction processing and dynamic range compression processing on a video signal (see, for example, Patent Document 2). In this method, the video signal is multiplied by a predetermined matrix to perform the first color correction process, and the video signal after color correction is subjected to dynamic range compression such as knee process and clip process. Then, the second color correction process is performed by multiplying the video signal after the dynamic range compression process by a predetermined matrix.
しかしながら、前述の一般的な映像信号変換装置による基準白レベルを考慮した変換法は、映像を構成する上で重要な印象要因の一つである人物の肌の信号レベルを考慮したものではない。このため、人物の肌の信号レベルが、SDR映像の肌レベルよりも低くなり、暗く感じられるという問題があった。 However, the conversion method that considers the reference white level by the general video signal conversion device described above does not consider the signal level of the skin of a person, which is one of the important impression factors in constructing a video. Therefore, there is a problem that the signal level of the skin of the person is lower than the skin level of the SDR image, and the image looks dark.
また、HLGビデオ信号の約80%以上の部分が、SDRビデオ信号の上限値である109%でクリップされ、ハイライトが白飛びするという問題もあった(後述する図4の従来技術の特性を参照)。 In addition, about 80% or more of the HLG video signal is clipped at 109%, which is the upper limit of the SDR video signal, and there is also a problem that highlights are overexposed (see the characteristics of the prior art shown in FIG. 4 described later). reference).
このため、従来と同様に基準白レベルを考慮することに加え、人物の肌レベルを考慮すると共に、ハイライトの白つぶれを抑制する変換を行うことが所望されていた。 For this reason, in addition to considering the reference white level as in the past, it has been desired to consider the skin level of the person and perform conversion to suppress the crushed white of highlights.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、HLG映像とSDR映像との間で変換を行う際に、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制可能な映像信号変換装置及びプログラムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems. To provide a video signal conversion device and a program capable of suppressing overexposure of highlights without changing the white level of the image.
前記課題を解決するために、請求項1の映像信号変換装置は、HLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像をSDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号に対し、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るためのゲイン処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるゲイン処理部と、前記ゲイン処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、前記HLG映像の基準白レベルに対応する前記SDR映像の白レベルの特性を得ると共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、第2輝度を求める圧縮処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記圧縮処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第3ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the video signal conversion device of
また、請求項2の映像信号変換装置は、請求項1に記載の映像信号変換装置において、前記ゲイン処理部が、前記第1ディスプレイ光信号に対し、所定のゲイン値を乗算することで前記ゲイン処理を行い、前記第2ディスプレイ光信号を求め、前記所定のゲイン値が、前記HLG映像の肌レベルの値、及び前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする。
The video signal conversion device of
また、請求項3の映像信号変換装置は、請求項1または2に記載の映像信号変換装置において、前記圧縮処理部が、前記第1輝度に対し、前記HLG映像の前記基準白レベルに対応する前記SDR映像の前記白レベルの特性を得るための圧縮処理を行い、第3輝度を求める基準白レベル圧縮処理部と、前記基準白レベル圧縮処理部により求めた前記第3輝度に対し、前記SDR映像のビデオ信号の値が前記上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、前記第2輝度を求めるハイライト色再現圧縮処理部と、を備えたことを特徴とする。
Further, the video signal conversion device of claim 3 is the video signal conversion device of
また、請求項4の映像信号変換装置は、HLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像をSDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第2ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。 A video signal conversion device according to claim 4 is a video signal conversion device for converting an HLG (Hybrid Log Gamma) image into an SDR (Standard Dynamic Range) image, wherein the video signal of the HLG image is is converted into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the HLG video, and the first display converted by the HLG video/optical converter. a tristimulus value and chromaticity conversion unit for converting a display light signal into tristimulus values and chromaticity coordinates; and performing a first calculation for obtaining a skin level characteristic of the SDR image corresponding to the skin level of the HLG image with respect to the first luminance using a predetermined fitting function; a processing unit that performs a second calculation to obtain a characteristic that the value of the signal increases to the upper limit value of the video signal of the SDR image corresponding to the upper limit value of the video signal of the HLG image, and obtains a second luminance; SDR luminance/light conversion for converting the second luminance obtained by the processing unit into a second display light signal of the SDR image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. and an SDR light/video conversion unit for converting the second display light signal converted by the SDR luminance/light conversion unit into a video signal of the SDR image by an inverse function of the EOTF of the SDR image. It is characterized by having
また、請求項5の映像信号変換装置は、HLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像をSDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第3ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第4ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第4ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。 A video signal conversion device according to claim 5 is a video signal conversion device for converting HLG (Hybrid Log Gamma) video into SDR (Standard Dynamic Range) video, wherein the video signal of the HLG video is is converted into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the HLG video, and the first display converted by the HLG video/optical converter. a crosstalk matrix processing unit for performing crosstalk matrix processing for reducing variations in luminance for each RGB color component in the display light signal and obtaining a second display light signal; 2. a tristimulus value and chromaticity conversion unit for converting the display light signal into tristimulus values and chromaticity coordinates; 1 luminance, and performs a first calculation for obtaining the skin level characteristics of the SDR image corresponding to the skin level of the HLG image using a predetermined fitting function for the first luminance; a processing unit that performs a second calculation for obtaining a characteristic that the value of the video signal increases to the upper limit value of the video signal of the SDR image corresponding to the upper limit value of the video signal of the HLG image, and obtains a second luminance; , an SDR luminance/light converting the second luminance obtained by the processing unit into a third display light signal of the SDR image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit; and an inverse process to the crosstalk matrix process for undoing luminance variations for each RGB color component in the third display light signal converted by the SDR luminance/light converter. an inverse crosstalk matrix processing unit for performing crosstalk matrix processing to obtain a fourth display optical signal; and an SDR light/video converter for converting the SDR image into a video signal.
また、請求項6の映像信号変換装置は、請求項5に記載の映像信号変換装置において、前記三刺激値及び色度変換部の代わりに、HLG光/三刺激値変換部、クロマ処理部及びHLG色度変換部を備え、前記HLG光/三刺激値変換部が、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値に変換し、前記クロマ処理部が、前記HLG光/三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の三刺激値空間をCIELAB空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記CIELAB空間における色相角を保持しながら、前記CIELAB空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、前記HLG色度変換部が、前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値を、色度座標に変換し、前記処理部が、前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値のうちの輝度値を前記第1輝度とし、前記第1の演算及び前記第2の演算を行い、前記第2輝度を求め、前記SDR輝度/光変換部が、前記HLG色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の前記第3ディスプレイ光信号に変換する、ことを特徴とする。
Further, the video signal conversion device of
また、請求項7の映像信号変換装置は、請求項6に記載の映像信号変換装置において、前記クロマ処理部が、前記HLG光/三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の前記三刺激値空間を前記CIELAB空間に変換し、明度及び色座標を求める色空間変換部と、前記色空間変換部により求めた前記色座標に基づいて、クロマ補正処理前の前記クロマ及び前記色相角を求め、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記色相角を保持しながら、クロマ補正処理前の前記クロマを小さくしてクロマ補正処理後の前記色座標を求めるクロマ補正部と、前記色空間変換部により求めた前記明度、及び前記クロマ補正部により求めたクロマ補正後の前記色座標による前記CIELAB空間を、前記三刺激値空間に変換し、クロマ補正後の前記三刺激値を求める色空間逆変換部と、を備えたことを特徴とする。
Further, the video signal conversion device of claim 7 is the video signal conversion device of
また、請求項8の映像信号変換装置は、請求項4から7までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第1の演算を、前記第1輝度に所定のゲイン値を乗算するゲイン処理の演算とし、前記所定のゲイン値が、前記HLG映像の肌レベルの値、及び当該HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする。 Further, the video signal conversion apparatus according to claim 8 is the video signal conversion apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein the first calculation by the predetermined fitting function in the processing unit is performed by the A gain processing operation for multiplying the first luminance by a predetermined gain value, wherein the predetermined gain value is the skin level value of the HLG image and the skin level of the SDR image corresponding to the skin level of the HLG image. It is characterized by being preset by the user based on the value.
また、請求項9の映像信号変換装置は、請求項4から8までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第2の演算を、前記第1輝度を対数化する対数化処理の演算とする、ことを特徴とする。 Further, the video signal conversion device according to claim 9 is the video signal conversion device according to any one of claims 4 to 8, wherein the second calculation by the predetermined fitting function in the processing unit is performed by the It is characterized in that it is an operation of logarithmization processing for logarithmizing the first luminance.
また、請求項10の映像信号変換装置は、SDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像をHLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得ると共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための拡張処理を行い、第2輝度を求める拡張処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記拡張処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第2ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号に対し、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理を行い、第3ディスプレイ光信号を求める逆ゲイン処理部と、前記逆ゲイン処理部により求めた前記第3ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。
A video signal conversion device according to
また、請求項11の映像信号変換装置は、SDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像をHLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第2ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。
A video signal conversion device according to
また、請求項12の映像信号変換装置は、SDR(Standard Dynamic Range:スタンダードダイナミックレンジ)映像をHLG(Hybrid Log Gamma:ハイブリッドログガンマ)映像に変換する映像信号変換装置において、前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第3ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第4ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第4ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。
A video signal conversion device according to
また、請求項13の映像信号変換装置は、請求項12に記載の映像信号変換装置において、前記HLG輝度/光変換部の代わりに、HLG三刺激値変換部、クロマ処理部及びHLG三刺激値/光変換部を備え、前記HLG三刺激値変換部が、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標及び前記処理部により求めた前記第2輝度を、当該第2輝度を含む三刺激値に変換し、前記クロマ処理部が、前記HLG三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の空間をCIELAB空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記CIELAB空間における色相角を保持しながら、前記CIELAB空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、前記HLG三刺激値/光変換部が、前記クロマ処理部により求めたクロマ補正処理後の前記三刺激値を、第5ディスプレイ光信号に変換し、前記逆クロストークマトリクス処理部が、前記HLG三刺激値/光変換部により変換された前記第5ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための前記逆クロストークマトリクス処理を行い、前記第4ディスプレイ光信号を求める、ことを特徴とする。
In addition, the video signal conversion device of
さらに、請求項14のプログラムは、コンピュータを、請求項1から9までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置として機能させることを特徴とする。
Further, a program according to claim 14 causes a computer to function as the video signal conversion device according to any one of
また、請求項15のプログラムは、コンピュータを、請求項10から13までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置として機能させることを特徴とする。
A program according to claim 15 causes a computer to function as the video signal conversion device according to any one of
以上のように、本発明によれば、HLG映像とSDR映像との間で変換を行う際に、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化しない。さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As described above, according to the present invention, when converting between HLG video and SDR video, the signal level of the human skin does not decrease and the white level of the telop does not change. Furthermore, crushed highlights can be suppressed.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する本発明の第1の実施形態(実施例1)は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことを特徴とする。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail using drawing. A first embodiment (Example 1) of the present invention described below performs gain processing, reference white level, and color reproduction of highlights in consideration of a person's skin level when converting an HLG video into an SDR video. It is characterized by performing a compression process that considers the As a result, the signal level of the person's skin does not become low, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed.
また、本発明の第2の実施形態(実施例2)は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮して演算するフィッティング関数を用いることを特徴とする。これにより、実施例1と同様の効果を奏することに加え、実施例1における信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。 A second embodiment (embodiment 2) of the present invention provides a fitting function that is calculated in consideration of a person's skin level, reference white level, and color reproduction of highlights when converting an HLG image into an SDR image. is characterized by using As a result, in addition to the same effect as in the first embodiment, the problem of signal discontinuity in the first embodiment can be solved, continuous characteristics can be obtained, and banding in the highlight region can be improved. can.
また、本発明の第3の実施形態(実施例3)は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例2の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。 In addition, the third embodiment (Example 3) of the present invention uses the same fitting function as in Example 2 when converting an HLG image into an SDR image, and adjusts luminance variations for each RGB color component. It is characterized by performing crosstalk matrix processing for mitigation. Thus, in addition to the effect of the second embodiment, it is possible to suppress hue change due to hard clipping of a specific color component in highlights, and to sufficiently realize color reproduction of highlights.
また、本発明の第4の実施形態(実施例4)は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例3と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例4では、ハイライトの色再現を、実施例3よりも効果的に実現することができる。 The fourth embodiment (Example 4) of the present invention uses the same fitting function as in Example 2 and performs the same crosstalk matrix processing as in Example 3 when converting HLG video into SDR video. and further performs chroma correction processing for bringing colors above the reference white level closer to an achromatic color or white. Thus, in addition to the effects of the third embodiment, it is possible to realize color reproduction of achromatic or near-white highlights. That is, in the fourth embodiment, color reproduction of highlights can be realized more effectively than in the third embodiment.
〔実施例1:映像信号変換装置〕
まず、実施例1の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例1は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行う。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。
[Embodiment 1: Video signal converter]
First, the configuration and processing of the video signal conversion device of the first embodiment will be described. As described above, when converting an HLG image into an SDR image, the first embodiment performs gain processing in consideration of the human skin level and compression processing in consideration of the reference white level and color reproduction of highlights. As a result, the signal level of the person's skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed.
図1は、実施例1の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図2は、実施例1の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置1は、HLGビデオ/光変換部10、ゲイン処理部11、三刺激値及び色度変換部12、圧縮処理部13、SDR輝度/光変換部14及びSDR光/ビデオ変換部15を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the video signal conversion device of the first embodiment, and FIG. 2 is a flow chart showing a processing example of the video signal conversion device of the first embodiment. This video
HLGビデオ/光変換部10は、HLG映像のビデオ信号であるHLGビデオ信号Eh’を入力する(ステップS201)。そして、HLGビデオ/光変換部10は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるHLGのディスプレイ光信号Fdに変換する(ステップS202)。HLGビデオ/光変換部10は、HLGのディスプレイ光信号Fdをゲイン処理部11に出力する。
The HLG video/
ゲイン処理部11は、HLGビデオ/光変換部10からHLGのディスプレイ光信号Fdを入力すると共に、予め設定されたゲイン値k1を入力する。そして、ゲイン処理部11は、ゲイン値k1に基づいて、ディスプレイ光信号Fdに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Fdgを求める(ステップS203)。そして、ゲイン処理部11は、ディスプレイ光信号Fdgを三刺激値及び色度変換部12に出力する。
The
三刺激値及び色度変換部12は、ゲイン処理部11からディスプレイ光信号Fdgを入力し、ディスプレイ光信号Fdgを、三刺激値XYZ及び色情報である色度座標x,yに変換する(ステップS204)。そして、三刺激値及び色度変換部12は、三刺激値XYZのうちの輝度Yを圧縮処理部13に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部14に出力する。
The tristimulus value and
圧縮処理部13は、三刺激値及び色度変換部12から輝度Yを入力し、輝度Yに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことにより、輝度Ycomp,1stを求める(ステップS205)。そして、圧縮処理部13は、輝度Ycomp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことにより、輝度Ycomp,2ndを求める(ステップS206)。圧縮処理部13は、輝度Ycomp,2ndをSDR輝度/光変換部14に出力する。
The
SDR輝度/光変換部14は、圧縮処理部13から輝度Ycomp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部12から色度座標x,yを入力する。そして、SDR輝度/光変換部14は、色度座標x,yを用いて輝度Ycomp,2ndから三刺激値のXcomp,Zcompを求める(ステップS207)。
The SDR luminance/
SDR輝度/光変換部14は、輝度Ycomp,2nd及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める(ステップS208)。そして、SDR輝度/光変換部14は、SDRのディスプレイ光信号FdsをSDR光/ビデオ変換部15に出力する。
The SDR luminance/
SDR光/ビデオ変換部15は、SDR輝度/光変換部14からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力する。そして、SDR光/ビデオ変換部15は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDR映像のビデオ信号であるSDRビデオ信号Es’に変換する(ステップS209)。SDR光/ビデオ変換部15は、SDRビデオ信号Es’を出力する(ステップS210)。
The SDR light/
実施例1では、HLGビデオ信号Eh’に対し、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれが抑制されたSDRビデオ信号Es’を生成するための処理が行われる。実施例1は、ゲイン処理部11が、ディスプレイ光信号Fdに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行い、圧縮処理部13が、輝度Yに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理、及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことを特徴とする。
In Example 1, the signal level of the human skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and the overexposure of highlights is suppressed in the SDR video signal E s with respect to the HLG video signal E h '. ' is processed to generate . In the first embodiment, the
(HLGビデオ/光変換部10)
次に、図1に示したHLGビデオ/光変換部10について詳細に説明する。前述のとおり、HLGビデオ/光変換部10は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Fdに変換する。すなわち、HLGビデオ/光変換部10は、HLGビデオ信号Eh’であるRGB信号を、HLG映像のEOTFによりディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Fdに変換する。
(HLG video/optical converter 10)
Next, the HLG video/
HLGビデオ/光変換部10は、HLGビデオ信号Eh’を入力し、まず、HLG映像の光-電気伝達関数(OETF:Opto Electronic Transfer Function)の逆関数により、HLGビデオ信号Eh’をシーン光のリニア信号E={Rs,Gs,Bs}に変換する。シーン光のリニア信号Eは、以下の式で算出される。
HLGビデオ/光変換部10は、次に、HLG映像の光-光伝達関数(OOTF:Opto Optical Transfer Function)により、リニア信号Eをディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}に変換する。そして、HLGビデオ/光変換部10は、ディスプレイ光信号Fdをゲイン処理部11に出力する。
The HLG video/
ディスプレイ光信号Fdは、以下の式で算出される。
尚、システムガンマγは、以下の式で算出される。
(ゲイン処理部11)
次に、図1に示したゲイン処理部11について詳細に説明する。前述のとおり、ゲイン処理部11は、予め設定されたゲイン値k1に基づいて、ディスプレイ光信号Fdに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Fdgを求める。
(Gain processing unit 11)
Next, the
肌レベルを考慮したゲイン処理を行う際には、HLG映像の肌レベルとSDR映像の肌レベルとの間の対応関係が重要となる。図4は、HLGビデオ信号の肌レベルとSDRビデオ信号の肌レベルとの間の対応関係、及び肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性を説明する図である。 When performing gain processing considering the skin level, the correspondence relationship between the skin level of the HLG image and the skin level of the SDR image is important. FIG. 4 is a diagram for explaining the correspondence between the skin level of the HLG video signal and the skin level of the SDR video signal, and the characteristics obtained by the gain processing considering the skin level.
この図には、個別に制作された同一コンテンツのHLG映像及びSDR映像において、同一人物の肌レベルの対応関係を分析した結果がプロットとして表されている(丸印を参照)。このHLG映像の番組は、HLGビデオ信号の基準白レベル75%を基準に制作されたコンテンツである。 In this figure, the result of analyzing the correspondence of the skin level of the same person in the HLG video and SDR video of the same content individually produced is represented as a plot (see circles). This HLG video program is content produced based on the reference white level of 75% of the HLG video signal.
横軸はHLGビデオ信号のレベルを示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベルを示す。実線は従来技術の特性を示し、破線は、肌レベルを考慮した例の特性、すなわちゲイン処理部11による肌レベルを考慮したゲイン処理を行う場合の特性を示す。
The horizontal axis indicates the level of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level of the SDR video signal. The solid line indicates the characteristics of the prior art, and the dashed line indicates the characteristics of an example in which the skin level is taken into consideration, that is, the characteristics when the
実線で示した従来技術の特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度約88cd/m2に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性を示す(後述する図7の点aを参照)。これは、前述のとおり、HLGビデオ信号の基準白レベル75%をSDRビデオ信号の白レベル約95%に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性に相当する(点eを参照)。 The characteristics of the prior art indicated by the solid line show the characteristics when gain processing is performed to make the HLG display luminance of 200 cd/m 2 correspond to the SDR display luminance of about 88 cd/m 2 (see point a in FIG. 7, which will be described later). ). As described above, this corresponds to the characteristics when performing gain processing for matching the reference white level of 75% of the HLG video signal to the white level of about 95% of the SDR video signal (see point e).
破線で示した肌レベルを考慮した例の特性は、ゲイン処理部11にて求めたディスプレイ光信号Fdgを、SDR映像のEOTFの逆関数によりSDRビデオ信号に変換したときの、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の対応関係を示している。
The characteristics of an example in consideration of the skin level indicated by the dashed line are the HLG video signal and the SDR when the display light signal Fdg obtained by the
本発明者らによる肌レベルの分析によれば、肌レベルは、HLGビデオ信号の約45%~55%がSDRビデオ信号の約60%~85%に対応する関係になっていることがわかる。つまり、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinは、HLGビデオ信号の約50%(点aを参照)であるのに対し、SDRビデオ信号の肌レベルVsskinは、SDRビデオ信号の約67%(点bを参照)であることが判明した。 Analysis of skin levels by the inventors shows that skin levels are related to about 45%-55% of HLG video signals corresponding to about 60%-85% of SDR video signals. That is, the skin level Vh skin of the HLG video signal is about 50% of that of the HLG video signal (see point a), while the skin level Vs skin of the SDR video signal is about 67% of that of the SDR video signal (see point a). b).
実線で示した従来技術の特性において、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinである約50%に対応するSDRビデオ信号の肌レベルは、約55%程度(点cを参照)である。したがって、従来技術におけるSDR映像の肌レベルは、肌レベルを考慮した例におけるSDR映像の肌レベルよりも低いことがわかる。 In the characteristics of the prior art indicated by the solid line, the skin level of the SDR video signal corresponding to the skin level Vh skin of the HLG video signal of approximately 50% is approximately 55% (see point c). Therefore, it can be seen that the skin level of the SDR image in the prior art is lower than the skin level of the SDR image in the example in which the skin level is considered.
つまり、実施例1では、実線で示した肌レベルを考慮した例の特性、すなわちHLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの特性(点fを参照)を得ることができるように、ゲイン処理を行う必要がある。そこで、ゲイン処理におけるゲイン値k1であるGainは、以下の2つの式のうちのいずれか一方にて得られた値が用いられる。
前記式(4)のGainは、HLGビデオ/光変換部10において、輝度値[cd/m2]を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合に用いられる。また、前記式(5)のGainは、HLGビデオ/光変換部10において、正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合に用いられる。
The Gain in the above equation (4) is used when the HLG video/
前記式(4)のGainが用いられる場合、輝度値[cd/m2]が基準となるため、前記式(2)及び(3)により得られる値と一致する。 When the Gain of the formula (4) is used, the brightness value [cd/m 2 ] is used as a reference, so it matches the values obtained by the formulas (2) and (3).
また、前記式(5)のGainが用いられる場合、正規化信号が基準となるため、HLGビデオ/光変換部10によりディスプレイ光信号Fdが算出される前記式(2)において、α=1とする。
Further, when the gain of the above equation (5) is used, the normalized signal is used as a reference, so in the above equation (2) for calculating the display optical signal Fd by the HLG video/
ここで、肌レベルを考慮したゲイン処理の例として、図4に示した肌レベルの対応関係を示すプロットの分析のとおり、HLGビデオ信号の肌レベルVhskin50%をSDRビデオ信号の肌レベルVsskin67%に対応させる(点fを参照)。この場合の前記式(4)及び前記式(5)により得られるGainは、HLG映像のディスプレイピーク輝度を1000cd/m2とすると、それぞれ7.5439,0.7544である。
Here, as an example of gain processing considering the skin level, the
つまり、ゲイン処理部11は、HLGビデオ/光変換部10からディスプレイ光信号Fdを入力し、ディスプレイ光信号Fdに対し、予め設定されたゲイン値k1であるGainを乗算することにより、ディスプレイ光信号Fdgを求める。このゲイン値k1は、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの特性を得ることが可能な値である。そして、ゲイン処理部11は、ディスプレイ光信号Fdgを三刺激値及び色度変換部12に出力する。
That is, the
ディスプレイ光信号Fdgは、以下の式で算出される。
尚、ゲイン値k1であるGainは、ユーザにより、前記式(4)または(5)の演算にて予め設定されるようにしてもよいし、任意の値に予め設定されるようにしてもよい。要するに、ゲイン値k1は、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。 Note that Gain, which is the gain value k1, may be set in advance by the user through the calculation of equation ( 4 ) or (5), or may be set in advance to an arbitrary value. good. In short, the gain value k1 may be freely changed by the user as a setting item that allows image adjustment.
これにより、ゲイン処理部11において、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の関係が図4に示した破線の特性となるようにしたため、HLG映像の肌レベルをSDR映像の肌レベルに対応させることができる。したがって、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、SDR映像における人物の肌の信号レベルは、HLG映像に比べて低くなることはない。
As a result, in the
(三刺激値及び色度変換部12)
次に、図1に示した三刺激値及び色度変換部12について詳細に説明する。前述のとおり、三刺激値及び色度変換部12は、ディスプレイ光信号Fdgを三刺激値XYZ及び色度座標x,yに変換する。
(Tristimulus value and chromaticity converter 12)
Next, the tristimulus value and
三刺激値及び色度変換部12は、ゲイン処理部11からディスプレイ光信号Fdg={Rdg,Gdg,Bdg}を入力し、まず、ディスプレイ光信号Fdg={Rdg,Gdg,Bdg}を三刺激値XYZに変換する。三刺激値XYZは、以下の式で算出される。
三刺激値及び色度変換部12は、次に、三刺激値XYZを色度座標x,yに変換する。色度座標x,yは、以下の式で算出される。
三刺激値及び色度変換部12は、三刺激値XYZのうちの輝度Yを圧縮処理部13に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部14に出力する。輝度Yは、圧縮処理部13による圧縮処理に用いられ、色度座標x,yは、SDR輝度/光変換部14により輝度をディスプレイ光のリニア信号に戻す処理に用いられる。
The tristimulus value and
(圧縮処理部13)
次に、図1に示した圧縮処理部13について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部13は、輝度Yに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことにより輝度Ycomp,1stを求め、輝度Ycomp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことにより輝度Ycomp,2ndを求める。
(Compression processing unit 13)
Next, the
図3は、図1に示した圧縮処理部13の構成例を示すブロック図である。この圧縮処理部13は、基準白レベル圧縮処理部16及びハイライト色再現圧縮処理部17を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
図4に示した肌レベルを考慮した例の特性では、SDRビデオ信号は、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応する白レベルが従来技術に比べてずれている。また、SDRビデオ信号は、HLGビデオ信号の約70%以上の領域において、その上限値である109%でクリップされる(図4の領域dを参照)。そこで、圧縮処理部13の基準白レベル圧縮処理部16及びハイライト色再現圧縮処理部17により、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理にて、このクリップが存在しない特性に修正する。
In the characteristics of the example considering the skin level shown in FIG. 4, the white level corresponding to the reference white level of 75% of the HLG video signal is shifted in the SDR video signal compared to the prior art. Also, the SDR video signal is clipped at its upper limit of 109% in an area of about 70% or more of the HLG video signal (see area d in FIG. 4). Therefore, the reference white level
(基準白レベルを考慮した圧縮処理/基準白レベル圧縮処理部16)
次に、基準白レベル圧縮処理部16による基準白レベルを考慮した圧縮処理について詳細に説明する。この圧縮処理は、テロップの白レベルが変化しないようにするための処理である。
(Compression Processing Considering Reference White Level/Reference White Level Compression Processing Unit 16)
Next, the compression processing in consideration of the reference white level by the reference white level
HLG映像及びSDR映像を同時に制作する一体化制作では、HLG映像をSDR映像に変換したときに、HLG映像に合成されたテロップの白レベルがSDR映像にて変化しないように、基準白レベルを考慮する必要がある。 In integrated production where HLG video and SDR video are produced at the same time, the reference white level is considered so that the white level of the telop synthesized with the HLG video does not change in the SDR video when the HLG video is converted to SDR video. There is a need to.
実施例1では、従来技術と同様に、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度約88cd/m2~100cd/m2の間に対応させるためのゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現している。このゲイン処理は、HLGビデオ信号の基準白レベル75%をSDRビデオ信号の白レベル約95%に対応させるためのゲイン処理に相当する。 In Example 1, as in the prior art, the reference white level is adjusted by performing gain processing for matching the HLG display luminance of 200 cd/m 2 to the SDR display luminance of about 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 . It realizes the conversion from the considered HLG video to the SDR video. This gain processing corresponds to gain processing for making the reference white level of 75% of the HLG video signal correspond to the white level of approximately 95% of the SDR video signal.
基準白レベル圧縮処理部16は、これを実現するために、三刺激値及び色度変換部12から輝度Yを入力し、以下の式により、輝度Yに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことで、輝度Ycomp,1stを求める。基準白レベル圧縮処理部16は、輝度Ycomp,1stをハイライト色再現圧縮処理部17に出力する。
ここで、Yは、ゲイン処理部11によりゲイン処理され、三刺激値及び色度変換部12により変換された輝度を示す。Kpは圧縮処理の際のニーポイント、Wは、ニーポイント付近の信号変化を滑らかにするための変化開始点から変化終了点までの幅を示す。Y95%SDRは、SDRビデオ信号の白レベル約95%に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Y75%HLGは、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するディスプレイ光の輝度を示す。ニーポイントKpは、後述する図7の点fに相当し、これは後述する図5の点eに対応する。
Here, Y represents the luminance that has been gain-processed by the
具体的には、基準白レベル圧縮処理部16は、輝度Yがニーポイントを基準とした所定値よりも低い領域において、輝度Yと同じ値を輝度Ycomp,1stとする(前記式(7)の上段の式)。また、基準白レベル圧縮処理部16は、輝度Yがニーポイントを基準とした幅Wの領域において、輝度Y95%SDR,Y75%HLG及び幅Wに基づいて、輝度Yの信号変化を滑らかにするための丸め処理を行い、輝度Ycomp,1stを算出する(前記式(7)の中段の式)。
Specifically, the reference white level
基準白レベル圧縮処理部16は、輝度Yがニーポイントを基準とした所定値よりも高い領域において、輝度Y95%SDR,Y75%HLGに基づいた傾きを有する輝度Ycomp,1stを算出する(前記式(7)の下段の式)。
The reference white level
この圧縮処理により、ゲイン処理部11にてゲイン処理された輝度Yから、基準白レベルを考慮した輝度Ycomp,1stを得ることができる。
By this compression processing, the luminance Y comp,1st in consideration of the reference white level can be obtained from the luminance Y gain-processed by the
図5は、基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。横軸はHLGビデオ信号のレベルを示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベルを示す。図5には、図4に示した従来技術の特性(実線)及び肌レベルを考慮した例の特性(破線)に加え、基準白レベルを考慮した例の特性が示されている。一点鎖線は、基準白レベルを考慮した例の特性を示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics obtained by the compression processing considering the reference white level. The horizontal axis indicates the level of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level of the SDR video signal. FIG. 5 shows characteristics of an example considering a reference white level in addition to the characteristics of the prior art (solid line) and the characteristics of an example considering a skin level (broken line) shown in FIG. The dashed-dotted line shows the characteristics of an example considering the reference white level.
ここで、基準白レベルを考慮した例の特性は、肌レベルを考慮した処理が行われ、その後、基準白レベルを考慮した処理が行われることで得られた特性である。後述する図6、図7、図10及び図13についても同様である。 Here, the characteristic in the example considering the reference white level is the characteristic obtained by performing the processing considering the skin level and then performing the processing considering the reference white level. The same applies to FIGS. 6, 7, 10 and 13, which will be described later.
一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度約88cd/m2に対応させるゲイン処理を表した前記式(9)の圧縮処理の演算により得られた、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の対応関係を示している。 The characteristics of the example in consideration of the reference white level indicated by the dashed-dotted line are the calculation of the compression processing of the above equation (9) representing the gain processing that makes the HLG display luminance of 200 cd/m 2 correspond to the SDR display luminance of about 88 cd/m 2 . 2 shows the correspondence between HLG and SDR video signals obtained by .
図5から、一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の約60%に対応するSDRビデオ信号の約80%以下の領域(領域aを参照)において、肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性に一致することがわかる。この領域の特性は、前記式(9)の上段の式により得られ、後述する図7の領域cに相当する。ニーポイントKpは、後述する図7の点fに相当し、これは図5の点eに対応する。 From FIG. 5, the characteristics of the example considering the reference white level indicated by the dashed-dotted line show that the skin level It can be seen that the characteristics match those obtained by the gain processing in consideration of . The characteristics of this area are obtained from the upper expression of the above equation (9) and correspond to area c in FIG. 7, which will be described later. Knee point Kp corresponds to point f in FIG. 7, which will be described later, which corresponds to point e in FIG.
尚、ニーポイントKp(後述する図7の点f(図5の点eに対応))を中心とした前後W/2の領域においては、前記式(9)の中段の式により、丸め処理が行われる。これにより、急峻な特性を緩和して滑らかにすることができる。 In the area of W/2 around the knee point Kp (point f in FIG. 7 (corresponding to point e in FIG. 5), which will be described later), rounding is performed according to the middle expression of the above expression (9). done. As a result, steep characteristics can be relaxed and smoothed.
また、基準白レベルを考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の約60%から約85%までに対応するSDRビデオ信号の約80%から上限値である109%までの領域(領域bを参照)において、肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性よりも低く、かつHLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点(点dを参照)を含むことがわかる。 In addition, the characteristics of the example considering the reference white level are the area from about 80% to 109%, which is the upper limit of the SDR video signal corresponding to about 60% to about 85% of the HLG video signal (see area b). ), the white level of the SDR video signal is about 95% (see point d), which is lower than the characteristic obtained by the gain processing considering the skin level and corresponds to the reference white level of 75% of the HLG video signal. It can be seen that it contains
さらに、基準白レベルを考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の約85%以上の領域(領域cを参照)において、SDRビデオ信号の上限値である109%でクリップされることがわかる。そこで、後述するハイライトの色再現を考慮した圧縮処理にて、このクリップが存在しない特性に修正する。領域b,cの特性は、前記式(9)の下段の式により得られ、後述する図7の領域gに相当する。 Further, the characteristic of the example considering the reference white level shows that the HLG video signal is clipped at 109%, which is the upper limit of the SDR video signal, in the region of about 85% or more (see region c). Therefore, in compression processing that takes into consideration the color reproduction of highlights, which will be described later, the characteristics are corrected so that this clip does not exist. The characteristics of the regions b and c are obtained by the lower expression of the above equation (9) and correspond to the region g in FIG. 7, which will be described later.
これにより、基準白レベル圧縮処理部16の基準白レベルを考慮した圧縮処理において、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の関係は、図5に示した基準白レベルを考慮した例の特性となる。
As a result, in the compression processing considering the reference white level of the reference white level
つまり、基準白レベル圧縮処理部16の基準白レベルを考慮した圧縮処理により、ニーポイントKp以上の領域において、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の特性を含むようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。この場合、ニーポイントKpよりも低い領域において、肌レベルを考慮した特性を維持するようにしたため、HLG映像の肌レベルをSDR映像の肌レベルに対応させることができる。
In other words, the compression processing in consideration of the reference white level of the reference white level
(ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理/ハイライト色再現圧縮処理部17)
次に、ハイライト色再現圧縮処理部17によるハイライトの色再現を考慮した圧縮処理について詳細に説明する。この圧縮処理は、ハイライトの白つぶれを抑制するための処理である。
(Compression processing considering color reproduction of highlights/highlight color reproduction compression processing unit 17)
Next, the compression processing in consideration of color reproduction of highlights by the highlight color reproduction
HLG映像のハイライトにおいてクリップを生じると、SDR映像では白飛びとして表現される。HDR映像をSDR映像に変換すると、ダイナミックレンジの違いにより白飛びが顕著に表れることがある。 If a clip occurs in the highlights of the HLG video, it will be expressed as overexposure in the SDR video. When HDR video is converted to SDR video, overexposure may become conspicuous due to the difference in dynamic range.
ハイライト色再現圧縮処理部17は、これを防ぐために、基準白レベル圧縮処理部16から輝度Ycomp,1stを入力し、以下の式により、輝度Ycomp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことで、輝度Ycomp,2ndを求める。ハイライト色再現圧縮処理部17は、輝度Ycomp,2ndをSDR輝度/光変換部14に出力する。この式は、HLGビデオ信号の100%をSDRビデオ信号の上限値である109%に対応させるものである。
ここで、Ycomp,1stは基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた輝度、Wはニーポイント付近の信号変化を滑らかにするための変化開始点から変化終了点までの幅を示す。Y95%SDRは、SDRビデオ信号の白レベル約95%に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Y109%SDRは、SDRビデオ信号の109%に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Y100%HLGは、HLGビデオ信号の100%に対応するディスプレイ光の輝度をそれぞれ示す。ニーポイントはY95%SDRであり、後述する図7の点aに相当し、これは後述する図6の点cに対応する。 Here, Y comp,1st is the luminance obtained by compression processing considering the reference white level, and W is the width from the change start point to the change end point for smoothing the signal change near the knee point. Y 95%SDR indicates the brightness of the display light corresponding to the white level of approximately 95% of the SDR video signal. Y 109%SDR indicates the brightness of the display light corresponding to 109% of the SDR video signal. Y 100%HLG respectively indicate the brightness of the display light corresponding to 100% of the HLG video signal. The knee point is Y 95% SDR and corresponds to point a in FIG. 7 described later, which corresponds to point c in FIG. 6 described later.
具体的には、ハイライト色再現圧縮処理部17は、輝度Ycomp,1stがニーポイントを基準とした所定値よりも低い領域において、輝度Ycomp,1stと同じ値を輝度Ycomp,2ndとする(前記式(10)の上段の式)。また、ハイライト色再現圧縮処理部17は、輝度Ycomp,1stがニーポイントを基準とした幅Wの領域において、Y95%SDR,Y109%SDR,Y100%HLG及び幅Wに基づいて、輝度Ycomp,1stの信号変化を滑らかにする丸め処理を行い、輝度Ycomp,2ndを算出する(前記式(10)の中段の式)。
Specifically, the highlight color reproduction
ハイライト色再現圧縮処理部17は、Ycomp,1stがニーポイントを基準とした所定値よりも高い領域において、Y95%SDR,Y109%SDR,Y100%HLGに基づいた傾きを有する輝度Ycomp,2ndを算出する(前記式(10)の下段の式)。
The highlight color reproduction
この圧縮処理により、基準白レベルを考慮して得られた輝度Ycomp,1stから、ハイライトの色再現を考慮した輝度Ycomp,2ndを得ることができる。 By this compression processing, it is possible to obtain the luminance Y comp,2nd considering the color reproduction of the highlight from the luminance Y comp,1st obtained considering the reference white level.
図6は、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。横軸はHLGビデオ信号のレベルを示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベルを示す。図6には、図5に示した従来技術の特性(実線)、肌レベルを考慮した例の特性(破線)及び基準白レベルを考慮した例の特性(一点鎖線)に加え、ハイライトの色再現を考慮した例の特性が示されている。二点鎖線は、ハイライトの色再現を考慮した例の特性を示す。 FIG. 6 is a diagram for explaining characteristics obtained by compression processing that takes color reproduction of highlights into consideration. The horizontal axis indicates the level of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level of the SDR video signal. FIG. 6 shows the characteristics of the prior art shown in FIG. The characteristics of the example considering reproduction are given. A two-dot chain line shows the characteristics of an example considering the color reproduction of highlights.
ここで、二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、肌レベルを考慮した処理及び基準白レベルを考慮した処理が行われ、その後、ハイライトの色再現を考慮した処理が行われることで得られた特性である。後述する図7、図10及び図13についても同様である。 Here, the characteristics of the example that takes into account the color reproduction of the highlights indicated by the two-dot chain line are the processing that takes into account the skin level and the processing that takes into account the reference white level. It is a characteristic obtained by performing processing. The same applies to FIGS. 7, 10 and 13, which will be described later.
二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の100%をSDRビデオ信号の上限値である109%に対応させるための圧縮処理を表した前記式(10)の演算により得られた、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の対応関係を示している。 The characteristics of an example that considers the color reproduction of highlights indicated by the chain double-dashed line are expressed by the above equation (10 ) shows the correspondence between the HLG video signal and the SDR video signal obtained by the operation of .
図6から、二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%以下の領域(領域aを参照)において、基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた特性に一致することがわかる。この領域の特性は、前記式(10)の上段の式により得られ、後述する図7の領域bに相当する。ニーポイントはY95%SDRであり、後述する図7の点aに相当し、これは図6の点cに対応する。 From FIG. 6, the characteristics of the example in consideration of the color reproduction of the highlight indicated by the two-dot chain line are the area (area a ) matches the characteristics obtained by the compression processing considering the reference white level. The characteristics of this area are obtained from the upper expression of the above equation (10) and correspond to the area b in FIG. 7, which will be described later. The knee point is Y 95% SDR and corresponds to point a in FIG. 7, which will be described later, which corresponds to point c in FIG.
尚、ニーポイント(後述する図7の点a(図5の点dに対応))を中心とした前後W/2の領域においては、前記式(10)の中段の式により、丸め処理が行われる。これにより、急峻な特性を緩和して滑らかにすることができる。 In the area of W/2 around the knee point (point a in FIG. 7 (corresponding to point d in FIG. 5)), rounding is performed according to the middle expression of the above expression (10). will be As a result, steep characteristics can be relaxed and smoothed.
また、ハイライトの色再現を考慮した例の特性は、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%以上の領域(ハイライト領域、領域bを参照)において、SDRビデオ信号の上限値である109%でクリップされていないことがわかる。また、この領域においては、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点(点cを参照)からHLGビデオ信号の100%に対応するSDRビデオ信号の上限値である109%の点(点dを参照)まで、増加する特性になっていることがわかる。領域bの特性は、前記式(10)の下段の式により得られ、後述する図7の領域dに相当する。 In addition, the characteristics of the example considering the color reproduction of the highlight are the white level of about 95% or more of the SDR video signal corresponding to the reference white level of 75% of the HLG video signal (highlight area, see area b) , is not clipped at 109%, which is the upper limit of the SDR video signal. In this region, the white level of the SDR video signal corresponding to the reference white level of 75% of the HLG video signal corresponds to about 95% of the white level of the SDR video signal (see point c). It can be seen that the characteristic increases up to the upper limit of 109% (see point d). The characteristics of the area b are obtained by the lower expression of the above equation (10) and correspond to the area d in FIG. 7, which will be described later.
これにより、ハイライト色再現圧縮処理部17のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理において、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の関係は、図6に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性となる。
As a result, in the compression processing that takes into consideration the color reproduction of the highlights in the highlight color reproduction
つまり、ハイライト色再現圧縮処理部17のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理により、ニーポイント以上の領域において、SDRビデオ信号の上限値である109%でクリップされない特性となるようにしたため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。この場合、ニーポイントよりも低い領域において、基準白レベルを考慮した特性を維持するようにしたため、テロップの白レベルが変化することがないと共に、HLG映像の肌レベルをSDR映像の肌レベルに対応させることができる。
In other words, the compression processing that takes into consideration the color reproduction of the highlights in the highlight color reproduction
このように、ハイライト色再現圧縮処理部17は、輝度Ycomp,1stに対し、HLGビデオ信号に対応するSDRビデオ信号の値が、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の値(図6の点c)から上限値(図6の点d)までの間のハイライト領域(図6の領域b)について、増加する特性を得るための圧縮処理を行うことで、輝度Ycomp,2ndを求める。
In this way, the highlight color reproduction
したがって、圧縮処理部13の基準白レベル圧縮処理部16及びハイライト色再現圧縮処理部17は、輝度Yに対し、HLGビデオ信号に対応するSDRビデオ信号の値が、図5の点eから図6の点cを介して図6の点dまでの間について、増加する特性を得るための圧縮処理を行うことで、輝度Ycomp,2ndを求める。
Therefore, the reference white level
図5の点eは、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinよりも大きく、かつHLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%よりも小さい輝度Yの所定値の点である。図6の点cは、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の値の点であり、図6の点dは上限値の点である。 Point e in FIG. 5 is greater than the skin level Vs skin of the SDR video signal, which corresponds to the skin level Vh skin of the HLG video signal, and is about the white level of the SDR video signal, which corresponds to the reference white level of 75% of the HLG video signal. A point with a given value of luminance Y less than 95%. Point c in FIG. 6 is the point at which the white level of the SDR video signal is approximately 95%, corresponding to the reference white level of 75% in the HLG video signal, and point d in FIG. 6 is the upper limit point.
(輝度の特性)
前述の図4は、ゲイン処理部11による肌レベルを考慮したビデオ信号の特性を示し、図5及び図6は、圧縮処理部13による基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したビデオ信号の特性をそれぞれ示している。しかし、ゲイン処理部11及び圧縮処理部13は、ビデオ信号に対して処理を行うのではなく、ディスプレイ光のリニア信号である輝度に対して処理を行う。
(Luminance characteristics)
FIG. 4 described above shows the characteristics of the video signal in consideration of the skin level by the
そこで、肌レベルを考慮したビデオ信号の特性、基準白レベルを考慮したビデオ信号の特性及びハイライトの色再現を考慮したビデオ信号の特性に対応する、ディスプレイ光のリニア信号である輝度の特性について説明する。 Therefore, the characteristics of luminance, which is a linear signal of display light, corresponding to the characteristics of video signals considering the skin level, the characteristics of the video signal considering the reference white level, and the characteristics of the video signal considering the color reproduction of highlights explain.
図7は、ディスプレイ光のリニア信号である輝度の特性を示す図である。横軸はHLGディスプレイ輝度[cd/m2]を示し、縦軸はSDRディスプレイ輝度[cd/m2]を示す。HLGディスプレイ輝度の上限値は1000cd/m2であり、これはHLGビデオ信号の上限値である100%に対応する。また、SDRディスプレイ輝度の上限値は123cd/m2であり、これはSDRビデオ信号の上限値である109%に対応する。 FIG. 7 is a diagram showing characteristics of luminance, which is a linear signal of display light. The horizontal axis indicates HLG display luminance [cd/m 2 ], and the vertical axis indicates SDR display luminance [cd/m 2 ]. The upper limit of HLG display luminance is 1000 cd/m 2 , which corresponds to the upper limit of 100% for HLG video signals. Also, the upper limit of SDR display luminance is 123 cd/m 2 , which corresponds to the upper limit of 109% for SDR video signals.
実線は、従来技術の特性を示す。すなわち、従来技術の特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度約88cd/m2に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性を示す。 A solid line indicates the characteristics of the prior art. That is, the characteristics of the prior art show the characteristics when gain processing is performed to make the HLG display luminance of 200 cd/m 2 correspond to the SDR display luminance of about 88 cd/m 2 .
破線は、肌レベルを考慮した例の特性、すなわちゲイン処理部11による肌レベルを考慮したゲイン処理を行う場合の特性を示す。この特性は、ゲイン処理部11にて求めたディスプレイ光信号Fdgに対応する、三刺激値及び色度変換部12にて求めた輝度Yの対応関係を示している。
The dashed line indicates the characteristics of an example in which the skin level is taken into account, that is, the characteristics when the
一点鎖線は、基準白レベルを考慮した例の特性、すなわち圧縮処理部13による基準白レベルを考慮した圧縮処理を行う場合の特性を示す。この特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度約88cd/m2に対応させる従来のゲイン処理を表した前記式(9)の圧縮処理の演算により得られた輝度の対応関係を示している。
The dashed-dotted line indicates the characteristics of an example in which the reference white level is taken into account, that is, the characteristics when the
実線に示した従来技術の特性及び一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2に対応するSDRディスプレイ輝度約88cd/m2の点(aを参照)を含む特性となっている。 The characteristics of the prior art shown by the solid line and the characteristics of the example considering the reference white level shown by the dashed-dotted line are for a point with an SDR display luminance of about 88 cd/m 2 corresponding to an HLG display luminance of 200 cd/m 2 (see a). It has characteristics including
二点鎖線は、ハイライトの色再現を考慮した例の特性、すなわち圧縮処理部13によるハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行う場合の特性を示す。この特性は、HLGビデオ信号の100%をSDRビデオ信号の上限値である109%に対応させるための圧縮処理、すなわちHLGビデオ信号の100%におけるディスプレイ光の輝度を、SDRビデオ信号の109%におけるディスプレイ光の輝度に対応させるための圧縮処理を表した前記式(10)の演算により得られた輝度の対応関係を示している。
A chain double-dashed line indicates the characteristics of an example in consideration of color reproduction of highlights, that is, the characteristics when compression processing is performed in consideration of color reproduction of highlights by the
二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、HLGディスプレイ輝度200cd/m2及びSDRディスプレイ輝度約88cd/m2の点(点aを参照)を含むことがわかる。また、このハイライトの色再現を考慮した例の特性は、領域bにおいて一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性に一致し、c領域において破線の肌レベルを考慮した例の特性に一致することがわかる。 It can be seen that the characteristics of the example taking into account the color reproduction of the highlights shown in the dash-dotted line include points (see point a) with an HLG display luminance of 200 cd/m 2 and an SDR display luminance of about 88 cd/m 2 . Further, the characteristics of the example considering the color reproduction of this highlight match the characteristics of the example considering the reference white level indicated by the dashed line in region b, and the characteristics of the example considering the skin level indicated by the dashed line in region c. is found to match
さらに、二点鎖線のハイライトの色再現を考慮した例の特性は、領域dにおいて、SDRディスプレイ輝度の上限値である約123cd/m2でクリップされておらず、点aから、HLGディスプレイ輝度の上限値である1000cd/m2に対応するSDRディスプレイ輝度の上限値である123cd/m2の点eまで、増加する特性になっている。 Furthermore, the characteristics of the example considering the color reproduction of the dashed- two dotted line highlight are that in the area d, the HLG display luminance 123 cd/m 2 , which is the upper limit of SDR display luminance corresponding to 1000 cd/m 2 , which is the upper limit of .
(SDR輝度/光変換部14)
次に、図1に示したSDR輝度/光変換部14について詳細に説明する。SDR輝度/光変換部14の処理は、三刺激値及び色度変換部12に対して逆方向の処理となる。SDR輝度/光変換部14は、圧縮処理部13から輝度Ycomp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部12から色度座標x,yを入力する。
(SDR luminance/light converter 14)
Next, the SDR luminance/
SDR輝度/光変換部14は、まず、以下の式にて、色度座標x,y及び輝度Ycomp,2ndから三刺激値のXcomp,Zcompを求める。
SDR輝度/光変換部14は、次に、以下の式にて、輝度Ycomp,2nd及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}を求める。
SDR輝度/光変換部14は、ディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}をSDR光/ビデオ変換部15に出力する。
The SDR luminance/
(SDR光/ビデオ変換部15)
次に、図1に示したSDR光/ビデオ変換部15について詳細に説明する。SDR光/ビデオ変換部15は、SDR輝度/光変換部14からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力し、以下の式にて、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
Next, the SDR light/
以上のように、実施例1の映像信号変換装置1によれば、HLGビデオ/光変換部10は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光信号Fdに変換する。
As described above, according to the video
ゲイン処理部11は、ディスプレイ光信号Fdに対し肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちHLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの特性を得るためのゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Fdgを求める。
The
これにより、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、SDR映像における人物の肌の信号レベルは、HLG映像に比べて低くなることはない。しかし、この肌レベルを考慮したゲイン処理により、SDRビデオ信号は、所定領域において上限値でクリップされてしまう。そこで、圧縮処理部13により圧縮処理が行われる。
As a result, the skin level can be improved as compared with the prior art, and the signal level of the human skin in the SDR video will not be lower than in the HLG video. However, the SDR video signal is clipped at the upper limit value in a predetermined area due to the gain processing considering the skin level. Therefore, compression processing is performed by the
三刺激値及び色度変換部12は、ディスプレイ光信号Fdgを三刺激値XYZ及び色度座標x,yに変換する。
The tristimulus value and
圧縮処理部13は、輝度Yに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理、すなわちHLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2の間に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の特性を得るための圧縮処理を行うことにより、輝度Ycomp,1stを求める。
The
これにより、従来技術と同様に、テロップの白レベルが変化することがない。しかし、この基準白レベルを考慮した圧縮処理により、SDRビデオ信号は、所定領域において上限値でクリップされてしまう。そこで、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理が行われる。 As a result, the white level of the telop does not change as in the prior art. However, the SDR video signal is clipped at the upper limit value in a predetermined area due to compression processing that takes this reference white level into consideration. Therefore, compression processing is performed in consideration of color reproduction of highlights.
圧縮処理部13は、輝度Ycomp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理、すなわちハイライト領域においてSDRビデオ信号が上限値である109%でクリップされないように、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点からHLGビデオ信号の100%(HLGディスプレイ輝度1000cd/m2)に対応するSDRビデオ信号の上限値である109%(SDRディスプレイ輝度123cd/m2)の点まで増加する特性を得るための圧縮処理を行うことにより、輝度Ycomp,2ndを求める。
The
これにより、SDRビデオ信号が上限値でクリップされないため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As a result, the SDR video signal is not clipped at the upper limit value, so that crushed highlights can be suppressed.
SDR輝度/光変換部14は、色度座標x,yを用いて輝度Ycomp,2ndからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める。そして、SDR光/ビデオ変換部15は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
The SDR luminance/
このように、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うようにした。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As described above, when converting an HLG image into an SDR image, gain processing considering the skin level of a person and compression processing considering the reference white level and color reproduction of highlights are performed. As a result, the signal level of the person's skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed.
例えば、HLG映像及びSDR映像を同時に制作する一体化制作において、HLGの番組制作を行った後、実施例1の映像信号変換装置1を用いるようにする。これにより、HLGで番組制作したような肌レベルであり、基準白レベルが考慮され、さらにハイライトの白つぶれも抑制されたSDR映像の生成が可能となる。
For example, in integrated production in which HLG video and SDR video are produced at the same time, the video
尚、図1に示した映像信号変換装置1のSDR輝度/光変換部14は、輝度Ycomp,2nd及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める際に、前記式(12)に示したように、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。この広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスは、三刺激値及び色度変換部12がディスプレイ光信号Fdgを三刺激値XYZに変換する際に用いる前記式(7)の行列である。
The SDR luminance /light conversion unit 14 of the video
これに対し、SDR輝度/光変換部14は、輝度Ycomp,2nd及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める際に、以下の式を用いるようにしてもよい。
これにより、三刺激値及び色度変換部12において、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、SDR輝度/光変換部14において、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からRGBに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。
As a result, the tristimulus value and
〔実施例2:映像信号変換装置〕
次に、実施例2の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例2は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含むフィッティング関数を用いるものである。
[Embodiment 2: Video signal converter]
Next, the configuration and processing of the video signal conversion device of the second embodiment will be described. As described above, the second embodiment uses a fitting function that includes operations that take into consideration the human skin level, the reference white level, and the color reproduction of highlights when converting an HLG image into an SDR image.
これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の実施例1により生じる信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。 As a result, the signal level of the person's skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed. In addition, the problem of signal discontinuity caused by the first embodiment can be solved, continuous characteristics can be obtained, and banding in the highlight region can be improved.
図8は、実施例2の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図9は、実施例2の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置2は、HLGビデオ/光変換部20、三刺激値及び色度変換部21、圧縮処理部22、SDR輝度/光変換部23及びSDR光/ビデオ変換部24を備えている。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the video signal conversion device of the second embodiment, and FIG. 9 is a flow chart showing a processing example of the video signal conversion device of the second embodiment. The video
HLGビデオ/光変換部20は、HLG映像のビデオ信号であるHLGビデオ信号Eh’を入力する(ステップS901)。そして、HLGビデオ/光変換部20は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるHLGのディスプレイ光信号Fdに変換する(ステップS902)。HLGビデオ/光変換部20は、HLGのディスプレイ光信号Fdを三刺激値及び色度変換部21に出力する。
The HLG video/
三刺激値及び色度変換部21は、HLGビデオ/光変換部20からディスプレイ光信号Fdを入力し、ディスプレイ光信号Fdを、三刺激値XYZ及び色情報である色度座標x,yに変換する(ステップS903)。そして、三刺激値及び色度変換部21は、輝度Yを圧縮処理部22に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部23に出力する。
The tristimulus value and
圧縮処理部22は、三刺激値及び色度変換部21から輝度Yを入力し、予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkp等に基づいて、輝度Yに対し所定のフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ycompを求める(ステップS904)。そして、圧縮処理部22は、輝度YcompをSDR輝度/光変換部23に出力する。所定のフィッティング関数は、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含む関数である。SDRニーポイントYSDRkpは、SDRディスプレイ輝度信号のニーポイントである。
The
SDR輝度/光変換部23は、圧縮処理部22から輝度Ycompを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部21から色度座標x,yを入力する。そして、SDR輝度/光変換部23は、色度座標x,yを用いて輝度Ycompから三刺激値のXcomp,Zcompを求める(ステップS905)。
The SDR luminance/
SDR輝度/光変換部23は、輝度Ycomp及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める(ステップS906)。そして、SDR輝度/光変換部23は、SDRのディスプレイ光信号FdsをSDR光/ビデオ変換部24に出力する。
The SDR luminance/
SDR光/ビデオ変換部24は、SDR輝度/光変換部23からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力する。そして、SDR光/ビデオ変換部24は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDR映像のビデオ信号であるSDRビデオ信号Es’に変換する(ステップS907)。SDR光/ビデオ変換部24は、SDRビデオ信号Es’を出力する(ステップS908)。
The SDR light/
実施例2では、HLGビデオ信号Eh’に対し、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制するSDRビデオ信号Es’が生成される。実施例2は、圧縮処理部22が、輝度Yに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことを特徴とする。
In the second embodiment, the SDR video signal E s ' does not lower the signal level of the person's skin, does not change the white level of the telop, and suppresses overexposure of the highlights, with respect to the HLG video signal E h '. is generated.
(HLGビデオ/光変換部20)
次に、図8に示したHLGビデオ/光変換部20について詳細に説明する。前述のとおり、HLGビデオ/光変換部20は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Fdに変換する。すなわち、HLGビデオ/光変換部20は、HLGビデオ信号Eh’であるRGB信号を、HLG映像のEOTFによりディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Fdに変換する。
(HLG video/optical converter 20)
Next, the HLG video/
HLGビデオ/光変換部20は、図1に示したHLGビデオ/光変換部10と同様の処理を行うため、ここでは詳細な説明を省略する。
The HLG video/
(三刺激値及び色度変換部21)
次に、図8に示した三刺激値及び色度変換部21について詳細に説明する。前述のとおり、三刺激値及び色度変換部21は、ディスプレイ光信号Fdを三刺激値XYZ及び色度座標x,yに変換する。
(Tristimulus value and chromaticity converter 21)
Next, the tristimulus value and
三刺激値及び色度変換部21は、HLGビデオ/光変換部20からディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}を入力し、まず、ディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}を三刺激値XYZに変換する。三刺激値XYZは、以下の式で算出される。
三刺激値及び色度変換部21は、次に、三刺激値XYZを色度座標x,yに変換する。色度座標x,yは、以下の式で算出される。
三刺激値及び色度変換部21は、輝度Yを圧縮処理部22に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部23に出力する。輝度Yは、圧縮処理部22による処理に用いられ、色度座標x,yは、SDR輝度/光変換部23により輝度をディスプレイ光のリニア信号に戻す処理に用いられる。
The tristimulus value and
(圧縮処理部22)
次に、図8に示した圧縮処理部22について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部22は、予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkp等に基づいて、輝度Yに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより輝度Ycompを求める。
(Compression processing unit 22)
Next, the
図10は、フィッティング関数を適用した処理により得られたディスプレイ輝度の特性を説明する図である。横軸はHLGディスプレイ輝度[cd/m2]を示し、縦軸はSDRディスプレイ輝度[cd/m2]を示す。図10には、図7に示した従来技術の特性(実線)、肌レベルを考慮した例の特性(破線)、基準白レベルを考慮した例の特性(一点鎖線)及びハイライトの色再現を考慮した例の特性(二点鎖線)に加え、フィッティング関数を適用した例の特性が示されている。 FIG. 10 is a diagram for explaining characteristics of display luminance obtained by processing applying a fitting function. The horizontal axis indicates HLG display luminance [cd/m 2 ], and the vertical axis indicates SDR display luminance [cd/m 2 ]. FIG. 10 shows the characteristics of the prior art shown in FIG. 7 (solid line), the characteristics of the example considering the skin level (broken line), the characteristics of the example considering the reference white level (chain line), and the color reproduction of the highlights. In addition to the properties of the considered example (dashed-dotted line), the properties of the example with the fitting function applied are shown.
点線は、フィッティング関数を適用した例の特性、すなわち入力データである輝度Yに対し、圧縮処理部22により、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の特性を示す。これは、圧縮処理部22の出力データである輝度Ycompに相当する。実線に示した従来技術の特性は、入力データである輝度Yに対し、基準白レベルを考慮したゲイン処理のみを行う場合の特性を示す。
The dotted line indicates the characteristics of an example in which the fitting function is applied, that is, the
この点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性には、実線に示した従来技術の特性に対する、以下の(A)(B)(C)の処理が反映されている。
(A)肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちHLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinを得るための処理。
(B)基準白レベルを考慮した圧縮処理(対数化処理)、すなわちHLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2(点aを参照)に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%(後述する図13の点aを参照)の特性を得るための処理。
(C)ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理(対数化処理)、すなわちハイライト領域(領域bを参照、後述する図13の領域bを参照)においてSDRビデオ信号が上限値である109%でクリップされないように、HLGビデオ信号の100%(HLGディスプレイ輝度1000cd/m2)に対応するSDRビデオ信号の上限値である109%(SDRディスプレイ輝度123cd/m2)の点(点cを参照、後述する図13の点cを参照)まで増加するような処理。
The characteristics of the example to which the fitting function shown by the dotted line is applied reflect the following processing (A), (B), and (C) for the characteristics of the prior art shown by the solid line.
(A) Gain processing considering the skin level, that is, processing for obtaining the skin level Vs skin of the SDR video signal corresponding to the skin level Vh skin of the HLG video signal.
(B) Compression processing (logarithmization processing) considering the reference white level, that is, the conventional gain that makes the HLG display luminance of 200 cd/m 2 correspond to the SDR display luminance of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 (see point a). A process to characterize the white level of the SDR video signal at approximately 95% (see point a in FIG. 13 below) corresponding to the reference white level of 75% for the HLG video signal, as corresponding to the process.
(C) Compression processing (logarithmization processing) considering the color reproduction of highlights, that is, 109%, which is the upper limit of the SDR video signal in the highlight area (see area b, see area b in FIG. 13 to be described later) 109% (SDR display luminance of 123 cd/m 2 ), which is the upper limit of the SDR video signal corresponding to 100% of the HLG video signal (HLG display luminance of 1000 cd/m 2 ) (see point c. , see point c in FIG. 13 to be described later).
圧縮処理部22は、図10に示した点線の特性を実現するフィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度Yに対してゲイン処理及び圧縮処理(対数化処理)を行うことで輝度Ycompを求める。
ここで、Yは、三刺激値及び色度変換部21により算出された輝度である。k1は、肌レベルを考慮したゲイン値である。k2は、変曲点Y=YHLGkpにおいて、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための補正値である。
Here, Y is the tristimulus value and luminance calculated by the
k3は、HLG100%(HLGビデオ信号の100%に対応するHLGディスプレイ輝度1000cd/m2)のリニア信号を、SDR109%(SDRビデオ信号の109%に対応するSDRディスプレイ輝度123cd/m2)のリニア信号に対応させるための補正値、またはHLG75%(HLGビデオ信号の75%に対応するHLGディスプレイ輝度)のリニア信号を、SDR100%(SDRビデオ信号の100%に対応するSDRディスプレイ輝度)のリニア信号に対応させるという、拘束条件により決定される補正値である。k4は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための補正値である。YHLGkpは、SDRディスプレイ輝度信号のニーポイントであるSDRニーポイントYSDRkpに対応するHLGディスプレイ輝度信号のニーポイントである。
k 3 is a linear signal of
ゲイン値k1、SDRニーポイントYSDRkp、HLGニーポイントYHLGkp、SDR109%のビデオ信号Vs109(またはSDR100%のビデオ信号Vs100)、HLG100%のビデオ信号Vh100(またはHLG75%のビデオ信号Vh75)、SDR映像のEOTF及びHLG映像のEOTFは、ユーザにより予め設定される。
Gain value k 1 , SDR knee point Y SDRkp , HLG knee point Y HLGkp , SDR 109% video signal Vs 109 (or
補正値k2は、後述する式(18)のとおり、ユーザにより予め設定されたゲイン値k1、HLGニーポイントYHLGkp、及び、圧縮処理部22により算出された補正値k3を用いて、圧縮処理部22により算出される。
The correction value k 2 is obtained by using the gain value k 1 preset by the user, the HLG knee point Y HLGkp , and the correction value k 3 calculated by the
補正値k3は、ユーザにより予め設定されたゲイン値k1、SDRニーポイントYSDRkp、HLGニーポイントYHLGkp、SDR109%のビデオ信号Vs109(またはSDR100%のビデオ信号Vs100)、HLG100%のビデオ信号Vh100(またはHLG75%のビデオ信号Vh75)、SDR映像のEOTF及びHLG映像のEOTFを用いて、圧縮処理部22により算出される。詳細については後述する。補正値k4は、後述する式(18)のとおり、SDRニーポイントYSDRkp、及び、圧縮処理部22により算出された補正値k2,k3を用いて、圧縮処理部22により算出される。詳細については後述する。
The correction value k 3 is the gain value k 1 preset by the user, the SDR knee point Y SDRkp , the HLG knee point Y HLGkp , the SDR 109% video signal Vs 109 (or the
具体的には、圧縮処理部22は、輝度YがHLGニーポイントYHLGkpよりも低い領域において、輝度Yに対し、予め設定されたゲイン値k1を乗算するゲイン処理を行い、線形化した輝度Ycompを算出する(前記式(17)の上段の式)。
Specifically, the
SDRニーポイントYSDRkp及びHLGニーポイントYHLGkpのニーポイントは、ユーザにより任意に設定される。このニーポイントは、図10の点dに相当し、これは後述する図13の点dに対応する。 The knee points of the SDR knee point Y SDRkp and the HLG knee point Y HLGkp are arbitrarily set by the user. This knee point corresponds to point d in FIG. 10, which corresponds to point d in FIG. 13, which will be described later.
前記式(17)の上段の式は、輝度YがHLGニーポイントYHLGkpよりも低い領域において(図10に示した原点からd点のニーポイントまでの領域において)、図10の実線に示した従来技術の特性を、点線に示した原点からd点までの直線の特性に持ち上げるゲイン処理を示している。これにより、線形化した輝度Ycompが得られる。 The upper expression of the above equation (17) is represented by the solid line in FIG. 10 in the region where the luminance Y is lower than the HLG knee point Y HLGkp (in the region from the origin to the knee point of point d shown in FIG. 10). It shows the gain processing that raises the characteristics of the conventional technology to the characteristics of a straight line from the origin to the point d indicated by the dotted line. This gives the linearized luminance Ycomp .
圧縮処理部22は、輝度YがHLGニーポイントYHLGkp以上の領域において、輝度Yに対し、補正値k2,k3,k4及びHLGニーポイントYHLGkpに基づいた対数の特性を有する輝度Ycompを算出する(前記式(17)の下段の式)。
The
前記式(17)の下段の式は、輝度YがHLGニーポイントYHLGkp以上の領域において(図10に示したd点のニーポイントからc点までの領域において)、図10の点線に示した特性のように、d点のニーポイント、a点(HLGディスプレイ輝度200cd/m2に対応するSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2のポイント、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%のポイント)及びc点を含む対数化処理を示している。これにより、対数化した輝度Ycompが得られる。 The lower expression of the above equation (17) is represented by the dotted line in FIG. 10 in the area where the luminance Y is equal to or higher than the HLG knee point Y HLGkp (in the area from the knee point d to the point c shown in FIG. 10). Like the characteristics, the knee point of point d, point a (SDR display luminance point of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 corresponding to HLG display luminance of 200 cd/m 2 , HLG video signal reference white level of 75%) The logarithmization process including the point c) and point c of the white level of the SDR video signal. This gives the logarithmized luminance Ycomp .
このゲイン処理及び対数化処理により、三刺激値及び色度変換部21にて算出された輝度Yから、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した輝度Ycompを得ることができる。
By this gain processing and logarithmization processing, it is possible to obtain the luminance Y comp in consideration of the human skin level, the reference white level, and the color reproduction of the highlights from the tristimulus values and the luminance Y calculated by the
(ゲイン値k1)
まず、フィッティング関数を示す前記式(17)のゲイン値k1について説明する。ゲイン値k1は、肌レベルを考慮した値であり、HLG映像の肌レベルとSDR映像の肌レベルとの間の対応関係から、ユーザにより予め設定される。
(gain value k1 )
First , the gain value k1 of the above equation (17) representing the fitting function will be explained. The gain value k1 is a value considering the skin level, and is set in advance by the user based on the correspondence relationship between the skin level of the HLG image and the skin level of the SDR image.
すなわち、図4にて説明したとおり、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinは、HLGビデオ信号の約50%(点aを参照)であるのに対し、SDRビデオ信号の肌レベルVsskinは、SDRビデオ信号の約67%(点bを参照)である。 That is, as explained with reference to FIG. 4, the skin level Vh skin of the HLG video signal is approximately 50% of that of the HLG video signal (see point a), whereas the skin level Vs skin of the SDR video signal is approximately 50% of that of the SDR video signal. about 67% of the video signal (see point b).
したがって、ゲイン値k1は、図4の破線に示した肌レベルを考慮した例の特性、すなわちHLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinを得ることが可能な特性を実現するように設定される必要がある。 Therefore, the gain value k1 can obtain the characteristics of the example considering the skin level shown by the dashed line in FIG. 4 , that is, the skin level Vs skin of the SDR video signal corresponding to the skin level Vh skin of the HLG video signal. It needs to be set to achieve the properties.
そこで、ゲイン値k1は、前記式(4)または前記式(5)を用いてユーザにより算出された値が用いられる。前述のとおり、前記式(4)は、HLGビデオ/光変換部20において、輝度値[cd/m2]を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合に用いられる。また、前記式(5)は、HLGビデオ/光変換部20において、正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合に用いられる。
Therefore, the value calculated by the user using the above equation (4) or the above equation ( 5 ) is used as the gain value k1. As described above, the formula (4) is used when the HLG video/
前記式(4)及び前記式(5)により得られるゲイン値k1は、HLG映像のディスプレイピーク輝度を1000cd/m2とすると、それぞれ7.5439,0.7544である。 The gain values k 1 obtained by the formulas (4) and (5) are 7.5439 and 0.7544, respectively, when the display peak luminance of the HLG image is 1000 cd/m 2 .
尚、ゲイン値k1は、ユーザにより、前記式(4)または(5)の演算にて予め設定されるようにしてもよいし、任意の値に予め設定されるようにしてもよい。要するに、ゲイン値k1は、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。 The gain value k1 may be set in advance by the user through the calculation of the above equation (4) or (5), or may be set in advance to an arbitrary value. In short, the gain value k1 may be freely changed by the user as a setting item that allows image adjustment.
これにより、ゲイン値k1を用いることで、HLGビデオ信号とSDRビデオ信号との間の関係が図4に示した破線の特性となるようにしたため、HLG映像の肌レベルをSDR映像の肌レベルに対応させることができる。したがって、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、SDRビデオ信号における人物の肌の信号レベルは、HLGビデオ信号に比べて低くなることはない。 As a result, by using the gain value k1, the relationship between the HLG video signal and the SDR video signal is made to have the characteristics of the dashed line shown in FIG. can correspond to Therefore, the skin level can be improved over the prior art, and the signal level of the person's skin in the SDR video signal will not be lower than in the HLG video signal.
(補正値k3)
次に、フィッティング関数を示す前記式(17)の補正値k3について説明する。補正値k3は、HLG100%のリニア信号をSDR109%のリニア信号(またはHLG75%のリニア信号をSDR100%のリニア信号)に対応させるための値であり、圧縮処理部22により、ゲイン値k1を用いた以下の処理にて算出される。尚、補正値k3は、圧縮処理部22の処理により算出されるのではなく、ユーザにより予め設定されるようにしてもよい。
(correction value k3 )
Next, the correction value k3 of the equation (17) representing the fitting function will be described. The correction value k 3 is a value for making the
補正値k3は、フィッティング関数における拘束条件を定める値である。拘束条件の例としては以下の2パターンがあり、ユーザの設定により、いずれか一方が選択される。
<1>HLG100%をSDR109%に対応させるパターン
<2>HLG75%をSDR100%に対応させるパターン
The correction value k3 is a value that defines constraints in the fitting function. As an example of the constraint condition, there are the following two patterns, one of which is selected by the user's setting.
<1> Pattern for matching
<1>は、HLGビデオ信号の100%に対応するHLGディスプレイ輝度1000cd/m2を、SDRビデオ信号の109%に対応するSDRディスプレイ輝度123cd/m2に対応させるパターンである。<2>は、HLGビデオ信号の75%に対応するHLGディスプレイ輝度を、SDRビデオ信号の100%に対応するSDRディスプレイ輝度に対応させるパターンである。 <1> is a pattern that makes the HLG display luminance of 1000 cd/m 2 corresponding to 100% of the HLG video signal correspond to the SDR display luminance of 123 cd/m 2 corresponding to 109% of the SDR video signal. <2> is a pattern in which the HLG display luminance corresponding to 75% of the HLG video signal corresponds to the SDR display luminance corresponding to 100% of the SDR video signal.
(<1>のパターン)
まず、<1>のパターンとして、正規化信号を基準とした変換において、HLG100%のリニア信号をSDR109%のリニア信号に対応させるように拘束を与えた場合について説明する。
(Pattern of <1>)
First, as the pattern <1>, in the conversion based on the normalized signal, a constraint is given so that the
圧縮処理部22は、前記式(17)の対数関数部分の補正値k3を変化させたときに、変曲点であるYSDRkpからSDR109%のリニア信号の値までの増加分と対数関数による変曲点からHLG100%のリニア信号の値までの増加分が一致する値を算出し、その値をk3とする。
When the correction value k 3 of the logarithmic function part of the above equation (17) is changed, the
ここで、前記式(17)において、未知数である補正値k2,k4は、以下の式のとおり、予め設定されたゲイン値k1、算出対象の補正値k3等から算出することができる。SDRニーポイントYSDRkp及びHLGニーポイントYHLGkpは、ユーザにより予め設定される。
補正値k3の算出式は、以下のとおりとなる。
前記式(19)の右辺の第1項~第2項は、変曲点であるYSDRkpからSDR109%のリニア信号の値までの増加分に相当する。第3項は、前記式(17)の下段の式に対応しており、その対数関数による変曲点であるYHLGkpからHLG100%のリニア信号の値までの増加分に相当する。
The first and second terms on the right side of the above equation (19) correspond to the increase from Y SDRkp , which is the inflection point, to the linear signal value of SDR 109%. The third term corresponds to the lower expression of the above expression (17), and corresponds to the increase from Y HLGkp , which is the inflection point of the logarithmic function, to the value of the linear signal of
例えば、SDRニーポイントYSDRkpをSDRのビデオ信号の80%とし、HLGビデオ/光変換部20において正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合、HLGニーポイントYHLGkp=0.07759235、ゲイン値k1=7.54391909、補正値k2=0.17357417、補正値k3=0.70346967及び補正値k4=0.79634823となる。
For example, if the SDR knee point Y SDRkp is 80% of the SDR video signal and the HLG video/
尚、SDRニーポイントYSDRkpは、予め設定された固定値を用いるようにしてもよいし、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。また、圧縮処理部22は、ユーザにより予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkpを入力し、予め設定されたHLG映像及びSDR映像のビデオ信号の対応関係に従って、SDRニーポイントYSDRkpに対応するHLGニーポイントYHLGkpを算出し、前述のとおり、変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値k3を算出し、補正値k2,k4を算出するようにしてもよい。
Note that the SDR knee point Y SDRkp may be a preset fixed value, or may be freely changed by the user as an image adjustable setting item. In addition, the
また、HLG映像及びSDR映像を同時に制作する一体化制作では、HLG映像をSDR映像に変換したときに、HLG映像に合成されたテロップの白レベルがSDR映像にて変化しないように、基準白レベルを考慮する必要がある。 Also, in integrated production where HLG video and SDR video are produced at the same time, when the HLG video is converted to SDR video, the reference white level is set so that the white level of the telop synthesized with the HLG video does not change in the SDR video. should be considered.
実施例2では、従来技術と同様に、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2の間に対応させるようなゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現している。 In Example 2, the reference white level is taken into account by performing gain processing such that the HLG display luminance of 200 cd/m 2 corresponds to the SDR display luminance of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 as in the conventional technique. It realizes conversion from HLG video to SDR video.
図11は、<1>のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のHLGディスプレイ輝度及びSDRディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。横軸はHLGディスプレイ輝度[cd/m2]を示し、縦軸はSDRディスプレイ輝度[cd/m2]を示す。図11には、SDRニーポイントYSDRkp=80%,85%,90%,95%のときの特性が示されている。 FIG. 11 is a diagram illustrating the correspondence relationship between the HLG display luminance and the SDR display luminance when the knee point is changed in pattern <1>. The horizontal axis indicates HLG display luminance [cd/m 2 ], and the vertical axis indicates SDR display luminance [cd/m 2 ]. FIG. 11 shows the characteristics when the SDR knee point Y SDRkp =80%, 85%, 90% and 95%.
これらの特性から、SDRニーポイントYSDRkpが80%,85%,90%,95%の範囲で変更されたとしても、HLGディスプレイ輝度200cd/m2は、SDRディスプレイ輝度約90cd/m2~105cd/m2の間に対応していることがわかる。 From these characteristics, even if the SDR knee point Y SDRkp is varied in the range of 80%, 85%, 90%, and 95%, the HLG display luminance of 200 cd/m 2 corresponds to the SDR display luminance of about 90 cd/m 2 to 105 cd. /m 2 .
前述のとおり、従来技術では、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2の間に対応させるようなゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現している。 As described above, in the prior art, by performing gain processing such that the HLG display luminance of 200 cd/m 2 corresponds to the SDR display luminance of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 , the HLG image considering the reference white level is obtained. to SDR video conversion.
実施例2の映像信号変換装置2においても、<1>のパターンによる前記式(17)を用いた処理により、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現することができる。つまり、後述する図13に示すように、前記式(17)を用いた処理により、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点を含む特性となるようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。
Also in the video
(<2>のパターン)
次に、<2>のパターンとして、正規化信号を基準とした変換において、HLG75%のリニア信号をSDR100%のリニア信号に対応させるように拘束を与えた場合について説明する。
(Pattern of <2>)
Next, as a pattern <2>, a case where a constraint is given so that a linear signal of
圧縮処理部22は、<1>のパターンと同様に、変曲点であるYSDRkpからSDR100%のリニア信号の値までの増加分と対数関数による変曲点からHLG75%のリニア信号の値までの増加分が一致する値を算出し、その値をk3とする。
As in the pattern <1>, the
補正値k3の算出式は、以下のとおりとなる。
前記式(20)の右辺の第1項~第2項は、変曲点であるYSDRkpからSDR100%のリニア信号の値までの増加分に相当する。第3項は、前記式(17)の下段の式に対応しており、その対数関数による変曲点であるYHLGkpからHLG75%のリニア信号の値までの増加分に相当する。
The first and second terms on the right side of the above equation (20) correspond to the increment from the inflection point Y SDRkp to the linear signal value of
例えば、SDRニーポイントYSDRkpをSDRのビデオ信号の80%とし、HLGビデオ/光変換部20において正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Fdが算出される場合、HLGニーポイントYHLGkp=0.07759235、ゲイン値k1=7.54391909、補正値k2=0.28126377、補正値k3=0.51949509及び補正値k4=0.79149370となる。
For example, if the SDR knee point Y SDRkp is 80% of the SDR video signal and the HLG video/
尚、SDRニーポイントYSDRkpは、<1>のパターンと同様に、予め設定された固定値を用いるようにしてもよいし、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。また、圧縮処理部22は、<1>のパターンと同様に、ユーザにより予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkpを入力し、予め設定されたHLG映像及びSDR映像のビデオ信号の対応関係に従って、SDRニーポイントYSDRkpに対応するHLGニーポイントYHLGkpを算出し、前述のとおり、変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値k3を算出し、補正値k2,k4を算出するようにしてもよい。
Incidentally, the SDR knee point Y SDRkp may be set to a fixed value set in advance as in the pattern <1>, or may be freely changed by the user as a setting item for image adjustment. good too. In addition, the
図12は、<2>のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のHLGディスプレイ輝度及びSDRディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。横軸はHLGディスプレイ輝度[cd/m2]を示し、縦軸はSDRディスプレイ輝度[cd/m2]を示す。図12には、SDRニーポイントYSDRkp=80%,85%,90%,95%のときの特性が示されている。 FIG. 12 is a diagram illustrating the correspondence relationship between the HLG display luminance and the SDR display luminance when the knee point is changed in pattern <2>. The horizontal axis indicates HLG display luminance [cd/m 2 ], and the vertical axis indicates SDR display luminance [cd/m 2 ]. FIG. 12 shows the characteristics when the SDR knee point Y SDRkp =80%, 85%, 90% and 95%.
これらの特性から、SDRニーポイントYSDRkpが80%,85%,90%,95%の範囲で変更されたとしても、HLGディスプレイ輝度200cd/m2は、SDRディスプレイ輝度約100cd/m2に対応していることがわかる。 From these characteristics, an HLG display luminance of 200 cd/ m2 corresponds to an SDR display luminance of approximately 100 cd/ m2 even though the SDR knee point Y SDRkp is varied between 80%, 85%, 90%, and 95%. I know you are.
図11に示した<1>のパターンの場合、ニーポイントの設定によって、HLGディスプレイ輝度200cd/m2はSDRディスプレイ輝度約90cd/m2~105cd/m2の間に対応し、基準白レベルはこの範囲内で変動する。 In the case of pattern <1> shown in FIG. 11, the HLG display luminance of 200 cd/m 2 corresponds to the SDR display luminance of approximately 90 cd/m 2 to 105 cd/m 2 by setting the knee point, and the reference white level is Varies within this range.
これに対し、図12に示した<2>のパターンの場合、ハイライトの階調表現がニーポイントの設定で変化するが、HLGディスプレイ輝度200cd/m2はSDRディスプレイ輝度約100cd/m2に対応するため、基準白レベルは常に一定となる。 On the other hand, in the case of pattern < 2 > shown in FIG . 12, the gradation expression of the highlights changes depending on the setting of the knee point. Therefore, the reference white level is always constant.
このように、実施例2の映像信号変換装置2において、<2>のパターンによる前記式(17)を用いた処理により、基準白レベルを考慮したHLG映像からSDR映像への変換を実現することができる。つまり、後述する図13に示すように、前記式(17)を用いた処理により、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点を含む特性となるようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。
As described above, in the video
(補正値k2,k4)
次に、フィッティング関数を示す前記式(17)の補正値k2,k4について説明する。補正値k2は、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための値であり、補正値k4は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための値である。
( correction values k2, k4 )
Next, the correction values k 2 and k 4 of the equation (17) representing the fitting function will be explained. The correction value k2 is a value for matching the tangent slopes of the linear signal and the logarithmic nonlinear signal, and the correction value k4 is a value for matching the contact values of the linear signal and the logarithmic nonlinear signal. be.
圧縮処理部22は、予め設定されたゲイン値k1を用いて、前述の変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値k3を算出した後、前記式(18)により、ゲイン値k1、補正値k3等から補正値k2,k4を算出する。
The
(SDR輝度/光変換部23)
次に、図8に示したSDR輝度/光変換部23について詳細に説明する。SDR輝度/光変換部23の処理は、三刺激値及び色度変換部21に対して逆方向の処理となる。SDR輝度/光変換部23は、圧縮処理部22から輝度Ycompを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部21から色度座標x,yを入力する。
(SDR luminance/light converter 23)
Next, the SDR luminance/
SDR輝度/光変換部23は、まず、以下の式にて、色度座標x,y及び輝度Ycompから三刺激値のXcomp,Zcompを求める。
SDR輝度/光変換部23は、次に、以下の式にて、輝度Ycomp及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}を求める。
SDR輝度/光変換部23は、ディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}をSDR光/ビデオ変換部24に出力する。
The SDR luminance/
(SDR光/ビデオ変換部24)
次に、図8に示したSDR光/ビデオ変換部24について詳細に説明する。SDR光/ビデオ変換部24は、SDR輝度/光変換部23からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力し、以下の式にて、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
Next, the SDR light/
(ビデオ信号)
次に、フィッティング関数を適用した処理により得られたビデオ信号の特性について説明する。前述の図10は、フィッティング関数を適用した処理により得られたディスプレイ輝度の特性を示している。ビデオ信号の特性は、このディスプレイ輝度の特性に対応するものである。
(video signal)
Next, characteristics of a video signal obtained by processing applying a fitting function will be described. FIG. 10 described above shows the characteristics of the display brightness obtained by the process applying the fitting function. The video signal characteristics correspond to this display luminance characteristic.
図13は、フィッティング関数を適用した処理により得られたビデオ信号の特性を説明する図である。横軸はHLGビデオ信号のレベルを示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベルを示す。図13には、図6に示した従来技術の特性(実線)、肌レベルを考慮した例の特性(破線)、基準白レベルを考慮した例の特性(一点鎖線)及びハイライトの色再現を考慮した例の特性(二点鎖線)に加え、フィッティング関数を適用した例の特性が示されている。 FIG. 13 is a diagram for explaining characteristics of a video signal obtained by processing applying a fitting function. The horizontal axis indicates the level of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level of the SDR video signal. FIG. 13 shows the characteristics of the conventional technology (solid line) shown in FIG. In addition to the properties of the considered example (dashed-dotted line), the properties of the example with the fitting function applied are shown.
点線は、フィッティング関数を適用した例の特性、すなわち圧縮処理部22による人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の特性を示す。
The dotted line indicates the characteristics of an example in which the fitting function is applied, that is, the characteristics in the case of performing processing using a fitting function that considers the human skin level, the reference white level, and the color reproduction of highlights by the
この点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性には、実線に示した従来技術の特性に対する、前述の(A)の肌レベルを考慮したゲイン処理、(B)の基準白レベルを考慮した圧縮処理、及び(C)のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理が反映されている。 The characteristic of the example to which the fitting function shown by the dotted line is applied is the gain processing considering the skin level of (A) and the reference white level of (B) for the characteristic of the prior art shown by the solid line. The compression processing and the compression processing in consideration of the color reproduction of the highlight in (C) are reflected.
二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性では、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点(点aを参照)の前後で、信号の連続性が失われている。 In the characteristics of an example that considers the color reproduction of highlights shown by the two-dot chain line, the white level of the SDR video signal corresponds to the reference white level of 75% of the HLG video signal, which corresponds to the white level of about 95%. and signal continuity is lost.
これに対し、点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性では、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の点(点aを参照)の前後で、信号の連続性が保持され、ハイライト領域でのバンディング等も改善される。 On the other hand, in the characteristics of the example to which the fitting function shown by the dotted line is applied, before and after the white level of about 95% of the SDR video signal (see point a) corresponding to the reference white level of 75% of the HLG video signal, , signal continuity is maintained, and banding and the like in highlight regions are also improved.
このように、圧縮処理部22は、輝度Yに対し、フィッティング関数により、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの特性を得るためのゲイン処理の演算を行うと共に、HLGビデオ信号に対応するSDRビデオ信号の値が、図13の点dから図13の点aを介して図13の点cまでの領域について、増加する特性を得るための対数化処理の演算を行うことで、輝度Ycompを求める。
In this way, the
図13の点dは、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの値よりも大きく、かつHLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の値よりも小さい輝度Yの所定値の点である。図13の点aは、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の値の点であり、図13の点cは上限値の点である。
Point d in FIG. 13 indicates that the value of the skin level Vs skin of the SDR video signal corresponding to the skin level Vh skin of the HLG video signal is greater than the value of the skin level Vs skin of the SDR video signal and the white level of the SDR video signal corresponding to the reference white level of 75% of the HLG video signal. A point with a predetermined value of luminance Y less than the value of about 95% of the level. Point a in FIG. 13 is the value point of about 95% white level of the SDR video signal corresponding to the
この場合、圧縮処理部22は、フィッティング関数による対数化処理の演算の際に、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の特性を得ると共に、HLGビデオ信号に対応するSDRビデオ信号の値が、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の値(図13の点a)から上限値(図13の点c)までの間のハイライト領域(図13の領域b)について、増加する特性を得るための演算を行う。
In this case, the
以上のように、実施例2の映像信号変換装置2によれば、HLGビデオ/光変換部20は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光信号Fdに変換する。そして、三刺激値及び色度変換部21は、ディスプレイ光信号Fdを三刺激値XYZ及び色度座標x,yに変換する。
As described above, according to the video
圧縮処理部22は、予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkp等に基づいて、輝度Yに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ycompを求める。
The
SDR輝度/光変換部23は、色度座標x,yを用いて輝度Ycompから三刺激値のXcomp,Zcompを求め、輝度Ycomp及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める。そして、SDR光/ビデオ変換部24は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
The SDR luminance/
このように、HLG映像をSDR映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行うようにした。 In this manner, when converting an HLG image into an SDR image, processing is performed using a fitting function that considers the human skin level, the reference white level, and the color reproduction of highlights.
フィッティング関数には、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちHLGビデオ信号の肌レベルVhskinに対応するSDRビデオ信号の肌レベルVsskinの特性を得る演算が含まれる。 The fitting function includes a gain process that considers the human skin level, that is, an operation to obtain the characteristics of the skin level Vs skin of the SDR video signal corresponding to the skin level Vh skin of the HLG video signal.
これにより、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、SDR映像における人物の肌の信号レベルは、HLG映像に比べて低くなることはない。 As a result, the skin level can be improved as compared with the prior art, and the signal level of the human skin in the SDR video will not be lower than in the HLG video.
また、フィッティング関数には、基準白レベルを考慮した圧縮処理、すなわち、HLGディスプレイ輝度200cd/m2をSDRディスプレイ輝度88cd/m2~100cd/m2に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、HLGビデオ信号の基準白レベル75%に対応するSDRビデオ信号の白レベル約95%の特性を得る演算が含まれる。これにより、従来技術と同様に、テロップの白レベルが変化することがない。 In addition, the fitting function includes compression processing that considers the reference white level, that is, compression processing that corresponds to conventional gain processing that makes the HLG display luminance of 200 cd/m 2 correspond to the SDR display luminance of 88 cd/m 2 to 100 cd/m 2 . , to characterize the white level of the SDR video signal at approximately 95%, corresponding to the reference white level of 75% for the HLG video signal. As a result, the white level of the telop does not change as in the prior art.
さらに、フィッティング関数には、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理、すなわちハイライト領域においてSDRビデオ信号が上限値である109%でクリップされないように、HLGビデオ信号の100%(HLGディスプレイ輝度1000cd/m2)に対応するSDRビデオ信号の上限値である109%(SDRディスプレイ輝度123cd/m2)の点まで増加する特性を得る演算が含まれる。 Furthermore, the fitting function includes compression processing that considers the color reproduction of highlights, that is, 100% of the HLG video signal (HLG display luminance of 1000 cd 109% (SDR display luminance 123 cd/m 2 ), which is the upper limit of the SDR video signal corresponding to 109% (SDR display luminance 123 cd/m 2 ).
これにより、SDRビデオ信号が上限値でクリップされることがないため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As a result, the SDR video signal is not clipped at the upper limit value, so that it is possible to suppress overexposure in highlights.
したがって、実施例2では、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の実施例1に比べ、信号の連続性が保持され、ハイライト領域において、滑らかなグラデーションの映像のバンディングが改善される。 Therefore, in Example 2, the signal level of the person's skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and furthermore the whitening of highlights can be suppressed. In addition, as compared with the first embodiment described above, signal continuity is maintained, and banding of images with smooth gradation is improved in highlight regions.
例えば、HLG映像及びSDR映像を同時に制作する一体化制作において、HLGの番組制作を行った後、実施例2の映像信号変換装置2を用いるようにする。これにより、HLGで番組制作したような肌レベルであり、基準白レベルが考慮され、さらにハイライトの白つぶれも抑制されたSDR映像の生成が可能となる。
For example, in integrated production in which HLG video and SDR video are produced at the same time, the
尚、図8に示した映像信号変換装置2のSDR輝度/光変換部23は、輝度Ycomp及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める際に、前記式(22)に示したように、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスは、三刺激値及び色度変換部21がディスプレイ光信号Fdを三刺激値XYZに変換する際に用いる前記式(15)の行列である。
The SDR luminance /light conversion unit 23 of the video
これに対し、SDR輝度/光変換部23は、輝度Ycomp及び三刺激値のXcomp,ZcompからSDRのディスプレイ光信号Fdsを求める際に、以下の式を用いるようにしてもよい。
これにより、三刺激値及び色度変換部21において、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、SDR輝度/光変換部23において、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からRGBに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。
As a result, the tristimulus value and
〔実施例1:逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例1の映像信号変換装置1の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、SDR映像をHLG映像に変換する際に、ハイライトの色再現及び基準白レベルを考慮した拡張処理、並びに人物の肌レベルを考慮した逆ゲイン処理を行う。これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。
[Embodiment 1: Video signal conversion device that performs inverse conversion]
Next, a device for performing inverse conversion of the video
図14は、図1に示した実施例1の映像信号変換装置1の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置3は、SDRビデオ/光変換部30、三刺激値及び色度変換部31、拡張処理部32、HLG輝度/光変換部33、逆ゲイン処理部34及びHLG光/ビデオ変換部35を備えている。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a video signal conversion device that performs inverse conversion of the video
SDRビデオ/光変換部30は、SDRビデオ信号Es’を入力し、SDR映像のEOTFにより、SDRビデオ信号Es’をディスプレイ光のリニア信号であるSDRのディスプレイ光信号Fdsに変換する。そして、SDRビデオ/光変換部30は、SDRのディスプレイ光信号Fdsを三刺激値及び色度変換部31に出力する。SDRビデオ/光変換部30は、図1に示したSDR光/ビデオ変換部15に対応し、その逆の処理を行う。
The SDR video/
三刺激値及び色度変換部31は、SDRビデオ/光変換部30からディスプレイ光信号Fdsを入力し、ディスプレイ光信号Fdsを、三刺激値XYZ及び色情報である色度座標x,yに変換する。そして、三刺激値及び色度変換部31は、三刺激値XYZのうちの輝度Yを拡張処理部32に出力すると共に、色度座標x,yをHLG輝度/光変換部33に出力する。三刺激値及び色度変換部31は、図1に示したSDR輝度/光変換部14に対応し、その逆の処理を行う。
The tristimulus value and
拡張処理部32は、三刺激値及び色度変換部31から輝度Yを入力し、輝度Yに対しハイライトの色再現を考慮した拡張処理を行うことにより、輝度Yexp,1stを求める。そして、拡張処理部32は、輝度Yexp,1stに対し基準白レベルを考慮した拡張処理を行うことにより、輝度Yexp,2ndを求める。拡張処理部32は、輝度Yexp,2ndをHLG輝度/光変換部33に出力する。拡張処理部32は、図1に示した圧縮処理部13に対応し、その逆の処理を行う。
The
具体的には、拡張処理部32は、まず、ハイライトの色再現を考慮した拡張処理として、輝度Yに対し、図3に示したハイライト色再現圧縮処理部17の逆の処理(前記式(10)の逆の演算を行う式による処理)を行い、輝度Yexp,1stを求める。
Specifically, the
拡張処理部32は、次に、基準白レベルを考慮した拡張処理として、輝度Yexp,1stに対し、図3に示した基準白レベル圧縮処理部16の逆の処理(前記式(9)の逆の演算を行う式による処理)を行い、輝度Yexp,2ndを求める。
Next, the
つまり、拡張処理部32は、ハイライトの色再現及び基準白レベルを考慮した拡張処理において、輝度Yに対し、SDRビデオ信号に対応するHLGビデオ信号の値が、SDRビデオ信号の白レベル約95%に対応するHLGビデオ信号の基準白レベル75%の値よりも小さい所定値から、基準白レベル75%の値を介して上限値までの領域について、増加する特性を得ると共に、HLG映像の基準白レベルとSDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための処理を行う。
In other words, the
HLG輝度/光変換部33は、拡張処理部32から輝度Yexp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部31から色度座標x,yを入力する。そして、HLG輝度/光変換部33は、色度座標x,yを用いて輝度Yexp,2ndから三刺激値のXexp,Zexpを求める。
The HLG luminance/
HLG輝度/光変換部33は、輝度Yexp,2nd及び三刺激値のXexp,ZexpからHLGのディスプレイ光信号Fdgを求める。HLG輝度/光変換部33は、HLGのディスプレイ光信号Fdgを逆ゲイン処理部34に出力する。HLG輝度/光変換部33は、図1に示した三刺激値及び色度変換部12に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG luminance/
逆ゲイン処理部34は、HLG輝度/光変換部33からHLGのディスプレイ光信号Fdgを入力すると共に、予め設定されたゲイン値k1を入力する。そして、逆ゲイン処理部34は、ディスプレイ光信号Fdgに対してゲイン値k1の逆数を乗算することにより、肌レベルを考慮した逆ゲイン処理を行い、ディスプレイ光信号Fdを求める。ここで、肌レベルを考慮した逆ゲイン処理とは、HLGビデオ信号の肌レベルとSDRビデオ信号の肌レベルとが対応する特性を得るための処理である。逆ゲイン処理部34は、ディスプレイ光信号FdをHLG光/ビデオ変換部35に出力する。逆ゲイン処理部34は、図1に示したゲイン処理部11に対応し、その逆の処理を行う。
The inverse
HLG光/ビデオ変換部35は、逆ゲイン処理部34からディスプレイ光信号Fdを入力し、HLG映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdをHLGビデオ信号Eh’に変換する。そして、HLG光/ビデオ変換部35は、HLGビデオ信号Eh’を出力する。HLG光/ビデオ変換部35は、図1に示したHLGビデオ/光変換部10に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG light/
これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As a result, the signal level of the person's skin can be maintained, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed.
〔実施例2:逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例2の映像信号変換装置2の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、SDR映像をHLG映像に変換する際に、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した演算を含むフィッティング関数を用いるものである。
[Embodiment 2: Video signal conversion device that performs inverse conversion]
Next, a device for performing inverse conversion of the video
これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の映像信号変換装置3により生じる信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。 As a result, the signal level of the person's skin can be maintained, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed. Also, the problem of signal discontinuity caused by the video signal conversion device 3 can be solved, continuous characteristics can be obtained, and banding in highlight areas can be improved.
図15は、実施例2の映像信号変換装置2の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置4は、SDRビデオ/光変換部40、三刺激値及び色度変換部41、拡張処理部42、HLG輝度/光変換部43及びHLG光/ビデオ変換部44を備えている。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a video signal conversion device that performs inverse conversion of the video
SDRビデオ/光変換部40は、SDRビデオ信号Es’を入力し、図14に示したSDRビデオ/光変換部30と同様の処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを三刺激値及び色度変換部41に出力する。SDRビデオ/光変換部40は、図8に示したSDR光/ビデオ変換部24に対応し、その逆の処理を行う。
The SDR video/
三刺激値及び色度変換部41は、SDRビデオ/光変換部40からディスプレイ光信号Fdsを入力し、図14に示した三刺激値及び色度変換部31と同様の処理を行う。そして、三刺激値及び色度変換部41は、輝度Yを拡張処理部42に出力すると共に、色度座標x,yをHLG輝度/光変換部43に出力する。三刺激値及び色度変換部41は、図8に示したSDR輝度/光変換部23に対応し、その逆の処理を行う。
The tristimulus value and
拡張処理部42は、三刺激値及び色度変換部41から輝度Yを入力し、予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkp等に基づいて、輝度Yに対し所定の逆フィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Yexpを求める。そして、拡張処理部42は、輝度YexpをHLG輝度/光変換部43に出力する。所定の逆フィッティング関数は、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した関数である。拡張処理部42は、図8に示した圧縮処理部22に対応し、その逆の処理を行う。
The
具体的には、拡張処理部42は、図10に示した点線の特性を実現する逆フィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度Yに対して拡張処理(指数化処理)及び逆ゲイン処理を行うことで輝度Yexpを求める。
図10に示した点線の特性を実現する逆フィッティング関数は、縦軸のSDRディスプレイ輝度に対して横軸のHLGディスプレイ輝度を得るための関数である。前記式(25)は、図8に示した圧縮処理部22が用いる前記式(17)に対し、逆の演算を行う式である。
The inverse fitting function that realizes the dotted line characteristic shown in FIG. 10 is a function for obtaining the HLG display luminance on the horizontal axis with respect to the SDR display luminance on the vertical axis. The expression (25) is an expression for performing an inverse operation to the expression (17) used by the
拡張処理部42は、輝度YがSDRニーポイントYSDRkpよりも低い領域において、輝度Yに対し、予め設定されたゲイン値k1の逆数を乗算する逆ゲイン処理を行い、線形化した輝度Yexpを算出する(前記式(25)の上段の式)。
The
前記式(25)の上段の式は、輝度YがSDRニーポイントYSDRkpよりも低い領域において(図10に示した原点からd点のニーポイントまでの領域において)、図10の実線に示した従来技術の特性を、点線に示した原点からd点までの直線の特性に、縦軸のSDRディスプレイ輝度側へ下降させる逆ゲイン処理を示している。これにより、線形化した輝度Yexpが得られる。 The upper expression of the above equation (25) is represented by the solid line in FIG. 10 in the region where the luminance Y is lower than the SDR knee point Y SDRkp (in the region from the origin to the knee point of point d shown in FIG. 10). The characteristic of the prior art is represented by the characteristic of a straight line from the origin to the point d indicated by the dotted line, and the inverse gain processing is shown for decreasing the luminance of the SDR display on the vertical axis. This gives the linearized luminance Y exp .
拡張処理部42は、輝度YがSDRニーポイントYSDRkp以上の領域において、輝度Yに対し、補正値k2,k3,k4及びHLGニーポイントYHLGkpに基づいた指数の特性を有する輝度Yexpを算出する(前記式(25)の下段の式)。
The
前記式(25)の下段の式は、輝度YがSDRニーポイントYSDRkp以上の領域において(図10に示したd点のニーポイントからc点までの領域において)、図10の点線に示した特性のように、d点のニーポイント、a点及びc点を含む指数化処理を示している。これにより、指数化した輝度Yexpが得られる。 The lower expression of the above equation (25) is represented by the dotted line in FIG. 10 in the area where the luminance Y is equal to or higher than the SDR knee point Y SDRkp (in the area from the knee point d to the point c shown in FIG. 10). Like the characteristic, it shows the indexing process including the d point knee point, a point and c point. This gives the indexed luminance Y exp .
この指数化処理及び逆ゲイン処理により、三刺激値及び色度変換部41にて算出された輝度Yから、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した輝度Yexpを得ることができる。
By the exponentialization process and the inverse gain process, the brightness Y exp considering the color reproduction of the highlight, the reference white level and the human skin level is obtained from the tristimulus values and the brightness Y calculated by the
つまり、拡張処理部42は、逆フィッティング関数を用いた拡張処理(指数化処理)及び逆ゲイン処理において、輝度Yに対し、SDRビデオ信号に対応するHLGビデオ信号の値が、SDRビデオ信号の白レベル約95%に対応するHLGビデオ信号の基準白レベル75%よりも小さい所定値から、基準白レベル75%の値を介して上限値までの領域について、増加する特性を得るための指数化処理の演算を行うと共に、HLG映像の基準白レベルとSDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinとSDRビデオ信号の肌レベルVsskinとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理の演算を行う。
That is, the
HLG輝度/光変換部43は、拡張処理部42から輝度Yexpを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部41から色度座標x,yを入力する。そして、HLG輝度/光変換部43は、色度座標x,yを用いて輝度Yexpから三刺激値のXexp,Zexpを求める。
The HLG luminance/
HLG輝度/光変換部43は、輝度Yexp及び三刺激値のXexp,ZexpからHLGのディスプレイ光信号Fdを求める。HLG輝度/光変換部43は、HLGのディスプレイ光信号FdをHLG光/ビデオ変換部44に出力する。HLG輝度/光変換部43は、図8に示した三刺激値及び色度変換部21に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG luminance/
HLG光/ビデオ変換部44は、HLG輝度/光変換部43からディスプレイ光信号Fdを入力し、図14に示したHLG光/ビデオ変換部35と同様の処理を行い、HLGビデオ信号Eh’を出力する。HLG光/ビデオ変換部44は、図8に示したHLGビデオ/光変換部20に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG light/
これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、HLGビデオ信号Eh’は連続した特性となり、映像信号変換装置3に比べてハイライト領域のバンディングを改善することができる。 As a result, the signal level of the person's skin can be maintained, the white level of the telop does not change, and furthermore, the overexposure of highlights can be suppressed. Also, the HLG video signal E h ' has a continuous characteristic, and the banding in the highlight region can be improved compared to the video signal conversion device 3 .
〔実施例3:映像信号変換装置〕
次に、実施例3の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例3は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行う。これにより、実施例2の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。
[Embodiment 3: Video signal converter]
Next, the configuration and processing of the video signal conversion device according to the third embodiment will be described. As described above, the third embodiment uses a fitting function similar to that of the second embodiment when converting an HLG image into an SDR image, and performs crosstalk matrix processing for reducing variations in luminance for each RGB color component. I do. Thus, in addition to the effect of the second embodiment, it is possible to suppress hue change due to hard clipping of a specific color component in highlights, and to sufficiently realize color reproduction of highlights.
図16は、実施例3の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図17は、実施例3の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置5は、HLGビデオ/光変換部50、クロストークマトリクス処理部51、三刺激値及び色度変換部52、圧縮処理部53、SDR輝度/光変換部54、逆クロストークマトリクス処理部55及びSDR光/ビデオ変換部56を備えている。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of the video signal conversion device of Example 3, and FIG. 17 is a flow chart showing a processing example of the video signal conversion device of Example 3. As shown in FIG. This video signal conversion device 5 includes an HLG video/
図8に示した実施例2の映像信号変換装置2とこの実施例3の映像信号変換装置5とを比較すると、両映像信号変換装置2,5は、HLGビデオ/光変換部20,50、三刺激値及び色度変換部21,52、圧縮処理部22,53、SDR輝度/光変換部23,54及びSDR光/ビデオ変換部24,56を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置5は、クロストークマトリクス処理部51及び逆クロストークマトリクス処理部55を備えている点で、これらの構成部を備えていない映像信号変換装置2と相違する。
Comparing the video
HLGビデオ/光変換部20,50は、同様の処理を行う。三刺激値及び色度変換部21,52、圧縮処理部22,53、SDR輝度/光変換部23,54及びSDR光/ビデオ変換部24,56も、それぞれ同様の処理を行う。
The HLG video/
HLGビデオ/光変換部50は、HLG映像のビデオ信号であるHLGビデオ信号Eh’を入力する(ステップS1701)。そして、HLGビデオ/光変換部50は、図1に示したHLGビデオ/光変換部10及び図8に示したHLGビデオ/光変換部20と同様に、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるHLGのディスプレイ光信号Fdに変換する(ステップS1702)。HLGビデオ/光変換部50は、HLGのディスプレイ光信号Fdをクロストークマトリクス処理部51に出力する。
The HLG video/
クロストークマトリクス処理部51は、HLGビデオ/光変換部50からディスプレイ光信号Fdを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部51は、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号FdにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxHLGを求める(ステップS1703)。クロストークマトリクス処理部51は、ディスプレイ光信号RGBxHLGを三刺激値及び色度変換部52に出力する。
The
三刺激値及び色度変換部52は、クロストークマトリクス処理部51からディスプレイ光信号RGBxHLGを入力する。そして、三刺激値及び色度変換部52は、図1に示した三刺激値及び色度変換部12及び図8に示した三刺激値及び色度変換部21と同様に、ディスプレイ光信号RGBxHLGを、三刺激値XHLGYHLGZHLG及び色情報である色度座標x,yに変換する(ステップS1704)。そして、三刺激値及び色度変換部52は、輝度YHLGを圧縮処理部53に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部54に出力する。
The tristimulus value and
この場合、三刺激値及び色度変換部52は、ディスプレイ光信号RGBxHLG={RxHLG,GxHLG,BxHLG}を三刺激値XHLGYHLGZHLGに変換する際に、前記式(7)を用いる。具体的には、前記式(7)のX,Y,Z,Rdg,Gdg,Bdgを、XHLG,YHLG,ZHLG,RxHLG,GxHLG,BxHLGに置き替えた式を用いる。また、三刺激値及び色度変換部52は、三刺激値XHLGYHLGZHLGを色度座標x,yに変換する際に、前記式(8)を用いる。具体的には、前記式(8)のX,Y,Zを、XHLG,YHLG,ZHLGに置き替えた式を用いる。
In this case, the tristimulus value and
圧縮処理部53は、三刺激値及び色度変換部52から輝度YHLGを入力する。そして、圧縮処理部53は、図8に示した圧縮処理部22と同様に、予め設定されたゲイン値k1等に基づいて、輝度YHLGに対し所定のフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度YSDRを求める(ステップS1705)。そして、圧縮処理部53は、輝度YSDRをSDR輝度/光変換部54に出力する。所定のフィッティング関数は、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含む関数である。
The
SDR輝度/光変換部54は、圧縮処理部53から輝度YSDRを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部52から色度座標x,yを入力する。そして、SDR輝度/光変換部54は、図1に示したSDR輝度/光変換部14及び図8に示したSDR輝度/光変換部23と同様に、色度座標x,yを用いて輝度YSDRから三刺激値のXSDR,ZSDRを求める(ステップS1706)。
The SDR luminance/
この場合、SDR輝度/光変換部54は、色度座標x,yを用いて輝度YSDRから三刺激値のXSDR,ZSDRを求める際に、前記式(21)を用いる。具体的には、前記式(21)のXcomp,Zcomp,YcompをXSDR,ZSDR,YSDRに置き替えた式を用いる。
In this case, the SDR luminance/
SDR輝度/光変換部54は、図1に示したSDR輝度/光変換部14及び図8に示したSDR輝度/光変換部23と同様に、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}を求める(ステップS1707)。そして、SDR輝度/光変換部54は、SDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを逆クロストークマトリクス処理部55に出力する。
The SDR luminance/
この場合、SDR輝度/光変換部54は、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}を求める際に、前記式(22)を用いる。具体的には、前記式(22)のRds,Gds,Bds,Xcomp,Ycomp,ZcompをRxSDR,GxSDR,BxSDR,XSDR,YSDR,ZSDRに置き替えた式を用いる。
In this case, the SDR luminance/
逆クロストークマトリクス処理部55は、SDR輝度/光変換部54からSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部55は、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部51によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部55は、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを求める(ステップS1708)。パラメータεは、クロストークマトリクス処理部51にて用いたパラメータεと同じである。逆クロストークマトリクス処理部55は、SDRのディスプレイ光信号FdsをSDR光/ビデオ変換部56に出力する。
The inverse
SDR光/ビデオ変換部56は、逆クロストークマトリクス処理部55からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力する。そして、SDR光/ビデオ変換部56は、図1に示したSDR光/ビデオ変換部15及び図8に示したSDR光/ビデオ変換部24と同様に、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDR映像のビデオ信号であるSDRビデオ信号Es’に変換する(ステップS1709)。SDR光/ビデオ変換部56は、SDRビデオ信号Es’を出力する(ステップS1710)。
The SDR light/
(クロストークマトリクス処理部51)
次に、図16に示したクロストークマトリクス処理部51について詳細に説明する。前述のとおり、クロストークマトリクス処理部51は、ディスプレイ光信号FdにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxHLGを求める。
(Crosstalk matrix processing unit 51)
Next, the crosstalk
クロストークマトリクス処理されたディスプレイ光信号RGBxHLG={RxHLG,GxHLG,BxHLG}は、ディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}及び予め設定されたパラメータεを用いて、以下の式で算出される。すなわち、ディスプレイ光信号RGBxHLG={RxHLG,GxHLG,BxHLG}は、クロストークマトリクスxMにディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}を乗算することで得られる。
ここで、クロストークマトリクスxMは、以下の行列で表され、εは、0≦ε≦0.33の範囲の値を任意に調整可能なユーザパラメータであり、予め設定される。
パラメータεが0に近いほど、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減する程度は低くなり、クロストークマトリクス処理部51が出力するディスプレイ光信号RGBxHLGは、クロストークマトリクス処理部51が入力するディスプレイ光信号Fdに近くなる。パラメータε=0の場合、クロストークマトリクス処理は行われず、クロストークマトリクス処理部51が出力するディスプレイ光信号RGBxHLGは、クロストークマトリクス処理部51が入力するディスプレイ光信号Fdと同じになる。一方、パラメータεが0.33に近いほど、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減する程度は高くなる。
The closer the parameter ε is to 0, the lower the degree of reduction in luminance variation for each RGB color component. close to the display light signal Fd. When the parameter ε=0, no crosstalk matrix processing is performed, and the display optical signal RGB xHLG output by the crosstalk
このように、クロストークマトリクス処理により、ディスプレイ光信号Fd={Rd,Gd,Bd}の色成分のばらつきが軽減されたディスプレイ光信号RGBxHLG={RxHLG,GxHLG,BxHLG}が得られる。 In this way, the display light signal RGBxHLG ={ RxHLG , GxHLG , BxHLG } in which the variation in the color components of the display light signal Fd={Rd, Gd, Bd} is reduced is obtained by the crosstalk matrix processing. .
尚、クロストークマトリクス処理により、後述するCIELAB空間(L*a*b*空間)の明度L*は変化しないが、クロマC* abが小さくなり、無彩色軸であるL*軸に近づくように色座標a*,b*が変化する。つまり、クロストークマトリクス処理により、RGB空間では色成分のばらつきを軽減し、L*a*b*空間では、明度L*は変化しないが、クロマC* abが小さくなるように色座標a*,b*が変化する。詳細については、後述する図29~図32にて説明する。 Note that the crosstalk matrix processing does not change the lightness L * in the CIELAB space (L * a * b * space) described later, but reduces the chroma C * ab so that it approaches the L * axis, which is the achromatic color axis. Color coordinates a * and b * change. In other words, crosstalk matrix processing reduces variations in color components in the RGB space, and in the L * a * b * space, the color coordinates a * and b * changes. Details will be described later with reference to FIGS. 29 to 32. FIG.
(逆クロストークマトリクス処理部55)
次に、図16に示した逆クロストークマトリクス処理部55について詳細に説明する。前述のとおり、逆クロストークマトリクス処理部55は、SDRのディスプレイ光信号RGBxSDRに対し、クロストークマトリクス処理部51によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを求める。つまり、逆クロストークマトリクス処理部55は、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行う。
(Inverse crosstalk matrix processing unit 55)
Next, the inverse crosstalk
逆クロストークマトリクス処理されたディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}は、ディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}及び予め設定されたパラメータεを用いて、以下の式で算出される。すなわち、ディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}は、クロストークマトリクスxMの逆行列xM-1に、ディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}を乗算することで得られる。
パラメータεが0に近いほど、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻す程度は低くなり、逆クロストークマトリクス処理部55が出力するディスプレイ光信号Fdsは、逆クロストークマトリクス処理部55が入力するディスプレイ光信号RGBxSDRに近くなる。パラメータε=0の場合、逆クロストークマトリクス処理は行われず、逆クロストークマトリクス処理部55が出力するディスプレイ光信号Fdsは、逆クロストークマトリクス処理部55が入力するディスプレイ光信号RGBxSDRと同じになる。一方、パラメータεが0.33に近いほど、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻す程度は高くなる。
The closer the parameter ε is to 0, the lower the degree to which the variation in luminance for each RGB color component is restored. It becomes close to the input display light signal RGB xSDR . When the parameter ε=0, inverse crosstalk matrix processing is not performed, and the display optical signal Fds output by the inverse crosstalk
このように、逆クロストークマトリクス処理により、クロストークマトリクス処理にて軽減されたばらつきが元に戻り、クロストークマトリクス処理が打ち消されたSDRのディスプレイ光信号Fds={Rds,Gds,Bds}を得ることができる。 Thus, the inverse crosstalk matrix processing restores the variation reduced by the crosstalk matrix processing, and obtains the SDR display light signal Fds={Rds, Gds, Bds} in which the crosstalk matrix processing is canceled. be able to.
尚、逆クロストークマトリクス処理の前後において、後述するL*a*b*空間の明度L*は変化しないが、色座標a*,b*が変化する。 Before and after the inverse crosstalk matrix processing, the color coordinates a * and b * change, although the lightness L * in the L * a * b * space, which will be described later, does not change.
(圧縮処理部53)
次に、図16に示した圧縮処理部53について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部53は、図8に示した圧縮処理部22と同様の処理を行う。すなわち、圧縮処理部53は、予め設定されたゲイン値k1等に基づいて、輝度YHLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した対数関数であるフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度YSDRを求める。
(Compression processing unit 53)
Next, the
圧縮処理部53は、フィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度YHLGに対してゲイン処理及び圧縮処理(対数化処理)を行うことで輝度YSDRを求める。この式は、前記式(17)に相当する。
ここで、パラメータであるk1,k2,k3,k4,YHLGkpは、前記式(17)にて説明したものと同じ意味合いのパラメータである。k1は、前述のとおり、肌レベルを考慮したゲイン値、すなわちHLG及びSDRの肌レベルの対応にて算出されるパラメータである。k2は、前述のとおり、変曲点Y=YHLGkpにおいて、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための補正値、すなわちニーポイントにおける一次微分値の連続条件から算出されるパラメータである。 Here, the parameters k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , Y HLGkp are parameters having the same meaning as explained in the above equation (17). As described above, k1 is a gain value that considers the skin level, that is, a parameter that is calculated based on the HLG and SDR skin levels. As described above, k 2 is a correction value for matching the slopes of the tangent lines of the linear signal and the logarithmic nonlinear signal at the inflection point Y=Y HLGkp , that is, the continuity condition of the first derivative value at the knee point. is a parameter.
k3は、前記式(17)の説明では、HLG100%のリニア信号をSDR109%のリニア信号に対応させ、またはHLG75%のリニア信号をSDR100%に対応させるという拘束条件により決定される補正値とした。ここでは、k3は、基準白レベルの拘束条件から求められる補正値とする。つまり、k3は、HLG75%の基準白レベルYHLG75%を、SDRの白レベルYSDRwpに対応させるという拘束条件から求められる補正値とする。
k3 is a correction value determined by the constraint condition that a linear signal of
k4は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための補正値、すなわちニーポイントの値の連続条件から算出される補正値である。また、YHLGkpは、前述のとおり、SDRディスプレイ輝度信号のニーポイントであるSDRニーポイントYSDRkpに対応するHLGディスプレイ輝度信号のニーポイントである。これらの5つのパラメータは未知数であるが、これらの未知数を補正値k3の1つに削減することが可能である。 k4 is a correction value for matching the contact values of the linear signal and the logarithmic non - linear signal, that is, the correction value calculated from the continuous condition of the knee point values. Y HLGkp is the knee point of the HLG display luminance signal corresponding to the SDR knee point Y SDRkp , which is the knee point of the SDR display luminance signal, as described above. These five parameters are unknowns, but it is possible to reduce these unknowns to one of the correction values k3 .
ここでは、ゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkpは、ユーザにより予め設定され、補正値k2,k3,k4及びHLGニーポイントYHLGkpは、圧縮処理部53により後述の式にて算出されるものとする。尚、ゲイン値k1,補正値k2,k3,k4及びHLGニーポイントYHLGkpは、ユーザにより予め設定されるようにしてもよい。
Here, the gain value k 1 and the SDR knee point Y SDRkp are set in advance by the user, and the correction values k 2 , k 3 , k 4 and the HLG knee point Y HLGkp are calculated by the
(ゲイン値k1)
ゲイン値k1は、実施例2にて説明したとおり、HLGの肌レベルとSDRの肌レベルとの間の対応関係から、ユーザにより予め設定されるパラメータである。
(gain value k1 )
As described in the second embodiment, the gain value k1 is a parameter preset by the user based on the correspondence between the HLG skin level and the SDR skin level.
図4に示したとおり、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinは、HLGビデオ信号の約50%であるのに対し、SDRビデオ信号の肌レベルVsskinは、SDRビデオ信号の約67%である。従来技術の特性では、HLGビデオ信号の肌レベルVhskinである約50%に対応するSDRビデオ信号の肌レベルは、約55%程度である。したがって、従来技術におけるSDR映像の肌レベルは、肌レベルを考慮した例におけるSDR映像の肌レベルよりも低い。 As shown in FIG. 4, the skin level Vh skin of the HLG video signal is approximately 50% of that of the HLG video signal, while the skin level Vs skin of the SDR video signal is approximately 67% of that of the SDR video signal. According to the characteristics of the prior art, the skin level of the SDR video signal is about 55%, which corresponds to the skin level Vh skin of the HLG video signal of about 50%. Therefore, the skin level of the SDR image in the prior art is lower than the skin level of the SDR image in the example considering the skin level.
つまり、肌レベルを考慮するためには、肌レベルを一致させるためのゲイン処理を行う必要がある。そこで、ゲイン値k1は、前記式(4)または前記式(5)に示すGainの値が用いられる。 In other words, in order to consider the skin level, it is necessary to perform gain processing for matching the skin level. Therefore, as the gain value k1, the value of Gain shown in the above equation ( 4 ) or the above equation (5) is used.
ここで、HLGニーポイントYHLGkpは、以下の式のとおり、HLGからSDRに変換する際のSDRニーポイントYSDRkp及びゲイン値k1から決定される。
SDRニーポイントYSDRkpは、SDRビデオ信号におけるニーポイントをSDRディスプレイ輝度に変換した値である。このSDRニーポイントYSDRkpが高い値に設定された場合、HLG75%以上の信号が、SDRニーポイントYSDRkpのビデオ信号の上限値であるSDR109%に圧縮され易くなり、信号の丸め処理が生じやすくなる。このため、SDRニーポイントYSDRkpは、図4に示したSDRビデオ信号の肌レベルVsskinを基準として、この肌レベルよりも高いことが望ましい。そこで、SDRニーポイントYSDRkpの取り得る値の範囲は、SDR80%以上から95%までとして、ユーザにより任意に設定されるパラメータとしてもよい。
The SDR knee point Y SDRkp is a value obtained by converting the knee point in the SDR video signal into SDR display luminance. When this SDR knee point Y SDRkp is set to a high value, a signal with
(補正値k2)
次に、補正値k2について説明する。前述のとおり、補正値k2は、ニーポイントにおける一次微分値の連続条件から算出されるパラメータである。以下、実施例2にて説明した補正値k2の算出処理とは異なる処理について説明する。この処理は、実施例2にも適用され、実施例2の処理は実施例4にも適用される。
( correction value k2)
Next, the correction value k2 will be explained. As described above, the correction value k2 is a parameter calculated from the continuity condition of the first derivative value at the knee point. Processing different from the correction value k2 calculation processing described in the second embodiment will be described below. This process is also applied to the second embodiment, and the process of the second embodiment is also applied to the fourth embodiment.
ニーポイントでは、SDR及びHLGの一次微分値が一致するため、前記式(29)の上段の式及び下段の式から、以下の式が導かれる。
前記式(31)を未知の補正値k3及び既知のゲイン値k1、並びに前記式(30)で算出されたHLGニーポイントYHLGkpを用いて整理すると、以下の式が導かれる。
(補正値k4)
次に、補正値k4について説明する。前述のとおり、補正値k4は、ニーポイントの値の連続条件から算出されるパラメータである。以下、実施例2にて説明した補正値k4の算出処理とは異なる処理について説明する。この処理は、実施例2にも適用され、実施例2の処理は実施例4にも適用される。
( correction value k4)
Next, the correction value k4 will be explained. As described above, the correction value k4 is a parameter calculated from the continuous condition of the knee point values. Processing different from the correction value k4 calculation processing described in the second embodiment will be described below. This process is also applied to the second embodiment, and the process of the second embodiment is also applied to the fourth embodiment.
前記式(29)の下段の式の特性であるトーンマッピングカーブにおいて、ユーザにより設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkp、並びに前記式(30)で算出されたHLGニーポイントYHLGkpを用いて整理すると、以下の式が導かれる。
(補正値k3)
次に、補正値k3について説明する。前述のとおり、補正値k3は、基準白レベルの拘束条件から求められるパラメータ、すなわち、HLG75%の基準白レベルYHLG75%を、SDRの白レベルYSDRwpに対応させるという拘束条件から求められるパラメータである。この処理は、実施例2にも適用され、実施例2の処理は実施例4にも適用される。
(correction value k3 )
Next, the correction value k3 will be explained. As described above, the correction value k3 is a parameter obtained from the constraint condition of the reference white level, that is, the parameter obtained from the constraint condition that the reference white level Y HLG75% of HLG75% corresponds to the white level Y SDRwp of SDR. is. This process is also applied to the second embodiment, and the process of the second embodiment is also applied to the fourth embodiment.
補正値k3は、ニーポイントであるHLGニーポイントYHLGkp及びSDRニーポイントYSDRkp(YHLGkp,YSDRkp)と、基準白レベルのポイントであるHLG75%の基準白レベルYHLG75%及びSDRの白レベルYSDRwp(YHLG75%,YSDRwp)の間において、SDRのリニア信号の変化量と、前記式(29)の下段の式により得られる変化量とが一致する以下の式により算出される。
このように、圧縮処理部53は、ユーザにより予め設定されたゲイン値k1及びSDRニーポイントYSDRkpを用いて、前記式(30)~(34)にて、補正値k2,k3,k4及びHLGニーポイントYHLGkpを算出する。これより、圧縮処理部53は、前記式(29)のフィッティング関数を設定することができ、当該フィッティング関数を用いて、輝度YHLGに対してゲイン処理及び圧縮処理(対数化処理)を行い、輝度YSDRを求める。
In this way, the
例えば、SDRニーポイントYSDRkp=80%とし、HLGビデオ信号の肌レベルVhskin=50%をSDRビデオ信号の肌レベルVsskin=67%に対応させ、基準白レベルの拘束条件として、HLG75%をSDR96%に対応させた場合を想定する。この場合、5つのパラメータはそれぞれ、HLGニーポイントYHLGkp=77.59235745、ゲイン値k1=0.75439191、補正値k2=17.1208962、補正値k3=0.70751034、補正値k4=79.58220851となる。 For example, the SDR knee point Y SDRkp =80%, the skin level Vh skin =50% of the HLG video signal corresponds to the skin level Vs skin =67% of the SDR video signal, and the constraint condition for the reference white level is HLG 75%. Assume a case where an SDR of 96% is supported. In this case, the five parameters are HLG knee point Y HLGkp =77.59235745, gain value k1 = 0.75439191 , correction value k2 =17.1208962, correction value k3 = 0.70751034 , correction value k4 =79.58220851.
図25は、前述の例のゲイン値k1等により設定されたフィッティング関数を適用した場合のディスプレイ輝度の特性を示す図であり、図10に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸は、HLGディスプレイ輝度[cd/m2]、すなわち圧縮処理部53の入力データであるHLGの輝度YHLGを示し、縦軸は、SDRディスプレイ輝度[cd/m2]、すなわち圧縮処理部53の出力データであるSDRの輝度YSDRを示す。
FIG. 25 is a diagram showing the characteristics of the display luminance when the fitting function set by the gain value k1 and the like in the above example is applied, and corresponds to the example of applying the dotted line fitting function shown in FIG. . The horizontal axis indicates the HLG display luminance [cd/m 2 ], that is, the HLG luminance Y HLG that is the input data of the
図25に示す特性は、入力データである輝度YHLGに対し、圧縮処理部53により、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の、輝度YHLGと輝度YSDRの間の関係を示している。
The characteristics shown in FIG. 25 are obtained when the
図26は、図25に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図であり、図13に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はHLGビデオ信号のレベル[%]を示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベル[%]を示す。 FIG. 26 is a diagram showing video signal characteristics corresponding to the display luminance characteristics shown in FIG. 25, and corresponds to an example in which the dotted line fitting function shown in FIG. 13 is applied. The horizontal axis indicates the level [%] of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level [%] of the SDR video signal.
図26に示す特性は、入力データである輝度YHLGに対し、圧縮処理部53によりフィッティング関数を用いて処理を行う場合の、輝度YHLGに対応するHLGビデオ信号と輝度YSDRに対応するSDRビデオ信号との間の関係を示している。 The characteristics shown in FIG. 26 are the HLG video signal corresponding to the luminance Y HLG and the SDR It shows the relationship between video signals.
以上のように、実施例3の映像信号変換装置5によれば、HLGビデオ/光変換部50は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光信号Fdに変換する。そして、クロストークマトリクス処理部51は、ディスプレイ光信号FdにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxHLGを求める。
As described above, according to the video signal conversion device 5 of the third embodiment, the HLG video/
三刺激値及び色度変換部52は、ディスプレイ光信号RGBxHLGを三刺激値XYZ及び色度座標x,yに変換する。圧縮処理部53は、予め設定されたゲイン値k1等に基づいて、輝度YHLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度YSDRを求める。
A tristimulus value and
SDR輝度/光変換部54は、色度座標x,yを用いて輝度YSDRから三刺激値のXSDR,ZSDRを求め、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを求める。
The SDR luminance/
逆クロストークマトリクス処理部55は、クロストークマトリクス処理部51によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理、すなわちRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを求める。そして、SDR光/ビデオ変換部56は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
The inverse crosstalk
これにより、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて圧縮処理を行うようにしたため、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 As a result, compression processing is performed using a fitting function that considers the human skin level, the reference white level, and the color reproduction of highlights. Without this, it is possible to suppress overexposure in highlights.
さらに、クロストークマトリクス処理を行うようにしたため、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減した状態で圧縮処理が行われ、ハイライトにおける特定の色成分(特に青色成分)のハードクリップの度合いを抑えることができる。 Furthermore, since crosstalk matrix processing is performed, compression processing is performed in a state in which variations in luminance for each RGB color component are reduced, and the degree of hard clipping of specific color components (especially blue components) in highlights is reduced. can be suppressed.
したがって、実施例2の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。この場合、クロストークマトリクス処理部51及び逆クロストークマトリクス処理部55において、パラメータεの値により色成分毎の輝度のばらつきの軽減度合いを変更するようにしたため、ハイライトの色再現を制作意図に応じて調整することが可能となる。
Therefore, in addition to the effects of the second embodiment, it is possible to suppress hue change due to hard clipping of a specific color component in highlights, and to sufficiently realize color reproduction of highlights. In this case, in the crosstalk
尚、図16に示した映像信号変換装置5のSDR輝度/光変換部54は、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを求める際に、前記式(22)のRds,Gds,Bds,Xcomp,Ycomp,ZcompをRxSDR,GxSDR,BxSDR,XSDR,YSDR,ZSDRに置き替えた式を用いるようにした。つまり、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。
16, the SDR luminance /
これに対し、SDR輝度/光変換部54は、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにしてもよい。この場合、SDR輝度/光変換部54は、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}を求める際に、前記式(24)を用いる。具体的には、前記式(24)のRds,Gds,Bds,Xcomp,Ycomp,ZcompをRxSDR,GxSDR,BxSDR,XSDR,YSDR,ZSDRに置き替えた式を用いる。
On the other hand, the SDR luminance/
これにより、三刺激値及び色度変換部52において、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、SDR輝度/光変換部54において、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からRGBに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。
As a result, the tristimulus value and
〔実施例4:映像信号変換装置〕
次に、実施例4の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例4は、HLG映像をSDR映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例3と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例4では、ハイライトの色再現を、実施例3よりも効果的に実現することができる。
[Embodiment 4: Video signal converter]
Next, the configuration and processing of the video signal conversion device of the fourth embodiment will be described. As described above, in converting an HLG image into an SDR image, the fourth embodiment uses the same fitting function as in the second embodiment, performs the same crosstalk matrix processing as in the third embodiment, and sets the reference white level Chroma correction processing is performed to make the above colors closer to achromatic colors or white. Thus, in addition to the effects of the third embodiment, it is possible to realize color reproduction of achromatic or near-white highlights. That is, in the fourth embodiment, color reproduction of highlights can be realized more effectively than in the third embodiment.
従来、ハイライトの色再現においては、製作者が意図的に無彩色または白色に設定する場合があり、実施例3では、色味のある白色が残ってしまうことがあり得る。そこで、実施例4では、制作者の意図を従来と同様に反映するために、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現するようにした。 Conventionally, in the color reproduction of highlights, there are cases where the designer intentionally sets the colors to be achromatic or white. Therefore, in the fourth embodiment, in order to reflect the creator's intention in the same manner as in the conventional art, color reproduction of achromatic or near-white highlights is realized.
図18は、実施例4の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図19は、実施例4の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置6は、HLGビデオ/光変換部60、クロストークマトリクス処理部61、HLG光/三刺激値変換部62、クロマ処理部63、HLG色度変換部64、圧縮処理部65、SDR輝度/光変換部66、逆クロストークマトリクス処理部67及びSDR光/ビデオ変換部68を備えている。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a video signal conversion device according to the fourth embodiment, and FIG. 19 is a flowchart showing a processing example of the video signal conversion device according to the fourth embodiment. This video
図16に示した実施例3の映像信号変換装置5とこの実施例4の映像信号変換装置6とを比較すると、両映像信号変換装置5,6は、HLGビデオ/光変換部50,60、クロストークマトリクス処理部51,61、圧縮処理部53,65、SDR輝度/光変換部54,66、逆クロストークマトリクス処理部55,67及びSDR光/ビデオ変換部56,68を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置6は、映像信号変換装置5の三刺激値及び色度変換部52の代わりに、HLG光/三刺激値変換部62及びHLG色度変換部64を備え、さらにクロマ処理部63を備えている点で、映像信号変換装置5と相違する。
Comparing the video signal conversion device 5 of the third embodiment shown in FIG. Crosstalk
HLGビデオ/光変換部50,60、クロストークマトリクス処理部51,61、圧縮処理部53,65、SDR輝度/光変換部54,66、逆クロストークマトリクス処理部55,67及びSDR光/ビデオ変換部56,68は、それぞれ同様の処理を行う。
HLG video/
HLGビデオ/光変換部60は、HLG映像のビデオ信号であるHLGビデオ信号Eh’を入力する(ステップS1901)。そして、HLGビデオ/光変換部60は、図16に示したHLGビデオ/光変換部50と同様に、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光のリニア信号であるHLGのディスプレイ光信号Fdに変換する(ステップS1902)。HLGビデオ/光変換部60は、HLGのディスプレイ光信号Fdをクロストークマトリクス処理部61に出力する。
The HLG video/
クロストークマトリクス処理部61は、HLGビデオ/光変換部60からディスプレイ光信号Fdを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部61は、図16に示したクロストークマトリクス処理部51と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号FdにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxHLGを求める(ステップS1903)。クロストークマトリクス処理部61は、ディスプレイ光信号RGBxHLGをHLG光/三刺激値変換部62に出力する。
The
HLG光/三刺激値変換部62は、クロストークマトリクス処理部61からディスプレイ光信号RGBxHLGを入力する。そして、HLG光/三刺激値変換部62は、図16に示した三刺激値及び色度変換部52と同様に、ディスプレイ光信号RGBxHLGを、三刺激値XHLGYHLGZHLGに変換する(ステップS1904)。HLG光/三刺激値変換部62は、三刺激値XHLGYHLGZHLGをクロマ処理部63に出力する。
The HLG light/
クロマ処理部63は、HLG光/三刺激値変換部62から三刺激値XHLGYHLGZHLGを入力する。そして、クロマ処理部63は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを求める(ステップS1905)。そして、クロマ処理部63は、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGをHLG色度変換部64に出力する。
The
HLG色度変換部64は、クロマ処理部63からクロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを入力する。そして、HLG色度変換部64は、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを色情報である色度座標x,yに変換する(ステップS1906)。そして、HLG色度変換部64は、輝度YHLGを圧縮処理部65に出力すると共に、色度座標x,yをSDR輝度/光変換部66に出力する。
The HLG
圧縮処理部65は、HLG色度変換部64から輝度YHLGを入力する。そして、圧縮処理部65は、図16に示した圧縮処理部53と同様に、予め設定されたゲイン値k1等に基づいて、輝度YHLGに対し所定のフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度YSDRを求める(ステップS1907)。そして、圧縮処理部65は、輝度YSDRをSDR輝度/光変換部66に出力する。
The
SDR輝度/光変換部66は、圧縮処理部65から輝度YSDRを入力すると共に、HLG色度変換部64から色度座標x,yを入力する。そして、SDR輝度/光変換部66は、図16に示したSDR輝度/光変換部54と同様に、色度座標x,yを用いて輝度YSDRから三刺激値のXSDR,ZSDRを求める(ステップS1908)。
The SDR luminance/
SDR輝度/光変換部66は、図16に示したSDR輝度/光変換部54と同様に、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDR={RxSDR,GxSDR,BxSDR}を求める(ステップS1909)。そして、SDR輝度/光変換部66は、SDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを逆クロストークマトリクス処理部67に出力する。
The SDR luminance /
逆クロストークマトリクス処理部67は、SDR輝度/光変換部66からSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部67は、図16に示した逆クロストークマトリクス処理部55と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部61によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部67は、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを求める(ステップS1910)。パラメータεは、クロストークマトリクス処理部61にて用いたパラメータεと同じである。逆クロストークマトリクス処理部67は、SDRのディスプレイ光信号FdsをSDR光/ビデオ変換部68に出力する。
The inverse
SDR光/ビデオ変換部68は、逆クロストークマトリクス処理部67からSDRのディスプレイ光信号Fdsを入力する。そして、SDR光/ビデオ変換部68は、図16に示したSDR光/ビデオ変換部56と同様に、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDR映像のビデオ信号であるSDRビデオ信号Es’に変換する(ステップS1911)。SDR光/ビデオ変換部68は、SDRビデオ信号Es’を出力する(ステップS1912)。
The SDR light/
(クロマ処理部63)
次に、図18に示したクロマ処理部63について詳細に説明する。前述のとおり、クロマ処理部63は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを求める。
(Chroma processor 63)
Next, the
図20は、クロマ処理部63の構成例を示すブロック図であり、図21は、クロマ処理部63の処理例を示すフローチャートである。このクロマ処理部63は、色空間変換部57、クロマ補正部58及び色空間逆変換部59を備えている。
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of the
色空間変換部57は、HLG光/三刺激値変換部62から三刺激値XHLGYHLGZHLGを入力する(ステップS2101)。そして、色空間変換部57は、三刺激値XHLGYHLGZHLGの空間(三刺激値空間)をCIELAB空間であるL*a*b*空間に変換し、以下の式にて、明度L*及び色座標a*,b*を求める(ステップS2102)。
ここで、Xn,Yn,Znは、完全拡散反射面における三刺激値である。HLGの場合、HLG75%の輝度YがYnに相当するため、ピーク輝度を1000[cd/m2]とすると、Xn=192.9312,Yn=203,Zn=221.0467となる。また、前記式(35)における内部関数fは、以下の式で求められる。パラメータδは、δ=6/29の定数である。
色空間変換部57は、明度L*を色空間逆変換部59に出力し、色座標a*,b*をクロマ補正部58に出力する。
The color
クロマ補正部58は、色空間変換部57から色座標a*,b*を入力し、パラメータσに基づいて、基準白レベル以上の領域においてクロマ補正を行い、クロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corを求める(ステップS2103)。
The
クロマ補正処理は、L*a*b*空間において、HLGの基準白レベルに対応する明度をL* wpとして、明度L* wp以上の明度L*におけるクロマC* abを、明度L*が高くなるにつれて無彩色軸に近づくように補正する処理である。 In the chroma correction process, in the L * a * b * space, the lightness corresponding to the HLG reference white level is set to L * wp , and the chroma C * ab at the lightness L * equal to or higher than the lightness L * wp is corrected at the high lightness L *. This is a process of correcting so as to approach the achromatic color axis as it becomes larger.
具体的には、クロマ補正部58は、以下の式にて、色座標a*,b*からクロマC*
ab及び色相角habを算出する。
そして、クロマ補正部58は、クロマC*
abに対し、パラメータσに基づいた補正ファクターfcorを乗算し、基準白レベルに対応する明度以上のクロマが補正されたクロマC*
ab,corを求める。クロマ補正部58は、色相変化を防ぐため、色相角habを同じ値に保持しながら、補正後のクロマC*
ab,corに基づいて、クロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corを算出する。
Then, the
この場合、クロマ補正部58は、以下の式を用いて補正ファクターfcorを求め、補正後のクロマC*
ab,corを求める。
L* wpは、HLGの基準白レベルに対応する明度であり、L* maxは、HLGの映像信号の上限値に対応する明度である。HLGの基準白レベルに対応する明度L* wp=100であり、HLGのピーク輝度を1000[cd/m2]とすると、HLGの映像信号の上限値に対応する明度L* max=181.37522735となる。また、パラメータσは、σ≧0の実数を任意で調整可能なユーザパラメータであり、σ≧1かつfcor<0のとき、fcor=0とする。 L * wp is the brightness corresponding to the HLG reference white level, and L * max is the brightness corresponding to the upper limit value of the HLG video signal. If the lightness L * wp corresponding to the HLG reference white level is 100 and the HLG peak luminance is 1000 [cd/m 2 ], the lightness L * max corresponding to the upper limit of the HLG video signal is 181.37522735. becomes. A parameter σ is a user parameter that can be arbitrarily adjusted to a real number satisfying σ≧0. When σ≧1 and f cor <0, f cor =0.
補正ファクターfcorは、前記式(38)のとおり、パラメータσ、HLGの基準白レベルに対応する明度L* wp及びHLGの映像信号の上限値に対応する明度L* maxに基づいて算出される。 The correction factor f cor is calculated based on the parameter σ, the lightness L * wp corresponding to the HLG reference white level, and the lightness L * max corresponding to the upper limit of the HLG video signal, as shown in Equation (38) above. .
明度L*がHLGの基準白レベルに対応する明度L* wp以下の場合、補正ファクターfcorは1であり、補正後のクロマC* ab,corは、補正前のクロマC* abに等しい。一方、明度L*がHLGの基準白レベルに対応する明度L* wpを超える場合、補正ファクターfcorは、明度L*が高くなるにつれて1から0に近くなり、補正後のクロマC* ab,corは、補正前のクロマC* abよりも徐々に小さくなる。 If the lightness L * is less than or equal to the lightness L * wp corresponding to the HLG reference white level, the correction factor f cor is 1 and the corrected chroma C * ab,cor is equal to the uncorrected chroma C * ab . On the other hand, when the lightness L * exceeds the lightness L * wp corresponding to the HLG reference white level, the correction factor f cor approaches 0 from 1 as the lightness L * increases, and the corrected chroma C * ab, cor gradually becomes smaller than chroma C * ab before correction.
補正後のクロマC* ab,corは、前記式(39)のとおり、補正ファクターfcor及び補正前のクロマC* abに基づいて算出される。また、パラメータσに基づいた補正ファクターfcorにクロマC* abを乗算してクロマC* ab,corを求めるのは、補正後のクロマC* ab,corを、補正前のクロマC* abよりも小さくし、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corを無彩色軸または白色に近づけるためである。 The post-correction chroma C * ab,cor is calculated based on the correction factor f cor and the pre-correction chroma C * ab , as in Equation (39) above. The chroma C * ab ,cor is obtained by multiplying the correction factor f cor based on the parameter σ by the chroma C * ab, because the corrected chroma C * ab,cor is obtained from the uncorrected chroma C * ab . is also small, and the color coordinates a * cor and b * cor after chroma correction processing are brought closer to the achromatic color axis or white.
また、クロマ補正部58は、前記式(37)にて算出した色相角hab及び前記式(39)にて算出したクロマ補正処理後のクロマC*
ab,corに基づいて、以下の式にて、クロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corを算出する。
クロマ補正部58は、クロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corを色空間逆変換部59に出力する。
The
図22は、クロマ補正処理を説明する俯瞰図である。横軸は色座標a*を示し、縦軸は色座標b*を示す。クロマ補正処理前の色座標a*,b*の位置を点αとする。 FIG. 22 is a bird's-eye view for explaining chroma correction processing. The horizontal axis indicates the color coordinate a * , and the vertical axis indicates the color coordinate b * . Let the position of the color coordinates a * and b * before chroma correction processing be a point α.
クロマ補正部58により、パラメータσに基づいてクロマC*
abからクロマC*
ab,corが算出され、色相角habを同じ値に保持しながら、クロマ補正処理前の色座標a*,b*からクロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corが算出される。
The
パラメータσ=0の場合、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corは、クロマ補正処理前の色座標a*,b*に等しくなる。つまり、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corの位置は、クロマ補正処理前の色座標a*,b*の位置と同様に点αとなり、(a*,b*)=(a* cor,b* cor)である。 When the parameter σ=0, the color coordinates a * cor , b * cor after chroma correction processing are equal to the color coordinates a * , b * before chroma correction processing. That is, the positions of the color coordinates a * cor and b * cor after the chroma correction process are the same as the positions of the color coordinates a * and b * before the chroma correction process, and (a * ,b * )=( a * cor , b * cor ).
一方、パラメータσ>0の場合、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corは、クロマ補正処理前の色座標a*,b*とは異なる値となる。パラメータσ=1の場合、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corの位置は、点βとなる。 On the other hand, when the parameter σ>0, the color coordinates a * cor , b * cor after chroma correction processing have different values from the color coordinates a * , b * before chroma correction processing. When the parameter σ=1, the position of the color coordinates a * cor and b * cor after the chroma correction process is the point β.
このように、色相角habが同じ値に保持されるため、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corは、パラメータσに応じて、点αと点βとの間を直線で引いたときの当該直線上のいずれかの位置の値をとる。パラメータσが0に近いほど、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corは点αに近くなる。一方、パラメータσが1に近いほど、クロマ補正処理後の色座標a* cor,b* corは点βに近くなり、無彩色軸であるL*軸に近くなる。 In this way, since the hue angle h ab is kept at the same value, the color coordinates a * cor and b * cor after the chroma correction process are obtained by a straight line between the points α and β according to the parameter σ. Take the value of any position on the line when drawn. The closer the parameter σ is to 0, the closer the color coordinates a * cor and b * cor after the chroma correction process are to the point α. On the other hand, the closer the parameter σ is to 1, the closer the color coordinates a * cor and b * cor after the chroma correction process are to the point β and to the L * axis, which is the achromatic color axis.
図23は、パラメータσが小さい場合のクロマ補正処理を説明する図であり、図24は、パラメータσが大きい場合のクロマ補正処理を説明する図である。横軸はクロマCabを示し、縦軸は明度L*を示す。 FIG. 23 is a diagram for explaining the chroma correction processing when the parameter σ is small, and FIG. 24 is a diagram for explaining the chroma correction processing when the parameter σ is large. The horizontal axis indicates chroma C ab and the vertical axis indicates lightness L * .
パラメータσが小さい場合、パラメータσが大きい場合に比べ、クロマCabの減少量(クロマ補正処理前のクロマC* abからクロマ補正処理後のクロマC* ab,corへの減少量)は小さい。また、パラメータσが小さい場合及び大きい場合のいずれにおいても、クロマ補正処理前のクロマC* abの値が大きい場合(Cab,2)、クロマ補正処理前のクロマC* abの値が小さい場合(Cab,1)に比べ、クロマCabの減少量は大きい。 When the parameter σ is small, the amount of decrease in chroma C ab (the amount of decrease from chroma C * ab before chroma correction processing to chroma C * ab,cor after chroma correction processing) is smaller than when the parameter σ is large. Also, both when the parameter σ is small and when the parameter σ is large, when the value of chroma C * ab before chroma correction processing is large (C ab,2 ), when the value of chroma C * ab before chroma correction processing is small Compared to (C ab,1 ), the amount of decrease in chroma C ab is large.
ここで、パラメータσが0に近いほど、色座標a*
cor,b*
corが無彩色軸に近づく程度は低くなり、クロマ補正部58が出力する色座標a*
cor,b*
corは、クロマ補正部58が入力する色座標a*,b*に近くなる。パラメータσ=0の場合、クロマ補正処理は行われず、クロマ補正部58が出力する色座標a*
cor,b*
corは、クロマ補正部58が入力する色座標a*,b*と同じになる。パラメータσが大きくなるほど、色座標a*
cor,b*
corが無彩色軸に近づく程度は高くなる。
Here, the closer the parameter σ is to 0 , the less the color coordinates a * cor and b * cor approach the achromatic axis . It becomes close to the color coordinates a * and b * input by the
つまり、パラメータσが0に近いほど、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づく程度は低くなり、クロマ処理部63が出力するクロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGは、クロマ処理部63が入力する三刺激値XHLGYHLGZHLGに近くなる。パラメータσ=0の場合、クロマ補正処理は行われず、クロマ処理部63が入出力する三刺激値XHLGYHLGZHLGは同じになる。一方、パラメータσが大きいほど、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づく程度は高くなる。また、無彩色または白色に近い状態の信号が後述する圧縮処理部65にて圧縮されるため、色味のある白色ではなく、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。
That is, the closer the parameter σ is to 0, the lower the extent to which colors above the reference white level approach achromatic colors or white . , the tristimulus values X HLG Y HLG Z HLG input by the
図20及び図21に戻って、色空間逆変換部59は、色空間変換部57から明度L*を入力すると共に、クロマ補正部58からクロマ補正処理後の色座標a*
cor,b*
corを入力する。そして、色空間逆変換部59は、CIELAB空間であるL*a*b*空間を三刺激値XHLGYHLGZHLGの空間(三刺激値空間)に変換し、以下の式にて、三刺激値XHLGYHLGZHLGを求める(ステップS2104)。
ここで、Xn,Yn,Znは、前記式(35)と同様に、完全拡散反射面における三刺激値である。HLGの場合、HLG75%の輝度YがYnに相当するため、ピーク輝度を1000[cd/m2]とすると、Xn=192.9312,Yn=203,Zn=221.0467となる。パラメータδは、前記式(35)と同様に、δ=6/29の定数である。 Here, X n , Y n , and Z n are tristimulus values on the perfect diffuse reflection surface, as in Equation (35) above. In the case of HLG, the brightness Y at 75% HLG corresponds to Y n , so if the peak brightness is 1000 [cd/m 2 ], then X n =192.9312, Y n =203, and Z n =221.0467. . The parameter .delta. is a constant of .delta.=6/29 as in the above equation (35).
また、前記式(41)における内部関数fx,fy,fzは、以下の式で算出される。
色空間逆変換部59は、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGをHLG色度変換部64に出力する(ステップS2105)。
The color space
図18に示した映像信号変換装置6において、例えばクロストークマトリクス処理に用いるパラメータε=0.33、クロマ補正処理に用いるパラメータσ=1.0、SDRニーポイントYSDRkp=80%、HLGビデオ信号の肌レベルVhskin=50%をSDRビデオ信号の肌レベルVsskin=67%に対応させ、基準白レベルの拘束条件として、HLG75%をSDR96%に対応させた場合を想定する。
In the video
図27は、前述の例のパラメータε,σ等が設定された場合のディスプレイ輝度の特性を示す図であり、図25の例及び図10に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はHLGディスプレイ輝度[cd/m2]を示し、縦軸はSDRディスプレイ輝度[cd/m2]を示す。 FIG. 27 is a diagram showing characteristics of display brightness when the parameters ε, σ, etc. are set in the above example, and corresponds to the example of FIG. 25 and the example of applying the dotted line fitting function shown in FIG. . The horizontal axis indicates HLG display luminance [cd/m 2 ], and the vertical axis indicates SDR display luminance [cd/m 2 ].
図27に示す特性は、映像信号変換装置6の入力データであるHLGビデオ信号Eh’に対応する輝度YHLGと、映像信号変換装置6の出力データであるSDRビデオ信号Es’に対応する輝度YSDRの間の関係を示している。
The characteristics shown in FIG. 27 correspond to the luminance Y HLG corresponding to the HLG video signal E h ', which is the input data of the video
図28は、図27に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図であり、図26の例及び図13に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はHLGビデオ信号のレベル[%]を示し、縦軸はSDRビデオ信号のレベル[%]を示す。 FIG. 28 is a diagram showing video signal characteristics corresponding to the display luminance characteristics shown in FIG. 27, and corresponds to the example of FIG. 26 and the example to which the dotted line fitting function shown in FIG. 13 is applied. The horizontal axis indicates the level [%] of the HLG video signal, and the vertical axis indicates the level [%] of the SDR video signal.
図28に示す特性は、映像信号変換装置6の入力データであるHLGビデオ信号Eh’と、映像信号変換装置6の出力データであるSDRビデオ信号Es’との間の関係を示している。
The characteristics shown in FIG. 28 show the relationship between the HLG video signal E h ', which is the input data of the video
次に、映像信号変換装置6の処理例について、L*a*b*空間を用いて説明する。図29及び図32は、映像信号変換装置6の処理例をL*a*b*空間にて説明する図である。図29及び図32において、横軸は色座標a*,b* を示し、縦軸は明度L*を示す。 Next, L*a*b*Space is used for explanation. 29 and 32 show processing examples of the video signal conversion device 6.*a*b*It is a figure explaining in space. 29 and 32, the horizontal axis is the color coordinate a*, b* and the vertical axis is the brightness L*indicate.
図30は、図29のL*a*b*空間をL*a*平面で表した概略図である。図30において、横軸は色座標a*を示し、縦軸はL*を示す。 FIG. 30 is a schematic diagram showing the L * a * b * space of FIG. 29 on the L * a * plane. In FIG. 30, the horizontal axis indicates color coordinates a * , and the vertical axis indicates L * .
図29及び図30において、(1)は、映像信号変換装置6の入力信号(HLGビデオ信号Eh’)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(太い点線)。(2)は、クロストークマトリクス処理後の信号(クロストークマトリクス処理部61により出力されるディスプレイ光信号RGBxHLG)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(細い点線)。(3)は、クロマ処理後の信号(クロマ処理部63により出力される三刺激値XHLGYHLGZHLG)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(細い実線)。(4)は、圧縮処理後の信号(圧縮処理部65により出力される輝度YSDR)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(太い実線)。 29 and 30, (1) indicates a signal on the L * a * b * space corresponding to the input signal (HLG video signal E h ') of the video signal converter 6 (thick dotted line). (2) indicates a signal on the L * a * b * space corresponding to the signal after crosstalk matrix processing (display light signal RGB xHLG output by the crosstalk matrix processing unit 61) (thin dotted line). (3) indicates a signal in the L * a * b * space corresponding to the chroma-processed signal (the tristimulus values X HLG Y HLG Z HLG output by the chroma processing unit 63) (thin solid line). (4) indicates a signal in the L * a * b * space corresponding to the signal after compression (luminance Y SDR output from compression processing section 65) (thick solid line).
(1)に示す入力信号及び(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号を参照して、明度L*を固定した色座標a*,b*の面で見ると、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号は、(1)に示す入力信号に比べ、無彩色軸であるL*軸方向へ縮小している(矢印αを参照)。 With reference to the input signal shown in (1) and the crosstalk matrix -processed signal shown in (2), the crosstalk The signal after talk matrix processing is reduced in the direction of the L * axis, which is the achromatic axis, compared to the input signal shown in (1) (see arrow α).
つまり、図29及び図30から、明度L*を固定した色座標a*,b*の面で見ると、(2)の色座標a*,b*の値は、明度L*の軸を中心に、(1)の色座標a*,b*よりも小さくなっている(絶対値が小さくなっている)。 That is, from FIGS. 29 and 30, when viewed from the plane of the color coordinates a * and b * with the lightness L * fixed, the values of the color coordinates a * and b * in (2) are centered on the lightness L * axis. , it is smaller than the color coordinates a * and b * of (1) (the absolute value is smaller).
これは、クロストークマトリクス処理により、L*a*b*空間の明度L*は変化しないが、クロマC* abが小さくなり、無彩色軸であるL*軸に近づくように色座標a*,b*が変化することを示している。つまり、クロストークマトリクス処理は、RGB空間において、色成分のばらつきを軽減するように作用し、L*a*b*空間において、明度L*を変化させることなくクロマC* abが小さくなるように、すなわち色座標a*,b*が無彩色軸であるL*軸に近づくように作用する。 This is because the crosstalk matrix processing does not change the lightness L * in the L * a * b * space, but reduces the chroma C * ab and changes the color coordinates a* and It shows that b * changes. In other words, the crosstalk matrix process acts to reduce color component variation in the RGB space, and reduces the chroma C * ab in the L * a * b * space without changing the lightness L * . That is, the color coordinates a * and b * act to approach the L * axis, which is the achromatic color axis.
また、クロストークマトリクス処理後の信号が圧縮された場合を想定すると、色座標a*,b*が広がる(大きくなる)ことによるハードクリップが生じ難くなるように、クロストークマトリクス処理は、無彩色軸であるL*軸に近づけるべく色座標a*,b*を小さくしている。つまり、クロストークマトリクス処理は、クロストークマトリクス処理後の信号が圧縮されたときに生じる色座標a*,b*の広がりを抑えるように作用する。 In addition, assuming that the signal after crosstalk matrix processing is compressed, the crosstalk matrix processing is performed with achromatic The color coordinates a * and b * are made small so as to approach the L * axis, which is the axis. In other words, the crosstalk matrix processing acts to suppress the spread of the color coordinates a * and b * that occurs when the signal after the crosstalk matrix processing is compressed.
図29及び図30に戻って、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号及び(3)に示すクロマ処理後の信号を参照して、明度L*を固定した色座標a*,b*の面で見ると、(3)に示すクロマ処理後の信号は、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号に比べ、基準白レベルに対応する明度L* wp以上の明度L*の領域において、無彩色軸であるL*軸方向へ縮小している(矢印βを参照)。 Returning to FIGS. 29 and 30, with reference to the signal after crosstalk matrix processing shown in (2) and the signal after chroma processing shown in (3), color coordinates a * and b * with fixed lightness L * are obtained. From the aspect of (3), the signal after chroma processing shown in (3) has a lightness L * greater than or equal to the lightness L * wp corresponding to the reference white level compared to the signal after crosstalk matrix processing shown in (2). , it shrinks in the direction of the L * axis, which is the achromatic axis (see arrow β).
図31は、図29のL*a*b*空間をa*b*平面で表した概略図であり、基準白レベルに対応する明度L* wp以上の明度L*の領域について示している。横軸は色座標a*を示し、縦軸は色座標b*を示す。(3)に示すクロマ処理後の信号は、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号に対し、相似形を保持しながら、a*b*平面の原点であるL*軸方向へ縮小している(矢印を参照)。 FIG. 31 is a schematic diagram showing the L * a * b * space of FIG. 29 on the a * b * plane, and shows a region of lightness L * equal to or higher than lightness L * wp corresponding to the reference white level. The horizontal axis indicates the color coordinate a * , and the vertical axis indicates the color coordinate b * . The signal after chroma processing shown in (3) is reduced in the L * axis direction, which is the origin of the a * b * plane, while maintaining a similar shape to the signal after crosstalk matrix processing shown in (2). (see arrow).
つまり、(3)の色座標a*,b*の値は、基準白レベルに対応する明度L* wp以上の明度L*の領域において、L*軸を中心に、(2)の色座標a*,b*よりも小さくなっている(絶対値が小さくなっている)。色座標a*,b*の値が小さく、かつL*軸に近いことは、その色相が無彩色または白色に近いことを意味する。 That is, the values of the color coordinates a* and b* in (3) are obtained by moving the color coordinates a * and b * in (2) around the L * axis in a region of lightness L * equal to or higher than the lightness L * wp corresponding to the reference white level. * and b * (the absolute value is smaller). Small values of color coordinates a * and b * and being close to the L * axis mean that the hue is achromatic or close to white.
図29及び図30に戻って、(3)に示すクロマ処理後の信号及び(4)に示す圧縮処理後の信号を参照して、(4)の明度L*及び色座標a*,b*の値は、明度L*の軸の原点方向へ、(3)の明度L*及び色座標a*,b*に対して圧縮されている(矢印γを参照)。 Returning to FIGS. 29 and 30, referring to the signal after chroma processing shown in (3) and the signal after compression processing shown in (4), lightness L * and color coordinates a * and b * in (4) are calculated. are compressed toward the origin of the axis of lightness L * with respect to lightness L * and color coordinates a * , b * in (3) (see arrow γ).
このように、(3)に示すクロマ処理後の信号は、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号よりも、無彩色または白色に近い状態で圧縮処理が行われる。 In this way, the signal after chroma processing shown in (3) is compressed in a state closer to achromatic color or white than the signal after crosstalk matrix processing shown in (2).
これにより、圧縮処理による色座標a*,b*の広がりは、(3)に示すクロマ処理後の信号の方が(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号よりも小さくて済み、(3)に示すクロマ処理後の信号の方が、無彩色軸であるL*軸に近くなる。つまり、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号ではなく、(3)に示すクロマ処理後の信号を圧縮することにより、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。 As a result, the spread of color coordinates a * and b * due to compression processing can be smaller for the signal after chroma processing shown in (3) than for the signal after crosstalk matrix processing shown in (2). ) is closer to the L * axis, which is the achromatic axis. That is, by compressing the signal after the chroma processing shown in (3) instead of the signal after the crosstalk matrix processing shown in (2), it is possible to realize the color reproduction of an achromatic color or a highlight close to white. .
この場合、(3)に示すクロマ処理後の信号を圧縮すると、無彩色または白色に近い映像信号を得ることができる。一方で、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号を圧縮すると、色味を含む白色に近い映像信号となってしまうことがあり得る。つまり、(3)に示すクロマ処理後の信号を圧縮する方が、(2)に示すクロストークマトリクス処理後の信号を圧縮するよりも、無彩色または白色に近い映像信号を得るという制作意図を反映したハイライトの色再現を実現することができる。 In this case, if the chroma-processed signal shown in (3) is compressed, an achromatic or nearly white video signal can be obtained. On the other hand, if the signal after the crosstalk matrix processing shown in (2) is compressed, it may become a video signal that is close to white and includes a tint. In other words, compressing the signal after chroma processing shown in (3) is more likely to produce an achromatic or white video signal than compressing the signal after crosstalk matrix processing shown in (2). Color reproduction of reflected highlights can be achieved.
(3)に示すクロマ処理後の信号を圧縮することにより得られる無彩色または白色に近い映像信号の程度、つまり色味を含む白色を残す程度は、クロマ処理部63が用いるパラメータσの値により決定される。圧縮処理後の映像信号は、パラメータσが0に近いほど、色味を含む白色が残る程度が高くなり、パラメータσが大きいほど、無彩色または白色に近くなる。
The degree of the achromatic or nearly white video signal obtained by compressing the signal after the chroma processing shown in (3), that is, the degree of leaving the white color including the tint, depends on the value of the parameter σ used by the
図32において、(4)は、圧縮処理後の信号(圧縮処理部65により出力される輝度YSDR)に対応するL*a*b*空間上の信号を示し(太い実線)、図29の(4)に示した圧縮処理後の信号と同じである。(5)は、逆クロストークマトリクス処理後の信号(逆クロストークマトリクス処理部67により出力されるディスプレイ光信号Fds)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(細い実線)。(6)は映像信号変換装置6の出力信号(SDRビデオ信号Es’)に対応するL*a*b*空間上の信号を示す(太い点線)。 In FIG. 32, (4) indicates a signal in L * a * b * space corresponding to the signal after compression processing (brightness Y SDR output by compression processing section 65) (thick solid line), and FIG. It is the same as the signal after compression processing shown in (4). (5) indicates a signal in the L * a * b * space corresponding to the signal after the inverse crosstalk matrix processing (the display light signal Fds output by the inverse crosstalk matrix processing unit 67) (thin solid line). (6) indicates a signal on the L * a * b * space corresponding to the output signal (SDR video signal E s ') of the video signal converter 6 (thick dotted line).
(4)に示す圧縮処理後の信号及び(5)に示す逆クロストークマトリクス処理後の信号を参照して、明度L*を固定した色座標a*,b*の面で見ると、(5)の色座標a*,b*の値は、明度L*の軸を中心に、(4)の色座標a*,b*よりも大きくなっている(絶対値が大きくなっている)。 Referring to the signal after compression processing shown in (4) and the signal after inverse crosstalk matrix processing shown in (5), when viewed in terms of color coordinates a * and b * with fixed lightness L * , (5 ) are larger than the color coordinates a*, b* of ( 4 ) around the lightness L * axis (absolute values are larger).
これは、図29の(2)に示したクロストークマトリクス処理後の信号を得るためのクロストークマトリクス処理、すなわちRGBのばらつきを軽減するように、色座標a*,b*の値を小さくする処理に対応している。図32の(5)に示した逆クロストークマトリクス処理後の信号を得るための逆クロストークマトリクス処理は、RGBのばらつきを元に戻すように、色座標a*,b*の値を大きくする処理である。 This is the crosstalk matrix processing for obtaining the signal after the crosstalk matrix processing shown in (2) of FIG. Compatible with processing. In the inverse crosstalk matrix processing for obtaining the signal after the inverse crosstalk matrix processing shown in (5) of FIG. 32, the values of the color coordinates a * and b * are increased so as to restore the RGB variations. processing.
以上のように、実施例4の映像信号変換装置6によれば、HLGビデオ/光変換部60は、HLG映像のEOTFにより、HLGビデオ信号Eh’をディスプレイ光信号Fdに変換する。そして、クロストークマトリクス処理部61は、ディスプレイ光信号FdにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxHLGを求める。HLG光/三刺激値変換部62は、ディスプレイ光信号RGBxHLGを三刺激値XHLGYHLGZHLGに変換する。
As described above, according to the video
クロマ処理部63は、予め設定されたパラメータσに基づいて、三刺激値XHLGYHLGZHLGに対し、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを求める。HLG色度変換部64は、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを色度座標x,yに変換する。
Based on a preset parameter σ, the
圧縮処理部65は、予め設定されたゲイン値k1等に基づいて、輝度YHLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度YSDRを求める。
The
SDR輝度/光変換部66は、色度座標x,yを用いて輝度YSDRから三刺激値のXSDR,ZSDRを求め、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを求める。
The SDR luminance/
逆クロストークマトリクス処理部67は、クロストークマトリクス処理部61によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理、すなわちRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、SDRのディスプレイ光信号Fdsを求める。そして、SDR光/ビデオ変換部68は、SDR映像のEOTFの逆関数により、ディスプレイ光信号FdsをSDRビデオ信号Es’に変換する。
The inverse crosstalk
これにより、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。 Thus, in addition to the effects of the third embodiment, it is possible to realize color reproduction of achromatic or near-white highlights.
すなわち、フィッティング関数を用いて圧縮処理を行うようにしたため、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。 That is, since the compression process is performed using the fitting function, the signal level of the person's skin does not decrease, the white level of the telop does not change, and whitening of highlights can be suppressed.
また、クロストークマトリクス処理を行うようにしたため、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減した状態で圧縮処理が行われ、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップの度合いを抑えて色相変化を抑制することができ、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。この場合、ハイライトの色再現を制作意図に応じて、パラメータεに基づき調整することが可能となる。 In addition, since crosstalk matrix processing is performed, compression processing is performed in a state in which variations in luminance for each RGB color component are reduced. can be suppressed, and the color reproduction of highlights can be sufficiently realized. In this case, it is possible to adjust the color reproduction of the highlights based on the parameter ε according to the production intention.
さらに、色相角habを変えることなく、小さい値のクロマC* ab,corを得るためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを得るようにしたため、無彩色または白色に近い状態で圧縮処理が行われる。これにより、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップの度合いを抑えて色相変化を抑制しながら、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。 Furthermore, without changing the hue angle h ab , chroma correction processing is performed to obtain a small value of chroma C * ab,cor , and tristimulus values X HLG Y HLG Z HLG after chroma correction are obtained. Compression processing is performed in a chromatic or near-white state. As a result, color reproduction of an achromatic or nearly white highlight can be realized while suppressing the degree of hard clipping of a specific color component in the highlight and suppressing hue change.
この場合、ハイライトの色再現を制作意図に応じて、パラメータσに基づき調整することが可能となる。つまり、制作者は、ハイライトにおける着色された色再現から白色に近づいた色再現まで、制作意図に応じて調整することができ、制作意図を一層反映したハイライトの色再現を実現することができる。 In this case, it is possible to adjust the color reproduction of the highlights based on the parameter σ according to the production intention. In other words, the creator can make adjustments according to the production intention, from colored color reproduction in the highlights to color reproduction that is close to white, and can realize color reproduction of the highlights that further reflects the production intention. can.
したがって、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例4では、ハイライトの色再現を、実施例3よりも効果的に実現することができる。 Therefore, in addition to the effects of the third embodiment, color reproduction of achromatic or near-white highlights can be realized. That is, in the fourth embodiment, color reproduction of highlights can be realized more effectively than in the third embodiment.
尚、図18に示した映像信号変換装置6のSDR輝度/光変換部66は、図16に示した映像信号変換装置5のSDR輝度/光変換部54と同様に、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いて、輝度YSDR及び三刺激値のXSDR,ZSDRからSDRのディスプレイ光信号RGBxSDRを求めるようにしてもよい。
18, the SDR luminance/
これにより、HLG光/三刺激値変換部62において、広い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、SDR輝度/光変換部66において、狭い色域のRGBから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からRGBに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。
As a result, the HLG light/
〔実施例3:逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例3の映像信号変換装置5の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、SDR映像をHLG映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、RGBの色成分毎のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行う。これにより、実施例2の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。
[Embodiment 3: Video signal conversion device that performs inverse conversion]
Next, a device for performing inverse conversion of the video signal conversion device 5 of the third embodiment will be described. This apparatus uses a fitting function similar to that of the second embodiment when converting an SDR image into an HLG image, and performs crosstalk matrix processing for reducing variations among RGB color components. Thus, in addition to the effect of the second embodiment, it is possible to suppress hue change due to hard clipping of a specific color component in highlights, and to sufficiently realize color reproduction of highlights.
図33は、実施例3の映像信号変換装置5の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置7は、SDRビデオ/光変換部70、クロストークマトリクス処理部71、三刺激値及び色度変換部72、拡張処理部73、HLG輝度/光変換部74、逆クロストークマトリクス処理部75及びHLG光/ビデオ変換部76を備えている。
FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of a video signal conversion device that performs inverse conversion of the video signal conversion device 5 of the third embodiment. This video signal conversion device 7 includes an SDR video/
SDRビデオ/光変換部70は、SDRビデオ信号Es’を入力し、図14に示したSDRビデオ/光変換部30及び図15に示したSDRビデオ/光変換部40と同様の処理を行う。そして、SDRビデオ/光変換部70は、SDRのディスプレイ光信号Fdsをクロストークマトリクス処理部71に出力する。SDRビデオ/光変換部70は、図16に示したSDR光/ビデオ変換部56に対応し、その逆の処理を行う。
The SDR video/
クロストークマトリクス処理部71は、SDRビデオ/光変換部70からディスプレイ光信号Fdsを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部71は、図16に示したクロストークマトリクス処理部51と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号FdsにおけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号RGBxSDRを求める。クロストークマトリクス処理部71は、ディスプレイ光信号RGBxSDRを三刺激値及び色度変換部72に出力する。
The
三刺激値及び色度変換部72は、クロストークマトリクス処理部71からディスプレイ光信号RGBxSDRを入力し、図14に示した三刺激値及び色度変換部31及び図15に示した三刺激値及び色度変換部41と同様の処理を行う。そして、三刺激値及び色度変換部72は、輝度YSDRを拡張処理部73に出力すると共に、色度座標x,yをHLG輝度/光変換部74に出力する。三刺激値及び色度変換部72は、図16に示したSDR輝度/光変換部54に対応し、その逆の処理を行う。
The tristimulus value and
拡張処理部73は、三刺激値及び色度変換部72から輝度YSDRを入力し、図15に示した拡張処理部42と同様の処理を行う。つまり、拡張処理部73は、所定の逆フィッティング関数を用いた拡張処理(指数化処理)及び逆ゲイン処理を行い、輝度YSDRから、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した輝度YHLGを算出する。そして、拡張処理部73は、輝度YHLGをHLG輝度/光変換部74に出力する。
The
HLG輝度/光変換部74は、拡張処理部73から輝度YHLGを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部72から色度座標x,yを入力する。そして、HLG輝度/光変換部74は、図15に示したHLG輝度/光変換部43と同様の処理を行い、HLGのディスプレイ光信号RGBxHLGを逆クロストークマトリクス処理部75に出力する。HLG輝度/光変換部74は、図16に示した三刺激値及び色度変換部52に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG luminance/
逆クロストークマトリクス処理部75は、HLG輝度/光変換部74からディスプレイ光信号RGBxHLGを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部75は、図16に示した逆クロストークマトリクス処理部55と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部71によるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部75は、RGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、HLGのディスプレイ光信号Fdを求める。逆クロストークマトリクス処理部75は、ディスプレイ光信号FdをHLG光/ビデオ変換部76に出力する。
The inverse
HLG光/ビデオ変換部76は、逆クロストークマトリクス処理部75からディスプレイ光信号Fdを入力し、図14に示したHLG光/ビデオ変換部35及び図15に示したHLG光/ビデオ変換部44と同様の処理を行い、HLGビデオ信号Eh’を出力する。HLG光/ビデオ変換部76は、図16に示したHLGビデオ/光変換部50に対応し、その逆の処理を行う。
The HLG light/
これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる等の実施例2の効果を奏する。さらに、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。 As a result, the signal level of the person's skin is maintained, the white level of the telop does not change, and furthermore, the effect of the second embodiment is achieved, such as suppressing the overexposure of highlights. Furthermore, hue change due to hard clipping of a specific color component in highlights can be suppressed, and color reproduction of highlights can be sufficiently realized.
〔実施例4:逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例4の映像信号変換装置6の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、SDR映像をHLG映像に変換する際に、実施例2と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例3と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、クロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例4では、ハイライトの色再現を、実施例3よりも効果的に実現することができる。
[Embodiment 4: Video signal conversion device that performs inverse conversion]
Next, a device for performing inverse conversion of the video
図34は、実施例4の映像信号変換装置6の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置8は、SDRビデオ/光変換部80、クロストークマトリクス処理部81、三刺激値及び色度変換部82、拡張処理部83、HLG三刺激値変換部84、クロマ処理部85、HLG三刺激値/光変換部86、逆クロストークマトリクス処理部87及びHLG光/ビデオ変換部88を備えている。
FIG. 34 is a block diagram showing a configuration example of a video signal conversion device that performs inverse conversion of the video
図33に示した実施例3の映像信号変換装置7とこの実施例4の映像信号変換装置8とを比較すると、両映像信号変換装置7,8は、SDRビデオ/光変換部70,80、クロストークマトリクス処理部71,81、三刺激値及び色度変換部72,82、拡張処理部73,83、逆クロストークマトリクス処理部75,87及びHLG光/ビデオ変換部76,88を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置8は、映像信号変換装置7のHLG輝度/光変換部74の代わりに、HLG三刺激値変換部84及びHLG三刺激値/光変換部86を備え、さらにクロマ処理部85を備えている点で、映像信号変換装置7と相違する。
Comparing the video signal conversion device 7 of the third embodiment shown in FIG. Equipped with crosstalk
SDRビデオ/光変換部70,80、クロストークマトリクス処理部71,81、三刺激値及び色度変換部72,82、拡張処理部73,83、逆クロストークマトリクス処理部75,87及びHLG光/ビデオ変換部76,88は、それぞれ同様の処理を行う。SDRビデオ/光変換部80、クロストークマトリクス処理部81、三刺激値及び色度変換部82、拡張処理部83、逆クロストークマトリクス処理部87及びHLG光/ビデオ変換部88の説明については省略する。
SDR video/
HLG三刺激値変換部84は、拡張処理部83から輝度YHLGを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部82から色度座標x,yを入力する。そして、HLG三刺激値変換部84は、図33に示したHLG輝度/光変換部74と同様に、色度座標x,yを用いて輝度YHLGから三刺激値のXHLG,ZHLGを求め、三刺激値XHLGYHLGZHLGをクロマ処理部85に出力する。
The HLG tristimulus
クロマ処理部85は、HLG三刺激値変換部84から三刺激値XHLGYHLGZHLGを入力し、図18に示したクロマ処理部63と同様の処理を行う。つまり、クロマ処理部85は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを求め、クロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGをHLG三刺激値/光変換部86に出力する。
The
HLG三刺激値/光変換部86は、クロマ処理部85からクロマ補正処理後の三刺激値XHLGYHLGZHLGを入力する。そして、HLG三刺激値/光変換部86は、図33に示したHLG輝度/光変換部74と同様に、三刺激値XHLGYHLGZHLGをHLGのディスプレイ光信号RGBxHLGに変換し、ディスプレイ光信号RGBxHLGを逆クロストークマトリクス処理部87に出力する。
The HLG tristimulus value/
これにより、実施例3の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例4では、ハイライトの色再現を、実施例3よりも効果的に実現することができる。 Thus, in addition to the effects of the third embodiment, it is possible to realize color reproduction of achromatic or near-white highlights. That is, in the fourth embodiment, color reproduction of highlights can be realized more effectively than in the third embodiment.
以上、実施例1~4を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例1~4に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記映像信号変換装置1~8では、色度座標x,yを用いて輝度を光信号に戻すようにしたが、色度座標x,yの代わりに、色度座標u’,v’を用いるようにしてもよい。
Although the present invention has been described above with reference to Examples 1 to 4, the present invention is not limited to Examples 1 to 4, and can be variously modified without departing from the technical idea thereof. For example, in the
具体的には、三刺激値及び色度変換部12,21等は、三刺激値XYZまたは色度座標x,yを色度座標u’,v’に変換し、色度座標u’,v’をSDR輝度/光変換部14,23等に出力する。この場合、SDR輝度/光変換部14,23等は、色度座標u’,v’を用いて輝度Ycomp,2nd,Ycompから三刺激値のXcomp,Zcompを求める。
Specifically, the tristimulus value and
また、三刺激値及び色度変換部31,41等は、三刺激値XYZまたは色度座標x,yを色度座標u’,v’に変換し、色度座標u’,v’をHLG輝度/光変換部33,43等に出力する。この場合、HLG輝度/光変換部33,43等は、色度座標u’,v’を用いて輝度Yexp,2nd,Yexpから三刺激値のXexp,Zexpを求める。
Also, the tristimulus value and
尚、実施例1~4の映像信号変換装置1~8のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。映像信号変換装置1~8は、CPU、RAM等の揮発性の記憶媒体、ROM等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。
A normal computer can be used as the hardware configuration of the
映像信号変換装置1に備えたHLGビデオ/光変換部10、ゲイン処理部11、三刺激値及び色度変換部12、圧縮処理部13、SDR輝度/光変換部14及びSDR光/ビデオ変換部15の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置2に備えたHLGビデオ/光変換部20、三刺激値及び色度変換部21、圧縮処理部22、SDR輝度/光変換部23及びSDR光/ビデオ変換部24の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。
HLG video/
映像信号変換装置3に備えたSDRビデオ/光変換部30、三刺激値及び色度変換部31、拡張処理部32、HLG輝度/光変換部33、逆ゲイン処理部34及びHLG光/ビデオ変換部35の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置4に備えたSDRビデオ/光変換部40、三刺激値及び色度変換部41、拡張処理部42、HLG輝度/光変換部43及びHLG光/ビデオ変換部44の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。
An SDR video/
映像信号変換装置5に備えたHLGビデオ/光変換部50、クロストークマトリクス処理部51、三刺激値及び色度変換部52、圧縮処理部53、SDR輝度/光変換部54、逆クロストークマトリクス処理部55及びSDR光/ビデオ変換部56の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置6に備えたHLGビデオ/光変換部60、クロストークマトリクス処理部61、HLG光/三刺激値変換部62、クロマ処理部63、HLG色度変換部64、圧縮処理部65、SDR輝度/光変換部66、逆クロストークマトリクス処理部67及びSDR光/ビデオ変換部68の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。
HLG video/
映像信号変換装置7に備えたSDRビデオ/光変換部70、クロストークマトリクス処理部71、三刺激値及び色度変換部72、拡張処理部73、HLG輝度/光変換部74、逆クロストークマトリクス処理部75及びHLG光/ビデオ変換部76の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置8に備えたSDRビデオ/光変換部80、クロストークマトリクス処理部81、三刺激値及び色度変換部82、拡張処理部83、HLG三刺激値変換部84、クロマ処理部85、HLG三刺激値/光変換部86、逆クロストークマトリクス処理部87及びHLG光/ビデオ変換部88の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。
An SDR video/
これらのプログラムは、前記記憶媒体に格納されており、CPUに読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD-ROM、DVD等)、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。 These programs are stored in the storage medium and are read and executed by the CPU. In addition, these programs can be stored and distributed in storage media such as magnetic disks (floppy (registered trademark) disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memories, etc., and distributed via networks. You can also send and receive
本発明の映像信号変換装置及びプログラムは、例えばHLG映像及びSDR映像を同時に制作する一体化制作において、ダイナミックレンジを変換する技術として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The video signal conversion device and program of the present invention are useful as a technology for converting the dynamic range, for example, in integrated production in which HLG video and SDR video are produced at the same time.
1,2,3,4,5,6,7,8 映像信号変換装置
10,20,50,60 HLGビデオ/光変換部
11 ゲイン処理部
12,21,31,41,52,72,82 三刺激値及び色度変換部
13,22,53,65 圧縮処理部
14,23,54,66 SDR輝度/光変換部
15,24,56,68 SDR光/ビデオ変換部
16 基準白レベル圧縮処理部
17 ハイライト色再現圧縮処理部
30,40,70,80 SDRビデオ/光変換部
32,42,73,83 拡張処理部
33,43,74 HLG輝度/光変換部
34 逆ゲイン処理部
35,44,76,88 HLG光/ビデオ変換部
51,61,71,81 クロストークマトリクス処理部
55,67,75,87 逆クロストークマトリクス処理部
57 色空間変換部
58 クロマ補正部
59 色空間逆変換部
62 HLG光/三刺激値変換部
63,85 クロマ処理部
64 HLG色度変換部
84 HLG三刺激値変換部
86 HLG三刺激値/光変換部
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Claims (15)
前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、
前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号に対し、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るためのゲイン処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるゲイン処理部と、
前記ゲイン処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、前記HLG映像の基準白レベルに対応する前記SDR映像の白レベルの特性を得ると共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、第2輝度を求める圧縮処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記圧縮処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第3ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、
前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal converter that converts HLG (Hybrid Log Gamma) video to SDR (Standard Dynamic Range) video,
an HLG video/optical conversion unit that converts the video signal of the HLG image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the HLG image;
gain processing for obtaining skin level characteristics of the SDR image corresponding to the skin level of the HLG image on the first display light signal converted by the HLG video/light conversion unit; a gain processing unit for obtaining a signal;
a tristimulus value and chromaticity conversion unit that converts the second display light signal obtained by the gain processing unit into tristimulus values and chromaticity coordinates;
A luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the white of the SDR image corresponding to the reference white level of the HLG image for the first luminance. Compression processing is performed to obtain level characteristics and characteristics in which the value of the video signal of the SDR image increases to the upper limit value of the video signal of the SDR image corresponding to the upper limit value of the video signal of the HLG image. , a compression processor that obtains the second luminance;
SDR luminance/light for converting the second luminance obtained by the compression processor into a third display light signal of the SDR image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity converter a conversion unit;
an SDR light/video converter for converting the third display optical signal converted by the SDR luminance/light converter into a video signal of the SDR image by an inverse function of the EOTF of the SDR image;
A video signal conversion device comprising:
前記ゲイン処理部は、
前記第1ディスプレイ光信号に対し、所定のゲイン値を乗算することで前記ゲイン処理を行い、前記第2ディスプレイ光信号を求め、
前記所定のゲイン値は、
前記HLG映像の肌レベルの値、及び前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to claim 1,
The gain processing unit
performing the gain processing by multiplying the first display light signal by a predetermined gain value to obtain the second display light signal;
The predetermined gain value is
The video signal conversion device is preset by a user based on the skin level value of the HLG video and the skin level value of the SDR video corresponding to the skin level of the HLG video.
前記圧縮処理部は、
前記第1輝度に対し、前記HLG映像の前記基準白レベルに対応する前記SDR映像の前記白レベルの特性を得るための圧縮処理を行い、第3輝度を求める基準白レベル圧縮処理部と、
前記基準白レベル圧縮処理部により求めた前記第3輝度に対し、前記SDR映像のビデオ信号の値が前記上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、前記第2輝度を求めるハイライト色再現圧縮処理部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 The video signal conversion device according to claim 1 or 2,
The compression processing unit is
a reference white level compression processing unit that performs compression processing on the first luminance to obtain characteristics of the white level of the SDR image corresponding to the reference white level of the HLG image, and obtains a third luminance;
The third luminance obtained by the reference white level compression processing unit is subjected to compression processing for obtaining a characteristic that the value of the video signal of the SDR image increases up to the upper limit value, thereby obtaining the second luminance. a color reproduction compression processor;
A video signal conversion device comprising:
前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、
前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第2ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、
前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal converter that converts HLG (Hybrid Log Gamma) video to SDR (Standard Dynamic Range) video,
an HLG video/optical conversion unit that converts the video signal of the HLG image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the HLG image;
a tristimulus value and chromaticity converter for converting the first display light signal converted by the HLG video/light converter into tristimulus values and chromaticity coordinates;
A luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the first luminance corresponds to the skin level of the HLG image by a predetermined fitting function. performing a first calculation for obtaining a skin level characteristic of the SDR image, wherein the value of the video signal of the SDR image corresponds to the upper limit of the video signal of the SDR image; a processing unit that performs a second calculation to obtain a characteristic that increases to a value and obtains a second luminance;
SDR luminance/light conversion for converting the second luminance obtained by the processing unit into a second display light signal of the SDR image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. Department and
an SDR light/video converter for converting the second display light signal converted by the SDR luminance/light converter into a video signal of the SDR image by an inverse function of the EOTF of the SDR image;
A video signal conversion device comprising:
前記HLG映像のビデオ信号を、前記HLG映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するHLGビデオ/光変換部と、
前記HLGビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記SDR映像のビデオ信号の値が、前記HLG映像のビデオ信号の上限値に対応する前記SDR映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の第3ディスプレイ光信号に変換するSDR輝度/光変換部と、
前記SDR輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第4ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、
前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第4ディスプレイ光信号を、前記SDR映像の前記EOTFの逆関数により前記SDR映像のビデオ信号に変換するSDR光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal converter that converts HLG (Hybrid Log Gamma) video to SDR (Standard Dynamic Range) video,
an HLG video/optical conversion unit that converts the video signal of the HLG image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the HLG image;
performing crosstalk matrix processing for reducing variations in luminance for each RGB color component in the first display light signal converted by the HLG video/light conversion unit, and crosstalk matrix processing for obtaining a second display light signal; Department and
a tristimulus value and chromaticity conversion unit that converts the second display light signal obtained by the crosstalk matrix processing unit into tristimulus values and chromaticity coordinates;
A luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the first luminance corresponds to the skin level of the HLG image by a predetermined fitting function. performing a first calculation for obtaining a skin level characteristic of the SDR image, wherein the value of the video signal of the SDR image corresponds to the upper limit of the video signal of the SDR image; a processing unit that performs a second calculation to obtain a characteristic that increases to a value and obtains a second luminance;
SDR luminance/light conversion for converting the second luminance obtained by the processing unit into a third display light signal of the SDR image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. Department and
Inverse crosstalk matrix processing, which is the inverse of the crosstalk matrix processing, for restoring variations in luminance for each RGB color component in the third display light signal converted by the SDR luminance/light converter. to obtain a fourth display light signal; and
an SDR light/video conversion unit for converting the fourth display optical signal obtained by the inverse crosstalk matrix processing unit into a video signal of the SDR image by an inverse function of the EOTF of the SDR image;
A video signal conversion device comprising:
前記三刺激値及び色度変換部の代わりに、HLG光/三刺激値変換部、クロマ処理部及びHLG色度変換部を備え、
前記HLG光/三刺激値変換部は、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値に変換し、
前記クロマ処理部は、
前記HLG光/三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の三刺激値空間をCIELAB空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記CIELAB空間における色相角を保持しながら、前記CIELAB空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、
前記HLG色度変換部は、
前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値を、色度座標に変換し、
前記処理部は、
前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値のうちの輝度値を前記第1輝度とし、前記第1の演算及び前記第2の演算を行い、前記第2輝度を求め、
前記SDR輝度/光変換部は、
前記HLG色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記SDR映像の前記第3ディスプレイ光信号に変換する、ことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to claim 5,
Instead of the tristimulus value and chromaticity conversion unit, an HLG light/tristimulus value conversion unit, a chroma processing unit, and an HLG chromaticity conversion unit,
The HLG light/tristimulus value conversion unit
converting the second display light signals obtained by the crosstalk matrix processing unit into tristimulus values;
The chroma processing unit
The tristimulus value space of the tristimulus values converted by the HLG light/tristimulus value conversion unit is converted into the CIELAB space, and the hue in the CIELAB space is adjusted so that the color above the reference white level approaches an achromatic color or white. Perform chroma correction processing to reduce the chroma in the CIELAB space while maintaining the corners, obtain tristimulus values after the chroma correction processing,
The HLG chromaticity conversion unit
converting the tristimulus values obtained by the chroma processing unit into chromaticity coordinates;
The processing unit is
setting the luminance value of the tristimulus values obtained by the chroma processing unit as the first luminance, performing the first calculation and the second calculation to obtain the second luminance;
The SDR luminance/light conversion unit
The image characterized by converting the second luminance obtained by the processing unit into the third display optical signal of the SDR image using the chromaticity coordinates converted by the HLG chromaticity conversion unit. Signal converter.
前記クロマ処理部は、
前記HLG光/三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の前記三刺激値空間を前記CIELAB空間に変換し、明度及び色座標を求める色空間変換部と、
前記色空間変換部により求めた前記色座標に基づいて、クロマ補正処理前の前記クロマ及び前記色相角を求め、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記色相角を保持しながら、クロマ補正処理前の前記クロマを小さくしてクロマ補正処理後の前記色座標を求めるクロマ補正部と、
前記色空間変換部により求めた前記明度、及び前記クロマ補正部により求めたクロマ補正後の前記色座標による前記CIELAB空間を、前記三刺激値空間に変換し、クロマ補正後の前記三刺激値を求める色空間逆変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to claim 6,
The chroma processing unit
a color space conversion unit that converts the tristimulus value space of the tristimulus values converted by the HLG light/tristimulus value conversion unit into the CIELAB space and obtains lightness and color coordinates;
Based on the color coordinates obtained by the color space conversion unit, the chroma and the hue angle before chroma correction processing are obtained, and the hue angle is held so that colors above a reference white level approach an achromatic color or white. a chroma correction unit that reduces the chroma before the chroma correction process and obtains the color coordinates after the chroma correction process;
The CIELAB space based on the lightness obtained by the color space conversion unit and the color coordinates after chroma correction obtained by the chroma correction unit is converted into the tristimulus value space, and the tristimulus values after chroma correction are converted into the tristimulus value space. a desired color space inverse transformation unit;
A video signal conversion device comprising:
前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第1の演算を、前記第1輝度に所定のゲイン値を乗算するゲイン処理の演算とし、
前記所定のゲイン値は、
前記HLG映像の肌レベルの値、及び当該HLG映像の肌レベルに対応する前記SDR映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to any one of claims 4 to 7,
The first calculation by the predetermined fitting function in the processing unit is a gain processing calculation of multiplying the first luminance by a predetermined gain value,
The predetermined gain value is
A video signal conversion device characterized in that the video signal conversion device is preset by a user based on the skin level value of the HLG video and the skin level value of the SDR video corresponding to the skin level of the HLG video.
前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第2の演算を、前記第1輝度を対数化する対数化処理の演算とする、ことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to any one of claims 4 to 8,
A video signal conversion apparatus, wherein the second calculation by the predetermined fitting function in the processing section is a calculation of logarithmization processing for logarithmizing the first luminance.
前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、
前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得ると共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための拡張処理を行い、第2輝度を求める拡張処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記拡張処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第2ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、
前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号に対し、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理を行い、第3ディスプレイ光信号を求める逆ゲイン処理部と、
前記逆ゲイン処理部により求めた前記第3ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal conversion device that converts SDR (Standard Dynamic Range) video to HLG (Hybrid Log Gamma) video,
an SDR video/optical converter that converts the video signal of the SDR image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the SDR image;
a tristimulus value and chromaticity converter for converting the first display light signal converted by the SDR video/light converter into tristimulus values and chromaticity coordinates;
A luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the value of the video signal of the HLG image is the value of the video signal of the SDR image with respect to the first luminance. Extended processing for obtaining a characteristic that the video signal of the HLG image increases to the upper limit value corresponding to the upper limit value of the signal, and obtaining a characteristic that the reference white level of the HLG image and the white level of the SDR image correspond to each other. an expansion processing unit that performs and obtains the second luminance;
HLG luminance/light for converting the second luminance obtained by the extension processing unit into a second display light signal of the HLG video using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. a conversion unit;
performing inverse gain processing on the second display light signal converted by the HLG luminance/light conversion unit to obtain characteristics in which the skin level of the HLG image and the skin level of the SDR image correspond to each other; an inverse gain processor for obtaining a display light signal;
an HLG light/video conversion unit for converting the third display optical signal obtained by the inverse gain processing unit into a video signal of the HLG image by an inverse function of the EOTF of the HLG image;
A video signal conversion device comprising:
前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、
前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第2ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、
前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第2ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal conversion device that converts SDR (Standard Dynamic Range) video to HLG (Hybrid Log Gamma) video,
an SDR video/optical converter that converts the video signal of the SDR image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the SDR image;
a tristimulus value and chromaticity converter for converting the first display light signal converted by the SDR video/light converter into tristimulus values and chromaticity coordinates;
The luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the value of the video signal of the HLG image is obtained by a predetermined inverse fitting function with respect to the first luminance. increases to the upper limit value of the video signal of the HLG image corresponding to the upper limit value of the video signal of the SDR image. A second calculation is performed to obtain a characteristic corresponding to the white level of the HLG image and a characteristic corresponding to the skin level of the SDR image, and a second luminance a processing unit for obtaining
HLG luminance/light conversion for converting the second luminance obtained by the processing unit into a second display light signal of the HLG image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. Department and
an HLG light/video conversion unit for converting the second display light signal converted by the HLG luminance/light conversion unit into a video signal of the HLG image by an inverse function of the EOTF of the HLG image;
A video signal conversion device comprising:
前記SDR映像のビデオ信号を、前記SDR映像のEOTF(Electro Optical Transfer Function:電気-光伝達関数)により第1ディスプレイ光信号に変換するSDRビデオ/光変換部と、
前記SDRビデオ/光変換部により変換された前記第1ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第2ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第2ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第1輝度とし、当該第1輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記HLG映像のビデオ信号の値が、前記SDR映像のビデオ信号の上限値に対応する前記HLG映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第1の演算を行うと共に、前記HLG映像の基準白レベルと前記SDR映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記HLG映像の肌レベルと前記SDR映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第2の演算を行い、第2輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第2輝度を、前記HLG映像の第3ディスプレイ光信号に変換するHLG輝度/光変換部と、
前記HLG輝度/光変換部により変換された前記第3ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第4ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、
前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第4ディスプレイ光信号を、前記HLG映像の前記EOTFの逆関数により前記HLG映像のビデオ信号に変換するHLG光/ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。 In a video signal conversion device that converts SDR (Standard Dynamic Range) video to HLG (Hybrid Log Gamma) video,
an SDR video/optical converter that converts the video signal of the SDR image into a first display optical signal by the EOTF (Electro Optical Transfer Function) of the SDR image;
crosstalk matrix processing for reducing variations in brightness for each RGB color component in the first display light signal converted by the SDR video/light conversion unit, and crosstalk matrix processing for obtaining a second display light signal; Department and
a tristimulus value and chromaticity conversion unit that converts the second display light signal obtained by the crosstalk matrix processing unit into tristimulus values and chromaticity coordinates;
The luminance value of the tristimulus values and the tristimulus values converted by the chromaticity conversion unit is defined as a first luminance, and the value of the video signal of the HLG image is obtained by a predetermined inverse fitting function with respect to the first luminance. increases to the upper limit value of the video signal of the HLG image corresponding to the upper limit value of the video signal of the SDR image. A second calculation is performed to obtain a characteristic corresponding to the white level of the HLG image and a characteristic corresponding to the skin level of the SDR image, and a second luminance a processing unit for obtaining
HLG luminance/light conversion for converting the second luminance obtained by the processing unit into a third display light signal of the HLG image using the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit. Department and
Inverse crosstalk matrix processing, which is the reverse of the crosstalk matrix processing, for restoring luminance variations for each RGB color component in the third display light signal converted by the HLG luminance/light conversion unit. to obtain a fourth display light signal; and
an HLG light/video conversion unit for converting the fourth display optical signal obtained by the inverse crosstalk matrix processing unit into a video signal of the HLG image by an inverse function of the EOTF of the HLG image;
A video signal conversion device comprising:
前記HLG輝度/光変換部の代わりに、HLG三刺激値変換部、クロマ処理部及びHLG三刺激値/光変換部を備え、
前記HLG三刺激値変換部は、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標及び前記処理部により求めた前記第2輝度を、当該第2輝度を含む三刺激値に変換し、
前記クロマ処理部は、
前記HLG三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の空間をCIELAB空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記CIELAB空間における色相角を保持しながら、前記CIELAB空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、
前記HLG三刺激値/光変換部は、
前記クロマ処理部により求めたクロマ補正処理後の前記三刺激値を、第5ディスプレイ光信号に変換し、
前記逆クロストークマトリクス処理部は、
前記HLG三刺激値/光変換部により変換された前記第5ディスプレイ光信号におけるRGBの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための前記逆クロストークマトリクス処理を行い、前記第4ディスプレイ光信号を求める、ことを特徴とする映像信号変換装置。 In the video signal conversion device according to claim 12,
An HLG tristimulus value conversion unit, a chroma processing unit, and an HLG tristimulus value/light conversion unit instead of the HLG luminance/light conversion unit,
The HLG tristimulus value conversion unit
converting the tristimulus values and the chromaticity coordinates converted by the chromaticity conversion unit and the second luminance obtained by the processing unit into tristimulus values including the second luminance;
The chroma processing unit
The space of the tristimulus values converted by the HLG tristimulus value conversion unit is converted into the CIELAB space, and the hue angle in the CIELAB space is maintained so that the color above the reference white level approaches an achromatic color or white. , performing chroma correction processing to reduce chroma in the CIELAB space, obtaining tristimulus values after chroma correction processing,
The HLG tristimulus value/light conversion unit
converting the tristimulus values after chroma correction processing obtained by the chroma processing unit into a fifth display light signal;
The inverse crosstalk matrix processing unit,
performing the inverse crosstalk matrix processing for restoring luminance variations for each RGB color component in the fifth display light signal converted by the HLG tristimulus value/light conversion unit, and performing the fourth display light signal; A video signal conversion device characterized by:
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