图像处理装置、图像处理方法和程序制造方法及图纸

提供了一种即使在明亮的观看环境中也能够将具有高于显示单元允许的最大亮度的设定亮度的HDR图像显示为明亮图像的装置和方法。通过相对于根据适用于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出亮度乘以预定增益，来计算用于输出的调节亮度，来生成用于显示的图像。图像信号处理单元：在适合于输入HDR图像的输入/输出转换函数的输出值等于或小于显示单元允许的最大亮度的位置处设置参考点P；并且通过将增益函数应用于对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数，来计算用于输出的调节亮度，其中增益在输入信号值等于或小于参考点P的输入信号范围内被设置为1或更大，并且增益在输入信号值等于或大于参考点P的输入信号范围内被设置为1或更小，以生成用于显示的图像。

Image Processing Device, Image Processing Method and Procedure

An apparatus and method for displaying a HDR image with a set brightness higher than the maximum brightness allowed by the display unit into a bright image even in a bright viewing environment are provided. The adjusted brightness for output is calculated by multiplying the calculated output brightness by a predetermined gain relative to the input/output conversion function applicable to the input HDR image to generate the image for display. Image signal processing unit: The reference point P is set at the position where the output value of the input/output conversion function suitable for input HDR image is equal to or less than the maximum brightness allowed by the display unit; and the adjusted brightness for output is calculated by applying the gain function to the input/output conversion function corresponding to the input HDR image, where the gain is equal to or less than the input signal value. The input signal range of the reference point P is set to 1 or larger, and the gain is set to 1 or smaller in the input signal range where the input signal value is equal to or greater than the reference point P to generate an image for display.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理装置、图像处理方法和程序
本公开涉及一种图像处理装置、图像处理方法和程序。更具体地，本公开涉及一种在诸如电视的显示单元上显示高动态范围图像而不降低亮度的图像处理装置、图像处理方法和程序。
技术介绍
近来，例如，根据成像元件(图像传感器)的比特的增加，图像的高动态范围已经有了进步。通常，图像的动态范围可以由最小亮度与最大亮度的比率来表示。在高动态范围图像中，即，高动态范围(HDR)图像中，最大明度颜色与最小明度颜色的对比度例如大于或等于10000：1，并且因此，能够真实地表达现实世界。HDR图像能够记录可见光范围内的几乎所有亮度，并且能够支持等同于人类视觉特性的动态范围和颜色范围。从阴影的现实性表达、眩光的表达等的角度来看，HDR图像可以被称为与作为相关技术的图像的标准动态范围(SDR)图像相比具有极高图像质量的图像。许多现有的普通家用电视是与SDR图像对应的SDR电视，其中，可以显示的图像的动态范围比HDR图像的动态范围窄。可以由SDR图像表示的亮度范围为约0nit至100nit的范围。相反，可以由HDR图像表示的亮度范围为约0nit至10000nit的范围，并且HDR图像是能够输出最高亮度的图像，该最高亮度是SDR图像的亮度的100倍。此外，亮度单位nit是与国际单位制(SI)的亮度单位坎德拉/平方米(cd/m2)相同的亮度单位。在未来的电视广播内容中，或者在诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质中存储的内容中，具有约0nit至10000nit的亮度范围的HDR图像内容被预期为将是主流。从现有技术(例如，参考专利文献1)考虑了将原始内容的动态范围设置为适于图像输出目的地(称为显示映射)的显示设备(显示器)的处理。例如，在最大输出亮度为500nit的最新电视上显示包括亮度范围为0nit至100nit的图像的SDR图像的情况下，SDR图像的亮度整体增加，并且因此，能够执行将SDR图像显示为0nit至500nit的明亮图像的处理。执行这样的输出值调节，并且因此，在明亮的起居室等中观看电视的情况下，能够将图像示出为明亮的图像，而不会感觉到图像是暗的。引文列表专利文献专利文献1：PCT国际申请公开号2014-502480的日文译文
技术实现思路
本专利技术要解决的问题SDR图像的输入/输出特性是相对值设定，并且允许其根据显示设备的显示功能自由地调节输出亮度。即，不唯一地指定相对于输入值的输出亮度值。因此，允许根据显示设备的输出允许范围自由地控制输出亮度值。相反，SMPTEST2084被例示为当前考虑的HDR图像的输入/输出特性规格曲线之一。在该曲线中，认为优选在相对于输入值唯一地设置输出亮度值的绝对值设定中执行亮度输出。在具有0nit至500nit的显示功能的显示设备上显示包括亮度范围为0nit至10000nit的图像的HDR图像的情况下，根据绝对值规范，以500nit的最大输出值的亮度来显示500nit至10000nit的像素。另一方面，在0nit至500nit的亮度下直接输出0nit至500nit的像素。0nit至100nit的像素也以0nit至100nit的亮度直接输出。在上述SDR图像中，通过将亮度增加到0nit至500nit的像素值来显示0ni至100ni的像素，但是在HDR图像中，以0nit至100nit的亮度直接显示像素。即，与现有技术的SDR图像相比，HDR图像被显示为暗图像。作为其结果，特别地，在诸如起居室环境的明亮环境中进行观看的用户可能感觉HDR图像比现有技术的SDR图像暗，并且具有比现有技术的SDR图像低的图像质量。例如，本公开已经考虑到上述情况，并且其目的是提供一种图像处理装置、图像处理方法和程序，其中实现图像显示而不感到亮度降低。问题的解决方法本公开的第一方面在于一种图像处理装置，包括：图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。此外，本公开的第二方面在于一种要在图像处理装置中执行的图像处理方法，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该方法允许图像信号处理单元：在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。此外，本公开的第三方面在于一种用于允许在图像处理装置中执行图像处理的程序，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该程序允许图像信号处理单元：在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。此外，本公开的程序例如是相对于执行各种程序和代码的信息处理设备或计算机系统，可以由以计算机可读格式提供的记录介质或通信介质提供的程序。这样的程序以计算机可读格式提供，并且因此，根据该程序的处理在信息处理设备或计算机系统上实现。本公开的其它目的、特征或优点将从基于稍后描述的本公开的示例或附图的详细描述中变得显而易见。此外，在本文中，系统具有多个设备的逻辑组装配置，但不限于其中配置的各个设备在同一外壳中的系统。本专利技术的效果根据本公开的一个示例的配置，实现了一种设备和一种方法，其中，可以在明亮的视听环境中将设定亮度高于显示单元的最高允许亮度的HDR图像显示为明亮的图像。具体地，通过将根据对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出亮度与预定增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且因此生成显示图像。图像信号处理单元将参考点P设置在其中与输入HDR图像对应的输入/输出转换函数的输出值小于或等于显示单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理装置，包括：图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.06 JP 2016-1732811.一种图像处理装置，包括：图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元将所述参考点P设置在所述输入图像的输出亮度与所述显示单元的最高允许亮度一致的位置。3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度成为所述显示单元的最高允许亮度。4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度根据所述输入信号值的增加而逐渐地增加到所述显示单元的最高允许亮度。5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述输入图像是高动态范围(HDR)图像，并且所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与所述增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，对应于所述输入HDR图像的输入/输出转换函数是根据SMPTEST2084曲线的函数。7.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，对应于所述输入HDR图像的输入/输出转换函数是根据混合对数-伽马(HLG)曲线的函数。8.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的最大输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度的情况下，所述图像信号处理单元通过将在全部输入信号值范围内被设置为大于或等于1的增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其中，所述输入图像是标准动态范围(SDR)图像，并且所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入SDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。10.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的类型，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度。11.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度。12.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，将所述参考点P的位置设置为处于不同的位置。13.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像信号处理单元将...

【专利技术属性】
技术研发人员：江藤博昭，小仓敏之，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP