特許 7145719 映像信号変換装置及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2022-09-22

(45)【発行日】2022-10-03

(54)【発明の名称】映像信号変換装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/64 20060101AFI20220926BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20220926BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20220926BHJP

   G09G 5/391 20060101ALI20220926BHJP

   G09G 5/02 20060101ALI20220926BHJP

   G09G 5/10 20060101ALI20220926BHJP

   G06T 5/00 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H04N9/64 J

H04N5/66 A

G09G5/00 520V

G09G5/00 550H

G09G5/02 B

G09G5/10 Z

G06T5/00 735

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018191560

(22)【出願日】2018-10-10

(65)【公開番号】P2020025241

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-08-31

(31)【優先権主張番号】P 2018141917

(32)【優先日】2018-07-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】100121119

【弁理士】

【氏名又は名称】花村 泰伸

(72)【発明者】

【氏名】野村 光佑

(72)【発明者】

【氏名】日下部 裕一

(72)【発明者】

【氏名】安江 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】正岡 顕一郎

【審査官】西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９２９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２３６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２５６０３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】村上昌孝・丸谷 良・齋 哲也，ＨＤＲ／ＳＤＲ同時制作に向けた効率的な制作手法，放送技術，第71巻 第7号，日本，兼六館出版株式会社，2018年，148～153

【文献】日下部裕一，ＨＤＲ－ＴＶ方式の概要と関連規格，放送技術，第71巻 第7号，日本，兼六館出版株式会社，2018年，154～158

【文献】高ダイナミックレンジ映像を用いた番組制作の運用ガイドラインARIB TR-B43，標準規格（通信分野、放送分野）及び技術資料（通信分野、放送分野、共通分野），1.0版，日本，一般社団法人電波産業会，2018年01月22日

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ９／６４

Ｈ０４Ｎ ５／６６

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｇ０９Ｇ ５／０２

Ｇ０９Ｇ ５／１０

Ｇ０６Ｔ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、
前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号に対し、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るためのゲイン処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるゲイン処理部と、
前記ゲイン処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の白レベルの特性を得ると共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、第２輝度を求める圧縮処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記圧縮処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、
前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載の映像信号変換装置において、
前記ゲイン処理部は、
前記第１ディスプレイ光信号に対し、所定のゲイン値を乗算することで前記ゲイン処理を行い、前記第２ディスプレイ光信号を求め、
前記所定のゲイン値は、
前記ＨＬＧ映像の肌レベルの値、及び前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の映像信号変換装置において、
前記圧縮処理部は、
前記第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像の前記基準白レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の前記白レベルの特性を得るための圧縮処理を行い、第３輝度を求める基準白レベル圧縮処理部と、
前記基準白レベル圧縮処理部により求めた前記第３輝度に対し、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が前記上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、前記第２輝度を求めるハイライト色再現圧縮処理部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項4】

ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、
前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、
前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項5】

ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、
前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、
前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第４ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、
前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第４ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項6】

請求項５に記載の映像信号変換装置において、
前記三刺激値及び色度変換部の代わりに、ＨＬＧ光／三刺激値変換部、クロマ処理部及びＨＬＧ色度変換部を備え、
前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部は、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値に変換し、
前記クロマ処理部は、
前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の三刺激値空間をＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記ＣＩＥＬＡＢ空間における色相角を保持しながら、前記ＣＩＥＬＡＢ空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、
前記ＨＬＧ色度変換部は、
前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値を、色度座標に変換し、
前記処理部は、
前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値のうちの輝度値を前記第１輝度とし、前記第１の演算及び前記第２の演算を行い、前記第２輝度を求め、
前記ＳＤＲ輝度／光変換部は、
前記ＨＬＧ色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の前記第３ディスプレイ光信号に変換する、ことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項7】

請求項６に記載の映像信号変換装置において、
前記クロマ処理部は、
前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の前記三刺激値空間を前記ＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、明度及び色座標を求める色空間変換部と、
前記色空間変換部により求めた前記色座標に基づいて、クロマ補正処理前の前記クロマ及び前記色相角を求め、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記色相角を保持しながら、クロマ補正処理前の前記クロマを小さくしてクロマ補正処理後の前記色座標を求めるクロマ補正部と、
前記色空間変換部により求めた前記明度、及び前記クロマ補正部により求めたクロマ補正後の前記色座標による前記ＣＩＥＬＡＢ空間を、前記三刺激値空間に変換し、クロマ補正後の前記三刺激値を求める色空間逆変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項8】

請求項４から７までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、
前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第１の演算を、前記第１輝度に所定のゲイン値を乗算するゲイン処理の演算とし、
前記所定のゲイン値は、
前記ＨＬＧ映像の肌レベルの値、及び当該ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項9】

請求項４から８までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、
前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第２の演算を、前記第１輝度を対数化する対数化処理の演算とする、ことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項10】

ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、
前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得ると共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための拡張処理を行い、第２輝度を求める拡張処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記拡張処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、
前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号に対し、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理を行い、第３ディスプレイ光信号を求める逆ゲイン処理部と、
前記逆ゲイン処理部により求めた前記第３ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項11】

ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、
前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、
前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項12】

ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、
前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、
前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、
前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、
前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第４ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、
前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第４ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、
を備えたことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の映像信号変換装置において、
前記ＨＬＧ輝度／光変換部の代わりに、ＨＬＧ三刺激値変換部、クロマ処理部及びＨＬＧ三刺激値／光変換部を備え、
前記ＨＬＧ三刺激値変換部は、
前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標及び前記処理部により求めた前記第２輝度を、当該第２輝度を含む三刺激値に変換し、
前記クロマ処理部は、
前記ＨＬＧ三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の空間をＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記ＣＩＥＬＡＢ空間における色相角を保持しながら、前記ＣＩＥＬＡＢ空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、
前記ＨＬＧ三刺激値／光変換部は、
前記クロマ処理部により求めたクロマ補正処理後の前記三刺激値を、第５ディスプレイ光信号に変換し、
前記逆クロストークマトリクス処理部は、
前記ＨＬＧ三刺激値／光変換部により変換された前記第５ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための前記逆クロストークマトリクス処理を行い、前記第４ディスプレイ光信号を求める、ことを特徴とする映像信号変換装置。

【請求項14】

コンピュータを、請求項１から９までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置として機能させるためのプログラム。

【請求項15】

コンピュータを、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の映像信号変換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、ＨＤＲ（High Dynamic Range：ハイダイナミックレンジ）映像のうちのＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像とＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像との間の階調変換を行う映像信号変換装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハイビジョン放送のＳＤＲにおける白レベルは、ビデオ信号の約１００％となっている。このビデオ信号をピーク輝度が１００ｃｄ／ｍ²のＳＤＲディスプレイで表示すると、約１００ｃｄ/ｍ²の輝度で表示される。

【0003】

これに対し、ＨＬＧでは、基準となる白レベルをビデオ信号の７５％と規定するレポートが策定された（例えば、非特許文献１，２，３を参照）。

【0004】

放送事業者は、ダイナミックレンジの異なるＨＬＧ映像とＳＤＲ映像とを同時に制作する一体化制作の検討を始めている。ＨＤＲ映像及びＳＤＲ映像の一体化制作においては、ＨＤＲ対応のカメラで取得したシーン光のリニア信号に対し、あるゲイン処理を行うことで、ＳＤＲ映像を生成する変換法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0005】

また、ＨＤＲ映像のみを制作し、制作系統の最終段階でＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に一括変換する変換法も知られている。

【0006】

前者の変換法は、カメラシステムで変換を行うものであり、最終的に得られるＨＤＲ映像及びＳＤＲ映像の色再現性が異なるという問題がある。これは、ビデオ信号からディスプレイ光に変換する際のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）の違いに起因する。

【0007】

一方、後者の変換法は、ＨＤＲ映像にテロップが合成された場合、そのテロップの白レベルが変化しないように、基準白レベルを考慮し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する必要がある。

【0008】

一般的な映像信号変換装置では、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²の間に対応させるためのゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現している。これは、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％をＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応させるためのゲイン処理に相当する。

【0009】

一方で、映像信号に対し色補正処理及びダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、高彩度の階調を保つための手法も知られている（例えば、特許文献２を参照）。この手法は、映像信号に対し所定の行列を掛け合わせることで、１回目の色補正処理を行い、色補正後の映像信号に対しニー処理及びクリップ処理等のダイナミックレンジ圧縮処理を行う。そして、ダイナミックレンジ圧縮処理後の映像信号に対し所定の行列を掛け合わせることで、２回目の色補正処理を行う。尚、特許文献２は、本願の先の出願の出願日以降であって、かつ本願の出願日以前に公開された公開特許公報である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０１６－１９７８５４号公報

【文献】特開２０１８－１４２９４７号公報

【非特許文献】

【0011】

【文献】Report ITU-R BT.2408-0，“Operational practices in HDR television production”

【文献】Recommendation ITU-R BT.2100-0， “Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange”

【文献】Recommendation ITU-R BT.1886， “Reference electro-optical transfer function for flat panel displays used in HDTV studio production”

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、前述の一般的な映像信号変換装置による基準白レベルを考慮した変換法は、映像を構成する上で重要な印象要因の一つである人物の肌の信号レベルを考慮したものではない。このため、人物の肌の信号レベルが、ＳＤＲ映像の肌レベルよりも低くなり、暗く感じられるという問題があった。

【0013】

また、ＨＬＧビデオ信号の約８０％以上の部分が、ＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％でクリップされ、ハイライトが白飛びするという問題もあった（後述する図４の従来技術の特性を参照）。

【0014】

このため、従来と同様に基準白レベルを考慮することに加え、人物の肌レベルを考慮すると共に、ハイライトの白つぶれを抑制する変換を行うことが所望されていた。

【0015】

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＨＬＧ映像とＳＤＲ映像との間で変換を行う際に、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制可能な映像信号変換装置及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記課題を解決するために、請求項１の映像信号変換装置は、ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号に対し、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るためのゲイン処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるゲイン処理部と、前記ゲイン処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の白レベルの特性を得ると共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、第２輝度を求める圧縮処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記圧縮処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0017】

また、請求項２の映像信号変換装置は、請求項１に記載の映像信号変換装置において、前記ゲイン処理部が、前記第１ディスプレイ光信号に対し、所定のゲイン値を乗算することで前記ゲイン処理を行い、前記第２ディスプレイ光信号を求め、前記所定のゲイン値が、前記ＨＬＧ映像の肌レベルの値、及び前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする。

【0018】

また、請求項３の映像信号変換装置は、請求項１または２に記載の映像信号変換装置において、前記圧縮処理部が、前記第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像の前記基準白レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の前記白レベルの特性を得るための圧縮処理を行い、第３輝度を求める基準白レベル圧縮処理部と、前記基準白レベル圧縮処理部により求めた前記第３輝度に対し、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が前記上限値まで増加する特性を得るための圧縮処理を行い、前記第２輝度を求めるハイライト色再現圧縮処理部と、を備えたことを特徴とする。

【0019】

また、請求項４の映像信号変換装置は、ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0020】

また、請求項５の映像信号変換装置は、ＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像をＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号を、前記ＨＬＧ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧビデオ／光変換部と、前記ＨＬＧビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定のフィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の値が、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲ輝度／光変換部と、前記ＳＤＲ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第４ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第４ディスプレイ光信号を、前記ＳＤＲ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＳＤＲ映像のビデオ信号に変換するＳＤＲ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0021】

また、請求項６の映像信号変換装置は、請求項５に記載の映像信号変換装置において、前記三刺激値及び色度変換部の代わりに、ＨＬＧ光／三刺激値変換部、クロマ処理部及びＨＬＧ色度変換部を備え、前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部が、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値に変換し、前記クロマ処理部が、前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の三刺激値空間をＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記ＣＩＥＬＡＢ空間における色相角を保持しながら、前記ＣＩＥＬＡＢ空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、前記ＨＬＧ色度変換部が、前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値を、色度座標に変換し、前記処理部が、前記クロマ処理部により求めた前記三刺激値のうちの輝度値を前記第１輝度とし、前記第１の演算及び前記第２の演算を行い、前記第２輝度を求め、前記ＳＤＲ輝度／光変換部が、前記ＨＬＧ色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＳＤＲ映像の前記第３ディスプレイ光信号に変換する、ことを特徴とする。

【0022】

また、請求項７の映像信号変換装置は、請求項６に記載の映像信号変換装置において、前記クロマ処理部が、前記ＨＬＧ光／三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の前記三刺激値空間を前記ＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、明度及び色座標を求める色空間変換部と、前記色空間変換部により求めた前記色座標に基づいて、クロマ補正処理前の前記クロマ及び前記色相角を求め、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記色相角を保持しながら、クロマ補正処理前の前記クロマを小さくしてクロマ補正処理後の前記色座標を求めるクロマ補正部と、前記色空間変換部により求めた前記明度、及び前記クロマ補正部により求めたクロマ補正後の前記色座標による前記ＣＩＥＬＡＢ空間を、前記三刺激値空間に変換し、クロマ補正後の前記三刺激値を求める色空間逆変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0023】

また、請求項８の映像信号変換装置は、請求項４から７までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第１の演算を、前記第１輝度に所定のゲイン値を乗算するゲイン処理の演算とし、前記所定のゲイン値が、前記ＨＬＧ映像の肌レベルの値、及び当該ＨＬＧ映像の肌レベルに対応する前記ＳＤＲ映像の肌レベルの値に基づいて、ユーザにより予め設定される、ことを特徴とする。

【0024】

また、請求項９の映像信号変換装置は、請求項４から８までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置において、前記処理部における前記所定のフィッティング関数による前記第２の演算を、前記第１輝度を対数化する対数化処理の演算とする、ことを特徴とする。

【0025】

また、請求項１０の映像信号変換装置は、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得ると共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための拡張処理を行い、第２輝度を求める拡張処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記拡張処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号に対し、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理を行い、第３ディスプレイ光信号を求める逆ゲイン処理部と、前記逆ゲイン処理部により求めた前記第３ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0026】

また、請求項１１の映像信号変換装置は、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第２ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第２ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0027】

また、請求項１２の映像信号変換装置は、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range：スタンダードダイナミックレンジ）映像をＨＬＧ（Hybrid Log Gamma：ハイブリッドログガンマ）映像に変換する映像信号変換装置において、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号を、前記ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ（Electro Optical Transfer Function：電気－光伝達関数）により第１ディスプレイ光信号に変換するＳＤＲビデオ／光変換部と、前記ＳＤＲビデオ／光変換部により変換された前記第１ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、第２ディスプレイ光信号を求めるクロストークマトリクス処理部と、前記クロストークマトリクス処理部により求めた前記第２ディスプレイ光信号を、三刺激値及び色度座標に変換する三刺激値及び色度変換部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記三刺激値のうちの輝度値を第１輝度とし、当該第１輝度に対し、所定の逆フィッティング関数により、前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の値が、前記ＳＤＲ映像のビデオ信号の上限値に対応する前記ＨＬＧ映像のビデオ信号の上限値まで増加する特性を得るための第１の演算を行うと共に、前記ＨＬＧ映像の基準白レベルと前記ＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、前記ＨＬＧ映像の肌レベルと前記ＳＤＲ映像の肌レベルとが対応する特性を得るための第２の演算を行い、第２輝度を求める処理部と、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標を用いて、前記処理部により求めた前記第２輝度を、前記ＨＬＧ映像の第３ディスプレイ光信号に変換するＨＬＧ輝度／光変換部と、前記ＨＬＧ輝度／光変換部により変換された前記第３ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための、前記クロストークマトリクス処理に対する逆の処理である逆クロストークマトリクス処理を行い、第４ディスプレイ光信号を求める逆クロストークマトリクス処理部と、前記逆クロストークマトリクス処理部により求めた前記第４ディスプレイ光信号を、前記ＨＬＧ映像の前記ＥＯＴＦの逆関数により前記ＨＬＧ映像のビデオ信号に変換するＨＬＧ光／ビデオ変換部と、を備えたことを特徴とする。

【0028】

また、請求項１３の映像信号変換装置は、請求項１２に記載の映像信号変換装置において、前記ＨＬＧ輝度／光変換部の代わりに、ＨＬＧ三刺激値変換部、クロマ処理部及びＨＬＧ三刺激値／光変換部を備え、前記ＨＬＧ三刺激値変換部が、前記三刺激値及び色度変換部により変換された前記色度座標及び前記処理部により求めた前記第２輝度を、当該第２輝度を含む三刺激値に変換し、前記クロマ処理部が、前記ＨＬＧ三刺激値変換部により変換された前記三刺激値の空間をＣＩＥＬＡＢ空間に変換し、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づくように、前記ＣＩＥＬＡＢ空間における色相角を保持しながら、前記ＣＩＥＬＡＢ空間におけるクロマを小さくするクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値を求め、前記ＨＬＧ三刺激値／光変換部が、前記クロマ処理部により求めたクロマ補正処理後の前記三刺激値を、第５ディスプレイ光信号に変換し、前記逆クロストークマトリクス処理部が、前記ＨＬＧ三刺激値／光変換部により変換された前記第５ディスプレイ光信号におけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための前記逆クロストークマトリクス処理を行い、前記第４ディスプレイ光信号を求める、ことを特徴とする。

【0029】

さらに、請求項１４のプログラムは、コンピュータを、請求項１から９までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置として機能させることを特徴とする。

【0030】

また、請求項１５のプログラムは、コンピュータを、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の映像信号変換装置として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0031】

以上のように、本発明によれば、ＨＬＧ映像とＳＤＲ映像との間で変換を行う際に、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化しない。さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】実施例１の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】実施例１の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。

【図3】圧縮処理部の構成例を示すブロック図である。

【図4】ＨＬＧビデオ信号の肌レベルとＳＤＲビデ信号の肌レベルとの間の対応関係、及び肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性を説明する図である。

【図5】基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。

【図6】ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。

【図7】ディスプレイ光のリニア信号である輝度の特性を示す図である。

【図8】実施例２の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】実施例２の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。

【図10】フィッティング関数を適用した処理により得られたディスプレイ輝度の特性を説明する図である。

【図11】＜１＞のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のＨＬＧディスプレイ輝度及びＳＤＲディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。

【図12】＜２＞のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のＨＬＧディスプレイ輝度及びＳＤＲディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。

【図13】フィッティング関数を適用した処理により得られたビデオ信号の特性を説明する図である。

【図14】実施例１の映像信号変換装置の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図15】実施例２の映像信号変換装置の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図16】実施例３の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図17】実施例３の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。

【図18】実施例４の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図19】実施例４の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。

【図20】クロマ処理部の構成例を示すブロック図である。

【図21】クロマ処理部の処理例を示すフローチャートである。

【図22】クロマ補正処理を説明する俯瞰図である。

【図23】パラメータσが小さい場合のクロマ補正処理を説明する図である。

【図24】パラメータσが大きい場合のクロマ補正処理を説明する図である。

【図25】所定のゲイン値ｋ₁等により設定されたフィッティング関数を適用した場合のディスプレイ輝度の特性を示す図である。

【図26】図２５に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図である。

【図27】所定のパラメータε，σ等が設定された場合のディスプレイ輝度の特性を示す図である。

【図28】図２７に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図である。

【図29】実施例４の映像信号変換装置の処理例をＬ^*ａ^*ｂ^*空間にて説明する図である。

【図30】図２９のＬ^*ａ^*ｂ^*空間をＬ^*ａ^*平面で表した概略図である。

【図31】図２９のＬ^*ａ^*ｂ^*空間をａ^*ｂ^*平面で表した概略図である。

【図32】実施例４の映像信号変換装置の処理例をＬ^*ａ^*ｂ^*空間にて説明する図である。

【図33】実施例３の映像信号変換装置の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【図34】実施例４の映像信号変換装置の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する本発明の第１の実施形態（実施例１）は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことを特徴とする。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、かつテロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0034】

また、本発明の第２の実施形態（実施例２）は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮して演算するフィッティング関数を用いることを特徴とする。これにより、実施例１と同様の効果を奏することに加え、実施例１における信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。

【0035】

また、本発明の第３の実施形態（実施例３）は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例２の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。

【0036】

また、本発明の第４の実施形態（実施例４）は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例３と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例４では、ハイライトの色再現を、実施例３よりも効果的に実現することができる。

【0037】

〔実施例１：映像信号変換装置〕
まず、実施例１の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例１は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行う。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0038】

図１は、実施例１の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図２は、実施例１の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置１は、ＨＬＧビデオ／光変換部１０、ゲイン処理部１１、三刺激値及び色度変換部１２、圧縮処理部１３、ＳＤＲ輝度／光変換部１４及びＳＤＲ光／ビデオ変換部１５を備えている。

【0039】

ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧ映像のビデオ信号であるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を入力する（ステップＳ２０１）。そして、ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄに変換する（ステップＳ２０２）。ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄをゲイン処理部１１に出力する。

【0040】

ゲイン処理部１１は、ＨＬＧビデオ／光変換部１０からＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄを入力すると共に、予め設定されたゲイン値ｋ₁を入力する。そして、ゲイン処理部１１は、ゲイン値ｋ₁に基づいて、ディスプレイ光信号Ｆｄに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを求める（ステップＳ２０３）。そして、ゲイン処理部１１は、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを三刺激値及び色度変換部１２に出力する。

【0041】

三刺激値及び色度変換部１２は、ゲイン処理部１１からディスプレイ光信号Ｆｄｇを入力し、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを、三刺激値ＸＹＺ及び色情報である色度座標ｘ，ｙに変換する（ステップＳ２０４）。そして、三刺激値及び色度変換部１２は、三刺激値ＸＹＺのうちの輝度Ｙを圧縮処理部１３に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部１４に出力する。

【0042】

圧縮処理部１３は、三刺激値及び色度変換部１２から輝度Ｙを入力し、輝度Ｙに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことにより、輝度Ｙ_comp,1stを求める（ステップＳ２０５）。そして、圧縮処理部１３は、輝度Ｙ_comp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことにより、輝度Ｙ_comp,2ndを求める（ステップＳ２０６）。圧縮処理部１３は、輝度Ｙ_comp,2ndをＳＤＲ輝度／光変換部１４に出力する。

【0043】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、圧縮処理部１３から輝度Ｙ_comp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部１２から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_comp,2ndから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求める（ステップＳ２０７）。

【0044】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、輝度Ｙ_comp,2nd及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める（ステップＳ２０８）。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ光／ビデオ変換部１５に出力する。

【0045】

ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５は、ＳＤＲ輝度／光変換部１４からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力する。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ映像のビデオ信号であるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する（ステップＳ２０９）。ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を出力する（ステップＳ２１０）。

【0046】

実施例１では、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’に対し、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれが抑制されたＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を生成するための処理が行われる。実施例１は、ゲイン処理部１１が、ディスプレイ光信号Ｆｄに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行い、圧縮処理部１３が、輝度Ｙに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理、及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことを特徴とする。

【0047】

（ＨＬＧビデオ／光変換部１０）
次に、図１に示したＨＬＧビデオ／光変換部１０について詳細に説明する。前述のとおり、ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。すなわち、ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’であるＲＧＢ信号を、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦによりディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。

【0048】

ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を入力し、まず、ＨＬＧ映像の光－電気伝達関数（ＯＥＴＦ：Opto Electronic Transfer Function）の逆関数により、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をシーン光のリニア信号Ｅ＝｛Ｒｓ,Ｇｓ,Ｂｓ｝に変換する。シーン光のリニア信号Ｅは、以下の式で算出される。

【数1】

リニア信号Ｅに変換するのは、後段のディスプレイにおいて光信号として出力するためである。ここで、ａ＝０．１７８８３２７７，ｂ＝１－４ａ＝０．２８４６６８９２，ｃ＝０．５－ａ・ｌｎ（４ａ）＝０．５５９９１０７３である。なお、ｌｎ（ｘ）はｘの自然対数を示す。

【0049】

ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、次に、ＨＬＧ映像の光－光伝達関数（ＯＯＴＦ：Opto Optical Transfer Function）により、リニア信号Ｅをディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝に変換する。そして、ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ディスプレイ光信号Ｆｄをゲイン処理部１１に出力する。

【0050】

ディスプレイ光信号Ｆｄは、以下の式で算出される。

【数2】

ここで、ｃ₁＝０．２６２７，ｃ₂＝０．６７８０，ｃ₃＝０．０５９３，α＝１０００，β＝０，γ＝１．２とする。このα，βは、ディスプレイのピーク輝度Ｌ_W及び黒の輝度Ｌ_Bとして、α＝Ｌ_W－Ｌ_B、β＝Ｌ_Bでそれぞれ求められる。γは、ディスプレイのピーク輝度Ｌ_Wに応じたシステムガンマである。

【0051】

尚、システムガンマγは、以下の式で算出される。

【数3】

【0052】

（ゲイン処理部１１）
次に、図１に示したゲイン処理部１１について詳細に説明する。前述のとおり、ゲイン処理部１１は、予め設定されたゲイン値ｋ₁に基づいて、ディスプレイ光信号Ｆｄに対し肌レベルを考慮したゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを求める。

【0053】

肌レベルを考慮したゲイン処理を行う際には、ＨＬＧ映像の肌レベルとＳＤＲ映像の肌レベルとの間の対応関係が重要となる。図４は、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルとＳＤＲビデオ信号の肌レベルとの間の対応関係、及び肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性を説明する図である。

【0054】

この図には、個別に制作された同一コンテンツのＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像において、同一人物の肌レベルの対応関係を分析した結果がプロットとして表されている（丸印を参照）。このＨＬＧ映像の番組は、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％を基準に制作されたコンテンツである。

【0055】

横軸はＨＬＧビデオ信号のレベルを示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベルを示す。実線は従来技術の特性を示し、破線は、肌レベルを考慮した例の特性、すなわちゲイン処理部１１による肌レベルを考慮したゲイン処理を行う場合の特性を示す。

【0056】

実線で示した従来技術の特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ/ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性を示す（後述する図７の点ａを参照）。これは、前述のとおり、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％をＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性に相当する（点ｅを参照）。

【0057】

破線で示した肌レベルを考慮した例の特性は、ゲイン処理部１１にて求めたディスプレイ光信号Ｆｄｇを、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数によりＳＤＲビデオ信号に変換したときの、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の対応関係を示している。

【0058】

本発明者らによる肌レベルの分析によれば、肌レベルは、ＨＬＧビデオ信号の約４５％～５５％がＳＤＲビデオ信号の約６０％～８５％に対応する関係になっていることがわかる。つまり、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinは、ＨＬＧビデオ信号の約５０％（点ａを参照）であるのに対し、ＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinは、ＳＤＲビデオ信号の約６７％（点ｂを参照）であることが判明した。

【0059】

実線で示した従来技術の特性において、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinである約５０％に対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルは、約５５％程度（点ｃを参照）である。したがって、従来技術におけるＳＤＲ映像の肌レベルは、肌レベルを考慮した例におけるＳＤＲ映像の肌レベルよりも低いことがわかる。

【0060】

つまり、実施例１では、実線で示した肌レベルを考慮した例の特性、すなわちＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの特性（点ｆを参照）を得ることができるように、ゲイン処理を行う必要がある。そこで、ゲイン処理におけるゲイン値ｋ₁であるＧａｉｎは、以下の２つの式のうちのいずれか一方にて得られた値が用いられる。

【数4】

【数5】

前述のとおり、Ｌ_Wは、ディスプレイのピーク輝度であり、ＥＯＴＦは、電気－光伝達関数である。

【0061】

前記式（４）のＧａｉｎは、ＨＬＧビデオ／光変換部１０において、輝度値［cd／m²］を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合に用いられる。また、前記式（５）のＧａｉｎは、ＨＬＧビデオ／光変換部１０において、正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合に用いられる。

【0062】

前記式（４）のＧａｉｎが用いられる場合、輝度値［cd／m²］が基準となるため、前記式（２）及び（３）により得られる値と一致する。

【0063】

また、前記式（５）のＧａｉｎが用いられる場合、正規化信号が基準となるため、ＨＬＧビデオ／光変換部１０によりディスプレイ光信号Ｆｄが算出される前記式（２）において、α＝１とする。

【0064】

ここで、肌レベルを考慮したゲイン処理の例として、図４に示した肌レベルの対応関係を示すプロットの分析のとおり、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skin５０％をＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skin６７％に対応させる（点ｆを参照）。この場合の前記式（４）及び前記式（５）により得られるＧａｉｎは、ＨＬＧ映像のディスプレイピーク輝度を１０００ｃｄ／ｍ²とすると、それぞれ７．５４３９，０．７５４４である。

【0065】

つまり、ゲイン処理部１１は、ＨＬＧビデオ／光変換部１０からディスプレイ光信号Ｆｄを入力し、ディスプレイ光信号Ｆｄに対し、予め設定されたゲイン値ｋ₁であるＧａｉｎを乗算することにより、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを求める。このゲイン値ｋ₁は、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの特性を得ることが可能な値である。そして、ゲイン処理部１１は、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを三刺激値及び色度変換部１２に出力する。

【0066】

ディスプレイ光信号Ｆｄｇは、以下の式で算出される。

【数6】

【0067】

尚、ゲイン値ｋ₁であるＧａｉｎは、ユーザにより、前記式（４）または（５）の演算にて予め設定されるようにしてもよいし、任意の値に予め設定されるようにしてもよい。要するに、ゲイン値ｋ₁は、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。

【0068】

これにより、ゲイン処理部１１において、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の関係が図４に示した破線の特性となるようにしたため、ＨＬＧ映像の肌レベルをＳＤＲ映像の肌レベルに対応させることができる。したがって、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、ＳＤＲ映像における人物の肌の信号レベルは、ＨＬＧ映像に比べて低くなることはない。

【0069】

（三刺激値及び色度変換部１２）
次に、図１に示した三刺激値及び色度変換部１２について詳細に説明する。前述のとおり、三刺激値及び色度変換部１２は、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを三刺激値ＸＹＺ及び色度座標ｘ，ｙに変換する。

【0070】

三刺激値及び色度変換部１２は、ゲイン処理部１１からディスプレイ光信号Ｆｄｇ＝｛Ｒｄｇ，Ｇｄｇ，Ｂｄｇ｝を入力し、まず、ディスプレイ光信号Ｆｄｇ＝｛Ｒｄｇ，Ｇｄｇ，Ｂｄｇ｝を三刺激値ＸＹＺに変換する。三刺激値ＸＹＺは、以下の式で算出される。

【数7】

【0071】

三刺激値及び色度変換部１２は、次に、三刺激値ＸＹＺを色度座標ｘ，ｙに変換する。色度座標ｘ，ｙは、以下の式で算出される。

【数8】

【0072】

三刺激値及び色度変換部１２は、三刺激値ＸＹＺのうちの輝度Ｙを圧縮処理部１３に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部１４に出力する。輝度Ｙは、圧縮処理部１３による圧縮処理に用いられ、色度座標ｘ，ｙは、ＳＤＲ輝度／光変換部１４により輝度をディスプレイ光のリニア信号に戻す処理に用いられる。

【0073】

（圧縮処理部１３）
次に、図１に示した圧縮処理部１３について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部１３は、輝度Ｙに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことにより輝度Ｙ_comp,1stを求め、輝度Ｙ_comp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことにより輝度Ｙ_comp,2ndを求める。

【0074】

図３は、図１に示した圧縮処理部１３の構成例を示すブロック図である。この圧縮処理部１３は、基準白レベル圧縮処理部１６及びハイライト色再現圧縮処理部１７を備えている。

【0075】

図４に示した肌レベルを考慮した例の特性では、ＳＤＲビデオ信号は、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応する白レベルが従来技術に比べてずれている。また、ＳＤＲビデオ信号は、ＨＬＧビデオ信号の約７０％以上の領域において、その上限値である１０９％でクリップされる（図４の領域ｄを参照）。そこで、圧縮処理部１３の基準白レベル圧縮処理部１６及びハイライト色再現圧縮処理部１７により、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理にて、このクリップが存在しない特性に修正する。

【0076】

（基準白レベルを考慮した圧縮処理／基準白レベル圧縮処理部１６）
次に、基準白レベル圧縮処理部１６による基準白レベルを考慮した圧縮処理について詳細に説明する。この圧縮処理は、テロップの白レベルが変化しないようにするための処理である。

【0077】

ＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像を同時に制作する一体化制作では、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換したときに、ＨＬＧ映像に合成されたテロップの白レベルがＳＤＲ映像にて変化しないように、基準白レベルを考慮する必要がある。

【0078】

実施例１では、従来技術と同様に、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²の間に対応させるためのゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現している。このゲイン処理は、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％をＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応させるためのゲイン処理に相当する。

【0079】

基準白レベル圧縮処理部１６は、これを実現するために、三刺激値及び色度変換部１２から輝度Ｙを入力し、以下の式により、輝度Ｙに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理を行うことで、輝度Ｙ_comp,1stを求める。基準白レベル圧縮処理部１６は、輝度Ｙ_comp,1stをハイライト色再現圧縮処理部１７に出力する。

【数9】

【0080】

ここで、Ｙは、ゲイン処理部１１によりゲイン処理され、三刺激値及び色度変換部１２により変換された輝度を示す。Ｋｐは圧縮処理の際のニーポイント、Ｗは、ニーポイント付近の信号変化を滑らかにするための変化開始点から変化終了点までの幅を示す。Ｙ_95%SDRは、ＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Ｙ_75%HLGは、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するディスプレイ光の輝度を示す。ニーポイントＫｐは、後述する図７の点ｆに相当し、これは後述する図５の点ｅに対応する。

【0081】

具体的には、基準白レベル圧縮処理部１６は、輝度Ｙがニーポイントを基準とした所定値よりも低い領域において、輝度Ｙと同じ値を輝度Ｙ_comp,1stとする（前記式（７）の上段の式）。また、基準白レベル圧縮処理部１６は、輝度Ｙがニーポイントを基準とした幅Ｗの領域において、輝度Ｙ_95%SDR，Ｙ_75%HLG及び幅Ｗに基づいて、輝度Ｙの信号変化を滑らかにするための丸め処理を行い、輝度Ｙ_comp,1stを算出する（前記式（７）の中段の式）。

【0082】

基準白レベル圧縮処理部１６は、輝度Ｙがニーポイントを基準とした所定値よりも高い領域において、輝度Ｙ_95%SDR，Ｙ_75%HLGに基づいた傾きを有する輝度Ｙ_comp,1stを算出する（前記式（７）の下段の式）。

【0083】

この圧縮処理により、ゲイン処理部１１にてゲイン処理された輝度Ｙから、基準白レベルを考慮した輝度Ｙ_comp,1stを得ることができる。

【0084】

図５は、基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。横軸はＨＬＧビデオ信号のレベルを示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベルを示す。図５には、図４に示した従来技術の特性（実線）及び肌レベルを考慮した例の特性（破線）に加え、基準白レベルを考慮した例の特性が示されている。一点鎖線は、基準白レベルを考慮した例の特性を示す。

【0085】

ここで、基準白レベルを考慮した例の特性は、肌レベルを考慮した処理が行われ、その後、基準白レベルを考慮した処理が行われることで得られた特性である。後述する図６、図７、図１０及び図１３についても同様である。

【0086】

一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²に対応させるゲイン処理を表した前記式（９）の圧縮処理の演算により得られた、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の対応関係を示している。

【0087】

図５から、一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の約６０％に対応するＳＤＲビデオ信号の約８０％以下の領域（領域ａを参照）において、肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性に一致することがわかる。この領域の特性は、前記式（９）の上段の式により得られ、後述する図７の領域ｃに相当する。ニーポイントＫｐは、後述する図７の点ｆに相当し、これは図５の点ｅに対応する。

【0088】

尚、ニーポイントＫｐ（後述する図７の点ｆ（図５の点ｅに対応））を中心とした前後Ｗ／２の領域においては、前記式（９）の中段の式により、丸め処理が行われる。これにより、急峻な特性を緩和して滑らかにすることができる。

【0089】

また、基準白レベルを考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の約６０％から約８５％までに対応するＳＤＲビデオ信号の約８０％から上限値である１０９％までの領域（領域ｂを参照）において、肌レベルを考慮したゲイン処理により得られた特性よりも低く、かつＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点（点ｄを参照）を含むことがわかる。

【0090】

さらに、基準白レベルを考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の約８５％以上の領域（領域ｃを参照）において、ＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％でクリップされることがわかる。そこで、後述するハイライトの色再現を考慮した圧縮処理にて、このクリップが存在しない特性に修正する。領域ｂ，ｃの特性は、前記式（９）の下段の式により得られ、後述する図７の領域ｇに相当する。

【0091】

これにより、基準白レベル圧縮処理部１６の基準白レベルを考慮した圧縮処理において、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の関係は、図５に示した基準白レベルを考慮した例の特性となる。

【0092】

つまり、基準白レベル圧縮処理部１６の基準白レベルを考慮した圧縮処理により、ニーポイントＫｐ以上の領域において、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の特性を含むようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。この場合、ニーポイントＫｐよりも低い領域において、肌レベルを考慮した特性を維持するようにしたため、ＨＬＧ映像の肌レベルをＳＤＲ映像の肌レベルに対応させることができる。

【0093】

（ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理／ハイライト色再現圧縮処理部１７）
次に、ハイライト色再現圧縮処理部１７によるハイライトの色再現を考慮した圧縮処理について詳細に説明する。この圧縮処理は、ハイライトの白つぶれを抑制するための処理である。

【0094】

ＨＬＧ映像のハイライトにおいてクリップを生じると、ＳＤＲ映像では白飛びとして表現される。ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換すると、ダイナミックレンジの違いにより白飛びが顕著に表れることがある。

【0095】

ハイライト色再現圧縮処理部１７は、これを防ぐために、基準白レベル圧縮処理部１６から輝度Ｙ_comp,1stを入力し、以下の式により、輝度Ｙ_comp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うことで、輝度Ｙ_comp,2ndを求める。ハイライト色再現圧縮処理部１７は、輝度Ｙ_comp,2ndをＳＤＲ輝度／光変換部１４に出力する。この式は、ＨＬＧビデオ信号の１００％をＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％に対応させるものである。

【数10】

【0096】

ここで、Ｙ_comp,1stは基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた輝度、Ｗはニーポイント付近の信号変化を滑らかにするための変化開始点から変化終了点までの幅を示す。Ｙ_95%SDRは、ＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Ｙ_109%SDRは、ＳＤＲビデオ信号の１０９％に対応するディスプレイ光の輝度を示す。Ｙ_100%HLGは、ＨＬＧビデオ信号の１００％に対応するディスプレイ光の輝度をそれぞれ示す。ニーポイントはＹ_95%SDRであり、後述する図７の点ａに相当し、これは後述する図６の点ｃに対応する。

【0097】

具体的には、ハイライト色再現圧縮処理部１７は、輝度Ｙ_comp,1stがニーポイントを基準とした所定値よりも低い領域において、輝度Ｙ_comp,1stと同じ値を輝度Ｙ_comp,2ndとする（前記式（１０）の上段の式）。また、ハイライト色再現圧縮処理部１７は、輝度Ｙ_comp,1stがニーポイントを基準とした幅Ｗの領域において、Ｙ_95%SDR，Ｙ_109%SDR，Ｙ_100%HLG及び幅Ｗに基づいて、輝度Ｙ_comp,1stの信号変化を滑らかにする丸め処理を行い、輝度Ｙ_comp,2ndを算出する（前記式（１０）の中段の式）。

【0098】

ハイライト色再現圧縮処理部１７は、Ｙ_comp,1stがニーポイントを基準とした所定値よりも高い領域において、Ｙ_95%SDR，Ｙ_109%SDR，Ｙ_100%HLGに基づいた傾きを有する輝度Ｙ_comp,2ndを算出する（前記式（１０）の下段の式）。

【0099】

この圧縮処理により、基準白レベルを考慮して得られた輝度Ｙ_comp,1stから、ハイライトの色再現を考慮した輝度Ｙ_comp,2ndを得ることができる。

【0100】

図６は、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理により得られた特性を説明する図である。横軸はＨＬＧビデオ信号のレベルを示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベルを示す。図６には、図５に示した従来技術の特性（実線）、肌レベルを考慮した例の特性（破線）及び基準白レベルを考慮した例の特性（一点鎖線）に加え、ハイライトの色再現を考慮した例の特性が示されている。二点鎖線は、ハイライトの色再現を考慮した例の特性を示す。

【0101】

ここで、二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、肌レベルを考慮した処理及び基準白レベルを考慮した処理が行われ、その後、ハイライトの色再現を考慮した処理が行われることで得られた特性である。後述する図７、図１０及び図１３についても同様である。

【0102】

二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の１００％をＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％に対応させるための圧縮処理を表した前記式（１０）の演算により得られた、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の対応関係を示している。

【0103】

図６から、二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％以下の領域（領域ａを参照）において、基準白レベルを考慮した圧縮処理により得られた特性に一致することがわかる。この領域の特性は、前記式（１０）の上段の式により得られ、後述する図７の領域ｂに相当する。ニーポイントはＹ_95%SDRであり、後述する図７の点ａに相当し、これは図６の点ｃに対応する。

【0104】

尚、ニーポイント（後述する図７の点ａ（図５の点ｄに対応））を中心とした前後Ｗ／２の領域においては、前記式（１０）の中段の式により、丸め処理が行われる。これにより、急峻な特性を緩和して滑らかにすることができる。

【0105】

また、ハイライトの色再現を考慮した例の特性は、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％以上の領域（ハイライト領域、領域ｂを参照）において、ＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％でクリップされていないことがわかる。また、この領域においては、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点（点ｃを参照）からＨＬＧビデオ信号の１００％に対応するＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％の点（点ｄを参照）まで、増加する特性になっていることがわかる。領域ｂの特性は、前記式（１０）の下段の式により得られ、後述する図７の領域ｄに相当する。

【0106】

これにより、ハイライト色再現圧縮処理部１７のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理において、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の関係は、図６に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性となる。

【0107】

つまり、ハイライト色再現圧縮処理部１７のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理により、ニーポイント以上の領域において、ＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％でクリップされない特性となるようにしたため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。この場合、ニーポイントよりも低い領域において、基準白レベルを考慮した特性を維持するようにしたため、テロップの白レベルが変化することがないと共に、ＨＬＧ映像の肌レベルをＳＤＲ映像の肌レベルに対応させることができる。

【0108】

このように、ハイライト色再現圧縮処理部１７は、輝度Ｙ_comp,1stに対し、ＨＬＧビデオ信号に対応するＳＤＲビデオ信号の値が、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の値（図６の点ｃ）から上限値（図６の点ｄ）までの間のハイライト領域（図６の領域ｂ）について、増加する特性を得るための圧縮処理を行うことで、輝度Ｙ_comp,2ndを求める。

【0109】

したがって、圧縮処理部１３の基準白レベル圧縮処理部１６及びハイライト色再現圧縮処理部１７は、輝度Ｙに対し、ＨＬＧビデオ信号に対応するＳＤＲビデオ信号の値が、図５の点ｅから図６の点ｃを介して図６の点ｄまでの間について、増加する特性を得るための圧縮処理を行うことで、輝度Ｙ_comp,2ndを求める。

【0110】

図５の点ｅは、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinよりも大きく、かつＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％よりも小さい輝度Ｙの所定値の点である。図６の点ｃは、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の値の点であり、図６の点ｄは上限値の点である。

【0111】

（輝度の特性）
前述の図４は、ゲイン処理部１１による肌レベルを考慮したビデオ信号の特性を示し、図５及び図６は、圧縮処理部１３による基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したビデオ信号の特性をそれぞれ示している。しかし、ゲイン処理部１１及び圧縮処理部１３は、ビデオ信号に対して処理を行うのではなく、ディスプレイ光のリニア信号である輝度に対して処理を行う。

【0112】

そこで、肌レベルを考慮したビデオ信号の特性、基準白レベルを考慮したビデオ信号の特性及びハイライトの色再現を考慮したビデオ信号の特性に対応する、ディスプレイ光のリニア信号である輝度の特性について説明する。

【0113】

図７は、ディスプレイ光のリニア信号である輝度の特性を示す図である。横軸はＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]を示し、縦軸はＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]を示す。ＨＬＧディスプレイ輝度の上限値は１０００ｃｄ／ｍ²であり、これはＨＬＧビデオ信号の上限値である１００％に対応する。また、ＳＤＲディスプレイ輝度の上限値は１２３ｃｄ／ｍ²であり、これはＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％に対応する。

【0114】

実線は、従来技術の特性を示す。すなわち、従来技術の特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ/ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²に対応させるためのゲイン処理を行う場合の特性を示す。

【0115】

破線は、肌レベルを考慮した例の特性、すなわちゲイン処理部１１による肌レベルを考慮したゲイン処理を行う場合の特性を示す。この特性は、ゲイン処理部１１にて求めたディスプレイ光信号Ｆｄｇに対応する、三刺激値及び色度変換部１２にて求めた輝度Ｙの対応関係を示している。

【0116】

一点鎖線は、基準白レベルを考慮した例の特性、すなわち圧縮処理部１３による基準白レベルを考慮した圧縮処理を行う場合の特性を示す。この特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²に対応させる従来のゲイン処理を表した前記式（９）の圧縮処理の演算により得られた輝度の対応関係を示している。

【0117】

実線に示した従来技術の特性及び一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²に対応するＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²の点（ａを参照）を含む特性となっている。

【0118】

二点鎖線は、ハイライトの色再現を考慮した例の特性、すなわち圧縮処理部１３によるハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行う場合の特性を示す。この特性は、ＨＬＧビデオ信号の１００％をＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％に対応させるための圧縮処理、すなわちＨＬＧビデオ信号の１００％におけるディスプレイ光の輝度を、ＳＤＲビデオ信号の１０９％におけるディスプレイ光の輝度に対応させるための圧縮処理を表した前記式（１０）の演算により得られた輝度の対応関係を示している。

【0119】

二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性は、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²及びＳＤＲディスプレイ輝度約８８ｃｄ／ｍ²の点（点ａを参照）を含むことがわかる。また、このハイライトの色再現を考慮した例の特性は、領域ｂにおいて一点鎖線に示した基準白レベルを考慮した例の特性に一致し、ｃ領域において破線の肌レベルを考慮した例の特性に一致することがわかる。

【0120】

さらに、二点鎖線のハイライトの色再現を考慮した例の特性は、領域ｄにおいて、ＳＤＲディスプレイ輝度の上限値である約１２３ｃｄ／ｍ²でクリップされておらず、点ａから、ＨＬＧディスプレイ輝度の上限値である１０００ｃｄ／ｍ²に対応するＳＤＲディスプレイ輝度の上限値である１２３ｃｄ／ｍ²の点ｅまで、増加する特性になっている。

【0121】

（ＳＤＲ輝度／光変換部１４）
次に、図１に示したＳＤＲ輝度／光変換部１４について詳細に説明する。ＳＤＲ輝度／光変換部１４の処理は、三刺激値及び色度変換部１２に対して逆方向の処理となる。ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、圧縮処理部１３から輝度Ｙ_comp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部１２から色度座標ｘ，ｙを入力する。

【0122】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、まず、以下の式にて、色度座標ｘ，ｙ及び輝度Ｙ_comp,2ndから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求める。

【数11】

【0123】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、次に、以下の式にて、輝度Ｙ_comp,2nd及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝を求める。

【数12】

ここで、Ｆｄｓ＜０となる信号があった場合は、Ｆｄｓ＝０とする。この３行３列の行列は、前記式（７）に示した３行３列の行列の逆行列である。

【0124】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、ディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝をＳＤＲ光／ビデオ変換部１５に出力する。

【0125】

（ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５）
次に、図１に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部１５について詳細に説明する。ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５は、ＳＤＲ輝度／光変換部１４からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力し、以下の式にて、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【数13】

【0126】

以上のように、実施例１の映像信号変換装置１によれば、ＨＬＧビデオ／光変換部１０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。

【0127】

ゲイン処理部１１は、ディスプレイ光信号Ｆｄに対し肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの特性を得るためのゲイン処理を行うことにより、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを求める。

【0128】

これにより、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、ＳＤＲ映像における人物の肌の信号レベルは、ＨＬＧ映像に比べて低くなることはない。しかし、この肌レベルを考慮したゲイン処理により、ＳＤＲビデオ信号は、所定領域において上限値でクリップされてしまう。そこで、圧縮処理部１３により圧縮処理が行われる。

【0129】

三刺激値及び色度変換部１２は、ディスプレイ光信号Ｆｄｇを三刺激値ＸＹＺ及び色度座標ｘ，ｙに変換する。

【0130】

圧縮処理部１３は、輝度Ｙに対し基準白レベルを考慮した圧縮処理、すなわちＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²の間に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の特性を得るための圧縮処理を行うことにより、輝度Ｙ_comp,1stを求める。

【0131】

これにより、従来技術と同様に、テロップの白レベルが変化することがない。しかし、この基準白レベルを考慮した圧縮処理により、ＳＤＲビデオ信号は、所定領域において上限値でクリップされてしまう。そこで、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理が行われる。

【0132】

圧縮処理部１３は、輝度Ｙ_comp,1stに対しハイライトの色再現を考慮した圧縮処理、すなわちハイライト領域においてＳＤＲビデオ信号が上限値である１０９％でクリップされないように、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点からＨＬＧビデオ信号の１００％（ＨＬＧディスプレイ輝度１０００ｃｄ／ｍ²）に対応するＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％（ＳＤＲディスプレイ輝度１２３ｃｄ／ｍ²）の点まで増加する特性を得るための圧縮処理を行うことにより、輝度Ｙ_comp,2ndを求める。

【0133】

これにより、ＳＤＲビデオ信号が上限値でクリップされないため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0134】

ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_comp,2ndからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部１５は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【0135】

このように、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した圧縮処理を行うようにした。これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0136】

例えば、ＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像を同時に制作する一体化制作において、ＨＬＧの番組制作を行った後、実施例１の映像信号変換装置１を用いるようにする。これにより、ＨＬＧで番組制作したような肌レベルであり、基準白レベルが考慮され、さらにハイライトの白つぶれも抑制されたＳＤＲ映像の生成が可能となる。

【0137】

尚、図１に示した映像信号変換装置１のＳＤＲ輝度／光変換部１４は、輝度Ｙ_comp,2nd及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める際に、前記式（１２）に示したように、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。この広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスは、三刺激値及び色度変換部１２がディスプレイ光信号Ｆｄｇを三刺激値ＸＹＺに変換する際に用いる前記式（７）の行列である。

【0138】

これに対し、ＳＤＲ輝度／光変換部１４は、輝度Ｙ_comp,2nd及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める際に、以下の式を用いるようにしてもよい。

【数14】

この行列は、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列である。

【0139】

これにより、三刺激値及び色度変換部１２において、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、ＳＤＲ輝度／光変換部１４において、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からＲＧＢに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。

【0140】

〔実施例２：映像信号変換装置〕
次に、実施例２の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例２は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含むフィッティング関数を用いるものである。

【0141】

これにより、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の実施例１により生じる信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。

【0142】

図８は、実施例２の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図９は、実施例２の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置２は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０、三刺激値及び色度変換部２１、圧縮処理部２２、ＳＤＲ輝度／光変換部２３及びＳＤＲ光／ビデオ変換部２４を備えている。

【0143】

ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧ映像のビデオ信号であるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を入力する（ステップＳ９０１）。そして、ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄに変換する（ステップＳ９０２）。ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄを三刺激値及び色度変換部２１に出力する。

【0144】

三刺激値及び色度変換部２１は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０からディスプレイ光信号Ｆｄを入力し、ディスプレイ光信号Ｆｄを、三刺激値ＸＹＺ及び色情報である色度座標ｘ，ｙに変換する（ステップＳ９０３）。そして、三刺激値及び色度変換部２１は、輝度Ｙを圧縮処理部２２に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部２３に出力する。

【0145】

圧縮処理部２２は、三刺激値及び色度変換部２１から輝度Ｙを入力し、予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp等に基づいて、輝度Ｙに対し所定のフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ｙ_compを求める（ステップＳ９０４）。そして、圧縮処理部２２は、輝度Ｙ_compをＳＤＲ輝度／光変換部２３に出力する。所定のフィッティング関数は、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含む関数である。ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、ＳＤＲディスプレイ輝度信号のニーポイントである。

【0146】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、圧縮処理部２２から輝度Ｙ_compを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部２１から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_compから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求める（ステップＳ９０５）。

【0147】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、輝度Ｙ_comp及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める（ステップＳ９０６）。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ光／ビデオ変換部２４に出力する。

【0148】

ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４は、ＳＤＲ輝度／光変換部２３からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力する。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ映像のビデオ信号であるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する（ステップＳ９０７）。ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を出力する（ステップＳ９０８）。

【0149】

実施例２では、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’に対し、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制するＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’が生成される。実施例２は、圧縮処理部２２が、輝度Ｙに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことを特徴とする。

【0150】

（ＨＬＧビデオ／光変換部２０）
次に、図８に示したＨＬＧビデオ／光変換部２０について詳細に説明する。前述のとおり、ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。すなわち、ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’であるＲＧＢ信号を、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦによりディスプレイ光のリニア信号であるディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。

【0151】

ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、図１に示したＨＬＧビデオ／光変換部１０と同様の処理を行うため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0152】

（三刺激値及び色度変換部２１）
次に、図８に示した三刺激値及び色度変換部２１について詳細に説明する。前述のとおり、三刺激値及び色度変換部２１は、ディスプレイ光信号Ｆｄを三刺激値ＸＹＺ及び色度座標ｘ，ｙに変換する。

【0153】

三刺激値及び色度変換部２１は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０からディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝を入力し、まず、ディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝を三刺激値ＸＹＺに変換する。三刺激値ＸＹＺは、以下の式で算出される。

【数15】

【0154】

三刺激値及び色度変換部２１は、次に、三刺激値ＸＹＺを色度座標ｘ，ｙに変換する。色度座標ｘ，ｙは、以下の式で算出される。

【数16】

【0155】

三刺激値及び色度変換部２１は、輝度Ｙを圧縮処理部２２に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部２３に出力する。輝度Ｙは、圧縮処理部２２による処理に用いられ、色度座標ｘ，ｙは、ＳＤＲ輝度／光変換部２３により輝度をディスプレイ光のリニア信号に戻す処理に用いられる。

【0156】

（圧縮処理部２２）
次に、図８に示した圧縮処理部２２について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部２２は、予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp等に基づいて、輝度Ｙに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより輝度Ｙ_compを求める。

【0157】

図１０は、フィッティング関数を適用した処理により得られたディスプレイ輝度の特性を説明する図である。横軸はＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]を示し、縦軸はＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]を示す。図１０には、図７に示した従来技術の特性（実線）、肌レベルを考慮した例の特性（破線）、基準白レベルを考慮した例の特性（一点鎖線）及びハイライトの色再現を考慮した例の特性（二点鎖線）に加え、フィッティング関数を適用した例の特性が示されている。

【0158】

点線は、フィッティング関数を適用した例の特性、すなわち入力データである輝度Ｙに対し、圧縮処理部２２により、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の特性を示す。これは、圧縮処理部２２の出力データである輝度Ｙ_compに相当する。実線に示した従来技術の特性は、入力データである輝度Ｙに対し、基準白レベルを考慮したゲイン処理のみを行う場合の特性を示す。

【0159】

この点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性には、実線に示した従来技術の特性に対する、以下の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の処理が反映されている。
（Ａ）肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinを得るための処理。
（Ｂ）基準白レベルを考慮した圧縮処理（対数化処理）、すなわちＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²（点ａを参照）に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％（後述する図１３の点ａを参照）の特性を得るための処理。
（Ｃ）ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理（対数化処理）、すなわちハイライト領域（領域ｂを参照、後述する図１３の領域ｂを参照）においてＳＤＲビデオ信号が上限値である１０９％でクリップされないように、ＨＬＧビデオ信号の１００％（ＨＬＧディスプレイ輝度１０００ｃｄ／ｍ²）に対応するＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％（ＳＤＲディスプレイ輝度１２３ｃｄ／ｍ²）の点（点ｃを参照、後述する図１３の点ｃを参照）まで増加するような処理。

【0160】

圧縮処理部２２は、図１０に示した点線の特性を実現するフィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度Ｙに対してゲイン処理及び圧縮処理（対数化処理）を行うことで輝度Ｙ_compを求める。

【数17】

【0161】

ここで、Ｙは、三刺激値及び色度変換部２１により算出された輝度である。ｋ₁は、肌レベルを考慮したゲイン値である。ｋ₂は、変曲点Ｙ＝Ｙ_HLGkpにおいて、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための補正値である。

【0162】

ｋ₃は、ＨＬＧ１００％（ＨＬＧビデオ信号の１００％に対応するＨＬＧディスプレイ輝度１０００ｃｄ/ｍ^２）のリニア信号を、ＳＤＲ１０９％（ＳＤＲビデオ信号の１０９％に対応するＳＤＲディスプレイ輝度１２３ｃｄ/ｍ^２）のリニア信号に対応させるための補正値、またはＨＬＧ７５％（ＨＬＧビデオ信号の７５％に対応するＨＬＧディスプレイ輝度）のリニア信号を、ＳＤＲ１００％（ＳＤＲビデオ信号の１００％に対応するＳＤＲディスプレイ輝度）のリニア信号に対応させるという、拘束条件により決定される補正値である。ｋ₄は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための補正値である。Ｙ_HLGkpは、ＳＤＲディスプレイ輝度信号のニーポイントであるＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpに対応するＨＬＧディスプレイ輝度信号のニーポイントである。

【0163】

ゲイン値ｋ₁、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp、ＳＤＲ１０９％のビデオ信号Ｖｓ₁₀₉（またはＳＤＲ１００％のビデオ信号Ｖｓ₁₀₀）、ＨＬＧ１００％のビデオ信号Ｖｈ₁₀₀（またはＨＬＧ７５％のビデオ信号Ｖｈ₇₅）、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ及びＨＬＧ映像のＥＯＴＦは、ユーザにより予め設定される。

【0164】

補正値ｋ₂は、後述する式（１８）のとおり、ユーザにより予め設定されたゲイン値ｋ₁、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp、及び、圧縮処理部２２により算出された補正値ｋ₃を用いて、圧縮処理部２２により算出される。

【0165】

補正値ｋ₃は、ユーザにより予め設定されたゲイン値ｋ₁、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp、ＳＤＲ１０９％のビデオ信号Ｖｓ₁₀₉（またはＳＤＲ１００％のビデオ信号Ｖｓ₁₀₀）、ＨＬＧ１００％のビデオ信号Ｖｈ₁₀₀（またはＨＬＧ７５％のビデオ信号Ｖｈ₇₅）、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦ及びＨＬＧ映像のＥＯＴＦを用いて、圧縮処理部２２により算出される。詳細については後述する。補正値ｋ₄は、後述する式（１８）のとおり、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp、及び、圧縮処理部２２により算出された補正値ｋ₂，ｋ₃を用いて、圧縮処理部２２により算出される。詳細については後述する。

【0166】

具体的には、圧縮処理部２２は、輝度ＹがＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpよりも低い領域において、輝度Ｙに対し、予め設定されたゲイン値ｋ₁を乗算するゲイン処理を行い、線形化した輝度Ｙ_compを算出する（前記式（１７）の上段の式）。

【0167】

ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpのニーポイントは、ユーザにより任意に設定される。このニーポイントは、図１０の点ｄに相当し、これは後述する図１３の点ｄに対応する。

【0168】

前記式（１７）の上段の式は、輝度ＹがＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpよりも低い領域において（図１０に示した原点からｄ点のニーポイントまでの領域において）、図１０の実線に示した従来技術の特性を、点線に示した原点からｄ点までの直線の特性に持ち上げるゲイン処理を示している。これにより、線形化した輝度Ｙ_compが得られる。

【0169】

圧縮処理部２２は、輝度ＹがＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp以上の領域において、輝度Ｙに対し、補正値ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpに基づいた対数の特性を有する輝度Ｙ_compを算出する（前記式（１７）の下段の式）。

【0170】

前記式（１７）の下段の式は、輝度ＹがＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp以上の領域において（図１０に示したｄ点のニーポイントからｃ点までの領域において）、図１０の点線に示した特性のように、ｄ点のニーポイント、ａ点（ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²に対応するＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²のポイント、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％のポイント）及びｃ点を含む対数化処理を示している。これにより、対数化した輝度Ｙ_compが得られる。

【0171】

このゲイン処理及び対数化処理により、三刺激値及び色度変換部２１にて算出された輝度Ｙから、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した輝度Ｙ_compを得ることができる。

【0172】

（ゲイン値ｋ₁）
まず、フィッティング関数を示す前記式（１７）のゲイン値ｋ₁について説明する。ゲイン値ｋ₁は、肌レベルを考慮した値であり、ＨＬＧ映像の肌レベルとＳＤＲ映像の肌レベルとの間の対応関係から、ユーザにより予め設定される。

【0173】

すなわち、図４にて説明したとおり、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinは、ＨＬＧビデオ信号の約５０％（点ａを参照）であるのに対し、ＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinは、ＳＤＲビデオ信号の約６７％（点ｂを参照）である。

【0174】

したがって、ゲイン値ｋ₁は、図４の破線に示した肌レベルを考慮した例の特性、すなわちＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinを得ることが可能な特性を実現するように設定される必要がある。

【0175】

そこで、ゲイン値ｋ₁は、前記式（４）または前記式（５）を用いてユーザにより算出された値が用いられる。前述のとおり、前記式（４）は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０において、輝度値［cd／m²］を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合に用いられる。また、前記式（５）は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０において、正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合に用いられる。

【0176】

前記式（４）及び前記式（５）により得られるゲイン値ｋ₁は、ＨＬＧ映像のディスプレイピーク輝度を１０００ｃｄ／ｍ²とすると、それぞれ７．５４３９，０．７５４４である。

【0177】

尚、ゲイン値ｋ₁は、ユーザにより、前記式（４）または（５）の演算にて予め設定されるようにしてもよいし、任意の値に予め設定されるようにしてもよい。要するに、ゲイン値ｋ₁は、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。

【0178】

これにより、ゲイン値ｋ₁を用いることで、ＨＬＧビデオ信号とＳＤＲビデオ信号との間の関係が図４に示した破線の特性となるようにしたため、ＨＬＧ映像の肌レベルをＳＤＲ映像の肌レベルに対応させることができる。したがって、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、ＳＤＲビデオ信号における人物の肌の信号レベルは、ＨＬＧビデオ信号に比べて低くなることはない。

【0179】

（補正値ｋ₃）
次に、フィッティング関数を示す前記式（１７）の補正値ｋ₃について説明する。補正値ｋ₃は、ＨＬＧ１００％のリニア信号をＳＤＲ１０９％のリニア信号（またはＨＬＧ７５％のリニア信号をＳＤＲ１００％のリニア信号）に対応させるための値であり、圧縮処理部２２により、ゲイン値ｋ₁を用いた以下の処理にて算出される。尚、補正値ｋ₃は、圧縮処理部２２の処理により算出されるのではなく、ユーザにより予め設定されるようにしてもよい。

【0180】

補正値ｋ₃は、フィッティング関数における拘束条件を定める値である。拘束条件の例としては以下の２パターンがあり、ユーザの設定により、いずれか一方が選択される。
＜１＞ＨＬＧ１００％をＳＤＲ１０９％に対応させるパターン
＜２＞ＨＬＧ７５％をＳＤＲ１００％に対応させるパターン

【0181】

＜１＞は、ＨＬＧビデオ信号の１００％に対応するＨＬＧディスプレイ輝度１０００ｃｄ／ｍ²を、ＳＤＲビデオ信号の１０９％に対応するＳＤＲディスプレイ輝度１２３ｃｄ／ｍ²に対応させるパターンである。＜２＞は、ＨＬＧビデオ信号の７５％に対応するＨＬＧディスプレイ輝度を、ＳＤＲビデオ信号の１００％に対応するＳＤＲディスプレイ輝度に対応させるパターンである。

【0182】

（＜１＞のパターン）
まず、＜１＞のパターンとして、正規化信号を基準とした変換において、ＨＬＧ１００％のリニア信号をＳＤＲ１０９％のリニア信号に対応させるように拘束を与えた場合について説明する。

【0183】

圧縮処理部２２は、前記式（１７）の対数関数部分の補正値ｋ₃を変化させたときに、変曲点であるＹ_SDRkpからＳＤＲ１０９％のリニア信号の値までの増加分と対数関数による変曲点からＨＬＧ１００％のリニア信号の値までの増加分が一致する値を算出し、その値をｋ₃とする。

【0184】

ここで、前記式（１７）において、未知数である補正値ｋ₂，ｋ₄は、以下の式のとおり、予め設定されたゲイン値ｋ₁、算出対象の補正値ｋ₃等から算出することができる。ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpは、ユーザにより予め設定される。

【数18】

つまり、補正値ｋ₃が算出されることで、必然的に補正値ｋ₂，ｋ₄も算出されることになる。

【0185】

補正値ｋ₃の算出式は、以下のとおりとなる。

【数19】

ここで、Ｖｓ₁₀₉はＳＤＲ１０９％のビデオ信号、Ｖｈ₁₀₀はＨＬＧ１００％のビデオ信号である。ＥＯＴＦ_SDR（）は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦであり、ＥＯＴＦ_HLG（）は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦである。

【0186】

前記式（１９）の右辺の第１項～第２項は、変曲点であるＹ_SDRkpからＳＤＲ１０９％のリニア信号の値までの増加分に相当する。第３項は、前記式（１７）の下段の式に対応しており、その対数関数による変曲点であるＹ_HLGkpからＨＬＧ１００％のリニア信号の値までの増加分に相当する。

【0187】

例えば、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpをＳＤＲのビデオ信号の８０％とし、ＨＬＧビデオ／光変換部２０において正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp＝０．０７７５９２３５、ゲイン値ｋ₁＝７．５４３９１９０９、補正値ｋ₂＝０．１７３５７４１７、補正値ｋ₃＝０．７０３４６９６７及び補正値ｋ₄＝０.７９６３４８２３となる。

【0188】

尚、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、予め設定された固定値を用いるようにしてもよいし、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。また、圧縮処理部２２は、ユーザにより予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpを入力し、予め設定されたＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像のビデオ信号の対応関係に従って、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpに対応するＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpを算出し、前述のとおり、変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値ｋ₃を算出し、補正値ｋ₂，ｋ₄を算出するようにしてもよい。

【0189】

また、ＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像を同時に制作する一体化制作では、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換したときに、ＨＬＧ映像に合成されたテロップの白レベルがＳＤＲ映像にて変化しないように、基準白レベルを考慮する必要がある。

【0190】

実施例２では、従来技術と同様に、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²の間に対応させるようなゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現している。

【0191】

図１１は、＜１＞のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のＨＬＧディスプレイ輝度及びＳＤＲディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。横軸はＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]を示し、縦軸はＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]を示す。図１１には、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp＝８０％，８５％，９０％，９５％のときの特性が示されている。

【0192】

これらの特性から、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpが８０％，８５％，９０％，９５％の範囲で変更されたとしても、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²は、ＳＤＲディスプレイ輝度約９０ｃｄ／ｍ²～１０５ｃｄ／ｍ²の間に対応していることがわかる。

【0193】

前述のとおり、従来技術では、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²の間に対応させるようなゲイン処理を行うことで、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現している。

【0194】

実施例２の映像信号変換装置２においても、＜１＞のパターンによる前記式（１７）を用いた処理により、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現することができる。つまり、後述する図１３に示すように、前記式（１７）を用いた処理により、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点を含む特性となるようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。

【0195】

（＜２＞のパターン）
次に、＜２＞のパターンとして、正規化信号を基準とした変換において、ＨＬＧ７５％のリニア信号をＳＤＲ１００％のリニア信号に対応させるように拘束を与えた場合について説明する。

【0196】

圧縮処理部２２は、＜１＞のパターンと同様に、変曲点であるＹ_SDRkpからＳＤＲ１００％のリニア信号の値までの増加分と対数関数による変曲点からＨＬＧ７５％のリニア信号の値までの増加分が一致する値を算出し、その値をｋ₃とする。

【0197】

補正値ｋ₃の算出式は、以下のとおりとなる。

【数20】

ここで、Ｖｓ₁₀₀はＳＤＲ１００％のビデオ信号、Ｖｈ₇₅は、ＨＬＧ７５％のビデオ信号である。

【0198】

前記式（２０）の右辺の第１項～第２項は、変曲点であるＹ_SDRkpからＳＤＲ１００％のリニア信号の値までの増加分に相当する。第３項は、前記式（１７）の下段の式に対応しており、その対数関数による変曲点であるＹ_HLGkpからＨＬＧ７５％のリニア信号の値までの増加分に相当する。

【0199】

例えば、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpをＳＤＲのビデオ信号の８０％とし、ＨＬＧビデオ／光変換部２０において正規化信号を基準としてディスプレイ光信号Ｆｄが算出される場合、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp＝０．０７７５９２３５、ゲイン値ｋ₁＝７．５４３９１９０９、補正値ｋ₂＝０．２８１２６３７７、補正値ｋ₃＝０．５１９４９５０９及び補正値ｋ₄＝０．７９１４９３７０となる。

【0200】

尚、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、＜１＞のパターンと同様に、予め設定された固定値を用いるようにしてもよいし、映像調整可能な設定項目として、ユーザにより自由に変更できるようにしてもよい。また、圧縮処理部２２は、＜１＞のパターンと同様に、ユーザにより予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpを入力し、予め設定されたＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像のビデオ信号の対応関係に従って、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpに対応するＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpを算出し、前述のとおり、変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値ｋ₃を算出し、補正値ｋ₂，ｋ₄を算出するようにしてもよい。

【0201】

図１２は、＜２＞のパターンにおいて、ニーポイントを変更した場合のＨＬＧディスプレイ輝度及びＳＤＲディスプレイ輝度の対応関係を説明する図である。横軸はＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]を示し、縦軸はＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]を示す。図１２には、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp＝８０％，８５％，９０％，９５％のときの特性が示されている。

【0202】

これらの特性から、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpが８０％，８５％，９０％，９５％の範囲で変更されたとしても、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²は、ＳＤＲディスプレイ輝度約１００ｃｄ／ｍ²に対応していることがわかる。

【0203】

図１１に示した＜１＞のパターンの場合、ニーポイントの設定によって、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²はＳＤＲディスプレイ輝度約９０ｃｄ／ｍ²～１０５ｃｄ／ｍ²の間に対応し、基準白レベルはこの範囲内で変動する。

【0204】

これに対し、図１２に示した＜２＞のパターンの場合、ハイライトの階調表現がニーポイントの設定で変化するが、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²はＳＤＲディスプレイ輝度約１００ｃｄ／ｍ²に対応するため、基準白レベルは常に一定となる。

【0205】

このように、実施例２の映像信号変換装置２において、＜２＞のパターンによる前記式（１７）を用いた処理により、基準白レベルを考慮したＨＬＧ映像からＳＤＲ映像への変換を実現することができる。つまり、後述する図１３に示すように、前記式（１７）を用いた処理により、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点を含む特性となるようにしたため、テロップの白レベルが変化することがない。

【0206】

（補正値ｋ₂，ｋ₄）
次に、フィッティング関数を示す前記式（１７）の補正値ｋ₂，ｋ₄について説明する。補正値ｋ₂は、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための値であり、補正値ｋ₄は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための値である。

【0207】

圧縮処理部２２は、予め設定されたゲイン値ｋ₁を用いて、前述の変曲点から拘束条件の点までの信号の増加分が一致する値となる補正値ｋ₃を算出した後、前記式（１８）により、ゲイン値ｋ₁、補正値ｋ₃等から補正値ｋ₂，ｋ₄を算出する。

【0208】

（ＳＤＲ輝度／光変換部２３）
次に、図８に示したＳＤＲ輝度／光変換部２３について詳細に説明する。ＳＤＲ輝度／光変換部２３の処理は、三刺激値及び色度変換部２１に対して逆方向の処理となる。ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、圧縮処理部２２から輝度Ｙ_compを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部２１から色度座標ｘ，ｙを入力する。

【0209】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、まず、以下の式にて、色度座標ｘ，ｙ及び輝度Ｙ_compから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求める。

【数21】

【0210】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、次に、以下の式にて、輝度Ｙ_comp及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝を求める。

【数22】

ここで、Ｆｄｓ＜０となる信号があった場合は、Ｆｄｓ＝０とする。

【0211】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、ディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝をＳＤＲ光／ビデオ変換部２４に出力する。

【0212】

（ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４）
次に、図８に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部２４について詳細に説明する。ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４は、ＳＤＲ輝度／光変換部２３からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力し、以下の式にて、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【数23】

【0213】

（ビデオ信号）
次に、フィッティング関数を適用した処理により得られたビデオ信号の特性について説明する。前述の図１０は、フィッティング関数を適用した処理により得られたディスプレイ輝度の特性を示している。ビデオ信号の特性は、このディスプレイ輝度の特性に対応するものである。

【0214】

図１３は、フィッティング関数を適用した処理により得られたビデオ信号の特性を説明する図である。横軸はＨＬＧビデオ信号のレベルを示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベルを示す。図１３には、図６に示した従来技術の特性（実線）、肌レベルを考慮した例の特性（破線）、基準白レベルを考慮した例の特性（一点鎖線）及びハイライトの色再現を考慮した例の特性（二点鎖線）に加え、フィッティング関数を適用した例の特性が示されている。

【0215】

点線は、フィッティング関数を適用した例の特性、すなわち圧縮処理部２２による人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の特性を示す。

【0216】

この点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性には、実線に示した従来技術の特性に対する、前述の（Ａ）の肌レベルを考慮したゲイン処理、（Ｂ）の基準白レベルを考慮した圧縮処理、及び（Ｃ）のハイライトの色再現を考慮した圧縮処理が反映されている。

【0217】

二点鎖線に示したハイライトの色再現を考慮した例の特性では、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点（点ａを参照）の前後で、信号の連続性が失われている。

【0218】

これに対し、点線に示したフィッティング関数を適用した例の特性では、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の点（点ａを参照）の前後で、信号の連続性が保持され、ハイライト領域でのバンディング等も改善される。

【0219】

このように、圧縮処理部２２は、輝度Ｙに対し、フィッティング関数により、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの特性を得るためのゲイン処理の演算を行うと共に、ＨＬＧビデオ信号に対応するＳＤＲビデオ信号の値が、図１３の点ｄから図１３の点ａを介して図１３の点ｃまでの領域について、増加する特性を得るための対数化処理の演算を行うことで、輝度Ｙ_compを求める。

【0220】

図１３の点ｄは、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの値よりも大きく、かつＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の値よりも小さい輝度Ｙの所定値の点である。図１３の点ａは、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の値の点であり、図１３の点ｃは上限値の点である。

【0221】

この場合、圧縮処理部２２は、フィッティング関数による対数化処理の演算の際に、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の特性を得ると共に、ＨＬＧビデオ信号に対応するＳＤＲビデオ信号の値が、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の値（図１３の点ａ）から上限値（図１３の点ｃ）までの間のハイライト領域（図１３の領域ｂ）について、増加する特性を得るための演算を行う。

【0222】

以上のように、実施例２の映像信号変換装置２によれば、ＨＬＧビデオ／光変換部２０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。そして、三刺激値及び色度変換部２１は、ディスプレイ光信号Ｆｄを三刺激値ＸＹＺ及び色度座標ｘ，ｙに変換する。

【0223】

圧縮処理部２２は、予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp等に基づいて、輝度Ｙに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ｙ_compを求める。

【0224】

ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_compから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求め、輝度Ｙ_comp及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部２４は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【0225】

このように、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、人物の肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行うようにした。

【0226】

フィッティング関数には、人物の肌レベルを考慮したゲイン処理、すなわちＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinに対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinの特性を得る演算が含まれる。

【0227】

これにより、従来技術よりも肌レベルを改善することができ、ＳＤＲ映像における人物の肌の信号レベルは、ＨＬＧ映像に比べて低くなることはない。

【0228】

また、フィッティング関数には、基準白レベルを考慮した圧縮処理、すなわち、ＨＬＧディスプレイ輝度２００ｃｄ／ｍ²をＳＤＲディスプレイ輝度８８ｃｄ／ｍ²～１００ｃｄ／ｍ²に対応させる従来のゲイン処理に相当するように、ＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％に対応するＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％の特性を得る演算が含まれる。これにより、従来技術と同様に、テロップの白レベルが変化することがない。

【0229】

さらに、フィッティング関数には、ハイライトの色再現を考慮した圧縮処理、すなわちハイライト領域においてＳＤＲビデオ信号が上限値である１０９％でクリップされないように、ＨＬＧビデオ信号の１００％（ＨＬＧディスプレイ輝度１０００ｃｄ／ｍ²）に対応するＳＤＲビデオ信号の上限値である１０９％（ＳＤＲディスプレイ輝度１２３ｃｄ／ｍ²）の点まで増加する特性を得る演算が含まれる。

【0230】

これにより、ＳＤＲビデオ信号が上限値でクリップされることがないため、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0231】

したがって、実施例２では、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、さらにハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の実施例１に比べ、信号の連続性が保持され、ハイライト領域において、滑らかなグラデーションの映像のバンディングが改善される。

【0232】

例えば、ＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像を同時に制作する一体化制作において、ＨＬＧの番組制作を行った後、実施例２の映像信号変換装置２を用いるようにする。これにより、ＨＬＧで番組制作したような肌レベルであり、基準白レベルが考慮され、さらにハイライトの白つぶれも抑制されたＳＤＲ映像の生成が可能となる。

【0233】

尚、図８に示した映像信号変換装置２のＳＤＲ輝度／光変換部２３は、輝度Ｙ_comp及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める際に、前記式（２２）に示したように、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスは、三刺激値及び色度変換部２１がディスプレイ光信号Ｆｄを三刺激値ＸＹＺに変換する際に用いる前記式（１５）の行列である。

【0234】

これに対し、ＳＤＲ輝度／光変換部２３は、輝度Ｙ_comp及び三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compからＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める際に、以下の式を用いるようにしてもよい。

【数24】

この行列は、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列である。

【0235】

これにより、三刺激値及び色度変換部２１において、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、ＳＤＲ輝度／光変換部２３において、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からＲＧＢに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。

【0236】

〔実施例１：逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例１の映像信号変換装置１の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、ＳＤＲ映像をＨＬＧ映像に変換する際に、ハイライトの色再現及び基準白レベルを考慮した拡張処理、並びに人物の肌レベルを考慮した逆ゲイン処理を行う。これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0237】

図１４は、図１に示した実施例１の映像信号変換装置１の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置３は、ＳＤＲビデオ／光変換部３０、三刺激値及び色度変換部３１、拡張処理部３２、ＨＬＧ輝度／光変換部３３、逆ゲイン処理部３４及びＨＬＧ光／ビデオ変換部３５を備えている。

【0238】

ＳＤＲビデオ／光変換部３０は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を入力し、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦにより、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’をディスプレイ光のリニア信号であるＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓに変換する。そして、ＳＤＲビデオ／光変換部３０は、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを三刺激値及び色度変換部３１に出力する。ＳＤＲビデオ／光変換部３０は、図１に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部１５に対応し、その逆の処理を行う。

【0239】

三刺激値及び色度変換部３１は、ＳＤＲビデオ／光変換部３０からディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力し、ディスプレイ光信号Ｆｄｓを、三刺激値ＸＹＺ及び色情報である色度座標ｘ，ｙに変換する。そして、三刺激値及び色度変換部３１は、三刺激値ＸＹＺのうちの輝度Ｙを拡張処理部３２に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＨＬＧ輝度／光変換部３３に出力する。三刺激値及び色度変換部３１は、図１に示したＳＤＲ輝度／光変換部１４に対応し、その逆の処理を行う。

【0240】

拡張処理部３２は、三刺激値及び色度変換部３１から輝度Ｙを入力し、輝度Ｙに対しハイライトの色再現を考慮した拡張処理を行うことにより、輝度Ｙ_exp,1stを求める。そして、拡張処理部３２は、輝度Ｙ_exp,1stに対し基準白レベルを考慮した拡張処理を行うことにより、輝度Ｙ_exp,2ndを求める。拡張処理部３２は、輝度Ｙ_exp,2ndをＨＬＧ輝度／光変換部３３に出力する。拡張処理部３２は、図１に示した圧縮処理部１３に対応し、その逆の処理を行う。

【0241】

具体的には、拡張処理部３２は、まず、ハイライトの色再現を考慮した拡張処理として、輝度Ｙに対し、図３に示したハイライト色再現圧縮処理部１７の逆の処理（前記式（１０）の逆の演算を行う式による処理）を行い、輝度Ｙ_exp,1stを求める。

【0242】

拡張処理部３２は、次に、基準白レベルを考慮した拡張処理として、輝度Ｙ_exp,1stに対し、図３に示した基準白レベル圧縮処理部１６の逆の処理（前記式（９）の逆の演算を行う式による処理）を行い、輝度Ｙ_exp,2ndを求める。

【0243】

つまり、拡張処理部３２は、ハイライトの色再現及び基準白レベルを考慮した拡張処理において、輝度Ｙに対し、ＳＤＲビデオ信号に対応するＨＬＧビデオ信号の値が、ＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応するＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％の値よりも小さい所定値から、基準白レベル７５％の値を介して上限値までの領域について、増加する特性を得ると共に、ＨＬＧ映像の基準白レベルとＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための処理を行う。

【0244】

ＨＬＧ輝度／光変換部３３は、拡張処理部３２から輝度Ｙ_exp,2ndを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部３１から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＨＬＧ輝度／光変換部３３は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_exp,2ndから三刺激値のＸ_exp，Ｚ_expを求める。

【0245】

ＨＬＧ輝度／光変換部３３は、輝度Ｙ_exp,2nd及び三刺激値のＸ_exp，Ｚ_expからＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄｇを求める。ＨＬＧ輝度／光変換部３３は、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄｇを逆ゲイン処理部３４に出力する。ＨＬＧ輝度／光変換部３３は、図１に示した三刺激値及び色度変換部１２に対応し、その逆の処理を行う。

【0246】

逆ゲイン処理部３４は、ＨＬＧ輝度／光変換部３３からＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄｇを入力すると共に、予め設定されたゲイン値ｋ₁を入力する。そして、逆ゲイン処理部３４は、ディスプレイ光信号Ｆｄｇに対してゲイン値ｋ₁の逆数を乗算することにより、肌レベルを考慮した逆ゲイン処理を行い、ディスプレイ光信号Ｆｄを求める。ここで、肌レベルを考慮した逆ゲイン処理とは、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルとＳＤＲビデオ信号の肌レベルとが対応する特性を得るための処理である。逆ゲイン処理部３４は、ディスプレイ光信号ＦｄをＨＬＧ光／ビデオ変換部３５に出力する。逆ゲイン処理部３４は、図１に示したゲイン処理部１１に対応し、その逆の処理を行う。

【0247】

ＨＬＧ光／ビデオ変換部３５は、逆ゲイン処理部３４からディスプレイ光信号Ｆｄを入力し、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄをＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’に変換する。そして、ＨＬＧ光／ビデオ変換部３５は、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を出力する。ＨＬＧ光／ビデオ変換部３５は、図１に示したＨＬＧビデオ／光変換部１０に対応し、その逆の処理を行う。

【0248】

これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0249】

〔実施例２：逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例２の映像信号変換装置２の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、ＳＤＲ映像をＨＬＧ映像に変換する際に、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した演算を含むフィッティング関数を用いるものである。

【0250】

これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、前述の映像信号変換装置３により生じる信号の不連続性の問題を解決し、連続した特性を得ることができ、ハイライト領域のバンディングを改善することができる。

【0251】

図１５は、実施例２の映像信号変換装置２の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置４は、ＳＤＲビデオ／光変換部４０、三刺激値及び色度変換部４１、拡張処理部４２、ＨＬＧ輝度／光変換部４３及びＨＬＧ光／ビデオ変換部４４を備えている。

【0252】

ＳＤＲビデオ／光変換部４０は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を入力し、図１４に示したＳＤＲビデオ／光変換部３０と同様の処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを三刺激値及び色度変換部４１に出力する。ＳＤＲビデオ／光変換部４０は、図８に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部２４に対応し、その逆の処理を行う。

【0253】

三刺激値及び色度変換部４１は、ＳＤＲビデオ／光変換部４０からディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力し、図１４に示した三刺激値及び色度変換部３１と同様の処理を行う。そして、三刺激値及び色度変換部４１は、輝度Ｙを拡張処理部４２に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＨＬＧ輝度／光変換部４３に出力する。三刺激値及び色度変換部４１は、図８に示したＳＤＲ輝度／光変換部２３に対応し、その逆の処理を行う。

【0254】

拡張処理部４２は、三刺激値及び色度変換部４１から輝度Ｙを入力し、予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp等に基づいて、輝度Ｙに対し所定の逆フィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ｙ_expを求める。そして、拡張処理部４２は、輝度Ｙ_expをＨＬＧ輝度／光変換部４３に出力する。所定の逆フィッティング関数は、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した関数である。拡張処理部４２は、図８に示した圧縮処理部２２に対応し、その逆の処理を行う。

【0255】

具体的には、拡張処理部４２は、図１０に示した点線の特性を実現する逆フィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度Ｙに対して拡張処理（指数化処理）及び逆ゲイン処理を行うことで輝度Ｙ_expを求める。

【数25】

【0256】

図１０に示した点線の特性を実現する逆フィッティング関数は、縦軸のＳＤＲディスプレイ輝度に対して横軸のＨＬＧディスプレイ輝度を得るための関数である。前記式（２５）は、図８に示した圧縮処理部２２が用いる前記式（１７）に対し、逆の演算を行う式である。

【0257】

拡張処理部４２は、輝度ＹがＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpよりも低い領域において、輝度Ｙに対し、予め設定されたゲイン値ｋ₁の逆数を乗算する逆ゲイン処理を行い、線形化した輝度Ｙ_expを算出する（前記式（２５）の上段の式）。

【0258】

前記式（２５）の上段の式は、輝度ＹがＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpよりも低い領域において（図１０に示した原点からｄ点のニーポイントまでの領域において）、図１０の実線に示した従来技術の特性を、点線に示した原点からｄ点までの直線の特性に、縦軸のＳＤＲディスプレイ輝度側へ下降させる逆ゲイン処理を示している。これにより、線形化した輝度Ｙ_expが得られる。

【0259】

拡張処理部４２は、輝度ＹがＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp以上の領域において、輝度Ｙに対し、補正値ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpに基づいた指数の特性を有する輝度Ｙ_expを算出する（前記式（２５）の下段の式）。

【0260】

前記式（２５）の下段の式は、輝度ＹがＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp以上の領域において（図１０に示したｄ点のニーポイントからｃ点までの領域において）、図１０の点線に示した特性のように、ｄ点のニーポイント、ａ点及びｃ点を含む指数化処理を示している。これにより、指数化した輝度Ｙ_expが得られる。

【0261】

この指数化処理及び逆ゲイン処理により、三刺激値及び色度変換部４１にて算出された輝度Ｙから、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した輝度Ｙ_expを得ることができる。

【0262】

つまり、拡張処理部４２は、逆フィッティング関数を用いた拡張処理（指数化処理）及び逆ゲイン処理において、輝度Ｙに対し、ＳＤＲビデオ信号に対応するＨＬＧビデオ信号の値が、ＳＤＲビデオ信号の白レベル約９５％に対応するＨＬＧビデオ信号の基準白レベル７５％よりも小さい所定値から、基準白レベル７５％の値を介して上限値までの領域について、増加する特性を得るための指数化処理の演算を行うと共に、ＨＬＧ映像の基準白レベルとＳＤＲ映像の白レベルとが対応する特性を得るための演算を行い、さらに、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinとＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinとが対応する特性を得るための逆ゲイン処理の演算を行う。

【0263】

ＨＬＧ輝度／光変換部４３は、拡張処理部４２から輝度Ｙ_expを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部４１から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＨＬＧ輝度／光変換部４３は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_expから三刺激値のＸ_exp，Ｚ_expを求める。

【0264】

ＨＬＧ輝度／光変換部４３は、輝度Ｙ_exp及び三刺激値のＸ_exp，Ｚ_expからＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄを求める。ＨＬＧ輝度／光変換部４３は、ＨＬＧのディスプレイ光信号ＦｄをＨＬＧ光／ビデオ変換部４４に出力する。ＨＬＧ輝度／光変換部４３は、図８に示した三刺激値及び色度変換部２１に対応し、その逆の処理を行う。

【0265】

ＨＬＧ光／ビデオ変換部４４は、ＨＬＧ輝度／光変換部４３からディスプレイ光信号Ｆｄを入力し、図１４に示したＨＬＧ光／ビデオ変換部３５と同様の処理を行い、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を出力する。ＨＬＧ光／ビデオ変換部４４は、図８に示したＨＬＧビデオ／光変換部２０に対応し、その逆の処理を行う。

【0266】

これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。また、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’は連続した特性となり、映像信号変換装置３に比べてハイライト領域のバンディングを改善することができる。

【0267】

〔実施例３：映像信号変換装置〕
次に、実施例３の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例３は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行う。これにより、実施例２の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。

【0268】

図１６は、実施例３の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図１７は、実施例３の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置５は、ＨＬＧビデオ／光変換部５０、クロストークマトリクス処理部５１、三刺激値及び色度変換部５２、圧縮処理部５３、ＳＤＲ輝度／光変換部５４、逆クロストークマトリクス処理部５５及びＳＤＲ光／ビデオ変換部５６を備えている。

【0269】

図８に示した実施例２の映像信号変換装置２とこの実施例３の映像信号変換装置５とを比較すると、両映像信号変換装置２，５は、ＨＬＧビデオ／光変換部２０，５０、三刺激値及び色度変換部２１，５２、圧縮処理部２２，５３、ＳＤＲ輝度／光変換部２３，５４及びＳＤＲ光／ビデオ変換部２４，５６を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置５は、クロストークマトリクス処理部５１及び逆クロストークマトリクス処理部５５を備えている点で、これらの構成部を備えていない映像信号変換装置２と相違する。

【0270】

ＨＬＧビデオ／光変換部２０，５０は、同様の処理を行う。三刺激値及び色度変換部２１，５２、圧縮処理部２２，５３、ＳＤＲ輝度／光変換部２３，５４及びＳＤＲ光／ビデオ変換部２４，５６も、それぞれ同様の処理を行う。

【0271】

ＨＬＧビデオ／光変換部５０は、ＨＬＧ映像のビデオ信号であるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を入力する（ステップＳ１７０１）。そして、ＨＬＧビデオ／光変換部５０は、図１に示したＨＬＧビデオ／光変換部１０及び図８に示したＨＬＧビデオ／光変換部２０と同様に、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄに変換する（ステップＳ１７０２）。ＨＬＧビデオ／光変換部５０は、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄをクロストークマトリクス処理部５１に出力する。

【0272】

クロストークマトリクス処理部５１は、ＨＬＧビデオ／光変換部５０からディスプレイ光信号Ｆｄを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部５１は、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号ＦｄにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを求める（ステップＳ１７０３）。クロストークマトリクス処理部５１は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを三刺激値及び色度変換部５２に出力する。

【0273】

三刺激値及び色度変換部５２は、クロストークマトリクス処理部５１からディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを入力する。そして、三刺激値及び色度変換部５２は、図１に示した三刺激値及び色度変換部１２及び図８に示した三刺激値及び色度変換部２１と同様に、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLG及び色情報である色度座標ｘ，ｙに変換する（ステップＳ１７０４）。そして、三刺激値及び色度変換部５２は、輝度Ｙ_HLGを圧縮処理部５３に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部５４に出力する。

【0274】

この場合、三刺激値及び色度変換部５２は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLG＝｛Ｒ_xHLG，Ｇ_xHLG，Ｂ_xHLG｝を三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGに変換する際に、前記式（７）を用いる。具体的には、前記式（７）のＸ，Ｙ，Ｚ，Ｒｄｇ，Ｇｄｇ，Ｂｄｇを、Ｘ_HLG，Ｙ_HLG，Ｚ_HLG，Ｒ_xHLG，Ｇ_xHLG，Ｂ_xHLGに置き替えた式を用いる。また、三刺激値及び色度変換部５２は、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを色度座標ｘ，ｙに変換する際に、前記式（８）を用いる。具体的には、前記式（８）のＸ，Ｙ，Ｚを、Ｘ_HLG，Ｙ_HLG，Ｚ_HLGに置き替えた式を用いる。

【0275】

圧縮処理部５３は、三刺激値及び色度変換部５２から輝度Ｙ_HLGを入力する。そして、圧縮処理部５３は、図８に示した圧縮処理部２２と同様に、予め設定されたゲイン値ｋ₁等に基づいて、輝度Ｙ_HLGに対し所定のフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度Ｙ_SDRを求める（ステップＳ１７０５）。そして、圧縮処理部５３は、輝度Ｙ_SDRをＳＤＲ輝度／光変換部５４に出力する。所定のフィッティング関数は、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した演算を含む関数である。

【0276】

ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、圧縮処理部５３から輝度Ｙ_SDRを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部５２から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、図１に示したＳＤＲ輝度／光変換部１４及び図８に示したＳＤＲ輝度／光変換部２３と同様に、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_SDRから三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRを求める（ステップＳ１７０６）。

【0277】

この場合、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_SDRから三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRを求める際に、前記式（２１）を用いる。具体的には、前記式（２１）のＸ_comp，Ｚ_comp，Ｙ_compをＸ_SDR，Ｚ_SDR，Ｙ_SDRに置き替えた式を用いる。

【0278】

ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、図１に示したＳＤＲ輝度／光変換部１４及び図８に示したＳＤＲ輝度／光変換部２３と同様に、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝を求める（ステップＳ１７０７）。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを逆クロストークマトリクス処理部５５に出力する。

【0279】

この場合、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝を求める際に、前記式（２２）を用いる。具体的には、前記式（２２）のＲｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ，Ｘ_comp，Ｙ_comp，Ｚ_compをＲ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR，Ｘ_SDR，Ｙ_SDR，Ｚ_SDRに置き替えた式を用いる。

【0280】

逆クロストークマトリクス処理部５５は、ＳＤＲ輝度／光変換部５４からＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部５５は、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部５１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部５５は、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める（ステップＳ１７０８）。パラメータεは、クロストークマトリクス処理部５１にて用いたパラメータεと同じである。逆クロストークマトリクス処理部５５は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ光／ビデオ変換部５６に出力する。

【0281】

ＳＤＲ光／ビデオ変換部５６は、逆クロストークマトリクス処理部５５からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力する。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部５６は、図１に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部１５及び図８に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部２４と同様に、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ映像のビデオ信号であるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する（ステップＳ１７０９）。ＳＤＲ光／ビデオ変換部５６は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を出力する（ステップＳ１７１０）。

【0282】

（クロストークマトリクス処理部５１）
次に、図１６に示したクロストークマトリクス処理部５１について詳細に説明する。前述のとおり、クロストークマトリクス処理部５１は、ディスプレイ光信号ＦｄにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを求める。

【0283】

クロストークマトリクス処理されたディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLG＝｛Ｒ_xHLG，Ｇ_xHLG，Ｂ_xHLG｝は、ディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝及び予め設定されたパラメータεを用いて、以下の式で算出される。すなわち、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLG＝｛Ｒ_xHLG，Ｇ_xHLG，Ｂ_xHLG｝は、クロストークマトリクスｘＭにディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝を乗算することで得られる。

【数26】

【0284】

ここで、クロストークマトリクスｘＭは、以下の行列で表され、εは、０≦ε≦０．３３の範囲の値を任意に調整可能なユーザパラメータであり、予め設定される。

【数27】

【0285】

パラメータεが０に近いほど、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減する程度は低くなり、クロストークマトリクス処理部５１が出力するディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGは、クロストークマトリクス処理部５１が入力するディスプレイ光信号Ｆｄに近くなる。パラメータε＝０の場合、クロストークマトリクス処理は行われず、クロストークマトリクス処理部５１が出力するディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGは、クロストークマトリクス処理部５１が入力するディスプレイ光信号Ｆｄと同じになる。一方、パラメータεが０．３３に近いほど、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減する程度は高くなる。

【0286】

このように、クロストークマトリクス処理により、ディスプレイ光信号Ｆｄ＝｛Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ｝の色成分のばらつきが軽減されたディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLG＝｛Ｒ_xHLG，Ｇ_xHLG，Ｂ_xHLG｝が得られる。

【0287】

尚、クロストークマトリクス処理により、後述するＣＩＥＬＡＢ空間（Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間）の明度Ｌ^*は変化しないが、クロマＣ^* _abが小さくなり、無彩色軸であるＬ^*軸に近づくように色座標ａ^*，ｂ^*が変化する。つまり、クロストークマトリクス処理により、ＲＧＢ空間では色成分のばらつきを軽減し、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間では、明度Ｌ^*は変化しないが、クロマＣ^* _abが小さくなるように色座標ａ^*，ｂ^*が変化する。詳細については、後述する図２９～図３２にて説明する。

【0288】

（逆クロストークマトリクス処理部５５）
次に、図１６に示した逆クロストークマトリクス処理部５５について詳細に説明する。前述のとおり、逆クロストークマトリクス処理部５５は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRに対し、クロストークマトリクス処理部５１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める。つまり、逆クロストークマトリクス処理部５５は、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行う。

【0289】

逆クロストークマトリクス処理されたディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝及び予め設定されたパラメータεを用いて、以下の式で算出される。すなわち、ディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝は、クロストークマトリクスｘＭの逆行列ｘＭ^-1に、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝を乗算することで得られる。

【数28】

ここで、Ｆｄｓ＜０となる信号は、Ｆｄｓ＝０とする。

【0290】

パラメータεが０に近いほど、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻す程度は低くなり、逆クロストークマトリクス処理部５５が出力するディスプレイ光信号Ｆｄｓは、逆クロストークマトリクス処理部５５が入力するディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRに近くなる。パラメータε＝０の場合、逆クロストークマトリクス処理は行われず、逆クロストークマトリクス処理部５５が出力するディスプレイ光信号Ｆｄｓは、逆クロストークマトリクス処理部５５が入力するディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRと同じになる。一方、パラメータεが０．３３に近いほど、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻す程度は高くなる。

【0291】

このように、逆クロストークマトリクス処理により、クロストークマトリクス処理にて軽減されたばらつきが元に戻り、クロストークマトリクス処理が打ち消されたＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓ＝｛Ｒｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ｝を得ることができる。

【0292】

尚、逆クロストークマトリクス処理の前後において、後述するＬ^*ａ^*ｂ^*空間の明度Ｌ^*は変化しないが、色座標ａ^*，ｂ^*が変化する。

【0293】

（圧縮処理部５３）
次に、図１６に示した圧縮処理部５３について詳細に説明する。前述のとおり、圧縮処理部５３は、図８に示した圧縮処理部２２と同様の処理を行う。すなわち、圧縮処理部５３は、予め設定されたゲイン値ｋ₁等に基づいて、輝度Ｙ_HLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮した対数関数であるフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度Ｙ_SDRを求める。

【0294】

圧縮処理部５３は、フィッティング関数を用いて、以下の式により、輝度Ｙ_HLGに対してゲイン処理及び圧縮処理（対数化処理）を行うことで輝度Ｙ_SDRを求める。この式は、前記式（１７）に相当する。

【数29】

【0295】

ここで、パラメータであるｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄，Ｙ_HLGkpは、前記式（１７）にて説明したものと同じ意味合いのパラメータである。ｋ_１は、前述のとおり、肌レベルを考慮したゲイン値、すなわちＨＬＧ及びＳＤＲの肌レベルの対応にて算出されるパラメータである。ｋ₂は、前述のとおり、変曲点Ｙ＝Ｙ_HLGkpにおいて、線形信号と対数による非線形信号の接線の傾きを一致させるための補正値、すなわちニーポイントにおける一次微分値の連続条件から算出されるパラメータである。

【0296】

ｋ₃は、前記式（１７）の説明では、ＨＬＧ１００％のリニア信号をＳＤＲ１０９％のリニア信号に対応させ、またはＨＬＧ７５％のリニア信号をＳＤＲ１００％に対応させるという拘束条件により決定される補正値とした。ここでは、ｋ₃は、基準白レベルの拘束条件から求められる補正値とする。つまり、ｋ₃は、ＨＬＧ７５％の基準白レベルＹ_HLG75%を、ＳＤＲの白レベルＹ_SDRwpに対応させるという拘束条件から求められる補正値とする。

【0297】

ｋ₄は、線形信号と対数による非線形信号の接点の値を一致させるための補正値、すなわちニーポイントの値の連続条件から算出される補正値である。また、Ｙ_HLGkpは、前述のとおり、ＳＤＲディスプレイ輝度信号のニーポイントであるＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpに対応するＨＬＧディスプレイ輝度信号のニーポイントである。これらの５つのパラメータは未知数であるが、これらの未知数を補正値ｋ₃の１つに削減することが可能である。

【0298】

ここでは、ゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、ユーザにより予め設定され、補正値ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpは、圧縮処理部５３により後述の式にて算出されるものとする。尚、ゲイン値ｋ₁，補正値ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpは、ユーザにより予め設定されるようにしてもよい。

【0299】

（ゲイン値ｋ₁）
ゲイン値ｋ₁は、実施例２にて説明したとおり、ＨＬＧの肌レベルとＳＤＲの肌レベルとの間の対応関係から、ユーザにより予め設定されるパラメータである。

【0300】

図４に示したとおり、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinは、ＨＬＧビデオ信号の約５０％であるのに対し、ＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinは、ＳＤＲビデオ信号の約６７％である。従来技術の特性では、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skinである約５０％に対応するＳＤＲビデオ信号の肌レベルは、約５５％程度である。したがって、従来技術におけるＳＤＲ映像の肌レベルは、肌レベルを考慮した例におけるＳＤＲ映像の肌レベルよりも低い。

【0301】

つまり、肌レベルを考慮するためには、肌レベルを一致させるためのゲイン処理を行う必要がある。そこで、ゲイン値ｋ₁は、前記式（４）または前記式（５）に示すＧａｉｎの値が用いられる。

【0302】

ここで、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpは、以下の式のとおり、ＨＬＧからＳＤＲに変換する際のＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp及びゲイン値ｋ₁から決定される。

【数30】

【0303】

ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、ＳＤＲビデオ信号におけるニーポイントをＳＤＲディスプレイ輝度に変換した値である。このＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpが高い値に設定された場合、ＨＬＧ７５％以上の信号が、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpのビデオ信号の上限値であるＳＤＲ１０９％に圧縮され易くなり、信号の丸め処理が生じやすくなる。このため、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpは、図４に示したＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skinを基準として、この肌レベルよりも高いことが望ましい。そこで、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpの取り得る値の範囲は、ＳＤＲ８０％以上から９５％までとして、ユーザにより任意に設定されるパラメータとしてもよい。

【0304】

（補正値ｋ₂）
次に、補正値ｋ₂について説明する。前述のとおり、補正値ｋ₂は、ニーポイントにおける一次微分値の連続条件から算出されるパラメータである。以下、実施例２にて説明した補正値ｋ₂の算出処理とは異なる処理について説明する。この処理は、実施例２にも適用され、実施例２の処理は実施例４にも適用される。

【0305】

ニーポイントでは、ＳＤＲ及びＨＬＧの一次微分値が一致するため、前記式（２９）の上段の式及び下段の式から、以下の式が導かれる。

【数31】

【0306】

前記式（３１）を未知の補正値ｋ₃及び既知のゲイン値ｋ₁、並びに前記式（３０）で算出されたＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpを用いて整理すると、以下の式が導かれる。

【数32】

この補正値ｋ₂は、補正値ｋ₃が決定されると、前記式（３２）にて一意的に決定される。

【0307】

（補正値ｋ₄）
次に、補正値ｋ₄について説明する。前述のとおり、補正値ｋ₄は、ニーポイントの値の連続条件から算出されるパラメータである。以下、実施例２にて説明した補正値ｋ₄の算出処理とは異なる処理について説明する。この処理は、実施例２にも適用され、実施例２の処理は実施例４にも適用される。

【0308】

前記式（２９）の下段の式の特性であるトーンマッピングカーブにおいて、ユーザにより設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp、並びに前記式（３０）で算出されたＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpを用いて整理すると、以下の式が導かれる。

【数33】

補正値ｋ₂は、前述のとおり、補正値ｋ₃が決定されると一意的に決定されるため、補正値ｋ₄も、補正値ｋ₃が決定されると、前記式（３３）にて一意的に決定される。つまり、補正値ｋ₂，ｋ₄は、補正値ｋ₃が決定されることで、一意的に決定される。

【0309】

（補正値ｋ₃）
次に、補正値ｋ₃について説明する。前述のとおり、補正値ｋ₃は、基準白レベルの拘束条件から求められるパラメータ、すなわち、ＨＬＧ７５％の基準白レベルＹ_HLG75%を、ＳＤＲの白レベルＹ_SDRwpに対応させるという拘束条件から求められるパラメータである。この処理は、実施例２にも適用され、実施例２の処理は実施例４にも適用される。

【0310】

補正値ｋ₃は、ニーポイントであるＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp（Ｙ_HLGkp，Ｙ_SDRkp）と、基準白レベルのポイントであるＨＬＧ７５％の基準白レベルＹ_HLG75%及びＳＤＲの白レベルＹ_SDRwp（Ｙ_HLG75%，Ｙ_SDRwp）の間において、ＳＤＲのリニア信号の変化量と、前記式（２９）の下段の式により得られる変化量とが一致する以下の式により算出される。

【数34】

前記式（３４）において、左辺がＳＤＲのリニア信号の変化量を示し、右辺が前記式（２９）の下段の式にて得られる変化量を示す。

【0311】

このように、圧縮処理部５３は、ユーザにより予め設定されたゲイン値ｋ₁及びＳＤＲニーポイントＹ_SDRkpを用いて、前記式（３０）～（３４）にて、補正値ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄及びＨＬＧニーポイントＹ_HLGkpを算出する。これより、圧縮処理部５３は、前記式（２９）のフィッティング関数を設定することができ、当該フィッティング関数を用いて、輝度Ｙ_HLGに対してゲイン処理及び圧縮処理（対数化処理）を行い、輝度Ｙ_SDRを求める。

【0312】

例えば、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp＝８０％とし、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skin＝５０％をＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skin＝６７％に対応させ、基準白レベルの拘束条件として、ＨＬＧ７５％をＳＤＲ９６％に対応させた場合を想定する。この場合、５つのパラメータはそれぞれ、ＨＬＧニーポイントＹ_HLGkp＝７７．５９２３５７４５、ゲイン値ｋ₁＝０．７５４３９１９１、補正値ｋ₂＝１７．１２０８９６２、補正値ｋ₃＝０.７０７５１０３４、補正値ｋ₄＝７９．５８２２０８５１となる。

【0313】

図２５は、前述の例のゲイン値ｋ₁等により設定されたフィッティング関数を適用した場合のディスプレイ輝度の特性を示す図であり、図１０に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸は、ＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]、すなわち圧縮処理部５３の入力データであるＨＬＧの輝度Ｙ_HLGを示し、縦軸は、ＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]、すなわち圧縮処理部５３の出力データであるＳＤＲの輝度Ｙ_SDRを示す。

【0314】

図２５に示す特性は、入力データである輝度Ｙ_HLGに対し、圧縮処理部５３により、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて処理を行う場合の、輝度Ｙ_HLGと輝度Ｙ_SDRの間の関係を示している。

【0315】

図２６は、図２５に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図であり、図１３に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はＨＬＧビデオ信号のレベル［％］を示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベル［％］を示す。

【0316】

図２６に示す特性は、入力データである輝度Ｙ_HLGに対し、圧縮処理部５３によりフィッティング関数を用いて処理を行う場合の、輝度Ｙ_HLGに対応するＨＬＧビデオ信号と輝度Ｙ_SDRに対応するＳＤＲビデオ信号との間の関係を示している。

【0317】

以上のように、実施例３の映像信号変換装置５によれば、ＨＬＧビデオ／光変換部５０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。そして、クロストークマトリクス処理部５１は、ディスプレイ光信号ＦｄにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを求める。

【0318】

三刺激値及び色度変換部５２は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを三刺激値ＸＹＺ及び色度座標ｘ，ｙに変換する。圧縮処理部５３は、予め設定されたゲイン値ｋ₁等に基づいて、輝度Ｙ_HLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ｙ_SDRを求める。

【0319】

ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_SDRから三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRを求め、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを求める。

【0320】

逆クロストークマトリクス処理部５５は、クロストークマトリクス処理部５１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理、すなわちＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部５６は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【0321】

これにより、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数を用いて圧縮処理を行うようにしたため、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0322】

さらに、クロストークマトリクス処理を行うようにしたため、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減した状態で圧縮処理が行われ、ハイライトにおける特定の色成分（特に青色成分）のハードクリップの度合いを抑えることができる。

【0323】

したがって、実施例２の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。この場合、クロストークマトリクス処理部５１及び逆クロストークマトリクス処理部５５において、パラメータεの値により色成分毎の輝度のばらつきの軽減度合いを変更するようにしたため、ハイライトの色再現を制作意図に応じて調整することが可能となる。

【0324】

尚、図１６に示した映像信号変換装置５のＳＤＲ輝度／光変換部５４は、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを求める際に、前記式（２２）のＲｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ，Ｘ_comp，Ｙ_comp，Ｚ_compをＲ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR，Ｘ_SDR，Ｙ_SDR，Ｚ_SDRに置き替えた式を用いるようにした。つまり、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにした。

【0325】

これに対し、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いるようにしてもよい。この場合、ＳＤＲ輝度／光変換部５４は、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝を求める際に、前記式（２４）を用いる。具体的には、前記式（２４）のＲｄｓ，Ｇｄｓ，Ｂｄｓ，Ｘ_comp，Ｙ_comp，Ｚ_compをＲ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR，Ｘ_SDR，Ｙ_SDR，Ｚ_SDRに置き替えた式を用いる。

【0326】

これにより、三刺激値及び色度変換部５２において、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、ＳＤＲ輝度／光変換部５４において、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からＲＧＢに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。

【0327】

〔実施例４：映像信号変換装置〕
次に、実施例４の映像信号変換装置の構成及び処理について説明する。前述のとおり、実施例４は、ＨＬＧ映像をＳＤＲ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例３と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例４では、ハイライトの色再現を、実施例３よりも効果的に実現することができる。

【0328】

従来、ハイライトの色再現においては、製作者が意図的に無彩色または白色に設定する場合があり、実施例３では、色味のある白色が残ってしまうことがあり得る。そこで、実施例４では、制作者の意図を従来と同様に反映するために、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現するようにした。

【0329】

図１８は、実施例４の映像信号変換装置の構成例を示すブロック図であり、図１９は、実施例４の映像信号変換装置の処理例を示すフローチャートである。この映像信号変換装置６は、ＨＬＧビデオ／光変換部６０、クロストークマトリクス処理部６１、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２、クロマ処理部６３、ＨＬＧ色度変換部６４、圧縮処理部６５、ＳＤＲ輝度／光変換部６６、逆クロストークマトリクス処理部６７及びＳＤＲ光／ビデオ変換部６８を備えている。

【0330】

図１６に示した実施例３の映像信号変換装置５とこの実施例４の映像信号変換装置６とを比較すると、両映像信号変換装置５，６は、ＨＬＧビデオ／光変換部５０，６０、クロストークマトリクス処理部５１，６１、圧縮処理部５３，６５、ＳＤＲ輝度／光変換部５４，６６、逆クロストークマトリクス処理部５５，６７及びＳＤＲ光／ビデオ変換部５６，６８を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置６は、映像信号変換装置５の三刺激値及び色度変換部５２の代わりに、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２及びＨＬＧ色度変換部６４を備え、さらにクロマ処理部６３を備えている点で、映像信号変換装置５と相違する。

【0331】

ＨＬＧビデオ／光変換部５０，６０、クロストークマトリクス処理部５１，６１、圧縮処理部５３，６５、ＳＤＲ輝度／光変換部５４，６６、逆クロストークマトリクス処理部５５，６７及びＳＤＲ光／ビデオ変換部５６，６８は、それぞれ同様の処理を行う。

【0332】

ＨＬＧビデオ／光変換部６０は、ＨＬＧ映像のビデオ信号であるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を入力する（ステップＳ１９０１）。そして、ＨＬＧビデオ／光変換部６０は、図１６に示したＨＬＧビデオ／光変換部５０と同様に、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光のリニア信号であるＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄに変換する（ステップＳ１９０２）。ＨＬＧビデオ／光変換部６０は、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄをクロストークマトリクス処理部６１に出力する。

【0333】

クロストークマトリクス処理部６１は、ＨＬＧビデオ／光変換部６０からディスプレイ光信号Ｆｄを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部６１は、図１６に示したクロストークマトリクス処理部５１と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号ＦｄにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを求める（ステップＳ１９０３）。クロストークマトリクス処理部６１は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGをＨＬＧ光／三刺激値変換部６２に出力する。

【0334】

ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２は、クロストークマトリクス処理部６１からディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを入力する。そして、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２は、図１６に示した三刺激値及び色度変換部５２と同様に、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGに変換する（ステップＳ１９０４）。ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２は、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをクロマ処理部６３に出力する。

【0335】

クロマ処理部６３は、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２から三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを入力する。そして、クロマ処理部６３は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを求める（ステップＳ１９０５）。そして、クロマ処理部６３は、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをＨＬＧ色度変換部６４に出力する。

【0336】

ＨＬＧ色度変換部６４は、クロマ処理部６３からクロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを入力する。そして、ＨＬＧ色度変換部６４は、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを色情報である色度座標ｘ，ｙに変換する（ステップＳ１９０６）。そして、ＨＬＧ色度変換部６４は、輝度Ｙ_HLGを圧縮処理部６５に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＳＤＲ輝度／光変換部６６に出力する。

【0337】

圧縮処理部６５は、ＨＬＧ色度変換部６４から輝度Ｙ_HLGを入力する。そして、圧縮処理部６５は、図１６に示した圧縮処理部５３と同様に、予め設定されたゲイン値ｋ₁等に基づいて、輝度Ｙ_HLGに対し所定のフィッティング関数による圧縮処理を行い、輝度Ｙ_SDRを求める（ステップＳ１９０７）。そして、圧縮処理部６５は、輝度Ｙ_SDRをＳＤＲ輝度／光変換部６６に出力する。

【0338】

ＳＤＲ輝度／光変換部６６は、圧縮処理部６５から輝度Ｙ_SDRを入力すると共に、ＨＬＧ色度変換部６４から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部６６は、図１６に示したＳＤＲ輝度／光変換部５４と同様に、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_SDRから三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRを求める（ステップＳ１９０８）。

【0339】

ＳＤＲ輝度／光変換部６６は、図１６に示したＳＤＲ輝度／光変換部５４と同様に、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDR＝｛Ｒ_xSDR，Ｇ_xSDR，Ｂ_xSDR｝を求める（ステップＳ１９０９）。そして、ＳＤＲ輝度／光変換部６６は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを逆クロストークマトリクス処理部６７に出力する。

【0340】

逆クロストークマトリクス処理部６７は、ＳＤＲ輝度／光変換部６６からＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部６７は、図１６に示した逆クロストークマトリクス処理部５５と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部６１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部６７は、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める（ステップＳ１９１０）。パラメータεは、クロストークマトリクス処理部６１にて用いたパラメータεと同じである。逆クロストークマトリクス処理部６７は、ＳＤＲのディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ光／ビデオ変換部６８に出力する。

【0341】

ＳＤＲ光／ビデオ変換部６８は、逆クロストークマトリクス処理部６７からＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力する。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部６８は、図１６に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部５６と同様に、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲ映像のビデオ信号であるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する（ステップＳ１９１１）。ＳＤＲ光／ビデオ変換部６８は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を出力する（ステップＳ１９１２）。

【0342】

（クロマ処理部６３）
次に、図１８に示したクロマ処理部６３について詳細に説明する。前述のとおり、クロマ処理部６３は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを求める。

【0343】

図２０は、クロマ処理部６３の構成例を示すブロック図であり、図２１は、クロマ処理部６３の処理例を示すフローチャートである。このクロマ処理部６３は、色空間変換部５７、クロマ補正部５８及び色空間逆変換部５９を備えている。

【0344】

色空間変換部５７は、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２から三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを入力する（ステップＳ２１０１）。そして、色空間変換部５７は、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGの空間（三刺激値空間）をＣＩＥＬＡＢ空間であるＬ^*ａ^*ｂ^*空間に変換し、以下の式にて、明度Ｌ^*及び色座標ａ^*，ｂ^*を求める（ステップＳ２１０２）。

【数35】

【0345】

ここで、Ｘ_n，Ｙ_n，Ｚ_nは、完全拡散反射面における三刺激値である。ＨＬＧの場合、ＨＬＧ７５％の輝度ＹがＹ_nに相当するため、ピーク輝度を１０００［cd/ｍ²］とすると、Ｘ_n＝１９２．９３１２，Ｙ_n＝２０３，Ｚ_n＝２２１．０４６７となる。また、前記式（３５）における内部関数ｆは、以下の式で求められる。パラメータδは、δ＝６／２９の定数である。

【数36】

【0346】

色空間変換部５７は、明度Ｌ^*を色空間逆変換部５９に出力し、色座標ａ^*，ｂ^*をクロマ補正部５８に出力する。

【0347】

クロマ補正部５８は、色空間変換部５７から色座標ａ^*，ｂ^*を入力し、パラメータσに基づいて、基準白レベル以上の領域においてクロマ補正を行い、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを求める（ステップＳ２１０３）。

【0348】

クロマ補正処理は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間において、ＨＬＧの基準白レベルに対応する明度をＬ^* _wpとして、明度Ｌ^* _wp以上の明度Ｌ^*におけるクロマＣ^* _abを、明度Ｌ^*が高くなるにつれて無彩色軸に近づくように補正する処理である。

【0349】

具体的には、クロマ補正部５８は、以下の式にて、色座標ａ^*，ｂ^*からクロマＣ^* _ab及び色相角ｈ_abを算出する。

【数37】

【0350】

そして、クロマ補正部５８は、クロマＣ^* _abに対し、パラメータσに基づいた補正ファクターｆ_corを乗算し、基準白レベルに対応する明度以上のクロマが補正されたクロマＣ^* _ab,corを求める。クロマ補正部５８は、色相変化を防ぐため、色相角ｈ_abを同じ値に保持しながら、補正後のクロマＣ^* _ab,corに基づいて、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを算出する。

【0351】

この場合、クロマ補正部５８は、以下の式を用いて補正ファクターｆ_corを求め、補正後のクロマＣ^* _ab,corを求める。

【数38】

【数39】

【0352】

Ｌ^* _wpは、ＨＬＧの基準白レベルに対応する明度であり、Ｌ^* _maxは、ＨＬＧの映像信号の上限値に対応する明度である。ＨＬＧの基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp＝１００であり、ＨＬＧのピーク輝度を１０００［cd/m²］とすると、ＨＬＧの映像信号の上限値に対応する明度Ｌ^* _max＝１８１．３７５２２７３５となる。また、パラメータσは、σ≧０の実数を任意で調整可能なユーザパラメータであり、σ≧１かつｆ_cor＜０のとき、ｆ_cor＝０とする。

【0353】

補正ファクターｆ_corは、前記式（３８）のとおり、パラメータσ、ＨＬＧの基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp及びＨＬＧの映像信号の上限値に対応する明度Ｌ^* _maxに基づいて算出される。

【0354】

明度Ｌ^*がＨＬＧの基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp以下の場合、補正ファクターｆ_corは１であり、補正後のクロマＣ^* _ab,corは、補正前のクロマＣ^* _abに等しい。一方、明度Ｌ^*がＨＬＧの基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wpを超える場合、補正ファクターｆ_corは、明度Ｌ^*が高くなるにつれて１から０に近くなり、補正後のクロマＣ^* _ab,corは、補正前のクロマＣ^* _abよりも徐々に小さくなる。

【0355】

補正後のクロマＣ^* _ab,corは、前記式（３９）のとおり、補正ファクターｆ_cor及び補正前のクロマＣ^* _abに基づいて算出される。また、パラメータσに基づいた補正ファクターｆ_corにクロマＣ^* _abを乗算してクロマＣ^* _ab,corを求めるのは、補正後のクロマＣ^* _ab,corを、補正前のクロマＣ^* _abよりも小さくし、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを無彩色軸または白色に近づけるためである。

【0356】

また、クロマ補正部５８は、前記式（３７）にて算出した色相角ｈ_ab及び前記式（３９）にて算出したクロマ補正処理後のクロマＣ^* _ab,corに基づいて、以下の式にて、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを算出する。

【数40】

ここで、前記式（４０）は、色相角ｈ_abを同じ値に保持することを示しており、これは、色相変化を防ぐため、すなわちＲＧＢの色成分のバランスを変化させないためである。

【0357】

クロマ補正部５８は、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを色空間逆変換部５９に出力する。

【0358】

図２２は、クロマ補正処理を説明する俯瞰図である。横軸は色座標ａ^*を示し、縦軸は色座標ｂ^*を示す。クロマ補正処理前の色座標ａ^*，ｂ^*の位置を点αとする。

【0359】

クロマ補正部５８により、パラメータσに基づいてクロマＣ^* _abからクロマＣ^* _ab,corが算出され、色相角ｈ_abを同じ値に保持しながら、クロマ補正処理前の色座標ａ^*，ｂ^*からクロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corが算出される。

【0360】

パラメータσ＝０の場合、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは、クロマ補正処理前の色座標ａ^*，ｂ^*に等しくなる。つまり、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corの位置は、クロマ補正処理前の色座標ａ^*，ｂ^*の位置と同様に点αとなり、（ａ^*，ｂ^*）＝（ａ^* _cor，ｂ^* _cor）である。

【0361】

一方、パラメータσ＞０の場合、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは、クロマ補正処理前の色座標ａ^*，ｂ^*とは異なる値となる。パラメータσ＝１の場合、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corの位置は、点βとなる。

【0362】

このように、色相角ｈ_abが同じ値に保持されるため、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは、パラメータσに応じて、点αと点βとの間を直線で引いたときの当該直線上のいずれかの位置の値をとる。パラメータσが０に近いほど、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは点αに近くなる。一方、パラメータσが１に近いほど、クロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは点βに近くなり、無彩色軸であるＬ^*軸に近くなる。

【0363】

図２３は、パラメータσが小さい場合のクロマ補正処理を説明する図であり、図２４は、パラメータσが大きい場合のクロマ補正処理を説明する図である。横軸はクロマＣ_abを示し、縦軸は明度Ｌ^*を示す。

【0364】

パラメータσが小さい場合、パラメータσが大きい場合に比べ、クロマＣ_abの減少量（クロマ補正処理前のクロマＣ^* _abからクロマ補正処理後のクロマＣ^* _ab,corへの減少量）は小さい。また、パラメータσが小さい場合及び大きい場合のいずれにおいても、クロマ補正処理前のクロマＣ^* _abの値が大きい場合（Ｃ_ab,2）、クロマ補正処理前のクロマＣ^* _abの値が小さい場合（Ｃ_ab,1）に比べ、クロマＣ_abの減少量は大きい。

【0365】

ここで、パラメータσが０に近いほど、色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corが無彩色軸に近づく程度は低くなり、クロマ補正部５８が出力する色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは、クロマ補正部５８が入力する色座標ａ^*，ｂ^*に近くなる。パラメータσ＝０の場合、クロマ補正処理は行われず、クロマ補正部５８が出力する色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corは、クロマ補正部５８が入力する色座標ａ^*，ｂ^*と同じになる。パラメータσが大きくなるほど、色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corが無彩色軸に近づく程度は高くなる。

【0366】

つまり、パラメータσが０に近いほど、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づく程度は低くなり、クロマ処理部６３が出力するクロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGは、クロマ処理部６３が入力する三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGに近くなる。パラメータσ＝０の場合、クロマ補正処理は行われず、クロマ処理部６３が入出力する三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGは同じになる。一方、パラメータσが大きいほど、基準白レベル以上の色が無彩色または白色に近づく程度は高くなる。また、無彩色または白色に近い状態の信号が後述する圧縮処理部６５にて圧縮されるため、色味のある白色ではなく、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。

【0367】

図２０及び図２１に戻って、色空間逆変換部５９は、色空間変換部５７から明度Ｌ^*を入力すると共に、クロマ補正部５８からクロマ補正処理後の色座標ａ^* _cor，ｂ^* _corを入力する。そして、色空間逆変換部５９は、ＣＩＥＬＡＢ空間であるＬ^*ａ^*ｂ^*空間を三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGの空間（三刺激値空間）に変換し、以下の式にて、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを求める（ステップＳ２１０４）。

【数41】

【0368】

ここで、Ｘ_n，Ｙ_n，Ｚ_nは、前記式（３５）と同様に、完全拡散反射面における三刺激値である。ＨＬＧの場合、ＨＬＧ７５％の輝度ＹがＹ_nに相当するため、ピーク輝度を１０００［cd/ｍ²］とすると、Ｘ_n＝１９２．９３１２，Ｙ_n＝２０３，Ｚ_n＝２２１．０４６７となる。パラメータδは、前記式（３５）と同様に、δ＝６／２９の定数である。

【0369】

また、前記式（４１）における内部関数ｆ_x，ｆ_y，ｆ_zは、以下の式で算出される。

【数42】

【0370】

色空間逆変換部５９は、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをＨＬＧ色度変換部６４に出力する（ステップＳ２１０５）。

【0371】

図１８に示した映像信号変換装置６において、例えばクロストークマトリクス処理に用いるパラメータε＝０．３３、クロマ補正処理に用いるパラメータσ＝１．０、ＳＤＲニーポイントＹ_SDRkp＝８０％、ＨＬＧビデオ信号の肌レベルＶｈ_skin＝５０％をＳＤＲビデオ信号の肌レベルＶｓ_skin＝６７％に対応させ、基準白レベルの拘束条件として、ＨＬＧ７５％をＳＤＲ９６％に対応させた場合を想定する。

【0372】

図２７は、前述の例のパラメータε，σ等が設定された場合のディスプレイ輝度の特性を示す図であり、図２５の例及び図１０に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はＨＬＧディスプレイ輝度[cd／m²]を示し、縦軸はＳＤＲディスプレイ輝度[cd／m²]を示す。

【0373】

図２７に示す特性は、映像信号変換装置６の入力データであるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’に対応する輝度Ｙ_HLGと、映像信号変換装置６の出力データであるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に対応する輝度Ｙ_SDRの間の関係を示している。

【0374】

図２８は、図２７に示したディスプレイ輝度の特性に対応するビデオ信号の特性を示す図であり、図２６の例及び図１３に示した点線のフィッティング関数を適用した例に対応する。横軸はＨＬＧビデオ信号のレベル［％］を示し、縦軸はＳＤＲビデオ信号のレベル［％］を示す。

【0375】

図２８に示す特性は、映像信号変換装置６の入力データであるＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’と、映像信号変換装置６の出力データであるＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’との間の関係を示している。

【0376】

次に、映像信号変換装置６の処理例について、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間を用いて説明する。図２９及び図３２は、映像信号変換装置６の処理例をＬ^*ａ^*ｂ^*空間にて説明する図である。図２９及び図３２において、横軸は色座標ａ^*，ｂ^* を示し、縦軸は明度Ｌ^*を示す。

【0377】

図３０は、図２９のＬ^*ａ^*ｂ^*空間をＬ^*ａ^*平面で表した概略図である。図３０において、横軸は色座標ａ^*を示し、縦軸はＬ^*を示す。

【0378】

図２９及び図３０において、（１）は、映像信号変換装置６の入力信号（ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（太い点線）。（２）は、クロストークマトリクス処理後の信号（クロストークマトリクス処理部６１により出力されるディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLG）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（細い点線）。（３）は、クロマ処理後の信号（クロマ処理部６３により出力される三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLG）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（細い実線）。（４）は、圧縮処理後の信号（圧縮処理部６５により出力される輝度Ｙ_SDR）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（太い実線）。

【0379】

（１）に示す入力信号及び（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号を参照して、明度Ｌ^*を固定した色座標ａ^*，ｂ^*の面で見ると、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号は、（１）に示す入力信号に比べ、無彩色軸であるＬ^*軸方向へ縮小している（矢印αを参照）。

【0380】

つまり、図２９及び図３０から、明度Ｌ^*を固定した色座標ａ^*，ｂ^*の面で見ると、（２）の色座標ａ^*，ｂ^*の値は、明度Ｌ^*の軸を中心に、（１）の色座標ａ^*，ｂ^*よりも小さくなっている（絶対値が小さくなっている）。

【0381】

これは、クロストークマトリクス処理により、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間の明度Ｌ^*は変化しないが、クロマＣ^* _abが小さくなり、無彩色軸であるＬ^*軸に近づくように色座標ａ^*，ｂ^*が変化することを示している。つまり、クロストークマトリクス処理は、ＲＧＢ空間において、色成分のばらつきを軽減するように作用し、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間において、明度Ｌ^*を変化させることなくクロマＣ^* _abが小さくなるように、すなわち色座標ａ^*，ｂ^*が無彩色軸であるＬ^*軸に近づくように作用する。

【0382】

また、クロストークマトリクス処理後の信号が圧縮された場合を想定すると、色座標ａ^*，ｂ^*が広がる（大きくなる）ことによるハードクリップが生じ難くなるように、クロストークマトリクス処理は、無彩色軸であるＬ^*軸に近づけるべく色座標ａ^*，ｂ^*を小さくしている。つまり、クロストークマトリクス処理は、クロストークマトリクス処理後の信号が圧縮されたときに生じる色座標ａ^*，ｂ^*の広がりを抑えるように作用する。

【0383】

図２９及び図３０に戻って、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号及び（３）に示すクロマ処理後の信号を参照して、明度Ｌ^*を固定した色座標ａ^*，ｂ^*の面で見ると、（３）に示すクロマ処理後の信号は、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号に比べ、基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp以上の明度Ｌ^*の領域において、無彩色軸であるＬ^*軸方向へ縮小している（矢印βを参照）。

【0384】

図３１は、図２９のＬ^*ａ^*ｂ^*空間をａ^*ｂ^*平面で表した概略図であり、基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp以上の明度Ｌ^*の領域について示している。横軸は色座標ａ^*を示し、縦軸は色座標ｂ^*を示す。（３）に示すクロマ処理後の信号は、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号に対し、相似形を保持しながら、ａ^*ｂ^*平面の原点であるＬ^*軸方向へ縮小している（矢印を参照）。

【0385】

つまり、（３）の色座標ａ^*，ｂ^*の値は、基準白レベルに対応する明度Ｌ^* _wp以上の明度Ｌ^*の領域において、Ｌ^*軸を中心に、（２）の色座標ａ^*，ｂ^*よりも小さくなっている（絶対値が小さくなっている）。色座標ａ^*，ｂ^*の値が小さく、かつＬ^*軸に近いことは、その色相が無彩色または白色に近いことを意味する。

【0386】

図２９及び図３０に戻って、（３）に示すクロマ処理後の信号及び（４）に示す圧縮処理後の信号を参照して、（４）の明度Ｌ^*及び色座標ａ^*，ｂ^*の値は、明度Ｌ^*の軸の原点方向へ、（３）の明度Ｌ^*及び色座標ａ^*，ｂ^*に対して圧縮されている（矢印γを参照）。

【0387】

このように、（３）に示すクロマ処理後の信号は、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号よりも、無彩色または白色に近い状態で圧縮処理が行われる。

【0388】

これにより、圧縮処理による色座標ａ^*，ｂ^*の広がりは、（３）に示すクロマ処理後の信号の方が（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号よりも小さくて済み、（３）に示すクロマ処理後の信号の方が、無彩色軸であるＬ^*軸に近くなる。つまり、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号ではなく、（３）に示すクロマ処理後の信号を圧縮することにより、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。

【0389】

この場合、（３）に示すクロマ処理後の信号を圧縮すると、無彩色または白色に近い映像信号を得ることができる。一方で、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号を圧縮すると、色味を含む白色に近い映像信号となってしまうことがあり得る。つまり、（３）に示すクロマ処理後の信号を圧縮する方が、（２）に示すクロストークマトリクス処理後の信号を圧縮するよりも、無彩色または白色に近い映像信号を得るという制作意図を反映したハイライトの色再現を実現することができる。

【0390】

（３）に示すクロマ処理後の信号を圧縮することにより得られる無彩色または白色に近い映像信号の程度、つまり色味を含む白色を残す程度は、クロマ処理部６３が用いるパラメータσの値により決定される。圧縮処理後の映像信号は、パラメータσが０に近いほど、色味を含む白色が残る程度が高くなり、パラメータσが大きいほど、無彩色または白色に近くなる。

【0391】

図３２において、（４）は、圧縮処理後の信号（圧縮処理部６５により出力される輝度Ｙ_SDR）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示し（太い実線）、図２９の（４）に示した圧縮処理後の信号と同じである。（５）は、逆クロストークマトリクス処理後の信号（逆クロストークマトリクス処理部６７により出力されるディスプレイ光信号Ｆｄｓ）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（細い実線）。（６）は映像信号変換装置６の出力信号（ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’）に対応するＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の信号を示す（太い点線）。

【0392】

（４）に示す圧縮処理後の信号及び（５）に示す逆クロストークマトリクス処理後の信号を参照して、明度Ｌ^*を固定した色座標ａ^*，ｂ^*の面で見ると、（５）の色座標ａ^*，ｂ^*の値は、明度Ｌ^*の軸を中心に、（４）の色座標ａ^*，ｂ^*よりも大きくなっている（絶対値が大きくなっている）。

【0393】

これは、図２９の（２）に示したクロストークマトリクス処理後の信号を得るためのクロストークマトリクス処理、すなわちＲＧＢのばらつきを軽減するように、色座標ａ^*，ｂ^*の値を小さくする処理に対応している。図３２の（５）に示した逆クロストークマトリクス処理後の信号を得るための逆クロストークマトリクス処理は、ＲＧＢのばらつきを元に戻すように、色座標ａ^*，ｂ^*の値を大きくする処理である。

【0394】

以上のように、実施例４の映像信号変換装置６によれば、ＨＬＧビデオ／光変換部６０は、ＨＬＧ映像のＥＯＴＦにより、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’をディスプレイ光信号Ｆｄに変換する。そして、クロストークマトリクス処理部６１は、ディスプレイ光信号ＦｄにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを求める。ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGに変換する。

【0395】

クロマ処理部６３は、予め設定されたパラメータσに基づいて、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGに対し、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを求める。ＨＬＧ色度変換部６４は、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを色度座標ｘ，ｙに変換する。

【0396】

圧縮処理部６５は、予め設定されたゲイン値ｋ₁等に基づいて、輝度Ｙ_HLGに対し、人肌レベル、基準白レベル及びハイライトの色再現を考慮したフィッティング関数による処理を行うことにより、輝度Ｙ_SDRを求める。

【0397】

ＳＤＲ輝度／光変換部６６は、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_SDRから三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRを求め、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを求める。

【0398】

逆クロストークマトリクス処理部６７は、クロストークマトリクス処理部６１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理、すなわちＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓを求める。そして、ＳＤＲ光／ビデオ変換部６８は、ＳＤＲ映像のＥＯＴＦの逆関数により、ディスプレイ光信号ＦｄｓをＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’に変換する。

【0399】

これにより、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。

【0400】

すなわち、フィッティング関数を用いて圧縮処理を行うようにしたため、人物の肌の信号レベルが低くならず、テロップの白レベルが変化せず、ハイライトの白つぶれを抑制することができる。

【0401】

また、クロストークマトリクス処理を行うようにしたため、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減した状態で圧縮処理が行われ、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップの度合いを抑えて色相変化を抑制することができ、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。この場合、ハイライトの色再現を制作意図に応じて、パラメータεに基づき調整することが可能となる。

【0402】

さらに、色相角ｈ_abを変えることなく、小さい値のクロマＣ^* _ab,corを得るためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを得るようにしたため、無彩色または白色に近い状態で圧縮処理が行われる。これにより、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップの度合いを抑えて色相変化を抑制しながら、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。

【0403】

この場合、ハイライトの色再現を制作意図に応じて、パラメータσに基づき調整することが可能となる。つまり、制作者は、ハイライトにおける着色された色再現から白色に近づいた色再現まで、制作意図に応じて調整することができ、制作意図を一層反映したハイライトの色再現を実現することができる。

【0404】

したがって、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例４では、ハイライトの色再現を、実施例３よりも効果的に実現することができる。

【0405】

尚、図１８に示した映像信号変換装置６のＳＤＲ輝度／光変換部６６は、図１６に示した映像信号変換装置５のＳＤＲ輝度／光変換部５４と同様に、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を用いて、輝度Ｙ_SDR及び三刺激値のＸ_SDR，Ｚ_SDRからＳＤＲのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを求めるようにしてもよい。

【0406】

これにより、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２において、広い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスを使用し、ＳＤＲ輝度／光変換部６６において、狭い色域のＲＧＢから三刺激値に変換するマトリクスの逆行列を使用し、三刺激値からＲＧＢに戻すことで、広い色域から狭い色域への変換を行うことができる。

【0407】

〔実施例３：逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例３の映像信号変換装置５の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、ＳＤＲ映像をＨＬＧ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、ＲＧＢの色成分毎のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行う。これにより、実施例２の効果に加え、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。

【0408】

図３３は、実施例３の映像信号変換装置５の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置７は、ＳＤＲビデオ／光変換部７０、クロストークマトリクス処理部７１、三刺激値及び色度変換部７２、拡張処理部７３、ＨＬＧ輝度／光変換部７４、逆クロストークマトリクス処理部７５及びＨＬＧ光／ビデオ変換部７６を備えている。

【0409】

ＳＤＲビデオ／光変換部７０は、ＳＤＲビデオ信号Ｅ_s’を入力し、図１４に示したＳＤＲビデオ／光変換部３０及び図１５に示したＳＤＲビデオ／光変換部４０と同様の処理を行う。そして、ＳＤＲビデオ／光変換部７０は、ＳＤＲのディスプレイ光信号Ｆｄｓをクロストークマトリクス処理部７１に出力する。ＳＤＲビデオ／光変換部７０は、図１６に示したＳＤＲ光／ビデオ変換部５６に対応し、その逆の処理を行う。

【0410】

クロストークマトリクス処理部７１は、ＳＤＲビデオ／光変換部７０からディスプレイ光信号Ｆｄｓを入力する。そして、クロストークマトリクス処理部７１は、図１６に示したクロストークマトリクス処理部５１と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、ディスプレイ光信号ＦｄｓにおけるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理を行い、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを求める。クロストークマトリクス処理部７１は、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを三刺激値及び色度変換部７２に出力する。

【0411】

三刺激値及び色度変換部７２は、クロストークマトリクス処理部７１からディスプレイ光信号ＲＧＢ_xSDRを入力し、図１４に示した三刺激値及び色度変換部３１及び図１５に示した三刺激値及び色度変換部４１と同様の処理を行う。そして、三刺激値及び色度変換部７２は、輝度Ｙ_SDRを拡張処理部７３に出力すると共に、色度座標ｘ，ｙをＨＬＧ輝度／光変換部７４に出力する。三刺激値及び色度変換部７２は、図１６に示したＳＤＲ輝度／光変換部５４に対応し、その逆の処理を行う。

【0412】

拡張処理部７３は、三刺激値及び色度変換部７２から輝度Ｙ_SDRを入力し、図１５に示した拡張処理部４２と同様の処理を行う。つまり、拡張処理部７３は、所定の逆フィッティング関数を用いた拡張処理（指数化処理）及び逆ゲイン処理を行い、輝度Ｙ_SDRから、ハイライトの色再現、基準白レベル及び人物の肌レベルを考慮した輝度Ｙ_HLGを算出する。そして、拡張処理部７３は、輝度Ｙ_HLGをＨＬＧ輝度／光変換部７４に出力する。

【0413】

ＨＬＧ輝度／光変換部７４は、拡張処理部７３から輝度Ｙ_HLGを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部７２から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＨＬＧ輝度／光変換部７４は、図１５に示したＨＬＧ輝度／光変換部４３と同様の処理を行い、ＨＬＧのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを逆クロストークマトリクス処理部７５に出力する。ＨＬＧ輝度／光変換部７４は、図１６に示した三刺激値及び色度変換部５２に対応し、その逆の処理を行う。

【0414】

逆クロストークマトリクス処理部７５は、ＨＬＧ輝度／光変換部７４からディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを入力する。そして、逆クロストークマトリクス処理部７５は、図１６に示した逆クロストークマトリクス処理部５５と同様に、予め設定されたパラメータεに基づいて、クロストークマトリクス処理部７１によるＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを軽減するためのクロストークマトリクス処理の逆の処理を行う。つまり、逆クロストークマトリクス処理部７５は、ＲＧＢの色成分毎の輝度のばらつきを元に戻すための逆クロストークマトリクス処理を行い、ＨＬＧのディスプレイ光信号Ｆｄを求める。逆クロストークマトリクス処理部７５は、ディスプレイ光信号ＦｄをＨＬＧ光／ビデオ変換部７６に出力する。

【0415】

ＨＬＧ光／ビデオ変換部７６は、逆クロストークマトリクス処理部７５からディスプレイ光信号Ｆｄを入力し、図１４に示したＨＬＧ光／ビデオ変換部３５及び図１５に示したＨＬＧ光／ビデオ変換部４４と同様の処理を行い、ＨＬＧビデオ信号Ｅ_h’を出力する。ＨＬＧ光／ビデオ変換部７６は、図１６に示したＨＬＧビデオ／光変換部５０に対応し、その逆の処理を行う。

【0416】

これにより、人物の肌の信号レベルを保持し、テロップの白レベルが変化しないで、さらに、ハイライトの白つぶれを抑制することができる等の実施例２の効果を奏する。さらに、ハイライトにおける特定の色成分のハードクリップによる色相変化を抑制し、ハイライトの色再現を十分に実現することができる。

【0417】

〔実施例４：逆変換を行う映像信号変換装置〕
次に、実施例４の映像信号変換装置６の逆変換を行う装置について説明する。この装置は、ＳＤＲ映像をＨＬＧ映像に変換する際に、実施例２と同様のフィッティング関数を用いると共に、実施例３と同様のクロストークマトリクス処理を行い、さらに、クロマ補正処理を行うことを特徴とする。これにより、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例４では、ハイライトの色再現を、実施例３よりも効果的に実現することができる。

【0418】

図３４は、実施例４の映像信号変換装置６の逆変換を行う映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号変換装置８は、ＳＤＲビデオ／光変換部８０、クロストークマトリクス処理部８１、三刺激値及び色度変換部８２、拡張処理部８３、ＨＬＧ三刺激値変換部８４、クロマ処理部８５、ＨＬＧ三刺激値／光変換部８６、逆クロストークマトリクス処理部８７及びＨＬＧ光／ビデオ変換部８８を備えている。

【0419】

図３３に示した実施例３の映像信号変換装置７とこの実施例４の映像信号変換装置８とを比較すると、両映像信号変換装置７，８は、ＳＤＲビデオ／光変換部７０，８０、クロストークマトリクス処理部７１，８１、三刺激値及び色度変換部７２，８２、拡張処理部７３，８３、逆クロストークマトリクス処理部７５，８７及びＨＬＧ光／ビデオ変換部７６，８８を備えている点で共通する。一方、映像信号変換装置８は、映像信号変換装置７のＨＬＧ輝度／光変換部７４の代わりに、ＨＬＧ三刺激値変換部８４及びＨＬＧ三刺激値／光変換部８６を備え、さらにクロマ処理部８５を備えている点で、映像信号変換装置７と相違する。

【0420】

ＳＤＲビデオ／光変換部７０，８０、クロストークマトリクス処理部７１，８１、三刺激値及び色度変換部７２，８２、拡張処理部７３，８３、逆クロストークマトリクス処理部７５，８７及びＨＬＧ光／ビデオ変換部７６，８８は、それぞれ同様の処理を行う。ＳＤＲビデオ／光変換部８０、クロストークマトリクス処理部８１、三刺激値及び色度変換部８２、拡張処理部８３、逆クロストークマトリクス処理部８７及びＨＬＧ光／ビデオ変換部８８の説明については省略する。

【0421】

ＨＬＧ三刺激値変換部８４は、拡張処理部８３から輝度Ｙ_HLGを入力すると共に、三刺激値及び色度変換部８２から色度座標ｘ，ｙを入力する。そして、ＨＬＧ三刺激値変換部８４は、図３３に示したＨＬＧ輝度／光変換部７４と同様に、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度Ｙ_HLGから三刺激値のＸ_HLG，Ｚ_HLGを求め、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをクロマ処理部８５に出力する。

【0422】

クロマ処理部８５は、ＨＬＧ三刺激値変換部８４から三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを入力し、図１８に示したクロマ処理部６３と同様の処理を行う。つまり、クロマ処理部８５は、予め設定されたパラメータσに基づいて、基準白レベル以上の色を無彩色または白色に近づけるためのクロマ補正処理を行い、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを求め、クロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをＨＬＧ三刺激値／光変換部８６に出力する。

【0423】

ＨＬＧ三刺激値／光変換部８６は、クロマ処理部８５からクロマ補正処理後の三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGを入力する。そして、ＨＬＧ三刺激値／光変換部８６は、図３３に示したＨＬＧ輝度／光変換部７４と同様に、三刺激値Ｘ_HLGＹ_HLGＺ_HLGをＨＬＧのディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGに変換し、ディスプレイ光信号ＲＧＢ_xHLGを逆クロストークマトリクス処理部８７に出力する。

【0424】

これにより、実施例３の効果に加え、無彩色または白色に近いハイライトの色再現を実現することができる。つまり、実施例４では、ハイライトの色再現を、実施例３よりも効果的に実現することができる。

【0425】

以上、実施例１～４を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１～４に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記映像信号変換装置１～８では、色度座標ｘ，ｙを用いて輝度を光信号に戻すようにしたが、色度座標ｘ，ｙの代わりに、色度座標u’，v’を用いるようにしてもよい。

【0426】

具体的には、三刺激値及び色度変換部１２，２１等は、三刺激値ＸＹＺまたは色度座標ｘ，ｙを色度座標u’，v’に変換し、色度座標u’，v’をＳＤＲ輝度／光変換部１４，２３等に出力する。この場合、ＳＤＲ輝度／光変換部１４，２３等は、色度座標u’，v’を用いて輝度Ｙ_comp,2nd，Ｙ_compから三刺激値のＸ_comp，Ｚ_compを求める。

【0427】

また、三刺激値及び色度変換部３１，４１等は、三刺激値ＸＹＺまたは色度座標ｘ，ｙを色度座標u’，v’に変換し、色度座標u’，v’をＨＬＧ輝度／光変換部３３，４３等に出力する。この場合、ＨＬＧ輝度／光変換部３３，４３等は、色度座標u’，v’を用いて輝度Ｙ_exp,2nd，Ｙ_expから三刺激値のＸ_exp，Ｚ_expを求める。

【0428】

尚、実施例１～４の映像信号変換装置１～８のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。映像信号変換装置１～８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。

【0429】

映像信号変換装置１に備えたＨＬＧビデオ／光変換部１０、ゲイン処理部１１、三刺激値及び色度変換部１２、圧縮処理部１３、ＳＤＲ輝度／光変換部１４及びＳＤＲ光／ビデオ変換部１５の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置２に備えたＨＬＧビデオ／光変換部２０、三刺激値及び色度変換部２１、圧縮処理部２２、ＳＤＲ輝度／光変換部２３及びＳＤＲ光／ビデオ変換部２４の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。

【0430】

映像信号変換装置３に備えたＳＤＲビデオ／光変換部３０、三刺激値及び色度変換部３１、拡張処理部３２、ＨＬＧ輝度／光変換部３３、逆ゲイン処理部３４及びＨＬＧ光／ビデオ変換部３５の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置４に備えたＳＤＲビデオ／光変換部４０、三刺激値及び色度変換部４１、拡張処理部４２、ＨＬＧ輝度／光変換部４３及びＨＬＧ光／ビデオ変換部４４の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。

【0431】

映像信号変換装置５に備えたＨＬＧビデオ／光変換部５０、クロストークマトリクス処理部５１、三刺激値及び色度変換部５２、圧縮処理部５３、ＳＤＲ輝度／光変換部５４、逆クロストークマトリクス処理部５５及びＳＤＲ光／ビデオ変換部５６の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置６に備えたＨＬＧビデオ／光変換部６０、クロストークマトリクス処理部６１、ＨＬＧ光／三刺激値変換部６２、クロマ処理部６３、ＨＬＧ色度変換部６４、圧縮処理部６５、ＳＤＲ輝度／光変換部６６、逆クロストークマトリクス処理部６７及びＳＤＲ光／ビデオ変換部６８の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。

【0432】

映像信号変換装置７に備えたＳＤＲビデオ／光変換部７０、クロストークマトリクス処理部７１、三刺激値及び色度変換部７２、拡張処理部７３、ＨＬＧ輝度／光変換部７４、逆クロストークマトリクス処理部７５及びＨＬＧ光／ビデオ変換部７６の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号変換装置８に備えたＳＤＲビデオ／光変換部８０、クロストークマトリクス処理部８１、三刺激値及び色度変換部８２、拡張処理部８３、ＨＬＧ三刺激値変換部８４、クロマ処理部８５、ＨＬＧ三刺激値／光変換部８６、逆クロストークマトリクス処理部８７及びＨＬＧ光／ビデオ変換部８８の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。

【0433】

これらのプログラムは、前記記憶媒体に格納されており、ＣＰＵに読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0434】

本発明の映像信号変換装置及びプログラムは、例えばＨＬＧ映像及びＳＤＲ映像を同時に制作する一体化制作において、ダイナミックレンジを変換する技術として有用である。

【符号の説明】

【0435】

１，２，３，４，５，６，７，８ 映像信号変換装置
１０，２０，５０，６０ ＨＬＧビデオ／光変換部
１１ ゲイン処理部
１２，２１，３１，４１，５２，７２，８２ 三刺激値及び色度変換部
１３，２２，５３，６５ 圧縮処理部
１４，２３，５４，６６ ＳＤＲ輝度／光変換部
１５，２４，５６，６８ ＳＤＲ光／ビデオ変換部
１６ 基準白レベル圧縮処理部
１７ ハイライト色再現圧縮処理部
３０，４０，７０，８０ ＳＤＲビデオ／光変換部
３２，４２，７３，８３ 拡張処理部
３３，４３，７４ ＨＬＧ輝度／光変換部
３４ 逆ゲイン処理部
３５，４４，７６，８８ ＨＬＧ光／ビデオ変換部
５１，６１，７１，８１ クロストークマトリクス処理部
５５，６７，７５，８７ 逆クロストークマトリクス処理部
５７ 色空間変換部
５８ クロマ補正部
５９ 色空間逆変換部
６２ ＨＬＧ光／三刺激値変換部
６３，８５ クロマ処理部
６４ ＨＬＧ色度変換部
８４ ＨＬＧ三刺激値変換部
８６ ＨＬＧ三刺激値／光変換部

【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】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】