特許 6388431 信号変換装置、信号復元装置、およびそれらのプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6388431

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】信号変換装置、信号復元装置、およびそれらのプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 11/20 20060101AFI20180903BHJP

   H04N 1/46 20060101ALI20180903BHJP

   H04N 9/64 20060101ALI20180903BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   H04N11/20

   H04N1/46

   H04N9/64 Z

   G06T1/00 510

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-92007(P2014-92007)

(22)【出願日】2014年4月25日

(65)【公開番号】特開2015-211352(P2015-211352A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2017年2月27日

【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、実施許諾の用意がある。

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(72)【発明者】

【氏名】鹿喰 善明

(72)【発明者】

【氏名】境田 慎一

(72)【発明者】

【氏名】三須 俊枝

【審査官】 秦野 孝一郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０２３８８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−１６９１２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １１／２０

Ｈ０４Ｎ １／４６

Ｈ０４Ｎ ９／６４

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表す第１のフォーマットの映像信号を、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域よりも狭い色域を対象とするフォーマットであって、輝度値と色差値とにより映像を表すフォーマットである第２のフォーマットの映像信号に変換し、
前記第１のフォーマットの映像信号を前記第２のフォーマットの映像信号に変換する際に、前記第１のフォーマットの映像信号のうち、前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を、前記第２のフォーマットの定義域において使用されていない信号値に割り当て、
前記部分であって、連続している部分のうち、少なくとも一部は、前記割り当てによる割り当て先においても連続していることを特徴とする信号変換装置。

【請求項2】

前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を割り当てる信号値は、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域に対応する、前記第２のフォーマットにおける信号域から、少なくとも所定の距離離れていることを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の信号変換装置が行う変換の逆変換を行うことを特徴とする信号復元装置。

【請求項4】

前記逆変換の途中過程の信号であって、第２のフォーマットに対応するフォーマットであり、赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表すフォーマットである第３のフォーマットの信号に対して、前記第３のフォーマットの定義域外部のクリッピングを行うクリッピング部を有することを特徴とする請求項３に記載の信号復元装置。

【請求項5】

コンピュータに、
赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表す第１のフォーマットの映像信号を、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域よりも狭い色域を対象とするフォーマットであって、輝度値と色差値とにより映像を表すフォーマットである第２のフォーマットの映像信号に変換させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、前記第１のフォーマットの映像信号を前記第２のフォーマットの映像信号に変換する際に、前記第１のフォーマットの映像信号のうち、前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を、前記第２のフォーマットにおいて使用されていない信号値に割り当てさせ、
前記部分であって、連続している部分のうち、少なくとも一部は、前記割り当てによる割り当て先においても連続していること
を特徴とするプログラム。

【請求項6】

コンピュータを、
請求項１または請求項２に記載の信号変換装置が行う変換の逆変換を行う信号復元装置として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号変換装置、信号復元装置、およびそれらのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）の表色系としては、非特許文献１で定義されているＲＧＢ表色系（以降、７０９ＲＧＢという）が用いられている。ＲＧＢ表色系は、赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより色を表す。また、非特許文献１には、７０９ＲＧＢから、輝度値と色差値とにより色を表す輝度色差表色系（以降、７０９ＹＣという）への変換方法についても定義されている。７０９ＲＧＢを用いて撮影された映像も、伝送や蓄積の際には、７０９ＹＣによる映像信号に変換される。

【0003】

一方、スーパーハイビジョン（ultra-high definition televisionともいう）の表色系としては、非特許文献２で定義されているＲＧＢ表色系（以降、２０２０ＲＧＢという）が用いられている。２０２０ＲＧＢは、レーザー光源を用いて表示することを想定し、７０９ＲＧＢで表現可能な色域よりも彩度の高い色を表現可能な広色域な表色系となっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】“Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＨＤＴＶ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ”、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ−７０９

【非特許文献2】“Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ”、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ−２０２０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、テレビジョンカメラなどが２０２０ＲＧＢのような広色域に対応し、広色域の映像を作成可能となっても、７０９ＹＣのような狭色域を対象とした映像の伝送や蓄積を行う装置では、広色域の映像を扱えないという問題がある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、狭色域を対象とした映像の伝送、蓄積などを行う装置で、広色域の映像を扱えるようにする信号変換装置、信号復元装置、およびそれらのプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表す第１のフォーマットの映像信号を、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域よりも狭い色域を対象とするフォーマットであって、輝度値と色差値とにより映像を表すフォーマットである第２のフォーマットの映像信号に変換し、前記第１のフォーマットの映像信号を前記第２のフォーマットの映像信号に変換する際に、前記第１のフォーマットの映像信号のうち、前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を、前記第２のフォーマットの定義域において使用されていない信号値に割り当てることを特徴とする信号変換装置である。

【0008】

（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の信号変換装置であって、前記部分であって、連続している部分のうち、少なくとも一部は、前記割り当てによる割り当て先においても連続していることを特徴とする。

【0009】

（３）また、本発明の他の態様は、（１）または（２）に記載の信号変換装置であって、前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を割り当てる信号値は、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域に対応する、前記第２のフォーマットにおける信号域から、少なくとも所定の距離離れていることを特徴とする。

【0010】

（４）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれか一つに記載の信号変換装置が行う変換の逆変換を行うことを特徴とする信号復元装置である。

【0011】

（５）また、本発明の他の態様は、（４）に記載の信号復元装置であって、前記逆変換の途中過程の信号であって、第２のフォーマットに対応するフォーマットであり、赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表すフォーマットである第３のフォーマットの信号に対して、前記第３のフォーマットの定義域外部のクリッピングを行うクリッピング部を有することを特徴とする。

【0012】

（６）また、本発明の他の態様は、コンピュータに、赤色の画素値と、緑色の画素値と、青色の画素値とにより映像を表す第１のフォーマットの映像信号を、前記第１のフォーマットにより表現可能な色域よりも狭い色域を対象とするフォーマットであって、輝度値と色差値とにより映像を表すフォーマットである第２のフォーマットの映像信号に変換させるためのプログラムであって、前記コンピュータが、前記第１のフォーマットの映像信号を前記第２のフォーマットの映像信号に変換する際に、前記第１のフォーマットの映像信号のうち、前記第２のフォーマットにおける定義域を超えている部分の信号値を、前記第２のフォーマットにおいて使用されていない信号値に割り当てさせることを特徴とする。

【0013】

（７）また、本発明の他の態様は、コンピュータを、（１）から（３）のいずれか一項に記載の信号変換装置が行う変換の逆変換を行う信号復元装置として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、狭色域を対象とした映像の伝送、蓄積などを行う装置で、広色域の映像を扱えるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明の一実施形態による映像システム１の構成を示す概略ブロック図である。

【図2】同実施形態による信号変換装置２０の構成を示す概略ブロック図である。

【図3】同実施形態による信号変換装置２１の構成を示す概略ブロック図である。

【図4】同実施形態による７０９ＹＣの定義域と、ＹＣ変換部２０３の変換結果が占める領域とを示すグラフ（その１）である。

【図5】同実施形態による７０９ＹＣの定義域と、ＹＣ変換部２０３の変換結果が占める領域とを示すグラフ（その２）である。

【図6】同実施形態による７０９ＹＣの定義域と、ＹＣ変換部２０３の変換結果が占める領域とを示すグラフ（その３）である。

【図7】同実施形態による定義域外マッピング部２０５が記憶するＬＵＴの生成方法の例を示すフローチャートである。

【図8】同実施形態による定義域外部の移動先の決定方法の例を示す図である。

【図9】同実施形態による領域Ｒから所定の距離の領域Ｒｒの例を示す図である。

【図10】同実施形態による信号復元装置５０の構成を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による映像システム１の構成を示す概略ブロック図である。映像システム１は、広色域カメラ１０、信号変換装置２０、信号変換装置２１、狭色域伝送システム３０、狭色域蓄積装置４０、信号復元装置５０、狭色域表示装置６０、広色域編集装置７０、広色域表示装置８０を含む。

【0017】

広色域カメラ１０は、広色域の映像を撮像するテレビジョンカメラである。広色域カメラ１０は、撮像結果の映像を、２０２０ＲＧＢを用いたフォーマット（第１のフォーマット）の映像信号Ｂ０で出力する。映像信号Ｂ０は、２０２０ＲＧＢを用いたフォーマットの信号であるので、広色域の映像信号である。また、映像信号Ｂ０は、アナログ信号である。

【0018】

信号変換装置２０は、映像信号Ｂ０を、７０９ＹＣを用いたフォーマット（第２のフォーマット）の映像信号Ｔ０に変換する。信号変換装置２０は、２０２０ＲＧＢを７０９ＹＣに変換する際に、２０２０ＲＧＢのうち、７０９ＹＣにおける定義域を超えている部分の信号値を、７０９ＹＣにおいて２０２０ＲＧＢにより使用されていない信号値に割り当てる。これにより、映像信号Ｔ０は、７０９ＹＣを用いたフォーマットであるので、２０２０ＲＧＢにより表現可能な色域よりも色域の狭い狭色域の映像信号であるが、広色域の情報を失わずに保持している。また、映像信号Ｔ０は、デジタル信号である。

【0019】

狭色域伝送システム３０は、映像信号Ｔ０を伝送する。例えば、狭色域伝送システム３０は、ロケ地から放送局まで映像信号を伝送する。狭色域蓄積装置４０は、映像信号Ｔ０など、入力された映像信号を蓄積する。信号復元装置５０は、狭色域蓄積装置４０が蓄積している映像信号を、映像信号Ｔ１として読出し、２０２０ＲＧＢを用いたフォーマットの映像信号Ｂ１に変換する。また、信号復元装置５０は、映像信号Ｔ１を、７０９ＲＧＢを用いたフォーマット（第３のフォーマット）の映像信号Ｎに変換する。

【0020】

狭色域表示装置６０は、７０９ＲＧＢに対応した表示装置であり、映像信号Ｎが表す映像を表示する。広色域編集装置７０は、２０２０ＲＧＢに対応した映像編集装置であり、映像信号Ｂ１が表す映像を編集し、編集結果の映像を表す映像信号Ｂ２を生成する。なお、映像信号Ｂ２は、２０２０ＲＧＢを用いたフォーマットの映像信号である。

【0021】

広色域表示装置８０は、２０２０ＲＧＢに対応した表示装置であり、映像信号Ｂ１が表す映像を表示する。信号変換装置２１は、信号変換装置２０と同様に、映像信号Ｂ２を、第２のフォーマットの映像信号に変換し、変換結果の映像信号を狭色域蓄積装置４０に蓄積させる。ただし、映像信号Ｂ２は、デジタル信号である。

【0022】

図２は、信号変換装置２０の構成を示す概略ブロック図である。信号変換装置２０は、入力部２００、ＸＹＺ変換部２０１、７０９ＲＧＢ変換部２０２、ＹＣ変換部２０３、量子化部２０４、定義域外マッピング部２０５、出力部２０６を含む。入力部２００は、２０２０ＲＧＢで表されている映像信号Ｂ０を取得する。ＸＹＺ変換部２０１は、入力部２００が取得した映像信号Ｂ０の各画素値を、ＸＹＺ表色系に変換する。変換方法として、例えば、映像信号Ｂ０の赤色、緑色、青色、それぞれの画素値に逆ガンマ処理を行った値を要素とするベクトルに、下記行列Ｔ_７０９を乗じることで、Ｘ、Ｙ、Ｚを要素とするベクトルに変換する方法が用いられる。なお、逆ガンマ処理は、いわゆるガンマ処理（非線形伝達関数（Non-linear transfer function）ともいう）の逆処理である。ＸＹＺ変換部２０１は、２０２０ＲＧＢで用いられているガンマ処理の逆処理を、逆ガンマ処理として行う。

【0023】

【数1】

【0024】

７０９ＲＧＢ変換部２０２は、ＸＹＺ変換部２０１によりＸＹＺ表色系に変換された各画素値を、７０９ＲＧＢに変換する。７０９ＲＧＢ変換部２０２は、画素値が７０９ＲＧＢの定義域を超えていても、定義域内の場合と同様の変換を行う。変換方法として、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚを要素とするベクトルに、下記行列Ｔ_２０２０の逆行列を乗じて得られるベクトルの要素各々にガンマ処理を行うことで、赤色、緑色、青色、それぞれの画素値を要素とするベクトルに変換する方法が用いられる。なお、７０９ＲＧＢ変換部２０２は、７０９ＲＧＢで用いられているガンマ処理を行う。

【0025】

【数2】

【0026】

ＹＣ変換部２０３は、７０９ＲＧＢ変換部２０２により変換された各画素値を、輝度値Ｙと、色差値Ｃｂ、Ｃｒとに変換する。なお、色差値Ｃｂは、青色の色差に関する色差値であり、色差値Ｃｒは、赤色の色差に関する色差値である。変換方法として、ＹＣ変換部２０３は、画素値が７０９ＲＧＢの定義域を超えていても、定義域内の場合と同様の変換を行う。変換方法として、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９に記載されている方法が用いられる。例えば、ＹＣ変換部２０３は、以下に示す式（１）を用いて変換する。

【0027】

【数3】

【0028】

量子化部２０４は、ＹＣ変換部２０３の変換によって得られた輝度値Ｙ、色差値Ｃｂ、Ｃｒを量子化（デジタル化）する。定義域外マッピング部２０５は、量子化部２０４によって量子化された各画素の輝度値Ｙ、色差値Ｃｂ、Ｃｒのうち、７０９ＹＣの定義域外となっている画素のものを、予め記憶しているＬＵＴ（Look Up Table）を用いて、７０９ＹＣの定義域内に変換する。定義域外マッピング部２０５は、７０９ＹＣの定義域内となっている画素のものは、そのままとする。なお、定義域外マッピング部２０５は、｜Ｃｂ｜＞０．５、または、｜Ｃｒ｜＞０．５のときに、７０９ＹＣの定義域外と判定する。出力部２０６は、定義域外マッピング部２０５による処理結果を、映像信号Ｔとして出力する。

【0029】

図３は、信号変換装置２１の構成を示す概略ブロック図である。信号変換装置２１は、入力部２００ａ、ＸＹＺ変換部２０１ａ、７０９ＲＧＢ変換部２０２ａ、ＹＣ変換部２０３ａ、定義域外マッピング部２０５、出力部２０６を含む。入力部２００ａは、映像信号Ｂ２を取得する。ＸＹＺ変換部２０１ａは、入力部２００ａが取得した映像信号Ｂ２に対して、図２のＸＹＺ変換部２０１と同様の変換を行うが、対象の信号がデジタル信号である点がＸＹＺ変換部２０１と異なる。７０９ＲＧＢ変換部２０２ａは、ＸＹＺ変換部２０１ａの変換結果に対して、図２の７０９ＲＧＢ変換部２０２と同様の変換を行うが、対象の信号がデジタル信号である点が７０９ＲＧＢ変換部２０２と異なる。

【0030】

ＹＣ変換部２０３ａは、７０９変換部２０２ａの変換結果に対して、図２のＹＣ変換部２０３と同様の変換を行うが、対象の信号がデジタル信号である点がＹＣ変換部２０３と異なる。定義域外マッピング部２０５は、図２の定義域外マッピング部２０５と同様である。出力部２０６は、定義域外マッピング部２０５の処理結果を、映像信号Ｔ２として出力する。

【0031】

図４、図５、図６は、７０９ＹＣの定義域と、ＹＣ変換部２０３の変換結果が占める領域とを示すグラフである。図４は、輝度値Ｙ、青色の色差値Ｃｂ、赤色の色差値Ｃｒの３つの軸を有する。図５は、図４の、輝度値Ｙと赤色の色差値Ｃｒとの平面への正射影である。図６は、図４の、輝度値Ｙと青色の色差値Ｃｂとの平面への正射影である。

【0032】

図４から図６において、領域Ｄは、７０９ＹＣの定義域である。７０９ＹＣにおいて、輝度値Ｙの定義域は、０．０から１．０であり、色差値Ｃｂ、Ｃｒの定義域は、ともに−０．５から０．５である。領域Ｄは、各辺の長さが１．０の立方体である。

【0033】

また、図４から図６において、領域Ｒは、ＹＣ変換部２０３およびＹＣ変換部２０３ａの変換結果が取り得る領域である。すなわち、２０２０ＲＧＢにより表現可能な色域に対応する７０９ＹＣおける信号域である。なお、図４から図６では、２０２０ＲＧＢおよび７０９ＲＧＢにおいてγ＝１．０である場合を示した。γが１．０でないときは、領域Ｒの頂点の位置はγが１．０のときと同じであるが、各辺は直線とならない。

【0034】

領域Ｒの８つの頂点Ｒ１からＲ８の座標（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）は、それぞれＲ１（０，０，０）、Ｒ２（０．６８，−０．４２，−０．８０）、Ｒ３（０．７４，０．１５，−０．８９）、Ｒ４（０．０６，０．５７，−０．０８）、Ｒ５（０．９４，−０．５７、０．０８）、Ｒ６（０．２６，−０．１５，０．８９）、Ｒ７（０．３２，０．４２，０．８０）、Ｒ８（１．００，０．００，０．００）である。

【0035】

これらから、辺Ｒ１Ｒ２の長さは、１．１３であり、辺Ｒ２Ｒ３の長さは、０．５８であり、辺Ｒ３Ｒ４の長さは、１．１３であり、辺Ｒ１Ｒ４の長さは、０．５８である。すなわち、四角形Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４は、底辺の長さ１．１３であり、斜辺の長さが０．５８の平行四辺形であり、その面積は１．１３×０．５８＝０．６６よりも小さい。また、辺Ｒ５Ｒ６の長さは、１．１４であり、辺Ｒ６Ｒ７の長さは、０．５８であり、辺Ｒ７Ｒ８の長さは、１．１３であり、辺Ｒ８Ｒ５の長さは、０．５８である。すなわち、四角形Ｒ５Ｒ６Ｒ７Ｒ８の面積は、底辺の長さが１．１４、斜辺の長さが０．５８の平行四辺形よりも小さい。すなわち、四角形Ｒ５Ｒ６Ｒ７Ｒ８の面積は、１．１４×０．５８＝０．６６よりも小さい。

【0036】

また、辺Ｒ１Ｒ６、辺Ｒ２Ｒ５、辺Ｒ３Ｒ８、辺Ｒ４Ｒ７の長さは、全て０．９４であるので、四角形Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４と、四角形Ｒ５Ｒ６Ｒ７Ｒ８との距離は、０．９４よりも短い。これらから、領域Ｒの体積は、０．６６×０９４＝０．６２よりも小さい。上述したように、領域Ｄの体積は１．０であるので、領域Ｒの体積は、領域Ｄの体積よりも小さい。したがって、領域Ｒ内の各点を、領域Ｄのいずれかの点にマッピングするＬＵＴを作成することは可能である。

【0037】

ＹＣ変換部２０３およびＹＣ変換部２０３ａの変換結果は、２０２０ＲＧＢをＸＹＺ表色系に変換した後、７０９ＲＧＢに変換し、さらに７０９ＹＣに変換した結果である。すなわち、この変換結果は、元は２０２０ＲＧＢで表されていたため、７０９ＹＣの定義域外となる部分がある。また、上述したように、２０２０ＲＧＢをいったんＸＹＸ表色系に変換しているため、元の画素値が表す色が７０９ＲＧＢの色域に含まれているときの変換結果は、その色を７０９ＹＣで表したときの値となっている。

【0038】

定義域外マッピング部２０５が予め記憶するＬＵＴは、変換結果の領域Ｒのうち、定義域Ｄの外側にある部分を、定義域Ｄ内にマッピングしている。このＬＵＴは、領域Ｒにおける点間の距離と、これらの点のマッピング結果での距離とが出来るだけ変化しないようになっていることが望ましい。これにより、信号変換装置２０、２１による変換結果に対して、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などの符号化と、復号とを行ったときの色の変化を抑えることができる。

【0039】

領域Ｒにおける点間の距離と、これらの点のマッピング結果での距離とが変わってしまう点を少なくするには、領域Ｒのうち、定義域Ｄの外側にある部分を、出来るだけ分割せずに、そのまま、定義域Ｄ内にマッピングする。

【0040】

図７は、定義域外マッピング部２０５が記憶するＬＵＴの生成方法の例を示すフローチャートである。まず、領域Ｒのうち定義域Ｄの外側にある各部分（以降、各部分を定義域外部という）のうち、最も体積の大きいものを選択する（Ｓ１）。なお、領域Ｒの定義域Ｄの外側にある部分のうち、連続した部分を、一つの定義域外部とする。次に、選択した当該定義域外部の複数の移動先候補を作成する（Ｓ２）。複数の移動先候補は、例えば、定義域Ｄ内のＹ、Ｃｂ、Ｃｒ各々の方向について、所定の間隔毎の点である。移動先候補には、点だけでなく、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ軸各々の向きなど、当該定義域外部の向きも含んでよい。なお、例えばＹ軸の負の向きは、定義域外部を、ＣｂＣｒ平面に面対象に移動させた向きであり、Ｙ軸の正の向きは、面対象に移動させていない向きである。なお、向きとして、各軸回りの回転を含めてもよい。

【0041】

次に、ステップＳ２にて生成された移動先候補で、当該定義域外部について未選択なものの中から一つを選択する（Ｓ３）。次に、ステップＳ３にて選択した移動先候補に重心が来るように当該定義域外部を移動させたときに、当該定義域外部のうち定義域Ｄの未使用領域に含まれる体積を算出する（Ｓ４）。ここで未使用領域とは、定義域Ｄのうち、領域Ｒに含まれず、かつ、いずれの定義域外部もマッピングされていない領域である。次に、ステップＳａ３にて全ての移動先候補を選択済みであるか否かを判定する（Ｓ５）。全ての移動先候補を選択済みでないときは（Ｓ５−Ｎｏ）、ステップＳ３に戻る。全ての移動先を選択済みであるときは（Ｓ５−Ｙｅｓ）、ステップＳ４で算出した体積が最大となったときの移動先候補をマッピング先として、ＬＵＴを作成する（Ｓ６）。これにより、選択した当該定義域外部の全部分のマッピングが完了していないとき（Ｓ７−Ｎｏ）、すなわち、当該定義域外部の一部が移動先候補において未使用領域の外にあるときは、未だマッピングしていない部分、すなわち未使用領域の外にある部分を定義域外部の一つとし（Ｓ９）、ステップＳ１に戻る。

【0042】

一方、ステップＳ６にて選択した移動先候補で当該定義域外部の全部分のマッピングが完了しているときは（Ｓ７−Ｙｅｓ）、全ての定義域外部のマッピングが完了しているか判定する（Ｓ８）。マッピングが完了していない定義域外部があるときは（Ｓ８−Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、全ての定義域外部のマッピングが完了しているときは（Ｓ８−Ｙｅｓ）、終了する。

【0043】

なお、ステップＳ６において選択した移動先候補において、未使用領域に含まれている部分内では、マッピング前における点間の距離と、マッピング後における点間の距離とが変化しない。そこで、ステップＳ６では、未使用領域に含まれる体積が最大となったときの移動先候補を選択してＬＵＴを作成することで、マッピング前における点間の距離と、マッピング後における点間の距離とが変化してしまう点を出来るだけ減らしている。すなわち、マッピング前における点間の距離と、マッピング後における点間の距離とが、出来るだけ変化しないようにしている。

【0044】

図７では、定義域外部の移動先を、総当たりで探索し、未使用領域と重複する体積が最大となる移動先を選択したが、図８に示す方法で移動先を決定してもよい。図８に示す方法では、定義域外部を、定義域外部が定義域Ｄと接している面の一辺を軸として、線対称な位置に移動する。例えば、定義域外部Ｒａを、線対称な位置Ｒｂに移動する。そして、移動先において、定義域Ｄの外部となっている部分Ｒｃを、部分Ｒｃが定義域Ｄと接している面の一辺を軸として、線対称な位置Ｒｄに移動する。図８では、位置Ｒｄに移動した時点で、定義域Ｄの外部となっている部分が無くなっているが、無くならないときは、さらに同様に移動させる。

【0045】

また、図７、図８に示す方法において、未使用領域のうち、領域Ｒから所定の距離の領域Ｒｒ、および、定義域外部をマッピングした領域から所定の距離の領域をマッピング先にしないようにしてもよい。図９は、領域Ｒから所定の距離の領域Ｒｒの例を示す図である。このようにすることで、領域Ｒと、定義域外部各々をマッピングした領域とは、互いい所定の距離以上離れることになる。このため、ＭＰＥＧなどの符号化と、復号とを行い、画素値が小量変化したときに、画素値が領域Ｒ内だった画素の画素値が、定義域外部をマッピングした領域に移動するなどして、その画素の色が大きく変化してしまうのを、抑えることができる。

【0046】

図１０は、信号復元装置５０の構成を示す概略ブロック図である。信号復元装置５０は、入力部５００、逆マッピング部５０１、７０９ＲＧＢ変換部５０２、ＸＹＺ変換部５０３、２０２０ＲＧＢ変換部５０４、出力部５０５、クリッピング部５０６、出力部５０７を含む。入力部５００は、映像信号Ｂ０を取得する。逆マッピング部５０１は、定義域外マッピング部２０５と逆の変換を、入力部５００が取得した映像信号Ｂ０に対して行う。これにより、定義域Ｄ内に収まっていた画素値が、領域Ｒ内に収まるようになる。

【0047】

逆マッピング部５０１は、例えば、定義域外マッピング部２０５と逆の変換を行うＬＵＴを予め記憶しており、このＬＵＴを用いて変換を行う。逆マッピング部５０１は、例えば、このＬＵＴによる変換を行わずに、７０９ＲＧＢ変換部５０２から２０２０ＲＧＢ変換部５０４までと同様の処理した結果の画素値が、２０２０ＲＧＢの定義域を超えているか否かで、定義域外からマッピングされたか画素か否かの判定をする。そして、定義域外からマッピングされたか画素についてのみ、このＬＵＴを用いた変換を行う。なお、逆マッピング部５０１は、この判定を行わず、このＬＵＴは、領域Ｒのうち、定義域Ｄ内の画素値については、変換前後で画素値が変わらないようになっていてもよい。

【0048】

７０９ＲＧＢ変換部５０２は、逆マッピング部５０１の変換結果に対して、ＹＣ変換部２０３と逆の変換をする。これにより、輝度値Ｙ、色差値Ｃｂ、Ｃｒで表されていた各画素の色が、７０９ＲＧＢを基準とした赤色の画素値、緑色の画素値、青色の画素値により表されるようになる。ＸＹＺ変換部５０３は、７０９ＲＧＢ変換部５０２の変換結果に対して、７０９ＲＧＢ変換部２０２と逆の変換をする。これにより、７０９ＲＧＢを基準とした赤色の画素値、緑色の画素値、青色の画素値により表されていた各画素の色が、ＸＹＺ表色系で表されるようになる。

【0049】

２０２０ＲＧＢ変換部５０４は、ＸＹＺ変換部５０３の変換結果に対して、ＸＹＺ変換部２０１と逆の変換をし、映像信号Ｂ１を得る。これにより、ＸＹＺ表色系で表されていた各画素の色が、２０２０ＲＧＢにより表されるようになる。出力部５０５は、映像信号Ｂ１を出力する。クリッピング部５０６は、７０９変換部５０２の変換結果に対して、定義域Ｄ外となっている画素値をクリッピングし、映像信号Ｎを得る。具体的には、クリッピング部５０６は、７０９変換部５０２の変換結果の画素値を、７０９ＲＧＢの定義域に収まるようにクリッピングする。出力部５０７は、映像信号Ｎを出力する。

【0050】

なお、信号変換装置２０、２１では、２０２０ＲＧＢからＸＹＺ表色系に変換した後、７０９ＲＧＢに変換し、さらに７０９ＹＣに変換し、定義域外をマッピングするというように、４段階の変換をしているが、これらのうち、２つを合成した変換を用いて、３段階の変換をしてもよいし、これらのうち、３つを合成した変換を用いて、２段階の変換をしてもよいし、これら全てを合成した変換を用いて、１段階の変換をしてもよい。信号復元装置５０も同様である。なお、ガンマ処理および逆ガンマ処理は、非線形演算であるため、合成した変換にこれらの処理が含まれる場合は、合成した変換は、例えば、ＬＵＴなどを用いて行う。
また、上述の実施形態において、広色域の映像信号として２０２０ＲＧＢ、狭色域の映像信号として７０９ＹＣを挙げたが、これらに限定されない。

【0051】

このように、信号変換装置２０、２１は、２０２０ＲＧＢの映像信号を７０９ＹＣの映像信号に変換する際に、２０２０ＲＧＢの映像信号のうち、７０９ＹＣにおける定義域を超えている部分の信号値を、７０９ＹＣにおいて使用されていない信号値に割り当てる。
これにより、７０９ＹＣ（狭色域）を対象とした映像の伝送、蓄積などを行う装置で、広色域（２０２０ＲＧＢ）の映像を扱うことができる。

【0052】

さらに、２０２０ＲＧＢの映像信号において表す色が、７０９ＲＧＢの色域に含まれているときの変換結果は、その色を７０９ＹＣで表したときの輝度値と色差値とになっている。
これにより、信号変換装置２０、２１による変換結果は、画素値の１ビットが表す色の変化の幅が、２０２０ＲＧＢにおける変化の幅と同様になっているので、変換による情報の劣化を抑えることができる。また、元の映像信号において表す色が７０９ＲＧＢの色域に含まれている画素については、信号変換装置２０、２１による変換結果を狭色域の表示装置に入力したときに、元の映像信号において表す色で表示される。

【0053】

さらに、７０９ＹＣにおける定義域を超えている部分の信号値を割り当てる信号値は、７０９ＲＧＢの色域に含まれている色を表す信号値から、少なくとも所定の距離離れている。
これにより、信号変換装置２０、２１による変換結果に対して、ＭＰＥＧなどの符号化と復号とを行ったときに、色が大きく変化してしまうことを抑えることができる。

【0054】

また、信号復元装置５０は、信号変換装置２０、２１が行う変換の逆変換を行う。
これにより、信号変換装置２０、２１による変換結果を、伝送、蓄積などした後でも、２０２０ＲＧＢの映像信号に戻すことができる。

【0055】

さらに、信号復元装置５０は、この逆変換の途中過程の信号であって、７０９ＲＧＢの映像信号に対して、７０９ＲＧＢの定義域外部のクリッピングを行うクリッピング部５０６を有する。
これにより、信号変換装置２０、２１による変換結果を、伝送、蓄積などした後に、７０９ＲＧＢの映像信号とすることができる。

【0056】

また、図１における信号変換装置２０、２１、信号復元装置５０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、これらの装置を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0057】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

【0058】

また、上述した図１における信号変換装置２０、２１、信号復元装置５０の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。ハイブリッド、モノリシックのいずれでも良い。一部は、ハードウェアにより、一部はソフトウェアにより機能を実現させても良い。
また、半導体技術の進歩により、ＬＳＩに代替する集積回路化等の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

【0059】

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１…映像システム
１０…広色域カメラ
２０、２１…信号変換装置
３０…狭色域伝送システム
４０…狭色域蓄積装置
５０…信号復元装置
６０…狭色域表示装置
７０…広色域編集装置
８０…広色域表示装置
２００、２００ａ…入力部
２０１、２０１ａ…ＸＹＺ変換部
２０２、２０２ａ…７０９ＲＧＢ変換部
２０３、２０３ａ…ＹＣ変換部
２０４…量子化部
２０５…定義域外マッピング部
２０６…出力部
５００…入力部
５０１…逆マッピング部
５０２…７０９ＲＧＢ変換部
５０３…ＸＹＺ変換部
５０４…２０２０ＲＧＢ変換部
５０５…出力部
５０６…クリッピング部
５０７…出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】