變換方法和變換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請設(shè)及變換方法和變換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，曾公開了用于改善能夠顯示的亮度電平的圖像信號處理裝置(例如，參照專 利文獻1)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本特開2008-167418號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請的一個方式的變換方法為了在顯示裝置顯示影像而對輸入的影像的亮度 進行變換的變換方法，所述影像的亮度由第1亮度范圍中的第1亮度值構(gòu)成，該第1亮度范圍 的最大亮度值被定義為超過10化it的第1最大亮度值，取得表示所述影像的第1亮度值的第 1亮度信號，進行亮度變換，該亮度變換執(zhí)行多個亮度變換處理中的一個亮度變換處理，所 述亮度變換處理將取得的所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值變換為與第2亮度范圍對 應(yīng)的第2亮度值，該第2亮度范圍的最大亮度值被定義為比所述第1最大亮度值小、且比 lOOnit大的第2最大亮度值，在所述亮度變換中，根據(jù)取得的所述第1亮度信號的第1元數(shù)據(jù) 中包含的與基準反射率對應(yīng)的基準亮度值，切換所要執(zhí)行的所述亮度變換處理，通過切換 后的所述亮度變換處理將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值。
【附圖說明】
[0007] 圖1是用于說明影像技術(shù)的進化的圖。
[000引圖2A是用于說明SDRTV內(nèi)的SDR顯示處理的圖。
[0009] 圖2B是用于說明峰值亮度為30化i t的SDRTV內(nèi)的SDR顯示處理的圖。
[0010] 圖 3A 是表示與 HDRW 及 SDR 分別對應(yīng)的 E0TF 化 lectro-Optical Transfer 化nction)的例子的圖。
[0011] 圖3B是表示與皿RW及SDR分別對應(yīng)的逆E0TF的例子的圖。
[0012] 圖4是存放到內(nèi)容中的亮度信號的代碼值的決定方法、W及再現(xiàn)時從代碼值復(fù)原 為亮度值的過程的說明圖。
[0013] 圖5A是表示在皿RTV內(nèi)變換皿R信號而進行皿R顯示的顯示處理的一例的圖。
[0014] 圖5B是表示使用對應(yīng)HDR的再現(xiàn)裝置和SDRTV來進行皿R顯示的顯示處理的一例的 圖。
[0015] 圖5C是表示使用經(jīng)由標準接口而相互連接的對應(yīng)HDR的再現(xiàn)裝置和SDRTV來進行 皿R顯示的顯示處理的一例的圖。
[0016] 圖6是表示實施方式的變換裝置W及顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017] 圖7是表示由實施方式的變換裝置w及顯示裝置進行的變換方法w及顯示方法的 流程圖。
[0018] 圖8A是用于說明第1亮度變換的一例的圖。
[0019] 圖8B是用于說明第1亮度變換的其他的一例的圖。
[0020] 圖9是用于說明第2亮度變換的圖。
[0021] 圖10是表示顯示設(shè)定的詳細處理的流程圖。
[0022] 圖11是用于說明第3亮度變換的圖。
[0023] 圖12是用于說明從皿R向近似皿R的變換處理的圖。
[0024] 圖13是表示圖像拍攝時的亮度的尺度的圖。
[0025] 圖14是表示拍攝的圖像的亮度值的例子的圖。
[0026] 圖15是用于說明制作對應(yīng)SDR的家庭娛樂用母版(master)的流程、分發(fā)介質(zhì)W及 顯示裝置的關(guān)系的圖。
[0027] 圖16A是表示將圖14所示的原圖像母版制作(mastering)為SDR圖像的結(jié)果的亮度 值的一例的圖。
[0028] 圖1她是表示用于將原信號值變換為SDR信號值(母版制作）的原信號值與SDR信號 值之間的關(guān)系的一例的圖。
[0029] 圖17是用于說明皿R導(dǎo)入時的母版、分發(fā)方式、W及顯示裝置的關(guān)系的圖。
[0030] 圖18A是表示將圖14所示的原圖像母版制作為HDR圖像的結(jié)果的亮度值的一例的 圖。
[0031] 圖18B是表示用于將原信號值變換為HDR信號值(母版制作）的原信號值與HDR信號 值之間的關(guān)系的一例的圖。
[0032] 圖19A是表示將圖14所示的原圖像母版制作為HDR圖像的結(jié)果的亮度值的另一例 的圖。
[0033] 圖19B是表示用于將原信號值變換為HDR信號值(母版制作）的原信號值與HDR信號 值之間的關(guān)系的另一例的圖。
[0034] 圖20是表示在皿RTV內(nèi)變換皿R信號而生成皿R影像的顯示處理的圖。
[0035] 圖21是表示實施方式2的變換方法的流程圖。即，圖21是表示亮度變換處理時的算 法的圖。
[0036] 圖22A是表示取得通過圖18A的母版制作而得到的HDR圖像，并亮度變換為最大亮 度值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0037] 圖22B是表示用于將HDR信號值亮度變換為TV信號值的皿R信號值與TV信號值之間 的關(guān)系的一例的圖。
[0038] 圖23A是表示取得通過圖18A的母版制作而得到的HDR圖像，并亮度變換為最大亮 度值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0039] 圖23B是表示將皿R信號值亮度變換為TV信號值的HDR信號值與TV信號值之間的關(guān) 系的另一例的圖。
[0040] 圖24A是表示取得通過圖19A的母版制作而得到的HDR圖像，并亮度變換為最大亮 度值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0041] 圖24B是表示用于將HDR信號值亮度變換為TV信號值的、HDR信號值與TV信號值之 間的關(guān)系的另一例的圖。
[0042] 圖25A是表示取得通過圖19A的母版制作而得到的HDR圖像，并亮度變換為最大亮 度值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0043] 圖25B是表示用于將HDR信號值亮度變換為TV信號值的、HDR信號值與TV信號值之 間的關(guān)系的另一例的圖。
[0044] 圖26A是表示取得由圖19A的母版制作而得到的HDR圖像、并亮度變換為最大亮度 值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0045] 圖26B是表示用于將HDR信號值亮度變換為TV信號值的、HDR信號值與TV信號值之 間的關(guān)系的另一例的圖。
[0046] 圖27A是表示取得由圖19A的母版制作而得到的HDR圖像，并亮度變換為最大亮度 值為5(K)nit的顯示設(shè)備用的亮度的結(jié)果的一例的圖。
[0047] 圖27B是表示用于將HDR信號值亮度變換為TV信號值的、HDR信號值與TV信號值之 間的關(guān)系的另一例的圖。
[0048] 圖28是表示實施方式2的變形例1的變換方法的流程圖。
[0049] 圖29是表示在基于HDRTV側(cè)的元數(shù)據(jù)的亮度變換處理中使用的、用于將皿R信號值 亮度變換為TV信號值的、皿R信號值與TV信號值之間的關(guān)系的一例的圖。
[0050] 圖30是表示基于偏移(offset)亮度值進行亮度變換處理的動作的流程圖。
[0051] 圖31是表示并用了 HDR信號的元數(shù)據(jù)和HDRTV側(cè)的元數(shù)據(jù)時的亮度變換處理的動 作的流程圖。
[0052] 圖32是表示在連續(xù)再現(xiàn)的流中、基準亮度值動態(tài)變更的例子的圖。
[0053] 圖33是表示對如圖32那樣皿R信號的元數(shù)據(jù)是動態(tài)地被更新的流進行再現(xiàn)的顯示 裝置的動作例的流程圖。
【具體實施方式】
[0054] (作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的認識）
[0055] 如在"【背景技術(shù)】"部分記載的，本發(fā)明者對圖像信號處理裝置發(fā)現(xiàn)了如下課題。
[0056] 專利文獻1公開的圖像信號處理裝置中，基于從構(gòu)成被攝體的像素計算出的線性 RGB值，按照每個像素計算線性亮度，基于線性RGB值W及線性亮度計算每個像素的校正線 性亮度W及合成像素的校正線性RGB值，該合成像素是將包含該像素在內(nèi)的多個像素合成 后的合成像素，分別對校正線性亮度W及校正線性RGB值進行伽馬校正而計算顯示用亮度 W及顯示用RGB值。運樣，在圖像信號處理裝置中，通過基于校正線性RGB值校正線性亮度， 實現(xiàn)了所能夠顯示的灰度數(shù)的增加。
[0057] 但是，在專利文獻1中公開的圖像信號處理裝置等的亮度的校正(變換）中，并沒有 考慮到在將亮度從第1亮度范圍校正(變換)到亮度范圍被縮小了的第2亮度范圍時的亮度 的變換方法。
[0058] 基于W上研究，為了解決上述課題，本發(fā)明者研究了如下的改進方案。
[0059] 本申請的一個實施方式的顯示方法是為了在顯示裝置顯示影像而對輸入的影像 的亮度進行變換的變換方法，所述影像的亮度由第1亮度范圍中的第1亮度值構(gòu)成，該第1亮 度范圍的最大亮度值被定義為超過l(K)nit的第1最大亮度值，取得表示所述影像的第1亮度 值的第1亮度信號，進行亮度變換，該亮度變換執(zhí)行多個亮度變換處理中的一個亮度變換處 理，所述亮度變換處理將取得的所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值變換為與第2亮度 范圍對應(yīng)的第2亮度值，該第2亮度范圍的最大亮度值被定義為比所述第1最大亮度值小、且 比l(K)nit大的第2最大亮度值，在所述亮度變換中，根據(jù)取得的所述第1亮度信號的第1元數(shù) 據(jù)中包含的與基準反射率對應(yīng)的基準亮度值，切換所要執(zhí)行的所述亮度變換處理，通過切 換后的所述亮度變換處理將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值。
[0060] 由此，根據(jù)與基準反射率對應(yīng)的基準亮度值，切換亮度變換處理并進行亮度變換， 因此能夠適當變換亮度。
[0061] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，根據(jù)所述基準亮度值是否是第1基準值，來 切換所述亮度變換處理。
[0062] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是所述第1基準值的情 況下，對于表示比所述第1基準值大的第2基準值W下的亮度值的所述第1亮度信號，將所述 第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為所述第2亮度值，對于表示超過所述第2基準值的 亮度值的所述第1亮度信號，針對從所述第2基準值到所述第1最大亮度值為止的所述第1亮 度值，進行使所述第1最大亮度值與所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值相對應(yīng)的線 性變換，由此，將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值。
[0063] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，至少針對表示所述第2基準值W下的亮度 值的所述第1亮度信號，將表示所述顯示裝置的顯示特性的第2元數(shù)據(jù)中包含的所述顯示裝 置所能夠顯示的最小亮度值與進行了所述線性變換后的值相加，將相加后的值決定為所述 第2亮度值。
[0064] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是所述第1基準值的情 況下，對于表示在所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值W下的亮度值的所述第1亮度 信號，將所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為所述第2亮度值，對于表示超過所述 第2最大亮度值的亮度值的所述第1亮度信號，針對所述第1亮度信號表示的所述第1亮度 值，將所述第2最大亮度值決定為所述第2亮度值。
[0065] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是與所述第1基準值不 同的第3基準值的情況下，對于表示比所述第3基準值大的第4基準值W下的亮度值的所述 第1亮度信號，將所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為所述第2亮度值，對于表示 超過所述第4基準值的亮度值的所述第1亮度信號，針對從所述第4基準值到所述顯示裝置 所能夠顯示的第2最大亮度值為止的所述第1亮度值，進行使所述第1最大亮度值與所述第2 最大亮度值相對應(yīng)的線性變換，由此，將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值。
[0066] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是所述第1基準值的情 況下，對于表示比所述第1基準值大的第2基準值W下的亮度值的所述第1亮度信號，將所述 第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為所述第2亮度值，對于表示超過所述第2基準值的 亮度值的所述第1亮度信號，針對從所述第2基準值到所述第1最大亮度值為止的所述第1亮 度值，進行使所述第1最大亮度值與所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值相對應(yīng)的線 性變換，由此，將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值，在所述亮度變換中，在所述基準亮 度值是與所述第1基準值不同的第3基準值的情況下，對于表示比所述第3基準值大的第4基 準值W下的亮度值的所述第1亮度信號，將所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為 所述第2亮度值，對于表示超過所述第4基準值的亮度值的所述第1亮度信號，針對從所述第 4基準值到所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值為止的所述第1亮度值，進行使所述 第1最大亮度值與所述第2最大亮度值相對應(yīng)的線性變換，由此，將所述第1亮度值變換為所 述第2亮度值，所述第2基準值W及所述第4基準值是與比所述基準反射率大的反射率對應(yīng) 的亮度值。
[0067] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是與所述第1基準值不 同的第3基準值的情況下，對于表示所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值W下的亮度 值的所述第1亮度信號，將所述第1亮度信號表示的所述第1亮度值決定為所述第2亮度值， 對于表示超過所述第2最大亮度值的亮度值的所述第1亮度信號，針對所述第1亮度信號表 示的所述第1亮度值，將所述第2最大亮度值決定為所述第2亮度值。
[0068] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是與所述第1基準值不 同的第3基準值的情況下，對于表示比所述第3基準值大的第4基準值W下的亮度值的所述 第1亮度信號，根據(jù)所述第1基準值與所述第3基準值的比率，將所述第1亮度值變換為所述 第2亮度值，對于表示超過所述第3基準值的亮度值的所述第1亮度信號，針對從所述第4基 準值到所述第1最大亮度值為止的所述第1亮度值，進行使所述第1最大亮度值與所述顯示 裝置所能夠顯示的第2最大亮度值相對應(yīng)的線性變換，由此，將所述第1亮度值變換為所述 第2亮度值。
[0069] 并且，例如，也可W在所述亮度變換中，在所述基準亮度值是與所述第1基準值不 同的第3基準值的情況下，對于表示比所述第3基準值大的第4基準值W下的亮度值的所述 第1亮度信號，根據(jù)所述第1基準值與所述第3基準值的比率，將所述第1亮度值變換為所述 第2亮度值，對于表示從所述第4基準值到比所述第4基準值大的第5基準值為止的亮度值的 所述第1亮度信號，針對從所述第4基準值到所述第5基準值為止的所述第1亮度值，進行使 所述第5基準值與所述顯示裝置所能夠顯示的第2最大亮度值相對應(yīng)的線性變換，由此，將 所述第1亮度值變換為所述第2亮度值，對于表示超過所述第5亮度值的亮度值的所述第1亮 度信號，將所述第2最大亮度值決定為所述第2亮度值。
[0070] 并且，例如，也可W還從所述顯示裝置取得表示所述顯示裝置的顯示特性的第2元 數(shù)據(jù)，在所述亮度變換中，還根據(jù)取得的所述第2元數(shù)據(jù)切換所述亮度變換處理，通過切換 后的所述亮度變換處理將所述第1亮度值變換為所述第2亮度值。
[0071] 并且，例如，所述第2元數(shù)據(jù)也可W是表示所述顯示裝置的視聽環(huán)境或者顯示模式 的數(shù)據(jù)。
[0072] 并且，例如，也可W在基于所述第1亮度信號而連續(xù)再現(xiàn)的再現(xiàn)流中，當所述再現(xiàn) 流的第1區(qū)間與第2區(qū)間的基準亮度值不同時，其中，該基準亮度值是所述HDR信號的元數(shù)據(jù) 表示的與所述基準反射率對應(yīng)的基準亮度值，在所述亮度變換中，對于所述第1區(qū)間和所述 第2區(qū)間的各個區(qū)間，根據(jù)與該區(qū)間對應(yīng)的基準亮度值，將所述第1亮度值變換為所述第2亮 度值。
[0073] 另外，運些整體概括性的或者具體的方式可W由裝置、系統(tǒng)、集成電路、計算機程 序或者計算機可讀取的CD-ROM等的存儲介質(zhì)來實現(xiàn)，也可W由系統(tǒng)、方法、集成電路、計算 機程序或者存儲介質(zhì)的任意組合來實現(xiàn)。
[0074] W下，參照附圖，對本申請的一個實施方式的變換方法W及變換裝置進行具體說 明。
[0075] 另外，W下說明的實施方式都是本申請的一具體例。在W下的實施方式中示出的 數(shù)值、形狀、材料、結(jié)構(gòu)要素的配置位置W及連接方式、步驟、步驟的順序等是一個例子，不 意在限定本申請。此外，針對在W下的實施方式中的結(jié)構(gòu)要素之中并沒有記載在表示最上 位概念的獨立權(quán)利要求中的結(jié)構(gòu)要素，作為任意的結(jié)構(gòu)要素進行說明。
[0076] (實施方式1)
[0077] 本申請設(shè)及HDR信號形式及該HDR信號的變換方法、變換裝置，用于使作為亮度范 圍高的高亮度信號即HDR化i曲Dynamic Range)信號顯示在具有與HDR信號所對應(yīng)的亮度 范圍中的最大亮度值(最高亮度值或峰值亮度值)不同的亮度范圍的顯示能力的顯示裝置 (例如，TV、投影儀、平板機、智能電話等）中。
[007引[1-1.背景]
[0079] 首先，使用圖1對影像技術(shù)的變遷進行說明。圖1是用于說明影像技術(shù)的進化的圖。
[0080] 目前為止，作為影像的高畫質(zhì)化，主要著眼于增大顯示像素數(shù)，從standard Definition(SD)的720X480像素的影像到Hi曲Definition化D)的1920X1080像素的所謂 2K影像都已普及。
[0081 ] 近年來，為實現(xiàn)更高的高畫質(zhì)化，開始導(dǎo)入叫化a Hi曲Definition化皿）的3840 X 1920像素或者4K的4096x1920像素的所謂4K影像。
[0082] 正在研究進行基于4K的導(dǎo)入的影像的高解像度化，并且研究通過動態(tài)范圍擴展、 色域的擴大、或者帖頻的追加、提高等來將影像高畫質(zhì)化。
[0083] 關(guān)于動態(tài)范圍擴展化DR)，通過提高數(shù)字相機、CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)圖像傳感器的性能，能夠進行表示曝光的檔數(shù)(檔)為14級（14檔）W 上的較廣的動態(tài)范圍的圖像的拍攝。因此，能夠在維持暗部灰度的同時，拍攝100%反射光 W上明亮的光(鏡面反射光等的明亮的光）。為了將該相機或圖像傳感器的性能提高在表現(xiàn) 力的提高方面進行活用，作為也能夠傳輸更高亮度的信號的信號規(guī)格，人們關(guān)注到皿R (High Dynamic Range)。
[0084] 目前為止的TV信號被稱為SDR(Standard Dynamic Range),相對于最大亮度值原 是100nit，HDR中假設(shè)將最大亮度值擴大到lOOOnitW上。在SMPTE(Society of Motion Pic