WO2015111467A1 - 送信装置、送信方法、受信装置および受信方法 - Google Patents

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    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response
    • H04N5/202Gamma control

Definitions

  • the present technology relates to a transmission device, a transmission method, a reception device, and a reception method, and more particularly, to a transmission device that compresses and transmits a level range of video data.
  • FIG. 23A shows an example of a luminance level distribution of an original HDR image having a level range from 0% to 100 * N%.
  • the value “%” indicates the ratio of brightness with 100 cd / m 2 as 100%.
  • FIG. 23B shows an example of the luminance level distribution of the LDR image obtained by compressing the original HDR image into the LDR region. Since the luminance peak of the LDR image shifts to a lower luminance level with respect to the luminance peak of the HDR image, the entire image becomes dark.
  • Non-Patent Document 1 is generated by encoding transmission video data obtained by applying a gamma curve to input video data having a level of 0 to 100% * N (N is greater than 1). For example, transmitting a video stream is described.
  • High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 10 for FDIS & Last Call
  • An object of the present technology is to enable favorable display of LDR images based on HDR video data.
  • the concept of this technology is A transmission video having a second level range that is narrower than the first level range by applying a predetermined level mapping curve to the input video data having the first level range or equivalent to the first level range.
  • the transmission apparatus includes a transmission unit that transmits the transmission video data together with auxiliary information for performing level conversion on the reception side.
  • a predetermined level mapping curve is applied to the input video data having the first level range by the level conversion unit, so that it is narrower than the first level range or equivalent to the first level range.
  • Transmission video data having a second level range is obtained.
  • the first level range is a level range from 0% to N% (N is a number greater than 100)
  • the second level range is 0% to P% (P is a number greater than or equal to 100 and less than N). There may be.
  • the transmission video data obtained by the level conversion unit is transmitted by the transmission unit together with auxiliary information for performing level conversion on the reception side.
  • the transmission unit may transmit a video stream obtained by encoding transmission video data, and the auxiliary information may be inserted into a layer of the video stream.
  • Data is to be transmitted. Therefore, for example, by using an appropriate characteristic according to the image content as a predetermined level mapping curve, it is possible to display an LDR image satisfactorily by transmission video data.
  • auxiliary information for performing level conversion on the receiving side is transmitted together with the transmission video data. Therefore, for example, on the receiving side, an appropriate level conversion process can be performed on the transmission video data based on the auxiliary information, and a good image display can be performed.
  • the auxiliary information may be level mapping curve information and / or electro-optic conversion characteristic information.
  • the level mapping curve information for example, HDR video data for HDR monitoring can be reproduced from transmission video data, and a good HDR image can be displayed.
  • the transmission video data or the video data obtained by level mapping the transmission video data based on the level mapping curve information is used for the monitor gamma.
  • Level conversion electro-optic conversion suitable for characteristics can be performed, and good image display becomes possible.
  • the electro-optical conversion characteristic information that the transmission unit transmits together with the transmission video data may include information on a plurality of electro-optical conversion characteristics.
  • an electro-optic conversion characteristic corresponding to the brightness of the viewing environment can be automatically or manually selected from a plurality of electro-optic conversion characteristics, and can be used depending on the brightness of the viewing environment. A good image can be displayed.
  • a second level range that is narrower than or equal to the first level range obtained by applying a predetermined level mapping curve to input video data having the first level range.
  • the receiving unit is narrower than or equal to the first level range obtained by applying a predetermined level mapping curve to the input video data having the first level range.
  • the transmission video data having the second level range is received.
  • the level of the transmission video data is converted by the processing unit based on the auxiliary information received together with the transmission video data.
  • the level of the transmission video data is converted based on the auxiliary information received together with the transmission video data. Therefore, since appropriate level conversion is performed on the received transmission video data, a good image can be displayed on the monitor.
  • the auxiliary information may be level mapping curve information and / or electro-optic conversion characteristic information.
  • the level mapping curve information for example, HDR video data for HDR monitoring can be reproduced from transmission video data, and a good HDR image can be displayed.
  • the electro-optic conversion characteristic information for example, the transmission video data or the video data obtained by level mapping the transmission video data based on the level mapping curve information has the gamma characteristic of the monitor. Matching level conversion (electro-optical conversion) can be performed, and a good image display is possible.
  • the processing unit obtains transmission video data having a second level range based on the level mapping curve information, and output video data having a third level range equal to or greater than the second level range.
  • the first level range is a level range of 0% to N% (N is a number greater than 100)
  • the second level range is 0% to P% (P is 100 or more and N or less).
  • the third level range may be from 0% to Q% (Q is a number greater than or equal to 100 and less than or equal to N).
  • the maximum level of the third level range may be determined based on information on the maximum level that can be displayed.
  • the processing unit may transmit the transmission video data having the second level range based on the electro-optic conversion characteristic information, or the second obtained by level mapping the transmission video data based on the level mapping curve information.
  • the video data having a third level range equal to or greater than the above level range may be subjected to electro-optic conversion to obtain output video data.
  • the electro-optic conversion characteristic information received together with the transmission video data includes information on a plurality of electro-optic conversion characteristics, and further includes a selection unit that selects one electro-optic conversion characteristic to be used in the processing unit from the plurality of electro-optic conversion characteristics. It may be made to provide.
  • the selection unit may select one electro-optical conversion characteristic used by the processing unit from a plurality of electro-optical conversion characteristics based on sensor output or user operation input.
  • an electro-optic conversion characteristic corresponding to the brightness of the viewing environment can be automatically or manually selected from a plurality of electro-optic conversion characteristics, and a good image corresponding to the brightness of the viewing environment can be displayed. It becomes possible to do.
  • an LDR image based on HDR video data can be displayed favorably. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a transmission / reception system 10 as an embodiment.
  • the transmission / reception system 10 includes a transmission device 100 and a reception device 200.
  • the transmission apparatus 100 generates an MPEG2 transport stream TS as a container, and transmits the transport stream TS on a broadcast wave or a net packet.
  • This transport stream TS has a video stream obtained by encoding transmission video data.
  • This transmission video data is LDR image video data obtained by applying a predetermined level mapping curve to the original HDR image video data as input video data.
  • the level range of the transmission video data is compressed with respect to the level range of the input video data, but the entire area is not necessarily compressed uniformly. A compression region occurs, and the width and position of the low compression region also change.
  • FIG. 2A shows an example of an original HDR level, that is, a level distribution of input video data.
  • the input video data has a level range of 0% to N% (N> 100).
  • FIG. 2B shows an example of a coded transmission level, that is, a level distribution of transmission video data.
  • the area from 0% to J% of the input video data is a high compression area, and is converted from 0% to J ′% of the transmission video data by the level mapping process.
  • the J% to K% region of the input video data is a low compression region, and is converted from the J ′% to K ′% region of the transmission video data by the level mapping process.
  • the K% to N% region of the input video data is a high compression region, and is converted from the K ′% to P% region of the transmission video data by the level mapping process.
  • the low-compression range is a level region that is transmitted with little original quality loss in the level mapping process with respect to the brightness level.
  • the high compression area is a level area in which the original quality is positively compressed by the level mapping process so as to be within a predetermined display level.
  • FIG. 3 shows an example of HDR conversion characteristics, that is, a level mapping curve.
  • the level mapping curve (1) is an example in which a dark portion of an image is expressed finely. In this case, of the three divided level ranges, the dark level range is converted to multiple levels, the central level range is then converted to multiple levels, and the bright level range is converted to low levels.
  • the level mapping curve (2) is an example in the case where the central level portion of the image is expressed finely. In this case, among the three divided level ranges, the middle level range is converted to multiple levels, the bright level range is then converted to multiple levels, and the dark level range is converted to small levels.
  • the level mapping curve (3) is an example in the case where the brightness portions of the image are expressed equally.
  • FIG. 3 shows that the number of level mapping curves to be chained is 3, but this number is not limited to 3.
  • the transmission device 100 transmits the transmission video data together with auxiliary information for performing level conversion on the reception side.
  • the transmission apparatus 100 inserts level mapping curve information and / or electro-optic conversion characteristic information as auxiliary information in the layer of the video stream.
  • the level mapping curve information includes, for example, the percentage value of the brightness peak level on the uncompressed axis (see “Uw” in FIG. 3), the level of the mapping point in the peak percentage range on the uncompressed axis. (See “U1, U2” in FIG. 3), percent value of peak brightness level on the level-compressed axis (see “Vw” in FIG. 3), and mapping points in the peak percent range on the compression axis ( mapping percentage level) (see “V1, V2” in FIG. 3).
  • the electro-optical conversion characteristic information includes, for example, the type of electro-optical conversion characteristic or a look-up table (LUT) value indicating the electro-optical conversion characteristic.
  • the receiving device 200 receives the transport stream TS transmitted from the transmitting device 100 on broadcast waves or net packets.
  • This transport stream TS has a video stream obtained by encoding transmission video data.
  • the receiving apparatus 200 performs processing such as decoding on the video stream to obtain display video data (output video data).
  • level mapping curve information and / or electro-optic conversion characteristic information is inserted into the video stream layer as auxiliary information.
  • the receiving apparatus 200 subjects the transmission video data to HDR inverse conversion that is the inverse of the above-described HDR conversion in the transmission apparatus 100, and generates video data of a reproduced HDR image. .
  • the level range of the video data of the reproduced HDR image has a third level range that is equal to or higher than the second level range that is the level range of the transmission video data.
  • the maximum level (peak level) of the video data of the reproduced HDR image is, for example, the maximum level (peak level) of the video data of the original HDR image, or the maximum level (peak level) that can be displayed defined by the reception function. Limited.
  • FIG. 4 (a) shows an example of the encoded transmission level, that is, the level distribution of transmission video data, similar to FIG. 2 (b).
  • FIG. 4B shows an example of the level distribution of the video data of the HDR image obtained by subjecting the transmission video data to the conversion opposite to the HDR conversion on the transmission side based on the level mapping curve information. ing.
  • the video data of the HDR image in this example has a level range of 0% to N% (N> 100), like the video data of the original HDR image.
  • FIG. 5 shows an example of the HDR inverse conversion characteristics based on the level mapping curve information.
  • the HDR inverse conversion characteristics of (1), (2), and (3) correspond to the level mapping curves of (1), (2), and (3) of FIG.
  • the maximum level of the video data of the reproduced HDR image obtained by the HDR inverse transform is the maximum level (N%) of the video data of the original HDR image and the maximum displayable level defined by the reception function ( Q%) is determined as follows. That is, when P ⁇ Q ⁇ N, the maximum level of the video data of the reproduced HDR image is Q%. When P ⁇ N ⁇ Q, the maximum level of the video data of the reproduced HDR image is N%.
  • FIG. 4B also shows the level distribution of the video data of the playback HDR image when the maximum level of the video data of the playback HDR image is N%.
  • the area from 0% to J ′% of the transmission video data is converted from 0% to J% of the video data of the reproduced HDR image by the HDR inverse transformation.
  • the J ′% to K ′% region of the transmission video data is converted into the J% to K% region of the video data of the reproduced HDR image by the HDR reverse conversion.
  • the K ′% to P% region of the transmission video data is converted into the K% to N% region of the video data of the reproduced HDR image by the HDR reverse conversion.
  • the video data level of the reproduced HDR image is obtained by multiplying the level of the transmission video data by the ratio of (NK) / (PK ′). become.
  • FIG. 4C shows the level distribution of the video data of the playback HDR image when the maximum level of the video data of the playback HDR image is Q%.
  • the area from 0% to J ′% of the transmission video data is converted from 0% to J% of the video data of the reproduced HDR image by the HDR inverse transformation.
  • the J ′% to K ′% area of the input video data is converted to the J% to K% area of the video data of the reproduced HDR image by HDR inverse transformation.
  • the region from K ′% to P% of the input video data is converted into the region of K% to Q% of the video data of the reproduced HDR image by HDR inverse conversion.
  • the video data level of the reproduced HDR image is obtained by multiplying the level of the transmission video data by the ratio of (QK) / (PK ′). become.
  • the receiving apparatus 200 performs electro-optic conversion processing on the transmission video data or the video data of the HDR image obtained by performing the HDR inverse transformation on the transmission video data based on the electro-optic conversion characteristic information, and performs display.
  • Video data output video data is generated.
  • FIG. 6 shows an example of electro-optic conversion characteristics.
  • a curve a shows an example of an electro-optic conversion characteristic for displaying low luminance with high accuracy.
  • a curve b shows an example of the electro-optic conversion characteristic for making the extremely low luminance part rough and displaying the other luminance part with high accuracy.
  • a curve c shows an example of an electro-optic conversion characteristic for displaying with a good balance between high luminance and low luminance accuracy.
  • the photoelectric conversion characteristic in the transmission apparatus 100 is set to be opposite to the electro-optical conversion characteristic in the reception apparatus 200.
  • FIG. 7 shows a configuration example of the transmission device 100.
  • the transmission apparatus 100 includes a control unit 101, a camera 102, a photoelectric conversion unit 103, an HDR conversion unit 104, a video encoder 105, a system encoder 106, and a transmission unit 107.
  • the control unit 101 includes a CPU (Central Processing Unit), and controls the operation of each unit of the transmission device 100 based on a control program stored in a storage (not shown).
  • CPU Central Processing Unit
  • the camera 102 images a subject and outputs video data of an HDR (High Dynamic Range) image.
  • This video data has a level range of 0 to 100% * N, for example, 0 to 400% or 0 to 800%.
  • the level of 100% corresponds to a white luminance value of 100 cd / m2.
  • the photoelectric conversion unit 103 performs photoelectric conversion on the video data obtained from the camera 102 by applying a gamma curve.
  • the HDR conversion unit 104 applies HDR conversion (level mapping) to the video data of the HDR image after photoelectric conversion by applying a predetermined level mapping curve (see FIG. 3), and the LDR in which the level range is compressed.
  • the transmission video data of the image is generated (see FIG. 2).
  • the level mapping curve applied here for example, a predetermined level mapping curve associated with a parameter indicating the brightness of an image is selected automatically or by a user operation.
  • the video encoder 105 performs encoding such as MPEG4-AVC, MPEG2 video, or HEVC (high Efficiency Video Coding) on the transmission video data generated by the HDR conversion unit 104 to obtain encoded video data. . Further, the video encoder 105 generates a video stream (video elementary stream) including the encoded video data by a stream formatter (not shown) provided in the subsequent stage.
  • encoding such as MPEG4-AVC, MPEG2 video, or HEVC (high Efficiency Video Coding)
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • the video encoder 105 inserts auxiliary information into the layer of the video stream.
  • This auxiliary information is information for performing level conversion on the reception side, and is information on the level mapping curve applied by the HDR conversion unit 104, and electro-optic conversion characteristic information.
  • the electro-optical conversion characteristic indicated by the electro-optical conversion characteristic information depends on the characteristic of the image and is selected automatically or by a user operation.
  • the system encoder 106 generates a transport stream TS including the video stream generated by the video encoder 105. Then, the transmitting unit 107 transmits this transport stream TS to the receiving apparatus 200 on a broadcast wave or a net packet.
  • the system encoder 106 inserts auxiliary information (level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information) for performing level conversion on the receiving side into the layer of the transport stream TS and into the layer of the video stream. It may be configured to insert identification information indicating that the In this case, for example, the system encoder 106 inserts the identification information under a video elementary loop (Video ES loop) of a program map table (PMT: Program Map Table) included in the transport stream TS.
  • auxiliary information level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information
  • PMT Program Map Table
  • Video data of an HDR image obtained by imaging with the camera 102 is subjected to photoelectric conversion by applying a gamma curve by the photoelectric conversion unit 103, and then supplied to the HDR conversion unit 104.
  • the HDR conversion unit 104 applies HDR to the video data of the HDR image after photoelectric conversion by applying a predetermined level mapping curve, and generates transmission video data of the LDR image (FIG. 2A ), (B)).
  • the transmission video data of the LDR image generated by the HDR conversion unit 104 is supplied to the video encoder 105.
  • the video encoder 105 performs encoding such as HEVC on the transmission video data of the LDR image, and generates a video stream (video elementary stream) including the encoded video data.
  • the video encoder 105 inserts auxiliary information (level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information) for performing level conversion on the receiving side into the layer of the video stream.
  • the video stream generated by the video encoder 105 is supplied to the system encoder 106.
  • the system encoder 106 generates an MPEG2 transport stream TS including a video stream.
  • the transport stream TS is transmitted to the receiving apparatus 200 by the transmitting unit 107 on a broadcast wave or a net packet.
  • auxiliary information level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information
  • HDR_mapping SEI message HDR mapping / SEI message
  • FIG. 8 shows the top access unit of GOP (Group Of Pictures) when the encoding method is HEVC.
  • a decoding SEI message group “Prefix_SEIs” is arranged before a slice (slices) in which pixel data is encoded, and a display SEI message group “ “Suffix_SEIs” is arranged.
  • the HDR mapping / SEI message is arranged as an SEI message group “Suffix_SEIs”.
  • FIG. 9 and 10 show a structural example (Syntax) of “HDR mapping“ SEI message ”.
  • FIG. 11 shows the contents (Semantics) of main information in the structural example.
  • “HDR_mapping_refresh_flag” is 1-bit flag information. “1” indicates that the previous HRD mapping message is refreshed. “0” indicates that the message is not refreshed.
  • the 8-bit field of “coded_data_bits” indicates the bit length of the encoded data as a value.
  • a 16-bit field of “uncompressed_peak_level_percentage” indicates a percentage value (relative to 100 cd / m 2) of the maximum level of the source image data. For example, it is the value of “Uw” in FIG.
  • a 16-bit field of “compressed_peak_level_percentage” indicates a percentage value (relative to 100 cd / m 2) of the maximum level of the encoded image data. For example, it is the value of “Vw” in FIG.
  • Level_mapping_flag is 1-bit flag information indicating whether or not there is a level mapping parameter. “1” indicates that there is a level mapping parameter. “Eotf_linked_flag” is 1-bit flag information, and indicates whether or not level mapping is performed by incorporating a conversion curve of electro-optic conversion (EOTF). “1” indicates that level mapping is performed by taking in a conversion curve of electro-optic conversion (EOTF).
  • An 8-bit field of “number_of_mapping_periods” indicates the number of level mapping curves to be chained. For example, in the case of FIG. 3, the number of level mapping curves to be chained is 3.
  • a 16-bit field of “compressed_mapping_point” indicates a change point of the level mapping curve on the level compression axis as a percentage value where “compressed_peak_level_percentage” is 100%. For example, it is the value of “V1, V2, Vw” in FIG.
  • a 16-bit field of “uncompressed_mapping_point” indicates a change point of the level mapping curve on the level uncompressed axis as a percentage value where “uncompressed_peak_level_percentage” is 100%. For example, it is the value of “U1, U2, Uw” in FIG.
  • a 4-bit field of “eotf_table_type_main” indicates a main type of a conversion curve of electro-optic conversion (EOTF). Further, when “eotf_linked_flag” is “0xF”, it indicates that a conversion curve of electro-optic conversion (EOTF) specialized for a specific image is sent.
  • a 16-bit field of “tbl [j]” indicates an output value for the input value “j” in the conversion curve of the electro-optic conversion (EOTF) to be transmitted.
  • FIG. 12 shows a structural example (Syntax) of an HDR information descriptor (HDR_information descriptor) as identification information.
  • FIG. 13 shows the contents (Semantics) of main information in the structural example.
  • the 8-bit field of“ HDR_information “descriptor” tag indicates a descriptor type, and here indicates that it is an HDR information descriptor.
  • the 8-bit field of “HDR_ information descriptor length” indicates the length (size) of the descriptor, and indicates the number of subsequent bytes as the descriptor length.
  • the 1-bit field of “HDR_mapping_SEI_existed” is flag information indicating whether HDR mapping / SEI information exists in the video layer (video stream layer). “1” indicates that HDR mapping / SEI information exists, and “0” indicates that HDR mapping / SEI information does not exist.
  • FIG. 14 shows a configuration example of the transport stream TS.
  • the transport stream TS includes a PES packet “PID1: video PES1” of the video elementary stream.
  • PES packet “PID1: video PES1” of the video elementary stream.
  • the above-described HDR mapping SEI message (HDR_mapping SEI message) is inserted into this video elementary stream.
  • the transport stream TS includes a PMT (Program Map Table) as PSI (Program Specific Information).
  • PSI Program Specific Information
  • This PSI is information describing to which program each elementary stream included in the transport stream belongs.
  • the transport stream TS includes an EIT (Event Information Table) as SI (Serviced Information) for managing events (programs).
  • the PMT there is an elementary loop having information related to each elementary stream.
  • a video elementary loop (Video ES loop).
  • information such as a stream type and a packet identifier (PID) is arranged corresponding to the above one video elementary stream, and information related to the video elementary stream is described.
  • a descriptor is also arranged.
  • the HDR information descriptor (HDR_information descriptor) is placed under the video elementary loop (Video ES loop) of this PMT. As described above, this descriptor indicates that the HDR mapping / SEI information is inserted in the video stream.
  • FIG. 15 illustrates a configuration example of the receiving device 200.
  • the receiving apparatus 200 includes a control unit 201, a receiving unit 202, a system decoder 203, a video decoder 204, an HDR inverse conversion unit 205, an electro-optic conversion unit 206, and a display unit 207.
  • the control unit 201 includes a CPU (Central Processing Unit), and controls the operation of each unit of the receiving device 200 based on a control program stored in a storage (not shown).
  • CPU Central Processing Unit
  • the receiving unit 202 receives the transport stream TS transmitted from the transmitting device 100 on broadcast waves or net packets.
  • the system decoder 203 extracts a video stream (elementary stream) from the transport stream TS. Further, when the system decoder 203 has inserted identification information indicating that auxiliary information (level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information) is inserted in the layer of the transport stream TS as described above, This identification information is extracted and sent to the control unit 201.
  • control unit 201 Based on this identification information, the control unit 201 recognizes that there is insertion of auxiliary information (level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information), that is, HDR mapping / SEI message (HDR_mappingmSEI message), in the video stream. it can. Based on the recognition, the control unit 201 can control the video decoder 204 to actively acquire the HDR mapping / SEI message, for example.
  • auxiliary information level mapping curve information, electro-optic conversion characteristic information
  • HDR mapping / SEI message HDR mapping / SEI message
  • the video decoder 204 performs decoding processing on the video stream extracted by the system decoder 203 to obtain baseband video data (transmission video data).
  • the video decoder 204 extracts the SEI message inserted in the video stream and sends it to the control unit 201.
  • This SEI message includes an HDR mapping / SEI message (HDR_mapping SEI message).
  • the control unit 201 controls decoding processing and display processing based on the SEI message.
  • the HDR inverse transform unit 205 performs HDR inverse transform on the transmission video data obtained by the video decoder 204 based on the level mapping curve information included in the HDR mapping / SEI message, and reproduces the level range expanded. Video data of the HDR image is generated (see FIG. 4). In this case, for example, when the input image of the HDR inverse transform unit 205 is indicated by 10 bits or less, the output image of the HDR inverse transform unit 205 is indicated by 12 bits or more.
  • the HDR inverse conversion unit 205 determines the maximum level of video data of the reproduced HDR image as the maximum level (N%) of the video data of the original HDR image and the maximum displayable level (Q%) defined by the reception function. ). That is, when Q ⁇ N, the maximum level of the video data of the playback HDR image is Q%, and when N ⁇ Q, the maximum level of the video data of the playback HDR image is N%.
  • the HDR inverse conversion unit 205 outputs the transmission video data of the LDR image input from the video decoder 204 as it is when there is no level mapping curve information (level mapping parameter) in the HDR mapping / SEI message.
  • the electro-optic conversion unit 206 converts the video data (reproduced HDR image video data or LDR image transmission video data) output from the HDR inverse conversion unit 205 into the electro-optic conversion characteristic information included in the HDR mapping / SEI message. Based on this, light-to-light conversion, that is, level mapping is performed.
  • the electro-optic conversion unit 206 uses a conversion curve of the type indicated by the HDR mapping / SEI message or a conversion curve sent by the HDR mapping / SEI message as the conversion curve of electro-optic conversion (EOTF). As another transmission method, it can also be identified by signaling sent in a video parameter set (SPS).
  • SPS video parameter set
  • the information indicating the conversion curve type of electro-optic conversion (EOTF) included in the HDR mapping / SEI message is “eotf_table_type_main”, which indicates the main type of the conversion curve (see FIG. 10).
  • the main type indicated by “eotf_table_type_main” is further subdivided into sub-types indicated by “eotf_table_type_sub”. That is, the electro-optic conversion unit 206 uses an electro-optic conversion (EOTF) conversion curve determined by both the main type and the sub type.
  • FIG. 16 shows an example of a combination of the main type indicated by the information “eotf_table_type_main” and the sub type indicated by the information “eotf_table_type_sub”. This example shows a case where there are three types “1”, “2”, and “3” as main types and “1”, “2”, and “3” as sub types.
  • each of the main and sub types indicates the characteristics of the conversion curve as shown in FIG. 17, for example. That is, the main type “1” indicates a conversion curve suitable for finely reproducing a dark level of an image.
  • the main type “2” indicates a conversion curve suitable for reproducing an extremely low luminance portion with a rougher portion and improving the other luminance portions.
  • the main type “3” indicates a conversion curve suitable for finely reproducing an intermediate level of an image.
  • the sub type “1” indicates a conversion curve suitable for viewing in a dark room.
  • the sub type “2” indicates a conversion curve suitable for viewing in a bright room.
  • the sub type “3” indicates a conversion curve suitable for viewing in a room with intermediate brightness.
  • the main type and sub type are not limited to three. Also, the type characteristics are not limited to the contents shown in FIG.
  • the information of “eotf_table_type_main” is given by the HDR mapping / SEI message from the transmission device 100 as described above.
  • the information of “eotf_table_type_sub” is given in the receiving apparatus 200 according to, for example, the viewing environment.
  • the sub type indicated by “eotf_table_type_sub” is determined according to the output of the brightness sensor or the user operation. Thereby, one of a plurality of sub-types included in the main type is selected, and the electro-optical conversion characteristic used in the electro-optical conversion unit 206 is selected.
  • FIG. 18 schematically shows the linkage between HDR reverse conversion and light-optical conversion in the receiving apparatus 200.
  • the received image becomes a display image through the HDR reverse conversion and the electro-optic conversion.
  • the conversion characteristics of the HDR inverse conversion correspond to the level mapping curve applied in the HDR conversion on the transmission side. As described above, on the transmission side, for example, a predetermined level mapping curve associated with a parameter indicating the brightness of an image is applied.
  • the electro-optic conversion characteristic is specified by a combination of the main type indicated by the information “eotf_table_type_main” and the sub type indicated by the information “eotf_table_type_sub”.
  • the main type is set on the transmission side depending on the characteristics of the image.
  • the sub type is set on the receiving side according to the viewing environment.
  • the electro-optic converter 206 when there is no electro-optic conversion characteristic information in the HDR mapping / SEI message, the electro-optic converter 206 performs electro-optic conversion, for example, by applying a conventional gamma inverse characteristic.
  • the display unit 207 performs image display using display video data output from the electro-optic conversion unit 206.
  • the display unit 207 is configured by, for example, a liquid crystal display panel, an organic EL display panel, or the like.
  • the reception unit 202 receives the transport stream TS transmitted from the transmission device 100 on broadcast waves or net packets.
  • This transport stream TS is supplied to the system decoder 203.
  • the system decoder 203 extracts a video stream (elementary stream) from the transport stream TS.
  • the video stream extracted by the system decoder 203 is supplied to the video decoder 204.
  • the video decoder 204 performs decoding processing on the video stream to obtain baseband video data (transmission video data). Further, the video decoder 204 extracts the SEI message inserted in this video stream and sends it to the control unit 201.
  • This SEI message includes an HDR mapping / SEI message (HDR_mapping SEI message).
  • the control unit 201 controls decoding processing and display processing based on the SEI message.
  • the transmission video data of the LDR image obtained by the video decoder 204 is supplied to the HDR inverse conversion unit 205.
  • the HDR inverse transform unit 205 performs HDR inverse transform on the transmission video data of the LDR image obtained by the video decoder 204 based on the level mapping curve information included in the HDR mapping / SEI message, and level expands. Reproduced HDR image video data is obtained.
  • the HDR inverse conversion unit 205 outputs the transmission video data of the LDR image input from the video decoder 204 as it is when there is no level mapping curve information in the HDR mapping / SEI message.
  • the video data obtained by the HDR reverse conversion unit 205 is supplied to the electric light conversion unit 206.
  • the electro-optic conversion unit 206 performs electro-optic conversion, that is, level mapping, on the video data (reproduced HDR image video data or LDR image transmission video data) output from the HDR inverse conversion unit 205 to display video. Data is obtained.
  • a conversion curve of the type indicated by the HDR mapping / SEI message or a conversion curve sent by the HDR mapping / SEI message is used as the conversion curve of the electro-optic conversion (EOTF). Note that when there is no electro-optical conversion characteristic information in the HDR mapping / SEI message, for example, the conventional gamma inverse characteristic is applied to perform electro-optical conversion.
  • the video data for display obtained by the electro-optic conversion unit 206 is supplied to the display unit 207.
  • the display unit 207 displays an image based on the video data for display.
  • FIG. 19 shows an example of the processing flow of the receiving apparatus 200.
  • the receiving device 200 starts processing. Thereafter, the receiving apparatus 200 receives the video stream in step ST2.
  • the receiving apparatus 200 determines whether to read the HDR mapping / SEI message. When the HDR stream / SEI message is included in the video stream, the receiving apparatus 200 determines to read the HDR mapping / SEI message.
  • the receiving apparatus 200 When determining that the HDR mapping / SEI message is to be read, the receiving apparatus 200 recognizes the encoded bit and the peak level percentage value of the encoded image data in step ST4. Next, in step ST5, the receiving apparatus 200 recognizes the percentage value of the peak level of the original image.
  • step ST6 the receiving apparatus 200 performs reverse HDR conversion based on the level mapping curve information included in the HDR mapping / SEI message to obtain video data of a reproduced HDR image.
  • step ST7 the receiving apparatus 200 recognizes the type of conversion curve of electro-optic conversion (EOTF) or receives the conversion curve of electro-optic conversion (EOTF) specialized for a specific image, and performs electro-optic conversion. To obtain video data for display.
  • the receiving apparatus 200 ends the process in step ST8.
  • the receiving apparatus 200 When determining that the HDR mapping / SEI message is not read in step ST3, the receiving apparatus 200 performs electro-optic conversion using the conventional gamma inverse correction as a conventional LDR image in step ST9, and displays it for display. Get video data. After the process of step ST9, the receiving apparatus 200 ends the process in step ST8.
  • the transmission device 100 applies a specific level mapping curve to the video data of the original HDR image to compress the level range, and transmits the transmission video of the LDR image. Data is generated and transmitted. Therefore, for example, by using an appropriate characteristic according to the image content as a predetermined level mapping curve, it is possible to display a good LDR image on the LDR monitor using the transmission video data.
  • the transmission device 100 transmits auxiliary information for performing level conversion on the reception side together with the transmission video data. Therefore, for example, on the receiving side, an appropriate level conversion process can be performed on the transmission video data based on the auxiliary information, and a good image display can be performed.
  • the transmission device 100 transmits electro-optical conversion characteristic information including information on a plurality of electro-optical conversion characteristics, that is, information of “eotf_table_type_main”. Therefore, on the receiving side, an electro-optic conversion characteristic corresponding to the brightness of the viewing environment can be automatically or manually selected from a plurality of electro-optic conversion characteristics, and the monitor can be used according to the brightness of the viewing environment. An image can be displayed.
  • the HDR inverse conversion unit 205 performs the HDR inverse conversion
  • the electro-optic conversion unit 206 performs the electro-optical conversion.
  • the HDR inverse conversion and the electro-optic conversion can be performed simultaneously only by the electro-optic conversion unit 206.
  • FIG. 20A shows the level mapping characteristic (HDR inverse conversion characteristic).
  • This level mapping characteristic is information for converting an LDR image into an HDR image in correspondence with the relative level on the compression level axis and the relative level on the non-compression level axis.
  • FIG. 20B shows the electro-optic conversion characteristics.
  • the LC curve shows the conventional electro-optical conversion characteristic
  • the HDC curve shows the electro-optical conversion characteristic in which the HDR inverse conversion characteristic is reflected in the conventional electro-optical conversion characteristic.
  • the NTr line indicates a linear straight line in all the minimum and maximum areas with respect to the curve of electro-optic conversion.
  • the LC -1 curve is a curve having an inverse characteristic that is axisymmetric with respect to the NTr line with respect to the LC curve, and is used for the purpose of transmitting the characteristics between the vertical axis and the horizontal axis in FIG.
  • T1, T2, Tw of (a) are arranged on the horizontal axis of (b) as T1 ′, T2 ′, Tw ′.
  • the output for input V1 is T1.
  • the plot of (b) that satisfies the characteristics of (a) and the characteristics of the LC curve of (b) is the value of the vertical axis of b1 with respect to V1 arranged on the horizontal axis of (b). This is the value of the vertical axis of b11 with respect to V1.
  • the horizontal axis of (b), the value of the vertical axis for V2 is a plot b2 on the LC curve for T2′2, which can be expressed as b21 for V2.
  • the output Tw of (a) of the input Vw is represented by Tw ′ of (b)
  • the value of the vertical axis with respect to Vw corresponds to the point that the plot b3 on the LC curve with respect to Tw ′ corresponds to Vw, that is, b31. It becomes the plot of.
  • the HDC curve has a characteristic that satisfies the characteristics of (a) and the LC curve of (b) at the same time. This means that the electro-optical conversion characteristics satisfy the HDR reverse conversion and the electro-optical conversion by one.
  • FIG. 21A shows level mapping characteristics (HDR inverse conversion characteristics) corresponding to (2) of FIG.
  • FIG. 21B shows the electro-optic conversion characteristics.
  • the LC curve shows the conventional electro-optical conversion characteristic
  • the HDC curve shows the electro-optical conversion characteristic in which the HDR reverse conversion characteristic shown in FIG.
  • the method for obtaining the HDC curve is as shown in FIG.
  • the photoelectric conversion unit 103 performs photoelectric conversion in the transmission device 200 and the HDR conversion unit 104 performs HDR conversion.
  • the photoelectric conversion and the HDR conversion can be performed simultaneously only by the photoelectric conversion unit 103.
  • FIG. 22B shows level mapping characteristics (HDR conversion characteristics) corresponding to (1) of FIG.
  • FIG. 22A shows a conventional photoelectric conversion characteristic and an HDR photoelectric conversion characteristic in which the HDR conversion characteristic shown in FIG. 22B is reflected in this conventional photoelectric conversion characteristic.
  • the method for obtaining the HDR photoelectric conversion characteristic is the same as that for obtaining the electro-optic conversion characteristic (HDC curve) reflecting the above-described HDR inverse conversion characteristic.
  • the HDR conversion unit 104 of the transmission apparatus 100 converts the HDR image into an LDR image, transmits the parameters (level mapping curve information) together with the LDR image, and performs the HDR inverse conversion of the reception apparatus 200.
  • the unit 205 shows an example in which an LDR image is converted into an HDR image and displayed based on the transmitted parameters.
  • the HDR conversion unit 104 of the transmission device 100 transmits parameters for converting the HDR image into the LDR image together with the HDR image without converting the HDR image into the LDR image, and receives the reception device 200.
  • the HDR inverse conversion unit 205 may convert the received HDR image into an LDR image according to the parameter and display it.
  • the HDR is converted to LDR and has a conversion characteristic having the conventional electro-optical conversion characteristic.
  • this technique can also take the following structures.
  • a transmission apparatus comprising: a transmission unit configured to transmit the transmission video data together with auxiliary information for performing level conversion on a reception side.
  • the transmission unit transmits a video stream obtained by encoding the transmission video data, The transmission apparatus according to (1), wherein the auxiliary information is inserted into a layer of the video stream.
  • the first level range is a level range of 0% to N% (N is a number greater than 100), and the second level range is 0% to P% (P is 100 or more and N or less).
  • the transmission device according to (1) or (2).
  • (4) The transmission device according to any one of (1) to (3), wherein the auxiliary information is level mapping curve information and / or electro-optic conversion characteristic information.
  • the light-emission conversion characteristic information transmitted by the transmission unit together with the transmission video data includes information on a plurality of light-emission conversion characteristics.
  • a second level equal to or smaller than the first level range obtained by applying a predetermined level mapping curve to the input video data having the first level range.
  • a receiving apparatus comprising: a processing unit that converts the level of the transmission video data based on auxiliary information received together with the transmission video data.
  • the processing unit The transmission video data having the second level range is converted into output video data having a third level range equal to or higher than the second level range based on the level mapping curve information. Receiver.
  • the first level range is a level range of 0% to N% (N is a number greater than 100), and the second level range is 0% to P% (P is 100 or more and N or less).
  • the third level range is 0% to Q% (Q is a number of 100 or more and N or less).
  • the receiving apparatus according to (9).
  • (11) The receiving device according to (9) or (10), wherein the maximum level of the third level range is determined based on information on a maximum level that can be displayed.
  • the processing unit Transmission video data having the second level range based on the electro-optic conversion characteristic information, or more than the second level range obtained by level conversion of the transmission video data based on the level mapping curve information
  • the receiving device according to any one of (8) to (11), wherein the video data having the third level range is subjected to electro-optic conversion to obtain output video data.
  • the electro-optic conversion characteristic information received together with the transmission video data includes information on a plurality of electro-optic conversion characteristics,
  • the receiving apparatus according to any one of (8) to (12), further including a selection unit that selects one electro-optical conversion characteristic used by the processing unit from the plurality of electro-optical conversion characteristics.
  • the receiving device (14) The receiving device according to (13), wherein the selection unit selects one electro-optic conversion characteristic used in the processing unit from the plurality of electro-optic conversion characteristics based on a sensor output or a user operation input.
  • the main feature of the present technology is that the transmission video data of the LDR image generated by applying a specific level mapping curve to the video data of the original HDR image is transmitted to display the LDR image on the receiving side. (See FIGS. 2 and 7).
  • the main feature of the present technology is that by transmitting auxiliary information for performing level conversion on the receiving side together with the transmission video data, appropriate level conversion processing can be performed on the receiving side, and good image display is achieved. This is possible (see FIGS. 4 and 15).
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission / reception system 100 ... Transmission apparatus 101 ... Control part 102 ... Camera 103 ... Photoelectric conversion part 104 ... HDR conversion part 105 ... Video encoder 106 ... System encoder 107 ... Transmission unit 200 ... Reception device 201 ... Control unit 202 ... Reception unit 203 ... System decoder 204 ... Video decoder 205 ... HDR inverse conversion unit 206 ... Electro-optic conversion unit 207 ... Display section

Abstract

 HDRビデオデータに基づく画像をLDRモニタに良好に表示可能とする。 第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータ(HDRビデオデータ)に所定のレベルマッピング・カーブを適用して第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータ(LDRビデオデータ)を得る。この伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する。

Description

送信装置、送信方法、受信装置および受信方法
 本技術は、送信装置、送信方法、受信装置および受信方法に関し、詳しくは、ビデオデータのレベル範囲を圧縮して送信する送信装置等に関する。
 従来、ノーマルな明るさ表示をするLDR(Low Dynamic Range)モニタに広いダイナミックレンジを有するHDR(High Dynamic Range)画像を表示させた場合、暗部の黒潰れ、明部の白潰れなどが発生し、さらに、全体的に暗い画像となることが知られている。図23(a)は、0%から100*N%のレベル範囲を持つオリジナルのHDR画像の輝度レベル分布の一例を示している。ここで、「%」の値は、100cd/m2を100%とした明るさの割合を示している。図23(b)は、オリジナルのHDR画像をLDR域に圧縮して得られたLDR画像の輝度レベル分布の一例を示している。HDR画像の輝度ピークに対してLDR画像の輝度ピークが輝度レベル下位に移行することから、全体的に暗い画像となる。
 また、従来、モニタの特性の逆の特性を持つデータを入力することで、モニタのガンマ特性を補正するガンマ補正が知られている。例えば、非特許文献1には、0~100%*N(Nは1より大きい)のレベルを持つ入力ビデオデータにガンマカーブを適用して得られた伝送ビデオデータを符号化することで生成されたビデオストリームを送信することなどが記載されている。
High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 10 (for FDIS & Last Call)
 本技術の目的は、HDRビデオデータに基づくLDR画像を良好に表示可能とすることにある。
 本技術の概念は、
 第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを得るレベル変換部と、
 上記伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する送信部を備える
 送信装置にある。
 本技術において、レベル変換部により、第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブが適用されて、第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータが得られる。例えば、第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)である、ようにされてもよい。
 送信部により、レベル変換部で得られた伝送ビデオデータが、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信される。例えば、送信部は、伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、補助情報はビデオストリームのレイヤに挿入される、ようにされてもよい。
 このように本技術においては、例えば、第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブが適用されて得られた第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータが送信されるものである。そのため、例えば、所定のレベルマッピング・カーブとして画像内容に応じた適切な特性を用いることで、伝送ビデオデータによりLDR画像を良好に表示することが可能となる。また、本技術においては、伝送ビデオデータと共に受信側でレベル変換を行うための補助情報が送信されるものである。そのため、例えば、受信側において、この補助情報に基づいて、伝送ビデオデータに適切なレベル変換処理を行うことができ、良好な画像表示が可能となる。
 なお、本技術において、例えば、補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である、ようにされてもよい。この場合、受信側においては、レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、例えば、伝送ビデオデータからHDRモニタ用のHDRビデオデータを再現することが可能となり、良好なHDR画像を表示することが可能となる。
 また、受信側においては、電光変換特性情報に基づいて、例えば、伝送ビデオデータ、あるいはこの伝送ビデオデータがレベルマッピング・カーブ情報に基づいてレベルマッピングされて得られたビデオデータに対してモニタのガンマ特性に合ったレベル変換(電光変換)を施すことができ、良好な画像表示が可能となる。
 例えば、送信部が伝送ビデオデータと共に送信する電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含む、ようにされてもよい。この場合、例えば、受信側においては、複数の電光変換特性のなかから視聴環境の明るさに応じた電光変換特性を自動あるいは手動で選択して用いることができ、視聴環境の明るさに応じた良好な画像を表示することが可能となる。
 また、本技術の他の概念は、
 第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを受信する受信部と、
 上記伝送ビデオデータのレベルを、該伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換する処理部を備える
 受信装置にある。
 本技術において、受信部により、第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータが受信される。処理部により、伝送ビデオデータのレベルが、この伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換される。
 このように本技術においては、伝送ビデオデータのレベルが、この伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換されるものである。そのため、受信された伝送ビデオデータに適切なレベル変換が施されることから、モニタに良好な画像を表示することが可能となる。
 なお、本技術において、例えば、補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である、ようにされてもよい。この場合、レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、例えば、伝送ビデオデータからHDRモニタ用のHDRビデオデータを再現することが可能となり、良好なHDR画像を表示することが可能となる。また、この場合、電光変換特性情報に基づいて、例えば、伝送ビデオデータ、あるいはこの伝送ビデオデータがレベルマッピング・カーブ情報に基づいてレベルマッピングされて得られたビデオデータに対してモニタのガンマ特性に合ったレベル変換(電光変換)を施すことができ、良好な画像表示が可能となる。
 例えば、処理部は、レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを、この第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つ出力ビデオデータを得る、ようにされてもよい。この場合、例えば、第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)であり、第3のレベル範囲は0%からQ%(Qは100以上でN以下の数)である、ようにされてもよい。そして、この場合、第3のレベル範囲の最大レベルは、表示可能な最大レベルの情報に基づいて決定される、ようにされてもよい。
 また、例えば、処理部は、電光変換特性情報に基づいて、第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータ、あるいはこの伝送ビデオデータがレベルマッピング・カーブ情報に基づいてレベルマッピングされて得られた第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つビデオデータに、電光変換を施して出力ビデオデータを得る、ようにされてもよい。
 また、例えば、伝送ビデオデータと共に受信される電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含み、複数の電光変換特性から処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する選択部をさらに備える、ようにされてもよい。この場合、例えば、選択部は、センサ出力あるいはユーザ操作入力に基づいて、複数の電光変換特性から処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する、ようにされてもよい。この場合、例えば、複数の電光変換特性のなかから視聴環境の明るさに応じた電光変換特性を自動あるいは手動で選択して用いることができ、視聴環境の明るさに応じた良好な画像を表示することが可能となる。
 本技術によれば、HDRビデオデータに基づくLDR画像を良好に表示可能となる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 送信側におけるHDR変換を説明するための図である。 HDR変換特性(レベルマッピング・カーブ)の一例を示す図である。 受信側におけるHDR逆変換を説明するための図である。 HDR逆変換特性(レベルマッピング・カーブ)の一例を示す図である。 電光変換特性の一例を示す図である。 送信装置の構成例を示すブロック図である。 符号化方式がHEVCである場合におけるGOPの先頭のアクセスユニットを示す図である。 HDRマッピング・SEIメッセージの構造例を示す図である。 HDRマッピング・SEIメッセージの構造例を示す図である。 HDRマッピング・SEIメッセージの構造例における主要な情報の内容を示す図である。 HDR・インフォメーション・デスクリプタの構造例を示す図である。 HDR・インフォメーション・デスクリプタの構造例における主要な情報の内容を示す図である。 トランスポートストリームの構成例を示す図である。 受信装置の構成例を示すブロック図である。 「eotf_table_type_main」の情報で示されるメインのタイプと「eotf_table_type_sub」の情報で示されるサブのタイプの組み合わせの一例を示す図である。 メインおよびサブの各タイプが示す変換カーブの特徴を説明するための図である。 受信装置におけるHDR逆変換と電光変換の連動を概略的に示す図である。 受信装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。 HDR逆変換特性を反映させた電光変換特性を説明するための図である。 HDR逆変換特性を反映させた電光変換特性を説明するための図である。 HDR変換特性を反映させた光電変換特性を説明するための図である。 HDR画像をLDR域に圧縮してLDR画像を得る場合に輝度ピークが輝度レベル下位に移行することを示す図である。
 以下、発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」とする)について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
 1.実施の形態
 2.変形例
 <1.実施の形態>
 [送受信システムの構成例]
 図1は、実施の形態としての送受信システム10の構成例を示している。この送受信システム10は、送信装置100および受信装置200により構成されている。
 送信装置100は、コンテナとしてのMPEG2のトランスポートストリームTSを生成し、このトランスポートストリームTSを放送波あるいはネットのパケットに載せて送信する。このトランスポートストリームTSは、伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを有するものである。
 この伝送ビデオデータは、入力ビデオデータであるオリジナルのHDR画像のビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた、LDR画像のビデオデータである。この場合、伝送ビデオデータのレベル範囲は入力ビデオデータのレベル範囲に対して圧縮されるが、必ずしも全域が一様に圧縮されるのではなく、レベルマッピング・カーブに応じて、低圧縮域や高圧縮域が発生し、また、低圧縮域の幅や位置も変化する。
 ここで、オリジナルのHDR画像、従って入力ビデオデータは第1のレベル範囲を持ち、伝送画像、従って伝送ビデオデータは第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つものとなる。図2(a)は、オリジナルHDRレベル、つまり入力ビデオデータのレベル分布の一例を示している。この例では、入力ビデオデータは、0%からN%(N>100)のレベル範囲を持っている。図2(b)は、符号化伝送レベル、つまり伝送ビデオデータのレベル分布の一例を示している。この例では、伝送ビデオデータは、0%からP%(100<=P<N)のレベル範囲を持っている。なお、「%」の値は、100cd/m2を100%とした相対値を示している。
 入力ビデオデータの0%からJ%の領域は高圧縮域とされ、レベルマッピング処理により、伝送ビデオデータの0%からJ´%の領域に変換されている。また、入力ビデオデータのJ%からK%の領域は低圧縮域とされ、レベルマッピング処理により、伝送ビデオデータのJ´%からK´%の領域に変換されている。また、入力ビデオデータのK%からN%の領域は高圧縮域とされ、レベルマッピング処理により、伝送ビデオデータのK´%からP%の領域に変換されている。
 ここで、低圧縮域は、明度レベルに関して、レベルマッピング処理でオリジナル品質ロスが少なく伝送するレベル領域である。一方、高圧縮域は、レベルマッピング処理でオリジナル品質に対して、積極的に圧縮を行い所定の表示レベルに収まるようにするレベル領域である。このように、レベル範囲を選択的に圧縮することで、HDR非対応の表示装置(モニタ)で適切な明暗表示を行うことが可能となる。
 図3は、HDR変換特性、つまりレベルマッピング・カーブの一例を示している。(1)のレベルマッピング・カーブは、画像の暗い部分をきめ細かく表現する場合の例である。この場合、3分割したレベル範囲の中で、暗いレベルの範囲は多レベルに変換され、中央レベルの範囲は次に多レベルに変換され、そして明るいレベルの範囲は少レベルに変換される。(2)のレベルマッピング・カーブは、画像の中央レベルの部分をきめ細かく表現する場合の例である。この場合、3分割したレベル範囲の中で、中央レベルの範囲は多レベルに変換され、明るいレベルの範囲は次に多レベルに変換され、そして暗いレベルの範囲は少レベルに変換される。(3)のレベルマッピング・カーブは、画像の各明るさの部分を均等に表現する場合の例である。なお、図3は、連鎖するレベルマッピング・カーブの数が3であるものを示しているが、この数は3に限定されない。
 送信装置100は、伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する。送信装置100は、例えば、ビデオストリームのレイヤに、補助情報として、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報を挿入する。
 レベルマッピング・カーブ情報には、例えば、非圧縮軸での明るさのピークレベルのパーセント値(図3の「Uw」参照)、非圧縮軸でのピークパーセント範囲におけるマッピングポイント(mapping point)のレベルのパーセント値(図3の「U1,U2」参照)、レベル圧縮した軸での明るさのピークレベルのパーセント値(図3の「Vw」参照)、圧縮軸でのピークパーセント範囲におけるマッピングポイント(mapping point)のレベルのパーセント値(図3の「V1,V2」参照)などが含まれる。また、電光変換特性情報には、例えば、電光変換特性のタイプ、あるいは電光変換特性を示すルックアップテーブル(LUT)の値などが含まれる。
 受信装置200は、送信装置100から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームTSを受信する。このトランスポートストリームTSは、伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを有している。受信装置200は、ビデオストリームに対してデコード等の処理を行って、表示用のビデオデータ(出力ビデオデータ)を取得する。
 ビデオストリームのレイヤには、上述したように、補助情報として、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報が挿入されている。受信装置200は、レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、伝送ビデオデータに、送信装置100における上述したHDR変換とは逆の変換であるHDR逆変換を施して、再生HDR画像のビデオデータを生成する。
 再生HDR画像のビデオデータのレベル範囲は、伝送ビデオデータのレベル範囲である第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つものとなる。再生HDR画像のビデオデータの最大レベル(ピークレベル)は、例えば、オリジナルのHDR画像のビデオデータの最大レベル(ピークレベル)、あるいは受信機能で定義される表示可能な最大レベル(ピークレベル)により、制限される。
 図4(a)は、図2(b)と同様の、符号化伝送レベル、つまり伝送ビデオデータのレベル分布の一例を示している。この例では、伝送ビデオデータは、0%からP%(100<=P<N)のレベル範囲を持っている。図4(b)は、伝送ビデオデータに対してレベルマッピング・カーブ情報に基づいて送信側のHDR変換とは逆の変換が施されて得られたHDR画像のビデオデータのレベル分布の一例を示している。この例のHDR画像のビデオデータはオリジナルのHDR画像のビデオデータと同様に、0%からN%(N>100)のレベル範囲を持っている。
 図5は、レベルマッピング・カーブ情報に基づくHDR逆変換特性の一例を示している。(1)、(2)、(3)のHDR逆変換特性は、それぞれ、上述の図3の(1)、(2)、(3)のレベルマッピング・カーブに対応している。
 この実施の形態において、HDR逆変換で得られる再生HDR画像のビデオデータの最大レベルは、オリジナルのHDR画像のビデオデータの最大レベル(N%)と受信機能で定義される表示可能な最大レベル(Q%)の大小関係により、以下のように決定される。すなわち、P<Q<Nの場合、再生HDR画像のビデオデータの最大レベルはQ%とされる。また、P<N<Qの場合、再生HDR画像のビデオデータの最大レベルはN%とされる。
 上述の図4(b)は、再生HDR画像のビデオデータの最大レベルがN%とされる場合における、当該再生HDR画像のビデオデータのレベル分布をも示している。この例では、伝送ビデオデータの0%からJ´%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータの0%からJ%の領域に変換されている。また、伝送ビデオデータのJ´%からK´%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータのJ%からK%の領域に変換されている。
 さらに、伝送ビデオデータのK´%からP%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータのK%からN%の領域に変換されている。この場合、高いレベル値の表示に関しては、再生HDR画像のビデオデータのレベルは、伝送ビデオデータのレベルに対して、(N-K)/(P-K´)の割合の分を乗じたものになる。
 図4(c)は、再生HDR画像のビデオデータの最大レベルがQ%とされる場合における、当該再生HDR画像のビデオデータのレベル分布を示している。この例では、伝送ビデオデータの0%からJ´%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータの0%からJ%の領域に変換されている。また、入力ビデオデータのJ´%からK´%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータのJ%からK%の領域に変換されている。
 さらに、入力ビデオデータのK´%からP%の領域は、HDR逆変換により、再生HDR画像のビデオデータのK%からQ%の領域に変換されている。この場合、高いレベル値の表示に関しては、再生HDR画像のビデオデータのレベルは、伝送ビデオデータのレベルに対して、(Q-K)/(P-K´)の割合の分を乗じたものになる。
 また、受信装置200は、電光変換特性情報に基づいて、伝送ビデオデータ、あるいはこの伝送ビデオデータにHDR逆変換が施されて得られたHDR画像のビデオデータに電光変換処理を行って、表示用のビデオデータ(出力ビデオデータ)を生成する。
 図6は、電光変換特性の一例を示している。曲線aは、低輝度を精度よく表示させるための電光変換特性の一例を示している。曲線bは、極低輝度部分を粗くし、他の輝度部分を精度よく表示させるための電光変換特性の一例を示している。曲線cは、高輝度、低輝度の精度をバランスよくとって表示させるための電光変換特性の一例を示している。なお、送信装置100での光電変換特性は、受信装置200での電光変換特性の逆特性となるようにすることが一般的である。
 「送信装置の構成例」
 図7は、送信装置100の構成例を示している。この送信装置100は、制御部101と、カメラ102と、光電変換部103と、HDR変換部104と、ビデオエンコーダ105と、システムエンコーダ106と、送信部107を有している。制御部101は、CPU(Central Processing Unit)を備えて構成され、図示しないストレージに格納されている制御プログラムに基づいて、送信装置100の各部の動作を制御する。
 カメラ102は、被写体を撮像して、HDR(High Dynamic Range)画像のビデオデータを出力する。このビデオデータは、0~100%*N、例えば0~400%あるいは0~800%などのレベル範囲を持つ。ここで、100%のレベルは、白の輝度値100cd/m2に相当するものである。
 光電変換部103は、カメラ102から得られるビデオデータに対してガンマカーブを適用して光電変換を行う。HDR変換部104は、光電変換後のHDR画像のビデオデータに対して、所定のレベルマッピング・カーブ(図3参照)を適用してHDR変換(レベルマッピング)を施し、レベル範囲が圧縮されたLDR画像の伝送ビデオデータを生成する(図2参照)。この場合、例えば、HDR変換部104の入力画像が12ビット以上で示される場合、HDR変換部104の出力画像は10ビット以下で示されるようになる。なお、ここで適用されるレベルマッピング・カーブとしては、例えば、画像の明るさを示すパラメータで対応付けされた所定のレベルマッピング・カーブが、自動的にあるいはユーザ操作により選択される。
 ビデオエンコーダ105は、HDR変換部104で生成される伝送ビデオデータに対して、例えば、MPEG4-AVC、MPEG2video、あるいはHEVC(high Efficiency Video Coding)などの符号化を施して、符号化ビデオデータを得る。また、このビデオエンコーダ105は、後段に備えるストリームフォーマッタ(図示せず)により、この符号化ビデオデータを含むビデオストリーム(ビデオエレメンタリストリーム)を生成する。
 この際、ビデオエンコーダ105は、ビデオストリームのレイヤに、補助情報を挿入する。この補助情報は、受信側でレベル変換を行うための情報であり、HDR変換部104で適用されたレベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報である。電光変換特性情報が示す電光変換特性は画像の持つ特性に依存したものとされ、自動的にあるいはユーザ操作により選択される。
 システムエンコーダ106は、ビデオエンコーダ105で生成されたビデオストリームを含むトランスポートストリームTSを生成する。そして、送信部107は、このトランスポートストリームTSを、放送波あるいはネットのパケットに載せて、受信装置200に送信する。
 この際、システムエンコーダ106は、トランスポートストリームTSのレイヤに、ビデオストリームのレイヤに、受信側でレベル変換を行うための補助情報(レベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報)が挿入されていることを示す識別情報を挿入する、ようにされてもよい。この場合、システムエンコーダ106は、例えば、識別情報を、トランスポートストリームTSに含まれるプログラム・マップ・テーブル(PMT:Program Map Table)のビデオエレメンタリ・ループ(Video ES loop)の配下に挿入する。
 図7に示す送信装置100の動作を簡単に説明する。カメラ102で撮像されて得られたHDR画像のビデオデータは、光電変換部103でガンマカーブが適用されて光電変換が行われた後、HDR変換部104に供給される。HDR変換部104では、光電変換後のHDR画像のビデオデータに対して、所定のレベルマッピング・カーブが適用されてHDR変換が施され、LDR画像の伝送ビデオデータが生成される(図2(a),(b)参照)。
 HDR変換部104で生成されるLDR画像の伝送ビデオデータは、ビデオエンコーダ105に供給される。ビデオエンコーダ105では、LDR画像の伝送ビデオデータに対して、例えば、HEVCなどの符号化が施され、符号化ビデオデータを含むビデオストリーム(ビデオエレメンタリストリーム)が生成される。この際、ビデオエンコーダ105では、ビデオストリームのレイヤに、受信側でレベル変換を行うための補助情報(レベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報)が挿入される。
 ビデオエンコーダ105で生成されたビデオストリームは、システムエンコーダ106に供給される。このシステムエンコーダ106では、ビデオストリームを含むMPEG2のトランスポートストリームTSが生成される。このトランスポートストリームTSは、送信部107により、放送波あるいはネットのパケットに載せて、受信装置200に送信される。
 [補助情報、識別情報、TS構成]
 上述したように、ビデオストリームのレイヤに、補助情報(レベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報)が挿入される。例えば、符号化方式がHEVCである場合、この補助情報は、アクセスユニット(AU)の“SEIs”の部分に、HDRマッピング・SEIメッセージ(HDR_mapping SEI message)として挿入される。
 図8は、符号化方式がHEVCである場合におけるGOP(Group Of Pictures)の先頭のアクセスユニットを示している。HEVCの符号化方式の場合、画素データが符号化されているスライス(slices)の前にデコード用のSEIメッセージ群「Prefix_SEIs」が配置され、このスライス(slices)の後に表示用のSEIメッセージ群「Suffix_SEIs」が配置される。HDRマッピング・SEIメッセージは、SEIメッセージ群「Suffix_SEIs」として配置される。
 図9、図10は、「HDR mapping SEI message」の構造例(Syntax)を示している。図11は、その構造例における主要な情報の内容(Semantics)を示している。「HDR_mapping_refresh_flag」は、1ビットのフラグ情報である。“1”は、それまでのHRDマッピング(HRD mapping)のメッセージをリフレッシュすることを示す。“0”は、そのメッセージをリフレッシュしないことを示す。
 「HDR_mapping_refresh_flag」が“1”であるとき、以下のような情報が存在する。「coded_data_bits」の8ビットフィールドは、符号化データのビット長を値で示す。「uncompressed_peak_level_percentage」の16ビットフィールドは、ソース画像データの最大レベルのパーセント値(100cd/m2に対する相対値)を示す。例えば、図3における「Uw」の値である。「compressed_peak_level_percentage」の16ビットフィールドは、符号化画像データの最大レベルのパーセント値(100cd/m2に対する相対値)を示す。例えば、図3における「Vw」の値である。
 「level_mapping_flag」は、1ビットのフラグ情報であり、レベルマッピングのパラメータがあるかどうかを示す。“1”はレベルマッピングのパラメータがあることを示す。「eotf_linked_flag」は、1ビットのフラグ情報であり、電光変換(EOTF)の変換カーブを取り込んでレベルマッピングを行うかどうかを示す。“1”は電光変換(EOTF)の変換カーブを取り込んでレベルマッピングを行うことを示す。
 「level_mapping_flag」が“1”であるとき、以下のような情報が存在する。「number_of_mapping_periods」の8ビットフィールドは、連鎖するレベルマッピング・カーブの数を示す。例えば、図3の場合、連鎖するレベルマッピング・カーブの数は3となる。「compressed_mapping_point」の16ビットフィールドは、レベル圧縮軸でのレベルマッピング・カーブの変化箇所を、「compressed_peak_level_percentage」を100%としたパーセント値で示す。例えば、図3における「V1,V2,Vw」の値である。「uncompressed_mapping_point」の16ビットフィールドは、レベル非圧縮軸でのレベルマッピング・カーブの変化箇所を、「uncompressed_peak_level_percentage」を100%としたパーセント値で示す。例えば、図3における「U1,U2,Uw」の値である。
 「eotf_linked_flag」が“1”であるとき、以下のような情報が存在する。「eotf_table_type_main」の4ビットフィールドは、電光変換(EOTF)の変換カーブのメインなタイプを示す。また、「eotf_linked_flag」が“0xF”であるとき、特定の画像に特化した電光変換(EOTF)の変換カーブを送ることを示す。「tbl [ j ]」の16ビットフィールドは、送信する電光変換(EOTF)の変換カーブにおける 入力値「j」 に対する出力値を示す。
 図12は、識別情報としてのHDR・インフォメーション・デスクリプタ(HDR_information descriptor)の構造例(Syntax)を示している。また、図13は、その構造例における主要な情報の内容(Semantics)を示している。
 「HDR_information descriptor tag」の8ビットフィールドは、デスクリプタタイプを示し、ここでは、HDR・インフォメーション・デスクリプタであることを示す。「HDR_ information descriptor length」の8ビットフィールドは、デスクリプタの長さ(サイズ)を示し、デスクリプタの長さとして以降のバイト数を示す。
 「HDR_mapping_SEI_existed」の1ビットフィールドは、ビデオレイヤ(ビデオストリームのレイヤ)に、HDRマッピング・SEI情報が存在するか否かを示すフラグ情報である。“1”はHDRマッピング・SEI情報が存在することを示し、“0”はHDRマッピング・SEI情報が存在しないことを示す。
 図14は、トランスポートストリームTSの構成例を示している。トランスポートストリームTSには、ビデオエレメンタリストリームのPESパケット「PID1:video PES1」が含まれている。このビデオエレメンタリストリームに、上述のHDRマッピングSEIメッセージ(HDR_mapping SEI message)が挿入されている。
 また、トランスポートストリームTSには、PSI(Program Specific Information)として、PMT(Program Map Table)が含まれている。このPSIは、トランスポートストリームに含まれる各エレメンタリストリームがどのプログラムに属しているかを記した情報である。また、トランスポートストリームTSには、イベント(番組)単位の管理を行うSI(Serviced Information)としてのEIT(Event Information Table)が含まれている。
 PMTには、各エレメンタリストリームに関連した情報を持つエレメンタリ・ループが存在する。この構成例では、ビデオエレメンタリ・ループ(Video ES loop)が存在する。このビデオエレメンタリ・ループには、上述の1つのビデオエレメンタリストリームに対応して、ストリームタイプ、パケット識別子(PID)等の情報が配置されると共に、そのビデオエレメンタリストリームに関連する情報を記述するデスクリプタも配置される。
 このPMTのビデオエレメンタリ・ループ(Video ES loop)の配下に、HDR・インフォメーション・デスクリプタ(HDR_information descriptor)が配置される。このデスクリプタは、上述したように、ビデオストリームに、HDRマッピング・SEI情報の挿入があることを示すものである。
 「受信装置の構成例」
 図15は、受信装置200の構成例を示している。この受信装置200は、制御部201と、受信部202と、システムデコーダ203と、ビデオデコーダ204と、HDR逆変換部205と、電光変換部206と、表示部207を有している。制御部201は、CPU(Central Processing Unit)を備えて構成され、図示しないストレージに格納されている制御プログラムに基づいて、受信装置200の各部の動作を制御する。
 受信部202は、送信装置100から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームTSを受信する。システムデコーダ203は、このトランスポートストリームTSからビデオストリーム(エレメンタリストリーム)を抽出する。また、システムデコーダ203は、上述したようにトランスポートストリームTSのレイヤに補助情報(レベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報)が挿入されていることを示す識別情報が挿入されているとき、この識別情報を抽出し、制御部201に送る。
 制御部201は、この識別情報により、ビデオストリームに、補助情報(レベルマッピング・カーブの情報、電光変換特性情報)の挿入、つまりHDRマッピング・SEIメッセージ(HDR_mapping SEI message)の挿入があることを認識できる。制御部201は、その認識に基づいて、例えば、ビデオデコーダ204に対して、それらのHDRマッピング・SEIメッセージを積極的に取得するように制御可能となる。
 ビデオデコーダ204は、システムデコーダ203で抽出されるビデオストリームに対してデコード処理を行って、ベースバンドのビデオデータ(伝送ビデオデータ)を取得する。また、ビデオデコーダ204は、ビデオストリームに挿入されているSEIメッセージを抽出し、制御部201に送る。このSEIメッセージには、HDRマッピング・SEIメッセージ(HDR_mapping SEI message)も含まれる。制御部201は、SEIメッセージに基づいて、デコード処理や表示処理を制御する。
 HDR逆変換部205は、ビデオデコーダ204で得られた伝送ビデオデータに、HDRマッピング・SEIメッセージに含まれているレベルマッピング・カーブ情報に基づいてHDR逆変換を施し、レベル範囲が伸長された再生HDR画像のビデオデータを生成する(図4参照)。この場合、例えば、HDR逆変換部205の入力画像が10ビット以下で示される場合、HDR逆変換部205の出力画像は12ビット以上で示されるようになる。
 ここで、HDR逆変換部205は、再生HDR画像のビデオデータの最大レベルを、オリジナルのHDR画像のビデオデータの最大レベル(N%)と受信機能で定義される表示可能な最大レベル(Q%)の大小関係により決定する。すなわち、Q<Nの場合は再生HDR画像のビデオデータの最大レベルをQ%とし、N<Qの場合は再生HDR画像のビデオデータの最大レベルをN%とする。
 なお、HDR逆変換部205は、HDRマッピング・SEIメッセージにレベルマッピング・カーブ情報(レベルマッピングパラメータ)がないとき、ビデオデコーダ204から入力されるLDR画像の伝送ビデオデータをそのまま出力する。
 電光変換部206は、HDR逆変換部205から出力されるビデオデータ(再生HDR画像のビデオデータ、あるいはLDR画像の伝送ビデオデータ)に、HDRマッピング・SEIメッセージに含まれている電光変換特性情報に基づいて、電光変換、つまりレベルマッピングをする。ここで、電光変換部206は、電光変換(EOTF)の変換カーブとして、HDRマッピング・SEIメッセージで示されるタイプの変換カーブ、あるいはHDRマッピング・SEIメッセージで送られてくる変換カーブを使用する。なお、別の伝送方法として、ビデオのパラメータセット(SPS)で送られるシグナリングでも識別可能である。
 上述したように、HDRマッピング・SEIメッセージに含まれる電光変換(EOTF)の変換カーブのタイプを示す情報は「eotf_table_type_main」であり、これは変換カーブのメインのタイプを示す(図10参照)。この「eotf_table_type_main」で示されるメインのタイプは、さらに「eotf_table_type_sub」で示されるサブのタイプに細分化される。つまり、電光変換部206は、メインのタイプおよびサブのタイプの双方で決まる電光変換(EOTF)の変換カーブを使用する。
 図16は、「eotf_table_type_main」の情報で示されるメインのタイプと、「eotf_table_type_sub」の情報で示されるサブのタイプの組み合わせの一例を示している。この例は、メインのタイプとして“1”、“2”、“3”の3つのタイプがあり、サブのタイプとして“1”、“2”、“3”がある場合を示している。
 ここで、メインおよびサブの各タイプは、例えば、図17に示すような変換カーブの特徴を示す。すなわち、メインのタイプの“1”は、画像の暗いレベルをきめ細かく再現する場合に適する変換カーブを示す。メインのタイプの“2”は、極低輝度部分を粗くし、他の輝度部分をよくして再現する場合に適する変換カーブを示す。メインのタイプの“3”は、画像の中間レベルをきめ細かく再現する場合に適する変換カーブを示す。また、サブのタイプの“1”は、暗い部屋で視聴する場合に適する変換カーブを示す。サブのタイプの“2”は、明るい部屋で視聴する場合い適する変換カーブを示す。サブのタイプの“3”は、中間的な明るさの部屋で視聴する場合に適する変換カーブを示す。なお、メインのタイプやサブのタイプは3個に限定されるものではない。また、タイプの特徴も図17に示す内容に限定されるものではない。
 「eotf_table_type_main」の情報は、上述したように、送信装置100からHDRマッピング・SEIメッセージで与えられる。一方、「eotf_table_type_sub」の情報は、受信装置200において、例えば、視聴環境に応じて、与えられる。この場合、明るさセンサの出力あるいはユーザ操作に応じて、「eotf_table_type_sub」が示すサブのタイプが決定される。これにより、メインのタイプに含まれる複数のサブのタイプのいずれかが選択され、電光変換部206で使用される電光変換特性が選択されることになる。
 図18は、受信装置200におけるHDR逆変換と電光変換の連動を概略的に示している。受信画像は、HDR逆変換と電光変換を経て、表示画像となる。HDR逆変換の変換特性は、送信側のHDR変換で適用されるレベルマッピング・カーブに対応したものとなる。上述したように、送信側では、例えば、画像の明るさを示すパラメータで対応付けされた所定のレベルマッピング・カーブが適用される。
 電光変換特性は、「eotf_table_type_main」の情報で示されるメインのタイプと、「eotf_table_type_sub」の情報で示されるサブのタイプの組み合わせで指定されるものとなる。メインのタイプは、送信側において、画像が持つ特性に依存して設定される。また、サブのタイプは、受信側において、視聴環境に応じて設定される。
 図15に戻って、電光変換部206は、HDRマッピング・SEIメッセージに電光変換特性情報がないとき、例えば、従来のガンマ逆特性を適用して、電光変換をする。
 表示部207は、電光変換部206から出力される表示用のビデオデータにより画像表示を行う。この表示部207は、例えば、液晶表示パネル、有機EL表示パネルなどで構成される。
 図15に示す受信装置200の動作を簡単に説明する。受信部202では、送信装置100から放送波あるいはネットのパケットに載せて送られてくるトランスポートストリームTSが受信される。このトランスポートストリームTSは、システムデコーダ203に供給される。システムデコーダ203では、このトランスポートストリームTSからビデオストリーム(エレメンタリストリーム)が抽出される。
 システムデコーダ203で抽出されるビデオストリームは、ビデオデコーダ204に供給される。ビデオデコーダ204では、このビデオストリームに対してデコード処理が行われて、ベースバンドのビデオデータ(伝送ビデオデータ)が取得される。また、ビデオデコーダ204では、このビデオストリームに挿入されているSEIメッセージが抽出され、制御部201に送られる。このSEIメッセージには、HDRマッピング・SEIメッセージ(HDR_mapping SEI message)も含まれる。制御部201では、SEIメッセージに基づいてデコード処理や表示処理が制御される。
 ビデオデコーダ204で得られたLDR画像の伝送ビデオデータは、HDR逆変換部205に供給される。HDR逆変換部205では、ビデオデコーダ204で得られたLDR画像の伝送ビデオデータに、HDRマッピング・SEIメッセージに含まれているレベルマッピング・カーブ情報に基づいてHDR逆変換が施され、レベル伸長された再生HDR画像のビデオデータが得られる。なお、HDR逆変換部205では、HDRマッピング・SEIメッセージにレベルマッピング・カーブ情報がないとき、ビデオデコーダ204から入力されるLDR画像の伝送ビデオデータをそのまま出力することが行われる。
 HDR逆変換部205で得られたビデオデータは、電光変換部206に供給される。電光変換部206では、HDR逆変換部205から出力されるビデオデータ(再生HDR画像のビデオデータ、あるいはLDR画像の伝送ビデオデータ)に、電光変換、つまりレベルマッピングが行われて、表示用のビデオデータが得られる。この場合、電光変換(EOTF)の変換カーブとして、HDRマッピング・SEIメッセージで示されるタイプの変換カーブ、あるいはHDRマッピング・SEIメッセージで送られてくる変換カーブが使用される。なお、HDRマッピング・SEIメッセージに電光変換特性情報がないとき、例えば、従来のガンマ逆特性が適用されて、電光変換が行われる。
 電光変換部206で得られた表示用のビデオデータは、表示部207に供給される。表示部207には、この表示用のビデオデータによる画像を表示する。
 図19は、受信装置200の処理フローの一例を示している。受信装置200は、ステップST1において、処理を開始する。その後に、受信装置200は、ステップST2において、ビデオストリームを受信する。そして、受信装置200は、ステップST3において、HDRマッピング・SEIメッセージを読むか否かを判断する。受信装置200は、ビデオストリームにHDRマッピング・SEIメッセージが含まれているときは、HDRマッピング・SEIメッセージを読むと判断する。
 HDRマッピング・SEIメッセージを読むと判断するとき、受信装置200は、ステップST4において、符号化ビットを認識し、また、符号化画像データのピークレベルのパーセント値を認識する。次に、受信装置200は、ステップST5において、オリジナル画像のピークレベルのパーセント値を認識する。
 次に、受信装置200は、ステップST6において、HDRマッピング・SEIメッセージに含まれるレベルマッピング・カーブ情報に基づいてHDR逆変換を行い、再生HDR画像のビデオデータを得る。そして、受信装置200は、ステップST7において、電光変換(EOTF)の変換カーブのタイプを認識するか、あるいは、特定の画像に特化した電光変換(EOTF)の変換カーブを受信し、電光変換を行って、表示用のビデオデータを得る。受信装置200は、ステップST7の処理の後、ステップST8において、処理を終了する。
また、ステップST3でHDRマッピング・SEIメッセージを読まないと判断するとき、受信装置200は、ステップST9において、従来のLDR画像として、従来のガンマ逆補正を用いた電光変換を行って、表示用のビデオデータを得る。受信装置200は、ステップST9の処理の後、ステップST8において、処理を終了する。
 上述したように、図1に示す送受信システム10において、送信装置100は、オリジナルなHDR画像のビデオデータに対して特定のレベルマッピング・カーブを適用してレベル範囲を圧縮し、LDR画像の伝送ビデオデータを生成して送信するものである。そのため、例えば、所定のレベルマッピング・カーブとして画像内容に応じた適切な特性を用いることで、伝送ビデオデータによりLDRモニタに良好なLDR画像を表示することが可能となる。
 また、図1に示す送受信システム10において、送信装置100は、伝送ビデオデータと共に受信側でレベル変換を行うための補助情報を送信するものである。そのため、例えば、受信側において、この補助情報に基づいて、伝送ビデオデータに適切なレベル変換処理を行うことができ、良好な画像表示が可能となる。
 また、図1に示す送受信システム10において、送信装置100は、複数の電光変換特性の情報を含む電光変換特性情報、つまり「eotf_table_type_main」の情報を送るものである。そのため、受信側において、複数の電光変換特性のなかから視聴環境の明るさに応じた電光変換特性を自動あるいは手動で選択して用いることができ、モニタに視聴環境の明るさに応じた良好な画像を表示することが可能となる。
 <2.変形例>
 なお、上述の実施の形態において、受信装置200では、HDR逆変換部205でHDR逆変換が行われると共に、電光変換部206で電光変換が行われる例を示した。しかし、例えば、電光変換特性にHDR逆変換特性を反映させておくことで、電光変換部206のみでHDR逆変換と電光変換とを同時に行わせることができる。
 図20(a)は、レベルマッピング特性(HDR逆変換特性)を示している。このレベルマッピング特性は、圧縮レベル軸での相対レベルと非圧縮レベル軸での相対レベルの対応でLDR画像をHDR画像に変換する情報である。図20(b)は、電光変換特性を示している。LC曲線は従来の電光変換特性を示し、HDC曲線は従来の電光変換特性にHDR逆変換特性を反映させた電光変換特性を示している。
 HDC曲線を得るための処理について説明する。なお、NTr線は、電光変換の曲線に対して、最小と最大の全領域にリニアな直線を示す。LC-1曲線は、LC曲線に対して、NTr線に関して線対称な逆特性の曲線であり、図20(b)の縦軸と横軸との特性伝達を目的とするために利用される。
 HDR逆変換特性の縦軸と横軸とを各々の最大の相対レベル(ダイナミックレンジの最大値)の比率で正規化する。このとき、縦軸対横軸のレンジはN(%):P(%)の比率になる。また、(a)の縦軸と(b)の横軸とが1 対 1に対応する。また、(b) で、横軸のV1,V2,Vwは、(a)と同様のものである。
 (a)のT1,T2,Twを、T1´,T2´,Tw´として、(b)の横軸に配置する。(a)で、入力V1に対する出力はT1である。(b)で、入力T1(=T1´)に対するLC曲線のプロットはb1である。(a)の特性と(b)のLC曲線の特性とを満たすような、(b)のプロットは、(b)の横軸に配置したV1に対するb1の縦軸の値になる。これは、V1に対してb11の縦軸の値になる。
 また、(b)の横軸で、V2に対する縦軸の値は、T2´ に対するLC曲線上のプロットb2であり、これはV2に対するb21で表せる。同様に、入力Vwの(a)の出力Twを、(b)のTw´で表すと、Vwに対する縦軸の値は、Tw´に対するLC曲線上のプロットb3をVwに対応させる点、つまりb31のプロットになる。
 このようにして求めた、b11,b21,b31を通過するような曲線をHDC曲線とすると、このHDC曲線は、(a)の特性と(b)のLC曲線の特性を同時に満足する特性をもつことになり、これがHDR逆変換と電光変換を一つで満足するような電光変換特性となる。
 図21(a)は、図5の(2)に相当するレベルマッピング特性(HDR逆変換特性)を示している。図21(b)は、電光変換特性を示している。LC曲線は従来の電光変換特性を示し、HDC曲線は従来の電光変換特性に、図21(a)に示すHDR逆変換特性を反映させた電光変換特性を示している。なお、このHDC曲線の求め方は、上述の図20で示した通りである。
 また、上述の実施の形態において、送信装置200では、光電変換部103で光電変換が行われると共に、HDR変換部104でHDR変換が行われる例を示した。しかし、光電変換特性にHDR変換特性を反映させておくことで、光電変換部103のみで光電変換とHDR変換とを同時に行わせることができる。
 図22(b)は、図3の(1)に相当するレベルマッピング特性(HDR変換特性)を示している。図22(a)は、従来の光電変換特性と、この従来の光電変換特性に図22(b)に示すHDR変換特性を反映させたHDR光電変換特性を示している。なお、詳細説明は省略するが、HDR光電変換特性の求め方は、上述のHDR逆変換特性を反映させた電光変換特性(HDC曲線)を求める場合と同様である。
 なお、上述実施の形態においては、送信装置100のHDR変換部104でHDR画像をLDR画像に変換し、そのパラメータ(レベルマッピング・カーブ情報)をLDR画像と共に伝送し、受信装置200のHDR逆変換部205では、伝送されたパラメータに基づき、LDR画像をHDR画像に変換して表示する例を示した。
 しかし、同様の方法で、送信装置100のHDR変換部104で、HDR画像をLDR画像に変換することなく、このHDR画像をLDR画像に変換するためのパラメータをHDR画像と共に伝送し、受信装置200のHDR逆変換部205では、受信したHDR画像をパラメータに従ってLDR画像に変換して表示することも考えられる。この場合は、受信機の電光変換の特性にレベルマッピング特性を反映させる際には、HDRをLDRに変換し、かつ従来の電光変換特性をもつような変換特性を有するようにする。
 また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
 (1)第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを得るレベル変換部と、
 上記伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する送信部を備える
 送信装置。
 (2)上記送信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、
 上記補助情報は、上記ビデオストリームのレイヤに挿入される
 前記(1)に記載の送信装置。
 (3)上記第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、上記第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)である
 前記(1)または(2)に記載の送信装置。
 (4)上記補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である
 前記(1)から(3)のいずれかに記載の送信装置。
 (5)上記送信部が上記伝送ビデオデータと共に送信する電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含む
 前記(4)に記載の送信装置。
 (6)第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して上記第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを得るレベル変換ステップと、
 送信部により、上記伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する送信ステップとを有する
 送信方法。
 (7)第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを受信する受信部と、
 上記伝送ビデオデータのレベルを、該伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換する処理部を備える
 受信装置。
 (8)上記補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である
 前記(7)に記載の受信装置。
 (9)上記処理部は、
 上記レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、上記第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを、該第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つ出力ビデオデータに変換する
 前記(8)に記載の受信装置。
 (10)上記第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、上記第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)であり、上記第3のレベル範囲は0%からQ%(Qは100以上でN以下の数)である
 前記(9)に記載の受信装置。
 (11)上記第3のレベル範囲の最大レベルは、表示可能な最大レベルの情報に基づいて決定される
 前記(9)または(10)に記載の受信装置。
 (12)上記処理部は、
 上記電光変換特性情報に基づいて、上記第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータ、あるいは上記レベルマッピング・カーブ情報に基づいて該伝送ビデオデータがレベル変換されて得られた上記第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つビデオデータに、電光変換を施して出力ビデオデータを得る
 前記(8)から(11)のいずれかに記載の受信装置。
 (13)上記伝送ビデオデータと共に受信される電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含み、
 上記複数の電光変換特性から上記処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する選択部をさらに備える
 前記(8)から(12)のいずれかに記載の受信装置。
 (14)上記選択部は、センサ出力あるいはユーザ操作入力に基づいて、上記複数の電光変換特性から上記処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する
 前記(13)に記載の受信装置。
 (15)受信部により、第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた上記第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを受信する受信ステップと、
 上記伝送ビデオデータのレベルを、該伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換する処理ステップを有する
 受信方法。
 本技術の主な特徴は、オリジナルなHDR画像のビデオデータに対して特定のレベルマッピング・カーブを適用して生成されたLDR画像の伝送ビデオデータを送信することで、受信側においてLDR画像の表示を良好に行い得るようにしたことである(図2、図7参照)。また、本技術の主な特徴は、伝送ビデオデータと共に受信側でレベル変換を行うための補助情報を送信することで、受信側において適切なレベル変換処理を行うことができ、良好な画像表示を可能にしたことである(図4、図15照)。
 10・・・送受信システム
 100・・・送信装置
 101・・・制御部
 102・・・カメラ
 103・・・光電変換部
 104・・・HDR変換部
 105・・・ビデオエンコーダ
 106・・・システムエンコーダ
 107・・・送信部
 200・・・受信装置
 201・・・制御部
 202・・・受信部
 203・・・システムデコーダ
 204・・・ビデオデコーダ
 205・・・HDR逆変換部
 206・・・電光変換部
 207・・・表示部

Claims (15)

  1.  第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを得るレベル変換部と、
     上記伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する送信部を備える
     送信装置。
  2.  上記送信部は、上記伝送ビデオデータが符号化されて得られたビデオストリームを送信し、
     上記補助情報は、上記ビデオストリームのレイヤに挿入される
     請求項1に記載の送信装置。
  3.  上記第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、上記第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)である
     請求項1に記載の送信装置。
  4.  上記補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である
     請求項1に記載の送信装置。
  5.  上記送信部が上記伝送ビデオデータと共に送信する電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含む
     請求項4に記載の送信装置。
  6.  第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して上記第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを得るレベル変換ステップと、
     送信部により、上記伝送ビデオデータを、受信側でレベル変換を行うための補助情報と共に送信する送信ステップとを有する
     送信方法。
  7.  第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた上記第1のレベル範囲より狭いか、あるいは該第1のレベル範囲と同等の第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを受信する受信部と、
     上記伝送ビデオデータのレベルを、該伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換する処理部を備える
     受信装置。
  8.  上記補助情報は、レベルマッピング・カーブ情報および/または電光変換特性情報である
     請求項7に記載の受信装置。
  9.  上記処理部は、
     上記レベルマッピング・カーブ情報に基づいて、上記第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを、該第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つ出力ビデオデータに変換する
     請求項8に記載の受信装置。
  10.  上記第1のレベル範囲は0%からN%(Nは100より大きい数)のレベル範囲であり、上記第2のレベル範囲は0%からP%(Pは100以上でN以下の数)であり、上記第3のレベル範囲は0%からQ%(Qは100以上でN以下の数)である
     請求項9に記載の受信装置。
  11.  上記第3のレベル範囲の最大レベルは、表示可能な最大レベル情報に基づいて決定される
     請求項9に記載の受信装置。
  12.  上記処理部は、
     上記電光変換特性情報に基づいて、上記第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータ、あるいは上記レベルマッピング・カーブ情報に基づいて該伝送ビデオデータがレベル変換されて得られた上記第2のレベル範囲以上の第3のレベル範囲を持つビデオデータに、電光変換を施して出力ビデオデータを得る
     請求項8に記載の受信装置。
  13.  上記伝送ビデオデータと共に受信される電光変換特性情報は、複数の電光変換特性の情報を含み、
     上記複数の電光変換特性から上記処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する選択部をさらに備える
     請求項8に記載の受信装置。
  14.  上記選択部は、センサ出力あるいはユーザ操作入力に基づいて、上記複数の電光変換特性から上記処理部で使用する一つの電光変換特性を選択する
     請求項13に記載の受信装置。
  15.  受信部により、第1のレベル範囲を持つ入力ビデオデータに所定のレベルマッピング・カーブを適用して得られた上記第1のレベル範囲より狭い第2のレベル範囲を持つ伝送ビデオデータを受信する受信ステップと、
     上記伝送ビデオデータのレベルを、該伝送ビデオデータと共に受信される補助情報に基づいて変換する処理ステップを有する
     受信方法。
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