(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】2023-10-18
(45)【発行日】2023-10-26
(54)【発明の名称】映像変換装置及びそのプログラム
(51)【国際特許分類】
H04N 5/20 20060101AFI20231019BHJP
G06T 5/00 20060101ALI20231019BHJP
H04N 21/2343 20110101ALI20231019BHJP
【ＦＩ】
H04N5/20
G06T5/00 740
H04N21/2343
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019170335
(22)【出願日】2019-09-19
(65)【公開番号】P2021048510
(43)【公開日】2021-03-25
【審査請求日】2022-08-08
(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】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】西田 幸博
【審査官】三沢 岳志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１４４４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８１２１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／２０３７４６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Methods for conversion of high dynamic range content to standard dynamic range content and vice-versa，Report ITU-R BT.2446-0，米国，ITU，2019年09月04日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ ５／２０
Ｇ０６Ｔ ５／００
Ｈ０４Ｎ ２１／２３４３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＨＤＲ映像がＨＤＲ制作されたか又は元のＳＤＲ映像から変換されたかを示す映像ソース識別子と、前記元のＳＤＲ映像から前記ＨＤＲ映像に変換された場合の変換方式及び変換特性を示す変換方式・特性識別子とに基づいて、前記ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換装置であって、前記ＨＤＲ映像と共に前記映像ソース識別子及び前記変換方式・特性識別子が入力され、入力された前記映像ソース識別子及び前記変換方式・特性識別子に基づいて変換方式及び変換特性を識別し、識別した変換方式及び変換特性によって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換手段、
を備え、
前記映像変換手段は、
前記映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたことを示す場合、トーンマッピングによって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換し、
前記映像ソース識別子が前記元のＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、前記変換方式・特性識別子が逆トーンマッピングで変換されたことを示す場合、前記逆トーンマッピングの逆特性を与えるトーンマッピングによって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換し、
前記映像ソース識別子が前記元のＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、前記変換方式・特性識別子が直接マッピングで変換されたことを示す場合、前記直接マッピングの逆特性を与える変換関数によって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換することを特徴とする映像変換装置。
【請求項2】
前記ＨＤＲ映像に前記映像ソース識別子及び前記変換方式・特性識別子を付加する識別子付加手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の映像変換装置。
【請求項3】
ＨＤＲ映像レベルに基づいて、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換装置であって、前記ＨＤＲ映像が入力され、入力された前記ＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する映像判定手段と、
前記映像判定手段の判定結果に基づいて前記ＨＤＲ映像の由来を判定し、判定した前記ＨＤＲ映像の由来に基づいて、前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換手段と、
を備え、
前記映像変換手段は、
前記判定結果が前記ＨＤＲ映像に前記所定の映像レベル以上の成分が含まれないことを示す場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換し、
前記判定結果が前記ＨＤＲ映像に前記所定の映像レベル以上の成分が含まれることを示す場合、トーンマッピングによって前記ＨＤＲ映像を前記変換後のＳＤＲ映像に変換することを特徴とする映像変換装置。
【請求項4】
コンピュータを、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の映像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映像をＳＤＲ映像に変換する映像変換装置及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
高ダイナミックレンジ（HDR: High Dynamic Range）映像方式の標準化と放送方式への導入によって、ＨＤＲ番組の制作及び放送が増加している。ＨＤＲ番組制作においては、ＨＤＲカメラを用いて撮影したＨＤＲ映像と共に、ＳＤＲ（Standard Dynamic Range）カメラで撮影した映像を用いることや、過去に制作されたＳＤＲ番組素材をＨＤＲ番組中に挿入することがある。
【0003】
従来、ＳＤＲ映像をＨＤＲ映像らしく見えるように変換してからＨＤＲ番組に利用することが行われている。このような変換方式は、「逆トーンマッピング(ITM: Inverse Tone Mapping)」と呼ばれており、非特許文献１に３つの方式が例示されている。このＩＴＭで変換した場合、ＨＤＲ映像らしくは見えても、元のＳＤＲ番組の制作意図を損なう可能性がある。そこで、元のＳＤＲ番組の制作意図を維持しつつＨＤＲ番組で利用できるように、「直接マッピング(DM: Direct Mapping)」が用いられることがある（図９、非特許文献２，３）。この直接マッピングでは、図１０に示すように、例えば、元のＳＤＲ映像で０－１００％の信号レベルが、変換後のＨＤＲ映像で０－７５%の信号レベルにマッピングされる。ここで、この７５％の信号レベルは、ＨＤＲ映像の基準白レベルと規定されている（非特許文献３）。
なお、ＨＤＲ映像に変換する前のＳＤＲ映像を「元のＳＤＲ映像」と記載し、ＨＤＲ映像から変換されたＳＤＲ映像を「変換後のＳＤＲ映像」と記載する。
なお、ＨＤＲ映像に変換する前のＳＤＲ映像を「元のＳＤＲ映像」と記載し、ＨＤＲ映像から変換されたＳＤＲ映像を「変換後のＳＤＲ映像」と記載する。
【0004】
放送方式としてＳＤＲしか規定のないハイビジョン放送（例えば、地上デジタル放送）でＨＤＲ番組を放送する場合、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する必要がある。ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する方式は、「トーンマッピング(TM: Tone mapping)」と呼ばれており、非特許文献１に３つの方式が例示されている。また、前記した非特許文献３には、トーンマッピングの基本的な考え方（図１１）が示されている。このトーンマッピングの特性例を図１２に示す。
【0005】
以上をまとめると、図１３に示すように、ＨＤＲ映像には「ＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像」と「ＳＤＲ映像から変換されたＨＤＲ映像」が含まれる。また、ＳＤＲ映像からＨＤＲ映像への変換には、「直接マッピング」と「逆トーンマッピング」が用いられる。そして、これら由来の異なるＨＤＲ映像を「トーンマッピング」によってＳＤＲ映像に変換することになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】Report ITU-R BT.2446「Methods for conversion of high dynamic range content to standard dynamic range content and vice-versa」
【文献】Report ITU-R BT.2390「High dynamic range television for production and international programme exchange」
【文献】ARIB TR-B43「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」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
由来の異なるＨＤＲ映像を「トーンマッピング」によって一律にＳＤＲ映像に変換した場合、変換後のＳＤＲ映像が、元のＳＤＲ映像とは見え方が異なってしまうという問題がある。図１４には、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像との信号レベルの関係を図示した。元のＳＤＲ映像の階調特性が正しく再現されている場合、両ＳＤＲ映像の信号レベルは、図１４の破線で表されるように線形の関係となり、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像の階調特性は一致する。
【0008】
ここで、ＳＤＲ映像が「直接マッピング」でＨＤＲ映像に変換され、このＨＤＲ映像を「トーンマッピング」を用いてＳＤＲ映像に変換した場合を考える。この場合、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像との信号レベルは、図１４の実線で表されるように非線形な関係となり、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像の階調特性は異なる。つまり、全体的に変換後のＳＤＲ映像が元のＳＤＲ映像よりも明るく、明るい部分の階調が失われている。このように、変換後のＳＤＲ映像の階調特性は元のＳＤＲ映像の階調特性から変化しており、変換後のＳＤＲ映像は元のＳＤＲ映像とは異なる見え方になってしまう。
【0009】
そこで、本発明は、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる映像変換装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記した課題に鑑みて、本発明に係る映像変換装置は、ＨＤＲ映像がＨＤＲ制作されたか又は元のＳＤＲ映像から変換されたかを示す映像ソース識別子と、元のＳＤＲ映像からＨＤＲ映像に変換された場合の変換方式及び変換特性を示す変換方式・特性識別子とに基づいて、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換装置であって、映像変換手段を備える構成とした。
【0011】
かかる構成によれば、映像変換手段は、ＨＤＲ映像と共に映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が入力され、入力された映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子に基づいて変換方式及び変換特性を識別し、識別した変換方式及び変換特性によってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。映像変換手段は、映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたことを示す場合、トーンマッピングによってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換し、映像ソース識別子が元のＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が逆トーンマッピングで変換されたことを示す場合、逆トーンマッピングの逆特性を与えるトーンマッピングによってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換し、映像ソース識別子が元のＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が直接マッピングで変換されたことを示す場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。このように、映像変換装置は、元のＳＤＲ映像の変換方式及び変換特性を考慮し、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。
【0012】
また、前記した課題に鑑みて、本発明に係る映像変換装置は、ＨＤＲ映像レベルに基づいて、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する映像変換装置であって、映像判定手段と、映像変換手段と、を備える構成とした。
【0013】
かかる構成によれば、映像判定手段は、ＨＤＲ映像が入力され、入力されたＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する。
映像変換手段は、映像判定手段の判定結果に基づいてＨＤＲ映像の由来を判定し、判定したＨＤＲ映像の由来に基づいて、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。
映像変換手段は、映像判定手段の判定結果に基づいてＨＤＲ映像の由来を判定し、判定したＨＤＲ映像の由来に基づいて、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。
【0014】
ここで、直接マッピングで変換されたＨＤＲ映像には所定の映像レベル（一般にはＨＤＲ基準レベル）以上の成分が含まれないので、所定の映像レベル以上の成分の有無により元のＳＤＲ映像の変換方式を判定できる。映像変換手段は、判定結果がＨＤＲ映像に前記所定の映像レベル以上の成分が含まれないことを示す場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換し、判定結果がＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれることを示す場合、トーンマッピングによってＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。このように、映像変換装置は、元のＳＤＲ映像の変換方式を考慮し、ＨＤＲ映像を変換後のＳＤＲ映像に変換する。
【0015】
なお、本発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を、前記した映像変換装置として動作させるプログラムで実現することもできる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施形態に係る映像変換装置の構成を示すブロック図である。
【図4】第１実施形態に係る映像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】変形例に係る映像変換装置を説明する説明図である。
【図6】第２実施形態に係る映像変換装置の構成を示すブロック図である。
【図8】第２実施形態に係る映像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図9】従来の直接マッピングを説明する説明図である。
【図10】従来の直接マッピングの特性を示すグラフである。
【図11】従来のトーンマッピングを説明する説明図である。
【図12】従来のトーンマッピングの特性を示すグラフである。
【図13】従来のＨＤＲ番組制作とＳＤＲ映像への変換を説明する説明図である。
【図14】元のＳＤＲ映像とＨＤＲ映像から変換されたＳＤＲ映像との信号レベルの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
（第１実施形態）
［映像変換装置の構成］
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段には同一の符号を付し、説明を省略した。
図１を参照し、第１実施形態に係る映像変換装置１の構成について説明する。
映像変換装置１は、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものであり、図１に示すように、ＨＤＲ映像制作手段１０と、記憶手段２０と、ＳＤＲ映像変換手段３０とを備える。
［映像変換装置の構成］
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段には同一の符号を付し、説明を省略した。
図１を参照し、第１実施形態に係る映像変換装置１の構成について説明する。
映像変換装置１は、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものであり、図１に示すように、ＨＤＲ映像制作手段１０と、記憶手段２０と、ＳＤＲ映像変換手段３０とを備える。
【0019】
＜ＨＤＲ映像制作手段＞
ＨＤＲ映像制作手段１０は、ＳＤＲ映像やＨＤＲ映像といった映像素材からＨＤＲ番組制作を行うものであり、図２に示すように、ＨＤＲ変換手段１１と、切替手段１２と、識別子付加手段１３とを備える。なお、図２では、ＨＤＲ変換手段１１を「ＳＤＲ→ＨＤＲ変換」と図示し、識別子付加手段１３を「識別子付加」と図示した。
ＨＤＲ映像制作手段１０は、ＳＤＲ映像やＨＤＲ映像といった映像素材からＨＤＲ番組制作を行うものであり、図２に示すように、ＨＤＲ変換手段１１と、切替手段１２と、識別子付加手段１３とを備える。なお、図２では、ＨＤＲ変換手段１１を「ＳＤＲ→ＨＤＲ変換」と図示し、識別子付加手段１３を「識別子付加」と図示した。
【0020】
ＨＤＲ変換手段１１は、映像素材としてＳＤＲ映像が入力された場合、このＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換するものである。例えば、ＨＤＲ変換手段１１は、映像変換装置１の利用者より、ＳＤＲ映像からＨＤＲ映像への変換方式の指示を受け付けて、指示された変換方式でＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換する。この変換方式は、「逆トーンマッピング」又は「直接マッピング」の何れかである。ここで、「逆トーンマッピング」には、非特許文献１に示されるように複数の方式があり、また、それぞれの方式では異なる変換特性の設定が可能であるため、変換特性も識別する必要がある。「直接マッピング」においても、基準レベルの設定によって変換特性が変わるため、変換特性を識別する必要がある。そして、ＨＤＲ変換手段１１は、変換したＨＤＲ映像を切替手段１２に出力し、前記した変換方式及び変換特性を生成して識別子付加手段１３に出力する。
【0021】
切替手段１２は、ＨＤＲ変換手段１１で変換されたＨＤＲ映像、又は、切替手段１２に直接入力されたＨＤＲ映像を切り替えて、識別子付加手段１３に出力するものである。ここで、切替手段１２によるＨＤＲ映像の切り替えは、番組制作の過程で番組制作者が行う操作である。切替手段１２は、ＨＤＲ変換手段１１からのＨＤＲ映像に切り替えられた場合、元のＳＤＲ映像から変換されたＨＤＲ映像であることを示す映像ソース識別子を生成し、識別子付加手段１３に出力する。一方、切替手段１２は、直接入力されたＨＤＲ映像に切り替えられた場合、ＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像であることを示す映像ソース識別子を生成し、識別子付加手段１３に出力する。
【0022】
識別子付加手段１３は、切替手段１２から入力されたＨＤＲ映像のフレーム毎に映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子を付加するものである。そして、識別子付加手段１３は、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されたＨＤＲ映像を記憶手段２０（図１）に書き込む。
なお、映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像であることを示す場合、変換方式・特性識別子が「変換なし」であることを示すよう設定する。
なお、映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像であることを示す場合、変換方式・特性識別子が「変換なし」であることを示すよう設定する。
【0023】
図１に戻り、映像変換装置１の構成の説明を続ける。
記憶手段２０は、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されたＨＤＲ映像を記憶するメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置である。このＨＤＲ映像は、後記するＳＤＲ映像変換手段３０によって参照される。
記憶手段２０は、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されたＨＤＲ映像を記憶するメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置である。このＨＤＲ映像は、後記するＳＤＲ映像変換手段３０によって参照される。
【0024】
＜ＳＤＲ映像変換手段＞
ＳＤＲ映像変換手段３０は、記憶手段２０に記憶されているＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものである。図３に示すように、ＳＤＲ映像変換手段３０は、識別子抽出手段３１と、映像変換手段３２と、切替手段３３とを備える。
なお、図３では、識別子抽出手段３１を「識別子抽出」と図示し、トーンマッピングによって変換されたＳＤＲ映像を「ＳＤＲＴＭ映像」と図示し、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によって変換されたＳＤＲ映像を「ＳＤＲＤＭ映像」と図示した。
ＳＤＲ映像変換手段３０は、記憶手段２０に記憶されているＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものである。図３に示すように、ＳＤＲ映像変換手段３０は、識別子抽出手段３１と、映像変換手段３２と、切替手段３３とを備える。
なお、図３では、識別子抽出手段３１を「識別子抽出」と図示し、トーンマッピングによって変換されたＳＤＲ映像を「ＳＤＲＴＭ映像」と図示し、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によって変換されたＳＤＲ映像を「ＳＤＲＤＭ映像」と図示した。
【0025】
識別子抽出手段３１は、ＨＤＲ映像に付加されている映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子を抽出するものである。そして、識別子抽出手段３１は、ＨＤＲ映像と、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子とを映像変換手段３２に出力する。
【0026】
映像変換手段３２は、識別子抽出手段３１から入力された映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子に基づいて変換方式及び変換特性を識別し、識別した変換方式及び変換特性によってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものである。本実施形態では、３通りの変換方式があるので、順次説明する。
【0027】
＜＜第１の変換方式：ＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像の場合＞＞
第１の変換方式では、映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、トーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。ここで、映像変換手段３２では、ＨＤＲ映像を最適なＳＤＲ映像に変換できるように任意の特性を予め設定しておき、その特性でトーンマッピングを行う。
なお、第１の変換方式では、変換方式・特性識別子が「変換なし」を示しており、映像変換手段３２は、変換方式・特性識別子を参照する必要はない。
第１の変換方式では、映像ソース識別子がＨＤＲ制作されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、トーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。ここで、映像変換手段３２では、ＨＤＲ映像を最適なＳＤＲ映像に変換できるように任意の特性を予め設定しておき、その特性でトーンマッピングを行う。
なお、第１の変換方式では、変換方式・特性識別子が「変換なし」を示しており、映像変換手段３２は、変換方式・特性識別子を参照する必要はない。
【0028】
＜＜第２の変換方式：逆トーンマッピングに由来するＨＤＲ映像の場合＞＞
第２の変換方式では、映像ソース識別子がＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が逆トーンマッピングで変換されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、逆トーンマッピングの逆特性を与えるトーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。この逆トーンマッピングの逆特性は、変換方式・特性識別子が示す逆トーンマッピングの特性に基づき、その逆特性を求めて逐次設定する。逆トーンマッピングの特性が既知であれば、その逆特性を予め設定しておけばよい。
第２の変換方式では、映像ソース識別子がＳＤＲ映像から変換されたことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が逆トーンマッピングで変換されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、逆トーンマッピングの逆特性を与えるトーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。この逆トーンマッピングの逆特性は、変換方式・特性識別子が示す逆トーンマッピングの特性に基づき、その逆特性を求めて逐次設定する。逆トーンマッピングの特性が既知であれば、その逆特性を予め設定しておけばよい。
【0029】
＜＜第３の変換方式：直接マッピングに由来するＨＤＲ映像の場合＞＞
第３の変換方式では、映像ソース識別子がＳＤＲから変換されことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が直接マッピングで変換されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、直接マッピングの逆特性を与える変換関数を用いて、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。例えば、直接マッピングの特性が図１０で表される場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数として、図１０の逆関数を映像変換手段３２に予め設定しておけばよい。
第３の変換方式では、映像ソース識別子がＳＤＲから変換されことを示し、かつ、変換方式・特性識別子が直接マッピングで変換されたことを示している。この場合、映像変換手段３２は、直接マッピングの逆特性を与える変換関数を用いて、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。例えば、直接マッピングの特性が図１０で表される場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数として、図１０の逆関数を映像変換手段３２に予め設定しておけばよい。
【0030】
切替手段３３は、映像変換手段３２で変換されたＳＤＲ映像（ＳＤＲＴＭ映像、ＳＤＲＤＭ映像）を、映像ソース識別子に従ってフレーム毎に切り替えて外部（例えば、図示を省略した番組送出装置）に出力するものである。
なお、図３では、第１又は第２の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＴＭ映像となり、第３の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＤＭ映像となる。また、第１及び第２の変換方式では、トーンマッピングで変換する点は同じであるが、トーンマッピングで変換するときの特性が異なることになる。
なお、図３では、第１又は第２の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＴＭ映像となり、第３の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＤＭ映像となる。また、第１及び第２の変換方式では、トーンマッピングで変換する点は同じであるが、トーンマッピングで変換するときの特性が異なることになる。
【0031】
［映像変換装置の動作］
図４を参照し、映像変換装置１の動作について説明する。
図４に示すように、ステップＳ１において、ＨＤＲ変換手段１１は、映像素材としてＳＤＲ映像が入力された場合、そのＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換する。なお、映像素材としてＨＤＲ映像が入力された場合、ステップＳ１の処理を行わずに、ステップＳ２の処理に進めばよい。
図４を参照し、映像変換装置１の動作について説明する。
図４に示すように、ステップＳ１において、ＨＤＲ変換手段１１は、映像素材としてＳＤＲ映像が入力された場合、そのＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換する。なお、映像素材としてＨＤＲ映像が入力された場合、ステップＳ１の処理を行わずに、ステップＳ２の処理に進めばよい。
【0032】
ステップＳ２において、識別子付加手段１３は、ＨＤＲ映像に映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子を付加する。映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されたＨＤＲ映像は、記憶手段２０に記憶される。
ステップＳ３において、識別子抽出手段３１は、記憶手段２０からＨＤＲ映像を読み出して、そのＨＤＲ映像に付加されている映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子を抽出する。
ステップＳ３において、識別子抽出手段３１は、記憶手段２０からＨＤＲ映像を読み出して、そのＨＤＲ映像に付加されている映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子を抽出する。
【0033】
ステップＳ４において、映像変換手段３２は、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子に基づいて変換方式を判定し、判定した変換方式によってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。前記したように、映像変換手段３２は、第１～第３の変換方式の何れかにより、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。
【0034】
［作用・効果］
以上のように、映像変換装置１では、ＨＤＲ映像がＳＤＲから変換されている場合に元のＳＤＲ映像の変換方式を考慮し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するので、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる。つまり、映像変換装置１では、映像素材がＨＤＲ制作されたか又はＳＤＲ映像から変換されたか、逆トーンマッピング又は直接マッピングの何れで変換されたかによらず、明るさや階調再現特性の違いがなく、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像との見え方に差異がない。このように、映像変換装置１では、高品質なＳＤＲ番組を制作することができる。
以上のように、映像変換装置１では、ＨＤＲ映像がＳＤＲから変換されている場合に元のＳＤＲ映像の変換方式を考慮し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するので、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる。つまり、映像変換装置１では、映像素材がＨＤＲ制作されたか又はＳＤＲ映像から変換されたか、逆トーンマッピング又は直接マッピングの何れで変換されたかによらず、明るさや階調再現特性の違いがなく、元のＳＤＲ映像と変換後のＳＤＲ映像との見え方に差異がない。このように、映像変換装置１では、高品質なＳＤＲ番組を制作することができる。
【0035】
以上、第１実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した第１実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
前記した第１実施形態では、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が別々の識別子であることとして説明したが、これに限定されない。つまり、映像変換装置１では、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子をまとめて、１つの映像ソース・変換方式・特性識別子としてもよい。
前記した第１実施形態では、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が別々の識別子であることとして説明したが、これに限定されない。つまり、映像変換装置１では、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子をまとめて、１つの映像ソース・変換方式・特性識別子としてもよい。
【0036】
前記した第１実施形態では、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子をＨＤＲ映像に付加し、識別子が付加されたＨＤＲ映像を記憶手段２０に一端記憶することとして説明したが、これに限定されない。例えば、デジタルインターフェースを介して、ＨＤＲ映像制作手段とＳＤＲ映像変換手段とを直接接続し、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子をデジタルインターフェースの補助データ領域に多重することとしてもよい。また、映像変換装置１Ｂは、図５に示すように、切替手段１２から出力されるＨＤＲ映像及び映像ソース識別子とＨＤＲ変換手段１１から出力される変換方式・特性識別子とを映像変換手段３２に直接入力してもよい。この場合、映像変換装置１Ｂは、映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子をＨＤＲ映像に付加せずともよい。なお、図５では、映像変換手段３２を「ＨＤＲ→ＳＤＲ変換」と図示した。
【0037】
（第２実施形態）
［映像変換装置の構成］
図６を参照し、第２実施形態に係る映像変換装置１Ｃについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態では、映像ソース識別子や変換方式・特性識別子を用いずに、ＨＤＲ映像レベルにより変換方式を判定する点が、第１実施形態と異なる。
［映像変換装置の構成］
図６を参照し、第２実施形態に係る映像変換装置１Ｃについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態では、映像ソース識別子や変換方式・特性識別子を用いずに、ＨＤＲ映像レベルにより変換方式を判定する点が、第１実施形態と異なる。
【0038】
図６に示すように、映像変換装置１Ｃは、映像ソース解析・判定手段（映像判定手段）４０と、ＳＤＲ映像変換手段（映像変換手段）５０とを備える。
なお、映像変換装置１Ｃに入力されるＨＤＲ映像は、第１実施形態における切替手段１２から出力されるＨＤＲ映像と同等であり、ＨＤＲ制作されたものと、ＳＤＲ映像から変換されたものとが混在している。なお、ＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換する手法は第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
なお、映像変換装置１Ｃに入力されるＨＤＲ映像は、第１実施形態における切替手段１２から出力されるＨＤＲ映像と同等であり、ＨＤＲ制作されたものと、ＳＤＲ映像から変換されたものとが混在している。なお、ＳＤＲ映像をＨＤＲ映像に変換する手法は第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【0039】
＜映像ソース解析・判定手段＞
映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像が入力され、入力されたＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれるか否かをＨＤＲ映像のフレーム毎に判定するものである。つまり、映像ソース解析・判定手段４０は、公知の手法でＨＤＲ映像の信号レベルを解析し、所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する。そして、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像と共に、その判定結果をＳＤＲ映像変換手段５０に出力する。
映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像が入力され、入力されたＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれるか否かをＨＤＲ映像のフレーム毎に判定するものである。つまり、映像ソース解析・判定手段４０は、公知の手法でＨＤＲ映像の信号レベルを解析し、所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する。そして、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像と共に、その判定結果をＳＤＲ映像変換手段５０に出力する。
【0040】
ここで、所定の映像レベルをＨＤＲ基準レベルとすることが好ましい。ＨＤＲ基準レベルとは、非特許文献３で定義されているＨＤＲ映像の基準白レベル（ＨＬＧ方式のＨＤＲ映像の場合、７５％信号レベルのＨＬＧ基準白）のことである。この所定の映像レベルは、映像ソース解析・判定手段４０に予め設定しておくこととする。
【0041】
＜ＳＤＲ映像変換手段＞
ＳＤＲ映像変換手段５０は、映像ソース解析・判定手段４０から入力された判定結果に基づいてＨＤＲ映像の由来を判定し、判定したＨＤＲ映像の由来に基づいて、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものである。図７に示すように、ＳＤＲ映像変換手段５０は、変換映像出力手段５１と、切替手段５２とを備える。
ＳＤＲ映像変換手段５０は、映像ソース解析・判定手段４０から入力された判定結果に基づいてＨＤＲ映像の由来を判定し、判定したＨＤＲ映像の由来に基づいて、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するものである。図７に示すように、ＳＤＲ映像変換手段５０は、変換映像出力手段５１と、切替手段５２とを備える。
【0042】
変換映像出力手段５１は、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換し、変換後のＳＤＲ映像を切替手段５２に出力する。本実施形態では、２通りの変換方式があるので、順次説明する。
【0043】
＜＜第１の変換方式：直接マッピングに由来するＨＤＲ映像の場合＞＞
第１の変換方式は、ＨＤＲ映像が直接マッピングによってＳＤＲ映像から変換されている場合に対応する。この場合、所定の映像レベル以上の成分が含まれないと判定されることから、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への変換に直接マッピングを用いたと推定できる。従って、変換映像出力手段５１は、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。
第１の変換方式は、ＨＤＲ映像が直接マッピングによってＳＤＲ映像から変換されている場合に対応する。この場合、所定の映像レベル以上の成分が含まれないと判定されることから、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への変換に直接マッピングを用いたと推定できる。従って、変換映像出力手段５１は、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。
【0044】
＜＜第２の変換方式：直接マッピングに由来しないＨＤＲ映像の場合＞＞
第２の変換方式は、ＨＤＲ映像が直接マッピングによってＳＤＲ映像から変換されているものではない、すなわち、ＨＤＲ制作されているか、又は、逆トーンマッピングによってＳＤＲ映像から変換されている場合に対応する。この場合、所定の映像レベル以上の成分が含まれると判定されることから、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への変換に直接マッピング以外を用いたと推定できる。従って、変換映像出力手段５１は、トーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。
第２の変換方式は、ＨＤＲ映像が直接マッピングによってＳＤＲ映像から変換されているものではない、すなわち、ＨＤＲ制作されているか、又は、逆トーンマッピングによってＳＤＲ映像から変換されている場合に対応する。この場合、所定の映像レベル以上の成分が含まれると判定されることから、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への変換に直接マッピング以外を用いたと推定できる。従って、変換映像出力手段５１は、トーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換する。
【0045】
なお、第１実施形態と異なり、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像であるか、又は、逆トーンマッピングで変換されたＨＤＲ映像であるかを判定できない。このため、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ制作されたＨＤＲ映像、及び、逆トーンマッピングで変換されたＨＤＲ映像の両方を、同一特性のトーンマッピングでＳＤＲ映像に変換している。
【0046】
切替手段５２は、映像ソース解析・判定手段４０の判定結果に基づいて、変換映像出力手段５１から入力されたＳＤＲ映像を切り替えて外部（例えば、図示を省略した番組送出装置）に出力するものである。具体的には、切替手段５２は、所定の映像レベル以上の成分が含まれないという判定結果の場合、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によりＨＤＲ映像からＳＤＲ映像に変換されたＳＤＲＤＭ映像出力に切り替える。一方、切替手段５２は、所定の映像レベル以上の成分が含まれるという判定結果の場合、トーンマッピングによりＨＤＲ映像からＳＤＲ映像に変換されたＳＤＲＴＭ映像出力に切り替える。
なお、図７では、第１の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＤＭ映像となり、第２の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＴＭ映像となる。
なお、図７では、第１の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＤＭ映像となり、第２の変換方式で変換されたＳＤＲ映像がＳＤＲＴＭ映像となる。
【0047】
［映像変換装置の動作］
図８を参照し、映像変換装置１Ｃの動作について説明する。
図８に示すように、ステップＳ１０において、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像の信号レベルを解析する。
ステップＳ１１において、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する。
図８を参照し、映像変換装置１Ｃの動作について説明する。
図８に示すように、ステップＳ１０において、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像の信号レベルを解析する。
ステップＳ１１において、映像ソース解析・判定手段４０は、ＨＤＲ映像に所定の映像レベル以上の成分が含まれないか否かを判定する。
【0048】
ステップＳ１２において、変換映像出力手段５１は、トーンマッピングによってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像（ＳＤＲＴＭ映像）に変換すると共に、直接マッピングの逆特性を与える変換関数によってＨＤＲ映像をＳＤＲ映像（ＳＤＲＤＭ映像）に変換する。
【0049】
所定の映像レベル以上の成分が含まれない場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、直接マッピングによって変換されていると推定できるので、切替手段５２は、ＳＤＲＤＭ映像の出力に切り替える（ステップＳ１４）。
所定の映像レベル以上の成分が含まれる場合（ステップＳ１３でＮｏ）、直接マッピングによって変換されていないと推定できるので、切替手段５２は、ＳＤＲＴＭ映像の出力に切り替える（ステップＳ１５）。
所定の映像レベル以上の成分が含まれる場合（ステップＳ１３でＮｏ）、直接マッピングによって変換されていないと推定できるので、切替手段５２は、ＳＤＲＴＭ映像の出力に切り替える（ステップＳ１５）。
【0050】
［作用・効果］
以上のように、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ映像がＳＤＲ映像から変換されている場合、元のＳＤＲ映像の変換方式を考慮し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するので、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる。さらに、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ映像に映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されていなくても、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換できる。このようにして、映像変換装置１Ｃでは、高品質なＳＤＲ番組を制作することができる。
以上のように、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ映像がＳＤＲ映像から変換されている場合、元のＳＤＲ映像の変換方式を考慮し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換するので、変換後のＳＤＲ映像の見え方が元のＳＤＲ映像と同様になる。さらに、映像変換装置１Ｃでは、ＨＤＲ映像に映像ソース識別子及び変換方式・特性識別子が付加されていなくても、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に変換できる。このようにして、映像変換装置１Ｃでは、高品質なＳＤＲ番組を制作することができる。
【0051】
前記した各実施形態では、映像変換装置を独立したハードウェアとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した映像変換装置として動作させるプログラムで実現することもできる。これらのプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、ＣＤ－ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。
【符号の説明】
【0052】
１，１Ｂ，１Ｃ 映像変換装置
１０ ＨＤＲ映像制作手段
１１ ＨＤＲ変換手段
１２ 切替手段
１３ 識別子付加手段
２０ 記憶手段
３０ ＳＤＲ映像変換手段
３１ 識別子抽出手段
３２ 映像変換手段
３３ 切替手段
４０ 映像ソース解析・判定手段（映像判定手段）
５０ ＳＤＲ映像変換手段（映像変換手段）
５１ 変換映像出力手段
５２ 切替手段
１０ ＨＤＲ映像制作手段
１１ ＨＤＲ変換手段
１２ 切替手段
１３ 識別子付加手段
２０ 記憶手段
３０ ＳＤＲ映像変換手段
３１ 識別子抽出手段
３２ 映像変換手段
３３ 切替手段
４０ 映像ソース解析・判定手段（映像判定手段）
５０ ＳＤＲ映像変換手段（映像変換手段）
５１ 変換映像出力手段
５２ 切替手段
【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】