KR20190107574A - 화상 처리장치, 화상 처리장치의 제어방법, 및 기억매체 - Google Patents

화상 처리장치, 화상 처리장치의 제어방법, 및 기억매체 Download PDF

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KR20190107574A
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Abstract

화상 처리장치는, 휘도 레벨의 대상 범위를 설정하도록 구성된 제1설정부와, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되고 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제1영역이, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역과, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되는 색을 갖는 제3영역과 식별되도록, 화상 중 상기 제1영역에 화상처리를 실행해서 처리 화상을 생성하도록 구성된 생성부를 구비한다.

Description

화상 처리장치, 화상 처리장치의 제어방법, 및 기억매체{IMAGE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF CONTROLLING IMAGE PROCESSING APPARATUS, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 입력 화상 중 소정의 색 영역(color gamut) 외의 영역에 소정의 화상처리를 실행하는 화상 처리장치, 화상 처리장치의 제어방법, 및 기억매체에 관한 것이다.
화상 데이터의 색 영역보다도, 표시장치가 표시가능한 색 영역이 좁을 경우가 있다. 표시장치가 표시가능한 색 영역보다도 넓은 색 영역을 갖는 화상 데이터에 근거하여 화상을 표시할 경우, 화상 데이터의 색 영역을 표시가능한 색 영역에 대응하는 색 영역(변환 색 영역)으로 변환한다. 변환시에, 화상 데이터의 색 영역 중 변환 색 영역의 외측(색 영역 외)의 색이 지정된 화소가 포화 상태에서 표시된다.
이러한 경우, 유저는, 화상 데이터에 색 영역 외의 색이 지정된 영역이 포함되었는지 아닌지를, 표시장치에 표시된 화상을 검사하여 확인하는 것이 곤란하다.
일본국 특개 2005-12802호 공보에 기재된 표시장치는, 입력 화상 데이터 중 색 영역 외의 화소의 색을 특정한 색으로 변환하여, 그 결과 얻어진 화상을 표시한다.
본 발명의 일면에 따르면, 화상 처리장치는, 휘도 레벨의 대상 범위를 설정하도록 구성된 제1설정부와, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되고 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제1영역이, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역과, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되는 색을 갖는 제3영역과 식별되도록, 화상 중 상기 제1영역에 화상처리를 실행해서 처리 화상을 생성하도록 구성된 생성부를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징은 첨부도면을 참조하여 주어지는 이하의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 표시장치의 기능 블록을 나타내는 블록도다.
도 2는 화상처리부의 기능 블록을 나타내는 블록도다.
도 3a 및 도 3b는 판정 조건을 설정하기 위해서 사용하는 graphical user interface(GUI)를 나타내는 모식도다.
도 4a 내지 도 4c는 대상 범위를 설정하기 위해서 사용하는 GUI를 나타내는 모식도다.
도 5는 판정부에 의한 대상 영역의 판정 처리를 나타내는 제1 흐름도다.
도 6a 및 도 6b는 xy 색도도에 있어서의 색 영역과, 대상 화소 t의 xy값을 나타내는 모식도다.
도 7은 화상처리부에 의한 변환 화상 데이터의 생성 처리의 플로우를 나타내는 제2 흐름도다.
도8은 색 영역 변환 처리를 나타내는 제3 흐름도다.
도9는 색 영역 외 변환 처리를 나타내는 제4 흐름도다.
도 10a 내지 도 10f는 색 영역 외 변환 처리의 효과를 나타내기 위한 모식도다.
도 11은 electro optical transfer function(EOTF)을 설정하기 위해서 사용하는 GUI를 나타내는 모식도다.
도 12a 내지 도 12c는 대상 범위를 설정하기 위해서 사용하는 GUI를 나타내는 모식도다.
이하, 도면을 사용해서 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 이때, 본 발명의 기술적 범위는, 특허청구범위에 의해 확정되어, 이하에 예시하는 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합 모두가 본 발명에 필수적이라고는 할 수 없다. 본 명세서 및 도면에 기재된 내용은 예시이며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주해서는 안된다. 본 발명의 취지에 근거해 다양한 변형이 가능하며, 그것들을 본 발명의 범위에서 제외하는 것은 아니다. 즉, 각 실시형태 및 그 변형예를 조합한 구성도 모두 본 발명에 포함되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태 1에 관하여 설명한다. 이하에서는, 본실시형태에 따른 화상 처리장치를 갖는 표시장치의 예를 설명한다. 화상 처리장치는 표시장치와는 별체의 장치이어도 된다. 표시장치와 별체의 화상 처리장치의 예로는, 퍼스널컴퓨터(PC), 재생장치(예를 들면, 블루레이 플레이어), 서버 장치를 들 수 있다. 또한, PC에 포함되는 프로세서가 판독하여, 하기의 제어를 실행하는 프로그램, 및 프로그램을 기억하는 기억매체도, 본 발명에 포함되는 것이다.
도 1은, 표시장치(100)의 기능 블록을 나타내는 블럭도다. 표시장치(100)는, 인터페이스(I/F)부(101), 제어부(102), 메모리(103), 화상처리부(104), 패널 제어부(105), 패널(106), 백라이트 제어부(107), 백라이트 모듈(108), 입력부(109) 및 조도 센서(110)를 구비한다.
I/F부(101)는, 유저가 표시장치(100)의 설정값과 후술하는 변환 모드를 변경하는 것이 가능한 유저 인터페이스다. I/F부(101)는, 유저 조작을 받아들이는 수신부이다. 예를 들면, I/F부(101)는, 버튼 스위치이며, 유저가 표시장치(100)의 화면에 표시된 graphical user interface(GUI)에 근거하여 I/F부(101)를 조작하여, 지시를 입력한다.
제어부(102)는, 각 기능 블록의 동작을 제어하는 프로세서다. 제어부(102)는, 예를 들면, central processing init(CPU)이다. 제어부(102)는, 각 기능 블록의 동작을 제어하기 위한 파라미터와, 화상 데이터의 송수신을 제어한다.
메모리(103)는, 제어부(102)와 다른 기능 블록에 의한 처리에 사용하는 파라미터와 프로그램을 기억하는 기억매체다. 제어부(102)는, 메모리(103)로부터 판독한 프로그램을 실행하여, 각 기능 블록의 동작을 제어한다. 또한, 메모리(103)는, 화상 데이터를 기억하는 것이어도 된다.
화상처리부(104)는, 유저가 지정한 설정값에 근거하여, 표시장치(100)에 입력된 화상 데이터를 변환하고, 변환한 화상 데이터를 패널 제어부(105)에 출력한다.
패널 제어부(105)는, 화상처리부(104)로부터 출력되는 변환 화상 데이터에 근거한 화상을 표시되도록, 패널(106)을 제어한다.
패널(106)은, 패널 제어부(105)의 제어하에서 화면에 화상을 표시하는 액정 디스플레이 패널이다.
백라이트 제어부(107)는, pulse width modulation(PWM)제어에 의해, 백라이트 모듈(108)을 구성하는 light emitting diode(LED)의 휘도를 조정한다. PWM제어의 듀티비는, 제어부(102)에 의해 산출된다.
백라이트 모듈(108)은, 패널(106)의 배면에서 빛을 조사하는 광원이다. 패널 제어부(105), 패널(106), 백라이트 제어부(107) 및 백라이트 모듈(108)은, 디스플레이 모듈에 포함된다. 디스플레이 모듈은, 패널 제어부(105), 패널(106), 백라이트 제어부(107) 및 백라이트 모듈(108) 대신에, 예를 들면 복수의 유기 electroluminescent(EL)소자를 갖는 유기 EL 디스플레이 모듈과, 그 구동부로 구성되어도 된다.
입력부(109)는, 외부장치로부터 화상 데이터를 취득하는 취득부이다.
조도 센서(110)는, 표시장치(100)가 배치되는 환경의 조도(환경광의 조도)에 관한 출력값을 출력하는 센서다.
도 2는, 화상처리부(104)의 기능 블록을 나타내는 블럭도다. 화상처리부(104)는, 제1변환 모드에서 동작하는 것이 가능하다. 제1변환 모드에서는, 화상처리부(104)가 입력된 화상 데이터의 색 영역을 설정된 색 영역으로 변환해서 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 출력한다. 또한, 화상처리부(104)는 제2변환 모드에서 동작하는 것이 가능하다. 제2변환 모드에서는, 화상처리부(104)는, 입력된 화상 데이터 중, 휘도 레벨이 설정된 대상 범위에 포함되고 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 영역이 화상 데이터의 다른 영역과 식별 가능하게 변환을 행하여, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 출력한다. 또한, 화상처리부(104)는, 제3변환 모드에서 동작하는 것이 가능하다. 제3변환 모드에서, 화상처리부(104)는, 입력된 화상 데이터 중, 설정된 대상 범위에 상관없이, 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 영역이 화상 데이터의 다른 영역과 식별 가능하게 변환을 행하여, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 출력한다. 본 실시형태에 따르면, 대상 범위는, 입력된 화상 데이터의 휘도 레벨을 취득할 수 있는 범위보다도 좁다. 예를 들면, 대상 범위는, 입력된 화상 데이터의 휘도 레벨을 취득할 수 있는 범위 중, 설정된 하한값보다도 휘도 레벨이 낮은(어두운) 범위를 제외한 범위이다. 또한, 대상 범위는, 입력된 화상 데이터의 휘도 레벨을 취득할 수 있는 범위 중, 설정된 상한값보다도 휘도 레벨이 높은(밝은) 범위를 제외한 범위이어도 된다.
화상처리부(104)는, 취득부(201), 포맷 변환부(202), 리니어 변환부(203), 전환부(204), 색 영역 변환부(205), 색 변환부(206), 색 영역 외 변환부(207), 및 감마 변환부(208)를 구비한다. 화상처리부(104)는, 휘도취득부(209), 색 영역 설정부(210), 범위설정부(211), 판정부(212), electro optical transfer function(EOTF) 설정부(213), 특징량 취득부(214), 조도취득부(215), 및 모드 설정부(216)를 더 구비한다. EOTF 설정부(213), 특징량 취득부(214), 및 조도취득부(215)는, 실시형태 1의 표시장치(100)의 제어에서는 사용되지 않는다. 이 때문에, 이들 유닛의 상세한 설명은 후술한다.
취득부(201)는, 제어부(102)의 제어에 의해, 화상 데이터를 취득한다. 취득부(201)는, 입력부(109)를 거쳐 외부장치로부터 취득된 화상 데이터를 취득해도 된다. 이와 달리, 취득부(201)는, 메모리(103)에 기억된 화상 데이터를 판독해서 화상 데이터를 취득해도 된다. 취득부(201)는 취득한 화상 데이터를 포맷 변환부(202)에 출력한다.
포맷 변환부(202)는, 표시장치(100)에 입력된 화상 데이터의 신호 포맷을 RGB 포맷으로 변환하고, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 리니어 변환부(203)에 출력한다.
리니어 변환부(203)는, 포맷 변환부(202)에 의해 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터의 색 공간을, 리니어 색 공간으로 변환한다. 리니어 색 공간으로 변환은, 예를 들면, EOTF을 적용하는 것에 의해 행한다. EOTF는, 신호레벨과, 빛의 표시 휘도 등의 관계를 나타내는 전달함수 또는 계조특성이다. 화상 데이터가 International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector(ITU-R) BT.2100에서 규정되는 perceptual quantization(PQ)특성을 가질 경우, EOTF는 다음 식에 의해 나타낸다.
Figure pat00001
이때, Vin은, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터를 0 내지 1로 정규화하여 얻어진 값이다. 또한, 수학식 1에 있어서, Max(a, b)은, 값 a와 b 중 최대값을 선택하는 함수다.
전환부(204)는, 모드 설정부(216)가 설정한 변환 모드에 근거하여, 리니어 변환부(203)로부터 취득한 화상 데이터를 출력하는 기능 블록을 색 영역 변환부(205)와 색 변환부(206) 사이에서 전환한다. 전환부(204)는, 화상 데이터를 설정된 색 영역의 화상 데이터로 변환하는 제1변환 모드가 설정되었을 경우, 색 영역 변환부(205)에 화상 데이터를 출력한다. 전환부(204)는, 제2변환 모드가 설정되었을 경우, 화상 데이터를 색 변환부(206)에 출력한다.
색 영역 변환부(205)는, 리니어 변환부(203)에서 색 공간이 리니어 색 공간으로 변환된 화상 데이터의 색 영역을 설정된 색 영역으로 변환해서 변환 화상 데이터를 출력한다. 예를 들면, 실시형태 1에 따르면, 화상 데이터의 색 영역은 Rec.2020이고, 설정된 색 영역은 Rec.709이다. Rec.709는, ITU-R에 의해 high definition television(HDTV)을 위해 책정한 Recommendation ITU-R BT.709 규격에 준하는 색 영역을 나타낸다. Rec.2020은, ITU-R에 의한 차세대의 ultrahigh definition television(UHDTV)을 위해 책정한 Recommendation ITU-R BT.2020 규격에 준하는 색 영역을 나타낸다. 화상 데이터의 색 영역 및 변환후의 색 영역으로서 설정가능한 색 영역은, 상기한 예에 한정되지 않는다.
실시형태 1에 따르면, 다음 식에 따라 색 영역 변환을 행한다.
Figure pat00002
이때, Rin, Gin 및 Bin은, 각각 입력된 화상 데이터의 각 화소의 R값, G값, B값이다. 또한, 수학식 2의 3×3매트릭스는, Rec.2020의 색 영역의 RGB값을 Rec.709의 색 영역의 RGB값으로 변환하는 변환행렬이다. 수학식 2에 있어서 Max(a, b)은, 값 a와 b 중 최대값을 선택하는 함수이며, Min(a, b)은, 값 a와 b 중 최소값을 선택하는 함수다.
색 변환부(206)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터를 컬러로부터 모노크롬으로 변환하는 모노크롬 변환 처리를 실행한다. 모노크롬으로의 변환은, 예를 들면, 다음 식에 의해 행한다.
Figure pat00003
이때, Rin, Gin 및 Bin은, 각각 입력된 화상 데이터의 각 화소의 R값, G값, B값이다. 또한, 수학식 3의 3×3매트릭스는, Rec.2020의 색 영역의 RGB값을 XYZ 색 공간의 Y값으로 변환하는 변환행렬이다. 수학식 3의 3×3매트릭스는, XYZ 생 공간의 Y값으로 RGB 값들 각각을 변환하는 변환행렬에 한정하지 않고, YCbCr 색 공간의 Y값이나 ICtCp 색 공간의 I값으로 RGB값 각각을 변환하는 변환행렬 등, 다른 변환행렬이어도 된다.
색 영역 외 변환부(207)는, 입력된 화상 데이터의 대상 영역에 포함되는 화소의 화소값을 특정한 색에 대응하는 값으로 변환하는 변환 처리를 실행한다. 대상 영역은, 후술하는 판정부(212)에 의해, 설정된 대상 범위에 포함되는 것을 판정된 휘도 레벨을 갖고, 설정된 색 영역에 포함되지 않는 것으로 판정된 색을 갖는다. 예를 들면, 특정한 색이 적색일 경우, 대상 영역에 포함되는 화소의 화소값을, 다음 4에 나타내는 값으로 치환한다.
Figure pat00004
대상 영역이 아닌 영역에서는, 적어도 특정한 색 이외의 색(모노크롬)에 대응하는 값으로 화소값이 변화된다. 이 때문에, 색 영역 외 변환부(207)의 처리에 의해, 화상 데이터의 대상 영역과 그렇지 않은 영역이 식별 가능하게 변환된다.
감마 변환부(208)는, 색 영역 변환부(205) 또는 색 영역 외 변환부(207)로부터 취득한 변환 화상 데이터의 감마특성을, 패널(106)의 감마특성으로 변환한다. 패널(106)의 감마특성이 Vγ(V는 0 내지 1의 입력값)로 표시되는 경우, 다음 식에 따라 감마특성을 변환한다.
Figure pat00005
이때, Vin은, 수학식 1과 마찬가지로, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터를 0 내지 1로 정규화하여 얻어진 값이다.
휘도취득부(209)는, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터의 RGB 값을 휘도값(휘도 레벨)으로 변환한다. 휘도값은, YCbCr 색 공간의 Y값이며, 예를 들면, 휘도취득부(209)는, 다음 식에 따라서 화상 데이터의 RGB 값을 Y값으로 변환한다.
Figure pat00006
휘도값은 YCbCr 색 공간의 Y값에 한정하지 않는다. 휘도값은, 예를 들면, ICtCp 색 공간의 I값이나 RGB 값의 평균값으로 해도 된다. 수학식 6에서, 1×3매트릭스는, RGB값을 YCbCr 색 공간의 Y값으로 변환하는 변환행렬이다.
색 영역 설정부(210)는, 후술하는 판정부(212)에서 화상 데이터의 색 영역 외의 영역을 판정하기 위한 조건(판정 조건)을 설정한다. 판정 조건은, 예를 들면, 색 영역을 지정함으로써 설정된다. 도 3a 및 도 3b는, 판정 조건을 설정하기 위해서 표시하는 GUI를 나타내는 모식도다. 도3a에 나타내는 메뉴 화면을 디스플레이 모듈의 화면에 표시하고, 유저는 I/F부(101)를 거쳐 판정 조건을 선택하여 설정한다. 도3a에서 "Rec.709"가 선택된 경우에는, Rec.709의 색 영역 외의 화상 데이터가 색 영역 외로 결정된다. 도 3b에 나타낸 것과 같이, RGB 색의 xy값을 지정시킴으로써 판정 조건이 되는 색 영역을 지정해도 된다. 또한, 후술하는 색 영역 변환 모드에서 화상처리부(104)가 동작할 경우, 취득한 화상 데이터의 색 영역을 변환하는 목표의 색 영역을 설정하는 것도 가능하다.
범위설정부(211)는, 판정부(212)가 대상 영역을 판정하기 위해서 사용하는 휘도 레벨의 대상 범위를 설정한다. 대상 범위는 I/F부(101)를 거쳐 유저가 설정하는 것이 가능하다. 도 4a 내지 도 4c는 유저가 대상 범위를 설정하기 위해서 사용하는 GUI를 나타내는 모식도다. 유저는, 슬라이드 바의 버튼을 조작하여, 대상 범위의 상한값 및 하한값의 적어도 한쪽을 지정한다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c의 예에서는, 휘도임계값을 10비트 정수로 지정하지만, 범위설정부(211)는, 휘도임계값을 휘도취득부(209)에서 산출되는 휘도값의 영역으로 정규화한 후 휘도임계값을 사용한다.
도4a는, 유저가 대상 범위의 하한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 10비트 환산으로 100 이상인 휘도 범위가 대상 범위이다. 도 4b는, 유저가 대상 범위의 하한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 10비트 환산으로 900 이하인 휘도 범위가 대상 범위이다. 도 4c는, 유저가 대상 범위의 하한값과 상한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 10비트 환산으로 100 이상이고 900 이하인 휘도 범위가 대상 범위이다.
판정부(212)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터 중, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고, 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 대상 영역을 판정한다. 판정부(212)는, 색 영역 설정부(210)에서 설정된 판정 조건, 휘도취득부(209)에서 산출된 화상 데이터의 휘도값, 및 범위설정부(211)에서 설정된 대상 범위에 근거하여, 대상 영역을 판정한다. 판정부(212)에 의한 대상 영역의 판정은, 제2변환 모드가 선택되어 있을 경우에 실행된다.
도 5는, 판정부(212)에 있어서의 대상 영역의 판정 처리를 나타내는 흐름도다. 이 처리 절차는, 취득한 화상 데이터의 화소마다 실행되고, 모든 화소에 대하여 판정 처리가 완료할 때까지 반복 실행된다.
스텝 S11에서, 판정부(212)는, 대상 화소의 색을 xy값으로 변환한다. 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간(RGB)으로 색 공간이 변환된 화상 데이터의 색 영역이 Rec.2020일 경우, 판정부(212)는 다음 식에 따라서 대상 화소의 색을 xy값으로 변환한다.
Figure pat00007
이때, Rin, Gin 및 Bin은, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터의 RGB값이다. 또한, 수학식 7에서, 3×3매트릭스는, Rec.2020의 색 영역의 RGB값을 XYZ값으로 변환하는 변환행렬이다.
스텝 S12에서, 판정부(212)는, 스텝 S11에서 변환된 대상 화소의 색이 설정된 판정 조건을 만족하는지 아닌지를 판정한다. 즉, 판정부(212)는, 대상 화소의 색이 색 영역 외인지 아닌지를 판정한다. 대상 화소 t의 xy값이 [xt, yt], 설정된 색 영역이 Rec.709인 경우, 판정부(212)는, 다음 식의 조건들 중에서 어느 한 개를 만족하는 대상 화소 t의 색을 색 영역 외로 판정한다.
Figure pat00008
스텝 S12에서, 대상 화소 t의 xy값이 설정된 색 영역에 포함되지 않는다고 판정되었을 경우(스텝 S12에서 Yes), 스텝 S13에서, 판정부(212)는, 대상 화소 t를 색 영역 외 화소라고 판정한다. 도6a 및 도 6b는 xy 색도도에 있어서의 색 영역과, 대상 화소 t의 xy값을 나타내는 모식도다. 내측의 삼각형이 Rec.709에서 규정된 색 영역을 나타내고, 외측의 삼각형이 Rec.2020에서 규정된 색 영역을 나타낸다. 도6a에 나타낸 것과 같이, Rec.709의 색 영역의 외측에 대상 화소 t의 xy값 [xt, yt]이 놓이는 경우, 판정부(212)는, 대상 화소 t를 색 영역 외 화소로 판정한다.
스텝 S12에서, 대상 화소 t의 xy값이 설정된 색 영역에 포함된다고 판정되었을 경우(스텝 S12에서 No), 스텝 S14에서, 판정부(212)는, 대상 화소 t를 색 영역 내 화소라고 판정한다. 도 6b에 나타낸 것과 같이, Rec.709의 색 영역의 내측에 대상 화소 t의 xy값 [xt, yt]이 놓이는 경우, 판정부(212)는, 대상 화소 t를 색 영역 내 화소라고 판정한다. 색 영역의 내측은 색 영역의 경계선를 포함한다.
스텝 S15에서, 판정부(212)는, 휘도취득부(209)에서 취득한 화상 데이터의 각 화소의 휘도값과 범위설정부(211)에서 설정된 대상 범위를 비교하여, 대상 화소 t의 휘도값이 대상 범위에 포함되는지 아닌지를 판정한다.
대상 화소 t의 휘도값이 대상 범위에 포함되지 않을 경우(스텝 S15에서 YES), 스텝 S16에서 대상 화소 t를 색 영역 내 화소로 판정한다. 즉, 스텝 S13에서 대상 화소 t가 색 영역 외 화소라고 판정된 경우에도, 스텝 S15의 판정에 의해 대상 화소 t가 색 영역 내라고 판정된다. 이에 따라, 대상 화소 t의 휘도값이 대상 범위에 포함되지 않을 경우, 색 영역 외 변환부(207)는, 대상 화소 t의 색이 설정된 색 영역에 포함되는지 아닌지에 상관없이, 대상 화소 t에 대해 특정 색으로의 변환 처리를 실행하지 않는다. 스텝 S16의 처리가 실행된 후, 대상 화소 t에 대한 판정 처리는 종료한다.
스텝 S15에서, 대상 화소 t의 휘도값이 대상 범위에 포함된다고 판정되었을 경우(스텝 S15에서 NO), 대상 화소 t에 대한 판정 처리는 종료한다. 즉, 스텝 S12에서의 판정 결과에 근거하여 결정된 대상 화소 t의 색이 색 영역 외인지 아닌지의 판정 결과가 유지된다.
이상의 처리를 화상 데이터의 모든 화소에 대하여 실행함으로써, 화상 데이터에 있어서, 휘도 레벨이 대상 범위 내에 포함되고 색이 색 영역 내에 포함되지 않는 영역(대상 영역)과, 그렇지 않은 영역(비대상 영역)이 판정된다.
판정 처리에 있어서, 스텝 S12에서 대상 화소의 색이 설정된 색 영역에 포함되는지 아닌지를 판정하는 처리와, 스텝 S15에서 대상 화소의 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지 아닌지를 판정하는 처리는 교환가능하다. 판정부(212)는, 대상 화소의 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지 아닌지를 판정하는 처리를 실행하고, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함된다고 판정되었을 경우에만, 대상 화소의 색이 설정된 색 영역에 포함되는지 아닌지를 판정하는 처리를 실행하여도 된다.
이 경우, 대상 화소의 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 대상 화소의 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는다고 판정되었을 경우에, 해당 대상 화소는 색 영역 외 화소라고 판정된다. 또한, 대상 화소의 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되지 않는다고 판정되었을 경우, 또는, 대상 화소의 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 대상 화소의 색이 설정된 색 영역에 포함된다고 판정되었을 경우에, 해당 대상 화소는 색 영역 내 화소라고 판정된다.
판정 처리는, 화소마다 상기한 처리 절차를 행하는 전술한 처리에 한정되는 것은 아니다. 이와 달리, 화상 데이터의 모든 화소에 대하여 상기한 처리를 실행하는 것이어도 된다. 이상의 스텝을 거쳐, 판정부(212)에 의한 대상 영역의 판정 처리가 종료한다.
판정부(212)의 처리는, 색 영역 외 변환부(207)가, 화상 데이터에 있어서 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 대상 영역을 비대상 영역과 판별 가능하도록 판정이 행해질 수 있는 것이면, 상기한 처리에 한정되지 않는다.
모드 설정부(216)는, 유저가 I/F부(101)를 거쳐 입력한 지시에 근거하여, 색 영역 변환의 동작 모드를 설정한다. 모드 설정부(216)는, 색 영역 변환 모드와, 색 영역 외 표시 모드를 포함하는 복수의 동작 모드 중 어느 한개를 동작 모드로 설정하는 것이 가능하다. 색 영역 변환 모드는, 취득한 화상 데이터의 색 영역을 설정된 색 영역으로 변환해서 변환 화상 데이터를 생성하는 동작 모드다. 색 영역 외 표시 모드는, 취득한 화상 데이터 중, 휘도 레벨이 설정된 대상 범위에 포함되고 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 영역을, 다른 영역과 식별 가능하도록 변환을 행하여, 변환 화상 데이터를 생성하는 동작 모드다.
도7은, 실시형태 1에 따른 화상처리부(104)에 의한 변환 화상 데이터의 생성 처리 절차를 나타내는 흐름도다. 이 처리 절차의 실행은, 표시장치(100)의 전원이 켜질 때 개시된다.
스텝 S21에서, 취득부(201)는 화상 데이터를 취득하는 처리를 실행한다. 취득부(201)는, 색 영역이 Rec.2020에 대응하는 화상 데이터를 취득한다.
스텝 S22에서, 색 영역 설정부(210)는, 변환 색 영역을 설정한다. 예를 들면, 변환 색 영역은, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 GUI를 표시하고, 유저가 색 영역을 선택함으로써 설정된다.
스텝 S23에서, 범위설정부(211)는, 대상 범위를 설정한다. 예를 들면, 도4a에 나타낸 GUI를 표시하고, 유저가 슬라이드 바를 조작해서 대상 범위의 하한값을 설정한다. 이에 따라, 대상 범위가 입력된 범위로 설정된다. 유저는, 색 영역 외 표시 모드가 선택된 후에 대상 범위를 설정해도 된다.
스텝 S24에서, 모드 설정부(216)는, 동작 모드를 설정한다. 동작 모드는, 유저가 미도시의 GUI를 조작함으로써 설정된다.
스텝 S25에서, 전환부(204)는, 설정된 동작 모드에 근거하여, 리니어 변환부(203)로부터 취득한 화상 데이터의 출력처를 전환한다. 색 영역 변환 모드가 설정되어 있을 경우, 전환부(204)는, 색 영역 변환부(205)에 화상 데이터를 출력하고, 스텝 S26에서 색 영역 변환 처리로 처리가 진행한다. 색 영역 외 표시 모드가 설정되어 있을 경우, 전환부(204)는 색 변환부(206)에 화상 데이터를 출력하고, 스텝 S27에서 색 영역 변환 처리로 처리가 진행한다.
스텝 S26에서, 상세한 것을 후술하는 색 영역 변환 처리가 실행된다.
스텝 S27에서, 상세한 것을 후술하는 색 영역 외 변환 처리가 실행된다.
스텝 S28에서, 감마 변환부(208)는 취득한 화상 데이터의 감마 특성을 변환하고, 변환 화상 데이터를 출력한다.
이상에서, 변환 화상 데이터의 생성 처리가 완료한다. 이 처리 절차는, 표시장치(100)가 화상을 표시하는 동안, 또는, 화상 데이터가 입력되는 동안, 반복 실행된다.
도8은, 스텝 S26의 색 영역 변환 처리를 나타내는 흐름도다.
스텝 S31에서, 포맷 변환부(202)는, 취득한 화상 데이터의 신호 포맷을 RGB로 변환하고 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 리니어 변환부(203)에 출력하는 포맷 변환 처리를 실행한다.
스텝 S32에서, 리니어 변환부(203)는, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터의 색 공간을 리니어 색 공간으로 변환하고, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 전환부(204)를 거쳐 색 영역 변환부(205)에 출력하는 리니어 변환 처리를 실행한다.
스텝 S33에서, 색 영역 변환부(205)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터의 색 영역을 설정된 색 영역으로 변환하고 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 출력하는 색 영역 변환 처리를 실행한다.
이상에서, 색 변환처리가 종료한다.
도 9는, 스텝 S27의 색 영역 외 변환 처리를 나타내는 흐름도다.
스텝 S41에서, 휘도취득부(209)는, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터에 근거하여, 각 화소의 휘도 레벨을 취득하는 휘도 레벨 취득 처리를 실행한다. 휘도취득부(209)는, 각 화소의 휘도 레벨을 나타내는 데이터를 판정부(212)에 출력한다.
스텝 S42에서, 판정부(212)는, 색 영역 설정부(210)에서 설정된 색 영역과, 범위설정부(211)에서 설정된 대상 범위와, 휘도취득부(209)로부터 취득한 화상 데이터의 휘도 레벨에 근거하여, 대상 영역을 판정하는 대상 영역 판정 처리를 실행한다. 대상 영역의 판정 방법은, 도 5에 나타낸 처리 절차에 근거하여 실행된다.
스텝 S43에서, 포맷 변환부(202)는, 취득한 화상 데이터의 신호 포맷을 RGB 포맷으로 변환하고 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 리니어 변환부(203)에 출력하는 포맷 변환 처리를 실행한다.
스텝 S44에서, 리니어 변환부(203)는, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터의 색 공간을 리니어 색 공간으로 변환하고, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 전환부(204)를 거쳐 색 변환부(206)에 출력하는 리니어 변환 처리를 실행한다.
스텝 S45에서, 색 변환부(206)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터를 컬러로부터 모노크롬으로 변환하고, 결과적으로 얻어진 화상 데이터를 색 영역 외 변환부(207)에 출력하는 색 변환처리를 실행한다.
스텝 S46에서, 색 영역 외 변환부(207)는, 색 변환부(206)로부터 취득한 화상 데이터 중, 판정부(212)에 의해 대상 영역으로 판정된 영역에 포함되는 화소의 화소값을 특정한 색에 대응하는 값으로 변환하는 색 영역 외 변환 처리를 실행한다. 색 영역 외 변환 처리는 착색 처리로도 불린다. 색 영역 외 변환부(207)는, 얻어진 화상 데이터를 감마 변환부(208)에 출력한다.
이상에서, 색 영역 외 변환 처리가 종료한다.
도10a 내지 도 10f는, 본 실시형태에 따른 색 영역 외 변환 처리의 효과를 나타내기 위한 모식도다. 도 10a는, 표시장치(100)에 입력되는 화상 데이터(화상신호)를 나타내는 모식도다. 도 10a의 화상 데이터의 색 영역은 Rec.2020이고, Object1 내지 3의 x값 및 y값은 각각 0.2 및 0.7이다. 또한, 도 10a의 Object1, 2 및 3의 휘도값 Y(YCbCr 색 공간의 Y)는, 각각 10비트 정수인 50, 200 및 400이다.
도 10b는, 본 실시형태에 따른, 화상 데이터의 영역의 휘도값에 상관없이, 색이 화상 데이터의 색 영역에 포함되지 않는 영역을 착색하는 처리를 실행했을 경우의 변환 화상 데이터를 나타내는 모식도다. 예를 들면, 색 영역 설정부(210)에서 설정된 판정 조건(색 영역)이 "Rec.709"일 때, Object1 내지 3은 모두 Rec.709의 색 영역 외로 판정되어, 대상 영역으로 판정된다. 따라서, 도 10b에 나타낸 것과 같이, Object1 내지 3은 모두 특정 색(도 10b 중의 사선)으로 표시된다. 그러나, 각 Object는 전술한 바와 같이, 휘도값 Y가 서로 크게 다르다. Object1은, 휘도값이 낮기 때문에, 보기 어렵다. 모든 Object에 대하여 특정 색으로의 착색을 행하면, 유저는 영향도가 다른 모든 Object가 유저가 모두 주목해야 할(처리해야 할) 색 영역 외 영역이라고 인식해 버린다.
도 10c는, 범위설정부(211)가 대상 범위를 휘도값이 100 이상인 범위로 설정하고, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 색이 대상 영역으로서 설정된 색 영역에 포함되지 않은 영역에 대해 변환 화상 데이터를 생성했을 경우의 변환 화상 데이터를 나타내는 모식도다. 판정부(212)는, 휘도값 Y가 100 미만인 화상 데이터의 화소를 색 영역 내 화소로 판정한다. 즉, 판정부(212)는, 휘도값 Y가 100 이상인 화소 중 색 영역 외의 화소를 대상 영역으로 판정한다. 따라서, 도 10c에 나타낸 것과 같이, 휘도값이 100 이상인 Object2 및 3만 특정 색(도 10c 중의 사선)으로 표시되고, Object1은 모노크롬으로 표시된다.
도 10d는, 범위설정부(211)가, 대상 범위를 휘도값이 300 이상인 범위로 설정하고, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고, 색이 대상 영역으로서 설정된 색 영역에 포함되지 않은 영역에 대해 변환 화상 데이터를 생성했을 경우의 변환 화상 데이터를 나타내는 모식도다. 판정부(212)는, 휘도값 Y가 300미만인 화상 데이터의 화소를 색 영역 내 화소로 판정한다. 즉, 판정부(212)는, 휘도값 Y가 300이상인 화소 중 색 영역 외의 화소를 대상 영역으로 판정한다. 따라서, 도 10d에 나타낸 것과 같이, 휘도값이 300 이상인 Object3 만 특정 색(도 10d 중의 사선)으로 표시되고, Object1 및 2는 모노크롬으로 표시된다.
도 10e는, 범위설정부(211)가 대상 범위를 휘도값이 300이하인 범위로 설정하고, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 색이 대상 영역으로서 설정된 색 영역에 포함되지 않은 영역에 대해 변환 화상 데이터를 생성했을 경우의 변환 화상 데이터를 나타내는 모식도다. 판정부(212)는, 휘도값 Y가 300보다 높은 화상 데이터의 화소를 색 영역 내 화소로 판정한다. 즉, 판정부(212)는, 휘도값 Y가 300이하인 화소 중 색 영역 외의 화소를 대상 영역으로 판정한다. 따라서, 도 10e에 나타낸 것과 같이, 휘도값이 300 이상인 Object1 및 2 만 특정 색(도 10e 중의 사선)으로 표시되고, Object3은 모노크롬으로 표시된다.
도 10f는, 범위설정부(211)가 대상 범위를 휘도값이 100이상이고 300이하인 범위로 설정하고, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 색이 대상 영역으로서 설정된 색 영역에 포함되지 않은 영역에 대해 변환 화상 데이터를 생성했을 경우의 변환 화상 데이터를 나타내는 모식도다. 판정부(212)는, 휘도값 Y가 100보다 작거나, 혹은 300보다 높은 화상 데이터의 화소를 색 영역 내 화소로 판정한다. 즉, 판정부(212)는, 휘도값 Y가 100이상이고 300이하인 화소 중 색 영역 외의 화소를 대상 영역으로 판정한다. 따라서, 도 10f에 나타낸 것과 같이, 휘도값이 100이상이고 300이하인 Object2 만 특정 색(도 10f 중의 사선)으로 표시되고, Object1 및 3은 모노크롬으로 표시된다.
전술한 바와 같이, 실시형태 1에 따른 표시장치는, 휘도 범위를 한정해서, 색 영역 외의 영역과 다른 영역을 서로 식별해서 표시하는 것이 가능해 진다. 이에 따라, 유저가 주목하는 휘도 레벨의 범위 이외의 색 영역 외 영역을 착색 처리를 실시하지 않고 모노크롬으로 표시하는 것이 가능해 진다. 따라서, 유저가 주목하는 휘도 범위에서 색 영역 외의 영역의 시인성을 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 휘도 레벨이 설정된 대상 범위에 포함되고 색이 색 영역에 포함되지 않는 영역과, 다른 영역을 다른 변환 처리로 변환한다. 따라서, 유저가, 화상 데이터 중, 유저가 주목하는 휘도 범위의 색 영역 외의 영역을 용이하게 식별할 수 있다.
특히, 화상의 암부는 색 영역 사이의 차이가 커서, 화상신호에 노이즈가 중첩하면, 어두운 화소일수록 색 영역 외로 판정되기 쉽다. 따라서, 화상신호에 발생한 노이즈에 의해 본래 색 영역 외가 아닌 화소가 색 영역 외로 판정될 경우가 있다. 기존의 기술과 같이, 휘도 레벨에 상관없이 색 영역 외의 화소에 대하여 착색 처리를 실시할 경우, 화상신호에 중첩한 노이즈에 의해, 색 영역 외가 아닌 암부 영역의 화소가 착색 처리되어, 유저가 주목하고 싶은 고휘도 영역의 색 영역 외의 화소를 유저가 인식하기 어렵다고 하는 과제가 있었다.
전술한 바와 같이, 예를 들면, 화상신호에 있어서 휘도 레벨이 미리 설정된 휘도 레벨 이하인 범위의 색 영역 외의 영역에 대해서 착색 처리를 실시하지 않음으로써, 화소가 노이즈에 의해 색 영역 외로 판정되어도, 유저가 주목하고 싶은 색 영역 외의 화소의 인식에 대한 영향을 저감하는 것이 가능해 진다.
실시형태 1에 따르면, 색 영역 외로 판정된 화소를 특정 색으로 표시하는 예에 대해 설명했지만, 구성은 이것에 한정하지 않는다. 예를 들면, 점멸 표시나 패턴 표시에 의해, 색 영역 외로 판정된 화소가 표시되도록 변환이 행해질 수 있다. 또한, 실시형태 1에 따르면, 색 영역 외로 판정되지 않았던 화소(색 영역 내 화소)의 색을 모노크롬으로 변환하지만, 흑백 이외의 색을 사용해서 화소를 표시하는 것도 가능하다. 화상처리부(104)가, 색 영역 외로 판정한 화소와, 색 영역 내로 판정한 화소가 식별 가능하게 표시되도록 변환 화상 데이터를 생성한다면, 변환 방법으로서 기지의 다양한 방법을 채용하는 것이 가능하다.
화상처리부(104)가 실행가능한 동작 모드는, 상기한 2개의 동작 모드에 한정되지 않는다. 예를 들면, 화상 처리부(104)은, 화상 데이터의 화소의 휘도 레벨에 상관없이, 색이 색 영역 내에 포함되지 않은 영역이 특정 색으로 표시되고, 다른 영역이 모노크롬으로 표시되는 동작 모드에서 동작하는 것이 가능하다. 이 경우, 판정부(212)는, 대상 범위에 화상 데이터의 휘도 레벨이 포함되고 있는지 아닌지에 상관없이, 설정된 색 영역에 색이 포함되지 않는 화소를 색 영역 외로 판정한다. 또한, 전환부(204)는, 리니어 변환부(203)로부터 취득한 화상 데이터를, 색 변환부(206)에 출력한다. 색 영역 외 변환부(207)는, 색 변환부(206)에서 모노크롬으로 색이 변환된 화상 데이터 중, 판정부(212)가 색 영역 외로 판정한 화소를 특정 색으로 착색하는 변환 처리를 실행한다. 화상처리부(104)는, 취득한 화상에 포함되고 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 화소의 색을 특정 색으로 변환하고, 그렇지 않은 영역의 색을 모노크롬으로 변환하여, 변환 화상 데이터를 생성해서 변환 화상 데이터를 출력한다.
색 변환부(206)의 처리는, 리니어 변환부(203)로부터 취득한 화상 데이터를 컬러 화상으로부터 모노크롬 화상으로 변환하는 처리에 한정되지 않는다. 예를 들면, 색 변환부(206)는, 색 영역 변환부(205)와 마찬가지로, 설정된 색 영역으로 화상 데이터의 색 영역을 변환하는 처리를 실행해도 된다.
실시형태 1에 따르면, YCbCr 색 공간의 Y값으로 표시된 휘도 레벨, 즉, 상대 휘도로 표시된 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지의 판정이 행해진다. 실시형태 2에 따른 화상처리부(104)는, 절대 휘도로 표시된 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지를 판정한다. 실시형태 2에 따른 표시장치(100) 및 화상처리부(104)의 기능 블록은 실시형태 1과 유사하다.
실시형태 2에 따른 화상처리부(104)는, EOTF 설정부(213) 및 EOTF 설정부(213)에 따라 동작하는 기능 블록에 관해 실시형태 1에 따른 화상처리부(104)와 다르다. 실시형태 1의 동작과 다른 동작을 행하는 기능 블록에 대해서 상세하게 설명한다.
EOTF 설정부(213)는, 화상 데이터의 색 공간을 리니어 색 공간으로 변환하기 위한 변환 함수(EOTF), 및, 화상 데이터의 최대 휘도 Lmax를 설정한다. 최대 휘도 Lmax는, 절대 휘도로 표시된다. 절대 휘도로 표시된 휘도값은, 휘도를 나타내는 단위계(예를 들어, cd/m2 또는 nit)로 표시된 휘도값을 나타낸다. EOTF 및 최대 휘도 Lmax는, 패널(106)에 표시되는 도 11에 나타내는 메뉴 화면에서, I/F부(101)를 거쳐 유저에 의해 설정가능하다.
리니어 변환부(203)는, EOTF 설정부(213)에서 설정된 EOTF 및 최대 휘도에 따라, 화상 데이터의 색 공간을 리니어 색 공간으로 변환한다. EOTF가 PQ 특성을 갖는 경우, 리니어 변환부(203)는, 다음 식에 따라 화상 데이터의 색 공간을 리니어 색 공간으로 변환한다.
Figure pat00009
이때, Vin은, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터를 0 내지 1로 정규화하여 얻어진 값이다.
휘도취득부(209)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터를, EOTF 설정부(213)에서 설정된 최대 휘도 Lmax에 근거하여 휘도값 L로 변환한다. 휘도값은 다음 식에 따라 산출한다.
Figure pat00010
수학식 10에서, 1×3매트릭스는, Rec.2020의 색 영역의 RGB값을 XYZ 색 영역의 Y값으로 변환하는 변환행렬이다. Y값으로 표시된 휘도값은 상대값이다. 상대 휘도인 Y값에 절대 휘도로 표시되는 최대 휘도 Lmax를 승산하여 얻어지는 휘도값 L은, 절대 휘도로 표시되는 값이다.
범위설정부(211)는, 판정부(212)가 대상 영역을 판정하기 위해서 사용하는 휘도 레벨의 대상 범위를 절대 휘도로 설정한다. 대상 범위는 I/F부(101)를 거쳐 유저가 설정할 수 있다. 도 12a 내지 도 12c는, 유저가 대상 범위를 설정하기 위해서 사용하는 GUI를 나타내는 모식도다. 도 4a 내지 도 4c에서 나타낸 GUI와 유사하게, 유저는, 슬라이드 바의 버튼을 조작하여, 대상 범위의 상한값 및 하한값의 적어도 한쪽을 지정한다. 도 12a 내지 도 12c의 예에서는, 휘도임계값을 절대 휘도(nit)로 지정한다.
도 12a는, 유저가 대상 범위의 하한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 1nit 이상인 휘도 범위가 대상 범위이다. 도 12b는, 유저가 대상 범위의 하한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 100nit 이하인 휘도 범위가 대상 범위이다. 도 12c는, 유저가 대상 범위의 하한값과 상한값을 지정할 경우의 GUI를 나타낸다. 이 경우, 휘도값이 1nit 이상이고 100nit 이하인 휘도 범위가 대상 범위이다.
판정부(212)는, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터 중, 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되고 색이 설정된 색 영역에 포함되지 않는 대상 영역을 판정한다. 판정 절차 및 그 후의 착색 처리는, 실시형태 1과 유사하므로, 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 실시형태 2에 따른 표시장치에서는, 대상 범위를 절대 휘도로 지정할 수 있다. 이것은 특히, 시스템에 따라 휘도의 다이나믹 레인지가 크게 변경되는 high dynamic range(HDR) 신호를 취급할 경우에 유효하다.
실시형태 1에 따르면, 판정부(212)가, YCbCr 색 공간의 Y값으로 표시된 휘도 레벨, 즉, 상대 휘도로 표시된 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지를 판정했다. 실시형태 2에 따르면, 판정부(212)는, 절대 휘도 표시된 휘도 레벨이 대상 범위에 포함되는지를 판정했다.
실시형태 3에 따르면, 화상 데이터의 특성에 따라, 실시형태 1에 따른 색 영역 외 표시와 실시형태 2에 따른 색 영역 외 표시를 전환하는 경우에 대해 설명한다. 실시형태 3에 따른 표시장치(100) 및 화상처리부(104)의 기능 블록은, 실시형태 1 및 2와 유사하다.
실시형태 3에서는, EOTF 설정부(213)에서 설정된 EOTF에 근거하여, 휘도취득부(209)가 휘도값의 산출 방법을 변경한다.
EOTF 설정부(213)에서 standard dynamic range(SDR) 신호의 EOTF(예를 들어, γ2.2)이 설정된 경우에는, 휘도취득부(209)는, 실시형태 1에 따른 방법에 근거하여 휘도값을 산출한다. 즉, 휘도취득부(209)는, 리니어 변환부(203)에 의해 리니어 색 공간으로의 생 공간의 변환이 행해지지 않은 화상 데이터로부터 YCbCr 색 공간의 Y값을 산출한다. EOTF 설정부(213)에서 HDR신호의 EOTF(예를 들어, PQ)이 설정된 경우에는, 휘도취득부(209)는, 실시형태 2에 따른 방법에 근거하여 휘도값을 산출한다. 즉, 리니어 변환부(203)에서 리니어 색 공간으로 색 공간이 변환된 화상 데이터가 XYZ 색 공간의 Y값으로 변환되고, Y값에 최대 휘도를 승산하여, 절대 휘도를 산출한다.
범위설정부(211)는, EOTF 설정부(213)에서 설정된 EOTF에 따라, 색 영역 외 영역을 식별하기 위한 휘도 범위(대상 범위)를 설정한다. EOTF 설정부(213)에서 SDR신호의 EOTF(예를 들어, γ2.2)이 설정된 경우에는, 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 것과 같이, 상대 휘도(예를 들면, YCbCr 색 공간의 Y값)를 사용하여, 대상 범위를 설정한다. EOTF 설정부(213)에서 HDR신호의 EOTF(예를 들어, PQ)이 설정된 경우에는, 도 12a 내지 도 12c에 나타낸 것과 같이, 절대 휘도(PQ의 경우에는 nit)를 사용하여, 대상 범위를 설정한다.
전술한 바와 같이 제어함으로써, 설정된 EOTF의 종류에 따른 휘도 레벨의 단위계로 대상 범위를 지정하는 것이 가능해 진다. 즉, SDR신호의 경우에는 상대 휘도, HDR신호의 경우에는 절대 휘도로, 색 영역 외 영역을 표시하는 휘도 범위를 지정하는 것이 가능해 진다. 이에 따라, 화상 데이터의 특성에 적합한 휘도 범위의 지정이 가능하게 된다.
실시형태 4에 따른 화상처리부(104)는, 화상 데이터의 특징량에 따라, 설정된 대상 범위를 보정하는 점에서, 실시형태 4에 따른 화상처리부(104)가 실시형태 1 내지 3에 따른 화상처리부(104)와 다르다. 실시형태 1 내지 3에 따른 실시형태와 다른 대상 범위의 보정처리에 대해 설명한다. 다른 처리에 대해서는, 실시형태 1 내지 3에 따른 처리와 유사한 처리가 실행 가능하기 때문에, 이 처리의 설명을 생략한다.
특징량 취득부(214)는, 포맷 변환부(202)에서 RGB 포맷으로 신호 포맷이 변환된 화상 데이터의 특징량을 취득한다. 본 실시형태에서, 화상 데이터의 특징량은, 화상 데이터의 평균적인 휘도 레벨인 average picture level(APL)이다. APL은, 화상 데이터의 전체 화소의 RGB값의 평균값이다.
범위설정부(211)는, 특징량 취득부(214)에서 취득된 화상 데이터의 APL에 따라, 설정된 대상 범위를 보정한다. 예를 들면, 범위설정부(211)는 다음 식에 따라 하한값 Ymin을 판정한다.
Figure pat00011
이때, Ymin은 범위설정부(211)에 의해 미리 설정된 대상 범위의 하한값이고, APLtar는 화상 데이터의 APL이고, APLbase은 APL의 기준값이고, Yth는 보정된 대상 범위의 하한값이다.
범위설정부(211)는, 보정된 하한값 Yth 이상의 휘도 레벨을 대상 범위로 설정하고, 대상 범위를 판정부(212)에 출력한다.
전술한 바와 같이, 실시형태 4에 따른 표시장치(100)는, 화상 데이터의 특징량에 대응하는 대상 범위에 휘도 레벨이 포함되는 영역에 있어서, 설정된 색 영역에 포함되지 않는 색 영역 외 영역을 다른 영역과 식별 가능하도록 변환을 행한다. 전체적으로 밝은 화상인 경우에는, 전체적으로 어두운 화상의 하한값보다도, 대상 범위에 포함되는 휘도 레벨의 하한값을 높게 한다. 이에 따라, 화상 데이터의 특징에 따라 색 영역 외로서 표시되는 영역의 휘도 레벨이 조정된다. 이 때문에, 화상에 있어서의 색 영역 외 영역의 시인성을 향상시킬 수 있다.
범위설정부(211)가 APL에 근거해 휘도 임계값을 수정하는 예에 대해 설명했지만, 다른 특징량을 사용해도 된다. 또한, 수학식 11에 따라 휘도임계값을 산출하는 예에 대해 설명했지만, 산출은 이것에 한정하지 않는다. 화상 데이터의 특징량에 따라 휘도임계값을 산출하는 다른 계산식을 적용해도 된다.
실시형태 5에 따른 화상처리부(104)는 시청 환경의 밝기(환경광의 조도)에 따라, 설정된 대상 범위를 보정한다는 점에서, 실시형태 5에 따른 화상처리부(104)는 실시형태 1 내지 4에 따른 화상처리부(104)와 다르다. 실시형태 1 내지 4에 따른 처리와 다른 대상 범위의 보정처리에 대해 설명한다. 다른 처리에 대해서는, 실시형태 1 내지 4에 따른 처리가 실행 가능하기 때문에, 이 처리의 설명을 생략한다.
조도취득부(215)는 조도 센서(110)로부터 조도를 취득한다.
범위설정부(211)는, 조도취득부(215)에서 취득된 조도에 따라, 설정된 대상 범위를 보정한다. 예를 들면, 범위설정부(211)는 다음 식에 따라 하한값 Yth를 판정한다.
Figure pat00012
이때, Ymin은 범위설정부(211)에 미리 설정된 대상 범위의 하한값이고, Itar는 조도취득부(215)에서 취득한 조도이고, Ibase는 조도의 기준값이고, Yth는 보정된 대상 범위의 하한값이다.
전술한 바와 같이, 실시형태 5에 따른 표시장치(100)는, 환경광의 조도에 따른 대상 범위에 휘도 레벨이 포함되는 영역에 있어서, 설정된 색 영역에 포함되지 않는 색 영역 외 영역을 다른 영역과 식별 가능하도록 변환을 행한다. 예를 들면, 환경광의 조도가 높은 경우에는, 암부의 시인성이 저하하기 때문에, 휘도가 높은 화소의 색 영역 외 영역을 표시한다. 환경광의 조도가 낮은 경우에는, 암부의 시인성이 향상하기 때문에, 휘도가 낮은 화소의 색 영역 외 영역도 표시한다. 이에 따라, 시청 환경에 따른 암부의 시인성의 차이를, 색 영역 외 영역의 표시에 반영할 수 있다.
범위설정부(211)가 수학식 12에 따라 휘도임계값을 산출하는 예에 대해 설명했지만, 산출은 이것에 한정하지 않는다. 조도에 따라 휘도임계값을 산출하는 다른 계산식을 적용해도 된다.
본 발명에 따르면, 휘도 레벨이 설정된 대상 범위에 포함되고 색이 색 영역에 포함되지 않는 영역과, 다른 영역을 다른 변환 처리로 변환한다. 이에 따라, 유저가, 화상 데이터 중, 유저가 주목하고 싶은 휘도 범위 내의 색 영역 외 영역을 용이하게 식별할 수 있다.
기타 실시형태
본 발명의 실시형태는, 본 발명의 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체('비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체'로서 더 상세히 언급해도 된다)에 기록된 컴퓨터 실행가능한 명령(예를 들어, 1개 이상의 프로그램)을 판독하여 실행하거나 및/또는 전술한 실시예(들)의 1개 이상의 기능을 수행하는 1개 이상의 회로(예를 들어, 주문형 반도체 회로(ASIC)를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터나, 예를 들면, 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체로부터 컴퓨터 실행가능한 명령을 판독하여 실행함으로써, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 컴퓨터는, 1개 이상의 중앙처리장치(CPU), 마이크로 처리장치(MPU) 또는 기타 회로를 구비하고, 별개의 컴퓨터들의 네트워크 또는 별개의 컴퓨터 프로세서들을 구비해도 된다. 컴퓨터 실행가능한 명령은, 예를 들어, 기억매체의 네트워크로부터 컴퓨터로 주어져도 된다. 기록매체는, 예를 들면, 1개 이상의 하드디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광 디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)TM 등), 플래시 메모리소자, 메모리 카드 등을 구비해도 된다.
본 발명은, 상기한 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실행가능하다. 또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (20)

  1. 휘도 레벨의 대상 범위를 설정하도록 구성된 제1설정부와,
    휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되고 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제1영역이, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역과, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되는 색을 갖는 제3영역과 식별되도록, 화상 중 상기 제1영역에 화상처리를 실행해서 처리 화상을 생성하도록 구성된 생성부를 구비한 화상 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1설정부는, 유저가 입력한 휘도 레벨에 근거하여 상기 대상 범위를 설정하도록 구성된 화상 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1설정부는, 유저가 입력한 휘도 레벨에 근거하여 상기 대상 범위의 하한값을 설정하도록 구성된 화상 처리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1설정부는, 유저가 입력한 휘도 레벨에 근거하여 상기 대상 범위의 상한값을 설정하도록 구성된 화상 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    유저에 의한 지시에 근거하여 상기 대상 색 영역을 설정하도록 구성된 제2설정부를 더 구비한 화상 처리장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2설정부는, Rec.2020 및 Rec.709의 적어도 한쪽을 포함하는 복수의 색 영역 중에서, 유저가 선택된 색 영역을 상기 대상 색 영역으로서 설정하도록 구성된 화상 처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 생성부는, 상기 처리 화상이 생성되는 제1동작 모드와, 상기 화상 중 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역의 색을 상기 대상 색 영역에 포함되는 색으로 변환하여 화상을 생성하는 제2동작 모드를 포함하는 복수의 동작 모드 중 한개를 선택해서 실행하도록 구성된 화상 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 생성부는, 상기 화상의 상기 제1영역의 색을 소정의 색으로 변환하고, 상기 제2영역 및 상기 제3영역 각각의 색을 모노크롬으로 변환하여, 상기 처리 화상을 생성하도록 구성된 화상 처리장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 화상의 계조특성을 설정하도록 구성된 제3설정부를 더 구비하고,
    상기 제1설정부는, 상기 제3설정부에 의해 설정된 상기 계조특성이 International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector(ITU-R) BT.2100에 의해 규정되는 perceptual quantization(PQ) 특성일 경우에, 상기 대상 범위를 절대 휘도로 설정하고, 그렇지 않을 경우에는, 상기 대상 범위를 상대 휘도로 설정하는 화상 처리장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 생성부가 생성한 상기 처리 화상에 근거하여 화상을 표시하도록 표시부를 제어하도록 구성된 제어부를 더 구비한 화상 처리장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1설정부는, 상기 표시부의 주위의 환경광의 조도에 관련되는 출력값을 센서로부터 취득하고, 상기 출력값에 근거하여 상기 대상 범위를 설정하도록 구성된 화상 처리장치.
  12. 휘도 레벨의 대상 범위를 설정하는 제1설정처리를 행하는 단계와,
    휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되고 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제1영역이, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역과, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되는 색을 갖는 제3영역과 식별되도록, 화상 중 상기 제1영역에 화상처리를 실행해서 처리 화상을 생성하는 단계를 포함하는 화상 처리장치의 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1설정처리에서 유저가 입력한 휘도 레벨에 근거하여 상기 대상 범위가 설정되는 화상 처리장치의 제어방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제1설정처리에서 유저가 입력한 휘도 레벨에 근거하여 상기 대상 범위의 하한값이 설정되는 화상 처리장치의 제어방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    유저에 의한 지시에 근거하여 상기 대상 색 영역을 설정하는 제2설정처리를 행하는 단계를 더 포함하는 화상 처리장치의 제어방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제2설정처리에서는 Rec.2020 및 Rec.709의 적어도 한쪽을 포함하는 복수의 색 영역 중에서, 유저에 의해 선택된 색 영역이 상기 대상 색 영역으로서 설정되는 화상 처리장치의 제어방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 화상의 상기 제1영역의 색을 소정의 색으로 변환하고, 상기 제2영역 및 상기 제3영역 각각의 색을 모노크롬으로 변환하여, 상기 처리 화상을 생성하는 화상 처리장치의 제어방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 화상 처리장치가 생성한 상기 처리 화상에 근거하여 화상을 표시하도록 표시부를 제어하는 단계를 더 포함하는 화상 처리장치의 제어방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제1설정처리에서는 상기 표시부의 주위의 환경광의 조도에 관련되는 출력값을 센서로부터 취득하고, 상기 출력값에 근거하여 상기 대상 범위를 설정하는 화상 처리장치의 제어방법.
  20. 프로세서가 판독가능하고 실행가능한 프로그램으로서,
    휘도 레벨의 대상 범위를 설정하는 제1설정처리를 행하는 단계와,
    휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되고 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제1영역이, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되지 않는 색을 갖는 제2영역과, 휘도 레벨이 상기 대상 범위에 포함되지 않고 상기 대상 색 영역에 포함되는 색을 갖는 제3영역과 식별되도록, 화상 중 상기 제1영역에 화상처리를 실행해서 처리 화상을 생성하는 단계를 포함하는 화상 처리장치의 기능을 프로세서에게 실행시키는 상기 프로그램을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
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