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(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】
(24)【登録日】2022-01-07
(45)【発行日】2022-01-21
(54)【発明の名称】符号化装置、復号装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04N 19/85 20140101AFI20220114BHJP
【ＦＩ】
H04N19/85
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2017200553
(22)【出願日】2017-10-16
(65)【公開番号】P2019075698
(43)【公開日】2019-05-16
【審査請求日】2020-09-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(73)【特許権者】
【識別番号】599149108
【氏名又は名称】ポンペウ ファブラ大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001564
【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】森田 泰子
(72)【発明者】
【氏名】ベルタルミオ バラテ マルセロ ホセ
(72)【発明者】
【氏名】ケイン デイビット
(72)【発明者】
【氏名】シリアク プラビーン
【審査官】坂東 大五郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／０５３８５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Yasuko Sugito et al.，Improved High Dynamic Range Video Coding with a Nonlinearity Based on Natural Image Statistics，International Journal of Signal Processing Systems，Vol. 5, No. 3，2018年01月04日，pp.100-105
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ １９／００－１９／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力映像の１フレームである入力画像Ｉ０１に対して符号化処理を施すことによって得られたビットストリームを出力するように構成されている符号化装置であって、前記入力画像Ｉ０１から、非線形伝達関数
【数1】
【数2】
前記ビットストリームは、前記出力画像Ｉ’から得られ、
前記入力画像Ｉ０１は、正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有しており、
前記出力画像Ｉ’は、正規化された非線形の知覚的な画素値を有しており、
前記Ｍ ｌｉｎ は、前記輝度の中央値であり、
前記γ Ｌ は、低輝度値用のパラメータであり、
前記γ Ｈ は、高輝度値用のパラメータであることを特徴とする符号化装置。
【請求項2】
前記伝達関数処理部は、ＧＯＰの開始フレーム毎に前記非線形伝達関数を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項3】
前記γＨ’は、０.２６５～０.２７５の範囲の値であり、前記Ｍｌｉｎは、０.００２～０.００６の範囲の値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の符号化装置。
【請求項4】
請求項１に記載の符号化装置によって出力されたビットストリームに対して復号処理を施すことによって出力画像Ｉｃ０１を取得するように構成されている復号装置であって、非線形伝達関数
【数1】
【数2】
【数6】
入力画像Ｉ ｃ ’は、前記ビットストリームから得られ、
前記出力画像Ｉｃ０１は、正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有しており、
前記入力画像Ｉｃ’は、正規化された非線形の知覚的な画素値を有しており、
前記Ｍ ｌｉｎ は、前記輝度の中央値であり、
前記γ Ｌ は、低輝度値用のパラメータであり、
前記γ Ｈ は、高輝度値用のパラメータであることを特徴とする復号装置。
【請求項5】
前記逆伝達関数処理部は、ＧＯＰの開始フレーム毎に前記非線形逆伝達関数を生成するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の復号装置。
【請求項6】
前記γＨ’は、０.２６５～０.２７５の範囲の値であり、前記Ｍｌｉｎは、０.００２～０.００６の範囲の値であることを特徴とする請求項４又は５に記載の復号装置。
【請求項7】
コンピュータを、請求項１～３のいずれか一項に記載の符号化装置として機能させるためのプログラム。
【請求項8】
コンピュータを、請求項４～６のいずれか一項に記載の復号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、符号化装置、復号装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、従来に比べて広い範囲の輝度を扱うＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ：高ダイナミックレンジ）映像の普及が進んでいる。テレビジョン（ＴＶ）映像フォーマットの国際標準では、従来のＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）映像の輝度が、０.１～１００ｃｄ/ｍ２と規定されている（Ｒｅｃ. ＩＴＵ-Ｒ ＢＴ.１８８６）のに対して、ＨＤＲ映像の輝度は、０.００５ｃｄ/ｍ２以下～１,０００ｃｄ/ｍ２以上となっている（Ｒｅｃ. ＩＴＵ-Ｒ ＢＴ.２１００）。
【0003】
ＨＤＲ映像の処理において、線形の光学的な輝度値を非線形の知覚的な画素値に変換するＴＦ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：伝達関数）は、高品質に圧縮伝送する場合に重要な要素技術となる。適切なＴＦを選択することにより、ＨＤＲ映像の輝度の明るさ及び色差の鮮やかさの両方を保ったまま処理をすることができる。
【0004】
ＨＤＲ-ＴＶ映像の国際標準であるＲｅｃ. ＩＴＵ-Ｒ ＢＴ.２１００では、ＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）-ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）及びＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｌｏｇ-Ｇａｍｍａ）-ＯＥＴＦ（Ｏｐｔｏ-Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）として定義されている２種類のＴＦが規定されている。
【0005】
ＨＤＲ映像を高品質に圧縮伝送するために、国際標準化団体であるＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）は、映像符号化方式ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）/Ｈ.２６５によるＨＤＲ映像の符号化方式の検討を進めている。非特許文献１には、ＭＰＥＧにおけるＨＤＲ映像の符号化方式の共通実験条件が記載されている。
【0006】
図１３に、４,０００ｃｄ/ｍ２システム（最大輝度値Ｌｐが４,０００ｃｄ/ｍ２であるシステム）におけるＨＬＧ-ＯＥＴＦ及びＰＱ-ＥＯＴＦのトーンカーブを示す。図１３において、横軸は、線形の光学的な輝度（ｌｉｎｅａｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を、縦軸は、非線形の知覚的な輝度（ｎｏｎ-ｌｉｎｅａｒ ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を示す。
【0007】
非特許文献２には、ＴＦとして逆ＰＱ-ＥＯＴＦを使用した場合には、色差サブサンプリングの影響により、ＨＥＶＣで符号化をしない場合にも、色が鮮やかで輝度が高い部分に信号処理の過程で発生するアーティファクト（原画像には存在しない不自然な絵柄）が生じること、及び、視覚に影響のない範囲で輝度を調整することでアーティファクトが解消することが記載されている。
【0008】
非特許文献３には、静止画に対してＴＦと同様の変換処理を行うＨＤＲ画像のトーンマッピング手法が記載されている。かかる手法では、画像の輝度の統計的性質に基づいてパラメータを決定し、主観的な画質が向上するトーンマッピング関数を動的に生成する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0009】
【文献】Ｅ.Ｆｒａｎｃｏｉｓ、Ｊ.Ｓｏｌｅ、Ｊ.Ｓｔｒｏｍ、Ｐ.Ｙｉｎ、「Ｃｏｍｍｏｎ Ｔｅｓｔ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＨＤＲ/ＷＣＧ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ」、ＪＣＴＶＣ-Ｚ１０２０、２０１７年１月
【文献】Ｊ.Ｓｔｒｏｍ、Ｊ.Ｓａｍｕｅｌｓｓｏｎ、Ｋ．Ｄｏｖｓｔａｍ、「Ｌｕｍａ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｖｉｄｅｏ」、２０１６ Ｄａｔａ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＤＣＣ）、３１９～３２８頁、２０１６年３月
【文献】Ｐ.Ｃｙｒｉａｃ、Ｄ.Ｋａｎｅ、Ｍ.Ｂｅｒｔａｌｍｉｏ、「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｏｎｅ Ｃｕｒｖｅ ｆｏｒ Ｉｎ-Ｃａｍｅｒａ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ ２０１６.１３、２０１６年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、非特許文献２に記載されているように、ＰＱ-ＥＯＴＦを用いた場合には、色差サブサンプリング時にアーティファク卜が発生し、輝度値の調整が必要になるという問題点がある。
【0011】
また、非特許文献３に記載の手法は、静止画の主観的な画質を向上させるために開発されたもので、圧縮効率を向上させることは考慮されておらず、そのままでは映像符号化には適していないという問題点がある。
【0012】
具体的には、非特許文献３に記載の手法は、主観的な画像品質を向上させることを目的としており、入出力画像の信号値の歪みを小さくする（客観的な画像品質を向上させる）ことを考慮していないという問題点がある。
【0013】
かかる手法を映像のフレームごとに適用すると、フレームごとの明るさやコントラストを調整するトーンカーブが異なり得るために、動き補償予測がうまく機能せず、符号化効率が悪くなるという問題点がある。
【0014】
さらに、ＴＦの情報を示すメタデータの量が大きくなり、符号化効率が悪くなるという問題点がある。
【0015】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、アーティファク卜の発生を防ぐことにより符号化効率を向上させることが可能な符号化装置、復号装置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】
【0016】
本発明の第１の特徴は、入力映像の１フレームである入力画像I０１に対して符号化処理を施すように構成されている入力映像の１フレームである入力画像I０１に対して符号化処理を施すように構成されている符号化装置であって、前記入力画像I０１から、非線形伝達関数
に基づいて、出力画像I’を生成するように構成されている伝達関数処理部を具備し、前記入力画像I０１は、正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有しており、前記出力画像I’は、正規化された非線形の知覚的な画素値を有していることを要旨とする。
【数1】
【数2】
【0017】
本発明の第２の特徴は、上述の第１の特徴に記載の符号化装置によって出力されたビットストリームに対して復号処理を施すことによって出力画像Iｃ０１を取得するように構成されている復号装置であって、非線形伝達関数
の逆関数である非線形逆伝達関数
を算出し、前記非線形逆伝達関数に基づいて、前記出力画像Iｃ０１を算出するように構成されている逆伝達関数処理部を具備し、前記出力画像Iｃ０１は、正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有しており、入力画像Iｃ’は、正規化された非線形の知覚的な画素値を有していることを要旨とする。
【数1】
【数2】
【数6】
【0018】
本発明の第３の特徴は、コンピュータを、上述の第１の特徴に記載の符号化装置として機能させるためのプログラムであることを要旨とする。
【0019】
本発明の第４の特徴は、コンピュータを、上述の第２の特徴に記載の復号装置として機能させるためのプログラムであることを要旨とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、アーティファク卜の発生を防ぎ、符号化効率を向上させることができる符号化装置、復号装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
【0023】
本実施形態に係る符号化装置１は、入力映像の１フレームである入力画像Ｉ０１に対して符号化処理を施すように構成されている。
【0024】
具体的には、図１に示すように、符号化装置１は、伝達関数処理部１１と、変換部１２と、量子化部１３と、サブサンプリング部１４と、符号化部１５とを具備している。
【0025】
伝達関数処理部１１は、入力画像I０１から、非線形伝達関数に基づいて、出力画像I’を生成するように構成されている。
【0026】
より具体的には、伝達関数処理部１１は、入力画像I０１から、非線形伝達関数
に基づいて、出力画像I’を生成するように構成されている。
【数1】
【数2】
【0027】
なお、かかる非線形伝達関数は、後述の図７の横軸から縦軸にマッピングする関数である。
【0028】
具体的には、入力画像Ｉ０１は、０～Ｌｐの範囲の輝度を示す画素値を有するカメラセンサーで取得されたＨＤＲ映像のフレームであってもよい。
【0029】
ここで、入力画像Ｉ０１を最大値Ｌｐで除算することによって、入力画像I０１は、０～１の範囲に正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有することになる。
【0030】
上述の（数式２）は、低輝度値用のγＬ’にほぼ等しい指数関数（Ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）γから高輝度値用のγＨ’にほぼ等しい指数関数γへ、輝度の中央値Ｍｌｉｎで、これらの平均値になるようになだらかに変化することを示す。
【0031】
ここで、輝度の中央値Ｍｌｉｎ、及び、指数関数γは、上述の非特許文献３に記載の手法によって算出した結果である。以下、かかる算出方法について説明する。
【0032】
図２（ａ）～図２（ｃ）は、入力画像Ｉ０１の輝度Ｌ（ＣＩＥ ＸＹＺ空間のＹ成分）のヒストグラム（点線）、及び、かかるヒストグラムの暗部からの積算値（実線）を常用対数スケールで示したものである。Ｍｌｉｎは、Ｍｌｉｎ＝ｅＭによって算出される。
【0033】
ここで、Ｍは、
によって算出される。Ｌｍ及びＬＭは、それぞれ、輝度の積算の１及び９０パーセンタイル値である。
【数3】
【0034】
【0035】
図２（ａ）に示すように、上述のヒストグラムが、１つの頂点を持ち、なだらかに分布している場合、γＬ及びγＨは、（数式４）に示すアルゴリズム１のステップ１によって算出される。多くの画像は、かかる分布に当てはまる。
ここで、（数式４）において、Ｌは、０～１の範囲に正規化された入力画像I０１の輝度を示し、Ｈ（Ｌ）は、ｌｏｇ領域におけるＬの累積したヒストグラムを示し、Ｓ（ａ,ｂ）は、ａ及びｂに対応するＨ上の点を結ぶ直線の傾きを示し（ここで、ａ及びｂは、ｌｏｇ（Ｌ）の要素である）、ｔｒｍ（Ｌ）は、１％の外れ値を取り除いた後のトリム平均を示す。
【数4】
【0036】
図２（ｂ）に示すように、上述のヒストグラムが、２つの頂点を持つ場合、γＬ及びγＨは、（数式４）に示すアルゴリズム１のステップ２によって算出される。ｍｅａｎ（Ｌ）は、輝度Ｌの平均値を意味する。
【0037】
図２（ｃ）に示すように、上述のヒストグラムが、図２（ｂ）においてｙで示される輝度Ｌの上半分（輝度がＭ以上の領域）の中間値に近い輝度にピークを有する場合、γＬ及びγＨは、（数式４）に示すアルゴリズム１のステップ３によって算出される。
【0038】
発明者らは、（数式２）において、低輝度部γＬ’が小さい場合（例えば、０.２程度の場合）には、低輝度部γＬ’に対して割り当てる非線形の知覚的な輝度の範囲が大きくなり、画像の暗部が全体的に明るくなってノイズが強調されるため、符号化効率が下がることに注目した。
【0039】
そこで、発明者らは、γＬ及びγＨを調整し、（数式２）に示すように、γＬ’を従来（Ｒｅｃ. ＩＴＵ-Ｒ ＢＴ.７０９）と同じ０.４５に固定すると共に、γＨ’については、γＬとγＬ’との比に基づいて調整して、γＬ’及びγＨ’を導出することとした。
【0040】
図３（ａ）は、このような調整を行う前の状態の画像を示し、図３（ｂ）は、かかる調整を行った後の状態の画像を示す。図３（ｂ）では、暗部の輝度が低くなってノイズが抑制されるため、符号化効率が向上することが分かる。
【0041】
さらに、符号化処理では、８フレームや１６フレームのＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位で処理を行うことに着目し、伝達関数処理部１１は、ＧＯＰの開始フレーム毎に非線形伝達関数を生成するように構成されていてもよい。
【0042】
【0043】
図４に示すように、符号化処理及び復号処理の順番が、フレーム番号０→１６→８→…→１５→３２→…であることに着目し、伝達関数処理部１１は、フレーム番号０、１６、３２…の順で非線形伝達関数を生成して、処理対象であるフレーム番号ｆｎの非線形伝達関数ＴＦｆｎを（数式５）で示す内挿で求めるように構成されている。
（数式５）において、ａは、フレーム番号ｆｎをＧＯＰサイズ１６で割った剰余を示し、ＴＦ０は、フレーム番号ｑｕｏｔ（ｆｎ,１６）×１６（フレーム番号ｆｎをＧＯＰサイズ１６で割った商の１６（ＧＯＰサイズ）倍）から生成された非線形伝達関数を示し、ＴＦ１はフレーム番号（ｑｕｏｔ（ｆｎ,１６）＋１）×１６（非線形伝達関数ＴＦ０を導出したフレーム番号＋１６（ＧＯＰサイズ）)から生成された非線形伝達関数を示す。
【数5】
【0044】
例えば、伝達関数処理部１１は、フレーム番号０及び１６では、それぞれフレーム番号０及び１６から生成された非線形伝達関数のみを使い、フレーム番号１～１５では、フレーム番号０及び１６から生成された非線形伝達関数をフレーム間の距離に応じて内挿する。ここで、ＧＯＰサイズは、１６に限らず、８や３２等の任意の値であってもよい。
【0045】
また、伝達関数処理部１１は、（数式２）の各パラメータを（数式５）のように内挿するように構成されていてもよい。或いは、伝達関数処理部１１は、非線形伝達関数を内挿せずに、ＧＯＰサイズの倍数の単位ごとに計算して切り替えるように構成されていてもよい。
【0046】
変換部１２は、伝達関数処理部１１から出力された出力画像Ｉ’を構成するＲＧＢコンポーネントをＹＣｂＣｒコンポーネントに変換するように構成されている。すなわち、変換部１２は、伝達関数処理部１１から出力された出力画像Ｉ’に対して色空間変換処理を施すように構成されている。
【0047】
量子化部１３は、変換部１２から出力された信号に対して量子化処理を施して０～１０２３の範囲の値を有する１０ビットの信号に変換するように構成されている。
【0048】
サブサンプリング部１４は、量子化部１３から出力された信号に対して４:４:４から４:２:０への色差サブサンプリング処理を施すように構成されている。
【0049】
符号化部１５は、サブサンプリング部１４から出力された信号に対してＨＥＶＣ方式等による符号化処理を施し、ビットストリームを出力するように構成されている。
【0050】
ここで、符号化装置１は、かかるビットストリームに、上述の非線形伝達関数の情報を示すメタデータを含めるように構成されていてもよい。具体的には、符号化装置１は、非線形伝達関数を生成したフレームごとに、非線形伝達関数を使用していることを示すモード情報及びパラメータγＨ’及びＭｌｉｎを送信するように構成されていてもよい。
【0051】
本実施形態に係る復号装置３は、符号化装置１によって出力されたビットストリームに対して復号処理を施すことによって出力画像IＣ０１を取得するように構成されている。
【0052】
図５に示すように、復号装置３は、復号部３１と、アップサンプリング部３２と、逆量子化部３３と、逆変換部３４と、逆伝達関数処理部３５とを具備している。
【0053】
復号部３１は、符号化装置１から出力されたビットストリームに対して復号処理を施し、０～１０２３の範囲の値を有する信号を出力するように構成されている。
【0054】
アップサンプリング部３２は、復号部３１から出力された信号に対して４:２:０から４:４:４への色差アップサンプリング処理を施すように構成されている。
【0055】
逆量子化部３３は、アップサンプリング部３２から出力された１０ビットの信号に対して逆量子化処理を施すように構成されている。
【0056】
逆変換部３４は、逆量子化部３３から出力された信号を構成するＹＣｂＣｒコンポーネントをＲＧＢコンポーネントに変換するように構成されている。すなわち、逆変換部３４は、逆量子化部３３から出力された信号に対して色空間逆変換処理を施すように構成されている。
【0057】
ここで、逆量子化部３３から出力された信号は、上述の出力画像Ｉ’と同様に、正規化された非線形の知覚的な画素値を有している。具体的には、逆量子化部３３から出力された信号は、０～１の範囲の画素値を有していてもよい。
【0058】
逆伝達関数処理部３５は、非線形伝達関数
の逆関数である非線形逆伝達関数
を算出し、かかる非線形逆伝達関数に基づいて、出力画像IＣ０１を算出するように構成されている。
【数1】
【数2】
【数6】
【0059】
ここで、出力画像IＣ０１は、正規化された線形の光学的な輝度を示す画素値を有する。
【0060】
本実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３によれば、入力されたＨＤＲ映像及び出力されたＨＤＲ映像の歪みをできるだけ小さくしながら、ビットストリームのデータ量を削減することができる。
【0061】
なお、本実施形態では、入力画像I０１をＲＧＢコンポーネントから構成されるものとしたが、伝達関数処理部１１及び逆伝達関数処理部３５では輝度値に基づいた処理を行うことができればよく、輝度値のみから構成されるモノクロ画像や輝度値に変換可能な他の形式の画像を入力しても良い。この場合、変換部１２および逆変換部３４での処理は入力形式に合わせて変更される。
【0062】
（第２の実施形態）
図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施形態について、上述の第１の実施形態との相違点に着目して説明する。本実施形態において、γＨ’は、０.２６５～０.２７５の範囲の値であり、Ｍｌｉｎは、０.００２～０.００６の範囲の値である。第１の実施形態では、入力画像の画面の大部分が暗く、輝度の中央値Ｍｌｉｎが小さい（例えば、０.０００１７程度）場合に、符号化効率が悪くなることがあり、本実施形態はかかる課題を解決するものである。
図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施形態について、上述の第１の実施形態との相違点に着目して説明する。本実施形態において、γＨ’は、０.２６５～０.２７５の範囲の値であり、Ｍｌｉｎは、０.００２～０.００６の範囲の値である。第１の実施形態では、入力画像の画面の大部分が暗く、輝度の中央値Ｍｌｉｎが小さい（例えば、０.０００１７程度）場合に、符号化効率が悪くなることがあり、本実施形態はかかる課題を解決するものである。
【0063】
図６に、第１の実施形態で符号化効率が良い入力映像Ｉ０１に対して、（数式１）および（数式２）から求めたγＨ’とＭｌｉｎとの関係を示す。図６において灰色で塗りつぶされた丸のマーカーは、本実施形態で用いられたパラメータの値である。
【0064】
図７に、４,０００ｃｄ/ｍ２システムにおけるＨＬＧ-ＯＥＴＦ、ＰＱ-ＥＯＴＦ及び本実施形態（ＮＩＳＴＦ）のトーンカーブを示す。図７において、横軸は、線形の光学的な輝度を、縦軸は、非線形の知覚的な輝度を示す。図７のＮＩＳＴＦは、（数式２）のパラメータγＨ’を０．２６７７４４、Ｍｌｉｎを０．００４４６９１０としたものであるが、γＨ’を０．２７程度（０．２６５～０．２７５）、Ｍｌｉｎを０．００４程度（０．００２～０．００６）とした範囲では、本実施形態と類似するトーンカーブになる。
【0065】
本実施形態によれば、ＰＱ-ＥＯＴＦ等のように、色差サブサンプリング処理の後に発生するアーティファクトの発生を回避することができる。
【0066】
【0067】
図８に示すように、本実施形態に係る符号化装置１は、上述の第１の実施形態に係る符号化装置１の構成に加えて、ＰＱ-ＨＤＲ変換部１６を具備している。
【0068】
ＰＱ-ＨＤＲ変換部１６は、逆伝達関数ＰＱ-ＥＯＴＦを用いて、ＰＱ画像をＨＤＲ画像である入力画像I０１に変換するように構成されている。
【0069】
図９に示すように、本実施形態に係る復号装置３は、上述の第１の実施形態に係る復号装置３の構成に加えて、ＨＤＲ-ＰＱ変換部３６を具備している。
【0070】
ＨＤＲ-ＰＱ変換部３６は、伝達関数逆ＰＱ-ＥＯＴＦを用いて、逆伝達関数処理部３５から出力された信号のＨＤＲ画像をＰＱ画像に変換するように構成されている。
【0071】
【0072】
入力映像Ａは、街路の様子で、日向と日陰の明暗部分が含まれ、細かいテクスチャが多いという特徴がある。入力映像Ｂは、陸上競技の様子で、動きが速く、全体的に明るいという特徴がある。入力映像Ｃは、野外イベント会場の遠景を固定撮影したもので、日中の太陽光の明るさを有するという特徴がある。このような性質が異なる種々のＨＤＲ映像を入力として実験を行った。
【0073】
図１０～図１２において、グラフの横軸は、ビットレートを示し、縦軸は、入力映像の各フレームである入力画像I０１及び出力画像IＣ０１を構成するＲＧＢコンポーネントをＣＩＥ ＸＹＺ色空間に変換して、輝度ＹのＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ-ｔｏ-Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）をフレームごとに求めて平均した結果を示す。
【0074】
図１０～図１２において、ＰＱ-ＥＯＴＦは、ＰＱ-ＥＯＴＦを用いたケースにおける実験結果を示し、ＨＬＧ-ＯＥＴＦは、ＨＬＧ-ＯＥＴＦを用いたケースにおける実験結果を示し、Ｅｘ１は、上述の第１の実施形態における実験結果（実施例１）を示し、Ｅｘ２は、上述の第２の実施形態における実験結果（実施例２）を示す。
【0075】
上述の実験では、（数式２）が入力画像I０１自身を含み、逆変換処理を簡潔な数式で表すことができないため、復号装置２において用いられる非線形逆伝達関数は、符号化装置１において用いられる非線形伝達関数からＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を作成して求めた。
【0076】
なお、上述の実験結果には、非線形伝達関数や非線形伝達関数に関するメタデータが含まれていない。
【0077】
上述の実験結果によれば、映像Ａ～Ｃのいずれの場合も、ＰＱ-ＥＯＴＦを用いたケース及びＨＬＧ-ＯＥＴＦを用いたケースと比べて、第１の実施形態及び第２の実施形態における符号化効率が良いことが分かる。
【0078】
なお、第２の実施形態では、トーンカーブが固定されているため、メタデータとしてモード情報のみを送ればよく、このデータ量は、ＨＬＧ-ＯＥＴＦを用いたケースと同等である。
【0079】
（その他の実施形態）
本発明について、上述した実施形態によって説明したが、かかる実施形態における開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。かかる開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明について、上述した実施形態によって説明したが、かかる実施形態における開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。かかる開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0080】
また、上述の実施形態では特に触れていないが、上述の符号化装置１及び復号装置３によって行われる各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、かかるプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、かかるプログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、かかるプログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。
【0081】
或いは、上述の符号化装置１及び復号装置３内の少なくとも一部の機能を実現するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。
【符号の説明】
【0082】
１…符号化装置
１１…伝達関数処理部
１２…変換部
１３…量子化部
１４…サブサンプリング部
１５…符号化部
１６…ＰＱ-ＨＤＲ変換部
３…復号装置
３１…復号部
３２…アップサンプリング部
３３…逆量子化部
３４…逆変換部
３５…逆伝達関数処理部
３６…ＨＤＲ-ＰＱ変換部
１１…伝達関数処理部
１２…変換部
１３…量子化部
１４…サブサンプリング部
１５…符号化部
１６…ＰＱ-ＨＤＲ変換部
３…復号装置
３１…復号部
３２…アップサンプリング部
３３…逆量子化部
３４…逆変換部
３５…逆伝達関数処理部
３６…ＨＤＲ-ＰＱ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】