JP6799423B2 - 画像処理回路、画像変換装置、画像表示装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
本第1実施形態における画像処理回路は、第1のダイナミックレンジの画像を、該第1のダイナミックレンジより広い範囲の第2のダイナミックレンジの画像へ変換する画像処理回路であって、第1のダイナミックレンジの画像の、輝度値が第1のダイナミックレンジの上限値以上となって飽和した輝度飽和領域を検出する輝度飽和領域検出器と、検出された輝度飽和領域に対して、輝度飽和領域の近傍に位置する画素に関して得られる輝度値の波形を基に、輝度飽和領域内の各画素の上限値を超えたピーク輝度値の波形を導出して、ピーク輝度値を算出するピーク輝度値生成器と、第1のダイナミックレンジの画像と、輝度飽和領域の各画素のピーク輝度値から、第2のダイナミックレンジの画像を生成する画像合成器を備える。
Lhl(x)=A×{cos(w×(x−xlb)+θlb)−cos(θlb)}
+L(xlb−1) [xlb≦x≦xls] …(1)
=A×{1−cos(θlb)}+L(xlb−1) [xls≦x≦xrb]
xls=(2π―θlb)/w+xlb
θlb=(3/2)×π―(1/2)×tan−1(k0×D2)
A=k1×(U1―U2)/2
w=k2×{L(xlb−1)−L(xlb−2)}×π
Lh(x)=Lhl(x) [xlb≦x≦xls] …(2)
={(xrs−x)×Lhl(x)+(x−xls)×Lhr(x)}
/(xrs−xls) [xls≦x≦xrs]
=Lhr(x) [xrs≦x≦xrb]
Lh(x)=min(Lhl(x)、Lhr(x)) …(3)
また、第1の方向とは異なる第2の方向に関しても、当該第2の方向における波形Lv(x)を導出し、第1の方向における波形Lh(x)と第2の方向における波形Lv(x)から、ピーク輝度値の波形を導出する。
更に、第1の方向における波形Lh(x)と第2の方向における波形Lv(x)を合成し、ローパスフィルタを適用することによって、ピーク輝度値の波形を導出する。
次に、第2実施形態における画像表示装置を説明する。図4は、第2実施形態における画像表示装置50の信号処理ブロック図である。画像表示装置50においては、第1実施形態同様、第1のダイナミックレンジはSDRであり、第1のダイナミックレンジより広い範囲の第2のダイナミックレンジはHDRである。画像表示装置50は、第1実施形態として示した画像処理回路1を、SDR画像処理部57として備えた表示装置である。
次に、第3実施形態における画像変換装置を説明する。図5は、第3実施形態における画像変換装置70の信号処理ブロック図である。画像変換装置70においては、第1実施形態同様、第1のダイナミックレンジはSDRであり、第1のダイナミックレンジより広い範囲の第2のダイナミックレンジはHDRである。画像変換装置70は、第1実施形態として示した画像処理回路1を、SDR画像処理部73として備えた変換装置である。
次に、図6、図7を用いて、上記第1実施形態に関する実験結果について説明する。
2 拡張SDR画像(第1のダイナミックレンジの画像)
3 HDR画像(第2のダイナミックレンジの画像)
4 輝度飽和領域検出器
5 ピーク輝度値生成器
6 遅延回路
7 画像合成器
10 水平波形抽出器
11a、11b 波形生成器
12、15 一次元波形合成器
13 垂直波形抽出器
14a、14b 波形生成器
16 二次元波形合成器
17 二次元LPF
31 左側波形(領域における画素の輝度値の波形)
32 右側波形(領域における画素の輝度値の波形)
41 左側波形を基にした輝度値の波形(輝度飽和領域における波形)
42 右側波形を基にした輝度値の波形(輝度飽和領域における波形)
50 画像表示装置
51、71 I/F部
52 第1HDR用EOTF階調変換器
53 第2HDR用EOTF階調変換器
54、72 SDR用EOTF階調変換器(EOTF階調変換器)
55 第1HDR画像処理部
56 第2HDR画像処理部
57、73 SDR画像処理部(画像処理回路)
58、76 セレクタ
59 OETF階調変換器
60 パネル駆動・制御部
61 HDR画像表示パネル(画像表示パネル)
70 画像変換装置
R1、R2 領域
S 輝度飽和領域
74 第1HDR用OETF階調変換器(OETF階調変換器)
75 第2HDR用OETF階調変換器(OETF階調変換器)
Claims (10)
- 第1のダイナミックレンジの画像を、該第1のダイナミックレンジより広い範囲の第2のダイナミックレンジの画像へ変換する画像処理回路であって、
前記第1のダイナミックレンジの画像の、輝度値が第1のダイナミックレンジの上限値となって飽和した輝度飽和領域を検出する輝度飽和領域検出器と、
第1の方向において前記輝度飽和領域を挟むように位置する2つの領域の各々において、横軸と縦軸をそれぞれ画素位置と輝度値として表されたグラフにおいて輝度値をプロットしてつなげることで得られる当該領域における輝度値の波形の二次微分値を基に、個別に、上記グラフでの前記輝度飽和領域における波形を導出し、前記2つの領域の各々の前記輝度飽和領域における波形を合成することにより、前記第1の方向における波形を導出し、当該第1の方向における波形から、前記輝度飽和領域内の各画素の前記上限値を超えたピーク輝度値の波形を導出して、前記輝度飽和領域に対して前記ピーク輝度値を算出するピーク輝度値生成器と、
前記第1のダイナミックレンジの画像と、前記輝度飽和領域の各画素の前記ピーク輝度値から、前記第2のダイナミックレンジの画像を生成する画像合成器を備える、画像処理回路。 - 前記第1の方向は水平方向である、請求項1に記載の画像処理回路。
- 前記ピーク輝度値生成器は、前記第1の方向とは異なる第2の方向に関しても、当該第2の方向における波形を導出し、前記第1の方向における波形と前記第2の方向における波形から、前記ピーク輝度値の波形を導出する、請求項1または2に記載の画像処理回路。
- 前記ピーク輝度値生成器は、前記第1の方向における波形と前記第2の方向における波形を合成し、ローパスフィルタを適用することによって、前記ピーク輝度値の波形を導出する、請求項3に記載の画像処理回路。
- 前記第2の方向は垂直方向である、請求項3または4に記載の画像処理回路。
- 前記画像合成器は、前記第1のダイナミックレンジの画像の、前記輝度飽和領域の各画素の輝度値を、当該画素の前記ピーク輝度値へと変換することにより、前記第2のダイナミックレンジの画像を生成する、請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理回路。
- 前記第1のダイナミックレンジはSDRであり、前記第2のダイナミックレンジはHDRである、請求項1から6のいずれか一項に記載の画像処理回路。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の画像処理回路と、
前記第1のダイナミックレンジの画像を階調変換して前記画像処理回路へ送信するEOTF階調変換器と、
前記画像処理回路から前記第2のダイナミックレンジの画像を受信して階調変換を行うOETF階調変換器と、
該OETF階調変換器により階調変換された第2のダイナミックレンジの画像を受信して表示する画像表示パネルを備える、画像表示装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の画像処理回路と、
前記第1のダイナミックレンジの画像を階調変換して前記画像処理回路へ送信するEOTF階調変換器と、
前記画像処理回路から前記第2のダイナミックレンジの画像を受信して階調変換を行うOETF階調変換器を備える、画像変換装置。 - 第1のダイナミックレンジの画像を、該第1のダイナミックレンジより広い範囲の第2のダイナミックレンジの画像へ変換する画像処理方法であって、
前記第1のダイナミックレンジの画像の、輝度値が第1のダイナミックレンジの上限値となって飽和した輝度飽和領域を検出し、
第1の方向において前記輝度飽和領域を挟むように位置する2つの領域の各々において、横軸と縦軸をそれぞれ画素位置と輝度値として表されたグラフにおいて輝度値をプロットしてつなげることで得られる当該領域における輝度値の波形の二次微分値を基に、個別に、上記グラフでの前記輝度飽和領域における波形を導出し、前記2つの領域の各々の前記輝度飽和領域における波形を合成することにより、前記第1の方向における波形を導出し、当該第1の方向における波形から、前記輝度飽和領域内の各画素の前記上限値を超えたピーク輝度値の波形を導出して、前記輝度飽和領域に対して前記ピーク輝度値を算出し、
前記第1のダイナミックレンジの画像と、前記輝度飽和領域の各画素の前記ピーク輝度値から、前記第2のダイナミックレンジの画像を生成する、画像処理方法。
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