特許 6750210 表示信号処理システム、処理装置、表示信号生成装置、処理方法、及び表示信号生成方法

(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】6750210

(24)【登録日】2020年8月17日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】表示信号処理システム、処理装置、表示信号生成装置、処理方法、及び表示信号生成方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 21/436 20110101AFI20200824BHJP

   H04N 21/431 20110101ALI20200824BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   H04N21/436

   H04N21/431

   G09G3/20 650M

   G09G3/20 650B

【請求項の数】13

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-235421(P2015-235421)

(22)【出願日】2015年12月2日

(65)【公開番号】特開2016-149753(P2016-149753A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2018年11月12日

(31)【優先権主張番号】特願2015-23827(P2015-23827)

(32)【優先日】2015年2月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】中越 亮佑

【審査官】 後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／２０３８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０９１４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９９２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ２１／００−２１／８５８

Ｇ０９Ｇ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像信号を処理して伝送信号を生成する処理装置と、
前記伝送信号を伝送するインターフェース部と、
前記伝送信号に基づいて表示信号を生成する表示信号生成装置と、
を含み、
前記処理装置は、
前記映像信号の階調を間引くことで低ビット映像データを生成する変換部と、
前記間引いた階調の情報を元に付加データを生成する付加データ算出部と、
前記低ビット映像データと前記付加データとを含み、前記インターフェース部に対応した前記伝送信号を生成するマッピング部と
を備え、
前記表示信号生成装置は、
前記伝送信号を元に前記低ビット映像データにおける間引かれた階調の少なくとも一部を復元して表示信号を生成する処理部
を備え、
前記付加データ算出部は、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値よりも小さいときには、差分値の前記付加データを生成し、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値以上のときには、ゲイン値の前記付加データを生成することを特徴とする表示信号処理システム。

【請求項2】

前記インターフェース部が、
前記低ビット映像データを含む第１の伝送データを伝送する第１のインターフェースと、
前記付加データを含む第２の伝送データを伝送する第２のインターフェースと
を備えている請求項１に記載の表示信号処理システム。

【請求項3】

前記インターフェース部のインターフェースが、左画像と右画像とを合成することで生成される３次元画像を伝送可能であり、
前記低ビット映像データが左画像及び右画像の一方に割り当てられ、前記付加データが左画像及び右画像の他方に割り当てられて伝送される請求項１に記載の表示信号処理システム。

【請求項4】

前記インターフェース部のインターフェースが前記映像信号の解像度よりも高い高解像度画像を伝送可能であり、
前記低ビット映像データと前記付加データを高解像度画像の異なる画素アドレスに分散させて伝送する請求項１に記載の表示信号処理システム。

【請求項5】

前記差分値が、前記映像信号と前記低ビット映像データとの圧縮比率よりも小さい値であり、
前記ゲイン値が、前記圧縮比率よりも大きい値である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示信号処理システム。

【請求項6】

映像信号の階調を間引くことで低ビット映像データを生成する変換部と、
前記間引いた階調の情報を元に付加データを生成する付加データ算出部と、
前記低ビット映像データと前記付加データとを含み、インターフェース部に対応した伝送信号を生成するマッピング部と
を備え、
前記付加データ算出部は、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値よりも小さいときには差分値の前記付加データを生成し、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値以上のときにはゲイン値の前記付加データを生成することを特徴とする処理装置。

【請求項7】

前記差分値が、前記映像信号と前記低ビット映像データとの圧縮比率よりも小さい値であり、
前記ゲイン値が、前記圧縮比率よりも大きい値である、請求項６に記載の処理装置。

【請求項8】

外部から入力される、所定の圧縮比率で階調が間引かれた映像データと、前記間引かれた階調に関する情報を含んだ付加データとに基づき、前記映像データの間引かれた階調の少なくとも一部を復元して表示信号を生成する処理部を備え、
前記処理部は、
前記付加データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値を前記圧縮比率で除算した基準値よりも小さいときは前記階調が間引かれた映像データに付加データを加え、前記基準値以上のときには前記付加データを前記基準値で除算して前記付加データのビット幅の最大値をかけることで、前記表示信号を生成することを特徴とする表示信号生成装置。

【請求項9】

映像信号の階調を間引くことで低ビット映像データを生成し、
前記間引いた階調の情報を元に付加データを生成し、
前記低ビット映像データと前記付加データとを含み、インターフェース部に対応した伝送信号を生成し、
前記伝送信号を元に前記低ビット映像データにおける間引かれた階調の少なくとも一部を復元して表示信号を生成し、
前記付加データの生成において、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値よりも小さいときには差分値の前記付加データを生成し、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値以上のときにはゲイン値の前記付加データを生成することを特徴とする表示信号処理方法。

【請求項10】

前記差分値が、前記映像信号と前記低ビット映像データとの圧縮比率よりも小さい値であり、
前記ゲイン値が、前記圧縮比率よりも大きい値である、請求項９に記載の表示信号処理方法。

【請求項11】

映像信号の階調を間引くことで低ビット映像データを生成し、
前記間引いた階調の情報を元に付加データを生成し、
前記低ビット映像データと前記付加データとを含み、インターフェース部に対応した伝送信号を生成し、
前記付加データの生成において、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値よりも小さいときには差分値の前記付加データを生成し、
前記低ビット映像データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値以上のときにはゲイン値の前記付加データを生成することを特徴とする処理方法。

【請求項12】

前記差分値が、前記映像信号と前記低ビット映像データとの圧縮比率よりも小さい値であり、
前記ゲイン値が、前記圧縮比率よりも大きい値である、請求項１１に記載の処理方法。

【請求項13】

外部から入力される、所定の圧縮比率で階調が間引かれた映像データと、前記間引かれた階調に関する情報を含んだ付加データとに基づき、前記映像データの間引かれた階調の少なくとも一部を復元して表示信号を生成し、
前記表示信号の生成において、
前記付加データのデータ値が前記付加データのビット幅の最大値を前記圧縮比率で除算した基準値よりも小さいときは前記階調が間引かれた映像データに付加データを加え、前記基準値以上のときには前記付加データを前記基準値で除算して前記付加データのビット幅の最大値をかけることで、前記表示信号を生成することを特徴とする表示信号生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示システム、処理装置、表示装置、処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高ダイナミックレンジ（HDR: High Dynamic Range）映像を表示する表示装置が開発されている。なお、ダイナミックレンジとは、最も明るい箇所と最も暗い箇所との比である。通常の液晶ディスプレイでは、輝度が１００ｃｄ／ｍ^２、ダイナミックレンジ（コントラスト比）が１０００：１程度であるところ、ＨＤＲディスプレイでは例えば、輝度が１０００ｃｄ／ｍ２、ダイナミックレンジが５００００：１となる。

【0003】

そのため、通常の表示システムでは、ＲＧＢそれぞれ８ビット（２５６階調）であるところ、ＨＤＲ映像表示システムでは、８ビットよりも高ビットの映像データを取り扱う必要がある。５００００：１のレンジを２５６階調で表現するには、階調不足となるためである。例えば、ＨＤＲカメラの映像やOpen-EXR等のＣＧ（Computer Graphics）映像では、１６ビットや３２ビット等の映像データを取り扱う必要が生じる。

【0004】

このようなＨＤＲ映像を表示するためには、ＨＤＲ対応のディスプレイ（表示装置）が必要となる。さらに、ＨＤＲ対応のディスプレイに高ビットの映像データを伝送する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２６６６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、パソコンやカメラ等からディスプレイにデータを伝送する場合、入出力インターフェースが制限される。例えば、通常のパソコンでは、ＨＤＭＩ（登録商標）（High Definition Multimedia Interface）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）等の汎用インターフェースでデータをディスプレイに伝送している。しかしながら、汎用インターフェースを用いた場合、インターフェースの規格よりも高いビット数のデータを伝送することができないという問題点がある。

【0007】

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、汎用性の高い表示システム、表示装置、処理装置、方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様にかかる表示システムは、高ビット映像データに基づいて、前記高ビット映像データの階調ビット数よりも小さいビット数の低ビット映像データを含む伝送データを生成する処理装置と、前記伝送データを伝送するインターフェース部と、前記インターフェース部を介して伝送された前記伝送データに基づいて表示信号を生成し、前記表示信号に基づいて映像を表示する表示装置と、を備え、前記処理装置は、前記高ビット映像データから、前記低ビット映像データ、及び前記低ビット映像データに付加される付加データを生成するものである。

【0009】

本発明の一態様にかかる処理装置は、高ビット映像データに基づいて、前記高ビット映像データの階調ビット数よりも小さいビット数の低ビット映像データと、前記低ビット映像データに付加される付加データを生成するエンコーダと、前記付加データ、及び前記低ビット映像データを伝送するインターフェース部と、を備えたものである。

【0010】

本発明の一態様にかかる表示装置は、高ビット映像データを上位ビット側のデータと、下位ビット側のデータに分割する処理部と、複数の画素を有し、前記下位ビット側のデータに基づく表示信号によって各画素を駆動する表示素子と、前記上位ビット側のデータに基づく制御信号によって、輝度を調整する輝度調整部と、を備えたものである。

【0011】

本発明の一態様にかかる表示方法は、処理装置が、高ビット映像データに基づいて、前記高ビット映像データの階調ビット数よりも小さいビット数の低ビット映像データを含む伝送データを生成するステップと、インターフェース部を介して前記伝送データを表示装置に伝送するステップと、前記表示装置が前記インターフェース部を介して伝送された前記伝送データに基づいて表示信号を生成し、前記表示信号に基づいて映像を表示するステップと、を備え、前記処理装置は、前記高ビット映像データから、前記低ビット映像データ、及び前記低ビット映像データに付加される付加データを生成するものである。

【0012】

本発明の一態様にかかるプログラムは、高ビット映像データに基づいて、前記高ビット映像データの階調ビット数よりも小さいビット数の低ビット映像データと、前記低ビット映像データに付加される付加データを生成するステップと、前記付加データ、及び前記低ビット映像データを伝送データとしてインターフェース部から出力させるステップとを、コンピュータに対して実行させるものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、汎用性の高い表示システム、表示装置、処理装置、表示方法、及びプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ＨＤＲ対応の表示システムの全体構成を示す図である。

【図2】表示システムの構成を模式的に示すブロック図である。

【図3】処理装置のデコーダの構成を示すブロック図である。

【図4】ＨＤＲ映像データからＳＤＲ映像データへのデコード処理を説明するための図である。

【図5】マッピング部とインターフェース部での処理を示す図である。

【図6】表示装置の構成を示すブロック図である。

【図7】パラメータ算出部での処理を説明するための図である。

【図8】ＳＤＲ用表示装置を用いた場合のマッピング部とインターフェース部での処理を示す図である。

【図9】映像ファイルとして、open EXRデータファイルを用いた場合の処理を説明するための図である。

【図10】ＣＧデータを用いた場合におけるＨＤＲ変換処理の一例を示す図である。

【図11】ＣＧデータを用いた場合におけるＨＤＲ変換処理の他の一例を示す図である。

【図12】ＣＧデータを用いた場合におけるＨＤＲ変換処理の他の一例を示す図である。

【図13】３Ｄ画像フォーマットにマッピングする場合の処理を説明する図である。

【図14】高解像度画像フォーマットにマッピングする場合の処理を説明する図である。

【図15】ダイナミック制御１を行う表示装置の構成を示すブロック図である。

【図16】制御信号の値と絞りの開口率とを示す表である。

【図17】ＨＤＲ映像データＳの輝度値と明るさを示すグラフである。

【図18】ＬＵＴを用いてＨＤＲ映像データＳから制御信号及び表示信号を生成する制御を示す制御ブロック図である。

【図19】ダイナミック制御２を行う表示システムの全体構成を示す図である。

【図20】ダイナミック制御２を行う表示システムの制御構成を示す制御ブロック図である。

【図21】プロジェクタ１０、投射部１１、液晶パネル１５のガンマ特性の一例を説明するための図である。

【図22】プロジェクタ１０、投射部１１、液晶パネル１５のガンマ特性の別の例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〈ＨＤＲディスプレイ〉
本実施の形態にかかる表示システムは、ＨＤＲの映像を表示する表示システムである。図１に、表示システムの全体構成を示す。表示システムは、プロジェクタ１０と、インターフェース部３０と、処理装置４０とを備えている。

【0016】

プロジェクタ１０は、ＨＤＲ対応のディスプレイ（表示装置）であり、動画又は静止画の映像を表示する。例えば、プロジェクタ１０は、１６ビットのＲＧＢの表示信号に基づいて、映像を表示する。すなわち、プロジェクタ１０のＲＧＢの各画素では、０〜６５５３５の階調表示が行われる。なお、以下の説明において、データ、又は信号のビット数は、ＲＧＢの各画素の階調値を示す値となる。

【0017】

プロジェクタ１０は、背面投射型のプロジェクタ（リアプロジェクタ）であり、投射部１１と、投射レンズ１２と、ミラー１３と、スクリーン１４とを備えている。なお、本実施の形態では、ＨＤＲ対応のディスプレイが背面投射型のプロジェクタ１０であるとして説明するが、反射型のプロジェクタ、あるいは、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescent）ディスプレイなどの他のディスプレイ（表示装置）であってもよい。

【0018】

投射部１１は、スクリーン１４上に映像を投射するため、表示信号に基づいて投射光を生成する。例えば、投射部１１は、光源、及び空間変調器を備えている。光源は、ランプ又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）などである。空間変調器はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）パネル、透過型液晶パネル、又は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）などである。投射部１１は、光源からの光を空間変調器で変調する。そして、空間変調器で変調された光が、投射レンズ１２から投射光として出射される。投射レンズ１２からの投射光は、ミラー１３でスクリーン１４の方向に反射されている。投影レンズ１２は、複数のレンズを有しており、投射部１１からの映像をスクリーン１４上に拡大投影する。

【0019】

処理装置４０は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、メモリ、グラフィックカード、キーボード、マウス、入出力ポート（入出力Ｉ／Ｆ）等を備えている。映像入出力に関する入出力ポートは、例えば、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）等である。処理装置４０は、メモリやハードディスクなどに、映像ファイルを格納している。あるいは、処理装置４０は、デジタルカメラであってもよい。処理装置４０がデジタルカメラである場合、処理装置４０は、撮像素子で取得した映像に対して所定の処理を行う。

【0020】

インターフェース部３０は、処理装置４０とプロジェクタ１０との間にインターフェースを有している。すなわち、インターフェース部３０を介して、処理装置４０とプロジェクタ１０との間でデータが伝送される。具体的には、インターフェース部３０は処理装置４０の出力ポート、プロジェクタ１０の入力ポート、及び、出力ポートと入力ポートを接続するＡＶ（Audio Visual）ケーブル等を備えている。

【0021】

処理装置４０は、インターフェース部３０に伝送される伝送データを生成する。具体的には、処理装置４０は、メモリ等に映像ファイルを格納している。処理装置４０は、映像ファイルに基づいて、インターフェース部３０のインターフェースの規格に準拠した伝送データを生成する。そして、処理装置４０は、インターフェース部３０を介して、プロジェクタ１０に伝送データを出力する。すなわち、インターフェース部３０は、処理装置４０で生成された伝送データをプロジェクタ１０に伝送する。プロジェクタ１０は、入力された伝送データに基づいて、表示信号を生成する。そして、プロジェクタ１０は、表示信号に基づいて、映像を表示する。

【0022】

ここで、処理装置４０のグラフィックカード、又はインターフェース部３０のインターフェースによって、インターフェース部３０で伝送されるビット数（ビット幅）が制限される。例えば、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）等の汎用インターフェースでは、８ビット（２５６階調）又は１２ビット（４０９６階調）の低ビットデータまでしか伝送することができない場合がある。一方、プロジェクタ１０で表示することができるＨＤＲ映像は１６ビット、又は３２ビットの高ビットデータである。そのため、本実施形態では処理装置４０がインターフェース部３０のインターフェース規格に準拠した低ビットの映像データ（表示階調データ）を含む伝送データを生成している。

【0023】

以下の説明において、インターフェース部３０で伝送することができるビット数（ビット幅）のデータを低ビットのデータ（例えば８ビット又は１２ビット）とし、低ビットデータより高いビット数（ビット幅）のデータを高ビットのデータ（例えば、１６ビット又は３２ビット）として説明を行う。すなわち、インターフェース部３０が８ビットのデータを伝送可能な場合、８ビットデータは、低ビットのデータとなり、８ビットよりも大きいデータは、高ビットのデータとなる。また、インターフェース部３０が１２ビットのデータを伝送可能な場合、１２ビットデータは、低ビットのデータとなり、１２ビットよりも大きいデータは、高ビットのデータとなる。プロジェクタ１０は高ビットの映像、すなわちＨＤＲ映像を表示する。よって、プロジェクタ１０は広いダイナミックレンジでキャプチャされたカメラ映像やＨＤＲで作成されたＣＧ映像を正しく表示することができる。

【0024】

図２に表示システムにおける処理を模式化したブロック図を示す。処理装置４０とプロジェクタ１０とは、２つのインターフェース３０ａ、３０ｂを介して接続されている。処理装置４０は、エンコーダ４１とマッピング部４２を備えている。処理装置４０には、例えば、映像ファイルに含まれる画像データ、及び撮影環境データが入力される。なお、処理装置４０は、画像データ、及び撮影環境データをメモリ等に格納して、メモリから読み出すようにしてもよい。

【0025】

画像データは、１６bit TIFFや、Open EXR等のフォーマットで記録されている。画像データは、汎用ＡＶインターフェースのサポート外のフォーマットでメモリ等に格納されている。画像データは、例えば、１６ビット又は３２ビットの高ビットデータである。画像データは、画素毎に、１６ビット階調又は３２ビット階調のデータを含んでいる。例えば１６ビット階調のデータを８ビット階調にすることで、階調値が２５６分の１に圧縮されてしまい、階調性が悪化する。したがって、汎用のインターフェース３０ａ、又はインターフェース３０ｂを介してそのまま伝送すると、画質が劣化してしまう。撮影環境データは、撮影環境を示すデータである。例えば、画像データがデジタルカメラで取得したデータである場合、撮影環境データは、デジタルカメラのシャッタスピード、Ｆ値、ＩＳＯ感度等を示すメタデータである。

【0026】

エンコーダ４１は、撮影環境データ、及び画像データをエンコードして、伝送データを生成する。より具体的には、エンコーダ４１は、撮影環境データ、及び画像データに基づいて、一つの映像データを生成する。映像データには、高ビットの階調データが含まれている。すなわち、映像データに含まれる階調データは、高ビットのデータである。さらに、エンコーダ４１は、高ビットの映像データに基づいて、インターフェース部３０の規格に応じた伝送データを生成する。伝送データは、インターフェース部３０で伝送可能な低ビットデータである。

【0027】

マッピング部４２は、インターフェース部３０のインターフェースに応じて、マッピング処理を行う。なお、マッピング部４２の処理については後述する。そして、伝送データがインターフェース部３０を介して伝送される。

【0028】

本実施の形態では、インターフェース部３０が２つのインターフェース３０ａ、３０ｂを有している。インターフェース３０ａ、３０ｂはそれぞれ映像、及び音声を伝送可能なＡＶインターフェースである。例えば、インターフェース３０ａは、ＨＤＭＩであり、インターフェース３０ｂは、ＤＶＩである。このように、２つのインターフェース３０ａ、３０ｂを、異なる規格とすることが可能である。また、インターフェース３０ａ、３０ｂはそれぞれＨＤＭＩ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ，ＤＶＩ、及びＳＤＩ等のいずれか１つであればよい。もちろん、インターフェース３０ａ、３０ｂは、ＨＤＭＩ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ，ＤＶＩ、又はＳＤＩ以外の汎用インターフェースであってもよい。すなわち、インターフェース３０ａ、３０ｂはそれぞれ低ビットのビデオデータを送信する汎用インターフェースである。

【0029】

また、インターフェース３０ａとインターフェース３０ｂは同じ規格であってもよい。例えば、処理装置４０にＨＤＭＩ出力端子が２つある場合、一方のＨＤＭＩ出力端子がインターフェース３０ａとなり、他方のＨＤＭＩ出力端子がインターフェース３０ｂとなってもよい。この場合、もちろん、プロジェクタ１０にも２つのＨＤＭＩ入力端子が設けられている。インターフェース３０ａ、３０ｂは、物理的に２つのインターフェースであれば、同じ規格であっても異なる規格であってもよい。換言すると、インターフェース部３０はプロジェクタ１０と処理装置４０とを接続する２本のＡＶケーブルを有している。

【0030】

プロジェクタ１０は、処理部２１、表示素子２２、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３、絞り（アパーチャ）２４、及び光源２５を備えている。処理部２１は、プロセッサやメモリ等を備えており、伝送データに対して所定の処理を行う。処理部２１は、インターフェース部３０を介して伝送された２つの伝送データに基づいて、表示信号、及び制御信号を生成する。

【0031】

処理部２１で生成された表示信号は、表示素子２２に出力される。表示素子２２は、投射部１１に設けられた空間変調器などを有しており、表示信号に基づいて光を変調する。すなわち、表示素子２２は、複数の画素を備えており、表示信号に基づいて、各画素を駆動する。これにより、プロジェクタ１０は、所望の映像を表示する。

【0032】

さらに、処理部２１で生成された制御信号は、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３に入力される。Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、制御信号に基づいて、プロジェクタ１０のダイナミックレンジを制御する。具体的には、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、絞り２４、及び光源２５を制御する。例えば、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、投射レンズ１２に設けられている絞り２４の開口の大きさを制御する。絞り２４は、スクリーンにおける輝度を動画像の１フレーム単位で制御する。

【0033】

また、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、投射部１１に設けられている光源２５の発光量を制御する。光源２５は、スクリーンにおける輝度を動画像の１フレーム単位で制御する。なお、表示装置としてプロジェクタ１０の代わりに液晶ディスプレイなどを用いた場合、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３はローカルディミング的に光源２５の光量を制御してもよい。この場合、投射部１１には独立に制御可能な複数の光源２５が設けられている。そして、１フレームの映像の一部を高輝度とし、他の一部を低輝度とする。Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３が制御信号に基づいて、絞り２４、及び光源２５を制御することにより、所望の輝度で映像が表示される。よって、より高画質で映像を表示することができる。なお、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、絞り２４、光源２５の一方のみを制御するようにしてもよい。

【0034】

次に、処理装置４０のエンコーダ４１での処理について図３を用いて説明する。図３は、エンコーダ４１での処理を示すブロック図である。エンコーダ４１は、ファイルＩ／Ｏ５１、信号処理部５２、ＨＤＲ（High Dynamic Range）変換部５３、伝送変換部５４、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range）変換部５５、及び付加データ算出部５６を備えている。ここでは、表示する映像ファイルがカメラで撮影したＲＡＷデータファイルとなっているとして説明する。

【0035】

ファイルＩ／Ｏ５１は、カメラが撮影したＲＡＷデータファイルをメモリ等から読み出す。ファイルＩ／Ｏは、ＲＡＷデータファイルから画像データ、及びメタデータを抽出する。なお、画像データは、１０〜１６ビットの固定小数点方式のデータ（10〜16bit fixed）である。画像データが１６ビットの場合、各画素は１６ビット（０〜６５５３５）の値を取る。また、画像データは、ガンマ補正が行われていないデータである。メタデータは、撮影時のデジタルカメラのシャッタスピード、Ｆ値、ＩＳＯ感度を示すデータである。すなわち、メタデータは、図２の撮影環境データに相当する。

【0036】

ファイルＩ／Ｏ５１で抽出された画像データは、信号処理部５２に入力される。信号処理部５２は必要に応じて、画像データに信号処理を施す。具体的には、信号処理部５２は、ホワイトバランス（White balance）処理、色変換(color conversion)処理を行う。ホワイトバランス処理では、あるターゲットの色温度とするために、ＲＧＢの入力に、所定のゲイン値を乗じる。すなわち、信号処理部５２はＲの入力にＲのゲインを乗じる。同様に、信号処理部５２はＧの入力にＧのゲイン値を乗じ、Ｂの入力にＢのゲイン値を乗じる。これにより、ホワイトバランスを補正することができる。色変換は、３*３のマトリクス計算によるＲＧＢの数値セットをＲＧＢの別の数値セットに変換する。

【0037】

信号処理部５２での処理が施された画像データは、ＨＤＲ変換部５３に入力される。また、ＲＡＷデータファイルから抽出されたメタデータは、ＨＤＲ変換部５３に入力される。ＨＤＲ変換部５３は、メタデータ、及び画像データに基づいて、ＨＤＲの映像データを生成する。ＨＤＲ映像データは１６〜３２ビットの固定小数点方式のデータ（16-32bit fixed）である。ＨＤＲ変換部５３は、デジタルカメラで撮影した時のダイナミックレンジに対応するＨＤＲ映像データを生成する。

【0038】

例えば、ＨＤＲ変換部５３は、メタデータから明るさ（cd/m2）−階調値のリファレンスデータを決める。そして、ＨＤＲ変換部５３は、リファレンスデータに基づいて、ＨＤＲ信号に変換する。リファレンスデータは、一番明るいシーンでの設定（Ｆ値、シャッタスピード、ＩＳＯ）を基準する、つまり、後述のＨＤＲデータの最大輝度値を規定するため、撮像条件として輝度が一番高い条件を基準とする方法を用いて設定される。また、キャリブレーションされたカメラであれば、規定された明るさ（輝度）の条件下での撮像条件を基準にする、等の他の方法を用いてもよい。

【0039】

入力されたメタデータのＩＳＯ感度が２００、Ｆ値が２．８、シャッタスピードが１／５１２であるとする。また、基準となるメタデータ（基準設定）では、ＩＳＯ感度が４００、Ｆ値が４．０．シャッタスピードが１／６４であるとする。カメラのセンサに入る光量は基準設定に対して、ＩＳＯ感度で１／２倍、Ｆ値で２倍、シャッタスピードで１／８倍となるため、合計１／８倍となる。

【0040】

ＲＡＷデータファイルに含まれる画像データが１２ビットとする。そして、Ｒ（赤色）の画素データが４０２０（／４０９５）、Ｇ（緑色）の画素データが２５０（／４０９５）、Ｂ（青色）の画素データが１９２０（／４０９５）であるとする。ＨＤＲ変換部５３は、ビット幅を１６ビットに拡張して（すなわち、１６倍して）、光量比の１／８倍している。したがって、トータルで２倍の値となる。すなわち、１６ビットのＨＤＲ映像では、Ｒ＝８０４０（／６５５３５）、Ｇ＝５００（／６５５３５）、Ｂ＝３８４０（／６５５３５）となる。このようにすることで、入力信号の欠落が生じない。

【0041】

ＨＤＲ変換部５３はＨＤＲ映像データを伝送変換部５４に出力する。伝送変換部５４は、ＨＤＲ映像データに対して伝送変換処理を施す。例えば、伝送変換部５４は、ガンマ（Gamma）処理、ガマット（Gamut）処理、ノーマライゼーション（normalization）処理を行う。

【0042】

ガンマ処理では、例えば、１次元のＬＵＴ（Look Up Table）によって、ガンマ補正を行う。ガマット処理では、３次元のＬＵＴにより、カラーガマット（色域）変換を行う。ノーマライゼーション処理では、出力ビット数に入力ビット数を合わせる処理を行う。例えば、入力が１６ビットで出力が１２ビットの場合、入力を１／１６倍して出力する。あるいは、１２ビットの最大値である４０９５でクリッピングして出力する。

【0043】

伝送変換部５４で伝送変換されたＨＤＲ映像データは、ＳＤＲ変換部５５に入力される。ＳＤＲ変換部５５は、映像データをＳＤＲ変換する。すなわち、ＳＤＲ変換部５５は、高ビットのＨＤＲ映像データを、低ビットのＳＤＲ映像データに変換する。

【0044】

本実施の形態では、１６ビットのＨＤＲ映像データを１２ビットのＳＤＲ映像データとして出力する例について説明する。ＳＤＲ変換部５５は、１６ビットの入力を１４ビットに圧縮して、１２ビットでクリッピングして出力する。図４は、ＳＤＲ変換部５５における処理を説明するための図である。図４において、横軸は入力値であり、縦軸は出力値となっている。ＨＤＲ映像データが０〜１６３８４の場合、ＳＤＲ映像データは、ＨＤＲ映像データの１／４倍した値の整数部となる。ＨＤＲ映像データが１６３８４〜６５５３５の場合、ＳＤＲ映像データは、４０９５にクリッピングされる。このようにすることで、１６ビット（０〜６５５３５）のＨＤＲ映像データが１２ビット（０〜４０９５）のＳＤＲ映像データに変換される。ＳＤＲ変換部５５は、ＳＤＲ映像データをoutput1として、マッピング部４２に出力する。ＳＤＲ映像データoutput1はｓＲＧＢ等の汎用フォーマットになっている。さらに、ＳＤＲ変換部５５は、ＳＤＲ映像データＰを付加データ算出部５６に出力する。

【0045】

なお、ＳＤＲ変換部５５が図４では１２ビットのＳＤＲ映像データを出力するとして説明したが、８ビットのＳＤＲ映像データを出力するようにしてもよい。すなわち、ＳＤＲ変換部５５の出力は、インターフェース部３０で伝送可能な伝送データのビット数に応じて設定することができる。例えば、インターフェース部３０で８ビットの伝送データを伝送可能な場合、ＳＤＲ変換部５５は、８ビットのＳＤＲ映像データを生成する。この場合、圧縮率、及びクリッピングする値を適宜変更することで、所定のビット数のＳＤＲ映像を生成することができる。

【0046】

図３の説明に戻る。ＳＤＲ映像データＰは、付加データ算出部５６に入力される。さらに、付加データ算出部５６には、伝送変換部５４からのＨＤＲ映像データＱが入力されている。付加データ算出部５６は、ＨＤＲ映像データＱ、及びＳＤＲ映像データＰに基づいて、付加データを生成する。付加データは、ＳＤＲ映像データに付加されるデータである。

【0047】

上記のように、インターフェース部３０が１２ビットの伝送データを伝送可能である場合、１６ビットのＨＤＲ映像データを１２ビットのＳＤＲ映像データにしている。付加データ算出部５６が１２ビットの付加データを生成している。

【0048】

以下の式に示すように、付加データ算出部５６はＳＤＲ映像データＰ、及びＨＤＲ映像データＱに基づいて付加データoutput2を生成する。
IF(P＜4095)
Output2＝Q-P*4
ELSE
Output2 = ((float)Q/16384.0) * 1024.0 (整数部のみ出力)

【0049】

Ｐが４０９５よりも小さい場合、output2は０〜３の整数値（差分値）となる。Ｐが４０９５以上の場合、output2は、１０２４〜４０９５の整数値（ゲイン値）となる。このように付加データ算出部５６は１２ビットの付加データを生成する。付加データ算出部５６は、付加データをoutput2として、マッピング部４２に出力する。

【0050】

なお、条件分岐ＩＦにおける値（４０９５）は、output2のビット幅（１２ビット）の最大値となっている。P＜4095の場合、Ｐに圧縮比率（ここでは４）を乗じた値をＱから減算することで、output2を算出することができる。output1（ＳＤＲ映像データ）が１２ビットで、ＨＤＲ映像データが１６ビットである。ＨＤＲ映像データとＳＤＲ映像データのレンジ差を４倍とするため、圧縮比率を４にしている。すなわち、１２ビット＋２ビット（４倍）＝１４ビットであり、入力１６ビットに対して２ビット圧縮して１４ビットとしている。このように、１６ビット（６５５３５）を１４ビット（１６３８３）に圧縮しているため、本実施の形態では圧縮比率が４（＝６５５３５／１６３８３）となっている。

【0051】

なお、ＥＬＳＥにおける１０２４は、クリッピングによる圧縮比率から算出されたゲイン係数でゲイン比率が１．０になる値となっている。本実施形態ではクリッピングで１４ビットから１２ビットに圧縮しており、output1,2が１２ビットなので、４０９６／（１６３８３／４０９５）＝１０２４となっている。すなわち、output1,2のビット幅の最大値（４０９５）をクリッピングによる圧縮比率（１６３８３／４０９５）で除した値となっている。もちろん、上記の式における値は、ＨＤＲ映像データ、及びＳＤＲ映像データのビット数に応じて適宜変更することができる。例えば、図４のようなグラフに基づいて、ＳＤＲ映像データを生成する場合、グラフ中の値に応じて、式の値を適宜変更することができる。

【0052】

次に、マッピング部４２の処理について、図５を用いて説明する。図５は、マッピング部４２、及びインターフェース部３０での処理を模式的に示すブロック図である。マッピング部４２は、インターフェース部３０に応じて、ＳＤＲ映像データoutput1、付加データoutput2をマッピングする。上記のように、マッピング部４２は、ＳＤＲ映像データoutput1、付加データoutput2が入力される。また、インターフェース部３０には、２つのインターフェース３０ａ、３０ｂが設けられている。

【0053】

したがって、図５では、ＳＤＲ映像データoutput1、及び付加データoutput2がそのまま伝送データに含まれる。ＳＤＲ映像データoutput1がインターフェース３０ａを介して伝送され、付加データoutput2がインターフェース３０ｂを介して伝送される。インターフェース部３０は、ＳＤＲ映像データoutput1、及び付加データoutput2を並列に伝送する。すなわち、ＳＤＲ映像データoutput1、及び付加データoutput2は同時に伝送される。

【0054】

このように２つのインターフェース３０ａ、３０ｂを介して伝送される２つの伝送データinput1、input2は、ＳＤＲ映像データoutput1と、付加データoutput2とを含んでいる。すなわち、インターフェース３０ａで伝送される第１の伝送データinput1がＳＤＲ映像データoutput1を含み、インターフェース３０ｂで伝送される第２の伝送データinput2が付加データoutput2を含んでいる。また、２つの伝送データは、フレームや画素アドレスに関する情報を含んでいる。インターフェース部３０を介して伝送された２つの伝送データinput1、input2は、プロジェクタ１０に入力される。

【0055】

図６を用いて、プロジェクタ１０における処理について説明する。図６は、プロジェクタ１０の処理を説明するためのブロック図である。図６に示すように、プロジェクタ１０は、処理部２１、表示素子２２、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３、絞り２４、及び光源２５を備えている。処理部２１は、デコーダ２６と、パラメータ算出部２７とを備えている。

【0056】

インターフェース部３０を介してプロジェクタ１０に入力された伝送データは、ＳＤＲ映像データＰと付加データＲを含んでいる。上記したように、第１の伝送データがＳＤＲ映像データＰを含み、第２の伝送データが付加データＲを含んでいる。デコーダ２６は、ＳＤＲ映像データＰと付加データＲをデコードして、ＨＤＲ映像データＳを生成する。デコーダ２６は、以下の式により、ＨＤＲ映像データＳを生成する。

【0057】

IF(R＜1024)
S=R+P*4
ELSE
S = 4095.0 * ((float)R/1024.0) (整数部のみ出力)

【0058】

Ｒが１０２４よりも小さい場合は、Ｐも４０９５よりも小さくなるため、ＨＤＲ映像データＳは０〜１６３８３の値となる。Ｒが１０２４以上の場合は、Ｐも４０９５以上となるため、ＨＤＲ映像データＳは１６３８４〜６５５３５の値となる。このようにＨＤＲ映像データＳは０〜６５５３６の１６ビットのデータとなる。よって、処理装置４０におけるＨＤＲ映像データＱと同等のＨＤＲ映像データＳが復元される。

【0059】

なお、第１の伝送データ、及び第２の伝送データにはフレームや画素アドレスに関する情報が付加されているため、デコーダ２６は、同じフレームで同じ画素アドレスにおけるＳＤＲ映像データＰと付加データＲを合成して、ＨＤＲ映像データＳを生成することができる。デコーダ２６は、ＳＤＲ映像データＰ及び付加データＲをデコードしてＨＤＲ映像データＳを生成する。ここで、ＨＤＲ映像データＳは、１６ビットのデータである。パラメータ算出部２７は、ＨＤＲ映像データに基づいて、表示信号と、制御信号を生成する。図７を用いて、パラメータ算出部２７における処理を説明する。

【0060】

パラメータ算出部２７は、ＨＤＲ映像データを上位ビット側のデータと下位ビット側のデータに分割する。具体的には、パラメータ算出部２７は、１６ビットのＨＤＲ映像データの上位４ビットをＤ−ｒａｎｇｅパラメータとする。そして、パラメータ算出部２７は、Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータに基づいて、制御信号を生成する。さらに、パラメータ算出部２７は、ＨＤＲ映像データの下位１２ビットに基づいて表示信号を生成する。すなわち、パラメータ算出部２７は、ＭＳＢ（Most Significant bit）側の４ビットと、ＬＳＢ（Least significant bit）側の１２ビットに分割する。そして、パラメータ算出部２７は、ＭＳＢ側の４ビットに基づいて、制御信号を生成し、ＬＳＢ側の１２ビットに基づいて、表示信号を生成する。

【0061】

パラメータ算出部２７で生成された表示信号は、表示素子２２に入力される。表示素子２２は、表示信号に基づいて、映像を表示する。表示素子２２はマトリクス状に配列された複数の画素を備えており、各画素が表示信号に基づいて駆動される。これにより、ＲＧＢの各画素が１２ビットの階調表示を行い、所望の映像を表示することができる。

【0062】

制御信号は、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３に入力される。Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、上記のように、絞り２４、光源２５を制御する。制御信号に基づいて、絞り２４、及び光源２５の出力が制御される。絞り２４の開口を広くすることで、輝度が高くなり、狭くすることで輝度が低くなる。また、光源２５の出力を上げることで、輝度が高くなり、光源２５の出力を下げることで、輝度が低くなる。このように、絞り２４、及び光源２５は、制御信号によって、表示される映像の輝度を調整する輝度調整部となる。もちろん、絞り２４、及び光源２５のいずれか一方のみによって、輝度を調整してもよい。制御信号は、例えば、１フレーム毎に絞り２４、及び光源２５を制御する。制御信号は、４ビットであるため、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、フレームの輝度を１６段階で調整することができる。

【0063】

なお、上記の説明では、パラメータ算出部２７がＨＤＲ映像データを上位４ビットと、下位１２ビットに分けているが、パラメータ算出部２７が分割するビット位置は、表示素子２２、絞り２４、光源２５の性能に応じて設定すればよい。例えば、表示素子２２の各画素が８ビットの階調で表示を行い、絞り２４、光源２５が８ビットで輝度調整できるのであれば、パラメータ算出部２７がＨＤＲ映像データを上位８ビットと下位８ビットに分割すればよい。

【0064】

さらに、表示素子２２の各画素がＨＤＲ映像データと同じビット数で階調表示可能であれば、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３がＨＤＲ映像データを分割しなくてもよい。すなわち、１６ビットの階調表示可能な表示素子２２であれば、処理部２１が１６ビットのＨＤＲ映像データに基づいて１６ビットの表示信号を生成する。この場合、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３等は不要となる。

【0065】

このように、処理装置４０は、ＨＤＲ映像データから、ＳＤＲ映像データ、及びＳＤＲ映像データに付加される付加データを生成している。インターフェース３０ａがＳＤＲ映像データを含む第１の伝送データを、インターフェース３０ｂが付加データを含む第２の伝送データを伝送している。したがって、インターフェース３０ａ、インターフェース３０ｂがそれぞれＳＤＲ映像データフォーマットにしか対応していない場合でも、プロジェクタ１０側でＨＤＲ映像を表示することができる。よって、汎用的なインターフェースを用いて、ＨＤＲ映像を表示することができる。これにより、汎用性を高くすることができる。

【0066】

さらにプロジェクタ１０では、制御信号に基づいて、ダイナミックレンジを制御するＤ−Ｒａｎｇｅ制御部２３を備えている。制御信号は、ＳＤＲ映像データ、及び付加データに応じて生成される。具体的には、デコーダ２６が生成したＨＤＲ映像データの上位ビット側のデータによって、制御信号が生成される。よって、Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３が、表示映像の輝度を容易に調整することができるようになる。よって、ダイナミックレンジを適切に調整することができる。

【0067】

〈汎用ディスプレイ〉
次に、プロジェクタ１０がＨＤＲ対応ではない汎用ディスプレイである例について、図８を用いて説明する。図８は、表示システムの主要部分の構成を示すブロック図である。なお、図８では、図２、図３等と同様の構成について省略して図示している。

【0068】

図８では、図１、図２で示したプロジェクタ１０がＨＤＲ映像を表示することができない汎用ディスプレイとなっている。すなわち、プロジェクタ１０がＳＤＲ映像データよりも高いビット数（多階調）の映像表示を行うことができない。この場合、図８に示すように、インターフェース部３０に設けられた一つのインターフェース３０ａによって、ＳＤＲ映像データを含む伝送データを伝送すればよい。

【0069】

具体的には、図８に示すように、ＳＤＲ変換部５５からはＳＤＲ映像データoutput1がマッピング部４２に入力され、付加データ算出部５６からは付加データoutput2がマッピング部４２に入力される。これは、図４、図６と同様である。マッピング部４２は、ＳＤＲ映像データoutput1に対応する第１の伝送データのみをインターフェース３０ａに出力する。すなわち、インターフェース部３０は付加データoutput2に対応する第２の伝送データをプロジェクタ１０に伝送しない。ＳＤＲ映像データoutput1は、単独で、ＳＤＲ映像が表示可能な低ビット映像データである。例えば、ＳＤＲ映像データoutput1は、ｓＲＧＢフォーマットとなっている。

【0070】

インターフェース３０ａは、上記のようにＨＤＭＩ等の汎用インターフェースである。よって、ＳＤＲ映像データを伝送することができる。そして、プロジェクタ１０は、ＳＤＲ映像データから表示信号を生成して、ＳＤＲ映像を表示する。すなわち、インターフェース３０ａの規格に応じた低ビットの映像を表示する。付加データが無い場合でも、プロジェクタ１０は、ＳＤＲ映像データoutput1に基づいて、ＳＤＲ映像を表示する。

【0071】

このように、プロジェクタ１０がＳＤＲ映像にしか対応していない汎用ディスプレイである場合でも、汎用Ｉ／Ｆであるインターフェース３０ａがＳＤＲ映像データoutput1を伝送する。よって、汎用性を高くすることができる。すなわち、処理装置４０は、プロジェクタ１０がＨＤＲ対応、非対応に関わらず、ＳＤＲ映像データとそれに付加される付加データを生成している。そして、インターフェース部３０の構成に応じて適切な伝送データを送るように、マッピング部４２がマッピングを行っている。

【0072】

ＨＤＲ対応のプロジェクタ１０の場合、インターフェース部３０は、ＳＤＲ映像データと付加データを含む伝送データを伝送する。プロジェクタ１０は、ＳＤＲ映像データと付加データに基づいて、ＨＤＲ映像データを生成する。これにより、プロジェクタ１０がＨＤＲ映像を表示することができる。一方、ＨＤＲ非対応のプロジェクタ１０の場合、インターフェース部３０は、付加データを伝送せずに、ＳＤＲ映像データを含む伝送データをプロジェクタ１０に伝送する。プロジェクタ１０は、ＳＤＲ映像データに基づいて、表示信号を生成している。処理装置４０側のエンコード処理を共通化することができる。インターフェース部３０の構成に応じて、処理を変更する必要がないため、汎用性を高くすることができる。すなわち、処理装置４０をＨＤＲディスプレイ、及び汎用ディスプレイのいずれにも接続することができる。

【0073】

上記の例では、ＳＤＲ映像データは、４０９５でクリッピングした値となっている。すなわち、ＳＤＲ変換部５５がＨＤＲ映像データからＳＤＲ映像データを生成する場合、ＳＤＲ変換部５５は、ＨＤＲ映像データの階調値を、所定のビット数だけ圧縮するとともに、圧縮した値をインターフェース３０ａのビット数に応じた値でクリッピングした値に変換している。例えば、図４に示すように、ＨＤＲ映像データの階調値が１６３８４〜６５５３５の場合、ＳＤＲ映像データの階調値は４０９５となる。ＳＤＲ映像データの階調値が４０９５の場合プロジェクタ１０では白表示が行われる。このようにすることで、適切なレンジでＳＤＲ映像を表示することができる。

【0074】

〈ＣＧデータ〉
図９を用いて、処理装置４０で処理される映像ファイルがＣＧファイルの場合について説明する。図９では、映像ファイルがopen EXRデータファイルの場合の例を示している。図９は、処理装置４０の主要部分の構成を示すブロック図である。図９は、エンコーダ４１の一部を示すブロック図である。なお、ＨＤＲ変換部５３以降の構成、及び処理については、図３等と同様であるため、説明を省略する。

【0075】

ファイルＩ／Ｏ５１は、open EXRデータファイルを読み出して、３２ビット浮動小数点（float）の画像データを抽出する。そして、ファイルＩ／Ｏ５１は、画像データをＨＤＲ変換部５３に出力する。また、ＨＤＲ変換部５３には、絶対的な輝度を示すＤ−ｒａｎｇｅパラメータが図３のメタデータの代わりに入力される。

【0076】

ＣＧデータの場合、映像データのダイナミックレンジが無限大（実際には32ビット浮動小数点で表現できる範囲）である。Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータはダイナミックレンジをあるダイナミックレンジ内のデータにするためのパラメータである。

【0077】

ＨＤＲ変換部５３は、Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータと３２ビット浮動小数点（32bit float）の画像データから、ＨＤＲ映像データを生成する。ＨＤＲ映像データは、図３と同様に１６〜３２ビットの固定少数点のデータである。このように、open EXRデータファイル等のＣＧデータでも同様の処理を行うことができる。よって、汎用性を向上することができる。

【0078】

Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータを用いて、ＨＤＲ変換部５３がＨＤＲ映像データを生成するための処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、ＣＧデータを用いた場合のＨＤＲ変換部５３で処理を説明するための図である。ＣＧデータでは、Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータを用いて絶対輝度を表現することができる。Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータとして、シーンの最大輝度が１００００ｃｄ／ｍ^２（１．０／３２bit float, range 0.0-1.0）と設定されているとする。また、プロジェクタ１０の最大輝度は２５００ｃｄ／ｍ^２（６５５３５／１６ｂｉｔ）とする。

【0079】

図１０では、絶対輝度でのマッチングを行う処理を示している。すなわち、プロジェクタ１０の最大輝度が２５００ｃｄ／ｍ^２であるため、入力が０〜０．２５（＝２５００ｃｄ／ｍ^２）までは、入力と出力（ＨＤＲ映像データ）がリニアに変化する。例えば、入力が０．２５（２５００ｃｄ／ｍ^２）のとき、出力されるＨＤＲ映像データの階調値は６５５３５となる。そして、入力が０．２５より大きくなると、ＨＤＲ映像データの階調値は６５５３５でクリッピングされる。すなわち、入力が０．２５より大きく、１．０以下である場合、ＨＤＲ映像データの階調値は６５５３５で一定となる。このように、図１０では、プロジェクタ１０で出力できる輝度以上の入力をクリッピングしている。

【0080】

ＨＤＲ変換部５３がＨＤＲ映像データを生成するための別の処理について、図１１を参照して説明する。図１１では、入力と出力がリニアに変化している。Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータとして、シーンの最大輝度が１００００ｃｄ／ｍ^２（１．０／３２bit float, range 0.0-1.0）と設定されているとする。また、プロジェクタ１０の最大輝度は２５００ｃｄ／ｍ^２（６５５３５／１６ｂｉｔ）とする。したがって、入力の１／４倍が出力となるように輝度レンジを圧縮する。例えば、入力が０．２５（２５００ｃｄ／ｍ^２）であると、出力されるＨＤＲ映像データの階調値は１６３８４となる。入力が１．０（１００００ｃｄ／ｍ^２）であると、出力されるＨＤＲ映像データの階調値は６５５３５（最大値）となる。このように、Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータの最大輝度と、プロジェクタ１０の最大輝度の比で輝度レンジを圧縮している。

【0081】

ＨＤＲ変換部５３がＨＤＲ映像データを生成するための別の処理について、図１２を参照して説明する。図１２は、図１０での処理と図１１での処理を組み合わせた処理を行っている。具体的には、規定値である２０００ｃｄ／ｍ^２までは、図１０に示すように、絶対輝度をマッチングさせている。２０００ｃｄ／ｍ^２より上の輝度では、輝度レンジを圧縮している。したがって、図１２のように、傾きが異なる２つの直線で、ＨＤＲ映像データを生成することができる。もしくは、圧縮されている方を非線形の関数でＨＤＲ映像データを生成することも可能となる。

【0082】

規定値を２０００ｃｄ／ｍ^２としたため、入力が０〜０．２０（＝２０００ｃｄ／ｍ^２）の範囲では、入力と出力（ＨＤＲ映像データ）がリニアに変化する。例えば、入力が０．２０（２０００ｃｄ／ｍ^２）のとき、出力されるＨＤＲ映像データの階調値は５２４２９となる。入力が０〜０．２０（＝２０００ｃｄ／ｍ^２）の範囲では、入力と出力の関係が図１０と一致する。

【0083】

そして、入力が０．２０より大きくなると、輝度レンジが圧縮されるため、直線又は非線形で出力を求めることができる。したがって、入力が１．０（１００００ｃｄ／ｍ^２）のとき、出力されるＨＤＲ映像データの階調値は６５５３５となる。このように、図１０〜図１２に示された処理によって、Ｄ−ｒａｎｇｅパラメータを有するＣＧデータから、ＨＤＲ映像データを生成する。もちろん、ＨＤＲ変換部５３は、その他の処理により、ＨＤＲ映像データを生成してもよい。

【0084】

〈３次元画像フォーマット〉
次に、インターフェース部３０が３次元（３Ｄ）画像フォーマットを伝送可能な場合について、図１３を用いて説明する。図１３は、３Ｄ画像を伝送可能なインターフェース部３０とマッピング部４２における処理を示す図である。なお、インターフェース部３０とマッピング部４２以外の構成、及び処理については、上記の説明と重複するため説明を省略する。

【0085】

インターフェース部３０のインターフェース３０ａは、３Ｄ画像フォーマットを伝送可能である。ここで、３Ｄ画像フォーマットは、図１３に示すように左画像と右画像とを含むサイドバイサイドフォーマットである。すなわち、３Ｄ画像は、左画像と右画像とを合成することで生成される。インターフェース部３０はサイドバイサイドフォーマットの３Ｄ画像を伝送する。３Ｄ画像はＨＤＲ画像よりも低い低ビット数のＳＤＲ画像である。

【0086】

例えば、３Ｄ画像の解像度と、ＨＤＲ画像の解像度が同じである。この場合、左画像と右画像もＨＤＲ画像と同じ解像度となる。マッピング部４２は、ＳＤＲ映像データoutput1を、左画像及び右画像の一方に割り当て、付加データoutput2を左画像及び右画像の他方に割り当てる。図１３では、マッピング部４２が、左画像にＳＤＲ映像データoutput1に割り当て、右画像に付加データoutput2を割り当てている。この場合、マッピング部４２は３Ｄエンコーダとすることができる。

【0087】

インターフェース部３０は、左画像に割り当てられたＳＤＲ映像データoutput1と、右画像に割り当てられた付加データoutput2を一つの伝送データとして伝送する。したがって、ＳＤＲ映像データoutput1と、付加データoutput2とが同時に伝送される。

【0088】

例えば、３Ｄ画像の画素アドレス（ｘ，ｙ）に対応する左画像の画素アドレスを（ｘ_Ｌ，ｙ_Ｌ）とし、右画像の画素アドレスを（ｘ_Ｒ，ｙ_Ｒ）とする。ＨＤＲ画像における画素アドレス（ｘ，ｙ）のＳＤＲ映像データoutput1を（ｘ_Ｌ，ｙ_Ｌ）のデータとし、付加データoutput2を（Ｘ_Ｒ，Ｙ_Ｒ）のデータとする。そして、左画像と右画像を伝送可能な１つのインターフェース３０ａが、ＨＤＲ映像データoutput1、及び、付加データoutput2を伝送する。プロジェクタ１０は、３Ｄ画像中の画素アドレス（ｘ_Ｌ，ｙ_Ｌ）に割り当てられたＨＤＲ映像データと、画素アドレス（ｘ_Ｒ，ｙ_Ｒ）に割り当てられた付加データとを用いて、画素アドレス（ｘ，ｙ）ＨＤＲ映像データを生成する。

【0089】

プロジェクタ１０の処理部は、左画像と右画像の同じ画素アドレスを用いて、その画素アドレスのＨＤＲ映像データを生成する。１つのインターフェース３０ａを有する表示システム１００であれば、ＨＤＲ映像を表示することができるようになる。すなわち、３Ｄ画像を表示可能なインターフェース３０ａが一つ以上あれば、ＨＤＲ映像をプロジェクタ１０が表示することができるようになる。よって、より汎用性を高くすることができる。

【0090】

〈高解像度画像フォーマット〉
図１４は、高解像度画像フォーマットを伝送可能なインターフェース部３０を備えた場合の処理を説明するための図である。図１４は、高解像度画像を伝送可能なインターフェース部３０とマッピング部４２における処理を示す図である。なお、インターフェース部３０とマッピング部４２以外の構成、及び処理については、上記の説明と重複するため説明を省略する。

【0091】

図１４では、高解像度画像が４Ｋ解像度（横４０９６×縦２１６０）であり、ＨＤＲ映像の解像度が２Ｋ（横２０４８×縦１０８０）であるとして説明する。４Ｋ画像の画素アドレスの範囲は、Ｘ＝１〜４０９６となり、Ｙ＝１〜２１６０となる。プロジェクタ１０の解像度は、２Ｋである。２Ｋ画像の画素アドレスの範囲は、Ｘ＝１〜２０４８となり、Ｙ＝１〜１０８０となる。インターフェース部３０のインターフェース３０ａは、４Ｋの解像度の画像を伝送可能である。すなわち、インターフェース３０ａは、プロジェクタ１０の解像度よりも高い高解像度フォーマットの伝送データを伝送可能である。

【0092】

本実施の形態では、ＳＤＲ映像データoutput1と付加データoutput2を４Ｋ画像の異なる画素アドレスに分散させて伝送する。例えば、高解像度画像を左上、右上、左下、右下に四等分している。左上領域６１では、画素アドレスがＸ＝１〜２０４８、Ｙ＝１〜１０８０となる。右上領域６２では、画素アドレスがＸ＝２０４９〜４０９６、Ｙ＝１〜１０８０となる。左下領域６３では画素アドレスがＸ＝１〜２０４８、Ｙ＝１０８１〜２１６０となる。右下領域６４では、画素アドレスがＸ＝２０４９〜４０９６、Ｙ＝１０８１〜２１６０となる。このように、４つの領域６１〜６４は、それぞれ２Ｋ画像分の画素数を有している。

【0093】

そして、マッピング部４２が高解像度画像の左上領域６１にＳＤＲ映像データoutput1を割り当てている。また、マッピング部４２が高解像度画像の右上領域６２、左下領域６３、及び右下領域６４に付加データoutput2を割り当てている。図１４では、右上領域６２に付加データoutput2-1が割り当てられている。左下領域６３に付加データoutput2-2が割り当てられている。右下領域６４に付加データoutput2-3が割り当てられている。

【0094】

インターフェース部３０は、４Ｋ画像を伝送可能なインターフェース３０ａを有している。インターフェース３０ａは、４Ｋ画像の全画素分のデータを伝送する。したがって、インターフェース３０ａは、ＳＤＲ映像データoutput1と、付加データoutput2-1〜output2-3を伝送することができる。この場合、ＳＤＲ映像データoutput1と付加データoutput2は交互に伝送される。そして、プロジェクタ１０が異なる画素アドレスに分散したＳＤＲ映像データoutput1と付加データoutput2-1〜output2-3をデコードして、ＨＤＲ映像データを生成する。

【0095】

プロジェクタ１０の処理部は、４分割した領域の対応する画素アドレスのＳＤＲ映像データoutput1と、付加データoutput2-1〜output2-3を用いて、ＨＤＲ映像データを生成する。例えば、画素アドレス（１，１）のＳＤＲ映像データと、画素アドレス（２００１，１）の付加データoutput2-1と、画素アドレス（１，１００１）の付加データoutput2-2と、画素アドレス（２００１，１００１）付加データoutput2-3とを用いて、画素アドレス（１，１）のＨＤＲ映像データを生成する。このように、４Ｋ画像における４画素分のデータを用いて、ＨＤＲ映像における１画素分の映像データを生成する。

【0096】

このようにすることで、ＳＤＲ映像に対応するインターフェース３０ａが一つしか設けられていない場合でも、ＨＤＲ映像を表示することができる。さらに、図１４の構成では、付加データをより多ビットとすることができる。ここでは、付加データをＳＤＲ映像データの３倍のビット数とすることができる。高解像度フォーマットの場合、差分データとして扱える量が２ポート出力の場合より大きくすることができる。（２Ｋ入力で４Ｋ出力の場合は、２Ｋ２ポートの３倍の差分値データを転送できる）そのため、差分値入力（output2）のビット幅を大きく取ることができる。

【0097】

もちろん、ＳＤＲ映像データoutput1と付加データoutput2とが同じビット幅となっていてもよい。この場合、マッピング部４２がＳＤＲ映像データoutput1を４Ｋ画像の半分に割り当て、付加データoutput2をもう半分に割り当てる。これにより、より多ビットのＨＤＲ映像データを伝送することができる。

【0098】

１つのインターフェース３０ａを有する表示システム１００であれば、ＨＤＲ映像を表示することができるようになる。すなわち、高解像度画像フォーマットを伝送可能なインターフェース３０ａがあれば、低解像度のＨＤＲ映像をプロジェクタ１０が表示することができるようになる。よって、より汎用性を高くすることができる。

【0099】

このように、処理装置４０がＨＤＲ映像データに基づいて、ＨＤＲ映像データの階調ビット数よりも小さいビット数のＳＤＲ映像データを含む伝送データを生成している。さらに、処理装置４０は、ＨＤＲ映像データから、ＳＤＲ映像データ、及びＳＤＲ映像データに付加される付加データを生成している。そして、インターフェース部３０は、伝送データを伝送している。プロジェクタ１０は、インターフェース部３０を介して伝送された伝送データに基づいて表示信号を生成し、表示信号に基づいて映像を表示している。これにより、汎用性を高くすることができる。

【0100】

また、いずれの場合においても、ＨＤＲ映像データからＳＤＲ映像データ、及び付加データを生成する処理は同じである。エンコーダ４１での処理を共通化することができる。よって、より汎用性を向上することができる。すなわち、マッピング部４２における処理を変えるだけでよいため、処理、及び構成を簡素化することができる。

【0101】

（ダイナミックレンジ制御１）
次に、ダイナミックレンジ制御の一例（ダイナミックレンジ制御１）について説明する。図１５は本制御例を行うためプロジェクタ１０の構成を示すブロック図である。図１５に示すプロジェクタ１０の基本的構成は、図６と同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、ＳＤＲ映像データＰ、付加データＲからＨＤＲ映像データＳを生成する方法については、上記と同様であるため、説明を省略する。

【0102】

絞り２４、光源２５の少なくとも一方が調光デバイスとして機能する。ここで、光源２５が、表示素子２２の全面を同時に照射するような光源の場合、絞り２４は、開口率を変化させても画素単位では調光できない。すなわち、絞り２４、および光源２５はローカルディミングできないため、フレーム毎に制御される。つまり、絞り２４はフレーム単位で開口率が変化する。したがって、１フレーム内で絞り２４の開口率は一定となる。

【0103】

そして、パラメータ算出部２７は、調光デバイスの分解能に応じた制御信号を生成する。ここでは、絞り２４が、４ビットの分解能を有する調光デバイスとして機能する例について説明する。具体的には、絞り２４は、１６段階で開口率を制御することができる。絞り２４は、４ビットの制御信号に基づいて、開口率を制御する。

【0104】

図１６は、制御信号と絞り２４の開口率（射出光量）との関係を示す表である。図１６に示すように、４ビットの制御信号（ＩＮ）の値に応じて、絞り２４の開口率（ＯＵＴ）が変化している。制御信号の値が１５の時に、絞り２４の開口率が最大となる。なお、絞り２４の開口率の最大値を１として正規化している。制御信号の値が小さくなるにしたがって、絞り２４の開口率が小さくなっていく。そして、制御信号の値が０の場合、絞りの開口率が０．１となる。すなわち、制御信号の値が１５の場合の明るさは、制御信号の値が０の場合の１０倍となる。

【0105】

制御信号は、例えば、１フレーム内で最大の値を取るＨＤＲ映像データＳの上位４ビットとすることができる。すなわち、最大値を取る画素の上位４ビットの値が制御信号となる。あるいは、制御信号は、１フレーム内のＨＤＲ映像データＳの平均値の上位４ビットにしてもよい。あるいは、局所的な平均値の上位４ビットを、制御信号としてもよい。このように、最大値又は平均値などにより制御信号が決定される。なお、制御信号の決定手法は、ディスプレイ用途に応じたものとなる。

【0106】

そして、パラメータ算出部２７が制御信号の値を決定したら、各画素の表示信号を設定する。パラメータ算出部２７は、画素毎に、１６ビットのＨＤＲ映像データＳを１２ビットの表示信号（４０９６階調値）に変換する。例えば、１６ビットのＨＤＲ映像データＳの下位１２ビットに基づいて、１２ビットの表示信号を生成する。これにより、表示素子２２は、１２ビットの表示信号の１２ビットの階調値に基づいて画素毎に光を変調する。

【0107】

パラメータ算出部２７が、ＨＤＲ映像データＳに基づいて、制御信号、及び表示信号を生成している。ＨＤＲ映像データＳは１６ビットであるが、ＲＧＢ表示素子２２は、４０９６階調（１２ビット）の駆動制御が可能であるため、表示素子２２に出力される表示信号も１２ビットとなっている。

【0108】

図１７を基にして、ＨＤＲ映像データＳと明るさの関係について説明する。図１７では、横軸がＨＤＲ映像データＳであり、縦軸が表示画像の明るさ（相対値）となっている。図１７において、制御信号の値に応じて、ＨＤＲ映像データＳと明るさの関係が異なる直線で示されている。具体的には、それぞれの直線に制御信号の値（図１７における０〜４、１４、１５）が付されている。

【0109】

ＨＤＲ映像データＳの１６ビット階調に対して、制御信号の値が４０９６階調毎に１ずつ増加して対応しているとする。例えば、上記した１フレーム内におけるＨＤＲ映像データの最大値により制御信号を決定する場合について考える。ＨＤＲ映像データＳの最大値が０〜４０９５の場合、制御信号の値が０となり、ＨＤＲ映像データＳの最大値が４０９６〜８１９１の場合、制御信号の値が１となる。そして、各制御信号の値において、０から最大の明るさまでを１２ビットの階調で表現する。制御信号の値が０の場合、０〜４０９５を１２ビットに割り当て、制御信号の値が１の場合、０〜８１９１を１２ビットに割り当てる。ここでは、１フレーム毎に絞り２４が調光しているため、１フレーム期間の全画素の階調が１つの制御信号の値に基づいた１つの直線で表現される。

【0110】

例えば、パラメータ算出部２７は、以下に示す計算により、表示信号と制御信号を生成する。まず、パラメータ算出部２７は、制御信号として使用するＨＤＲ映像データＳのＭＳＢ４ビットから図１６の右列の明るさデータＢ１を取得する。そして、パラメータ算出部２７は、それぞれの画素データのＭＳＢ４ビットの明るさデータＢ２と比較して、制御する明るさとの比（Ｂ２／Ｂ１）を算出する。パラメータ算出部２７は、ＨＤＲ映像データＳのＬＳＢ１２ビットの信号に算出した比の値をかけることで表示信号を決定する。

【0111】

たとえば、画素１が１１１１００００００００００００で、画素２が００００１１１１１１１１１１１１１であったとする。なお、最も明るい画素では、ＨＤＲ映像データＳが１１１１１１１１１１１１１１１１となっている。図１６によれば、画素１では、明るさＢ２は１．０で、画素２では明るさＢ２は０．１となる。よって、画素２の明るさの比（Ｂ２／Ｂ１）は、（０．１／１．０）＝０．１となる。ここで、下位１３ビットを抜き出して計算して１２ビットに変換することで、画素１と画素２の表示信号を算出する。画素１の表示信号としては、４０９６（１００００００００００００）×１．０／２＝２０４８（１０００００００００００）となり、画素２の表示信号としては、４０９５(０１１１１１１１１１１１１)×０．１／２≒２０５（００００１１００１１０１）となる。このような計算が、図１７の１２分の階調を振り直す処理に対応する。

【0112】

制御信号の値が大きくなるほど、直線の傾きが急峻になる。言い換えると、制御信号の値が大きくなるほど、明るさのダイナミックレンジを広くすることができる。例えば、制御信号の値が１５の時、最大の明るさでの表示が可能となる。すなわち、明るさが０〜１のダイナミックレンジを１２ビット階調で表示することができる。また、制御信号の値が０の時、明るさ０〜０．１のダイナミックレンジを１２ビット階調で表示することができる。よって、低輝度階調をより細かく表現することができる。

【0113】

このように、低輝度階調に多くの階調を割り当てることができるため、低輝度階調に敏感な人間の目にとってより適切な表示を行うことができる。

【0114】

なお、絞り２４ではなく、光源２５によってＤ−ｒａｎｇｅ制御を行う方が、最大光量と最小光量の比（コントラスト）をより大きくすることができる。さらには、１フレーム毎のＤ−ｒａｎｇｅ制御ではなく、１フレームを複数に分割した領域毎のＤ−ｒａｎｇｅ制御を行うことも可能である。また、制御信号のビット数は４ビットに限られるものではない。絞り２４や光源２５の性能に応じて、制御信号のビット数を設定すればよい。

【0115】

上記の説明では、制御信号に対する絞り２４の開口率を線形にしているが、非線形となっていてもよい。調光デバイスによる調光が信号に対して非線形の場合の制御について、図１８を用いて説明する。非線形の場合、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、表示信号を生成する。

【0116】

具体的には、パラメータ算出部２７がまず、ＨＤＲ映像データＳの上位４ビットに応じて、制御信号を生成する。そして、パラメータ算出部２７は、上記したように制御信号をＤ−Ｒａｎｇｅ制御部２３に出力する。Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３による制御は、上記と同様であるため説明を省略する。

【0117】

さらに、パラメータ算出部２７は、制御信号をＬＵＴ選択部２８に出力する。ＬＵＴ選択部２８は、制御信号の値に応じて、ＬＵＴを選択するための選択信号を出力する。制御信号のビット数に応じた数のＬＵＴが予めメモリなどに格納されている。例えば、制御信号が４ビットの場合、ＬＵＴ選択部２８には、１６個のＬＵＴが格納されている。そして、ＬＵＴ選択部２８は、予め格納された複数のＬＵＴの中から制御信号の値に対応するＬＵＴを選択する。

【0118】

ＬＵＴには、ＨＤＲ映像データＳと表示信号とが対応付けられている。ＬＵＴ演算部２９は、ＨＤＲ映像データＳに基づいて、１２ビットの表示信号を生成する。すなわち、ＬＵＴ演算部２９は、選択されたＬＵＴを参照して、ＨＤＲ映像データＳの値を１２ビットの値に変換する。これにより、１２ビットの表示信号が生成される。

【0119】

また、制御信号は、調光デバイスの分解能に応じたビット数とすることができる。例えば、調光デバイスの分解能が１ビットの場合、例えば、絞り２４や光源２５が２段階で調光する場合、制御信号も１ビットとすることできる。また、絞り２４、及び光源２５の両方を調光デバイスとして用いてもよい。この場合、制御信号を絞り２４、及び光源２５に割り当てればよい。

【0120】

さらに、調光デバイスがない汎用ディスプレイで表示を行う場合、ＬＵＴが固定となる。すなわち、ＨＤＲ映像データＳの値に関わらず、ＬＵＴ選択部２８は１つのＬＵＴを選択する。ＬＵＴは、ＨＤＲ映像データＳをＳＤＲ映像データに変換するためのトーンマッピングデータとなる。そして、表示素子２２のビット数に応じた表示信号を生成すればよい。

【0121】

上記の処理は、プロジェクタ１０が行っても、処理装置４０が行ってもよい。処理装置４０が行う場合、接続されたプロジェクタ１０の性能に応じて、処理装置４０が処理を行う。プロジェクタ１０から出力されるＥＤＩＤ（Extended Display Identified Data）を用いて、プロジェクタ１０の機種を特定する。そして、特定された機種に応じて、表示信号、及び制御信号のビット数が決定される。２ポートを介して、処理装置４０が制御信号、及び表示信号をプロジェクタ１０に伝送すればよい。

【0122】

（ダイナミックレンジ制御２）
次に、別のダイナミックレンジの制御例（ダイナミックレンジ制御２）について、図１９、図２０を用いて説明する。図１９は、表示システム１００の全体構成を示す図である。ダイナミックレンジ制御２では、図１の表示システム１００に液晶パネル１５が追加されている。すなわち、投射部１１からの光が、液晶パネル１５を介して、スクリーン１４に投影されている。なお、液晶パネル１５以外の構成、及び基本的な制御については、上記と同様であるため説明を省略する。

【0123】

液晶パネル１５は、ローカルディミング可能な調光デバイスとして機能する。例えば、液晶パネル１５は複数の画素を有している。そして、液晶パネル１５は、画素毎に投射部１１からスクリーン１４に通過する通過光量を制御する。さらに、液晶パネル１５は、制御信号に応じて画素毎に透過光量を制御する。液晶パネル１５の画素が、投射部１１の画素と対応している。よって、液晶パネル１５が制御信号に応じて画素を階調制御することで、ダイナミックレンジを広くすることができる。ここで、液晶パネル１５は、ＲＧＢのカラー表示に対応したものではない。液晶パネル１５は、以下に説明するように、ＲＧＢ信号ではなく、輝度信号（Ｙ）に応じて輝度変調を行う。なお、図１９では、透過型の液晶パネル１５を使用しているが、特開２００７−３１００４５号公報に示すように反射型の液晶パネル１５を使用してもよい。

【0124】

デコーダ２６は、ＨＤＲ映像データＳを第１変換部７１に出力する。ＨＤＲ映像データＳは１６ビットのＲＧＢ信号である。第１変換部７１は、ＨＤＲ映像データＳを輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＣｂＣｒ）に変換する。ＨＤＲ映像データＳが１６ビットであるため、輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＣｂＣｒ）も１６ビットとなっている。第１変換部７１は１６ビットの輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＣｂＣｒ）をパラメータ算出部２７に出力する。

【0125】

パラメータ算出部２７は、輝度信号（Ｙ）に応じて、制御信号を生成する。ここでは、輝度信号（Ｙ）のＭＳＢ側のビットに応じて、制御信号を生成する。すなわち、制御信号が４ビットである場合、輝度信号（Ｙ）のＭＳＢ側の４ビットに応じて、制御信号を作成する。制御信号のビット数は、液晶パネル１５の階調数に応じた値となる。

【0126】

パラメータ算出部２７は、制御信号をＤ−Ｒａｎｇｅ制御部２３に出力する。Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部２３は、制御信号に基づいて、液晶パネル１５の各画素を駆動するための駆動信号を出力する。これにより、液晶パネル１５の各画素が駆動される。すなわち、液晶パネル１５は、輝度信号（Ｙ）に応じて輝度変調を行う。したがって、液晶パネル１５は、駆動信号に基づいて、各画素の輝度（階調）を制御する。

【0127】

さらに、パラメータ算出部２７は、１２ビットの輝度信号（Ｙ）と１６ビットの色差信号（ＣｂＣｒ）を、第２変換部７２に出力する。第２変換部７２は、輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＣｂＣｒ）をＲＧＢの表示信号に変換する。すなわち、第２変換部７２は、輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＣｂＣｒ）に基づいて、表示信号を生成する。なお、パラメータ算出部２７から出力される輝度信号（Ｙ）は、表示信号のビット数に合わせて、１２ビットとなっている。表示素子２２は、上記の通り、１２ビットの表示信号に応じて、カラー画像表示を行う。

【0128】

表示素子２２の投射部１１は、液晶パネル１５を介して、スクリーン１４上に画像を投射する。液晶パネル１５は、上記の通り、階調制御を行っている。これにより、投射部１１からの投射光の光量が液晶パネル１５において制御される。よって、ダイナミックレンジを広くすることができる。また、液晶パネル１５をより多階調とすることで、より精細に画像を表示することができる。例えば、ＨＤＲ映像データＳが１６ビットである場合において、表示信号を１２ビットのＲＧＢ信号とし、液晶パネル１５を８ビットの輝度信号（Ｙ）としてもよい。この場合、合計２０ビットを用いて、ＨＤＲ映像データＳを表現すればよい。

【0129】

輝度信号（Ｙ）はリニアであっても、ガンマ値がかかっていてもよい。液晶パネル１５と投射部１１とを用いた場合のガンマ補正について、図２１を用いて説明する。図２１において、横軸が入力値、縦軸が光出力（輝度）となっている。本制御例では、プロジェクタ１０のガンマ値が２．２であるとして説明を行う。

【0130】

本実施の形態では、入力されるＨＤＲ映像データＳを２つに分割している。そして、図２１に示すように、投射部１１のガンマ特性を１．１とし、液晶パネル１５のガンマ特性を１．１としている。そして、投射部１１に入力される表示信号、及び液晶パネル１５に入力される駆動信号がガンマ値を調整して生成される。表示信号と駆動信号の生成には、例えば、ルックアップテーブルを用いることができる。

【0131】

なお、投射部１１、及び液晶パネル１５のガンマ特性はこれらの値に限られない。すなわち、第１の出力特性におけるガンマ値と第２の出力特性におけるガンマ値との和が、プロジェクタ１０のガンマ値に等しければよい。このようにガンマ特性を考慮して、パラメータ算出部２７が駆動信号、及び表示信号を生成すればよい。

【0132】

図２２は、液晶パネル１５の変調を暗部側の所定範囲に限定した場合の一例を示している。図２２に示した例では、プロジェクタ１０のガンマ特性のガンマ値が２．２で規定されていた場合において、投射レンズ１２の出力特性のガンマ値を２．２（ただし、入力が０．２５以下の場合のガンマ値は１．２）とし、液晶パネル１５のガンマ値を１とした例である。また、液晶パネル１５のガンマ特性では、入力値が０．２５以上の場合、光出力量が一律に最大となっている。このように、液晶パネル１５の出力特性は、入力値が予め定められた値以上である場合、出力が最大値に固定されてもよい。これにより、液晶パネル１５の全階調を入力値が０．２５以下のガンマの領域に割り当てることができるようになり、暗部側の階調をより細かい階調で表現できる。なお、各実施の形態、及び実施例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0133】

上記処理のうちの一部又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されてもよい。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ)、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0134】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0135】

１０ プロジェクタ
１１ 投射部
１２ 投射レンズ
１３ ミラー
１４ スクリーン
１５ 液晶パネル
２１ 処理部
２２ 表示素子
２３ Ｄ−Ｒａｎｇｅ制御部
２４ 絞り
２５ 光源
２６ デコーダ
２７ パラメータ算出部
３０ インターフェース部
４０ 処理装置
４１ エンコーダ
４２ マッピング部
５１ ファイルＩ／Ｏ
５２ 信号処理部
５３ ＨＤＲ変換部
５４ 伝送変換部
５５ ＳＤＲ変換部
５６ 付加データ算出部
７１ 第１変換部
７２ 第２変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】