KR20160113114A - 송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HDR 비디오 데이터에 기초하는 화상을 LDR 모니터에 양호하게 표시 가능하게 한다. 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터(HDR 비디오 데이터)에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터(LDR 비디오 데이터)를 얻는다. 이 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신한다.

Description

송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법{TRANSMISSION DEVICE, TRANSMISSION METHOD, RECEIVING DEVICE AND RECEIVING METHOD}
본 기술은 송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 비디오 데이터의 레벨 범위를 압축하여 송신하는 송신 장치 등에 관한 것이다.
종래, 정상적인 밝기 표시를 하는 LDR(Low Dynamic Range) 모니터에 넓은 다이나믹 레인지를 갖는 HDR(High Dynamic Range) 화상을 표시시킨 경우, 암부의 흑화 현상, 명부의 백화 현상 등이 발생하고, 또한 전체적으로 어두운 화상이 되는 것이 알려져 있다. 도 23의 (a)는 0％ 내지 100*N％의 레벨 범위를 갖는 오리지널 HDR 화상의 휘도 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. 여기서, 「％」의 값은, 100cd/㎡를 100％로 한 밝기의 비율을 나타내고 있다. 도 23의 (b)는, 오리지널 HDR 화상을 LDR 영역에 압축하여 얻어진 LDR 화상의 휘도 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. HDR 화상의 휘도 피크에 대하여 LDR 화상의 휘도 피크가 휘도 레벨 하위로 이행하는 점에서, 전체적으로 어두운 화상이 된다.
또한, 종래, 모니터 특성의 역 특성을 갖는 데이터를 입력함으로써, 모니터의 감마 특성을 보정하는 감마 보정이 알려져 있다. 예를 들어, 비특허문헌 1에는, 0 내지 100％*N(N은 1보다 크다)의 레벨을 갖는 입력 비디오 데이터에 감마 커브를 적용하여 얻어진 전송 비디오 데이터를 부호화함으로써 생성된 비디오 스트림을 송신하는 것 등이 기재되어 있다.
High Efficiency Video Coding(HEVC) text specification draft 10(for FDIS & Last Call)
본 기술의 목적은, HDR 비디오 데이터에 기초하는 LDR 화상을 양호하게 표시 가능하게 하는 데에 있다.
본 기술의 개념은,
제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 얻는 레벨 변환부와,
상기 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신하는 송신부를 구비하는
송신 장치에 있다.
본 기술에 있어서, 레벨 변환부에 의해, 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브가 적용되어, 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터가 얻어진다. 예를 들어, 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)일 수 있다.
송신부에 의해, 레벨 변환부에서 얻어진 전송 비디오 데이터가, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신된다. 예를 들어, 송신부는, 전송 비디오 데이터가 부호화되어서 얻어진 비디오 스트림을 송신하고, 보조 정보는 비디오 스트림의 레이어에 삽입되도록 되어도 된다.
이와 같이 본 기술에 있어서는, 예를 들어 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브가 적용되어 얻어진 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터가 송신되는 것이다. 그 때문에, 예를 들어 소정의 레벨 맵핑·커브로서 화상 내용에 따른 적절한 특성을 사용함으로써 전송 비디오 데이터에 의해 LDR 화상을 양호하게 표시하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 기술에 있어서는, 전송 비디오 데이터와 함께 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보가 송신되는 것이다. 그 때문에, 예를 들어 수신측에 있어서, 이 보조 정보에 기초하여, 전송 비디오 데이터에 적절한 레벨 변환 처리를 행할 수 있고, 양호한 화상 표시가 가능하게 된다.
또한, 본 기술에 있어서, 예를 들어 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보일 수 있다. 이 경우, 수신측에 있어서는, 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 예를 들어 전송 비디오 데이터로부터 HDR 모니터용의 HDR 비디오 데이터를 재현하는 것이 가능하게 되고, 양호한 HDR 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 수신측에 있어서는, 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 예를 들어 전송 비디오 데이터, 또는 이 전송 비디오 데이터가 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 레벨 맵핑되어 얻어진 비디오 데이터에 대하여 모니터의 감마 특성에 맞는 레벨 변환(전광 변환)을 실시할 수 있고, 양호한 화상 표시가 가능하게 된다.
예를 들어, 송신부가 전송 비디오 데이터와 함께 송신하는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 수신측에 있어서는, 복수의 전광 변환 특성 중에서 시청 환경의 밝기에 따른 전광 변환 특성을 자동 또는 수동으로 선택하여 사용할 수 있고, 시청 환경의 밝기에 따른 양호한 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 기술의 다른 개념은,
제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 수신하는 수신부와,
상기 전송 비디오 데이터의 레벨을, 해당 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환하는 처리부를 구비하는
수신 장치에 있다.
본 기술에 있어서, 수신부에 의해, 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터가 수신된다. 처리부에 의해, 전송 비디오 데이터의 레벨이, 이 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환된다.
이렇게 본 기술에 있어서는, 전송 비디오 데이터의 레벨이, 이 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환되는 것이다. 그로 인해, 수신된 전송 비디오 데이터에 적절한 레벨 변환이 실시되는 점에서, 모니터에 양호한 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 기술에 있어서, 예를 들어 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보일 수 있다. 이 경우, 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 예를 들어 전송 비디오 데이터로부터 HDR 모니터용의 HDR 비디오 데이터를 재현하는 것이 가능하게 되고, 양호한 HDR 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우, 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 예를 들어 전송 비디오 데이터, 또는 이 전송 비디오 데이터가 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 레벨 맵핑되어서 얻어진 비디오 데이터에 대하여 모니터의 감마 특성에 맞는 레벨 변환(전광 변환)을 실시할 수 있고, 양호한 화상 표시가 가능하게 된다.
예를 들어, 처리부는, 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를, 이 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 출력 비디오 데이터를 얻도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)이고, 제3 레벨 범위는 0％ 내지 Q％(Q는 100 이상이고 N 이하의 수)일 수 있다. 그리고, 이 경우, 제3 레벨 범위의 최대 레벨은, 표시 가능한 최대 레벨의 정보에 기초하여 결정되도록 되어도 된다.
또한, 예를 들어 처리부는, 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터, 또는 이 전송 비디오 데이터가 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 레벨 맵핑되어 얻어진 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 비디오 데이터에, 전광 변환을 실시하여 출력 비디오 데이터를 얻도록 되어도 된다.
또한, 예를 들어 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하고, 복수의 전광 변환 특성으로부터 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하는 선택부를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 선택부는, 센서 출력 또는 유저 조작 입력에 기초하여, 복수의 전광 변환 특성으로부터 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 복수의 전광 변환 특성 중에서 시청 환경의 밝기에 따른 전광 변환 특성을 자동 또는 수동으로 선택하여 사용할 수 있고, 시청 환경의 밝기에 따른 양호한 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
본 기술에 의하면, HDR 비디오 데이터에 기초하는 LDR 화상을 양호하게 표시 가능하게 된다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 한정되는 것은 아니고, 또한 부가적인 효과가 있어도 된다.
도 1은, 실시 형태로서의 송수신 시스템의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 송신측에 있어서의 HDR 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, HDR 변환 특성(레벨 맵핑·커브)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 수신측에 있어서의 HDR 역변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, HDR 역변환 특성(레벨 맵핑·커브)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은, 전광 변환 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 송신 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 8은, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP의 선두의 액세스 유닛을 나타내는 도면이다.
도 9는, HDR 맵핑·SEI 메시지의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 10은, HDR 맵핑·SEI 메시지의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 11은, HDR 맵핑·SEI 메시지의 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용을 나타내는 도면이다.
도 12는, HDR·인포메이션·디스크립터의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 13은, HDR·인포메이션·디스크립터의 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용을 나타내는 도면이다.
도 14는, 트랜스포트 스트림의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 15는, 수신 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 16은, 「eotf_table_type_main」의 정보에서 나타나는 메인 타입과 「eotf_table_type_sub」의 정보에서 나타나는 서브 타입의 조합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은, 메인 및 서브의 각 타입이 나타내는 변환 커브의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은, 수신 장치에 있어서의 HDR 역변환과 전광 변환의 연동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는, 수신 장치의 처리 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 20은, HDR 역변환 특성을 반영시킨 전광 변환 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은, HDR 역변환 특성을 반영시킨 전광 변환 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는, HDR 변환 특성을 반영시킨 광전 변환 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은, HDR 화상을 LDR 영역에 압축하여 LDR 화상을 얻는 경우에 휘도 피크가 휘도 레벨 하위로 이행하는 것을 나타내는 도면이다.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시 형태」로 함)에 대하여 설명한다. 또한, 설명을 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태
2. 변형예
<1. 실시 형태>
[송수신 시스템의 구성예]
도 1은, 실시 형태로서의 송수신 시스템(10)의 구성예를 나타내고 있다. 이 송수신 시스템(10)은, 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)에 의해 구성되어 있다.
송신 장치(100)는, 컨테이너로서의 MPEG2의 트랜스포트 스트림 TS를 생성하고, 이 트랜스포트 스트림 TS를 방송파 또는 네트의 패킷에 실어서 송신한다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 전송 비디오 데이터가 부호화되어서 얻어진 비디오 스트림을 갖는 것이다.
이 전송 비디오 데이터는, 입력 비디오 데이터인 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진, LDR 화상의 비디오 데이터이다. 이 경우, 전송 비디오 데이터의 레벨 범위는 입력 비디오 데이터의 레벨 범위에 대하여 압축되지만, 반드시 전역이 일정하게 압축되는 것은 아니고, 레벨 맵핑·커브에 따라, 저압축 영역이나 고압축 영역이 발생하고, 또한 저압축 영역의 폭이나 위치도 변화한다.
여기서, 오리지널 HDR 화상, 따라서 입력 비디오 데이터는 제1 레벨 범위를 갖고, 전송 화상, 따라서 전송 비디오 데이터는 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 것이 된다. 도 2의 (a)는 오리지널 HDR 레벨, 즉 입력 비디오 데이터의 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. 이 예에서는, 입력 비디오 데이터는, 0％ 내지 N％(N>100)의 레벨 범위를 갖고 있다. 도 2의 (b)는 부호화 전송 레벨, 즉 전송 비디오 데이터의 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. 이 예에서는, 전송 비디오 데이터는, 0％ 내지 P％(100<=P<N)의 레벨 범위를 갖고 있다. 또한, 「％」의 값은, 100cd/㎡를 100％로 한 상대값을 나타내고 있다.
입력 비디오 데이터의 0％ 내지 J％의 영역은 고압축 영역으로 되고, 레벨 맵핑 처리에 의해, 전송 비디오 데이터의 0％ 내지 J'％의 영역으로 변환되고 있다. 또한, 입력 비디오 데이터의 J％ 내지 K％의 영역은 저압축 영역으로 되고, 레벨 맵핑 처리에 의해, 전송 비디오 데이터의 J'％ 내지 K'％의 영역으로 변환되고 있다. 또한, 입력 비디오 데이터의 K％ 내지 N％의 영역은 고압축 영역으로 되고, 레벨 맵핑 처리에 의해, 전송 비디오 데이터의 K'％ 내지 P％의 영역으로 변환되고 있다.
여기서, 저압축 영역은, 명도 레벨에 대해서, 레벨 맵핑 처리에서 오리지널 품질 손실이 적게 전송하는 레벨 영역이다. 한편, 고압축 영역은, 레벨 맵핑 처리에서 오리지널 품질에 대하여 적극적으로 압축을 행해 소정의 표시 레벨에 수용되도록 하는 레벨 영역이다. 이와 같이, 레벨 범위를 선택적으로 압축함으로써, HDR 비대응의 표시 장치(모니터)에서 적절한 명암 표시를 행하는 것이 가능하게 된다.
도 3은, HDR 변환 특성, 즉 레벨 맵핑·커브의 일례를 나타내고 있다. (1)의 레벨 맵핑·커브는, 화상의 어두운 부분을 섬세하고 치밀하게 표현하는 경우의 예이다. 이 경우, 3 분할한 레벨 범위 중에서, 어두운 레벨의 범위는 다 레벨로 변환되고, 중앙 레벨의 범위는 다음에 다 레벨로 변환되고, 그리고 밝은 레벨의 범위는 소 레벨로 변환된다. (2)의 레벨 맵핑·커브는, 화상의 중앙 레벨의 부분을 섬세하고 치밀하게 표현하는 경우의 예이다. 이 경우, 3 분할한 레벨 범위 중에서, 중앙 레벨의 범위는 다 레벨로 변환되고, 밝은 레벨의 범위는 다음에 다 레벨로 변환되고, 그리고 어두운 레벨의 범위는 소 레벨로 변환된다. (3)의 레벨 맵핑·커브는, 화상의 각 밝기의 부분을 균등하게 표현하는 경우의 예이다. 또한, 도 3은, 연쇄하는 레벨 맵핑·커브의 수가 3인 것을 나타내고 있지만, 이 수는 3에 한정되지 않는다.
송신 장치(100)는 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신한다. 송신 장치(100)는, 예를 들어 비디오 스트림의 레이어에, 보조 정보로서, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보를 삽입한다.
레벨 맵핑·커브 정보에는, 예를 들어 비압축 축에서의 밝기의 피크 레벨 퍼센트 값(도 3의 「Uw」 참조), 비압축 축에서의 피크 퍼센트 범위에 있어서의 맵핑 포인트(mapping point)의 레벨의 퍼센트 값(도 3의 「U1, U2」 참조), 레벨 압축한 축에서의 밝기의 피크 레벨 퍼센트 값(도 3의 「Vw」 참조), 압축 축에서의 피크 퍼센트 범위에 있어서의 맵핑 포인트(mapping point)의 레벨의 퍼센트 값(도 3의 「V1, V2」 참조) 등이 포함된다. 또한, 전광 변환 특성 정보에는, 예를 들어 전광 변환 특성의 타입, 또는 전광 변환 특성을 나타내는 룩업 테이블(LUT)의 값 등이 포함된다.
수신 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 방송파 또는 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS를 수신한다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 전송 비디오 데이터가 부호화되어서 얻어진 비디오 스트림을 갖고 있다. 수신 장치(200)는 비디오 스트림에 대하여 디코드 등의 처리를 행하여, 표시용의 비디오 데이터(출력 비디오 데이터)를 취득한다.
비디오 스트림의 레이어에는, 상술한 바와 같이, 보조 정보로서, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보가 삽입되어 있다. 수신 장치(200)는 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 전송 비디오 데이터에, 송신 장치(100)에 있어서의 상술한 HDR 변환과는 역의 변환인 HDR 역변환을 실시하여, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터를 생성한다.
재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨 범위는, 전송 비디오 데이터의 레벨 범위인 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 것이 된다. 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨(피크 레벨)은, 예를 들어 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨(피크 레벨), 또는 수신 기능으로 정의되는 표시 가능한 최대 레벨(피크 레벨)에 의해, 제한된다.
도 4의 (a)는 도 2의 (b)와 동일한 부호화 전송 레벨, 즉 전송 비디오 데이터의 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. 이 예에서는, 전송 비디오 데이터는, 0％ 내지 P％(100<=P<N)의 레벨 범위를 갖고 있다. 도 4의 (b)는 전송 비디오 데이터에 대하여 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 송신측의 HDR 변환과는 역의 변환이 실시되어 얻어진 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨 분포의 일례를 나타내고 있다. 이 예의 HDR 화상의 비디오 데이터는 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터와 동일하게, 0％ 내지 N％(N>100)의 레벨 범위를 갖고 있다.
도 5는, 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하는 HDR 역변환 특성의 일례를 나타내고 있다. (1), (2), (3)의 HDR 역변환 특성은, 각각 상술한 도 3의 (1), (2), (3)의 레벨 맵핑·커브에 대응하고 있다.
이 실시 형태에 있어서, HDR 역변환에서 얻어지는 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨은, 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨(N％)과 수신 기능으로 정의되는 표시 가능한 최대 레벨(Q％)의 대소 관계에 의해, 이하와 같이 결정된다. 즉, P<Q<N의 경우, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨은 Q％가 된다. 또한, P<N<Q의 경우, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨은 N％가 된다.
상술한 도 4의 (b)는, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨이 N％가 되는 경우에 있어서의, 당해 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨 분포도 나타내고 있다. 이 예에서는, 전송 비디오 데이터의 0％ 내지 J'％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 0％ 내지 J％의 영역으로 변환되고 있다. 또한, 전송 비디오 데이터의 J'％ 내지 K'％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 J％ 내지 K％의 영역으로 변환되고 있다.
또한, 전송 비디오 데이터의 K'％ 내지 P％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 K％ 내지 N％의 영역으로 변환되고 있다. 이 경우, 높은 레벨 값의 표시에 대해서는, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨은, 전송 비디오 데이터의 레벨에 대하여 (N-K)/(P-K')의 비율의 분을 곱한 것이 된다.
도 4의 (c)는, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨이 Q％가 되는 경우에 있어서의, 당해 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨 분포를 나타내고 있다. 이 예에서는, 전송 비디오 데이터의 0％ 내지 J'％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 0％ 내지 J％의 영역으로 변환되고 있다. 또한, 입력 비디오 데이터의 J'％ 내지 K'％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 J％ 내지 K％의 영역으로 변환되고 있다.
또한, 입력 비디오 데이터의 K'％ 내지 P％의 영역은, HDR 역변환에 의해, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 K％ 내지 Q％의 영역으로 변환되고 있다. 이 경우, 높은 레벨 값의 표시에 대해서는, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 레벨은, 전송 비디오 데이터의 레벨에 대하여, (Q-K)/(P-K')의 비율의 분을 곱한 것이 된다.
또한, 수신 장치(200)는 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 전송 비디오 데이터, 또는 이 전송 비디오 데이터에 HDR 역변환이 실시되어 얻어진 HDR 화상의 비디오 데이터에 전광 변환 처리를 행하여, 표시용의 비디오 데이터(출력 비디오 데이터)를 생성한다.
도 6은, 전광 변환 특성의 일례를 나타내고 있다. 곡선 a는, 저휘도를 고정밀도로 표시시키기 위한 전광 변환 특성의 일례를 나타내고 있다. 곡선 b는, 극히 저휘도 부분을 거칠게(roughly)하고, 다른 휘도 부분을 고정밀도로 표시시키기 위한 전광 변환 특성의 일례를 나타내고 있다. 곡선 c는 고휘도, 저휘도의 정밀도를 밸런스 좋게 취하여 표시시키기 위한 전광 변환 특성의 일례를 나타내고 있다. 또한, 송신 장치(100)에서의 광전 변환 특성은, 수신 장치(200)에서의 전광 변환 특성의 역특성이 되도록 하는 것이 일반적이다.
「송신 장치의 구성예」
도 7은, 송신 장치(100)의 구성예를 나타내고 있다. 이 송신 장치(100)는 제어부(101)와, 카메라(102)와, 광전 변환부(103)와, HDR 변환부(104)와, 비디오 인코더(105)와, 시스템 인코더(106)와, 송신부(107)를 갖고 있다. 제어부(101)는 CPU(Central Processing Unit)를 구비하여 구성되고, 도시하지 않은 스토리지에 저장되어 있는 제어 프로그램에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 부의 동작을 제어한다.
카메라(102)는 피사체를 촬상하여, HDR(High Dynamic Range) 화상의 비디오 데이터를 출력한다. 이 비디오 데이터는 0 내지 100％*N, 예를 들어 0 내지 400％ 또는 0 내지 800％ 등의 레벨 범위를 갖는다. 여기서, 100％의 레벨은, 백색의 휘도값 100cd/㎡에 상당하는 것이다.
광전 변환부(103)는, 카메라(102)로부터 얻어지는 비디오 데이터에 대하여 감마 커브를 적용하여 광전 변환을 행한다. HDR 변환부(104)는, 광전 변환 후의 HDR 화상의 비디오 데이터에 대하여 소정의 레벨 맵핑·커브(도 3 참조)를 적용하여 HDR 변환(레벨 맵핑)을 실시하고, 레벨 범위가 압축된 LDR 화상의 전송 비디오 데이터를 생성한다(도 2 참조). 이 경우, 예를 들어 HDR 변환부(104)의 입력 화상이 12비트 이상으로 나타나는 경우, HDR 변환부(104)의 출력 화상은 10비트 이하로 나타나게 된다. 또한, 여기에서 적용되는 레벨 맵핑·커브로서는, 예를 들어 화상의 밝기를 나타내는 파라미터에 대응 지어진 소정의 레벨 맵핑·커브가, 자동으로 또는 유저 조작에 의해 선택된다.
비디오 인코더(105)는, HDR 변환부(104)에서 생성되는 전송 비디오 데이터에 대하여, 예를 들어 MPEG4-AVC, MPEG2video, 또는 HEVC(high Efficiency Video Coding) 등의 부호화를 실시하여, 부호화 비디오 데이터를 얻는다. 또한, 이 비디오 인코더(105)는, 후단에 구비하는 스트림 포매터(도시하지 않음)에 의해, 이 부호화 비디오 데이터를 포함하는 비디오 스트림(비디오 엘리멘터리 스트림)을 생성한다.
이때, 비디오 인코더(105)는 비디오 스트림의 레이어에, 보조 정보를 삽입한다. 이 보조 정보는, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 정보이고, HDR 변환부(104)에서 적용된 레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보이다. 전광 변환 특성 정보가 나타내는 전광 변환 특성은 화상이 갖는 특성에 의존한 것이 되어, 자동으로 또는 유저 조작에 의해 선택된다.
시스템 인코더(106)는, 비디오 인코더(105)에서 생성된 비디오 스트림을 포함하는 트랜스포트 스트림 TS를 생성한다. 그리고, 송신부(107)는 이 트랜스포트 스트림 TS를, 방송파 또는 네트의 패킷에 실어, 수신 장치(200)에 송신한다.
이때, 시스템 인코더(106)는 트랜스포트 스트림 TS의 레이어에, 비디오 스트림의 레이어에, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보(레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보)가 삽입되어 있는 것을 나타내는 식별 정보를 삽입하도록 되어도 된다. 이 경우, 시스템 인코더(106)는, 예를 들어 식별 정보를, 트랜스포트 스트림 TS에 포함되는 프로그램·맵·테이블(PMT: Program Map Table)의 비디오 엘리멘터리·루프(Video ES loop)의 관리하에 삽입한다.
도 7에 나타내는 송신 장치(100)의 동작을 간단하게 설명한다. 카메라(102)로 촬상되어서 얻어진 HDR 화상의 비디오 데이터는, 광전 변환부(103)에서 감마 커브가 적용되어서 광전 변환이 행해진 후, HDR 변환부(104)에 공급된다. HDR 변환부(104)에서는, 광전 변환 후의 HDR 화상의 비디오 데이터에 대하여 소정의 레벨 맵핑·커브가 적용되어서 HDR 변환이 실시되고, LDR 화상의 전송 비디오 데이터가 생성된다(도 2의 (a),(b) 참조).
HDR 변환부(104)에서 생성되는 LDR 화상의 전송 비디오 데이터는, 비디오 인코더(105)에 공급된다. 비디오 인코더(105)에서는, LDR 화상의 전송 비디오 데이터에 대하여, 예를 들어 HEVC 등의 부호화가 실시되어, 부호화 비디오 데이터를 포함하는 비디오 스트림(비디오 엘리멘터리 스트림)이 생성된다. 이때, 비디오 인코더(105)에서는, 비디오 스트림의 레이어에, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보(레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보)가 삽입된다.
비디오 인코더(105)에서 생성된 비디오 스트림은, 시스템 인코더(106)에 공급된다. 이 시스템 인코더(106)에서는, 비디오 스트림을 포함하는 MPEG2의 트랜스포트 스트림 TS가 생성된다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 송신부(107)에 의해, 방송파 또는 네트의 패킷에 실어, 수신 장치(200)에 송신된다.
[보조 정보, 식별 정보, TS 구성]
상술한 바와 같이, 비디오 스트림의 레이어에, 보조 정보(레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보)가 삽입된다. 예를 들어, 부호화 방식이 HEVC인 경우, 이 보조 정보는, 액세스 유닛(AU)의 "SEIs"의 부분에, HDR 맵핑·SEI 메시지(HDR_mapping SEI message)로서 삽입된다.
도 8은, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP(Group Of Pictures)의 선두의 액세스 유닛을 나타내고 있다. HEVC의 부호화 방식의 경우, 화소 데이터가 부호화되고 있는 슬라이스(slices) 앞에 디코드용의 SEI 메시지군 「Prefix_SEIs」가 배치되고, 이 슬라이스(slices) 후에 표시용의 SEI 메시지군 「Suffix_SEIs」가 배치된다. HDR 맵핑·SEI 메시지는, SEI 메시지군 「Suffix_SEIs」로서 배치된다.
도 9, 도 10은 「HDR mapping SEI message」의 구조예(Syntax)를 나타내고 있다. 도 11은, 그의 구조 예에 있어서의 주요한 정보의 내용(Semantics)을 나타내고 있다. 「HDR_mapping_refresh_flag」는, 1비트의 플래그 정보이다. "1"은, 그것까지의 HRD 맵핑(HRDmapping)의 메시지를 리프레시하는 것을 나타낸다. "0"은, 그 메시지를 리프레시하지 않은 것을 나타낸다.
「HDR_mapping_refresh_flag」가 "1"일 때, 이하와 같은 정보가 존재한다. 「coded_data_bits」의 8비트 필드는, 부호화 데이터의 비트 길이를 값으로 나타낸다. 「uncompressed_peak_level_percentage」의 16비트 필드는, 소스 화상 데이터의 최대 레벨의 퍼센트 값(100cd/㎡에 대한 상대값)을 나타낸다. 예를 들어, 도 3에 있어서의 「Uw」의 값이다. 「compressed_peak_level_percentage」의 16비트 필드는, 부호화 화상 데이터의 최대 레벨의 퍼센트 값(100cd/㎡에 대한 상대값)을 나타낸다. 예를 들어, 도 3에 있어서의 「Vw」의 값이다.
「level_mapping_flag」는, 1비트의 플래그 정보이고, 레벨 맵핑의 파라미터가 있는지를 나타낸다. "1"은 레벨 맵핑의 파라미터가 있는 것을 나타낸다. 「eotf_linked_flag」는 1비트의 플래그 정보이고, 전광 변환(EOTF)의 변환 커브를 도입하여 레벨 맵핑을 행할 것인지 여부를 나타낸다. "1"은 전광 변환(EOTF)의 변환 커브를 도입하여 레벨 맵핑을 행하는 것을 나타낸다.
「level_mapping_flag」가 "1"일 때, 이하와 같은 정보가 존재한다. 「number_of_mapping_periods」의 8비트 필드는, 연쇄하는 레벨 맵핑·커브의 수를 나타낸다. 예를 들어, 도 3의 경우, 연쇄하는 레벨 맵핑·커브의 수는 3이 된다. 「compressed_mapping_point」의 16비트 필드는, 레벨 압축 축에서의 레벨 맵핑·커브의 변화 개소를, 「compressed_peak_level_percentage」를 100％로 한 퍼센트 값으로 나타낸다. 예를 들어, 도 3에 있어서의 「V1, V2, Vw」의 값이다. 「uncompressed_mapping_point」의 16비트 필드는, 레벨 비압축 축에서의 레벨 맵핑·커브의 변화 개소를, 「uncompressed_peak_level_percentage」를 100％로 한 퍼센트 값으로 나타낸다. 예를 들어, 도 3에 있어서의 「U1, U2, Uw」의 값이다.
「eotf_linked_flag」가 "1"일 때, 이하와 같은 정보가 존재한다. 「eotf_table_type_main」의 4비트 필드는, 전광 변환(EOTF)의 변환 커브의 메인 타입을 나타낸다. 또한, 「eotf_linked_flag」가 "0xF"일 때, 특정한 화상에 특화한 전광 변환(EOTF)의 변환 커브를 보내는 것을 나타낸다. 「tbl [j]」의 16비트 필드는, 송신하는 전광 변환(EOTF)의 변환 커브에 있어서의 입력값 「j」에 대한 출력값을 나타낸다.
도 12는, 식별 정보로서의 HDR·인포메이션·디스크립터(HDR_information descriptor)의 구조예(Syntax)를 나타내고 있다. 또한, 도 13은, 그의 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용(Semantics)을 나타내고 있다.
「HDR_information descriptor tag」의 8비트 필드는, 디스크립터 타입을 나타내고, 여기에서는 HDR·인포메이션·디스크립터인 것을 나타낸다. 「HDR_information descriptor length」의 8비트 필드는, 디스크립터의 길이(사이즈)을 나타내고, 디스크립터의 길이로서 이후의 바이트 수를 나타낸다.
「HDR_mapping_SEI_existed」의 1비트 필드는, 비디오 레이어(비디오 스트림의 레이어)에, HDR 맵핑·SEI 정보가 존재하는 지의 여부를 나타내는 플래그 정보이다. "1"은 HDR 맵핑·SEI 정보가 존재하는 것을 나타내고, "0"은 HDR 맵핑·SEI 정보가 존재하지 않는 것을 나타낸다.
도 14는, 트랜스포트 스트림 TS의 구성예를 나타내고 있다. 트랜스포트 스트림 TS에는, 비디오 엘리멘터리 스트림의 PES 패킷 「PID1: video PES1」이 포함되어 있다. 이 비디오 엘리멘터리 스트림에, 상술한 HDR 맵핑 SEI 메시지(HDR_mapping SEI message)가 삽입되어 있다.
또한, 트랜스포트 스트림 TS에는, PSI(Program Specific Information)로서, PMT(Program Map Table)가 포함되어 있다. 이 PSI는, 트랜스포트 스트림에 포함되는 각 엘리멘터리 스트림이 어느 프로그램에 속해 있는지를 기재한 정보이다. 또한, 트랜스포트 스트림 TS에는, 이벤트(프로그램) 단위의 관리를 행하는 SI(Serviced Information)로서의 EIT(Event Information Table)가 포함되어 있다.
PMT에는, 각 엘리멘터리 스트림에 관련된 정보를 갖는 엘리멘터리·루프가 존재한다. 이 구성예에서는, 비디오 엘리멘터리·루프(Video ES loop)가 존재한다. 이 비디오 엘리멘터리·루프에는, 상술한 1개의 비디오 엘리멘터리 스트림에 대응하여, 스트림 타입, 패킷 식별자(PID) 등의 정보가 배치됨과 함께, 그 비디오 엘리멘터리 스트림에 관련된 정보를 기술하는 디스크립터도 배치된다.
이 PMT의 비디오 엘리멘터리·루프(Video ES loop)의 관리하에, HDR·인포메이션·디스크립터(HDR_information descriptor)가 배치된다. 이 디스크립터는, 상술한 바와 같이, 비디오 스트림에, HDR 맵핑·SEI 정보의 삽입이 있는 것을 나타내는 것이다.
「수신 장치의 구성예」
도 15는, 수신 장치(200)의 구성예를 나타내고 있다. 이 수신 장치(200)는 제어부(201)와, 수신부(202)와, 시스템 디코더(203)와, 비디오 디코더(204)와, HDR 역변환부(205)와, 전광 변환부(206)와, 표시부(207)를 갖고 있다. 제어부(201)는 CPU(Central Processing Unit)를 구비하여 구성되고, 도시하지 않은 스토리지에 저장되어 있는 제어 프로그램에 기초하여, 수신 장치(200)의 각 부의 동작을 제어한다.
수신부(202)는 송신 장치(100)로부터 방송파 또는 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS를 수신한다. 시스템 디코더(203)는 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림(엘리멘터리 스트림)을 추출한다. 또한, 시스템 디코더(203)는 상술한 바와 같이 트랜스포트 스트림 TS의 레이어에 보조 정보(레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보)가 삽입되어 있는 것을 나타내는 식별 정보가 삽입되어 있을 때, 이 식별 정보를 추출하고, 제어부(201)에 보낸다.
제어부(201)는 이 식별 정보에 의해, 비디오 스트림에, 보조 정보(레벨 맵핑·커브의 정보, 전광 변환 특성 정보)의 삽입, 즉 HDR 맵핑·SEI 메시지(HDR_mapping SEI message)의 삽입이 있는 것을 인식할 수 있다. 제어부(201)는 그 인식에 기초하여, 예를 들어 비디오 디코더(204)에 대하여 그들의 HDR 맵핑·SEI 메시지를 적극적으로 취득하도록 제어 가능하게 된다.
비디오 디코더(204)는 시스템 디코더(203)에서 추출되는 비디오 스트림에 대하여 디코드 처리를 행하여, 기저 대역의 비디오 데이터(전송 비디오 데이터)를 취득한다. 또한, 비디오 디코더(204)는 비디오 스트림에 삽입되어 있는 SEI 메시지를 추출하고, 제어부(201)에 보낸다. 이 SEI 메시지에는, HDR 맵핑·SEI 메시지(HDR_mapping SEI message)도 포함된다. 제어부(201)는 SEI 메시지에 기초하여, 디코드 처리나 표시 처리를 제어한다.
HDR 역변환부(205)는, 비디오 디코더(204)에서 얻어진 전송 비디오 데이터에, HDR 맵핑·SEI 메시지에 포함되어 있는 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 HDR 역변환을 실시하고, 레벨 범위가 신장된 재생 HDR 화상의 비디오 데이터를 생성한다(도 4 참조). 이 경우, 예를 들어 HDR 역변환부(205)의 입력 화상이 10비트 이하로 나타나는 경우, HDR 역변환부(205)의 출력 화상은 12비트 이상으로 나타나게 된다.
여기서, HDR 역변환부(205)는 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨을, 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨(N％)과 수신 기능으로 정의되는 표시 가능한 최대 레벨(Q％)의 대소 관계에 의해 결정한다. 즉, Q<N인 경우에는 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨을 Q％로 하고, N<Q인 경우에는 재생 HDR 화상의 비디오 데이터의 최대 레벨을 N％로 한다.
또한, HDR 역변환부(205)는, HDR 맵핑·SEI 메시지에 레벨 맵핑·커브 정보(레벨 맵핑 파라미터)가 없을 때, 비디오 디코더(204)로부터 입력되는 LDR 화상의 전송 비디오 데이터를 그대로 출력한다.
전광 변환부(206)는, HDR 역변환부(205)로부터 출력되는 비디오 데이터(재생 HDR 화상의 비디오 데이터, 또는 LDR 화상의 전송 비디오 데이터)에, HDR 맵핑·SEI 메시지에 포함되어 있는 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 전광 변환, 즉 레벨 맵핑을 한다. 여기서, 전광 변환부(206)는 전광 변환(EOTF)의 변환 커브로서, HDR 맵핑·SEI 메시지에서 나타나는 타입의 변환 커브, 또는 HDR 맵핑·SEI 메시지에서 보내져 오는 변환 커브를 사용한다. 또한, 별도의 전송 방법으로서, 비디오의 파라미터 세트(SPS)에서 보내지는 시그널링에서도 식별 가능하다.
상술한 바와 같이, HDR 맵핑·SEI 메시지에 포함되는 전광 변환(EOTF)의 변환 커브의 타입을 나타내는 정보는 「eotf_table_type_main」이고, 이것은 변환 커브의 메인 타입을 나타낸다(도 10 참조). 이 「eotf_table_type_main」에서 나타나는 메인의 타입은, 또한 「eotf_table_type_sub」에서 나타나는 서브 타입으로 세분화된다. 즉, 전광 변환부(206)는 메인 타입 및 서브 타입 양쪽에서 결정되는 전광 변환(EOTF)의 변환 커브를 사용한다.
도 16은, 「eotf_table_type_main」의 정보에서 나타나는 메인 타입과, 「eotf_table_type_sub」의 정보에서 나타나는 서브의 타입 조합 일례를 나타내고 있다. 이 예는, 메인 타입으로서 "1", "2", "3"의 3개의 타입이 있고, 서브 타입으로서 "1", "2", "3"이 있는 경우를 나타내고 있다.
여기서, 메인 및 서브의 각 타입은, 예를 들어 도 17에 나타내는 바와 같은 변환 커브의 특징을 나타낸다. 즉, 메인의 타입 "1"은, 화상이 어두운 레벨을 섬세하고 치밀하게 재현하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 메인의 타입 "2"는, 극히 저휘도 부분을 거칠게 하고, 다른 휘도 부분을 잘 재현하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 메인의 타입 "3"은, 화상의 중간 레벨을 섬세하고 치밀하게 재현하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 또한, 서브 타입 "1"은, 어두운 방에서 시청하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 서브 타입 "2"는, 밝은 방에서 시청하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 서브 타입 "3"은, 중간적인 밝기의 방에서 시청하는 경우에 적합한 변환 커브를 나타낸다. 또한, 메인 타입이나 서브 타입은 3개로 한정되는 것은 아니다. 또한, 타입의 특징도 도 17에 나타내는 내용에 한정되는 것은 아니다.
「eotf_table_type_main」의 정보는, 상술한 바와 같이, 송신 장치(100)로부터 HDR 맵핑·SEI 메시지에서 부여된다. 한편, 「eotf_table_type_sub」의 정보는, 수신 장치(200)에 있어서, 예를 들어 시청 환경에 따라, 부여된다. 이 경우, 밝기 센서의 출력 또는 유저 조작에 따라, 「eotf_table_type_sub」가 나타내는 서브 타입이 결정된다. 이에 의해, 메인 타입에 포함되는 복수의 서브 타입 중 어느 하나가 선택되고, 전광 변환부(206)에서 사용되는 전광 변환 특성이 선택되게 된다.
도 18은, 수신 장치(200)에 있어서의 HDR 역변환과 전광 변환의 연동을 개략적으로 나타내고 있다. 수신 화상은, HDR 역변환과 전광 변환을 거쳐, 표시 화상이 된다. HDR 역변환의 변환 특성은, 송신측의 HDR 변환에서 적용되는 레벨 맵핑·커브에 대응한 것이 된다. 상술한 바와 같이, 송신측에서는, 예를 들어 화상의 밝기를 나타내는 파라미터에 대응 지어진 소정의 레벨 맵핑·커브가 적용된다.
전광 변환 특성은, 「eotf_table_type_main」의 정보에서 나타나는 메인 타입과, 「eotf_table_type_sub」의 정보에서 나타나는 서브 타입 조합으로 지정되는 것이 된다. 메인 타입은, 송신측에 있어서, 화상이 갖는 특성에 의존하여 설정된다. 또한, 서브 타입은, 수신측에 있어서, 시청 환경에 따라서 설정된다.
도 15로 돌아가서, 전광 변환부(206)는 HDR 맵핑·SEI 메시지에 전광 변환 특성 정보가 없을 때, 예를 들어 종래의 감마 역특성을 적용하고, 전광 변환을 한다.
표시부(207)는 전광 변환부(206)로부터 출력되는 표시용의 비디오 데이터에 의해 화상 표시를 행한다. 이 표시부(207)는, 예를 들어 액정 표시 패널, 유기 EL 표시 패널 등으로 구성된다.
도 15에 나타내는 수신 장치(200)의 동작을 간단하게 설명한다. 수신부(202)에서는, 송신 장치(100)로부터 방송파 또는 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS가 수신된다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 시스템 디코더(203)에 공급된다. 시스템 디코더(203)에서는, 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림(엘리멘터리 스트림)이 추출된다.
시스템 디코더(203)에서 추출되는 비디오 스트림은, 비디오 디코더(204)에 공급된다. 비디오 디코더(204)에서는, 이 비디오 스트림에 대하여 디코드 처리가 행해져, 기저 대역의 비디오 데이터(전송 비디오 데이터)가 취득된다. 또한, 비디오 디코더(204)에서는, 이 비디오 스트림에 삽입되어 있는 SEI 메시지가 추출되어, 제어부(201)에 보내진다. 이 SEI 메시지에는, HDR 맵핑·SEI 메시지(HDR_mapping SEI message)도 포함된다. 제어부(201)에서는, SEI 메시지에 기초하여 디코드 처리나 표시 처리가 제어된다.
비디오 디코더(204)에서 얻어진 LDR 화상의 전송 비디오 데이터는, HDR 역변환부(205)에 공급된다. HDR 역변환부(205)에서는, 비디오 디코더(204)에서 얻어진 LDR 화상의 전송 비디오 데이터에, HDR 맵핑·SEI 메시지에 포함되어 있는 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 HDR 역변환이 실시되고, 레벨 신장된 재생 HDR 화상의 비디오 데이터가 얻어진다. 또한, HDR 역변환부(205)에서는, HDR 맵핑·SEI 메시지에 레벨 맵핑·커브 정보가 없을 때, 비디오 디코더(204)로부터 입력되는 LDR 화상의 전송 비디오 데이터를 그대로 출력하는 것이 행해진다.
HDR 역변환부(205)에서 얻어진 비디오 데이터는, 전광 변환부(206)에 공급된다. 전광 변환부(206)에서는, HDR 역변환부(205)로부터 출력되는 비디오 데이터(재생 HDR 화상의 비디오 데이터, 또는 LDR 화상의 전송 비디오 데이터)에, 전광 변환, 즉 레벨 맵핑이 행해져서, 표시용의 비디오 데이터가 얻어진다. 이 경우, 전광 변환(EOTF)의 변환 커브로서, HDR 맵핑·SEI 메시지에서 나타나는 타입의 변환 커브, 또는 HDR 맵핑·SEI 메시지에서 보내져 오는 변환 커브가 사용된다. 또한, HDR 맵핑·SEI 메시지에 전광 변환 특성 정보가 없을 때, 예를 들어 종래의 감마 역특성이 적용되어, 전광 변환이 행해진다.
전광 변환부(206)에서 얻어진 표시용의 비디오 데이터는, 표시부(207)에 공급된다. 표시부(207)에는, 이 표시용의 비디오 데이터에 의한 화상을 표시한다.
도 19는, 수신 장치(200)의 처리 플로우의 일례를 나타내고 있다. 수신 장치(200)는 스텝 ST1에 있어서, 처리를 개시한다. 그 후에, 수신 장치(200)는 스텝 ST2에 있어서, 비디오 스트림을 수신한다. 그리고, 수신 장치(200)는 스텝 ST3에 있어서, HDR 맵핑·SEI 메시지를 읽을 것인지 여부를 판단한다. 수신 장치(200)는 비디오 스트림에 HDR 맵핑·SEI 메시지가 포함되어 있을 때에는, HDR 맵핑·SEI 메시지를 읽는다고 판단한다.
HDR 맵핑·SEI 메시지를 읽는다고 판단할 때, 수신 장치(200)는 스텝 ST4에 있어서, 부호화 비트를 인식하고, 또한 부호화 화상 데이터의 피크 레벨 퍼센트 값을 인식한다. 이어서, 수신 장치(200)는 스텝 ST5에 있어서, 오리지널 화상의 피크 레벨의 퍼센트 값을 인식한다.
이어서, 수신 장치(200)는 스텝 ST6에 있어서, HDR 맵핑·SEI 메시지에 포함되는 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 HDR 역변환을 행하고, 재생 HDR 화상의 비디오 데이터를 얻는다. 그리고, 수신 장치(200)는 스텝 ST7에 있어서, 전광 변환(EOTF)의 변환 커브의 타입을 인식할 것인가, 또는, 특정한 화상에 특화한 전광 변환(EOTF)의 변환 커브를 수신하고, 전광 변환을 행하여, 표시용의 비디오 데이터를 얻는다. 수신 장치(200)는 스텝 ST7의 처리 후, 스텝 ST8에 있어서, 처리를 종료한다.
또한, 스텝 ST3에서 HDR 맵핑·SEI 메시지를 읽지 않는다고 판단할 때, 수신 장치(200)는 스텝 ST9에 있어서, 종래의 LDR 화상으로서, 종래의 감마 역 보정을 사용한 전광 변환을 행하여, 표시용의 비디오 데이터를 얻는다. 수신 장치(200)는 스텝 ST9의 처리 후, 스텝 ST8에 있어서, 처리를 종료한다.
상술한 바와 같이, 도 1에 나타내는 송수신 시스템(10)에 있어서, 송신 장치(100)는 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터에 대하여 특정한 레벨 맵핑·커브를 적용하여 레벨 범위를 압축하고, LDR 화상의 전송 비디오 데이터를 생성하여 송신하는 것이다. 그 때문에, 예를 들어 소정의 레벨 맵핑·커브로서 화상 내용에 따른 적절한 특성을 사용함으로써 전송 비디오 데이터에 의해 LDR 모니터에 양호한 LDR 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 1에 나타내는 송수신 시스템(10)에 있어서, 송신 장치(100)는 전송 비디오 데이터와 함께 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보를 송신하는 것이다. 그 때문에, 예를 들어 수신측에 있어서, 이 보조 정보에 기초하여, 전송 비디오 데이터에 적절한 레벨 변환 처리를 행할 수 있고, 양호한 화상 표시가 가능하게 된다.
또한, 도 1에 나타내는 송수신 시스템(10)에 있어서, 송신 장치(100)는 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하는 전광 변환 특성 정보, 즉 「eotf_table_type_main」의 정보를 보내는 것이다. 그로 인해, 수신측에 있어서, 복수의 전광 변환 특성 중에서 시청 환경의 밝기에 따른 전광 변환 특성을 자동 또는 수동으로 선택하여 사용할 수 있고, 모니터에 시청 환경의 밝기에 따른 양호한 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
<2. 변형예>
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 수신 장치(200)에서는, HDR 역변환부(205)에서 HDR 역변환이 행해짐과 동시에, 전광 변환부(206)에서 전광 변환이 행해지는 예를 나타내었다. 그러나, 예를 들어 전광 변환 특성에 HDR 역변환 특성을 반영시켜 둠으로써, 전광 변환부(206)만으로 HDR 역변환과 전광 변환을 동시에 행하게 할 수 있다.
도 20의 (a)는 레벨 맵핑 특성(HDR 역변환 특성)을 나타내고 있다. 이 레벨 맵핑 특성은, 압축 레벨 축에서의 상대 레벨과 비압축 레벨 축에서의 상대 레벨의 대응에서 LDR 화상을 HDR 화상으로 변환하는 정보이다. 도 20의 (b)는 전광 변환 특성을 나타내고 있다. LC 곡선은 종래의 전광 변환 특성을 나타내고, HDC 곡선은 종래의 전광 변환 특성에 HDR 역변환 특성을 반영시킨 전광 변환 특성을 나타내고 있다.
HDC 곡선을 얻기 위한 처리에 대하여 설명한다. 또한, NTr선은 전광 변환의 곡선에 대하여, 최소와 최대의 전체 영역에 리니어한 직선을 나타낸다. LC-1 곡선은, LC 곡선에 대하여 NTr선에 대하여 선 대칭인 역특성의 곡선이고, 도 20의 (b)의 종축과 횡축과의 특성 전달을 목적으로 하기 위하여 이용된다.
HDR 역변환 특성의 종축과 횡축을 각각의 최대의 상대 레벨(다이나믹 레인지의 최댓값)의 비율로 정규화한다. 이때, 종축 쌍 횡축의 레인지는 N(％): P(％)의 비율이 된다. 또한, (a)의 종축과 (b)의 횡축이 1대 1로 대응한다. 또한, (b)에서, 횡축의 V1, V2, Vw는 (a)와 동일한 것이다.
(a)의 T1, T2, Tw를, T1', T2', Tw'으로서, (b)의 횡축에 배치한다. (a)에서, 입력 V1에 대한 출력은 T1이다. (b)에서, 입력 T1(=T1')에 대한 LC 곡선의 플롯은 b1이다. (a)의 특성과 (b)의 LC 곡선의 특성을 만족하는 (b)의 플롯은, (b)의 횡축에 배치한 V1에 대한 b1의 종축 값이 된다. 이것은, V1에 대하여 b11의 종축 값이 된다.
또한, (b)의 횡축에서, V2에 대한 종축의 값은, T2'에 대한 LC 곡선 상의 플롯 b2이고, 이것은 V2에 대한 b21로 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 입력 Vw의 (a)의 출력 Tw를, (b)의 Tw'으로 나타내면, Vw에 대한 종축의 값은 Tw'에 대한 LC 곡선상의 플롯 b3을 Vw에 대응시키는 점, 즉 b31의 플롯이 된다.
이와 같이 하여 구한, b11, b21, b31을 통과하는 곡선을 HDC 곡선으로 하면, 이 HDC 곡선은, (a)의 특성과 (b)의 LC 곡선의 특성을 동시에 충족하는 특성을 갖게 되는 것이 되고, 이것이 HDR 역변환과 전광 변환을 하나로 충족하는 전광 변환 특성이 된다.
도 21의 (a)는, 도 5의 (2)에 상당하는 레벨 맵핑 특성(HDR 역변환 특성)을 나타내고 있다. 도 21의 (b)는 전광 변환 특성을 나타내고 있다. LC 곡선은 종래의 전광 변환 특성을 나타내고, HDC 곡선은 종래의 전광 변환 특성에, 도 21의 (a)에 나타내는 HDR 역변환 특성을 반영시킨 전광 변환 특성을 나타내고 있다. 또한, 이 HDC 곡선의 구하는 방법은, 상술한 도 20에서 나타낸 대로이다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 송신 장치(200)에서는, 광전 변환부(103)에서 광전 변환이 행해짐과 동시에, HDR 변환부(104)에서 HDR 변환이 행해지는 예를 나타내었다. 그러나, 광전 변환 특성에 HDR 변환 특성을 반영시켜 둠으로써, 광전 변환부(103)만으로 광전 변환과 HDR 변환을 동시에 행하게 할 수 있다.
도 22의 (b)는, 도 3의 (1)에 상당하는 레벨 맵핑 특성(HDR 변환 특성)을 나타내고 있다. 도 22의 (a)는 종래의 광전 변환 특성과, 이 종래의 광전 변환 특성에 도 22의 (b)에 나타내는 HDR 변환 특성을 반영시킨 HDR 광전 변환 특성을 나타내고 있다. 또한, 상세 설명은 생략하지만, HDR 광전 변환 특성의 구하는 방법은, 상술한 HDR 역변환 특성을 반영시킨 전광 변환 특성(HDC 곡선)을 구하는 경우와 동일하다.
또한, 상술 실시 형태에 있어서는, 송신 장치(100)의 HDR 변환부(104)에서 HDR 화상을 LDR 화상으로 변환하고, 그의 파라미터(레벨 맵핑·커브 정보)를 LDR 화상과 함께 전송하고, 수신 장치(200)의 HDR 역변환부(205)에서는, 전송된 파라미터에 기초하여, LDR 화상을 HDR 화상으로 변환하여 표시하는 예를 나타냈다.
그러나, 동일한 방법으로, 송신 장치(100)의 HDR 변환부(104)에서, HDR 화상을 LDR 화상으로 변환하지 않고, 이 HDR 화상을 LDR 화상으로 변환하기 위한 파라미터를 HDR 화상과 함께 전송하고, 수신 장치(200)의 HDR 역변환부(205)에서는, 수신한 HDR 화상을 파라미터를 따라서 LDR 화상으로 변환하여 표시하는 것도 생각된다. 이 경우에는, 수신기의 전광 변환의 특성에 레벨 맵핑 특성을 반영시킬 때는, HDR을 LDR로 변환하고, 또한 종래의 전광 변환 특성을 갖는 변환 특성을 갖도록 한다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(1) 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 얻는 레벨 변환부와,
상기 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신하는 송신부를 구비하는
송신 장치.
(2) 상기 송신부는, 상기 전송 비디오 데이터가 부호화되어서 얻어진 비디오 스트림을 송신하고,
상기 보조 정보는, 상기 비디오 스트림의 레이어에 삽입되는
상기 (1)에 기재된 송신 장치.
(3) 상기 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 상기 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)인
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 송신 장치.
(4) 상기 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보인
상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 송신 장치.
(5) 상기 송신부가 상기 전송 비디오 데이터와 함께 송신하는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하는
상기 (4)에 기재된 송신 장치.
(6) 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 상기 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 얻는 레벨 변환 스텝과,
송신부에 의해, 상기 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신하는 송신 스텝을 갖는
송신 방법.
(7) 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 수신하는 수신부와,
상기 전송 비디오 데이터의 레벨을, 해당 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환하는 처리부를 구비하는
수신 장치.
(8) 상기 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보인
상기 (7)에 기재된 수신 장치.
(9) 상기 처리부는
상기 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 상기 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를, 해당 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 출력 비디오 데이터로 변환하는
상기 (8)에 기재된 수신 장치.
(10) 상기 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 상기 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)이고, 상기 제3 레벨 범위는 0％ 내지 Q％(Q는 100 이상이고 N 이하의 수)인
상기 (9)에 기재된 수신 장치.
(11) 상기 제3 레벨 범위의 최대 레벨은, 표시 가능한 최대 레벨의 정보에 기초하여 결정되는
상기 (9) 또는 (10)에 기재된 수신 장치.
(12) 상기 처리부는,
상기 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 상기 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터, 또는 상기 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 해당 전송 비디오 데이터가 레벨 변환되어 얻어진 상기 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 비디오 데이터에, 전광 변환을 실시하여 출력 비디오 데이터를 얻는
상기 (8) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 수신 장치.
(13) 상기 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하고,
상기 복수의 전광 변환 특성으로부터 상기 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하는 선택부를 더 구비하는
상기 (8) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 수신 장치.
(14) 상기 선택부는, 센서 출력 또는 유저 조작 입력에 기초하여, 상기 복수의 전광 변환 특성으로부터 상기 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하는
상기 (13)에 기재된 수신 장치.
(15) 수신부에 의해, 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 상기 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 수신하는 수신 스텝과,
상기 전송 비디오 데이터의 레벨을, 해당 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환하는 처리 스텝을 갖는
수신 방법.
본 기술의 주된 특징은, 오리지널 HDR 화상의 비디오 데이터에 대하여 특정한 레벨 맵핑·커브를 적용하여 생성된 LDR 화상의 전송 비디오 데이터를 송신함으로써, 수신측에 있어서 LDR 화상의 표시를 양호하게 행할 수 있도록 한 것이다(도 2, 도 7 참조). 또한, 본 기술의 주된 특징은, 전송 비디오 데이터와 함께 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보를 송신함으로써, 수신측에 있어서 적절한 레벨 변환 처리를 행할 수 있고, 양호한 화상 표시를 가능하게 한 것이다(도 4, 도 15 참조).
10…송수신 시스템
100…송신 장치
101…제어부
102…카메라
103…광전 변환부
104…HDR 변환부
105…비디오 인코더
106…시스템 인코더
107…송신부
200…수신 장치
201…제어부
202…수신부
203…시스템 디코더
204…비디오 디코더
205…HDR 역변환부
206…전광 변환부
207…표시부

Claims (15)

  1. 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 얻는 레벨 변환부와,
    상기 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신하는 송신부를 구비하는
    송신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신부는, 상기 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 송신하고,
    상기 보조 정보는, 상기 비디오 스트림의 레이어에 삽입되는
    송신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 상기 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)인
    송신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보인
    송신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 송신부가 상기 전송 비디오 데이터와 함께 송신하는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하는
    송신 장치.
  6. 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 상기 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 얻는 레벨 변환 스텝과,
    송신부에 의해, 상기 전송 비디오 데이터를, 수신측에서 레벨 변환을 행하기 위한 보조 정보와 함께 송신하는 송신 스텝을 갖는
    송신 방법.
  7. 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 상기 제1 레벨 범위보다 좁거나, 또는 해당 제1 레벨 범위와 동등한 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 수신하는 수신부와,
    상기 전송 비디오 데이터의 레벨을, 해당 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환하는 처리부를 구비하는
    수신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보조 정보는, 레벨 맵핑·커브 정보 및/또는 전광 변환 특성 정보인
    수신 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 처리부는
    상기 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여, 상기 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를, 해당 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 출력 비디오 데이터로 변환하는
    수신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 레벨 범위는 0％ 내지 N％(N은 100보다 큰 수)의 레벨 범위이고, 상기 제2 레벨 범위는 0％ 내지 P％(P는 100 이상이고 N 이하의 수)이고, 상기 제3 레벨 범위는 0％ 내지 Q％(Q는 100 이상이고 N 이하의 수)인
    수신 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제3 레벨 범위의 최대 레벨은, 표시 가능한 최대 레벨의 정보에 기초하여 결정되는
    수신 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 처리부는,
    상기 전광 변환 특성 정보에 기초하여, 상기 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터, 또는 상기 레벨 맵핑·커브 정보에 기초하여 해당 전송 비디오 데이터가 레벨 변환되어 얻어진 상기 제2 레벨 범위 이상의 제3 레벨 범위를 갖는 비디오 데이터에, 전광 변환을 실시하여 출력 비디오 데이터를 얻는
    수신 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 전광 변환 특성 정보는, 복수의 전광 변환 특성의 정보를 포함하고,
    상기 복수의 전광 변환 특성으로부터 상기 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하는 선택부를 더 구비하는
    수신 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선택부는, 센서 출력 또는 유저 조작 입력에 기초하여, 상기 복수의 전광 변환 특성으로부터 상기 처리부에서 사용하는 하나의 전광 변환 특성을 선택하는
    수신 장치.
  15. 수신부에 의해, 제1 레벨 범위를 갖는 입력 비디오 데이터에 소정의 레벨 맵핑·커브를 적용하여 얻어진 상기 제1 레벨 범위보다 좁은 제2 레벨 범위를 갖는 전송 비디오 데이터를 수신하는 수신 스텝과,
    상기 전송 비디오 데이터의 레벨을, 해당 전송 비디오 데이터와 함께 수신되는 보조 정보에 기초하여 변환하는 처리 스텝
    을 갖는 수신 방법.

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