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▶ パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-213809(P2016-213809A)
(43)【公開日】2016年12月15日
(54)【発明の名称】表示方法および表示装置
(51)【国際特許分類】
H04N 5/66 20060101AFI20161118BHJP
G09G 5/00 20060101ALI20161118BHJP
G09G 5/10 20060101ALI20161118BHJP
H04N 9/69 20060101ALI20161118BHJP
H04N 5/70 20060101ALI20161118BHJP
【ＦＩ】
H04N5/66 A
G09G5/00 550H
G09G5/10 B
H04N9/69
H04N5/70 B
H04N5/66 102Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2015-248025(P2015-248025)
(22)【出願日】2015年12月18日
(31)【優先権主張番号】62/160,016
(32)【優先日】2015年5月12日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】514136668
【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】小塚 雅之
(72)【発明者】
【氏名】東田 隆司
(72)【発明者】
【氏名】森 美裕
(72)【発明者】
【氏名】平川 晴康
(72)【発明者】
【氏名】遠間 正真
【テーマコード（参考）】
5C058
5C066
5C182
【Ｆターム（参考）】
5C058AA06
5C058AA12
5C058BA05
5C058BA07
5C058BA08
5C058BA13
5C058BA29
5C058BA35
5C058BB13
5C058BB14
5C066AA03
5C066CA06
5C066CA07
5C066CA17
5C066CA21
5C066EA07
5C066EC05
5C066GA01
5C066KA12
5C182AA03
5C182AC03
5C182BA25
5C182BA45
5C182BC41
5C182CA02
5C182CA12
5C182CA13
5C182DA53
(57)【要約】
【課題】更なる改善を実現することができる表示方法および表示装置を提供する。【解決手段】ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）に対応する第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示装置１００に表示する表示方法であって、表示方法では、映像データを取得し、第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した映像データに含まれるピーク輝度情報により示されるピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、第２ＥＯＴＦの最大輝度を表示装置の表示可能輝度に合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、映像の輝度を変換する第１変換を行い、第１変換の結果を用いて、映像を表示装置１００に表示する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の輝度およびコード値の対応関係を示す第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示装置に表示する表示方法であって、
前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、
前記表示方法では、
前記映像データを取得し、
前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行い、
前記第１変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する
表示方法。
前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、
前記表示方法では、
前記映像データを取得し、
前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行い、
前記第１変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する
表示方法。
【請求項2】
前記第３ＥＯＴＦは、前記表示可能輝度を前記ピーク輝度で除することで得られた値を、前記第２ＥＯＴＦにおける輝度を表す変数に乗ずることにより、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小されたＥＯＴＦである
請求項１に記載の表示方法。
請求項１に記載の表示方法。
【請求項3】
さらに、
前記ピーク輝度情報が示す前記ピーク輝度が、前記表示装置が予め記憶している所定輝度を超えるか否かの第１判定を行い、
前記第１判定の結果、前記ピーク輝度が前記所定輝度を超えている場合、
（ｉ）前記映像の輝度のうち、前記第２ＥＯＴＦの前記所定輝度から前記ピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、前記表示装置が予め記憶している第４ＥＯＴＦのコード値の範囲を規定したフルレンジよりも狭いナローレンジの上限値に対応する第１輝度から前記フルレンジの上限値に対応する第２輝度までの輝度範囲における輝度に変換する第３変換と、（ｉｉ）前記第２ＥＯＴＦの一部分であって、前記所定輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第５ＥＯＴＦに対して、前記第５ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第５ＥＯＴＦの最大輝度を前記第１輝度に合わせて前記第５ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小した第６ＥＯＴＦに変換し、前記映像の輝度のうち、前記第５ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度を、対応する前記第６ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度に変換する第４変換と、を含む第２変換を行い、
前記第２変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する
請求項１または２に記載の表示方法。
前記ピーク輝度情報が示す前記ピーク輝度が、前記表示装置が予め記憶している所定輝度を超えるか否かの第１判定を行い、
前記第１判定の結果、前記ピーク輝度が前記所定輝度を超えている場合、
（ｉ）前記映像の輝度のうち、前記第２ＥＯＴＦの前記所定輝度から前記ピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、前記表示装置が予め記憶している第４ＥＯＴＦのコード値の範囲を規定したフルレンジよりも狭いナローレンジの上限値に対応する第１輝度から前記フルレンジの上限値に対応する第２輝度までの輝度範囲における輝度に変換する第３変換と、（ｉｉ）前記第２ＥＯＴＦの一部分であって、前記所定輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第５ＥＯＴＦに対して、前記第５ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第５ＥＯＴＦの最大輝度を前記第１輝度に合わせて前記第５ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小した第６ＥＯＴＦに変換し、前記映像の輝度のうち、前記第５ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度を、対応する前記第６ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度に変換する第４変換と、を含む第２変換を行い、
前記第２変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する
請求項１または２に記載の表示方法。
【請求項4】
前記第３変換では、前記映像の輝度のうち、前記第２ＥＯＴＦの前記所定輝度から前記ピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、前記第１輝度および前記ナローレンジの上限値の組と、前記第２輝度と前記フルレンジの上限値の組との間でリニアな関係を満たすように変換する
請求項３に記載の表示方法。
請求項３に記載の表示方法。
【請求項5】
前記第１判定の結果、前記ピーク輝度が前記所定輝度以下の場合、前記ピーク輝度を前記表示可能輝度としての前記第１輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小する変換を前記第１変換として行う
請求項３または４に記載の表示方法。
請求項３または４に記載の表示方法。
【請求項6】
前記フルレンジは、コード値が０から１０２３までの整数値の範囲であり、
前記ナローレンジは、コード値が６４から９４０までの整数値の範囲である
請求項３から５のいずれか１項に記載の表示方法。
前記ナローレンジは、コード値が６４から９４０までの整数値の範囲である
請求項３から５のいずれか１項に記載の表示方法。
【請求項7】
前記映像データは、さらに、前記映像を構成する複数のフレームそれぞれの平均輝度の最大値である最大フレーム平均輝度を示す最大フレーム平均輝度情報を含み、
前記最大フレーム平均輝度情報が示す前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下であるか否かを判定する第２判定を行い、
前記第２判定の結果、前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下である場合、前記所定輝度として前記最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて前記第２変換を行う
請求項３から６のいずれか１項に記載の表示方法。
前記最大フレーム平均輝度情報が示す前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下であるか否かを判定する第２判定を行い、
前記第２判定の結果、前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下である場合、前記所定輝度として前記最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて前記第２変換を行う
請求項３から６のいずれか１項に記載の表示方法。
【請求項8】
前記映像データは、さらに、前記映像を構成する複数の区間映像のそれぞれについて、当該区間映像のピーク輝度である区間ピーク輝度を示す区間ピーク輝度情報を含み、
前記表示方法では、さらに、
取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報および前記区間ピーク輝度情報を用いて、前記複数の区間映像のうち連続する２つの前記区間映像間の輝度変化が急激であるか否かを判定する第３判定を行い、
前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激である場合、前記輝度変化が所定の範囲内に収まるように前記２つの区間映像のうちの少なくとも一方の輝度のダイナミックレンジを変換し、
前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激でない場合、前記２つの区間映像のそれぞれについて、当該区間映像に対応する前記区間ピーク輝度情報が示す前記区間ピーク輝度を最大輝度とするダイナミックレンジにおけるＥＯＴＦを前記第２ＥＯＴＦとした前記第１変換を行う
請求項１から７のいずれか１項に記載の表示方法。
前記表示方法では、さらに、
取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報および前記区間ピーク輝度情報を用いて、前記複数の区間映像のうち連続する２つの前記区間映像間の輝度変化が急激であるか否かを判定する第３判定を行い、
前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激である場合、前記輝度変化が所定の範囲内に収まるように前記２つの区間映像のうちの少なくとも一方の輝度のダイナミックレンジを変換し、
前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激でない場合、前記２つの区間映像のそれぞれについて、当該区間映像に対応する前記区間ピーク輝度情報が示す前記区間ピーク輝度を最大輝度とするダイナミックレンジにおけるＥＯＴＦを前記第２ＥＯＴＦとした前記第１変換を行う
請求項１から７のいずれか１項に記載の表示方法。
【請求項9】
さらに、
前記表示装置が設置されている空間における環境光を取得し、
取得した前記環境光が明るいか否かを判定する第４判定を行い、
前記第４判定の結果、前記環境光が明るい場合、前記表示可能輝度としての前記表示装置の表示ピーク輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された前記第３ＥＯＴＦとしての第７ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行い、
前記第４判定の結果、前記環境光が暗い場合、前記表示可能輝度としての前記表示ピーク輝度から所定の割合だけ下げた輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮された前記第３ＥＯＴＦとしての第８ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行う
請求項１から８のいずれか１項に記載の表示方法。
前記表示装置が設置されている空間における環境光を取得し、
取得した前記環境光が明るいか否かを判定する第４判定を行い、
前記第４判定の結果、前記環境光が明るい場合、前記表示可能輝度としての前記表示装置の表示ピーク輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された前記第３ＥＯＴＦとしての第７ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行い、
前記第４判定の結果、前記環境光が暗い場合、前記表示可能輝度としての前記表示ピーク輝度から所定の割合だけ下げた輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮された前記第３ＥＯＴＦとしての第８ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行う
請求項１から８のいずれか１項に記載の表示方法。
【請求項10】
前記表示可能輝度は、前記表示装置の表示ピーク輝度である
請求項１または２に記載の表示方法。
請求項１または２に記載の表示方法。
【請求項11】
ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の輝度およびコード値の対応関係を示す第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示する表示装置であって、
前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、
前記表示装置は、
前記映像データを取得し、前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲における第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行う変換部と、
前記変換部における前記第１変換の結果を用いて、前記映像を表示する表示部と、を備える
表示装置。
前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、
前記表示装置は、
前記映像データを取得し、前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲における第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行う変換部と、
前記変換部における前記第１変換の結果を用いて、前記映像を表示する表示部と、を備える
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、表示方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、表示可能な輝度レベルを改善するための画像信号処理装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８−１６７４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献では、更なる改善が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様に係る表示方法は、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の輝度およびコード値の対応関係を示す第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示装置に表示する表示方法であって、前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、前記表示方法では、前記映像データを取得し、前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行い、前記第１変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する。
【0006】
なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0007】
上記態様によれば、更なる改善を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】映像技術の進化について説明するための図である。
【図2】ＳＤＲ信号とＨＤＲ信号との違いを説明するための図である。
【図3】コンテンツに格納される輝度信号のコード値の決定方法、および、再生時にコード値から輝度を復元するプロセスの説明図である。
【図4】ＳＤＲ信号をＳＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。
【図5】ＨＤＲ信号をＨＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。
【図6】画像撮影時の輝度の尺度を示す図である。
【図7】撮影した画像の輝度の例に示す図である。
【図8】ＳＤＲに対応したホームエンターテイメント用マスターを制作するフロー、配信媒体および表示装置の関係について説明するための図である。
【図9B】原信号値をＳＤＲ信号値に変換する（マスタリングする）ための、原信号値とＳＤＲ信号値との関係の一例を示す図である。
【図10B】原信号値をＨＤＲ信号値に変換する（マスタリングする）ための、原信号値とＨＤＲ信号値との関係の一例を示す図である。
【図11B】ＨＤＲ信号値をＴＶ信号値に輝度変換するための、ＨＤＲ信号値とＴＶ信号値との関係の一例を示す図である。
【図12】実施の形態１に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。
【図13】表示装置の変換部における変換処理（第１変換）の具体例について説明するための図である。
【図14】変換部における変換処理の他の具体例について説明するための図である。
【図15】視聴環境に明るさに応じてＳＤＲ信号をＳＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。
【図16】実施の形態２に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
（本発明の基礎となった知見）本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像信号処理装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【0010】
特許文献１に開示されている画像信号処理装置では、被写体を構成する画素から算出されたリニアＲＧＢ値に基づいて画素毎にリニア輝度を算出し、リニアＲＧＢ値およびリニア輝度に基づいて画素毎の補正リニア輝度および当該画素を含む複数の画素を合成した合成画素の補正リニアＲＧＢ値を算出し、補正リニア輝度および補正リニアＲＧＢ値をそれぞれガンマ補正して表示用輝度および表示用ＲＧＢ値を算出する。このように、画像信号処理装置では、補正リニアＲＧＢ値に基づいてリニア輝度を補正することにより、表示可能な階調数の増加を図っている。
【0011】
ところで、近年、映像技術の進化に伴い、従来の映像の輝度が定義されているダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジであるＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）で輝度を定義した映像であるＨＤＲ映像をＴＶなどの表示装置に表示させる技術が知られている。ここで、映像技術の変遷について、図１を用いて説明する。
【0012】
図１は、映像技術の進化について説明するための図である。
【0013】
これまで、映像の高画質化としては、表示画素数の拡大に主眼がおかれ、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（ＳＤ）の７２０×４８０画素の映像から、Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（ＨＤ）の１９２０×１０８０画素の、所謂２Ｋ映像が普及している。
【0014】
近年、更なる高画質化を目指して、Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（ＵＨＤ）の３８４０×１９２０画素、あるいは、４Ｋの４０９６ｘ１９２０画素の、所謂４Ｋ映像の導入が開始された。
【0015】
４Ｋの導入による映像の高解像度化を行うと共に、ダイナミックレンジ拡張や色域の拡大、あるいは、フレームレートの追加、向上などを行うことで映像を高画質化することが検討されている。
【0016】
ダイナミックレンジ拡張については、デジタルカメラやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサの性能向上により、露出を示すＳｔｏｐ数が１４Ｓｔｏｐｓ以上の広いダイナミックレンジの画像の撮影が可能になっている。このため、暗部階調を維持しつつ、１００％反射光以上に明るい光（鏡面反射光などの明るい光）を撮影することが可能になっている。このカメラまたはイメージセンサの性能向上を表現力の向上に活かすために、より高輝度な信号も伝送可能にする信号規格として、ＨＤＲが注目されている。
【0017】
これまでのＴＶ信号は、ＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）と呼ばれ、ピーク輝度（最大輝度）が１００ｎｉｔであったのに対して、ＨＤＲ（特に、ＳＭＰＴＥで標準化されたＥＯＴＦであるＳＴ ２０８４（ＰＱカーブ）で符号化するＨＤＲ）の場合は、１００００ｎｉｔ以上までピーク輝度を表現することができるようになった。
【0018】
ＨＤＲの具体的な適用先としては、ＨＤやＵＨＤと同様に、放送やパッケージメディア（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ等）、インターネット配信などで使われることが想定されている。
【0019】
次に、ＳＤＲおよびＨＤＲについて、図２を用いて説明する。
【0020】
図２は、ＳＤＲ信号とＨＤＲ信号との違いを説明するための図である。なお、ＳＤＲ信号とは、ＳＤＲに対応したＳＤＲ映像を示す映像信号であり、ＨＤＲ信号とは、ＨＤＲに対応したＨＤＲ映像を示す映像信号である。
【0021】
ダイナミックレンジ（１４Ｓｔｏｐ等）の広いデジタルカメラで撮ることにより得られた原信号には、０〜１００００ｎｉｔの広い範囲の輝度情報が含まれている。
【0022】
ＳＤＲ信号は、ｂｔ７０９等の放送規格を満たす映像であり、原信号から、ピーク輝度が１００ｎｉｔであるＳＤＲ映像になるように色補正（グレーディング）処理を行うことで得られた映像信号である。つまり、ＳＤＲ信号は、映像の輝度が０〜１００ｎｉｔの輝度のダイナミックレンジで定義された映像信号である。
【0023】
一方で、ＨＤＲ信号は、ＳＤＲ信号のようなピーク輝度を１００ｎｉｔとする制約を取り払い、ＳＴ２０８４（以下、「ＰＱカーブ」と言う。）の制約に合わせるように輝度のダイナミックレンジの最大輝度を１００００ｎｉｔまでのＨＤＲ映像になるように色補正（グレーディング）処理を行うことで得られた映像信号である。つまり、ＨＤＲ信号は、映像の輝度が０〜１００００ｎｉｔの輝度のダイナミックレンジで定義された映像信号である。なお、ＨＤＲ信号の輝度のダイナミックレンジの最大輝度は、１００００ｎｉｔに限らずに、例えば、８００〜４０００ｎｉｔであってもよい。
【0024】
このように、ＨＤＲの輝度のダイナミックレンジは、ＳＤＲの輝度のダイナミックレンジよりもピーク輝度が大きいダイナミックレンジである。なお、ＨＤＲの輝度のダイナミックレンジの最小輝度は、ＳＤＲの輝度のダイナミックレンジの最小輝度と同じであり、０ｎｉｔである。
【0025】
図３は、コンテンツに格納される輝度信号のコード値の決定方法、および、再生時にコード値から輝度を復元するプロセスの説明図である。
【0026】
本例における映像信号はＨＤＲに対応したＨＤＲ信号である。グレーディング後の画像は、ＨＤＲの逆ＥＯＴＦにより量子化され、当該画像の輝度に対応するコード値が決定する。このコード値に基づいて画像符号化などが行われ、ビデオのストリームが生成される。再生時には、ストリームの復号結果に対して、ＨＤＲのＥＯＴＦに基づいて逆量子化することによりリニアな信号に変換され、画素毎の輝度が復元される。以下、ＨＤＲの逆ＥＯＴＦを用いた量子化を「逆ＨＤＲのＥＯＴＦ変換」という。ＨＤＲのＥＯＴＦを用いた逆量子化を「ＨＤＲのＥＯＴＦ変換」という。同様に、ＳＤＲの逆ＥＯＴＦを用いた量子化を「逆ＳＤＲのＥＯＴＦ変換」という。ＳＤＲのＥＯＴＦを用いた逆量子化を「ＳＤＲのＥＯＴＦ変換」という。
【0027】
上述したようなＨＤＲ信号をＨＤＲ対応の表示装置（例えば、ＨＤＲＴＶ）で表示させる表示制御を行う場合、ＨＤＲ信号のピーク輝度よりもＨＤＲＴＶの表示可能なピーク輝度（以下、「表示ピーク輝度」と言う）が小さいことが多い。このため、ＨＤＲ信号のピーク輝度をＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせるために、ＨＤＲ信号の輝度のダイナミックレンジをＨＤＲＴＶが対応している輝度のダイナミックレンジに縮小する必要がある。
【0028】
しかしながら、特許文献１に開示されている画像信号処理装置などの輝度の補正（変換）においては、映像の輝度が定義されているＨＤＲの輝度のダイナミックレンジよりも狭い輝度のダイナミックレンジに輝度を補正（変換）するときの輝度の変換方法については考慮されていなかった。
【0029】
このため、次のような課題があった。
【0030】
ＳＤＲのＥＯＴＦ（ガンマカーブ：相対輝度基準）とＨＤＲのＥＯＴＦ（ＳＴ２０８４：ＰＱカーブ：絶対輝度基準）との違いにより、ＨＤＲＴＶでＨＤＲ信号を表示する場合は、ＳＤＲ対応の表示装置（例えば、ＳＤＲＴＶ）でＳＤＲ信号を表示する場合と異なり、下記の課題があった。
【0031】
人間の眼は、映像の輝度を、絶対輝度を認識するのではなく、相対輝度を認識している。ＳＤＲ映像は、原信号の輝度がＳＤＲのＥＯＴＦ（ガンマカーブ）で量子化されることにより、ピーク輝度が１００ｎｉｔのＳＤＲ映像にグレーディングされた、相対輝度基準の映像である。
【0032】
図４は、ＳＤＲ信号をＳＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。図４の（ａ）は、ＳＤＲコンテンツの映像の輝度が定義されているＳＤＲのＥＯＴＦを示す図である。図４の（ｂ）は、ＳＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせて変換されたＳＤＲのＥＯＴＦを示す図である。
【0033】
図４に示すように、ＳＤＲＴＶの表示ピーク輝度が１００ｎｉｔとは異なる場合（この例では、１００ｎｉｔよりも大きい２５０ｎｉｔ）、そのＳＤＲＴＶの輝度の表示性能に応じて、コントラストの相対関係を維持した形で、調整され、表示される。具体的には、ＳＤＲのＥＯＴＦの輝度を示す変数に対して、ＳＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせて２．５を乗ずることで、コントラストの相対関係を維持した形でＳＤＲのＥＯＴＦを調整し、ＳＤＲＴＶの輝度の表示性能に合わせたＥＯＴＦを生成し、当該ＥＯＴＦを用いてＳＤＲ映像をＳＤＲＴＶに表示させている。これにより、ＳＤＲＴＶの輝度の表示性能がＳＤＲコンテンツの輝度のダイナミックレンジと異なっていても、コンテンツ制作者の意図に近い形での表示を実現している。
【0034】
このように、ＳＤＲ信号で示されるＳＤＲ映像をＳＤＲＴＶで表示する場合、ＳＤＲＴＶは、ＳＤＲ信号で示されるＳＤＲ映像を相対輝度基準で表示している。これに対して、ＨＤＲ信号で示されるＨＤＲ映像をＨＤＲＴＶで表示する場合、ＰＱカーブが人間の視覚特性（人間が認識可能な全ての輝度範囲）を考慮して考案されたことを理由に、ＨＤＲＴＶに、ＨＤＲ映像をＰＱカーブの絶対輝度基準で忠実に表示させることが求められている。
【0035】
Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ＵＨＤ Ａｌｌｉａｎｃｅ等のデジタルＡＶ技術の国際標準化団体は、ＨＤＲに対応したコンテンツを、当面１００００ｎｉｔよりも小さい所定輝度（例えば１０００ｎｉｔ）を上限としてグレーディング（これ以上の輝度も存在することを許す）することを求めている。
【0036】
図５は、ＨＤＲ信号をＨＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。図５の（ａ）は、ＨＤＲコンテンツの映像の輝度が定義されているＨＤＲのＥＯＴＦを示す図である。図５の（ｂ）は、ＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせてＨＤＲコンテンツの輝度を変換するためのトーンマッピング処理（輝度変換処理）を示す図である。
【0037】
図５に示すように、表示ピーク輝度が所定輝度未満（例えば５００ｎｉｔ）のＨＤＲＴＶに、所定輝度をピーク輝度とするダイナミックレンジで定義されたＨＤＲ映像を表示させる場合、当該ＨＤＲ映像のＨＤＲ信号に対して所定のトーンマッピング処理を行うことで、ＨＤＲＴＶにＨＤＲ映像のピーク輝度である所定輝度を表現させることが求められている。つまり、ＨＤＲ映像のピーク輝度がＨＤＲＴＶで表現できるように、所定輝度をＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせるトーンマッピング処理を行うことが求められている。
【0038】
この場合、輝度成分のみであれば、図５の（ｂ）に示すように、入力輝度と出力輝度との関係を示したニーカーブを用いたニーカーブ処理を含むトーンマッピング処理を行えば映像の輝度をＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせて変換することができる。しかし、映像信号のＲＧＢの各色に対して独立に、同等のニーカーブ処理を適用した場合、色が変化するおそれがあった。
【0039】
所定のトーンマッピング処理では、色が変化しないように、ＲＧＢの各色に対して独立に同等の処理を行う必要がある。このとき、所定のトーンマッピング処理の対象となる１画素の色が、ニーカーブさせるポイントにまたがって配置されるＲＧＢの各色の輝度で構成されている場合、所定のトーンマッピング処理後のＲＧＢのバランスが崩れ、トーンマッピング処理前後で色が変化してしまう。つまり、ＲＧＢの第１の色（例えばＲ）ではニーカーブされない輝度範囲の輝度であり、ＲＧＢの第１の色とは異なる第２の色（例えばＢ）ではニーカーブされている輝度範囲の輝度である場合、ニーカーブされていない輝度範囲内にある輝度では輝度が変化せず、ニーカーブされている輝度範囲内にある輝度では輝度が小さく変化する。このため、所定のトーンマッピング処理の前後でＲＧＢの輝度の相対関係が崩れ、色が変化してしまう。また、ＲＧＢの各色がニーカーブされている輝度範囲内の輝度であったとしても、ニーカーブされている輝度範囲では、輝度の大きさに応じて輝度が縮小される変化率が異なるため、ＲＧＢの輝度の相対関係が崩れてしまう。したがって、所定のトーンマッピング処理の前後での色の変化を低減するために、３次元色変換処理等の複雑な処理が必要とされていた。
【0040】
特に、非常にコントラストが高いＯＬＥＤの場合は、絶対輝度基準のＨＤＲ信号に対してニーカーブでの処理を行うと、色の再現性が高いＯＬＥＤであっても、色が変化してしまうため、十分にＯＬＥＤの表示性能を引き出せないという課題があった。
【0041】
以上の検討を踏まえ、本発明者は、上記課題を解決するために、下記の改善策を検討した。
【0042】
本発明の一態様に係る表示方法は、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の輝度およびコード値の対応関係を示す第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示装置に表示する表示方法であって、前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、前記表示方法では、前記映像データを取得し、前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行い、前記第１変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する。
【0043】
これによれば、ニーカーブ処理のような輝度変換処理を行うことなく、ＨＤＲに対応した映像の輝度のダイナミックレンジを、表示装置の表示可能輝度に合わせて変換することができる。このため、映像データの映像を表示装置の輝度に合わせた輝度変換を容易に行うことができ、かつ、変換前後での色の変化を抑制できる。
【0044】
また、前記第３ＥＯＴＦは、前記表示可能輝度を前記ピーク輝度で除することで得られた値を、前記第２ＥＯＴＦにおける輝度を表す変数に乗ずることにより、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小されたＥＯＴＦであってもよい。
【0045】
このため、映像データの映像を表示装置の輝度に合わせた輝度変換を容易に行うことができ、かつ、変換前後での色の変化を抑制できる。
【0046】
また、さらに、前記ピーク輝度情報が示す前記ピーク輝度が、前記表示装置が予め記憶している所定輝度を超えるか否かの第１判定を行い、前記第１判定の結果、前記ピーク輝度が前記所定輝度を超えている場合、（ｉ）前記映像の輝度のうち、前記第２ＥＯＴＦの前記所定輝度から前記ピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、前記表示装置が予め記憶している第４ＥＯＴＦのコード値の範囲を規定したフルレンジよりも狭いナローレンジの上限値に対応する第１輝度から前記フルレンジの上限値に対応する第２輝度までの輝度範囲における輝度に変換する第３変換と、（ｉｉ）前記第２ＥＯＴＦの一部分であって、前記所定輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第５ＥＯＴＦに対して、前記第５ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第５ＥＯＴＦの最大輝度を前記第１輝度に合わせて前記第５ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小した第６ＥＯＴＦに変換し、前記映像の輝度のうち、前記第５ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度を、対応する前記第６ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度に変換する第４変換と、を含む第２変換を行い、前記第２変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示してもよい。
【0047】
これによれば、第１判定の結果、ピーク輝度が所定輝度を超えている場合に、第１変換ではなく第２変換を行っている。このように、ピーク輝度が所定輝度を超える場合には、輝度の相対関係を維持したままでの輝度の変換処理（第１変換）を行わないため、輝度の変換処理の前後において輝度の相対関係は維持されていても、低輝度範囲においては暗くなりすぎることにより見栄えが大きく異なってしまうことを抑制できる。
【0048】
また、前記第３変換では、前記映像の輝度のうち、前記第２ＥＯＴＦの前記所定輝度から前記ピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、前記第１輝度および前記ナローレンジの上限値の組と、前記第２輝度と前記フルレンジの上限値の組との間でリニアな関係を満たすように変換してもよい。
【0049】
また、前記第１判定の結果、前記ピーク輝度が前記所定輝度以下の場合、前記ピーク輝度を前記表示可能輝度としての前記第１輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小する変換を前記第１変換として行ってもよい。
【0050】
これによれば、第１判定の結果、ピーク輝度が所定値以下の場合に、第２変換ではなく第１変換を行っているため、変換処理の前後で見栄えが大きく異なってしまう可能性が少ない場合には、より容易な変換処理を行うことができる。このため、処理負荷を低減させることができる。
【0051】
また、前記フルレンジは、コード値が０から１０２３までの整数値の範囲であり、前記ナローレンジは、コード値が６４から９４０までの整数値の範囲であってもよい。
【0052】
また、前記映像データは、さらに、前記映像を構成する複数のフレームそれぞれの平均輝度の最大値である最大フレーム平均輝度を示す最大フレーム平均輝度情報を含み、前記最大フレーム平均輝度情報が示す前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下であるか否かを判定する第２判定を行い、前記第２判定の結果、前記最大フレーム平均輝度が前記ピーク輝度の１／２以下である場合、前記所定輝度として前記最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて前記第２変換を行ってもよい。
【0053】
このように、第２判定を行うことにより、映像データの映像において、ピーク輝度やピーク輝度に近い輝度を有する画素が含まれる割合が多いか少ないかを判定でき、少ないと判定した場合に、最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて第２変換を行うため、より中間調、暗部の階調性を維持するように映像の輝度を変換して表示できる。このため、映像の輝度のうち、映像に含まれている輝度の割合が大きい輝度範囲の階調性が損なわれることを極力低減できる。
【0054】
また、前記映像データは、さらに、前記映像を構成する複数の区間映像のそれぞれについて、当該区間映像のピーク輝度である区間ピーク輝度を示す区間ピーク輝度情報を含み、前記表示方法では、さらに、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報および前記区間ピーク輝度情報を用いて、前記複数の区間映像のうち連続する２つの前記区間映像間の輝度変化が急激であるか否かを判定する第３判定を行い、前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激である場合、前記輝度変化が所定の範囲内に収まるように前記２つの区間映像のうちの少なくとも一方の輝度のダイナミックレンジを変換し、前記第３判定の結果、前記輝度変化が急激でない場合、前記２つの区間映像のそれぞれについて、当該区間映像に対応する前記区間ピーク輝度情報が示す前記区間ピーク輝度を最大輝度とするダイナミックレンジにおけるＥＯＴＦを前記第２ＥＯＴＦとした前記第１変換を行ってもよい。
【0055】
このように、連続する区間映像間において急激な輝度変化が発生しているかに応じて処理を切替えるため、映像が急に暗くなったり明るくなったりすることを抑えることができ、映像全体の統一感を損なうことを抑制できる。
【0056】
また、さらに、前記表示装置が設置されている空間における環境光を取得し、取得した前記環境光が明るいか否かを判定する第４判定を行い、前記第４判定の結果、前記環境光が明るい場合、前記表示可能輝度としての前記表示装置の表示ピーク輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された前記第３ＥＯＴＦとしての第７ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行い、前記第４判定の結果、前記環境光が暗い場合、前記表示可能輝度としての前記表示ピーク輝度から所定の割合だけ下げた輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮された前記第３ＥＯＴＦとしての第８ＥＯＴＦを用いた変換を前記第１変換として行ってもよい。
【0057】
これにより、絶対輝度で表示させることが前提の映像を表示装置に表示させる場合であっても、視聴環境の明るさに応じた表示を容易に実現できる。
【0058】
また、前記表示可能輝度は、前記表示装置の表示ピーク輝度であってもよい。
【0059】
このため、表示装置の表示ピーク輝度に合わせて、映像の輝度を変換して表示できる。
【0060】
なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【0061】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一態様に係る表示方法および表示装置について、具体的に説明する。
【0062】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0063】
本開示は、ＳＭＰＴＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ＆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ） ＳＴ２０８４規格のＥＯＴＦ（以下、「ＰＱカーブ」という。）で符号化されたダイナミックレンジが高い高輝度信号であるＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）信号を、ＨＤＲ信号が対応している輝度のダイナミックレンジにおけるピーク輝度（最大輝度または最高輝度）とは異なる輝度のダイナミックレンジの表示能力を有する表示装置（例えば、ＴＶ、プロジェクタ、タブレット、スマートホン等）で表示させることを実現するための、ＨＤＲ信号形式とそのＨＤＲ信号の表示方法および表示装置に関する。
【0067】
図６に示すように、カメラで画像を撮影する場合、反射率が１８％になるグレーである１８％グレーを明るさの基準点として撮影を行う。つまり、１８％グレーは、明るさの基準になる基準反射率である。Ｓｔｏｐ数は、１８％グレーにおける輝度を基準点とし、輝度が２倍になる毎に、１ずつ増加するように定義されている。
【0068】
実際にカメラで画像を撮影したときに、カメラのイメージセンサ（例えばＣＭＯＳ、ＣＣＤなど）から得られる輝度は、絞り、シャッタースピード、感度設定などによる露出に応じて変化する。つまり、イメージセンサから得られる輝度は、同じ明るさの被写体を撮影したとしても、露出に応じて異なる値となる。このために、Ｓｔｏｐ数の値自体は絶対的な値では無く、相対的な値である。つまり、Ｓｔｏｐ数では、輝度を表すことはできない。
【0069】
例えば、図６の（１）の夜のシーンを撮影するような場合、黒潰れを起こさないようにするためには、シャッタースピードを遅くする、絞りを開ける等により露出を変えることで、暗い部分の階調を残して、明るい部分を捨てるような露出の設定をカメラに対して行う。
【0070】
また、図６の（２）の昼の室内のシーンを撮影するような場合、暗い部分と明るい部分とのバランスが良くなるような露出の設定をカメラに対して行う。また、図６の（３）の昼の屋外のシーンを撮影するような場合、明るい部分の白潰れを防ぐために露出を絞った露出の設定をカメラに対して行う。
【0071】
このようにして得られた相対的な輝度を、絶対的な輝度に変換するためには、１８％グレーとの相対関係を計算する必要がある。
【0073】
図７に示すように、撮影した画像（以下、「原画像」という）１０のＡ）は、明るさの基準になる基準反射率である１８％グレー（０ Ｓｔｏｐ）に対応する輝度（以下、「基準輝度」または「１８％グレー（Ｇｒａｙ）値」という。）を持つ画素を示す。原画像１０のＢ）は、９０％の反射率（９０％グレー）（２．３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する輝度を持つ画素を示す。原画像１０のＣ）は、ほぼ黒の２．３％グレー（−３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する輝度を持つ画素を示す。原画像１０のＤ）は、太陽を撮影することで得られた画素を示し、非常に明るい輝度が得られており、１１５０％グレー（６ Ｓｔｏｐｓ）に対応する輝度を持つ。原画像１０のＥ）は、鏡面反射を起こしている位置を撮影することで得られた画素を示し、２９０％グレー（４ Ｓｔｏｐｓ）に対応する輝度を持つ。
【0074】
［１−３．マスター生成、配信方式、および表示装置の関係］図８は、ＳＤＲに対応したホームエンターテイメント用マスターを制作するフロー、配信媒体および表示装置の関係について説明するための図である。
【0075】
図７で説明したような原画像１０は、最大輝度が１３００ｎｉｔの画像である。つまり、原画像１０を用いて最大輝度が１００ｎｉｔのＳＤＲに対応したマスター画像（ＳＤＲ画像）を制作する場合、ＳＤＲでは１００ｎｉｔ以上の輝度を有する画素を表現することはできないため、原画像の輝度を変換せずにそのまま用いてＳＤＲに対応したマスター画像を制作することはできない。つまり、原画像１０を用いてＳＤＲに対応したマスター画像を制作しようとすれば、原画像の輝度をＳＤＲに対応したダイナミックレンジの輝度に変換する必要がある。
【0076】
［１−４．原画像からＳＤＲ画像へのマスタリング］次に、原画像１０からＳＤＲ画像へのＳＤＲグレーディング処理（マスタリング処理）について説明する。
【0077】
まず、カメラで撮った、１００ｎｉｔ以上の高輝度成分を持ったコンテンツの映像（画像）をＢｔ７０９等の放送規格に適応させるために、通常のグレーディング処理で、８０ｎｉｔ前後まではそのままリニアに輝度を保持し、それから上の部分は、最高輝度が１００ｎｉｔに収めるように曲げるニーカーブ処理を行う。具体的には、ニーカーブ処理は、一定値以下の輝度をリニアに表示し、一定値以上の輝度を、表示させる表示装置の表示ピーク輝度に合わせて減衰させる処理である。
【0078】
図９Ａは、図７で示した原画像をＳＤＲ画像にマスタリングした結果の輝度の一例を示す図である。図９Ｂは、原信号値をＳＤＲ信号値に変換する（マスタリングする）ための、原信号値とＳＤＲ信号値との関係の一例を示す図である。なお、原信号値は、原画像１０の０〜１３００ｎｉｔのダイナミックレンジにおける輝度（「以下、原画像の輝度」という。）であり、ＳＤＲ信号値は、ＳＤＲの輝度範囲における輝度（以下、「ＳＤＲの輝度」という。）である。
【0079】
図９Ｂに示すように、この例における原画像１０からＳＤＲ画像１１へのマスタリングでは、基準反射率である１８％グレー（０ Ｓｔｏｐ）に対応する画素は、明るさの基準になる基準輝度を持つ画素である。このため、ＳＤＲ画像へのマスタリングでは、原画像１０をＳＤＲ画像１１に変換した後であっても、原画像１０における１８％グレーに対応する原画像の輝度（１８ｎｉｔ）を変更せずに、ＳＤＲの輝度として決定する。
【0080】
ここで、図９Ｂに示すように、原画像１０からＳＤＲ画像１１へのマスタリングでは、原画像１０の９０％グレーに対応する原画像の輝度（９０ｎｉｔ）以下の輝度範囲（０〜９０ｎｉｔ）においては、原画像の輝度を変更せずに、ＳＤＲの輝度として決定する。また、図９Ｂに示すように、原画像１０の９０％グレーに対応する原画像の輝度（９０ｎｉｔ）より大きい原画像１０の輝度範囲（９０〜１３００〔ｎｉｔ〕）における原画像の輝度を、９０〜１００ｎｉｔの輝度範囲のＳＤＲの輝度に、線形変換により割り付ける。
【0081】
例えば、ＳＤＲ画像１１のＢ）のような、９０％グレー（２．３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素についてのＳＤＲ画像１１へのマスタリングでは、原画像１０をＳＤＲ画像１１に変換した後であっても、原画像１０における９０％グレーに対応する原画像の輝度（９０ｎｉｔ）を変更せずに、ＳＤＲの輝度として決定する。
【0082】
また、例えば、ＳＤＲ画像１１のＣ）のような、２．３％グレー（−３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素についてのＳＤＲ画像へのマスタリングでは、上記と同様に、原画像１０をＳＤＲ画像１１に変換した後であっても、原画像１０における２．３％グレーに対応する原画像の輝度（２ｎｉｔ）を変更せずに、ＳＤＲの輝度として決定する。
【0083】
例えば、ＳＤＲ画像１１のＤ）のような、１１５０％グレー（６ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素についてのＳＤＲ画像へのマスタリングでは、原画像１０における１１５０％グレーに対応する原画像の輝度（１１５０ｎｉｔ）をＳＤＲの最大輝度である１００ ｎｉｔに変換する。
【0084】
また、例えば、ＳＤＲ画像１１のＥ）のような、２９０％グレー（４ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素についてのＳＤＲ画像へのマスタリングでは、原画像１０における２９０％グレーに対応する原画像の輝度を９５ ｎｉｔに変換する。
【0085】
［１−５．原画像からＨＤＲ画像への第１のマスタリング］図１０Ａは、図７で示した原画像をＨＤＲ画像にマスタリングした結果の輝度の一例を示す図である。図１０Ｂは、原信号値をＨＤＲ信号値に変換する（マスタリングする）ための、原信号値とＨＤＲ信号値との関係の一例を示す図である。なお、ＨＤＲ信号値は、ＨＤＲの輝度範囲における輝度（以下、「ＨＤＲの輝度」という。）である。なお、この例における原画像からＨＤＲ画像へのマスタリングでは、２０００ｎｉｔまでの輝度をＨＤＲの輝度として割り付けることが許されているため、ＨＤＲ画像においても原画像の輝度をそのまま保持できる。
【0086】
例えば、ＨＤＲ画像１２のＡ）のような、基準反射率である１８％グレー（０ Ｓｔｏｐ）に対応する画素は、明るさの基準になる基準輝度を持つ画素であるため、ＨＤＲ画像へのマスタリングでは、原画像１０をＨＤＲ画像１２に変換した後であっても、原画像１０における１８％グレーに対応する原画像の輝度（１８ｎｉｔ）を変更せずに、ＨＤＲの輝度として決定する。
【0087】
同様にして、例えば、ＨＤＲ画像１２のＢ）のような、９０％グレー（２．３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素と、ＨＤＲ画像１２のＣ）のような、２．３％グレー（−３ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素と、ＨＤＲ画像１２のＤ）のような、１１５０％グレー（６ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素と、ＨＤＲ画像１２のＥ）のような、２９０％グレー（４ Ｓｔｏｐｓ）に対応する画素とのそれぞれについて、ＨＤＲ画像へのマスタリングでは、当該原画像の輝度を変更せずに、ＨＤＲの輝度として決定する。
【0088】
［１−６．輝度変換の具体例］図１１Ａは、図１０Ａのマスタリングにより得られたＨＤＲ画像を取得して、第２最大輝度が５００ｎｉｔの表示機器用に輝度変換した結果の一例である。図１１Ｂは、ＨＤＲ信号値をＴＶ信号値に輝度変換するための、ＨＤＲ信号値とＴＶ信号値との関係の一例を示す図である。
【0089】
この例では、ＨＤＲＴＶが表示可能な第２最大輝度が５００ｎｉｔに制限されている。このため、ＨＤＲ信号が示すＨＤＲの輝度をディスプレイの輝度範囲におけるディスプレイ輝度に変換する必要がある。
【0090】
ＨＤＲ信号を取得し、取得したＨＤＲ信号から、明るさの基準になる１８％グレー（０ Ｓｔｏｐ）に対応する輝度（基準輝度）を取り出す。そして、ＨＤＲ画像１３の輝度を示すＨＤＲ信号は、基準輝度として３６ｎｉｔを保持しており、基準輝度を製作者が意図的に変えたことが解る。このため、９０％グレーに対応する輝度（１８０ｎｉｔ）以下の、当該ＨＤＲ信号が示す輝度に対しては、当該ＨＤＲ信号が示す輝度そのままの値を保持し、９０％グレーに対応する輝度（１８０ｎｉｔ）を超える、当該ＨＤＲ信号が示す輝度に対しては、当該ＨＤＲ信号が示す第１最大輝度（ＨＰＬ：１３００ｎｉｔ）が、ＨＤＲＴＶが表示可能な第２最大輝度（ＤＰＬ：５００ｎｉｔ）になるように線形変換を行う。
【0091】
つまり、この例の場合の輝度変換（Ｓ３０４）では、基準輝度が第１基準値（１８ｎｉｔ）とは異なる第３基準値（３６ｎｉｔ）である場合、３６ｎｉｔより大きい第４基準値（９０ｎｉｔ）以下の輝度を示すＨＤＲ信号について、ＨＤＲ信号が示すＨＤＲの輝度をディスプレイ輝度として決定する。また、輝度変換（Ｓ３０４）では、９０ｎｉｔを超える輝度を示すＨＤＲ信号について、９０ｎｉｔからＨＤＲＴＶにおいて表示可能な第２最大輝度（ＤＰＬ）までのＨＤＲの輝度に対して、第１最大輝度（ＨＰＬ）を第２最大輝度（ＤＰＬ）に対応させた線形変換を行うことにより、ＨＤＲの輝度をディスプレイ輝度に変換する。
【0092】
このように輝度変換を行うことにより、ＨＤＲ画像１３の１８％グレーに対応する画素Ａ）、ＨＤＲ画像１３の９０％グレーに対応する画素Ｂ）、および、ＨＤＲ画像１３の２．３％グレーに対応する画素Ｃ）については、そのままＨＤＲ画像１３の輝度を変更せずにディスプレイ輝度として決定する。そして、ＨＤＲ画像１３の１１５０％グレーに対応する画素Ｄ）については、上記線形変換を行うことにより得られた４４６ｎｉｔをディスプレイ輝度として決定し、ＨＤＲ画像１３の２９０％グレーに対応する画素Ｅ）については、上記線形変換を行うことにより得られた３１３ｎｉｔをディスプレイ輝度として決定する。
【0095】
図１２に示すように、表示装置１００は、変換部１０１と、表示部１０２とを備える。表示装置１００は、ＨＤＲ映像を表示可能なＨＤＲ表示装置であり、例えば、ＨＤＲＴＶ、ＨＤＲ対応のディスプレイなどである。
【0096】
変換部１０１は、ＨＤＲ信号および静的メタデータ（タイトル毎のピーク輝度情報（Ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ （ＭａｘＣＬＬ））を含む映像データを取得する。変換部１０１は、取得した静的メタデータに応じてＨＤＲ効果を制御し、ＰＱカーブから表示部１０２が対応している輝度範囲のガンマカーブに変換する処理を行う。変換部１０１は、具体的には、図１３に示すように、ＭａｘＣＬＬの値（例えば８００ｎｉｔ）を、ＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度（例えば、７５０ｎｉｔ）に合わせるように、０〜８００ｎｉｔの輝度範囲のＰＱカーブ（第２ＥＯＴＦ）の輝度の相対関係を変えずに、ＰＱカーブの一部からＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせたガンマカーブ（第３ＥＯＴＦ）に変換する。変換部１０１は、例えば、プロセッサ、プログラムを記憶しているメモリなどにより実現される。
【0097】
言い換えると、変換部１０１は、第１ＥＯＴＦとしてのＰＱカーブの一部分である第２ＥＯＴＦに対して、第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、第２ＥＯＴＦの最大輝度を表示装置１００の表示部１０２の表示可能輝度（例えば、表示ピーク輝度）に合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度を変換する第１変換を行う。なお、この場合の表示部１０２の表示可能輝度は、具体的には、表示部１０２の表示ピーク輝度である。このように、変換部１０１は、輝度がＰＱカーブにより定義されたＨＤＲコンテンツの映像データをＨＤＲＴＶに表示する際に、複雑な回路が必要なニーカーブを使ったトーンマッピング処理を行わないため、映像の各画素の色を変換部１０１における第１変換の前後で変化させることを抑制できる。
【0098】
ここで、第１ＥＯＴＦは、ＨＤＲの輝度およびコード値の対応関係を示す。第２ＥＯＴＦは、第１ＥＯＴＦのうちの、０ｎｉｔを最小輝度とし、かつ、取得した映像データに含まれるピーク輝度情報により示されるピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲で切り取られたＥＯＴＦである。
【0099】
なお、第３ＥＯＴＦは、例えば、表示可能輝度をピーク輝度情報により示されるピーク輝度で除することで得られた値を、ＰＱカーブの一部である第２ＥＯＴＦにおける輝度を表す変数に乗ずることにより、第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま第２ＥＯＴＦの最大輝度を表示可能輝度に合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小されたＥＯＴＦである。つまり、第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係とは、第２ＥＯＴＦで対応づけられている複数の輝度およびコード値の組について、互いに異なる複数のコード値に対応づけられた複数の輝度間の比率である。よって、第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま変換するとは、第２ＥＯＴＦ上の第１変換前輝度と、第１変換前輝度とは異なる第２ＥＯＴＦ上の第２変換前輝度とがある場合であって、第１変換前輝度の変換後を第１変換後輝度とし、第２変換前輝度の変換後を第２変換後輝度とした場合、第１変換前輝度および第２変換前輝度の第１比率と、第１変換後輝度および第２変換後輝度の第２比率とが略等しくなるように（変換後の第１比率と第２比率との間の誤差が所定の閾値以内となるように）変換することである。
【0100】
表示部１０２は、変換部１０１における第１変換の結果を用いて映像を表示する。表示部１０２は、例えば、ＬＣＤパネル、バックライト、ＬＣＤパネルの駆動回路、バックライトの制御回路などにより実現される。
【0101】
なお、第３ＥＯＴＦは、第１変換が行われることで、ＰＱカーブの一部である第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま生成される。このため、表示部１０２は、コンテンツ制作時のコントラストの関係を維持して入力された映像データの映像を表示することができる。なお、このとき表示部１０２は、各画素の絶対輝度は維持せずに、コンテンツ制作時の絶対輝度とは異なる輝度であって、各画素間のコントラスト比を維持した映像を表示する。
【0102】
次に、表示装置１００の変換部１０１の変換処理の他の具体例について説明する。図１４は、変換部における変換処理の他の具体例について説明するための図である。
【0103】
図１４に示すように、ＨＤＲコンテンツの映像データのＭａｘＣＬＬが所定輝度（例えば１０００ｎｉｔ）を超える場合、ＭａｘＣＬＬまで相対関係を維持したまま輝度を変換すれば、映像の全体の輝度に対する縮小率が小さくなるため、変換前における低輝度範囲の輝度（例えば１００ｎｉｔ以下の輝度）が変換後においては非常に小さくなる。このため、ＭａｘＣＬＬの値が所定輝度を超える場合であっても一様に輝度の相対関係を維持したまま輝度の変換処理を行えば、変換処理の前後において輝度の相対関係は維持されていても、低輝度範囲においては暗くなりすぎることにより見栄えが大きく異なってしまう可能性がある。このため、映像の輝度のうち、所定輝度以下の輝度範囲におけるは相対関係を維持する第１変換を行い、所定輝度以上の領域は、Ｓｐｅｒｋｌｅ領域として、ＳＤＲのＳｕｐｅｒ Ｗｈｉｔｅと同じ処理としての第２変換を行う。
【0104】
具体的には、変換部１０１は、映像データのＭａｘＣＬＬが１０００ｎｉｔを超える場合は、当該ＭａｘＣＬＬを、フルレンジ（後述参照）の上限のコード値（ＣＶ）である１０２３に設定し、映像の輝度のうち、１０００ｎｉｔからＭａｘＣＬＬまでの輝度範囲の輝度をリニアに表現する第３変換と、１０００ｎｉｔに対応する値をナローレンジ（後述参照）の上限のコード値（ＣＶ）である９４０にし、映像の輝度のうち、０ｎｉｔから１０００ｎｉｔまでの輝度範囲の輝度を、図１３を用いて説明した第１変換と同様に、輝度の相対関係を維持した上で輝度のダイナミックレンジを縮小する第４変換とを行い、第３変換および第４変換を含む第２変換の結果を用いて映像を表示する。一方で、変換部１０１は、映像データのＭａｘＣＬＬが１０００ｎｉｔ以下の場合は、当該ＭａｘＣＬＬを、ナローレンジの上限のコード値（ＣＶ）である９４０に設定する第１変換を行う。
【0105】
要するに、変換部１０１は、ピーク輝度情報が示すピーク輝度が、表示装置１００が予め記憶している所定輝度（例えば、１０００ｎｉｔ）を超えるか否かの第１判定を行い、第１判定の結果に応じて、第１変換および第２変換の１つを選択的に行う。具体的には、第１判定の結果、ピーク輝度が所定輝度を超えている場合、第１変換とは異なる第２変換を行う。第２変換は、所定輝度からピーク輝度までの輝度範囲における輝度を変換する第３変換と、０ｎｉｔから所定輝度までの輝度範囲における輝度を変換する第４変換とを含む変換である。
【0106】
第３変換では、第２ＥＯＴＦの所定輝度からピーク輝度情報が示すピーク輝度までの輝度範囲における映像の輝度を、コード値のナローレンジの上限値である９４０に対応する第１輝度からコード値のフルレンジの上限値である１０２３に対応する第２輝度までの輝度範囲における輝度に変換する。また、第３変換では、映像の輝度のうち、第２ＥＯＴＦの所定輝度からピーク輝度までの輝度範囲における輝度を、第１輝度およびナローレンジの上限値の組と、第２輝度とフルレンジの上限値の組との間でリニアな関係を満たすように変換する。
【0107】
ここでフルレンジとは、表示装置１００が予め記憶している第４ＥＯＴＦのコード値が規定された範囲であり、当該コード値が１０ｂｉｔで規定されている場合には、例えば、０から１０２３までの整数値の範囲である。つまり、フルレンジは、輝度のコード値をビット長で表現できる整数値のうち、最小値から最大値までが使用された範囲である。また、ナローレンジとは、フルレンジよりも狭い範囲であり、当該コード値が１０ｂｉｔで規定されている場合には、例えば、６４から９４０までの整数値の範囲である。つまり、ナローレンジは、輝度のコード値をビット長で表現できる整数値のうち、フルレンジよりも狭い範囲の整数値が使用された範囲である。
【0108】
第４変換では、第２ＥＯＴＦの一部分であって、所定輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第５ＥＯＴＦに対して、第５ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、第５ＥＯＴＦの最大輝度を第１輝度に合わせて第５ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小した第６ＥＯＴＦに変換し、映像の第５ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度を、対応する第６ＥＯＴＦのダイナミックレンジの輝度に変換する。
【0109】
一方で、変換部１０１は、第１判定の結果、ピーク輝度が所定輝度以下の場合、ピーク輝度を、表示可能輝度としての第１輝度に合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジを縮小する変換を第１変換として行う。
【0110】
この場合、表示部１０２は、第１変換の結果または第２変換の結果を用いて、映像を表示する。
【0111】
［１−８．効果等］本実施の形態に係る表示方法によれば、ニーカーブ処理のような輝度変換処理を行うことなく、ＨＤＲに対応した映像の輝度のダイナミックレンジを、表示装置の表示ピーク輝度に合わせて変換することができる。このため、ＨＤＲに対応した映像データの映像を表示ピーク輝度に合わせた輝度変換を容易に行うことができ、かつ、変換前後での色の変化を抑制できる。
【0112】
また、本実施の形態に係る表示方法によれば、第１判定の結果、ピーク輝度が所定輝度を超えている場合に、第１変換ではなく第２変換を行っている。このように、ピーク輝度が所定輝度を超える場合には、輝度の相対関係を維持したままでの輝度の変換処理（第１変換）を行わないため、輝度の変換処理の前後において輝度の相対関係は維持されていても、低輝度範囲においては暗くなりすぎることにより見栄えが大きく異なってしまうことを抑制できる。
【0113】
また、本実施の形態に係る表示方法によれば、第１判定の結果、ピーク輝度が所定値以下の場合に、第２変換ではなく第１変換を行っているため、変換処理の前後で見栄えが大きく異なってしまう可能性が少ない場合には、より容易な変換処理を行うことができる。このため、処理負荷を低減させることができる。
【0114】
［１−９．変形例１］上記実施の形態では、第１判定の判定基準となる所定輝度として例えば１０００ｎｉｔを採用したが、以下の値を採用してもよい。
【0115】
例えば、映像を構成する複数のフレームそれぞれの平均輝度の最大値である最大フレーム平均輝度を示す最大フレーム平均輝度情報（ＭａｘＦＡＬＬ：Ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｆｒａｍｅ−Ａｖｅｒａｇｅ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ）の値に応じて所定輝度を決定してもよい。なお、最大フレーム平均輝度情報は、映像データに含まれる静的メタデータに含まれる情報である。
【0116】
具体的な処理としては、変換部１０１は、最大フレーム平均輝度情報が示す最大フレーム平均輝度がピーク輝度の１／２以下であるか否かを判定する第２判定を行う。そして、変換部１０１は、第２判定の結果、最大フレーム平均輝度がピーク輝度の１／２以下である場合、所定輝度として最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて第２変換を行う。
【0117】
このように、第２判定を行うことにより、映像データの映像において、ピーク輝度やピーク輝度に近い輝度を有する画素が含まれる割合が多いか少ないかを判定でき、少ないと判定した場合に、最大フレーム平均輝度の２倍の値を用いて第２変換を行うため、より中間調、暗部の階調性を維持するように映像の輝度を変換して表示できる。このため、映像の輝度のうち、映像に含まれている輝度の割合が大きい輝度範囲の階調性が損なわれることを極力低減できる。
【0118】
［１−１０．変形例２］上記実施の形態では、変換部１０１は、静的メタデータに含まれるピーク輝度情報を用いて、コンテンツごとに第１変換または第２変換を行うとしたが、これに限らない。例えば、コンテンツに動的メタデータが含まれる場合には、当該コンテンツの映像データの映像を構成する複数の区間映像（カット、一連のシーケンス）のそれぞれについて、当該区間映像に対応する動的メタデータを静的メタデータであるＭａｘＣＬＬの代わりに用いて、第１変換または第２変換を行ってもよい。なお、動的メタデータは、複数の区間映像のそれぞれについて、当該区間映像のピーク輝度（区間ピーク輝度）を示す区間ピーク輝度情報（Ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ：ＭａｘＳＬＬ）である。これにより、より効率的にＨＤＲＴＶのピーク輝度を使ってＨＤＲコンテンツを表示することができる。
【0119】
なお、各区間映像に対応する区間ピーク輝度がＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度よりも低い場合は、相対関係を維持して明るい方向に伸長する変換処理を行わずに、当該区間映像の輝度をそのまま表示してもよい。
【0120】
また、各区間映像に対応する区間ピーク輝度がピーク輝度に比べ大幅に低い場合（例１／２以下）や連続する区間映像の区間ピーク輝度が互いに大幅に異なる場合（５０％以上の差）は、そのまま、上記処理を行うと、低輝度範囲（暗部）が急に明るくなり映像全体の統一感が取れなくなる恐れがある。このため、そのまま区間ピーク輝度を用いるのではなく、区間ピーク輝度（ＭａｘＳＬＬ）に対して、例えば、（ＭａｘＣＬＬ＋ＭａｘＳＬＬ）／２、（ＭａｘＳＬＬ（ｘ）＋ＭａｘＳＬＬ（Ｘ＋１））／２などの補正を行った上で、補正後の数値を用いて上記処理を行うことで、急激な輝度変化を抑えてもよい。
【0121】
つまり、変換部１０１は、取得した映像データに含まれるピーク輝度情報および区間ピーク輝度情報を用いて、複数の区間映像のうち連続する２つの区間映像間の輝度変化が急激であるか否かを判定する第３判定を行う。そして、変換部１０１は、第３判定の結果、輝度変化が急激である場合、輝度変化が所定の範囲内に収まるように２つの区間映像のうちの少なくとも一方の輝度のダイナミックレンジを変換する。また、変換部１０１は、第３判定の結果、輝度変化が急激でない場合、２つの区間映像のそれぞれについて、当該区間映像に対応する区間ピーク輝度情報が示す区間ピーク輝度を最大輝度とするダイナミックレンジにおけるＥＯＴＦを第２ＥＯＴＦとした第１変換を行う。このように、連続する区間映像間において急激な輝度変化が発生しているかに応じて処理を切替えるため、映像が急に暗くなったり明るくなったりすることを抑えることができ、映像全体の統一感を損なうことを抑制できる。
【0123】
［２−１．第２の課題］ＨＤＲコンテンツにおける映像の輝度のダイナミックレンジを縮小して、ＨＤＲＴＶに表示させる表示方法には、ＳＤＲコンテンツにおける映像の輝度のダイナミックレンジを変更してＳＤＲＴＶに表示させる場合とは異なり、次のような課題もある。
【0124】
図１５は、視聴環境に明るさに応じてＳＤＲ信号をＳＤＲＴＶで表示させる場合の表示処理の一例を説明するための図である。
【0125】
図４において説明したように、ＳＤＲＴＶでは、ＳＤＲコンテンツのＳＤＲ信号を、ＳＤＲのＥＯＴＦ（ガンマカーブ）を用いて、逆量子化することにより、絶対輝度ではなく相対輝度（コントラスト比）を維持して表示させている。ところで、図１５に示すように、ＳＤＲＴＶに調光素子を設け、調光素子により取得された視聴環境の明るさに応じて、表示部のバックライトの発光強度を動的に変えることにより、ＳＤＲＴＶの視聴環境の明るさに応じて、ＳＤＲコンテンツの暗部と明部とのコントラスト比を保って表示する方法がある。
【0126】
図１５の例では、図１５の（ａ）に示すＳＤＲのＥＯＴＦに対応したＳＤＲコンテンツを、ＳＤＲＴＶに表示させる場合に、視聴環境が暗室であるか明るい室であるかに応じて表示制御を変更している。ＳＤＲＴＶは、表示ピーク輝度がＳＤＲのＥＯＴＦ（ガンマカーブ）の輝度のダイナミックレンジのピーク輝度である１００ｎｉｔを超える輝度（例えば２５０ｎｉｔ）を表示する能力を有する。このようなＳＤＲＴＶにおいて、視聴環境が暗室であると判定されれば、図１５の（ｂ）の（ｂ−１）に示すように、表示させるピーク輝度を１００ｎｉｔに抑えて表示する。一方で、視聴環境が明るい室であると判定されれば、図１５の（ｂ）の（ｂ−２）に示すように表示させるピーク輝度を最大の２５０ｎｉｔに引き延ばして表示する。このように、ＳＤＲＴＶでは、ＳＤＲコンテンツのＳＤＲ信号の映像の輝度が相対輝度によって管理されているため、相対輝度を維持したままＳＤＲＴＶに表示させる映像のピーク輝度を視聴環境の明るさに応じて変更することが容易にできる。
【0127】
ＳＤＲ信号の映像の輝度の相対関係を維持したまま表示させるＳＤＲＴＶだけでなく、撮影した映像の絶対輝度がＰＱカーブで量子化されることにより得られたＨＤＲ信号の映像を表示させるＨＤＲＴＶに対しても、絶対輝度で表示するのではなく、視聴環境の明るさ（暗室、暗い部屋、やや明るい部屋等）に応じて映像の輝度のダイナミックレンジを変更させる表示制御を行うことが求められている。つまり、ＨＤＲＴＶに対しても、ＳＤＲＴＶと同様に、視聴環境の明るさが変わっても、適切なコントラスト比を維持して表示させる表示制御を行うことにより、できるだけ同じようなＨＤＲ効果を視聴者に提供することが求められている。
【0128】
しかしながら、ＨＤＲコンテンツのＨＤＲ映像は、絶対輝度で表示させることが前提でコンテンツ制作者に作成されているため、映像の輝度に相対輝度を維持したまま、映像の輝度を変換する変換方法をＨＤＲ信号の映像にそのまま適用しても、適切な輝度の映像を表示部に表示させることが難しい。
【0129】
また、ＨＤＲコンテンツのＨＤＲ映像の場合は、ピーク輝度が８００〜４０００ｎｉｔ程度まであることが多いため、通常のＨＤＲＴＶのピーク輝度を超えてしまう。このため、視聴環境が暗い場合であっても、ＨＤＲ映像のピーク輝度を表示するために、バックライトの発光強度を最大にする必要があり、バックライトの制御のみでは、視聴環境に応じた対応が困難である。
【0130】
さらに、ＨＤＲのＥＯＴＦ（ＰＱカーブ）の輝度のダイナミックレンジは、０〜１０，０００ｎｉｔであり、ＳＤＲのＥＯＴＦ（ガンマカーブ）の輝度のダイナミックレンジは、０〜１００ｎｉｔであるため、ＨＤＲのＥＯＴＦの方がＳＤＲのＥＯＴＦに比べ輝度のダイナミックレンジが１００倍大きい。また、コンテンツ自体も、ＳＤＲ映像の場合は、０〜１００ｎｉｔをフルに使って表示装置に表示できるが、ＨＤＲ映像の場合は、０〜１０，０００ｎｉｔの輝度のダイナミックレンジを使って表示装置に表示することはまれで、ピーク輝度が８００〜４０００ｎｉｔ程度の映像を表示装置に表示する可能性が高い。つまり、ＳＤＲ映像をＳＤＲＴＶに表示させる場合のように、単純に、ＨＤＲ映像をＨＤＲのＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジのピーク輝度をＨＤＲＴＶの表示ピーク輝度に合わせるようなバックライト制御のみでは対応できない。
【0132】
図１６は、実施の形態２に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。
【0133】
図１６に示すように、表示装置１００ａは、変換部１０１ａと、表示部１０２と、視聴環境光入力部１０３とを備える。なお、表示部１０２は、実施の形態１の表示装置１００の表示部１０２と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【0134】
視聴環境光入力部１０３は、表示装置１００ａが設置されている空間の環境光の強度（つまり、視聴環境の明るさ）を検出し、検出結果を変換部１０１ａに送る。視聴環境光入力部１０３は、例えば、照度センサなどにより実現される。
【0135】
変換部１０１ａは、視聴環境光入力部１０３により検出された環境光の強度に応じて、環境光が明るいか否かを判定する第４判定を行う。そして、変換部１０１ａは、第４判定の結果、環境光が明るい場合、第３ＥＯＴＦとして第７ＥＯＴＦを用いた変換を第１変換として行う。第７ＥＯＴＦは、表示装置の表示ピーク輝度を表示可能輝度として、当該表示可能輝度に合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小されたＥＯＴＦである。また、変換部１０１ａは、第４判定の結果、環境光が暗い場合、第３ＥＯＴＦとして第８ＥＯＴＦを用いた変換を第１変換として行う。第８ＥＯＴＦは、表示装置の表示ピーク輝度から所定の割合だけ下げた輝度似合わせて第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小されたＥＯＴＦである。
【0136】
具体的には、検出した環境光の強度が所定の閾値以下であり、視聴環境が暗いと判定した場合は、表示部１０２のバックライトの発光強度を最大とせずにバックライトの最大の発光強度から例えば２０％下げた発光強度とする。また、検出した環境光の強度が所定の閾値を超えており、視聴環境が明るいと判定した場合、バックライトの発光強度を最大とする。なお、視聴環境が暗いと判定した場合には、表示ピーク輝度から２０％下げた輝度に合わせて第１変換を行い、視聴環境が明るいと判定した場合には、表示ピーク輝度似合わせて第１変換を行う。
【0137】
これにより、絶対輝度で表示させることが前提のＨＤＲ映像をＨＤＲＴＶに表示させる場合であっても、視聴環境の明るさに応じた表示を容易に実現できる。
【0138】
（他の実施の形態）なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の表示方法などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【0139】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）の輝度およびコード値の対応関係を示す第１ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で映像の輝度が定義されている映像データの映像を表示装置に表示する表示方法であって、前記映像データは、前記映像のピーク輝度を示すピーク輝度情報を含み、前記表示方法では、前記映像データを取得し、前記第１ＥＯＴＦの一部分であって、取得した前記映像データに含まれる前記ピーク輝度情報により示される前記ピーク輝度を最大輝度とする輝度範囲の部分である第２ＥＯＴＦに対して、前記第２ＥＯＴＦの輝度の相対関係を維持したまま、前記第２ＥＯＴＦの最大輝度を前記表示装置の表示可能輝度に合わせて前記第２ＥＯＴＦの輝度のダイナミックレンジが縮小された第３ＥＯＴＦのダイナミックレンジに対応する輝度に、前記映像の輝度変換する第１変換を行い、前記第１変換の結果を用いて、前記映像を前記表示装置に表示する表示方法を実行させる。
【0140】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る表示方法および表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本開示は、ＨＤＲに対応した映像データの映像を表示ピーク輝度に合わせた輝度変換を容易に行うことができ、かつ、変換前後での色の変化を抑制できる表示方法、表示装置などとして有用である。
【符号の説明】
【0142】
１００、１００ａ 表示装置１０１、１０１ａ 変換部
１０２ 表示部
１０３ 視聴環境光入力部