图像处理设备和图像处理方法技术

本发明专利技术解决或至少减少了与HDR视频信号的动态范围和显示器的峰值亮度之间的失配有关的问题。提供了一种图像处理设备，其配备有转换单元，转换单元将基于固定参考白色的显示亮度级的信号系统的图像信号转换成显示信号，使用基于显示器的峰值亮度级确定的参数，使图像信号经历伽玛转换，从而维持参考白色的显示亮度级。

Image processing equipment and image processing methods

The invention solves or at least reduces the problem of mismatch between the dynamic range of the HDR video signal and the peak brightness of the display. An image processing device is provided with a conversion unit. The conversion unit converts the image signal of a signal system based on a fixed reference white display brightness level into a display signal, and uses the parameters determined based on the peak luminance level based on the display to make the image signal undergo gamma conversion, thus maintaining a reference white display. The brightness level is shown.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理设备和图像处理方法
本公开涉及一种图像处理设备和一种图像处理方法。
技术介绍
目前，国际电信联盟无线电(ITU-R)通信部门正在讨论关于从已知标准动态范围(SDR)扩展视频信号的亮度动态范围。扩展的动态范围称为扩展图像动态范围电视(EIDRTV)或更简单地称为高动态范围(HDR)。在ITU-R的最近状况中，预计在建议中包括应用1和应用2这两种方案，作为用于HDR视频信号的信号方案。应用1是基于感知量化器(PQ)-电-光转换函数(EOTF)的信号方案，用于表示成像环境的亮度的绝对值(参见非专利文献1)。应用2是使用混合对数伽玛(HLG)曲线来表示相对亮度级的信号方案，在混合对数伽玛(HLG)曲线中，亮度级低于参考白色的伽玛曲线和亮度级高于参考白色的对数曲线组合(参见非专利文献2)。在应用1中，可以表示最大10000cd/m2的绝对亮度。另一方面，在应用2中，可以表示最大为参考白色的12倍(在使用净空的情况下为20倍)的相对亮度。ITU-R应用1是与电影和电视工程师协会(SMPTE)制定的ST2084相同的方案，SMPTE是与ITU-R不同的标准化组织。也有类似于SMPTEST2084的其他信号方案(参见非专利文献3)。引文列表非专利文献非专利文献1：SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers,“HighDynamicRangeElectro-OpticalTransferFunctionofMasteringReferenceDisplays,”ST2084:2014,2014,[online],[2015年9月9日检索],Internet<URL:http://standards.smpte.org/content/978-1-61482-829-7/st-2084-2014/SEC1>非专利文献2：AssociationofRadioIndustriesandBusinesses.“ESSENTIALPARAMETERVALUESFORTHEEXTENDEDIMAGEDYNAMICRANGETELEVISION(EIDRTV)SYSTEMFORPROGRAMMEPRODUCTIONARIBSTANDARD,”ARIBSTD-B67Version1.0,July3,2015,[online],[2015年9月9日检索],Internet<URL:http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B67v1_0.pdf>非专利文献3：PhilipsInternationalB.V.,“PhilipsHDRtechnology-whitepaper,hdr,”Version0.1,2015-08-21[online],[2015年9月9日检索],Internet<URL:http://www.ip.philips.com/data/downloadables/1/9/7/9/philips_hdr_white_paper.pdf>
技术实现思路
技术问题然而，显示器的峰值亮度通常与HDR信号方案的亮度动态范围的上限不同。在包含于视频信号中的一个或多个像素的亮度超过显示器的峰值亮度的情况下，所谓的光晕作为裁剪结果出现在再现视频中。在最大亮度小于显示器的峰值亮度的情况下，显示器的最大性能未被利用。解决范围之间这种失配的一种简单方法是通过增益乘法来调整亮度级。然而，简单的增益乘法甚至可能改变要固定处理的参考点的亮度级。因此，期望提供解决或至少减少与HDR视频信号的动态范围与显示器的峰值亮度之间的失配有关的上述问题的新结构。解决问题的方法根据本公开，提供了一种图像处理设备，包括：转换单元，被配置为通过执行伽玛转换来将基于固定处理参考白色的显示亮度级的信号方案的图像信号转换成显示信号，使得使用基于显示器的峰值亮度级确定的参数，来维持参考白色的显示亮度级。另外，根据本公开内容，提供了一种由图像处理设备执行的图像处理方法，所述方法包括：通过执行伽玛转换来将基于固定处理参考白色的显示亮度级的信号方案的图像信号转换成显示信号，使得使用基于显示器的峰值亮度级确定的参数，来维持参考白色的显示亮度级。专利技术的有益效果根据本公开的技术，可以解决或至少减少与HDR视频信号的动态范围与显示器的峰值亮度之间的失配有关的问题。注意，上述效果不一定是限制性的。利用或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的效果中的任何一种效果或者可以从本说明书中理解的其他效果。附图说明图1是示出视频信号的转换特性的概要的说明图。图2是示出ITU-R应用2的OETF的说明图。图3是示出ITU-R应用2的OOTF的说明图。图4是示出将亮度动态范围优化为显示器的峰值亮度的几种方法的示例的说明图。图5是示出根据实施例的图像处理设备的配置的示例的方框图。图6A是示出参考白色(RW)固定伽玛转换的曲线图。图6B是示出线性转换的曲线图。图6C是示出峰值固定伽玛转换的曲线图。图7A是示出按照RW固定伽玛转换的OOTF的变化的第一说明图。图7B是示出按照RW固定伽玛转换的OOTF的变化的第二说明图。图7C是说明按照RW固定伽玛转换的OOTF的变化的第三说明图。图8A是示出按照线性转换和峰值固定伽玛转换的OOTF的变化的说明图。图8B是示出图8A的低亮度区域的放大图。图9是示出BT.1886的SDR显示中的OOTF的说明图。图10是示出根据实施例的图像转换处理的流程的示例的流程图。图11A是示出图10所示的RW保持伽玛转换处理的流程的第一示例的流程图。图11B是示出图10所示的RW保持伽玛转换处理的流程的第二示例的流程图。图11C是示出图10所示的RW保持伽玛转换处理的流程的第三示例的流程图。图12是示出图10所示的线性转换处理的流程的示例的流程图。图13是示出记录和再现HLG视频的方法的示例的说明图。图14是示出根据实施例的记录处理的流程的示例的流程图。图15A是示出根据实施例的再现处理的流程的第一示例的流程图。图15B是示出根据实施例的再现处理的流程的第二示例的流程图。图16是示出设备的硬件配置的示例的方框图。图17是示出电视设备的示意性配置的示例的方框图。图18是示出移动电话的示意性配置的示例的方框图。图19是示出记录/再现设备的示意性配置的示例的方框图。图20是示出成像设备的示意性配置的示例的方框图。具体实施方式在下文中，将参考附图，详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示，并且省略这些结构元件的重复说明。另外，将按以下顺序进行描述。1、相关技术的描述1-1、视频信号的转换特性1-2、HDR视频信号的信号方案的示例1-3、优化为显示峰值2、图像处理设备的配置示例2-1、图像获取单元2-2、转换单元2-3、控制单元3、处理流程3-1、图像转换处理3-2、RW保持伽玛转换处理3-3、线性转换处理4、记录和再现HLG视频4-1、对HLG视频的识别4-2、处理流程4-3、处理补充流5、硬件配置的示例6、应用示例7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理设备，包括：转换单元，被配置为通过执行伽玛转换来将基于固定处理参考白色的显示亮度级的信号方案的图像信号转换成显示信号，使得利用基于显示器的峰值亮度级所确定的参数来维持所述参考白色的显示亮度级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 JP 2015-1883481.一种图像处理设备，包括：转换单元，被配置为通过执行伽玛转换来将基于固定处理参考白色的显示亮度级的信号方案的图像信号转换成显示信号，使得利用基于显示器的峰值亮度级所确定的参数来维持所述参考白色的显示亮度级。2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述图像信号是以所述参考白色的亮度级归一化后的信号，并且所述转换单元使用第一伽玛值对所述图像信号执行伽玛转换。3.根据权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述转换单元确定所述第一伽玛值，使得所述显示信号能够表示的最大亮度级与所述显示器的峰值亮度级一致。4.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述图像信号是以所述参考白色的亮度级归一化后的信号，并且所述转换单元使用增益值对所述图像信号执行线性转换，并且使用所确定的第二伽玛值对经历了所述线性转换的图像信号执行伽玛转换，其中，以使得所述参考白色的显示亮度级恢复到原始亮度级的方式来确定所述第二伽玛值。5.根据权利要求4所述的图像处理设备，其中，所述转换单元确定所述增益值，使得所述显示信号能够表示的最大亮度级与所述显示器的峰值亮度级一致。6.根据权利要求4所述的图像处理设备，其中，所述转换单元执行使用所述第二伽玛值的伽玛转换，以便使得所述显示信号能够表示的最大亮度级不改变。7.根据权利要求4所述的图像处理设备，其中，在使用预定系统伽玛值对所述图像信号执行伽玛转换之后，所述转换单元执行所述线性转换和使用所述第二伽玛值的所述伽玛转换。8.根据权利要求1所述的图像处理设备，还包括：控制单元，其被配置为在维持所述参考白色的显示亮度级的第一操作模式和未维持所述参考白色的显示亮度级的第二操作模式之间选择由所述转换单元使用的模式，其中，在由所述控制单元选择所述第一操作模式的情况下，所述转换单元将所述图像信号转换为所述显示信号，以维持所述参考白色的显示亮度级。9.根据权利要求8所述的图像处理设备，其中，所述控制单元基于信号方案的类型、用户设置、所述显示器的属性、和显示环境中的一个或一个以上的条件，来...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨田俊也，金井健一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP