JP7364250B2 - Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program - Google Patents

Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program Download PDF

Info

Publication number
JP7364250B2
JP7364250B2 JP2021113194A JP2021113194A JP7364250B2 JP 7364250 B2 JP7364250 B2 JP 7364250B2 JP 2021113194 A JP2021113194 A JP 2021113194A JP 2021113194 A JP2021113194 A JP 2021113194A JP 7364250 B2 JP7364250 B2 JP 7364250B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
video
video processing
signal
equation
video signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021113194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023009702A (en
Inventor
紳一郎 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Platforms Ltd
Original Assignee
NEC Platforms Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Platforms Ltd filed Critical NEC Platforms Ltd
Priority to JP2021113194A priority Critical patent/JP7364250B2/en
Publication of JP2023009702A publication Critical patent/JP2023009702A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7364250B2 publication Critical patent/JP7364250B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

本発明は映像処理装置、映像処理方法、映像処理システム、および映像処理プログラムに関し、映像信号に対して映像処理を施す技術に関する。 The present invention relates to a video processing device, a video processing method, a video processing system, and a video processing program, and more particularly, to a technique for performing video processing on a video signal.

輝度信号と映像信号との対応関係は、ガンマカーブ等のダイナミックレンジカーブを用いて表現される。ダイナミックレンジカーブでは、映像信号の大部分が低輝度の信号に対して割り当てられている。ガンマカーブ等のダイナミックレンジカーブは、輝度信号をLとすると、L=0に漸近する特性を有している。 The correspondence between the luminance signal and the video signal is expressed using a dynamic range curve such as a gamma curve. In the dynamic range curve, most of the video signal is allocated to low-luminance signals. A dynamic range curve such as a gamma curve has a characteristic of asymptotic to L=0, where L is the luminance signal.

適切に映像処理を行うためには、映像信号を輝度信号に変換した後に映像処理を施し、映像信号へ逆変換を行う必要がある。このような場合、L=0に漸近するカーブを使用して映像信号の変換を行うと、低輝度領域での量子化誤差が大きくなるという問題がある。 In order to appropriately perform video processing, it is necessary to perform video processing after converting a video signal into a luminance signal, and then perform inverse conversion to a video signal. In such a case, if the video signal is converted using a curve that asymptotically approaches L=0, there is a problem that the quantization error in the low luminance region becomes large.

なお、特許文献1は、発光輝度特性が直線に近いディスプレイデバイスにおいて、ガンマ補正された映像を適切に逆変換する技術を開示している。 Note that Patent Document 1 discloses a technique for appropriately inversely converting a gamma-corrected image in a display device whose luminance luminance characteristic is close to a straight line.

特開2003-168109号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-168109

上記の通り、映像処理を行ったときに低輝度領域での量子化誤差が大きくなるという問題があった。 As mentioned above, when video processing is performed, there is a problem in that the quantization error becomes large in low brightness areas.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、低輝度領域における量子化誤差を小さくすることが可能な映像処理装置、映像処理方法、映像処理システム、および映像処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention was made to solve such problems, and provides a video processing device, a video processing method, a video processing system, and a video processing program that can reduce quantization errors in low brightness areas. The purpose is to provide.

本発明にかかる映像処理装置は、γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換する第1の変換部と、
前記第1の変換部にて変換した輝度信号に対して映像処理を施す映像処理部と、
前記映像処理部にて映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する第2の変換部と、
を備える。

Figure 0007364250000001
The video processing device according to the present invention converts a video signal into a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal. a conversion unit,
a video processing unit that performs video processing on the luminance signal converted by the first conversion unit;
a second conversion unit that inversely converts the luminance signal subjected to image processing in the video processing unit into a video signal based on the following (Equation 1);
Equipped with
Figure 0007364250000001

本発明にかかる映像処理システムは、
映像信号を出力するカメラと、
映像処理装置と、
を備え、
前記映像処理装置は、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて前記映像信号を輝度信号に変換し、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施し、
前記映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する。

Figure 0007364250000002
The video processing system according to the present invention includes:
A camera that outputs a video signal,
a video processing device;
Equipped with
The video processing device includes:
Convert the video signal to a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
Performing video processing on the converted luminance signal,
The luminance signal subjected to the video processing is inversely converted to a video signal based on the following (Equation 1).
Figure 0007364250000002

本発明にかかる映像処理方法は、
コンピュータが、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換し、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施し、
前記映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する。

Figure 0007364250000003
The video processing method according to the present invention includes:
The computer is
Convert the video signal to a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
Performing video processing on the converted luminance signal,
The luminance signal subjected to the video processing is inversely converted to a video signal based on the following (Equation 1).
Figure 0007364250000003

本発明にかかる映像処理プログラムは、
コンピュータに、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換する処理と、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施す処理と、
前記映像処理を施した映像を、下記(数式1)に基づいて映像信号に変換する処理と、
を実行させる。

Figure 0007364250000004
The video processing program according to the present invention includes:
to the computer,
A process of converting the video signal into a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
a process of performing video processing on the converted luminance signal;
A process of converting the video subjected to the video processing into a video signal based on the following (Formula 1),
Execute.
Figure 0007364250000004

本発明によると、低輝度領域での量子化誤差を小さくすることが可能な映像処理装置、映像処理システム、映像処理方法、および映像処理プログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a video processing device, a video processing system, a video processing method, and a video processing program that can reduce quantization errors in low-luminance regions.

実施形態1にかかる映像処理装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a video processing device according to a first embodiment; FIG. 実施形態1にかかる映像処理装置が使用するダイナミックレンジカーブを示すグラフである。3 is a graph showing a dynamic range curve used by the video processing device according to the first embodiment. 実施形態2にかかる映像処理システムの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a video processing system according to a second embodiment. 実施形態2にかかる映像処理装置における処理の流れの例を模式的に示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing an example of the flow of processing in the video processing device according to the second embodiment. 関連技術にかかる映像処理装置における低輝度領域での量子化誤差を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a quantization error in a low-luminance region in a video processing device according to a related technique. 実施形態2にかかる映像処理装置における低輝度領域での量子化誤差を示す概略図である。7 is a schematic diagram showing a quantization error in a low luminance region in the video processing device according to the second embodiment. FIG.

実施形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施形態1にかかる映像処理装置1の構成を示すブロック図である。映像処理装置1は、第1変換部11、映像処理部12、および第2変換部13を備える。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a video processing device 1 according to the first embodiment. The video processing device 1 includes a first conversion section 11, a video processing section 12, and a second conversion section 13.

映像処理装置1は、映像信号に対して映像処理を行う装置である。映像信号は、例えばRGB(Red Green Blue)信号であってもよく、色差信号であってもよい。映像信号と、もとの輝度信号との関係は、ダイナミックレンジカーブを用いて表現される。 The video processing device 1 is a device that performs video processing on a video signal. The video signal may be, for example, an RGB (Red Green Blue) signal or a color difference signal. The relationship between the video signal and the original luminance signal is expressed using a dynamic range curve.

例えば、放送機器で主流のSDI(Serial Digital Interface)方式では、映像信号は10bitで表現される。一方、ヒトの目のダイナミックレンジは80~100dB程度であり、13~17bitの信号に相当する。したがって、輝度信号を単純に量子化すると低輝度信号はほとんど0に丸められてしまう。そこで、ガンマカーブ等のダイナミックレンジカーブを用いた変換が行われている。 For example, in the SDI (Serial Digital Interface) system, which is mainstream in broadcasting equipment, a video signal is expressed in 10 bits. On the other hand, the dynamic range of the human eye is approximately 80 to 100 dB, which corresponds to a 13 to 17 bit signal. Therefore, if the luminance signal is simply quantized, the low luminance signal will be rounded to almost zero. Therefore, conversion using a dynamic range curve such as a gamma curve is performed.

(数式2)は、ガンマ補正で用いられるダイナミックレンジカーブ(ガンマカーブとも称される)を表しており、ここでγはガンマ定数を表している。Vは[0,1]に正規化された映像信号を表しており、Lは[0,1]に正規化された輝度信号を表している。

Figure 0007364250000005
(Equation 2) represents a dynamic range curve (also referred to as a gamma curve) used in gamma correction, where γ represents a gamma constant. V represents a video signal normalized to [0, 1], and L represents a luminance signal normalized to [0, 1].
Figure 0007364250000005

また、(数式3)は、Hybrid Log-Gamma方式で用いられるダイナミックレンジカーブを表しており、ここでa、b、cは定数である。

Figure 0007364250000006
Further, (Equation 3) represents a dynamic range curve used in the Hybrid Log-Gamma method, where a, b, and c are constants.
Figure 0007364250000006

また、映像信号と、もとの輝度信号との対応関係は、(数式1)に示すダイナミックレンジカーブを用いて表されてもよい。ここで、γは定数である。γは、(数式2)で用いられているガンマ定数に対応している。なお、後述するように、(数式1)は、第1変換部11および第2変換部13で用いられるダイナミックレンジカーブを表している。

Figure 0007364250000007
Further, the correspondence relationship between the video signal and the original luminance signal may be expressed using a dynamic range curve shown in (Equation 1). Here, γ is a constant. γ corresponds to the gamma constant used in (Equation 2). Note that, as will be described later, (Equation 1) represents a dynamic range curve used in the first conversion unit 11 and the second conversion unit 13.
Figure 0007364250000007

もちろん、映像信号と、もとの輝度信号との対応関係は、(数式1)、(数式2)、および(数式3)に限定されるわけではない。映像処理装置1は、任意のダイナミックレンジカーブに基づく映像信号に対して映像処理を施すことができる。 Of course, the correspondence between the video signal and the original luminance signal is not limited to (Equation 1), (Equation 2), and (Equation 3). The video processing device 1 can perform video processing on a video signal based on an arbitrary dynamic range curve.

映像処理装置1の第1変換部11は、γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換する。以下では、映像信号を輝度信号に変換する処理を変換と称し、輝度信号を映像信号に変換する処理を逆変換と称する場合がある。 The first conversion unit 11 of the video processing device 1 converts the video signal into a brightness signal based on (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal. . Hereinafter, the process of converting a video signal into a luminance signal may be referred to as conversion, and the process of converting a brightness signal into a video signal may be referred to as inverse conversion.

輝度信号への変換を行うために、定数γは適切に選択されている必要がある。定数γは、例えば、ガンマ補正のガンマ定数と同じ値に設定されていてもよい。第1変換部11は、例えば、(数式1)に対応するルックアップテーブルを用いて、映像信号を輝度信号に変換してもよい。第1変換部は、映像信号を正規化してから変換を行う必要はない。 In order to perform the conversion into a luminance signal, the constant γ needs to be appropriately selected. For example, the constant γ may be set to the same value as the gamma constant for gamma correction. The first conversion unit 11 may convert the video signal into a luminance signal using, for example, a lookup table corresponding to (Equation 1). The first conversion unit does not need to perform conversion after normalizing the video signal.

(数式2)および(数式3)は、冪乗に関連する変換を行っていることによりL→0でL=0に漸近する特性を有している。それに対し、(数式1)は、L→0でV=γ*Lに漸近する特性を有している。したがって、映像処理装置1は、低輝度領域での量子化誤差を小さくすることができる。以下、この点についてグラフを参照して説明する。 (Formula 2) and (Formula 3) have the characteristic that they asymptotically approach L=0 as L→0 by performing conversion related to exponentiation. On the other hand, (Equation 1) has a characteristic of asymptotic to V=γ*L as L→0. Therefore, the video processing device 1 can reduce quantization errors in low brightness areas. This point will be explained below with reference to graphs.

図2の横軸は、正規化された輝度信号Lの大きさを表している。縦軸は、正規化された映像信号Vの大きさを表している。曲線21は、γ=2.4として、(数式1)で表現されるダイナミックレンジカーブを示している。直線22は、曲線21がL→0で漸近する直線V=γ*Lを示している。また、曲線23は、(数式2)で表現されるダイナミックレンジカーブを示している。 The horizontal axis in FIG. 2 represents the magnitude of the normalized luminance signal L. The vertical axis represents the magnitude of the normalized video signal V. A curve 21 shows a dynamic range curve expressed by (Equation 1) with γ=2.4. A straight line 22 indicates a straight line V=γ*L where the curve 21 asymptotically approaches from L→0. Further, a curve 23 indicates a dynamic range curve expressed by (Equation 2).

曲線23は、L→0でL=0に漸近している。したがって、曲線23を用いて映像信号を輝度信号に変換した場合、低輝度に対応する映像信号がつぶれてしまう(つまり、L=0に変換されてしまう)。これにより、関連する映像処理方法では、量子化誤差が大きくなる。Hybrid Log-Gamma方式や、その他の方式を用いた関連技術でも同様である。一方、実施形態1にかかる映像処理方法では、曲線21を用いて映像信号を変換するため、量子化誤差を小さくできる。 The curve 23 asymptotically approaches L=0 as L→0. Therefore, when a video signal is converted into a luminance signal using the curve 23, the video signal corresponding to low luminance is distorted (that is, converted to L=0). This increases the quantization error in related video processing methods. The same applies to related technologies using the Hybrid Log-Gamma method and other methods. On the other hand, in the video processing method according to the first embodiment, since the video signal is converted using the curve 21, the quantization error can be reduced.

なお、もとの輝度信号と、映像信号との対応関係が(数式1)で表される場合、第1変換部11は、映像信号を、もとの輝度信号へ変換できる。したがって、後述する映像処理部12は、映像処理をより適切に施すことができる。それ以外の場合には、第1変換部11によって変換された輝度信号は、もとの輝度信号と完全に一致するわけではない。しかし、このような場合も、もとの輝度信号に近い信号を用いた適切な映像処理が可能であり、また、量子化誤差を小さくすることも可能である。 Note that when the correspondence relationship between the original luminance signal and the video signal is expressed by (Equation 1), the first converter 11 can convert the video signal into the original luminance signal. Therefore, the video processing unit 12, which will be described later, can perform video processing more appropriately. In other cases, the luminance signal converted by the first converter 11 does not completely match the original luminance signal. However, even in such a case, it is possible to perform appropriate video processing using a signal close to the original luminance signal, and it is also possible to reduce the quantization error.

図1に戻って、映像処理部12は、第1変換部11にて変換した輝度信号に対して映像処理を施す。映像処理部12は、例えば、クロマキー合成等の合成処理や、解像度の変換処理や、I/P(Interlace/Progressive)変換処理を行ってもよい。映像処理部12は、例えば、映像処理装置1を操作するユーザの入力に応じて映像処理を行ってもよい。 Returning to FIG. 1, the video processing section 12 performs video processing on the luminance signal converted by the first conversion section 11. The video processing unit 12 may perform, for example, a composition process such as chroma key composition, a resolution conversion process, or an I/P (Interlace/Progressive) conversion process. The video processing unit 12 may perform video processing, for example, in response to input from a user operating the video processing device 1.

第2変換部13は、映像処理部12にて映像処理を施した輝度信号を、(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する。これにより、第2変換部13は、映像処理が施された映像信号を生成できる。第2変換部13は、例えば(数式1)に対応するルックアップテーブルを用いて逆変換を行ってもよい。 The second conversion unit 13 inversely converts the luminance signal subjected to image processing by the image processing unit 12 into a video signal based on (Equation 1). Thereby, the second conversion unit 13 can generate a video signal subjected to video processing. The second conversion unit 13 may perform the inverse conversion using, for example, a lookup table corresponding to (Equation 1).

実施形態1にかかる映像処理装置1は、映像信号の変換(つまり、映像信号→輝度信号→映像信号の変換および逆変換)において、低輝度領域で線形な特性を有するダイナミックレンジカーブを使用する。したがって、映像処理装置1は、低輝度領域における量子化誤差を小さくすることができる。 The video processing device 1 according to the first embodiment uses a dynamic range curve having linear characteristics in a low brightness region in video signal conversion (that is, video signal→luminance signal→video signal conversion and inverse conversion). Therefore, the video processing device 1 can reduce the quantization error in the low brightness region.

なお、映像処理装置1は、図示しない構成としてプロセッサ、メモリ、および記憶装置を備える。また、当該記憶装置には、実施形態1にかかる映像処理方法の処理が実装されたコンピュータプログラムが記憶されている。そして、当該プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムを前記メモリへ読み込ませ、当該コンピュータプログラムを実行する。これにより、前記プロセッサは、第1変換部11、映像処理部12、および第2変換部13の機能を実現する。 Note that the video processing device 1 includes a processor, a memory, and a storage device as components not shown. Further, the storage device stores a computer program in which the processing of the video processing method according to the first embodiment is implemented. Then, the processor loads a computer program from the storage device into the memory and executes the computer program. Thereby, the processor realizes the functions of the first conversion section 11, the video processing section 12, and the second conversion section 13.

または、第1変換部11、映像処理部12、および第2変換部13は、それぞれが専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各構成要素の一部または全部は、汎用または専用の回路、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されてもよい。これらは単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続された複数のチップによって構成されてもよい。また、プロセッサとして、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphical Processing Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、量子プロセッサ(量子コンピュータ制御チップ)等を用いることができる。 Alternatively, the first conversion section 11, the video processing section 12, and the second conversion section 13 may each be realized by dedicated hardware. Further, part or all of each component may be realized by a general-purpose or dedicated circuit, a processor, etc., or a combination thereof. These may be composed of a single chip or a plurality of chips connected via a bus. Furthermore, as the processor, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphical Processing Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a quantum processor (quantum computer control chip), etc. can be used.

また、映像処理装置100の各構成要素の一部または全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。また、映像処理装置1の機能がSaaS(Software as a Service)形式で提供されてもよい。 Further, in the case where a part or all of each component of the video processing device 100 is realized by a plurality of information processing devices, circuits, etc., the plurality of information processing devices, circuits, etc. may be centrally arranged, It may also be distributed. For example, information processing devices, circuits, etc. may be realized as a client server system, a cloud computing system, or the like, in which each is connected via a communication network. Further, the functions of the video processing device 1 may be provided in a SaaS (Software as a Service) format.

実施形態2
実施形態2は、上述した実施形態1の具体例である。実施形態2にかかる映像処理装置は、放送用の映像信号に対して映像処理を行う。放送用の映像は、高い品質が要求される場合が多く、低輝度領域における量子化誤差を小さくすることが特に望まれている。
Embodiment 2
Embodiment 2 is a specific example of Embodiment 1 described above. The video processing device according to the second embodiment performs video processing on a broadcast video signal. Video for broadcasting often requires high quality, and it is particularly desirable to reduce quantization errors in low brightness areas.

図3は、実施形態2にかかる映像処理システム1000の構成を示すブロック図である。映像処理システム1000は、送出される映像を高い精度で調整するマスターシステムに含まれていてもよい。映像処理システム1000は、映像処理装置100、カメラ200、および送信所300を備えている。カメラ200は、放送用の映像を撮像し、シリアルデジタルインタフェース(SDI)を介して映像信号を映像処理装置100に出力する。ここで、カメラ200は、例えば(数式1)に基づく映像信号を出力していてもよい。送信所300は、映像信号に基づき電波を送信するための電気設備を備えている。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a video processing system 1000 according to the second embodiment. The video processing system 1000 may be included in a master system that adjusts the transmitted video with high precision. The video processing system 1000 includes a video processing device 100, a camera 200, and a transmitting station 300. The camera 200 captures a video for broadcasting and outputs a video signal to the video processing device 100 via a serial digital interface (SDI). Here, the camera 200 may output a video signal based on (Equation 1), for example. The transmitting station 300 includes electrical equipment for transmitting radio waves based on video signals.

映像処理装置100は、上述した映像処理装置1の具体例である。映像処理装置100は、入力装置110、第1変換部120、映像処理部130、および第2変換部140を備えている。映像処理装置100は、例えば放送局内のマスター室に設置されていてもよい。入力装置110は、ユーザが入力を行うためのハードウェアであり、例えばマウスやキーボードであってもよい。 The video processing device 100 is a specific example of the video processing device 1 described above. The video processing device 100 includes an input device 110, a first conversion section 120, a video processing section 130, and a second conversion section 140. The video processing device 100 may be installed, for example, in a master room within a broadcasting station. The input device 110 is hardware for a user to input, and may be, for example, a mouse or a keyboard.

第1変換部120は、上述した第1変換部11の具体例である。第1変換部120は、カメラ200から映像信号を取得し、(数式1)に基づき映像信号を輝度信号に変換する。映像処理部130は、上述した映像処理部12の具体例である。映像処理部130は、入力装置110への入力に基づき、第1変換部120が変換した輝度信号に対して映像処理を施す。第2変換部140は、上述した第2変換部13の具体例である。第2変換部140は、映像処理が施された輝度信号を(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する。映像処理装置100は、逆変換した映像信号を送信所300に出力してもよい。 The first converter 120 is a specific example of the first converter 11 described above. The first conversion unit 120 acquires a video signal from the camera 200, and converts the video signal into a luminance signal based on (Equation 1). The video processing unit 130 is a specific example of the video processing unit 12 described above. The video processing unit 130 performs video processing on the luminance signal converted by the first conversion unit 120 based on the input to the input device 110. The second conversion unit 140 is a specific example of the second conversion unit 13 described above. The second conversion unit 140 inversely converts the luminance signal subjected to image processing into a video signal based on (Equation 1). The video processing device 100 may output the inversely converted video signal to the transmitting station 300.

次に、図4を参照して、映像処理装置100が映像処理を行う流れについて具体的に説明する。図4は、背景映像に人物映像を合成する処理を模式的に示す概略図である。例えば、ニュース番組等では、キャスターの映像と、背景映像とを合成することがよく行われている。 Next, with reference to FIG. 4, the flow of video processing performed by the video processing device 100 will be specifically described. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing the process of combining a background image with a person image. For example, in news programs and the like, it is common practice to combine a caster's video with a background video.

このような場合、まず、第1変換部120は、(数式1)に基づいて背景映像(第1の映像信号とも称される)を変換し、輝度信号L1を出力する(ステップS101)。また、第1変換部120は、(数式1)に基づいて人物映像(第2の映像信号とも称される)を変換し、輝度信号L2を出力する(ステップS102)。そして、映像処理部130は、ユーザの入力に応じて、輝度信号L1と輝度信号L2とを合成する合成処理を施し、合成映像である輝度信号L3を出力する(ステップS103)。最後に、第2変換部140は、輝度信号L3を(数式1)に基づいて逆変換する(ステップS104)。なお、図4の輝度信号L1、L2およびL3は、正規化した信号でなくてもよい。 In such a case, the first conversion unit 120 first converts the background video (also referred to as a first video signal) based on (Equation 1) and outputs the luminance signal L1 (step S101). Further, the first conversion unit 120 converts the human image (also referred to as a second video signal) based on (Equation 1) and outputs the luminance signal L2 (step S102). Then, the video processing unit 130 performs a combining process to combine the brightness signal L1 and the brightness signal L2 according to the user's input, and outputs the brightness signal L3, which is a combined video (step S103). Finally, the second conversion unit 140 inversely transforms the luminance signal L3 based on (Equation 1) (step S104). Note that the luminance signals L1, L2, and L3 in FIG. 4 do not need to be normalized signals.

次に、図5および図6を参照して、量子化誤差の大きさの評価結果について説明する。図5は(数式2)を用いて映像変換した場合の量子化誤差の大きさを示す概略図であり、図6は(数式1)を用いて映像変換した場合の量子化誤差の大きさを示す概略図である。ここで、定数γ=2.4とし、映像信号および輝度信号の精度を876として評価を行っている。 Next, the results of evaluating the magnitude of quantization error will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Figure 5 is a schematic diagram showing the magnitude of quantization error when video is converted using (Formula 2), and Figure 6 is a schematic diagram showing the magnitude of quantization error when video is converted using (Formula 1). FIG. Here, the evaluation is performed with the constant γ=2.4 and the accuracy of the video signal and luminance signal as 876.

量子化誤差を評価するため、映像処理を行わず、映像の変換および逆変換のみを行うケースを検討した。評価では、輝度信号や映像信号を正規化し数式を用いて計算した。しかし、上述の通り、実施形態では、正規化や数式による計算を行わなくてもよい。以下では、図5および図6に示す映像信号空間1、輝度信号空間、および映像信号空間2のそれぞれに含まれている信号について順番に説明する。 In order to evaluate the quantization error, we considered a case in which only video transformation and inverse transformation was performed without video processing. In the evaluation, brightness signals and video signals were normalized and calculated using mathematical formulas. However, as described above, in the embodiment, normalization and calculation using formulas may not be performed. Below, signals included in each of video signal space 1, luminance signal space, and video signal space 2 shown in FIGS. 5 and 6 will be explained in order.

まず、映像信号空間1の原信号Dv1および映像信号V1について説明する。原信号Dv1は、映像信号を表すデジタル信号である。原信号Dv1が取り得る値のうち、低輝度領域として0から20までの範囲について検討を行っている。映像信号V1は、原信号Dv1を[0,1]に正規化したものを表している。 First, the original signal Dv1 and the video signal V1 in the video signal space 1 will be explained. The original signal Dv1 is a digital signal representing a video signal. Among the values that the original signal Dv1 can take, the range from 0 to 20 is being considered as a low luminance region. The video signal V1 represents the original signal Dv1 normalized to [0,1].

次に、輝度信号空間の輝度信号L、および量子化信号Dl(lはエルを表している)について説明する。図5の輝度信号Lは、(数式2)に基づき映像信号V1を変換したものを表している。図6の輝度信号Lは、(数式1)に基づき映像信号V1を変換したものを表している。量子化信号Dlは、輝度信号Lをデジタル信号として表したものを示している。(数式2)を用いた場合、輝度信号Lおよび量子化信号Dlは全て0となっているのに対し、(数式1)を用いた場合、輝度信号Lおよび量子化信号Dlは0になっていないことがわかる。 Next, the luminance signal L in the luminance signal space and the quantized signal Dl (l represents EL) will be explained. The luminance signal L in FIG. 5 represents the video signal V1 converted based on (Equation 2). The luminance signal L in FIG. 6 represents the video signal V1 converted based on (Equation 1). The quantized signal Dl represents the luminance signal L as a digital signal. When (Formula 2) is used, the luminance signal L and quantization signal Dl are all 0, whereas when (Formula 1) is used, the luminance signal L and quantization signal Dl are 0. It turns out that there isn't.

次に、映像信号空間2の映像信号V2、量子化信号Dv2、および誤差について説明する。図5の映像信号V2は、量子化信号Dlを正規化した後、(数式2)に基づき逆変換した映像信号を表している。図6の映像信号V2は、量子化信号Dlを正規化した後、(数式1)に基づき逆変換した映像信号を表している。量子化信号Dv2は、映像信号V2をデジタル信号として表したものを示している。誤差は、原信号Dv1と量子化信号Dv2との差分を示しており、映像信号の変換および逆変換に伴う量子化誤差を表している。関連技術を用いた場合、図5に示されるように、最大で20程度の量子化誤差が生じる。一方、(数式1)を用いた場合、誤差は最大でも1程度に抑えられている。よって、実施形態2にかかる映像処理装置を用いることにより、低輝度領域における量子化誤差を小さくできることがわかる。 Next, the video signal V2, quantized signal Dv2, and error in the video signal space 2 will be explained. The video signal V2 in FIG. 5 represents a video signal obtained by normalizing the quantized signal Dl and then inversely transforming it based on (Equation 2). The video signal V2 in FIG. 6 represents a video signal obtained by normalizing the quantized signal Dl and then inversely transforming it based on (Equation 1). The quantized signal Dv2 represents the video signal V2 as a digital signal. The error indicates the difference between the original signal Dv1 and the quantized signal Dv2, and represents the quantization error accompanying the conversion and inverse conversion of the video signal. When the related technology is used, as shown in FIG. 5, a quantization error of about 20 at most occurs. On the other hand, when (Equation 1) is used, the error is suppressed to about 1 at most. Therefore, it can be seen that by using the video processing device according to the second embodiment, the quantization error in the low luminance region can be reduced.

なお、上述の実施形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではない。本開示は、任意の処理を、CPUにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。 In addition, although the above-mentioned embodiment demonstrated as a hardware structure, it is not limited to this. The present disclosure can also realize arbitrary processing by causing the CPU to execute a computer program.

上述の例において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された1又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群(又はソフトウェアコード)を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory(RAM)、read-only memory(ROM)、フラッシュメモリ、solid-state drive(SSD)又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc(DVD)、Blu-ray(登録商標)ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。 In the examples above, the program includes instructions (or software code) that, when loaded into a computer, cause the computer to perform one or more of the functions described in the embodiments. The program may be stored on a non-transitory computer readable medium or a tangible storage medium. By way of example and not limitation, computer readable or tangible storage media may include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, solid-state drive (SSD) or other memory technology, CD -Includes ROM, digital versatile disc (DVD), Blu-ray disc or other optical disc storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disc storage or other magnetic storage device. The program may be transmitted on a transitory computer-readable medium or a communication medium. By way of example and not limitation, transitory computer-readable or communication media includes electrical, optical, acoustic, or other forms of propagating signals.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit.

1 映像処理装置
11 第1変換部
12 映像処理部
13 第2変換部
100 映像処理装置
110 入力装置
120 第1変換部
130 映像処理部
140 第2変換部
200 カメラ
300 送信所
1000 映像処理システム
1 Video processing device 11 First conversion unit 12 Video processing unit 13 Second conversion unit 100 Video processing device 110 Input device 120 First conversion unit 130 Video processing unit 140 Second conversion unit 200 Camera 300 Transmission station 1000 Video processing system

Claims (9)

γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換する第1の変換部と、
前記第1の変換部にて変換した輝度信号に対して映像処理を施す映像処理部と、
前記映像処理部にて映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する第2の変換部と、
を備える映像処理装置。
Figure 0007364250000008
A first conversion unit that converts a video signal into a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal;
a video processing unit that performs video processing on the luminance signal converted by the first conversion unit;
a second conversion unit that inversely converts the luminance signal subjected to image processing in the video processing unit into a video signal based on the following (Equation 1);
An image processing device comprising:
Figure 0007364250000008
前記第1の変換部は、
前記(数式1)に基づく映像信号を取得し、前記(数式1)に基づいて輝度信号に変換する、
請求項1に記載の映像処理装置。
The first conversion unit is
Obtaining a video signal based on the above (Formula 1) and converting it into a luminance signal based on the above (Formula 1);
The video processing device according to claim 1.
前記映像信号は放送用の映像信号である、
請求項1または2のいずれかに記載の映像処理装置。
The video signal is a video signal for broadcasting,
The video processing device according to claim 1 or 2.
前記映像処理装置は、前記逆変換した映像信号を送信所に出力する、
請求項3に記載の映像処理装置。
The video processing device outputs the inversely converted video signal to a transmitting station.
The video processing device according to claim 3.
前記第1の変換部は、
前記(数式1)に基づいて第1の映像信号を第1の輝度信号に変換し、前記(数式1)に基づいて第2の映像信号を第2の輝度信号に変換し、
前記映像処理部は、
前記第1の輝度信号と前記第2の輝度信号とを合成する映像処理を施す、
請求項1から4のいずれか1項に記載の映像処理装置。
The first conversion unit is
Converting the first video signal to a first luminance signal based on the above (Formula 1), converting the second video signal to a second luminance signal based on the above (Formula 1),
The video processing unit includes:
performing video processing to synthesize the first luminance signal and the second luminance signal;
The video processing device according to any one of claims 1 to 4.
映像信号を出力するカメラと、
映像処理装置と、
を備え、
前記映像処理装置は、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて前記映像信号を輝度信号に変換し、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施し、
前記映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する、
映像処理システム。
Figure 0007364250000009
A camera that outputs a video signal,
a video processing device;
Equipped with
The video processing device includes:
Convert the video signal to a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
Performing video processing on the converted luminance signal,
Inversely converting the luminance signal subjected to the video processing into a video signal based on the following (Equation 1),
Video processing system.
Figure 0007364250000009
前記カメラは、
前記(数式1)に基づく映像信号を出力する、
請求項6に記載の映像処理システム。
The camera is
outputting a video signal based on the above (Formula 1);
The video processing system according to claim 6.
コンピュータが、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換し、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施し、
前記映像処理を施した輝度信号を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する、
映像処理方法。
Figure 0007364250000010
The computer is
Convert the video signal to a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
Performing video processing on the converted luminance signal,
Inversely converting the luminance signal subjected to the video processing into a video signal based on the following (Equation 1),
Video processing method.
Figure 0007364250000010
コンピュータに、
γを定数とし、Lを正規化した輝度信号とし、Vを正規化した映像信号として、下記(数式1)に基づいて映像信号を輝度信号に変換する処理と、
前記変換した輝度信号に対して映像処理を施す処理と、
前記映像処理を施した映像を、下記(数式1)に基づいて映像信号に逆変換する処理と、
を実行させる映像処理プログラム。
Figure 0007364250000011
to the computer,
A process of converting the video signal into a brightness signal based on the following (Equation 1), where γ is a constant, L is a normalized brightness signal, and V is a normalized video signal,
a process of performing video processing on the converted luminance signal;
A process of inversely converting the video subjected to the video processing into a video signal based on the following (Equation 1);
A video processing program that runs
Figure 0007364250000011
JP2021113194A 2021-07-07 2021-07-07 Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program Active JP7364250B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113194A JP7364250B2 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113194A JP7364250B2 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023009702A JP2023009702A (en) 2023-01-20
JP7364250B2 true JP7364250B2 (en) 2023-10-18

Family

ID=85118982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021113194A Active JP7364250B2 (en) 2021-07-07 2021-07-07 Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7364250B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006203846A (en) 2004-12-24 2006-08-03 Seiko Epson Corp Image processing device, image processing method, image processing program, print controller, print control method and print control program
JP2021510964A (en) 2018-01-11 2021-04-30 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Signaling mechanism for equal range and other DRA parameters for video coding

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006203846A (en) 2004-12-24 2006-08-03 Seiko Epson Corp Image processing device, image processing method, image processing program, print controller, print control method and print control program
JP2021510964A (en) 2018-01-11 2021-04-30 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Signaling mechanism for equal range and other DRA parameters for video coding

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023009702A (en) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102230776B1 (en) Linear encoder for image/video processing
CN109274985B (en) Video transcoding method and device, computer equipment and storage medium
US10750146B2 (en) High dynamic range color conversion correction
JP2018506916A (en) Method and device for mapping HDR picture to SDR picture and corresponding SDR to HDR mapping method and device
US11049229B2 (en) High dynamic range processing
US20210337163A1 (en) System and method for image format conversion using 3d lookup table approximation
US20150178904A1 (en) Method and device for converting an image sequence whose luminance values belong to a high dynamic range
US10742986B2 (en) High dynamic range color conversion correction
CN112689137B (en) Video signal processing method and device
JP6376767B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
CN111738950B (en) Image processing method and device
JP7364250B2 (en) Video processing device, video processing method, video processing system, and video processing program
US20220004857A1 (en) Neural network processing apparatus, neural network processing method, and neural network processing program
WO2017129147A1 (en) Image coding and decoding methods and devices, and image coding/decoding system
JP2019080156A (en) Image processing method and image processing apparatus
JP6602414B2 (en) Apparatus, method, and program
KR101634652B1 (en) Method and apparatus for intensificating contrast in image
US8630488B2 (en) Creating a duotone color effect using an ICC profile
JP7005570B2 (en) Equipment, methods, and programs
CN117692679B (en) Quality enhancement video transmission method, device, electronic equipment and readable medium
WO2023070582A1 (en) A device and method for noise-adaptive high dynamic range image processing
US10715772B2 (en) High dynamic range color conversion correction
US11037527B2 (en) Display apparatus and display method
JP2017506443A (en) Image processing method for maintaining small color / gray difference
JP6389748B2 (en) Image processing apparatus and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230928

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7364250

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151