WO2018159125A1 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】伝達関数の差異に関わらず、カラーバーを用いて適切にモニタを調整することを可能とすること。 【解決手段】光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定する判定部と、前記判定部により判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成して、生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力する生成部と、を備える画像処理装置を提供する。

Description

画像処理装置及び画像処理方法
 本開示は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
 近年、実世界の様子をより忠実に再現し又はより豊富な明るさ及び色彩で映像を表示することを可能とするための、映像信号表現の拡張が進められている。HDR(High Dynamic Range)は、従来の標準的なダイナミックレンジであるSDR(Standard Dynamic Range)よりも広い輝度ダイナミックレンジで画像又は映像を表現しようとする概念である。例えば、ITU-R(International Telecommunication Union - Radio communications sector)が勧告した標準仕様BT.2100は、HDR用の信号伝達関数(トーンカーブ又はガンマカーブともいう)として、HLG(Hybrid Log-Gamma)及びPQ(Perceptual Quantization)という2通りの伝達関数を定義している(非特許文献1参照)。また、S-Log3などの非標準のHDR用伝達関数も存在する。これら伝達関数に従って光を画像信号へと変換し及び画像信号を光へと変換することにより、100nitよりも高い輝度を有する実世界の光をスクリーン上で再現することが可能となる。他の例として、ITU-Rにより標準化されたBT.2020は、これまで多くのアプリケーションで使用されてきたBT.709の色域と比較して、より鮮やかな色彩を表現することを可能とする色域を定義している。
 一般に、映像コンテンツを制作し又は放送若しくは配信する事業者は、映像コンテンツのモニタ上での見え方を最適化するために、カラーバーを用いる。参照用のいくつかの基準色をそれぞれ所定の領域に配置したカラーバーをモニタに表示させ、表示されたカラーバーの明るさや色が最適となるようにモニタの設定を調整することで、そのモニタ上で表示される映像コンテンツの見え方もまた最適化される。カラーバーの標準仕様としては、非特許文献2に記載されたARIB STD-B28、及び非特許文献3に記載されたSMPTE RP219などが存在する。フルカラーバーなどの非標準のカラーバーもまた使用され得る。
 特許文献1は、色域としてBT.2020を使用するモニタ及びBT.709を使用するモニタ上で表示されるカラーバーの信号レベルが一致するように、BT.2020向けに定義されたカラーバーの信号値をBT.709を使用するモニタへの出力の前にルックアップテーブルを用いて変換する技術を開示している。
ITU-R, "Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange", Recommendation ITU-R BT.2100-0, July 2016 ARIB, "MULTIFORMAT COLOR BAR", ARIB STD-B28 Version 1.0, December 14, 2000 SMPTE, "SMPTE RECOMMENDED PRACTICE Ultra High-Definition, 2048 x 1080 and 4096 x 2160 Compatible Color Bar Signal", SMPTE RP 219-2:2016, September 16, 2016
特開2016-082388号公報
 既存のカラーバーの仕様は、SDR表示を前提として設計されている。しかし、SDR用の画像信号及びHDR用の画像信号における同じ符号値は、異なる明るさを表現する。概して、同じ符号値の画像をHDR用のモニタで表示した場合には、SDR用のモニタで表示した場合と比較してより明るい表示画像が得られる。トーンカーブの違いから、HDR用の2つの伝達関数の間でも、同じ符号値が異なる明るさ及び色を表現する場合がある。そのため、異なる伝達関数を用いて単一の仕様に基づくカラーバーを表示させた場合、カラーバーの見え方に差異が生じ、モニタの調整が上手くいかない。特に、SDR表示を前提として設計された既存のカラーバーをHDR用のモニタ上に表示させると、過度に明るくカラーバーが表示され、適切にモニタを調整することが困難となる。
 従って、伝達関数の差異に関わらず、カラーバーを用いて適切にモニタを調整することを可能とする技術が実現されることが望まれる。
 本開示によれば、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定する判定部と、前記判定部により判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成して、生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力する生成部と、を備える画像処理装置が提供される。
 また、本開示によれば、画像処理装置において、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定することと、判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成することと、生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力することと、を含む画像処理方法が提供される。
 本開示に係る技術によれば、伝達関数の差異に関わらず、カラーバーを用いて適切にモニタを調整することが可能となる。
 なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果と共に、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
SDR映像の輝度ダイナミックレンジについて説明するための説明図である。 HDR映像の輝度ダイナミックレンジについて説明するための説明図である。 SDR用の信号フォーマット及びHDR用の信号フォーマットのOETFの例を示す説明図である。 標準的なカラーバーの1つであるARIB STD-B28カラーバーの概略について説明するための説明図である。 本開示に係る技術の基本的な原理について説明するための説明図である。 基準カラーバー信号から他のカラーバー信号がどのように生成され得るかについて説明するための説明図である。 第1の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す説明図である。 第1の実施形態に係る撮像装置の第1の構成例を示すブロック図である。 図8に示したカラーバー信号生成部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図9に示した記憶部により記憶されるカラーバー情報の構成の第1の例について説明するための説明図である。 図9に示した記憶部により記憶されるカラーバー情報の構成の第2の例について説明するための説明図である。 図8に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための説明図である。 第1の構成例に係る撮像装置により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る撮像装置の第2の構成例を示すブロック図である。 図14に示した基準カラーバー信号生成部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図14に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための第1の説明図である。 図14に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための第2の説明図である。 第2の構成例に係る撮像装置により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図17に示した信号変換処理のより詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す説明図である。 第2の実施形態に係る信号変換装置の第1の構成例を示すブロック図である。 図20に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための説明図である。 第1の構成例に係る信号変換装置により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る信号変換装置の第2の構成例を示すブロック図である。 図23に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための第1の説明図である。 図23に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための第2の説明図である。 第2の構成例に係る信号変換装置により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。 装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
 また、以下の順序で説明を行う。
  1.関連技術の説明
   1-1.SDR及びHDR
   1-2.様々な特性定義手法
   1-3.課題の説明
   1-4.基本的な原理
  2.第1の実施形態
   2-1.システムの概要
   2-2.撮像装置の第1の構成例
   2-3.撮像装置の第2の構成例
  3.第2の実施形態
   3-1.システムの概要
   3-2.信号変換装置の第1の構成例
   3-3.信号変換装置の第2の構成例
  4.ハードウェア構成例
  5.総括
 <1.関連技術の説明>
  [1-1.SDR及びHDR]
 近年、実世界の様子をより忠実に再現し又はより豊富な明るさ及び色彩で映像を表示することを可能とするための、映像信号表現の拡張が進められている。HDRは、従来の標準的なダイナミックレンジであるSDRよりも広い輝度ダイナミックレンジで画像又は映像を表現しようとする概念である。
 図1は、SDR映像の輝度ダイナミックレンジについて説明するための説明図である。図1の縦軸は輝度[nit]を表す。自然界の最大輝度は20000nitに達することがあり、一般的な被写体の輝度は例えば最大で12000nit程度である。イメージセンサのダイナミックレンジは、自然界の最大輝度よりも狭く、例えば下限を0.001nitとした場合に上限は4000nitであり得る。デジタルカメラ又はデジタルカムコーダといった撮像装置は、イメージセンサにおいて入射光を光電変換することにより生成される電気信号を、イメージセンサの後段の信号処理回路において例えば10ビットのデジタル画像信号へと変換する。旧来のSDR映像の信号フォーマットでは、こうした変換の際に100nitを上回る高輝度部分の階調が失われる。撮像装置により生成されたデジタル画像信号は、表示装置へと伝送される。デジタル画像信号は、伝送の前に所定の映像符号化方式で符号化ビットストリームへと符号化され、受信側において符号化ビットストリームから画像信号が復元されてもよい。表示装置は、取得したSDR画像信号に基づいて、上限100nitの表示輝度で映像を再生する。
 図2は、HDR映像の輝度ダイナミックレンジについて説明するための説明図である。SDRのケースと同様に、撮像装置は、イメージセンサへの入射光をアナログ電気信号へと変換し、さらにアナログ電気信号を例えば10ビットのデジタル画像信号へと変換する。HDR映像の信号フォーマットは、こうした変換の際に、100nitを上回る高輝度部分の階調を維持し、数百又は数千nitという上限までの輝度で映像を再生することを可能とする。撮像装置により生成されたデジタル画像信号は、表示装置へと伝送される。ここでも、デジタル画像信号は、伝送に際して符号化/復号されてもよい。表示装置は、取得したHDR画像信号に基づいて、100nitより高い表示輝度を含む輝度ダイナミックレンジで映像を再生する。最大表示輝度は、例えば、ガンマカーブとしてHLGが用いられる場合には1200nit、PQが用いられる場合には10000nit、S-Log3が用いられる場合には4000nitに達し得る。
 なお、SDRとHDRとを分類する基準として、ここでは輝度ダイナミックレンジの上限が100nitに等しいか又はそれを下回るケースをSDR、上限が100nitを上回るケースをHDRと仮定している。しかしながら、将来のある時点において、100nitではなくより高い基準値によって、その時点で普及している(即ち、標準的となった)ダイナミックレンジと、より新しい(より高い上限を有する)ダイナミックレンジとがそれぞれHDR及びSDRとして分類されることがあってもよい。SDRは、HDRとの対比において、LDR(Low Dynamic Range)と呼ばれることもある。
  [1-2.様々な特性定義手法]
 一般に、撮像装置における光から画像信号への信号変換の特性は、OETF(Opto-Electronic Transfer Function;光電気伝達関数)でモデル化される。図3は、典型的なSDR用の信号フォーマットのOETF及びHDR用の信号フォーマットのOETFのそれぞれの例を示している。図3において、横軸は、変換前の光の輝度ダイナミックレンジを表し、100%が100nitの輝度に相当する。縦軸は、変換後の画像信号の符号値を表し、10bitの場合には符号値は0から1023までの値をとり得る。図中に破線で示したSDR用の信号フォーマットのOETFと実線で示したHDR用のOETFとを比較すると、特に符号値が相対的に大きい部分において伝達関数の傾きの違いが顕著である。これは、こうした部分において、HDRのケースではSDRと比較して画像情報がより高い圧縮比で圧縮されていること、即ち同程度の符号値がHDRのケースではSDRのケースよりも高い輝度を表すことを意味している。
 HDR映像を再生する際には、多くの場合、図3に実線で示したようなOETFの逆関数であるEOTF(Electro-Optical Transfer Function;電気光伝達関数)を画像信号の符号値に適用することにより、表示素子へ供給すべき電圧レベルが決定され得る。そして、HDR映像を構成する個々の画像が、EOTFの適用によって拡張された輝度ダイナミックレンジで表示される。HDR用の信号伝達特性は、通常、OETF又はEOTFの一方を定義することにより仕様化される。システム全体の伝達関数としてOOTFが追加的に定義されることもある。次の表1は、ITU-Rが勧告した標準仕様BT.2100において、HLG及びPQという2つのHDR用の信号伝達特性が、どういった種類の伝達関数を直接的に定義しているかを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示したように、HLGにおいては、OETF及びOOTFが数式により直接的に定義されており、EOTFはOETF-1(OETFの逆関数)とOOTFとの合成関数として導出される。HLGにおけるOOTFは、OETF-1と共にモニタ側で適用されることになる。一方、PQにおいては、EOTF及びOOTFが数式により直接的に定義されており、OETFはEOTF-1(EOTFの逆関数)とOOTFとの合成関数として導出される。PQにおけるOOTFは、EOTF-1と共にカメラ側で適用されることになる。本明細書において、「光と画像信号との間の変換に関する伝達関数」又は単に「伝達関数」という場合、OETF、EOTF、OOTF及びそれらの逆関数のうちの、任意の1つ又は2つ以上の組合せを含むものとする。
  [1-3.課題の説明]
 このように映像信号の多様な表現手法が実用化され始めた昨今、コンテンツを制作し又は放送若しくは配信する事業者が、異なる特性を有する2つ以上のモニタを用いて同じ映像コンテンツの見え方を検証するケースが増加している。コンテンツの見え方を検証するユーザは、個々のモニタの特性上の個体差が検証作業に及ぼす影響を排除するために、通常、検証に先立ってカラーバーを用いてモニタの設定を調整し又は校正する。
 図4は、現在使用されている標準的なカラーバーの1つであるARIB STD-B28カラーバーの概略について説明するための説明図である。図4の例において、カラーバー10は、画面上部において高さの7/12を占める第1パターン11、第1パターンの下で高さの1/12を占める第2パターン12、第2パターンの下で高さの1/12を占める第3パターン13、及び画面下部において高さの3/12を占める第4パターン14から構成される。第1パターン11は、左から順に、40%グレー、75%ホワイト、イエロー、シアン、グリーン、マゼンタ、レッド、ブルー及び40%グレーという色を有する9本の縦長のバーの集合である。第2パターン12の最も左の矩形の色はシアン、最も右の矩形の色はブルー、第3パターン13の最も左の矩形の色はイエロー、最も右の矩形の色はレッドであり、これら矩形の間にはレベルの異なるグレー又はホワイトが配置され得る。第4パターン14のサイズの異なる矩形のそれぞれには、レベルの異なるブラック、グレー又はホワイトが配置され得る。なお、ここで説明したカラーバーは一例に過ぎない。本開示に係る技術は、特定の種類のカラーバーに限定されず、ARIB STD-B28、SMPTE RP219若しくはそれらの派生、又はフルカラーバーなど、いかなる種類のカラーバーにも適用可能である。
 上述したように、SDR用の画像信号及びHDR用の画像信号における同じ符号値は、異なる明るさを表現する。概して、同じ符号値の画像をHDR用のモニタで表示した場合には、SDR用のモニタで表示した場合と比較してより明るい表示画像が得られる。ガンマカーブの違いから、HDR用の2つの伝達関数の間でも、同じ符号値が異なる明るさ及び色を表現する場合がある。しかしながら、既存のカラーバーの仕様は、SDR表示を前提として設計されている。そのため、使用される伝達関数の異なる複数のモニタ上に単一の仕様に基づくカラーバーを表示させた場合、カラーバーの見え方に差異が生じ、モニタの設定を適切に調整することが困難となる。例えば、SDR表示を前提として設計された既存のカラーバーをHDR用のモニタ上に表示させると、過度に明るくカラーバーが表示されてしまう。そこで、本明細書において、伝達関数の差異を吸収し、適切にモニタ上でカラーバーを用いてモニタ設定を調整することを可能とする、本開示に係る技術のいくつかの実施形態を説明する。
  [1-4.基本的な原理]
 図5は、本開示に係る技術の基本的な原理について説明するための説明図である。本開示に係る技術のいくつかの実施形態において、図5に示したようなマルチフォーマットカラーバー提供装置30が提供される。マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定し、判定した伝達関数に対応するカラーバー信号を当該表示装置へ出力する。図5の例では、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、信号源20から画像信号を取得する入力インタフェース32を備える。例えば、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、撮像装置又は撮像装置により具備される信号処理装置であってもよい。この場合、信号源20は、イメージセンサであり得る。代替的に、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、撮像装置と表示装置との間の伝送経路上に存在する信号変換装置であってもよい。この場合、信号源20は、撮像装置であり得る。マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、それぞれ表示装置へ接続され得る1つ以上の出力インタフェース34a、34b、34cをさらに備える。
 出力インタフェース34aは、表示装置40aへ接続されている。表示装置40aは、第1の種類の伝達関数を使用してSDR映像を表示するモニタである。表示装置40aは、入力画像信号について逆ガンマ(デガンマ)変換41aを実行する。例えば、ITU-RによりSDR向けに標準化されたBT.1886によれば、ガンマ値γ=2.4が使用される。但し、一般には、γ=2.2又はγ=2.6など、他のガンマ値が使用されることもある。表示装置40aは、さらに色変換45aを実行して画像信号の色空間を変換する(例えば、YPbPr表色系からRGB表色系への変換)。そして、表示装置40aは、これら変換後の画像信号に基づく信号レベルでのSDR映像の表示47aを行う。
 出力インタフェース34bは、表示装置40bへ接続されている。表示装置40bは、第2の種類の伝達関数を使用してHDR映像を表示するモニタである。表示装置40bは、入力画像信号について逆ガンマ(デガンマ)変換41bを実行する。デガンマ変換41bは、例えば、OETFの逆関数であるOETF-1と、OOTFとの合成関数を用いた信号変換である。表示装置40bは、さらに色変換45bを実行して画像信号の色空間を変換する。そして、表示装置40bは、これら変換後の画像信号に基づく信号レベルでHDR映像の表示47bを行う。
 出力インタフェース34cは、表示装置40cへ接続されている。表示装置40cは、第3の種類の伝達関数を使用してHDR映像を表示するモニタである。表示装置40cは、入力画像信号について逆ガンマ(デガンマ)変換41cを実行する。デガンマ変換41cは、例えば、EOTFに従った信号変換である。表示装置40cは、OOTF変換43cをも実行する。表示装置40cは、さらに色変換45cを実行して画像信号の色空間を変換する。そして、表示装置40cは、これら変換後の画像信号に基づく信号レベルでHDR映像の表示47cを行う。
 なお、以下の説明において、表示装置40a、40b及び40cを互いに区別する必要の無い場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することにより、これらを表示装置40と総称する。他の構成要素及び符号の組合せについても同様である(例えば、出力インタフェース34(34a、34b及び34c)など)。
 マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、カメラからの映像を表示させる出力モード(以下、カメラモードという)が設定されている場合には、信号源20から入力される入力画像信号を出力インタフェース34を介して表示装置40へ出力する。一方、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、カラーバーを表示させる出力モード(以下、カラーバーモードという)が設定されている場合には、出力インタフェース34へ接続されている表示装置40により使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を表示装置40へ出力する。図5の例では、表示装置40aへカラーバー信号C1、表示装置40bへカラーバー信号C2、表示装置40cへカラーバー信号C3が出力される。マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、少なくとも1つの伝達関数に対応するカラーバー信号(以下、基準カラーバー信号という)を定義するカラーバー情報(以下、基準カラーバー情報という)を記憶している。表示装置40が基準とされる伝達関数を使用すると判定される場合、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、記憶している基準カラーバー情報から基準カラーバー信号を生成して、生成した基準カラーバー信号をその表示装置40へ出力する。一方、基準カラーバー信号が前提とする伝達関数とは異なる伝達関数を表示装置40が使用する場合、使用される伝達関数に応じた信号変換を基準カラーバー信号に適用することにより生成されたカラーバー信号が、マルチフォーマットカラーバー提供装置30から表示装置40へ出力される。
 図6は、基準カラーバー信号から他のカラーバー信号がどのように生成され得るかについて説明するための説明図である。ここでは一例として、基準カラーバー信号はSDR向けの伝達関数に対応する、図5に示した表示装置40aへ出力されるカラーバー信号C1であるものとする。また、HDR向けの伝達関数に対応する、図5に示した表示装置40cへ出力されるカラーバー信号C3が基準カラーバー信号C1から生成されるものとする。基準カラーバー信号C1は、色域としてBT.709で基準カラーバーを表現する。カラーバー信号C3の色域はBT.2020である。
 図6に示したように、基準カラーバー信号C1からカラーバー信号C3を生成する処理は、表示装置40aにおいても実行されるデガンマ変換41aに加え、色域変換51、逆OOTF変換53及びガンマ変換55を含む。色域変換51は、色域をBT.709からBT.2020へ変換する処理である。基準カラーバー信号の色域と出力カラーバー信号の色域とが同一である場合には、色域変換51は省略される。逆OOTF変換53は、出力先の表示装置40cにおいて実行されるOOTF変換43cの逆の変換処理である。表示装置においてOOTF変換が実行されない場合には、逆OOTF変換53は省略される。ガンマ変換55は、出力先の表示装置40cにおいて実行されるデガンマ変換41cの逆の変換処理である。カラーバー信号C3は、このように、出力先の表示装置40cにおいて実行されるはずの信号変換の作用を打ち消すための逆変換を基準カラーバー信号C1に適用することにより生成される。結果的に、カラーバー信号C3を受信した表示装置40cにおいて色変換45cへ入力される中間カラーバー信号IC2は、基準カラーバー信号C1についてのデガンマ変換41aの後の中間カラーバー信号IC1と表現される明るさ及び色において実質的に等価な信号となる。即ち、マルチフォーマットカラーバー提供装置30から各表示装置40へ提供されるカラーバー信号は、当該カラーバー信号に基づくカラーバーが表示装置40において表示される際の輝度を基準カラーバーの輝度に一致させるように、表示装置40の伝達関数に応じて基準カラーバー信号を変換することにより生成された信号である。図6の例では、表示装置40cにおいてスクリーン上に表示されるカラーバーは、基準カラーバー信号C1に基づいて表示装置40aのスクリーン上で表示されるカラーバーと同じ見え方で見えることになる。
 ある例において、基準カラーバー信号から他のカラーバー信号を生成する処理は、マルチフォーマットカラーバー提供装置30において、表示装置40の接続の検出又はユーザからの指示に応じて動的に実行されてもよい。他の例において、基準カラーバー信号を定義するカラーバー情報に加えて、上で説明した原理に従って算出される1つ以上の他のカラーバー信号を定義するカラーバー情報が予め生成され、それらカラーバー情報がマルチフォーマットカラーバー提供装置30により記憶されていてもよい。あり得る複数の伝達関数のうち、SDRかHDRかに関わらずどの伝達関数に対応するカラーバーが基準カラーバーとして選択されてもよい。図5の例では、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は3つの出力インタフェース34を有するが、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、いかなる数の出力インタフェースを有していてもよい。マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、1つの出力インタフェースのみを有し、接続される表示装置の特性に応じて異なるカラーバー信号がその出力インタフェースから出力されてもよい。
 ここで説明したマルチフォーマットカラーバー提供装置30の2つの具体的な実施形態について、次節以降で詳しく説明する。第1の実施形態では、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、撮像装置として実現される。第2の実施形態では、マルチフォーマットカラーバー提供装置30は、入力インタフェース32を介して撮像装置へ接続される信号変換装置として実現される。
 <2.第1の実施形態>
  [2-1.システムの概要]
 図7には、本開示に係る技術の第1の実施形態に係る画像処理システム100の構成の一例が示されている。画像処理システム100は、撮像装置110、及び1つ以上の表示装置40a、40b、40c、・・・を含む。撮像装置110は、前節で説明したマルチフォーマットカラーバー提供装置の一態様である。撮像装置110は、例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルカムコーダ若しくはデジタルスチルカメラ、又は映像撮影機能を有する任意の種類の装置であってよい。撮像装置110は、1つ以上の出力インタフェース170を備え、出力インタフェース170の各々は1つの表示装置40へ接続され得る。表示装置40a、40b、40cは、互いに異なる伝達関数で入力画像信号を光へと変換するモニタであり得る。例えば、上述したように、表示装置40aはBT.1886に従ってSDR映像を表示し、表示装置40b及び表示装置40cはHDR映像を表示する。なお、これらダイナミックレンジ及び伝達関数の種類は説明のための例に過ぎず、他のダイナミックレンジ又は他の種類の伝達関数が各表示装置により使用されてもよい。
  [2-2.撮像装置の第1の構成例]
 第1の構成例において、撮像装置110は、第1の伝達関数に対応する基準カラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報に加えて、少なくとも第2の伝達関数に対応する他のカラーバー信号を定義する第2のカラーバー情報を予め記憶する。そして、撮像装置110は、ある出力インタフェースへ接続された表示装置により使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を、予め記憶しているいずれかのカラーバー情報から生成して出力する。
   (1)機能構成
 図8は、撮像装置110の第1の構成例を示すブロック図である。図8を参照すると、撮像装置110は、イメージセンサ120、補正部122、制御部130、1つ以上の信号処理ブランチ140(140a、140b、…)及び1つ以上の出力インタフェース170(170a、170b、…)を備える。各信号処理ブランチ140は、色変換部142(142a、142b、…)、信号変換部144(144a、144b、…)、選択部146(146a、146b、…)及びカラーバー信号生成部150(150a、150b、…)を含む。
 イメージセンサ120は、撮像素子の配列を有する撮像面へ入射する光を電気信号へ変換してアナログ画像信号を生成し、アナログ画像信号をさらにデジタル画像信号へ変換する。補正部122は、イメージセンサ120から入力されるデジタル画像信号について、欠陥補正、ホワイトバランス調整及びコントラスト調整などの所定の信号処理を実行する。補正部122により処理された画像信号(以下、撮像画像信号という)は、1つ以上の信号処理ブランチ140の各々へ分配される。
 制御部130は、撮像装置110から各出力インタフェース170を介して出力される信号の生成及び選択を制御する。制御部130は、例えば、各出力インタフェース170について、表示装置40が接続されているか否かを判定する。また、制御部130は、表示装置40の接続を検出した出力インタフェース170の各々について、複数の伝達関数のうち、接続されている表示装置40において使用される伝達関数を判定する。さらに、制御部130は、それら出力インタフェース170の各々について、カメラモード及びカラーバーモードのうちいずれの出力モードが設定されているかを判定する。
 例えば、制御部130は、出力インタフェース170aについてカメラモードが設定されていると判定される場合、補正部122からの撮像画像信号を信号処理ブランチ140aに処理させ、処理後の撮像画像信号を出力インタフェース170aから出力させる。より具体的には、信号処理ブランチ140aの色変換部142aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、撮像画像信号の色域を使用される色域へ変換する。信号変換部144aは、色変換部142aから入力される撮像画像信号についてガンマ変換を実行する。選択部146aは、制御部130による制御に従って信号変換部144aから入力される撮像画像信号を選択し、撮像画像信号を出力インタフェース170aを介して表示装置40aへ出力する。同様に、制御部130は、出力インタフェース170bについてカメラモードが設定されていると判定される場合、補正部122からの撮像画像信号を信号処理ブランチ140bに処理させ、処理後の撮像画像信号を出力インタフェース170bから出力させる。信号処理ブランチ140b(及び他のブランチ)におけるカメラモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ140aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 制御部130は、出力インタフェース170aについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ140aに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。信号処理ブランチ140aにおいて、カラーバー信号は、カラーバー信号生成部150aにより生成される。そして、選択部146aは、制御部130による制御に従ってカラーバー信号生成部150aから入力されるカラーバー信号を選択し、カラーバー信号を出力インタフェース170aを介して表示装置40aへ出力する。同様に、制御部130は、出力インタフェース170bについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ140bに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。信号処理ブランチ140b(及び他のブランチ)におけるカラーバーモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ140aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 図9は、図8に示したカラーバー信号生成部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図9を参照すると、カラーバー信号生成部150は、カラーバー情報記憶部152及び信号形成部154を有する。カラーバー情報記憶部152は、伝達関数の複数の候補にそれぞれ対応するカラーバー信号を定義するカラーバー情報を記憶する。第1のカラーバー情報は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する。第2のカラーバー情報は、第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する。第nのカラーバー情報は、第nの伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する。例えば、第1の伝達関数は第1のダイナミックレンジに対応する伝達関数であって、第2の伝達関数は第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する伝達関数であってもよい。代替的に、第1の伝達関数は第1のガンマカーブを有し、第2の伝達関数は第1のガンマカーブとは異なる第2のガンマカーブを有してもよい。
 図10は、カラーバー情報記憶部152により記憶されるカラーバー情報の構成の第1の例について説明するための説明図である。第1の例において、カラーバー情報は、それぞれのカラーバーを表現する画像情報の集合である。図10には、SDR表示のための3種類のカラーバー画像のセット、HLG及びBT.2020の組合せのための3種類のカラーバー画像のセット、PQ及びBT.2020の組合せのための3種類のカラーバー画像のセット、並びに、S-Log3及びBT.709の組合せのための3種類のカラーバー画像のセットが示されている。これらセットのうちの1つ(典型的には、SDR表示のためのセット)は、基準カラーバー画像のセットである。一方、他のセットに含まれるカラーバー画像は、対応する伝達関数に従ってモニタにおいて実行されるはずの信号変換の作用を打ち消すための逆変換を基準カラーバー画像に適用した結果であるカラーバー画像である。3種類のカラーバー画像は、例えば、それぞれARIB STD-B28カラーバー、SMPTE RP219カラーバー及びフルカラーバーであってよい。但し、基準カラーバーではないカラーバーの画像は、上述した逆変換が適用されている点において、仕様で規定された色成分値とは異なる色成分値を有し得る。
 カラーバー情報が図10を用いて説明した第1の構成を有する場合、信号形成部154は、制御部130から指示される(接続されている表示装置40により使用されると判定される)伝達関数に対応するカラーバー情報を、カラーバー情報記憶部152から読み出す。そして、信号形成部154は、読み出したカラーバー情報に基づいて、出力すべきカラーバー信号を形成する。信号形成部154により形成されたカラーバー信号は、選択部146へ出力される。
 図11は、カラーバー情報記憶部152により記憶されるカラーバー情報の構成の第2の例について説明するための説明図である。第2の例において、カラーバー情報は、それぞれのカラーバーの構造を定義する定義データの集合である。図11には、SDR表示のためのARIB STD-B28カラーバーの構造を定義する定義データCBIa、HLG及びBT.2020の組合せのためのARIB STD-B28カラーバーの構造を定義する定義データCBIb、PQ及びBT.2020の組合せのためのARIB STD-B28カラーバーの構造を定義する定義データCBIc、並びに、S-Log3及びBT.709の組合せのためのARIB STD-B28カラーバーの構造を定義する定義データCBIdなどをカラーバー情報が含むことが示されている。定義データCBIaは、より具体的には、ARIB STD-B28カラーバーを構成する複数の領域(図4に例示したカラーバー10の複数の矩形領域)の各々の位置及び色成分値を含み得る。例えば、i番目の領域Riの位置は左上の頂点座標(Ui,Vi)、幅(Wi)及び高さ(Hi)によって定義され、i番目の領域Riの色成分は3つの色成分値(Yi,Pbi,Pri))によって定義され得る。他の定義データについても同様である。第2の例においても、例えばSDR表示のための定義データは、基準カラーバー画像の構造を直接的に定義する。一方、他の伝達関数及び色域の組合せのための定義データは、対応する伝達関数に従ってモニタにおいて実行されるはずの信号変換の作用を打ち消すための逆変換を基準カラーバー画像に適用した結果であるカラーバー画像の構造を定義する。
 カラーバー情報が図11を用いて説明した第2の構成を有する場合、信号形成部154は、制御部130から指示される(接続されている表示装置40により使用されると判定される)伝達関数に対応するカラーバーの構造を定義する定義データを、カラーバー情報記憶部152から読み出す。そして、信号形成部154は、定義データに従って画像を描画することにより、出力すべきカラーバー信号を形成する。信号形成部154により形成されたカラーバー信号は、選択部146へ出力される。
 なお、図10及び図11に関連して提示した伝達関数及び色域の組合せは、一例に過ぎない。カラーバー情報記憶部152は、いかなる伝達関数及び色域の組合せに対応するカラーバー情報を記憶してもよい。ここで言及したカラーバーの種類もまた一例に過ぎない。
 制御部130は、ユーザインタフェース(図示せず)を介して検出されるユーザ入力に基づいて、次のうちの1つ以上の判定を行ってよい。概して、制御部130(及び後に言及する他の制御部)は、判定部として表現されてもよい。
 a)各出力インタフェースに表示装置が接続されているか否か
 b)表示装置が接続されている出力インタフェースの各々について、接続されている表示装置において使用される伝達関数
 c)表示装置が接続されている出力インタフェースの各々について、接続されている表示装置において使用される色域
 d)表示装置が接続されている出力インタフェースの各々についての出力モード(カメラモード又はカラーバーモード)
 e)ユーザが表示することを望むカラーバーの種類
ユーザインタフェースは、撮像装置110の筐体に設けられる例えばタッチパネル、ボタン又はスイッチのような物理的な入力デバイスであってもよい。代替的に、ユーザインタフェースは、通信インタフェースを介して遠隔的に接続される装置上でGUI(Graphical User Interface)として提供されてもよい。また、制御部130は、表示装置40から出力インタフェース170を介して受信される制御情報に基づいて、上で列挙したうちの1つ以上の判定を行ってもよい。
   (2)出力モードごとの信号の流れ
 図12は、図8に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための説明図である。図12を参照すると、図8と同様のブロック図に、1つのシナリオにおける信号の流れを示す矢印が重ねて示されている。実線の矢印は撮像画像信号又はカラーバー信号であり得る画像信号の流れを表し、破線の矢印は制御信号の流れを表す。本シナリオでは、出力インタフェース170aについてカメラモードが設定され、出力インタフェース170bについてカラーバーモードが設定されているものとする。また、出力インタフェース170bへ表示装置40bが接続されているものとする。制御部130は、信号処理ブランチ140aにおいて色変換部142a及び信号変換部144aをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理される撮像画像信号を選択部146aから出力インタフェース170aを介して出力させる。カラーバー信号生成部150aはターンオフされる。一方、制御部130は、信号処理ブランチ140bにおいてカラーバー信号生成部150bをターンオンし、表示装置40bにおいて使用される伝達関数に対応するカラーバー信号C2をカラーバー信号生成部150bに生成させ、カラーバー信号C2を選択部146bから出力インタフェース170bを介して出力させる。色変換部142b及び信号変換部144bはターンオフされる。
 なお、図12では、対比のための一例として、2つのブランチについて異なる出力モードが設定されるシナリオを例示した。しかし、当然ながら、後に説明する図16A及び図16Bのシナリオのように、2つのブランチに同じ出力モードが設定されてもよい。2つのブランチに共にカラーバーモードが設定される場合、それらブランチへ接続される表示装置40の信号伝達特性が異なっていたとしても、それぞれ使用される伝達関数の作用を打ち消すように予め定義されたカラーバー信号がそれら表示装置40へ提供されるため、結果的に2つの表示装置40のスクリーン上でのカラーバーの見え方が実質的に等価となる。
   (3)処理の流れ
 図13は、第1の構成例に係る撮像装置110により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートには複数の処理ステップが記述されているが、これら処理ステップは、必ずしも示された通りの順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい
 図13に示した画像処理は、撮像装置110が有する1つ以上の出力インタフェース170の各々について実行される(ステップS110)。
 まず、制御部130は、出力インタフェース170へ接続された表示装置40の信号伝達特性を判定する(ステップS112)。表示装置40の信号伝達特性は、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。
 次いで、制御部130は、判定した信号伝達特性に基づいて、信号処理ブランチ140のパラメータを設定する(ステップS114)。例えば、制御部130は、カメラモードにおいて信号処理ブランチ140の信号変換部144が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部130は、色変換部142が画像信号に適用すべき色変換を設定してもよい。また、制御部130は、カラーバーモードにおいてカラーバー信号生成部150aがどの伝達関数に対応するカラーバー信号を生成すべきかを設定してもよい。
 次いで、制御部130は、カメラモード及びカラーバーモードのうち設定されている出力モードを判定する(ステップS116)。出力モードは、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。出力モードがカラーバーモードである場合には、処理はステップS120へ進む。一方、出力モードがカメラモードである場合には、処理はステップS130へ進む。
 カラーバーモードにおいて、カラーバー信号生成部150の信号形成部154は、制御部130による設定に従って、表示装置40の特性に対応するカラーバー情報を、カラーバー情報記憶部152から読み出す(ステップS120)。次いで、信号形成部154は、読み出したカラーバー情報に基づいて、出力すべきカラーバー信号を形成する(ステップS122)。
 一方、カメラモードにおいて、信号処理ブランチ140は、補正部122から撮像画像信号を取得する(ステップS130)。次いで、信号処理ブランチ140において、撮像画像信号について、色変換部142による色変換及び信号変換部144によるガンマ変換が実行される(ステップS132)。
 そして、選択部146は、カラーバーモードにおいては信号形成部154により形成されたカラーバー信号を、カメラモードにおいては色変換及びガンマ変換の後の撮像画像信号を、出力インタフェース170を介して表示装置40へ出力する(ステップ1240)。
  [2-3.撮像装置の第2の構成例]
 第2の構成例において、撮像装置110は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報を予め記憶する。第1の伝達関数に対応するカラーバー信号は、基準カラーバー信号である。第1のカラーバー情報を基準カラーバー情報という。そして、撮像装置110は、各出力インタフェース170へ接続されている表示装置40において使用されると判定される伝達関数に対応するカラーバー信号を、基準カラーバー情報から動的に生成する。
   (1)機能構成
 図14は、撮像装置110の第2の構成例を示すブロック図である。図14を参照すると、撮像装置110は、イメージセンサ120、補正部122、制御部135、1つ以上の信号処理ブランチ160(160a、160b、…)、1つ以上の出力インタフェース170(170a、170b、…)及び基準カラーバー信号生成部180を備える。各信号処理ブランチ160は、選択部162(162a、162b、…)、色変換部164(164a、164b、…)、逆OOTF変換部166(166a、166b、…)及びガンマ変換部168(168a、168b、…)を含む。
 第2の構成例において、制御部135は、撮像装置110から各出力インタフェース170を介して出力される信号の生成及び選択を制御する。制御部135は、例えば、各出力インタフェース170について、表示装置40が接続されているか否かを判定する。また、制御部135は、表示装置40の接続を検出した出力インタフェース170の各々について、複数の伝達関数のうち、接続されている表示装置40において使用される伝達関数を判定する。さらに、制御部135は、それら出力インタフェース170の各々について、カメラモード及びカラーバーモードのうちいずれの出力モードが設定されているかを判定する。これらの判定の各々は、第1の構成例と同様に、ユーザインタフェースを介して検出されるユーザ入力に基づいてなされてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいてなされてもよい。
 例えば、制御部135は、出力インタフェース170aについてカメラモードが設定されていると判定される場合、補正部122からの撮像画像信号を信号処理ブランチ160aに処理させ、処理後の撮像画像信号を出力インタフェース170aから出力させる。より具体的には、信号処理ブランチ160aの選択部162aは、制御部135による制御に従って補正部122から入力される撮像画像信号を選択し、撮像画像信号を色変換部164aへ出力する。色変換部164aは、撮像画像信号の色空間をRGB空間からYPbPr空間へ変換する。また、色変換部164aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、撮像画像信号の色域を使用される色域へ変換する。逆OOTF変換部166aは、カメラモードにおいてはターンオフされ、撮像画像信号を単にガンマ変換部168aへ通過させる。ガンマ変換部168aは、色変換部164aにより処理された撮像画像信号についてガンマ変換を実行する。そして、ガンマ変換部168aは、撮像画像信号を出力インタフェース170aを介して表示装置40へ出力する。同様に、制御部135は、出力インタフェース170bについてカメラモードが設定されていると判定される場合、補正部122からの撮像画像信号を信号処理ブランチ160bに処理させ、処理後の撮像画像信号を出力インタフェース170bから出力させる。信号処理ブランチ160b(及び他のブランチ)におけるカメラモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ160aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 制御部135は、出力インタフェース170aについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ160aに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。第2の構成例では、基準カラーバー信号生成部180と、各信号処理ブランチ160の一部の処理ブロックとにより、カラーバー信号生成部が実質的に構成される。ここでの一部の処理ブロックとは、例えば色変換部164、逆OOTF変換部166及びガンマ変換部168のうちの1つ以上であり得る。即ち、第2の構成例では、基準カラーバー信号生成部180により生成される基準カラーバー信号から、2つの出力モードの間で共用される信号処理ブランチ160の回路を用いた信号変換を通じて、それぞれの伝達関数に対応するカラーバー信号が生成される。
 図15は、図14に示した基準カラーバー信号生成部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図15を参照すると、基準カラーバー信号生成部180は、基準カラーバー情報記憶部182及びSDRデガンマ変換部184を有する。基準カラーバー情報記憶部182は、伝達関数の複数の候補のうちの1つに対応する基準カラーバー信号を定義する基準カラーバー情報を記憶する。基準カラーバー情報記憶部182は、図10に例示したカラーバー情報の構成の第1の例のように、基準カラーバーを表現する画像情報のセットを基準カラーバー情報として記憶してもよい。基準カラーバーは、典型的には、SDR表示を前提として設計された既存のカラーバーである。よって、基準カラーバー情報記憶部182は、例えば、SDR表示用のARIB STD-B28カラーバー、SMPTE RP219カラーバー及びフルカラーバーの画像情報を記憶し得る。代替的に、基準カラーバー情報記憶部182は、図11に例示したカラーバー情報の構成の第2の例のように、基準カラーバーの構造を定義する定義データのセットを基準カラーバー情報として記憶してもよい。SDRデガンマ変換部184は、基準カラーバー情報記憶部182から読み出される基準カラーバー情報に基づいて基準カラーバー信号を形成し、基準カラーバー信号についてデガンマ変換を実行する。ここでのデガンマ変換は、図6に示したデガンマ変換41aに相当する処理である。SDRデガンマ変換部184は、複数のガンマ値(例えば、2.2、2.4又は2.6)のうち制御部135から指示されるガンマ値でデガンマ変換を実行してもよい。そして、SDRデガンマ変換部184は、デガンマ変換後の基準カラーバー信号を1つ以上の信号処理ブランチ160へ出力する。
 再び図14を参照し、出力インタフェース170aについてカラーバーモードが設定されている場合の説明に戻ると、信号処理ブランチ160aの選択部162aは、制御部135による制御に従って基準カラーバー信号生成部180から入力される基準カラーバー信号を選択し、基準カラーバー信号を色変換部164aへ出力する。色変換部164aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、基準カラーバー信号の色域を使用される色域へ変換する。逆OOTF変換部166aは、接続されている表示装置40において使用される伝達関数がOOTFを含む場合に、そのOOTF変換の逆の変換処理を基準カラーバー信号に適用する。ガンマ変換部168aは、基準カラーバー信号について、接続されている表示装置40において使用される伝達関数の逆関数でガンマ変換を実行して、当該伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する。そして、ガンマ変換部168aは、生成したカラーバー信号を出力インタフェース170aを介して表示装置40へ出力する。同様に、制御部135は、出力インタフェース170bについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、基準カラーバー信号生成部180からの基準カラーバー信号を信号処理ブランチ160bに処理させ、生成されるカラーバー信号を出力インタフェース170bから出力させる。信号処理ブランチ160b(及び他のブランチ)におけるカラーバーモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ160aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 第2の構成例において、基準カラーバー情報により定義される基準カラーバー信号は、典型的には、第1の伝達関数に対応する予め仕様化された信号である。基準カラーバー信号から信号変換を通じて動的に生成される他のカラーバー信号は、第1の伝達関数とは異なる伝達関数に対応する。例えば、第1の伝達関数は第1のダイナミックレンジに対応する伝達関数であって、他の伝達関数は第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する伝達関数であってもよい。代替的に、第1の伝達関数は第1のガンマカーブを有し、他の伝達関数は第1のガンマカーブとは異なる他のガンマカーブを有してもよい。
   (2)出力モードごとの信号の流れ
 図16Aは、図14に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための第1の説明図である。図12に例示したシナリオとは異なり、ここでは、出力インタフェース170a及び出力インタフェース170bの双方についてカメラモードが設定されているものとする。制御部135は、信号処理ブランチ160aにおいて、選択部162aに撮像画像信号を選択させる。そして、制御部135は、信号処理ブランチ160a内の逆OOTF変換部166aを除く処理ブロックをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理される撮像画像信号を出力インタフェース170aを介して出力させる。制御部135は、同様に、信号処理ブランチ160bにおいて、選択部162bに撮像画像信号を選択させる。そして、制御部135は、信号処理ブランチ160b内の逆OOTF変換部166bを除く処理ブロックをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理される撮像画像信号を出力インタフェース170bを介して出力させる。出力インタフェース170a及び170bへそれぞれ接続されている表示装置の信号伝達特性が異なる場合、それらインタフェースから出力される撮像画像信号は、互いに異なる信号変換が適用された結果として、異なる信号値を有する。カラーバーモードが設定された出力インタフェース170が存在しない場合、基準カラーバー信号生成部180はターンオフされる。
 図16Bは、図14に示した撮像装置における出力信号の選択について説明するための第2の説明図である。図12及び図16Aに例示したシナリオとは異なり、ここでは、出力インタフェース170a及び出力インタフェース170bの双方についてカラーバーモードが設定されているものとする。制御部135は、信号処理ブランチ160aにおいて、選択部162aに基準カラーバー信号生成部180からの基準カラーバー信号を選択させる。そして、制御部135は、信号処理ブランチ160a内の全ての処理ブロックをターンオンし、図6を用いて説明した原理に従って、接続されている表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を基準カラーバー信号から生成させる。生成されたカラーバー信号は、出力インタフェース170aを介して出力される。図16Bの例では、カラーバー信号C1が出力インタフェース170aを介して出力されている。制御部135は、同様に、信号処理ブランチ160bにおいて、選択部162bに基準カラーバー信号生成部180からの基準カラーバー信号を選択させる。そして、制御部135は、信号処理ブランチ160b内の全ての処理ブロックをターンオンし、図6を用いて説明した原理に従って、接続されている表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を基準カラーバー信号から生成させる。生成されたカラーバー信号は、出力インタフェース170bを介して出力される。図16Bの例では、カラーバー信号C2が出力インタフェース170bを介して出力されている。このように、各信号処理ブランチ160において出力先の表示装置により使用される伝達関数の作用を打ち消すための信号変換が基準カラーバー信号に適用される結果として、各カラーバー信号に基づいて各表示装置40のスクリーン上に表示されるカラーバーの見え方は、実質的に等価となる。カメラモードが設定された出力インタフェース170が存在しない場合、イメージセンサ120及び補正部122はターンオフされ得る。
 なお、当然ながら、他のシナリオにおいて、2つ以上のブランチに異なる出力モードが設定されてもよい。
   (3)処理の流れ
 図17は、第2の構成例に係る撮像装置110により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートには複数の処理ステップが記述されているが、これら処理ステップは、必ずしも示された通りの順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい
 図17に示した画像処理は、撮像装置110が有する1つ以上の出力インタフェース170の各々について実行される(ステップS110)。
 まず、制御部135は、出力インタフェース170へ接続された表示装置40の信号伝達特性を判定する(ステップS112)。表示装置40の信号伝達特性は、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。
 次いで、制御部135は、判定した信号伝達特性に基づいて、信号処理ブランチ160のパラメータを設定する(ステップS115)。例えば、制御部135は、信号処理ブランチ160のガンマ変換部168が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部135は、色変換部164が画像信号に適用すべき色変換を設定してもよい。また、制御部135は、基準カラーバー信号生成部180のSDRデガンマ変換部184が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部135は、逆OOTF変換部166が使用すべきトーンカーブを設定してもよい。
 次いで、制御部135は、カメラモード及びカラーバーモードのうち設定されている出力モードを判定する(ステップS116)。出力モードは、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。出力モードがカラーバーモードである場合には、処理はステップS121へ進む。一方、出力モードがカメラモードである場合には、処理はステップS130へ進む。
 カラーバーモードにおいて、SDRデガンマ変換部184は、基準カラーバー情報に基づいて形成される基準カラーバー信号についてデガンマ変換を実行する(ステップS121)。
 一方、カメラモードにおいて、信号処理ブランチ160は、補正部122から撮像画像信号を取得する(ステップS130)。
 次いで、信号処理ブランチ160において、基準カラーバー信号及び撮像画像信号のうち選択部162により選択される画像信号について信号変換処理が実行される(ステップS134)。ここで実行される信号変換処理について、後により詳細に説明する。
 そして、カラーバーモードにおいては信号変換後のカラーバー信号、カメラモードにおいては信号変換後の撮像画像信号が、出力インタフェース170を介して表示装置40へ出力される(ステップS140)。
 図18は、図17に示した信号変換処理のより詳細な流れの一例を示すフローチャートである。図18に示した信号変換処理は、基準カラーバー信号又は撮像画像信号のうち選択部162により選択される画像信号について行われる。
 まず、色変換部164は、色域変換を行うべきであると制御部135により判定された場合に(ステップS135)、画像信号の色域を設定された色域へと変換するための色域変換を実行する(ステップS136)。また、逆OOTF変換部166は、逆OOTF変換を行うべきであると制御部135により判定された場合に(ステップS137)、画像信号にOOTFの逆関数を適用するための逆OOTF変換を実行する(ステップS138)。そして、ガンマ変換部168は、制御部135により設定されたガンマカーブでガンマ変換を実行する(ステップS139)。
 <3.第2の実施形態>
  [3-1.システムの概要]
 図19には、本開示に係る技術の第2の実施形態に係る画像処理システム200の構成の一例が示されている。画像処理システム200は、撮像装置205、信号変換装置210及び1つ以上の表示装置40a、40b、40c、・・・を含む。撮像装置205は、映像コンテンツを表現する画像信号であるコンテンツ信号を信号変換装置210へ提供する信号源である。画像処理システム200は、信号源として、撮像装置205の代わりに、映像コンテンツを記憶しているデータサーバ、又はシステムの外部からコンテンツ信号を受信して中継する受信機などを含んでもよい。複数の信号源が信号変換装置210へ接続されてもよい。信号変換装置210は、上で説明したマルチフォーマットカラーバー提供装置の一態様である。信号変換装置210は、1つ以上の出力インタフェース270を備え、出力インタフェース270の各々は1つの表示装置40へ接続され得る。
  [3-2.信号変換装置の第1の構成例]
 第1の構成例において、信号変換装置210は、第1の伝達関数に対応する基準カラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報に加えて、少なくとも第2の伝達関数に対応する他のカラーバー信号を定義する第2のカラーバー情報を予め記憶する。そして、信号変換装置210は、ある出力インタフェースへ接続された表示装置により使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を、予め記憶しているいずれかのカラーバー情報から生成して出力する。
   (1)機能構成
 図20は、信号変換装置210の第1の構成例を示すブロック図である。図20を参照すると、信号変換装置210は、SDRデガンマ変換部222、制御部230、1つ以上の信号処理ブランチ240(240a、240b、…)及び1つ以上の出力インタフェース270(270a、270b、…)を備える。各信号処理ブランチ240は、色変換部242(242a、242b、…)、信号変換部244(244a、244b、…)、選択部246(246a、246b、…)及びカラーバー信号生成部250(250a、250b、…)を含む。
 SDRデガンマ変換部222は、信号源である撮像装置205からコンテンツ信号を取得し、取得したコンテンツ信号についてデガンマ変換を実行する。ここでのデガンマ変換は、図6に示したデガンマ変換41aに相当する処理である。SDRデガンマ変換部222は、複数のガンマ値(例えば、2.2、2.4又は2.6)のうち制御部230から指示されるガンマ値でデガンマ変換を実行してもよい。そして、SDRデガンマ変換部222は、デガンマ変換後のコンテンツ信号を1つ以上の信号処理ブランチ240の各々へ分配する。
 制御部230は、信号変換装置210から各出力インタフェース270を介して出力される信号の生成及び選択を制御する。制御部230は、例えば、各出力インタフェース270について、表示装置40が接続されているか否かを判定する。また、制御部230は、表示装置40の接続を検出した出力インタフェース270の各々について、複数の伝達関数のうち、接続されている表示装置40において使用される伝達関数を判定する。さらに、制御部230は、それら出力インタフェース270の各々について、カメラモード及びカラーバーモードのうちいずれの出力モードが設定されているかを判定する。
 例えば、制御部230は、出力インタフェース270aについてカメラモードが設定されていると判定される場合、SDRデガンマ変換部222からのコンテンツ信号を信号処理ブランチ240aに処理させ、処理後のコンテンツ信号を出力インタフェース270aから出力させる。より具体的には、信号処理ブランチ240aの色変換部242aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、コンテンツ信号の色域を使用される色域へ変換する。信号変換部244aは、色変換部242aから入力されるコンテンツ信号についてガンマ変換を実行する。選択部246aは、制御部230による制御に従って信号変換部244aから入力されるコンテンツ信号を選択し、コンテンツ信号を出力インタフェース270aを介して表示装置40aへ出力する。同様に、制御部230は、出力インタフェース270bについてカメラモードが設定されていると判定される場合、SDRデガンマ変換部222からのコンテンツ信号を信号処理ブランチ240bに処理させ、処理後のコンテンツ信号を出力インタフェース270bから出力させる。信号処理ブランチ240b(及び他のブランチ)におけるカメラモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ240aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 制御部230は、出力インタフェース270aについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ240aに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。信号処理ブランチ240aにおいて、カラーバー信号は、カラーバー信号生成部250aにより生成される。そして、選択部246aは、制御部230による制御に従ってカラーバー信号生成部250aから入力されるカラーバー信号を選択し、カラーバー信号を出力インタフェース270aを介して表示装置40aへ出力する。同様に、制御部230は、出力インタフェース270bについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ240bに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。信号処理ブランチ240b(及び他のブランチ)におけるカラーバーモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ240aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 カラーバー信号生成部250は、図9を用いて説明した第1の実施形態に係るカラーバー信号生成部150と同様の構成を有していてよい。即ち、カラーバー信号生成部250は、伝達関数の複数の候補にそれぞれ対応するカラーバー信号を定義するカラーバー情報を記憶する記憶部を含み、当該記憶部から読み出されるカラーバー情報に基づいて形成されるカラーバー信号を、選択部246へ出力する。カラーバー情報は、図10を用いて説明したようなカラーバー画像を定義する画像情報の集合であってもよく、又は図11を用いて説明したようなカラーバーの構造を定義する定義データの集合であってもよい。第1のカラーバー情報は第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義し、第2のカラーバー情報は第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義し、第nのカラーバー情報は第nの伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する。例えば、第1の伝達関数は第1のダイナミックレンジに対応する伝達関数であって、第2の伝達関数は第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する伝達関数であってもよい。代替的に、第1の伝達関数は第1のガンマカーブを有し、第2の伝達関数は第1のガンマカーブとは異なる第2のガンマカーブを有してもよい。
 制御部230は、ユーザインタフェース(図示せず)を介して検出されるユーザ入力に基づいて、制御部130に関連して上で列挙したa)~e)のうちの1つ以上の判定を行ってよい。また、制御部230は、表示装置40から出力インタフェース270を介して受信される制御情報に基づいて、それら判定を行ってもよい。
   (2)出力モードごとの信号の流れ
 図21は、図20に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための説明図である。図21を参照すると、図20と同様のブロック図に、1つのシナリオにおける信号の流れを示す矢印が重ねて示されている。実線の矢印はコンテンツ信号又はカラーバー信号であり得る画像信号の流れを表し、破線の矢印は制御信号の流れを表す。本シナリオでは、出力インタフェース270aについてカメラモードが設定され、出力インタフェース270bについてカラーバーモードが設定されているものとする。また、出力インタフェース270bへ表示装置40bが接続されているものとする。制御部230は、信号処理ブランチ240aにおいて色変換部242a及び信号変換部244aをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理されるコンテンツ信号を選択部246aから出力インタフェース270aを介して出力させる。カラーバー信号生成部250aはターンオフされる。一方、制御部230は、信号処理ブランチ240bにおいてカラーバー信号生成部250bをターンオンし、表示装置40bにおいて使用される伝達関数に対応するカラーバー信号C2をカラーバー信号生成部250bに生成させ、カラーバー信号C2を選択部246bから出力インタフェース270bを介して出力させる。色変換部242b及び信号変換部244bはターンオフされる。
 なお、図21では、対比のための一例として、2つのブランチについて異なる出力モードが設定されるシナリオを例示した。しかし、当然ながら、上で説明した図16A及び図16Bのシナリオのように、2つのブランチに同じ出力モードが設定されてもよい。2つのブランチに共にカラーバーモードが設定される場合、それらブランチへ接続される表示装置40の信号伝達特性が異なっていたとしても、それぞれ使用される伝達関数の作用を打ち消すように予め定義されたカラーバー信号がそれら表示装置40へ提供されるため、結果的に2つの表示装置40のスクリーン上でのカラーバーの見え方が実質的に等価となる。
   (3)処理の流れ
 図22は、第1の構成例に係る信号変換装置210により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートには複数の処理ステップが記述されているが、これら処理ステップは、必ずしも示された通りの順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい
 図22に示した画像処理は、信号変換装置210が有する1つ以上の出力インタフェース270の各々について実行される(ステップS210)。
 まず、制御部230は、出力インタフェース270へ接続された表示装置40の信号伝達特性を判定する(ステップS212)。表示装置40の信号伝達特性は、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。
 次いで、制御部230は、判定した信号伝達特性に基づいて、信号処理ブランチ240のパラメータを設定する(ステップS214)。例えば、制御部230は、カメラモードにおいてSDRデガンマ変換部222が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部230は、信号処理ブランチ240の信号変換部244が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部230は、色変換部242が画像信号に適用すべき色変換を設定してもよい。また、制御部230は、カラーバーモードにおいてカラーバー信号生成部250aがどの伝達関数に対応するカラーバー信号を生成すべきかを設定してもよい。
 次いで、制御部230は、カメラモード及びカラーバーモードのうち設定されている出力モードを判定する(ステップS216)。出力モードは、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。出力モードがカラーバーモードである場合には、処理はステップS220へ進む。一方、出力モードがカメラモードである場合には、処理はステップS230へ進む。
 カラーバーモードにおいて、カラーバー信号生成部250は、制御部230による設定に従って、表示装置40の特性に対応するカラーバー情報を記憶部から読み出し(ステップS220)、読み出したカラーバー情報に基づいて出力すべきカラーバー信号を形成する(ステップS222)。
 一方、カメラモードにおいて、SDRデガンマ変換部222は、外部の信号源から取得されるコンテンツ信号についてデガンマ変換を実行する(ステップS230)。次いで、信号処理ブランチ240において、デガンマ変換後のコンテンツ信号について、色変換部242による色変換及び信号変換部244によるガンマ変換が実行される(ステップS232)。
 そして、選択部246は、カラーバーモードにおいてはカラーバー信号生成部250により生成されたカラーバー信号を、カメラモードにおいては色変換及びガンマ変換の後のコンテンツ信号を、出力インタフェース270を介して表示装置40へ出力する(ステップS240)。
  [3-3.信号変換装置の第2の構成例]
 第2の構成例において、信号変換装置210は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報を予め記憶する。ここでの第1の伝達関数に対応するカラーバー信号は基準カラーバー信号であり、第1のカラーバー情報は基準カラーバー情報である。そして、信号変換装置210は、各出力インタフェース270へ接続されている表示装置40において使用されると判定される伝達関数に対応するカラーバー信号を、基準カラーバー情報から動的に生成する。
   (1)機能構成
 図23は、信号変換装置210の第2の構成例を示すブロック図である。図23を参照すると、信号変換装置210は、SDRデガンマ変換部222、制御部235、1つ以上の信号処理ブランチ260(260a、260b、…)、1つ以上の出力インタフェース270(270a、270b、…)、及び基準カラーバー信号生成部280を備える。各信号処理ブランチ260は、選択部262(262a、262b、…)、色変換部264(264a、264b、…)、逆OOTF変換部266(266a、266b、…)及びガンマ変換部268(268a、268b、…)を含む。
 第2の構成例において、制御部235は、信号変換装置210から各出力インタフェース270を介して出力される信号の生成及び選択を制御する。制御部235は、例えば、各出力インタフェース270について、表示装置40が接続されているか否かを判定する。また、制御部235は、表示装置40の接続を検出した出力インタフェース270の各々について、複数の伝達関数のうち、接続されている表示装置40において使用される伝達関数を判定する。さらに、制御部235は、それら出力インタフェース270の各々について、カメラモード及びカラーバーモードのうちいずれの出力モードが設定されているかを判定する。これらの判定の各々は、第1の構成例と同様に、ユーザインタフェースを介して検出されるユーザ入力に基づいてなされてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいてなされてもよい。
 例えば、制御部235は、出力インタフェース270aについてカメラモードが設定されていると判定される場合、SDRデガンマ変換部222からのコンテンツ信号を信号処理ブランチ260aに処理させ、処理後のコンテンツ信号を出力インタフェース270aから出力させる。より具体的には、信号処理ブランチ260aの選択部262aは、制御部235による制御に従ってSDRデガンマ変換部222から入力されるコンテンツ信号を選択し、コンテンツ信号を色変換部264aへ出力する。色変換部264aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、コンテンツ信号の色域を使用される色域へ変換する。逆OOTF変換部266aは、カメラモードにおいてはターンオフされ、コンテンツ信号を単にガンマ変換部268aへ通過させる。ガンマ変換部268aは、色変換部264aにより処理されたコンテンツ信号についてガンマ変換を実行する。そして、ガンマ変換部268aは、コンテンツ信号を出力インタフェース270aを介して表示装置40へ出力する。同様に、制御部235は、出力インタフェース270bについてカメラモードが設定されていると判定される場合、SDRデガンマ変換部222からのコンテンツ信号を信号処理ブランチ260bに処理させ、処理後のコンテンツ信号を出力インタフェース270bから出力させる。信号処理ブランチ260b(及び他のブランチ)におけるカメラモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ260aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 制御部235は、出力インタフェース270aについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、信号処理ブランチ260aに、接続されている表示装置40において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を生成させ、生成されたカラーバー信号を表示装置40へ出力させる。第2の構成例では、基準カラーバー信号生成部280と、各信号処理ブランチ260の一部の処理ブロックとにより、カラーバー信号生成部が実質的に構成される。ここでの一部の処理ブロックとは、例えば色変換部264、逆OOTF変換部266及びガンマ変換部268のうちの1つ以上であり得る。即ち、第2の構成例では、基準カラーバー信号生成部280により生成される基準カラーバー信号から、2つの出力モードの間で共用される信号処理ブランチ260の回路を用いた信号変換を通じて、それぞれの伝達関数に対応するカラーバー信号が生成される。
 基準カラーバー信号生成部280は、図15を用いて説明した第1の実施形態に係る基準カラーバー信号生成部180と同様の構成を有していてよい。即ち、基準カラーバー信号生成部280は、伝達関数の複数の候補のうちの1つに対応する基準カラーバー信号を定義する基準カラーバー情報を記憶する記憶部を有し、当該記憶部から読み出される基準カラーバー情報に基づいて形成される基準カラーバー信号についてデガンマ変換を実行する。ここでのデガンマ変換は、図6に示したデガンマ変換41aに相当する処理である。そして、基準カラーバー信号生成部280は、デガンマ変換後の基準カラーバー信号を1つ以上の信号処理ブランチ260へ出力する。
 カラーバーモードにおいて、信号処理ブランチ260aの選択部262aは、制御部235による制御に従って基準カラーバー信号生成部280から入力される基準カラーバー信号を選択し、基準カラーバー信号を色変換部264aへ出力する。色変換部264aは、接続されている表示装置40において使用される色域のために色域変換が必要とされる場合には、基準カラーバー信号の色域を使用される色域へ変換する。逆OOTF変換部266aは、接続されている表示装置40において使用される伝達関数がOOTFを含む場合に、そのOOTF変換の逆の変換処理を基準カラーバー信号に適用する。ガンマ変換部268aは、基準カラーバー信号について、接続されている表示装置40において使用される伝達関数の逆関数でガンマ変換を実行して、当該伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する。そして、ガンマ変換部268aは、生成したカラーバー信号を出力インタフェース270aを介して表示装置40へ出力する。同様に、制御部235は、出力インタフェース270bについてカラーバーモードが設定されていると判定される場合、基準カラーバー信号生成部280からの基準カラーバー信号を信号処理ブランチ260bに処理させ、生成されるカラーバー信号を出力インタフェース270bから出力させる。信号処理ブランチ260b(及び他のブランチ)におけるカラーバーモードでの処理の詳細は、信号処理ブランチ260aにおける処理と同様であってよいため、ここでは冗長化を避けるためにその説明を省略する。
 第2の構成例において、基準カラーバー情報により定義される基準カラーバー信号は、典型的には、第1の伝達関数に対応する予め仕様化された信号である。基準カラーバー信号から信号変換を通じて動的に生成される他のカラーバー信号は、第1の伝達関数とは異なる伝達関数に対応する。例えば、第1の伝達関数は第1のダイナミックレンジに対応する伝達関数であって、他の伝達関数は第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する伝達関数であってもよい。代替的に、第1の伝達関数は第1のガンマカーブを有し、他の伝達関数は第1のガンマカーブとは異なる他のガンマカーブを有してもよい。
   (2)出力モードごとの信号の流れ
 図24Aは、図23に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための第1の説明図である。図21に例示したシナリオとは異なり、ここでは、出力インタフェース270a及び出力インタフェース270bの双方についてカメラモードが設定されているものとする。制御部235は、信号処理ブランチ260aにおいて、選択部262aにコンテンツ信号を選択させる。そして、制御部235は、信号処理ブランチ260a内の逆OOTF変換部266aを除く処理ブロックをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理されるコンテンツ信号を出力インタフェース270aを介して出力させる。制御部235は、同様に、信号処理ブランチ260bにおいて、選択部262bにコンテンツ信号を選択させる。そして、制御部235は、信号処理ブランチ260b内の逆OOTF変換部266bを除く処理ブロックをターンオンし、これら処理ブロックを通じて処理されるコンテンツ信号を出力インタフェース270bを介して出力させる。出力インタフェース270a及び270bへそれぞれ接続されている表示装置の信号伝達特性が異なる場合、それらインタフェースから出力されるコンテンツ信号は、互いに異なる信号変換が適用された結果として、異なる信号値を有する。カラーバーモードが設定された出力インタフェース270が存在しない場合、基準カラーバー信号生成部280はターンオフされる。
 図24Bは、図23に示した信号変換装置における出力信号の選択について説明するための第2の説明図である。図21及び図24Aに例示したシナリオとは異なり、ここでは、出力インタフェース270a及び出力インタフェース270bの双方についてカラーバーモードが設定されているものとする。制御部235は、信号処理ブランチ260aにおいて、選択部262aに基準カラーバー信号生成部280からの基準カラーバー信号を選択させる。そして、制御部235は、信号処理ブランチ260a内の全ての処理ブロックをターンオンし、図6を用いて説明した原理に従って、接続されている表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を基準カラーバー信号から生成させる。生成されたカラーバー信号は、出力インタフェース270aを介して出力される。図24Bの例では、カラーバー信号C1が出力インタフェース270aを介して出力されている。制御部235は、同様に、信号処理ブランチ260bにおいて、選択部262bに基準カラーバー信号生成部280からの基準カラーバー信号を選択させる。そして、制御部235は、信号処理ブランチ260b内の全ての処理ブロックをターンオンし、図6を用いて説明した原理に従って、接続されている表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号を基準カラーバー信号から生成させる。生成されたカラーバー信号は、出力インタフェース270bを介して出力される。図24Bの例では、カラーバー信号C2が出力インタフェース270bを介して出力されている。このように、各信号処理ブランチ260において出力先の表示装置により使用される伝達関数の作用を打ち消すための信号変換が基準カラーバー信号に適用される結果として、各カラーバー信号に基づいて各表示装置40のスクリーン上に表示されるカラーバーの見え方は、実質的に等価となる。カメラモードが設定された出力インタフェース270が存在しない場合、SDRデガンマ変換部222はターンオフされ得る。
 なお、当然ながら、他のシナリオにおいて、2つ以上のブランチに異なる出力モードが設定されてもよい。
   (3)処理の流れ
 図25は、第2の構成例に係る信号変換装置210により実行される画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートには複数の処理ステップが記述されているが、これら処理ステップは、必ずしも示された通りの順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい
 図25に示した画像処理は、信号変換装置210が有する1つ以上の出力インタフェース270の各々について実行される(ステップS210)。
 まず、制御部235は、出力インタフェース270へ接続された表示装置40の信号伝達特性を判定する(ステップS212)。表示装置40の信号伝達特性は、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。
 次いで、制御部235は、判定した信号伝達特性に基づいて、信号処理ブランチ260のパラメータを設定する(ステップS215)。例えば、制御部235は、信号処理ブランチ260のガンマ変換部268が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部235は、色変換部264が画像信号に適用すべき色変換を設定してもよい。また、制御部235は、SDRデガンマ変換部222及び基準カラーバー信号生成部280が使用すべきガンマカーブを設定してもよい。また、制御部235は、逆OOTF変換部266が使用すべきトーンカーブを設定してもよい。
 次いで、制御部235は、カメラモード及びカラーバーモードのうち設定されている出力モードを判定する(ステップS216)。出力モードは、ユーザ入力に基づいて判定されてもよく、又は表示装置40から受信される制御情報に基づいて判定されてもよい。出力モードがカラーバーモードである場合には、処理はステップS221へ進む。一方、出力モードがカメラモードである場合には、処理はステップS230へ進む。
 カラーバーモードにおいて、基準カラーバー信号生成部280は、基準カラーバー情報に基づいて形成される基準カラーバー信号についてデガンマ変換を実行する(ステップS221)。
 一方、カメラモードにおいて、SDRデガンマ変換部222は、外部の信号源から取得されるコンテンツ信号についてデガンマ変換を実行する(ステップS230)。
 次いで、信号処理ブランチ260において、基準カラーバー信号及びコンテンツ信号のうち選択部262により選択される画像信号について信号変換処理が実行される(ステップS234)。ここで実行される信号変換処理は、図18を用いて説明した第1の実施形態に係る処理と同様であってよい。
 そして、カラーバーモードにおいては信号変換後のカラーバー信号、カメラモードにおいては信号変換後のコンテンツ信号が、出力インタフェース270を介して表示装置40へ出力される(ステップS240)。
 <4.ハードウェア構成例>
 前節までに説明した実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。撮像装置110又は信号変換装置210がソフトウェアを使用する場合、ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体(非一時的な媒体:non-transitory media)に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にRAM(Random Access Memory)に読み込まれ、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサにより実行される。
 図26は、上述した実施形態のうちの1つ以上を適用可能な装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図26を参照すると、画像処理装置900は、システムバス910、画像処理チップ920及びオフチップメモリ990を備える。画像処理チップ920は、n個(nは1以上)の処理回路930-1、930-2、…、930-n、参照バッファ940、システムバスインタフェース950及びローカルバスインタフェース960を含む。
 システムバス910は、画像処理チップ920と外部モジュール(例えば、中央制御機能、アプリケーション機能、通信インタフェース又はユーザインタフェースなど)との間の通信路を提供する。処理回路930-1、930-2、…、930-nは、システムバスインタフェース950を介してシステムバス910と接続され、及びローカルバスインタフェース960を介してオフチップメモリ990と接続される。処理回路930-1、930-2、…、930-nは、オンチップメモリ(例えば、SRAM)に相当し得る参照バッファ940にもアクセスすることができる。オフチップメモリ990は、例えば、画像処理チップ920により処理される画像データを記憶するフレームメモリであってよい。一例として、処理回路930-1は制御及び判定のために、処理回路930-2はガンマ変換及びデガンマ変換などの信号変換のために利用されてもよい。なお、これら処理回路は、同一の画像処理チップ920ではなく、別個のチップ上に形成されてもよい。
 <5.総括>
 ここまで、図1~図26を用いて本開示に係る技術のいくつかの実施形態について説明した。上述した実施形態によれば、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号が画像処理装置において生成され、生成されたカラーバー信号が当該表示装置へ出力される。従って、複数の表示装置において使用される伝達関数が相違し、又は1つの表示装置において異なるタイミングで使用される伝達関数が相違する場合であっても、それら伝達関数の差異を吸収するように調整されたカラーバー信号をそれぞれの表示装置へ提供して、カラーバーの見え方を実質的に等価にすることができる。それにより、カラーバーを用いて表示装置の設定を適切に調整し又は校正することが可能となる。例えば、各表示装置へ提供されるカラーバー信号は、当該カラーバー信号に基づくカラーバーが表示装置において表示される際の輝度を基準カラーバーの輝度に一致させるように、表示装置の伝達関数に応じて基準カラーバー信号を変換することにより動的に生成され又は予め定義された信号であってよい。それにより、伝達関数の相違する複数の表示装置にわたって、又は伝達関数を切り換えることの可能な表示装置においてその切り替えに関わらず、定常的に基準カラーバーと同じ見え方でカラーバーを表示させることができる。
 ある例において、上記画像処理装置は、基準とされる第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する基準カラーバー情報を予め記憶し、基準カラーバー情報から他の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成してもよい。かかる構成によれば、表示装置の多様な信号伝達特性に対応する多量のカラーバー情報を予め記憶しておく必要性が回避され、上述した仕組みの実装に要するメモリリソースを低減することができる。表示装置において使用される伝達関数が第1の伝達関数とは異なる第2の伝達関数である場合には、基準カラーバー情報から生成されるカラーバー信号に上記第2の伝達関数に応じた信号変換を適用することにより、上記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号が生成される。この信号変換を、表示装置において実行されることになる信号変換の逆変換(例えば、第2の伝達関数に対応するガンマカーブに基づくガンマ変換)としておくことで、結果的に第2の伝達関数を使用する表示装置においても基準カラーバーと同等の見え方を有するカラーバーを表示させることができる。
 ある例において、基準カラーバー信号に対応する第1の伝達関数と共に使用される色域と、第2の伝達関数と共に使用される色域とが異なる場合には、基準カラーバー信号に色域変換をさらに適用することにより、第2の伝達関数に対応するカラーバー信号が生成されてもよい。かかる構成によれば、色域の相違に起因するカラーバーの見え方の違いをも除去して、カラーバーを用いたより高精度な表示装置の設定の調整又は校正を可能とすることができる。
 ある例において、上記画像処理装置は、複数の伝達関数にそれぞれ対応するカラーバー信号を定義するカラーバー情報を予め記憶し、表示装置において使用されると判定される伝達関数に対応するカラーバー情報を読み出して当該伝達関数に対応するカラーバー信号を生成してもよい。かかる構成によれば、表示装置の信号伝達特性に依存する信号変換を動的に実行する必要性が回避され、上述した仕組みの実装に要する処理リソース又は回路規模を低減することができる。
 一例として、上述した第1の伝達関数は第1の輝度ダイナミックレンジに対応し、第2の伝達関数は第1の輝度ダイナミックレンジよりも広い第2の輝度ダイナミックレンジに対応してもよい。この場合、SDR表示を前提として設計された既存のカラーバーの見え方に一致するように、HDR表示を行う表示装置上でのカラーバーの見え方を適応させることができる。即ち、既存のカラーバーがHDR用のモニタ上で過度に明るく表示されてしまう不都合を防止することができる。
 他の例として、上述した第1の伝達関数は第1のガンマカーブを有し、第2の伝達関数は第1のガンマカーブとは異なる第2のガンマカーブを有してもよい。この場合、例えばHDR表示を行う2つの表示装置が互いに異なるガンマカーブ(例えばHLGカーブ及びPQカーブ)を有する場合であっても、それら表示装置上でのカラーバーの見え方を実質的に等価にすることができる。
 各表示装置において使用される伝達関数がユーザ入力に基づいて判定される場合には、ユーザが自在にカラーバーの見え方を切り換えて、自らが望む通りにモニタの設定の調整を行うことが可能となる。各表示装置において使用される伝達関数が当該表示装置から受信される制御情報に基づいて判定される場合には、ユーザ入力が不要となり、各表示装置に適したカラーバー信号を自動的に提供することができる。
 ある実施形態において、画像処理装置は、第1の表示装置へ接続される第1の出力インタフェースと、第2の表示装置へ接続される第2の出力インタフェースと、をさらに備え、第1の表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号が第1の出力インタフェースを介して第1の表示装置へ、第2の表示装置において使用される伝達関数に対応するカラーバー信号が第2の出力インタフェースを介して第2の表示装置へそれぞれ出力されてもよい。かかる構成によれば、互いに異なる信号伝達特性を有する2つの表示装置上で同時に表示され得るカラーバーの見え方を実質的に等価にすることができる。
 ある実施形態において、上記画像処理装置は撮像装置であり、撮像部により生成される画像信号に適用される信号変換と共用される回路を用いて、カラーバー信号のための上述した信号変換が実行され得る。かかる構成によれば、装置全体としての回路規模の増大を抑制しながら、マルチフォーマットのカラーバーを提供する撮像装置を実装することができる。
 以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果と共に、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。
 なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
 光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定する判定部と、
 前記判定部により判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成して、生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力する生成部と、
 を備える画像処理装置。
(2)
 前記画像処理装置は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報を記憶する記憶部、をさらに備え、
 前記生成部は、前記第1のカラーバー情報から、前記判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、
 前記(1)に記載の画像処理装置。
(3)
 前記生成部は、前記判定された伝達関数が第2の伝達関数である場合には、前記第1のカラーバー情報から生成されるカラーバー信号に前記第2の伝達関数に応じた信号変換を適用することにより、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、前記(2)に記載の画像処理装置。
(4)
 前記第1の伝達関数に対応するカラーバー信号は、基準カラーバー信号であり、
 前記第2の伝達関数に応じた前記信号変換は、前記カラーバー信号に基づくカラーバーが前記表示装置において表示される際の輝度を基準カラーバーの輝度に一致させるように、前記第2の伝達関数に応じて前記基準カラーバー信号を変換すること、を含む、
 前記(3)に記載の画像処理装置。
(5)
 前記第2の伝達関数に応じた前記信号変換は、前記第2の伝達関数に対応するガンマカーブに基づくガンマ変換を含む、前記(3)又は前記(4)に記載の画像処理装置。
(6)
 前記生成部は、前記第1の伝達関数と共に使用される色域と、前記第2の伝達関数と共に使用される色域とが異なる場合には、前記カラーバー信号に色域変換をさらに適用することにより、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、前記(3)~(5)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(7)
 前記画像処理装置は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報、及び第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第2のカラーバー情報を記憶する記憶部、をさらに備え、
 前記生成部は、前記判定された伝達関数が前記第1の伝達関数である場合には、前記第1のカラーバー情報から前記第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成し、前記判定された伝達関数が前記第2の伝達関数である場合には、前記第2のカラーバー情報から前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、
 前記(1)に記載の画像処理装置。
(8)
 前記第1のカラーバー情報は、基準カラーバーを表現する基準カラーバー信号を定義し、
 前記第2のカラーバー情報は、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号に基づくカラーバーが前記表示装置において表示される際の輝度を前記基準カラーバーの輝度に一致させるように前記第2の伝達関数に応じて前記基準カラーバー信号を変換することにより予め生成されたカラーバー信号を定義する、
 前記(7)に記載の画像処理装置。
(9)
 前記複数の伝達関数は、第1のダイナミックレンジに対応する第1の伝達関数と、前記第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する第2の伝達関数とを含む、前記(1)~(8)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(10)
 前記複数の伝達関数は、第1のガンマカーブを有する第1の伝達関数と、前記第1のガンマカーブとは異なる第2のガンマカーブを有する第2の伝達関数とを含む、前記(1)~(8)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(11)
 前記判定部は、ユーザインタフェースを介して取得される入力情報に基づいて、前記表示装置において使用される伝達関数を判定する、前記(1)~(10)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(12)
 前記判定部は、前記表示装置から受信される制御情報に基づいて、前記表示装置において使用される伝達関数を判定する、前記(1)~(10)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(13)
 前記画像処理装置は、
 第1の表示装置へ接続される第1の出力インタフェースと、
 第2の表示装置へ接続される第2の出力インタフェースと、
 をさらに備え、
 前記判定部は、前記第1の表示装置及び前記第2の表示装置においてそれぞれ使用される伝達関数を判定し、
 前記生成部は、前記第1の表示装置について判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を前記第1の出力インタフェースを介して前記第1の表示装置へ出力し、前記第2の表示装置について判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を前記第2の出力インタフェースを介して前記第2の表示装置へ出力する、
 前記(1)~(12)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(14)
 前記画像処理装置は、
 撮像部と、
 前記撮像部により生成される画像信号に信号変換を適用する信号処理部と、
 をさらに備え、
 前記生成部は、前記信号処理部における前記画像信号のための前記信号変換と共用される回路を用いて、前記カラーバー信号のための前記信号変換を実行する、
 前記(3)~(6)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(15)
 前記画像処理装置は、
 信号源から画像信号を取得する入力インタフェースと、
 前記画像信号又は前記カラーバー信号を選択的に前記表示装置へ出力する出力インタフェースと、
 をさらに備える、前記(1)~(13)のいずれか1項に記載の画像処理装置。
(16)
 画像処理装置において、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定することと、
 判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成することと、
 生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力することと、
 を含む画像処理方法。
 10       カラーバー
 20       信号源
 30       マルチフォーマットカラーバー提供装置(画像処理装置)
 40       表示装置
 100,200  画像処理システム
 110      撮像装置(画像処理装置)
 120      イメージセンサ(撮像部)
 130,135  制御部(判定部)
 140,160  信号処理ブランチ(信号処理部)
 150      カラーバー信号生成部
 170      出力インタフェース
 180      基準カラーバー信号生成部
 210      信号変換装置(画像処理装置)
 230,235  制御部(判定部)
 240,260  信号処理ブランチ(信号処理部)
 250      カラーバー信号生成部
 270      出力インタフェース
 280      基準カラーバー信号生成部

Claims (16)

  1.  光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって、複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定する判定部と、
     前記判定部により判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成して、生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力する生成部と、
     を備える画像処理装置。
  2.  前記画像処理装置は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報を記憶する記憶部、をさらに備え、
     前記生成部は、前記第1のカラーバー情報から、前記判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、
     請求項1に記載の画像処理装置。
  3.  前記生成部は、前記判定された伝達関数が第2の伝達関数である場合には、前記第1のカラーバー情報から生成されるカラーバー信号に前記第2の伝達関数に応じた信号変換を適用することにより、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、請求項2に記載の画像処理装置。
  4.  前記第1の伝達関数に対応するカラーバー信号は、基準カラーバー信号であり、
     前記第2の伝達関数に応じた前記信号変換は、前記カラーバー信号に基づくカラーバーが前記表示装置において表示される際の輝度を基準カラーバーの輝度に一致させるように、前記第2の伝達関数に応じて前記基準カラーバー信号を変換すること、を含む、
     請求項3に記載の画像処理装置。
  5.  前記第2の伝達関数に応じた前記信号変換は、前記第2の伝達関数に対応するガンマカーブに基づくガンマ変換を含む、請求項3に記載の画像処理装置。
  6.  前記生成部は、前記第1の伝達関数と共に使用される色域と、前記第2の伝達関数と共に使用される色域とが異なる場合には、前記カラーバー信号に色域変換をさらに適用することにより、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、請求項3に記載の画像処理装置。
  7.  前記画像処理装置は、第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第1のカラーバー情報、及び第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を定義する第2のカラーバー情報を記憶する記憶部、をさらに備え、
     前記生成部は、前記判定された伝達関数が前記第1の伝達関数である場合には、前記第1のカラーバー情報から前記第1の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成し、前記判定された伝達関数が前記第2の伝達関数である場合には、前記第2のカラーバー情報から前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号を生成する、
     請求項1に記載の画像処理装置。
  8.  前記第1のカラーバー情報は、基準カラーバーを表現する基準カラーバー信号を定義し、
     前記第2のカラーバー情報は、前記第2の伝達関数に対応するカラーバー信号に基づくカラーバーが前記表示装置において表示される際の輝度を前記基準カラーバーの輝度に一致させるように前記第2の伝達関数に応じて前記基準カラーバー信号を変換することにより予め生成されたカラーバー信号を定義する、
     請求項7に記載の画像処理装置。
  9.  前記複数の伝達関数は、第1のダイナミックレンジに対応する第1の伝達関数と、前記第1のダイナミックレンジよりも広い第2のダイナミックレンジに対応する第2の伝達関数とを含む、請求項1に記載の画像処理装置。
  10.  前記複数の伝達関数は、第1のガンマカーブを有する第1の伝達関数と、前記第1のガンマカーブとは異なる第2のガンマカーブを有する第2の伝達関数とを含む、請求項1に記載の画像処理装置。
  11.  前記判定部は、ユーザインタフェースを介して取得される入力情報に基づいて、前記表示装置において使用される伝達関数を判定する、請求項1に記載の画像処理装置。
  12.  前記判定部は、前記表示装置から受信される制御情報に基づいて、前記表示装置において使用される伝達関数を判定する、請求項1に記載の画像処理装置。
  13.  前記画像処理装置は、
     第1の表示装置へ接続される第1の出力インタフェースと、
     第2の表示装置へ接続される第2の出力インタフェースと、
     をさらに備え、
     前記判定部は、前記第1の表示装置及び前記第2の表示装置においてそれぞれ使用される伝達関数を判定し、
     前記生成部は、前記第1の表示装置について判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を前記第1の出力インタフェースを介して前記第1の表示装置へ出力し、前記第2の表示装置について判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を前記第2の出力インタフェースを介して前記第2の表示装置へ出力する、
     請求項1に記載の画像処理装置。
  14.  前記画像処理装置は、
     撮像部と、
     前記撮像部により生成される画像信号に信号変換を適用する信号処理部と、
     をさらに備え、
     前記生成部は、前記信号処理部における前記画像信号のための前記信号変換と共用される回路を用いて、前記カラーバー信号のための前記信号変換を実行する、
     請求項3に記載の画像処理装置。
  15.  前記画像処理装置は、
     信号源から画像信号を取得する入力インタフェースと、
     前記画像信号又は前記カラーバー信号を選択的に前記表示装置へ出力する出力インタフェースと、
     をさらに備える、請求項1に記載の画像処理装置。
  16.  画像処理装置において、光と画像信号との間の変換に関する伝達関数であって複数の伝達関数のうち表示装置において使用される伝達関数を判定することと、
     判定された伝達関数に対応するカラーバー信号を生成することと、
     生成された前記カラーバー信号を前記表示装置へ出力することと、
     を含む画像処理方法。
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