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KR20170084035A - 송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법 - Google Patents

송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법 Download PDF

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KR20170084035A
KR20170084035A KR1020177011172A KR20177011172A KR20170084035A KR 20170084035 A KR20170084035 A KR 20170084035A KR 1020177011172 A KR1020177011172 A KR 1020177011172A KR 20177011172 A KR20177011172 A KR 20177011172A KR 20170084035 A KR20170084035 A KR 20170084035A
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Inventor
이쿠오 츠카고시
Original Assignee
소니 주식회사
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Publication date
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Abstract

HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행한다. 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는다. 이 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는다. 이 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신한다. 비디오 스트림의 레이어에, 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입한다.

Description

송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법{TRANSMISSION DEVICE, TRANSMISSION METHOD, RECEPTION DEVICE, AND RECEPTION METHOD}
본 기술은, 송신 장치, 송신 방법, 수신 장치 및 수신 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 적용하여 얻어진 전송 비디오 데이터를 송신하는 송신 장치 등에 관한 것이다.
종래, 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 적용하여 얻어진 전송 비디오 데이터를 송신하는 것이 고려되고 있다. 이하, 하이 다이내믹 레인지를, 적절히 「HDR」이라 표기한다. 예를 들어, 비특허문헌 1에는, 종래 수신기에 의한 수신을 고려한, 종래의 광전 변환 특성(감마 특성)과의 호환 영역을 포함하는 HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)에 대한 기재가 있다.
Tim Borer, "Non-Linear Opto-Electrical Transfer Functions for High Dynamic Range Television", Research & Development White Paper WHP 283, July 2014
예를 들어, 전술한 종래의 광전 변환 특성과의 호환 영역을 포함하는 HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터를 송신하는 경우, 종래 수신기가 광전 변환 특성은 종래와 마찬가지로 판단할 수 있고, 또한 HDR 대응 수신기가 광전 변환 특성은 HDR 광전 변환 특성이라 판단할 수 있는 것이 필요해진다.
본 기술의 목적은, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있도록 하는 것에 있다.
본 기술의 개념은,
하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는 광전 변환부와,
상기 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는 인코드부와,
상기 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신하는 송신부와,
상기 비디오 스트림의 레이어에, 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 정보 삽입부를 구비하는
송신 장치에 있다.
본 기술에 있어서, 광전 변환부에 의해, 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환이 행해져서 전송 비디오 데이터가 얻어진다. 이 경우, 예를 들어 종래의 광전 변환 특성(감마 특성)과의 호환 영역을 포함하는 하이 다이내믹 레인지 광전 변환 특성(신 감마 특성)이 사용되도록 되어도 된다.
인코드부에 의해, 전송 비디오 데이터에 인코드 처리가 실시되어 비디오 스트림이 얻어진다. 송신부에 의해, 이 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너가 송신된다. 예를 들어, 컨테이너는, 디지털 방송 규격으로 채용되고 있는 트랜스포트 스트림(MPEG-2 TS)이어도 된다. 또한, 예를 들어 컨테이너는, 인터넷의 배신 등에서 사용되는 MP4, 혹은 그 이외의 포맷의 컨테이너이어도 된다.
정보 삽입부에 의해, 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입됨과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입된다.
예를 들어, 정보 삽입부는, 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 비디오 스트림의 레이어에 삽입하는 경우, 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 비디오 스트림 내의 제1 영역에 삽입하고, 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 비디오 스트림 내의 제1 영역과는 다른 제2 영역에 삽입하도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 제1 영역은 SPS NAL 유닛의 영역이며, 제2 영역은 SEI NAL 유닛의 영역이도록 되어도 된다.
또한, 예를 들어 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며, 정보 삽입부는, 컨테이너의 레이어에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 이 메타 정보를 프로그램·맵·테이블의 관리하에 삽입하도록 되어도 된다. 또한, 예를 들어 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며, 정보 삽입부는, 컨테이너의 레이어에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 이 메타 정보를 이벤트·인포메이션·테이블의 관리하에 삽입하도록 되어도 된다.
이와 같이 본 기술에 있어서는, 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입됨과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되는 것이다.
그로 인해, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있게 된다. 즉, 종래 수신기는 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여 광전 변환 특성은 종래와 마찬가지로 판단할 수 있다. 또한, HDR 대응 수신기는 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여 광전 변환 특성은 HDR 광전 변환 특성이라 판단할 수 있다.
또한, 본 기술에 있어서, 예를 들어 정보 삽입부는, 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보를 삽입하도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 표시 제어를 위한 메타 정보는, 피크 휘도 정보를 포함하도록 되어도 된다. 또한, 예를 들어 표시 제어를 위한 메타 정보는, 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하도록 되어도 된다. 이 경우, HDR 대응 수신기에 있어서, 이 표시 제어를 위한 메타 정보를 이용해서 표시 휘도 제어를 적절하게 행할 수 있게 된다.
또한, 본 기술의 다른 개념은,
전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너를 수신하는 수신부와,
상기 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 상기 전송 비디오 데이터를 얻는 디코드부와,
상기 전송 비디오 데이터에 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는 전광 변환부를 구비하고,
상기 전광 변환부는,
상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 전송 비디오 데이터에, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 행하여 상기 표시용 비디오 데이터를 얻는
수신 장치에 있다.
본 기술에 있어서, 수신부에 의해, 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너가 수신된다. 디코드부에 의해, 비디오 스트림에 디코드 처리가 실시되어 전송 비디오 데이터가 얻어진다. 그리고, 전광 변환부에 의해, 전송 비디오 데이터에 전광 변환이 행해져서 표시용 비디오 데이터가 얻어진다.
전광 변환부에서는, 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 전송 비디오 데이터에, 이 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 이 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환이 행해져서 표시용 비디오 데이터가 얻어진다.
이와 같이 본 기술에 있어서는, 하이 다이내믹 레인지 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대하여 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 적절히 행하여, 표시용 비디오 데이터로서 양호한 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 기술에 있어서, 예를 들어 표시용 비디오 데이터에 표시 휘도 조정을 행하는 휘도 조정부를 더 구비하고, 휘도 조정부는, 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 표시용 비디오 데이터에, 이 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여 표시 휘도 조정을 행하도록 되어도 된다. 이 경우, 예를 들어 표시 제어를 위한 메타 정보는 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하고, 상기 휘도 조정부는, 휘도 변환을 허용하는 영역에서 표시 휘도 조정을 행하도록 되어도 된다. 이 경우, 표시 휘도 조정을 적절하게 행할 수 있다.
본 기술에 의하면, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시로서 한정되는 것은 아니며, 또한 부가적인 효과가 있어도 된다.
도 1은, 실시 형태로서의 송수신 시스템의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 송수신 시스템을 구성하는 송신 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은, HDR 광전 변환의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP의 선두의 액세스 유닛을 나타내는 도면이다.
도 5는, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP의 선두 이외의 액세스 유닛을 나타내는 도면이다.
도 6은, 다이내믹 레인지·SEI 메시지의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 다이내믹 레인지·SEI 메시지의 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용을 나타내는 도면이다.
도 8은, 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 트랜스포트 스트림 TS의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 10은, 송수신 시스템을 구성하는 HDR 비대응의 종래의 수신 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 11은, 송수신 시스템을 구성하는 HDR 대응의 수신 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 12는, SDR 전광 변환의 특성, SDR 표시 맵핑 처리, HDR 전광 변환의 특성, HDR 표시 맵핑 처리 등을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 송수신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 14는, SDR 대응의 경우에 있어서의 셋톱 박스로부터 모니터로 보내는 "Vender Specific InfoFrame"의 패킷의 제7바이트 이후의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 15는, HDR 대응의 경우에 있어서의 셋톱 박스로부터 모니터로 보내는 "Vender Specific InfoFrame"의 패킷의 제7바이트 이후의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 16은, "Vender Specific InfoFrame"의 패킷의 각 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용을 나타내는 도면이다.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시 형태」라 함)에 대하여 설명한다. 또한, 설명을 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태
2. 변형예
<1. 실시 형태>
[송수신 시스템의 구성예]
도 1은, 실시 형태로서의 송수신 시스템(10)의 구성예를 나타내고 있다. 이 송수신 시스템(10)은, 송신 장치(100) 및 수신 장치(200, 300)에 의해 구성되어 있다. 수신 장치(200)는, 종래의 통상 다이내믹 레인지(SDR: Standard Dynamic Range)에 대응하고, 하이 다이내믹 레인지(HDR: High Dynamic Range)에 대응하지 않는 수신 장치이다. 수신 장치(300)는, HDR 대응의 수신 장치이다.
송신 장치(100)는, 컨테이너로서의 MPEG2의 트랜스포트 스트림 TS를 생성하고, 이 트랜스포트 스트림 TS를 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서 송신한다. 이 트랜스포트 스트림 TS에는, HDR 비디오 데이터에 HDR 광전 변환을 행하여 얻어진 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 얻어진 비디오 스트림이 포함된다.
비디오 스트림의 레이어에, SDR 광전 변환의 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보가 삽입된다. 또한, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에, HDR 광전 변환의 특성(신 감마 특성)을 나타내는 메타 정보가 삽입된다. 또한, 이 실시 형태에 있어서는, 이 HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입된다. 이 표시 제어를 위한 메타 정보에는, 피크 휘도 정보나 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보 등이 포함된다.
수신 장치(200)는, 수신 컨테이너에 포함되어 있는 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 전송 비디오 데이터를 얻는다. 수신 장치(200)는, 비디오 스트림에 삽입되어 있는 SDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 광전 변환 특성은 종래와 마찬가지로 판단할 수 있다. 수신 장치(200)는, 전송 비디오 데이터에, 당해 SDR 광전 변환의 특성과는 역특성의 SDR 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는다. 또한, 수신 장치(200)는, 피크 휘도(100cd/㎡), 모니터의 표시 최대 휘도 등에 기초하여, 표시용 비디오 데이터에, 표시 맵핑 처리, 즉 표시 휘도 조정을 한다.
수신 장치(300)는, 수신 컨테이너에 포함되어 있는 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 전송 비디오 데이터를 얻는다. 수신 장치(300)는, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 삽입되어 있는 HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 광전 변환 특성은 HDR 광전 변환 특성이라 판단할 수 있다. 수신 장치(300)는, 전송 비디오 데이터에, 당해 HDR 광전 변환의 특성과는 역특성의 HDR 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는다. 또한, 수신 장치(300)는, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께 삽입되어 있는 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여, 표시용 비디오 데이터에, 표시 맵핑 처리, 즉 표시 휘도 조정을 한다.
「송신 장치의 구성예」
도 2는, 송신 장치(100)의 구성예를 나타내고 있다. 이 송신 장치(100)는, 제어부(101)와, HDR 카메라(102)와, HDR 광전 변환부(103)와, 비디오 인코더(104)와, 시스템 인코더(105)와, 송신부(106)를 갖고 있다. 제어부(101)는, CPU(Central Processing Unit)를 구비하여 구성되고, 제어 프로그램에 기초하여, 송신 장치(100)의 각 부의 동작을 제어한다.
HDR 카메라(102)는, 피사체를 촬상하여, HDR(High Dynamic Range) 비디오 데이터를 출력한다. 이 HDR 비디오 데이터는, 종래의 SDR 화상의 백색 피크의 밝기를 초과한 0 내지 100%*N(N은 1보다 큰 수), 예를 들어 0 내지 1000% 등의 콘트라스트비를 갖는다. 여기서, 100%의 레벨은, 예를 들어 백색의 휘도값 100cd/㎡에 상당한다.
마스터 모니터(103a)는, HDR 카메라(102)에 의해 얻어지는 HDR 비디오 데이터를 그레이딩하기 위한 모니터이다. 이 마스터 모니터(103a)는, HDR 비디오 데이터에 대응한, 혹은, HDR 비디오 데이터를 그레이딩하기에 적합한 표시 휘도 레벨을 갖고 있다.
HDR 광전 변환부(103)는, HDR 카메라(102)에 의해 얻어지는 HDR 비디오 데이터에 대해서, HDR 광전 변환 특성을 적용하여, 전송 비디오 데이터 V1을 얻는다. 도 3의 실선 a는, HDR 광전 변환 특성을 나타내는 HDR OETF 커브이다. 또한, 도 3의 파선 b는, SDR 광전 변환 특성을 나타내는 SDR OETF 커브이다. 이 도면에 있어서, 횡축은 입력 휘도 레벨을 나타내고, 종축은 전송 부호값을 나타낸다.
HDR 광전 변환 특성은, SDR 광전 변환 특성과의 호환 영역을 포함하고 있다. 즉, 입력 휘도 레벨이 양쪽 특성의 호환 한계값까지는, 양쪽 특성의 곡선은 일치하고 있다. 입력 휘도 레벨이 호환 한계값일 때, 전송 부호값은 호환 레벨 SP가 된다. HDR 광전 변환 특성에 있어서, 입력 휘도 레벨이 피크 휘도 PL일 때, 전송 부호값은 피크 레벨 MP가 된다.
HDR 표시 기준 임계값 CL은, 수신기측의 모니터(CE 모니터)로 표시하는 휘도로서 일치시키는 영역과, CE 모니터 의존으로 하는 영역과의 경계를 나타낸다. 입력 휘도 레벨이 호환 한계값 CL일 때, 전송 부호값은 임계값 레벨 CP가 된다. 또한, SDR 광전 변환 특성에 있어서, 입력 휘도 레벨이 SDR 특성 표현 한계 휘도 SL일 때, 전송 부호값은 피크 레벨 MP가 된다. 여기서, SL은 100cd/㎡이다.
도 2로 되돌아가서, 비디오 인코더(104)는, 전송 비디오 데이터 V1에 대하여, 예를 들어 MPEG4-AVC 혹은 HEVC 등의 부호화를 실시하여, 부호화 비디오 데이터를 얻는다. 또한, 이 비디오 인코더(104)는, 후단에 구비하는 스트림 포매터(도시생략)에 의해, 이 부호화 비디오 데이터를 포함하는 비디오 스트림(비디오 엘리멘터리 스트림)을 생성한다.
이때, 비디오 인코더(104)는, 비디오 스트림의 레이어에, SDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입한다. 즉, 비디오 인코더(104)는, 액세스 유닛(AU)의 SPS NAL 유닛의 VUI(video usability information)의 영역에, 메타 정보 「Transfer characteristics 1」을 삽입한다.
또한, 비디오 인코더(104)는, 비디오 스트림의 레이어에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보를 삽입한다. 즉, 비디오 인코더(104)는, 액세스 유닛(AU)의 "SEIs"의 부분에, 신규 정의하는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지(Dynamic Range SEI message)를 삽입한다.
도 4는, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP(Group Of Pictures)의 선두의 액세스 유닛을 나타내고 있다. 또한, 도 5는, 부호화 방식이 HEVC인 경우에 있어서의 GOP의 선두 이외의 액세스 유닛을 나타내고 있다. HEVC의 부호화 방식의 경우, 화소 데이터가 부호화되어 있는 슬라이스(slices)의 전에 디코드용 SEI 메시지군 「Prefix_SEIs」가 배치되고, 이 슬라이스(slices)의 후에 표시용 SEI 메시지군 「Suffix_SEIs」가 배치된다. 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 다이내믹 레인지·SEI 메시지는, SEI 메시지군 「Suffix_SEIs」로서 배치된다.
도 6은, 다이내믹 레인지·SEI 메시지의 구조예(Syntax)를 나타내고 있다. 도 7은, 그 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용(Semantics)을 나타내고 있다. 「transfer_characteristics2」의 8비트 필드는, HDR 광전 변환의 특성을 지정한다. 「number_of_bits」의 8비트 필드는, 부호화 화소 비트수를 나타낸다.
「minimum_brightness_value」의 16비트 필드는, 최소 레벨의 휘도(cd/㎡)를 나타낸다. 「peak_level」의 16비트 필드는, 최대 레벨의 상대값(%)을 나타낸다. 「peak_level_brightness」의 16비트 필드는, 최대 레벨의 휘도(cd/㎡)를 나타내고, 도 3에 있어서의 피크 휘도 PL에 대응한다.
「compliant_threshold_level」의 16비트 필드는, 표시 레벨 맵핑 시의 임계값(%)을 나타낸다. 「compliant_threshold_level_value」의 16비트 필드는, 표시 레벨 맵핑 시의 임계값으로 되는 휘도(cd/㎡)를 나타내고, 도 3에 있어서의 HDR 표시 기준 임계값 CL에 대응한다.
도 2로 되돌아가서, 시스템 인코더(105)는, 비디오 인코더(104)에 의해 생성된 비디오 스트림 VS를 포함하는 트랜스포트 스트림 TS를 생성한다. 그리고, 송신부(106)는, 이 트랜스포트 스트림 TS를, 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서, 수신 장치(200, 300)에 송신한다.
도 2에 도시한 송신 장치(100)의 동작을 간단하게 설명한다. HDR 카메라(102)에 의해 촬상되어 얻어진 HDR 비디오 데이터는, HDR 광전 변환부(103)에 공급된다. HDR 카메라(102)에 의해 얻어지는 HDR 비디오 데이터는, 마스터 모니터(103a)를 사용해서 그레이딩된다. 이 HDR 광전 변환부(103)에서는, 이 HDR 비디오 데이터에 대하여 HDR 광전 변환 특성(HDR OETF 커브)이 적용되어 광전 변환이 행해지고, 전송 비디오 데이터 V1이 얻어진다. 이 전송 비디오 데이터 V1은, 비디오 인코더(104)에 공급된다.
비디오 인코더(104)에서는, 전송 비디오 데이터 V1에 대하여, 예를 들어 MPEG4-AVC 혹은 HEVC 등의 부호화가 실시되어, 부호화 비디오 데이터가 얻어진다. 또한, 이 비디오 인코더(104)에서는, 후단에 구비하는 스트림 포매터에 의해, 이 부호화 비디오 데이터를 포함하는 비디오 스트림이 생성된다.
이때, 비디오 인코더(104)에서는, 비디오 스트림의 레이어에, SDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입된다. 즉, 비디오 인코더(104)에서는, 액세스 유닛(AU)의 SPS NAL 유닛의 VUI의 영역에, 메타 정보 「Transfer characteristics 1」이 삽입된다.
또한, 비디오 인코더(104)에서는, 비디오 스트림의 레이어에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입된다. 즉, 비디오 인코더(104)에서는, 액세스 유닛(AU)의 "SEIs"의 부분에, 신규 정의하는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입된다.
비디오 인코더(104)에 의해 생성된 비디오 스트림 VS는, 시스템 인코더(105)에 공급된다. 이 시스템 인코더(105)에서는, 비디오 스트림을 포함하는 MPEG2의 트랜스포트 스트림 TS가 생성된다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 송신부(106)에 의해, 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서, 수신 장치(200, 300)에 송신된다.
또한, 전술에서는, 비디오 스트림의 레이어에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되는 예를 나타내었다. 다이내믹 레인지·SEI 메시지는 가장 빈번하게는 픽처마다 보낼 수 있으므로, 메타 정보를 픽처마다 변경하는 것도 가능해진다. 또는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지를 예를 들어 씬에 1회라든가, 혹은 더 성긴 단위에서 보낼 수도 있다. 또는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지를 픽처마다 보내더라도, 메타 정보의 값이 변하지 않으면 정적인 운용도 가능해진다.
비디오 스트림의 레이어 대신에, 혹은 비디오 스트림의 레이어와 함께, 컨테이너의 레이어에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되어도 된다. 예를 들어, 시스템 인코더(105)는, 프로그램·맵·테이블(PMT)의 관리하에, 신규 정의하는, 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터(Video Dynamic Range descriptor)를 삽입한다. 정적인 운용으로서 충분한 경우에는, 이것으로 충분하다.
또는, 프로그램 단위에서 HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보를 알 수 있으면 충분한 경우, 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터를, 이벤트·인포메이션·테이블(EIT)의 관리하에 삽입하는 것도 생각된다.
도 8은, 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터의 구조예(Syntax)를 나타내고 있다. 「descriptor_tag」의 8비트 필드는, 디스크립터 타입을 나타낸다. 여기에서는, 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터인 것을 나타낸다. 「descriptor_length」의 8비트 필드는, 디스크립터의 길이(사이즈)를 나타내고, 디스크립터의 길이로서, 이후의 바이트수를 나타낸다. 또한, 상세 설명은 생략하지만, 이 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터의 내용은, 전술한 다이내믹 레인지·SEI 메시지의 내용과 동일하다.
[트랜스포트 스트림 TS의 구성]
도 9는, 트랜스포트 스트림 TS의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에서는, PID1로 식별되는 비디오 스트림의 PES 패킷 「video PES1」이 존재한다. 액세스 유닛의 SPS의 VUI의 영역에, SDR 광전 변환의 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 1」이 삽입된다. 또한, 액세스 유닛에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 2」 및 표시 제어를 위한 메타 정보 「peak level, threshold level」이 기술된 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입된다.
또한, 트랜스포트 스트림 TS에는, PSI(Program Specific Information)로서, PMT(Program Map Table)가 포함되어 있다. PSI는, 트랜스포트 스트림에 포함되는 각 엘리멘터리 스트림이 어느 프로그램에 속해 있는지를 기재한 정보이다. PMT에는, 프로그램 전체에 관련된 정보를 기술하는 프로그램·루프(Program loop)가 존재한다.
PMT에는, 각 엘리멘터리 스트림에 관련된 정보를 갖는 엘리멘터리 스트림·루프가 존재한다. 이 구성예에서는, 비디오 스트림에 대응한 비디오 엘리멘터리 스트림·루프(video ES loop)가 존재한다. 비디오 엘리멘터리 스트림·루프(video ES loop)에는, 비디오 스트림에 대응하여, 스트림 타입, PID(패킷 식별자) 등의 정보가 배치됨과 함께, 그 비디오 스트림에 관련된 정보를 기술하는 디스크립터도 배치된다.
이 비디오 스트림의 「Stream_type」의 값은, 예를 들어 HEVC 비디오 스트림을 나타내는 값으로 설정되고, PID 정보는 비디오 스트림의 PES 패킷 「video PES」에 부여되는 PID1을 나타내게 된다. 디스크립터의 하나로서, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 2」 및 표시 제어를 위한 메타 정보 「peak level, threshold level」이 기술된 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되는 경우도 있다. 이 디스크립터는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지 대신에 혹은 다이내믹 레인지·SEI 메시지와 함께, 삽입된다.
또한, 트랜스포트 스트림 TS에는, 이벤트(프로그램) 단위의 관리를 행하는 SI(Serviced Information)로서의 EIT(Event Information Table)가 포함되어 있다. 이 EIT에, HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 2」 및 표시 제어를 위한 메타 정보 「peak level, threshold level」이 기술된 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되는 경우도 있다. 이 디스크립터는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지 대신에 혹은 다이내믹 레인지·SEI 메시지와 함께, 삽입된다.
「HDR 비대응의 종래의 수신 장치의 구성예」
도 10은, 수신 장치(200)의 구성예를 나타내고 있다. 이 수신 장치(200)는, 전술한 바와 같이 HDR 비대응의 수신 장치이다. 이 수신 장치(200)는, 제어부(201)와, 수신부(202)와, 시스템 디코더(203)와, 비디오 디코더(204)와, SDR 전광 변환부(205)와, SDR 표시 맵핑부(206)와, CE 모니터(207)를 갖고 있다. 제어부(201)는, CPU(Central Processing Unit)를 구비해서 구성되고, 제어 프로그램에 기초하여, 수신 장치(200)의 각 부의 동작을 제어한다.
수신부(202)는, 송신 장치(100)로부터 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS를 수신한다. 시스템 디코더(203)는, 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림(엘리멘터리 스트림) VS를 추출한다. 또한, 시스템 디코더(203)는, 컨테이너(트랜스포트 스트림)의 레이어에 삽입되어 있는 다양한 정보를 추출하고, 제어부(201)에 보낸다. 또한, 컨테이너의 레이어에 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(200)가 HDR 비대응이기 때문에, 당해 디스크립터는 건너 띄며 읽어진다.
비디오 디코더(204)는, 시스템 디코더(203)에 의해 추출되는 비디오 스트림 VS에 대하여 복호화 처리를 행하여, 전송 비디오 데이터 V1을 출력한다. 또한, 비디오 디코더(204)는, 비디오 스트림 VS를 구성하는 각 액세스 유닛에 삽입되어 있는 파라미터 세트나 SEI 메시지를 추출하고, 제어부(201)에 보낸다. 또한, 비디오 스트림의 레이어에 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(200)가 HDR 비대응이기 때문에, 당해 SEI 메시지는 건너 띄며 읽어진다.
제어부(201)는, SPS의 비디오·유용성 정보(VUI)에 있어서의, SDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 1」에 기초하여, SDR 광전 변환 특성(감마 특성)을 인식하고, SDR 전광 변환부(205)에, SDR 광전 변환 특성과는 역특성의 SDR 전광 변환 특성을 설정한다. SDR 전광 변환부(205)는, 비디오 디코더(204)로부터 출력되는 전송 비디오 데이터 V1에, SDR 전광 변환 특성을 적용하여, SDR 화상을 표시하기 위한 표시 비디오 데이터를 얻는다.
도 12의 파선 b는, SDR 전광 변환 특성을 나타내는 SDR EOTF 커브이다. 이 도면에 있어서, 횡축은 전송 부호값을 나타내고, 전술한 도 3의 종축에 대응하고 있다. 또한, 이 도면에 있어서, 종축은 표시 휘도 레벨(출력 휘도 레벨)을 나타내고, 전술한 도 3의 횡축에 대응하고 있다. SDR 전광 변환 특성에 있어서, 전송 부호값이 피크 레벨 MP일 때, 표시 휘도 레벨은 SL이 된다. 이 SL은, 전술한 바와 같이 SDR 특성 표현 한계 휘도이며, 100cd/㎡이다.
SDR 표시 맵핑부(206)는, SDR 전광 변환부(205)에 의해 얻어진 표시 비디오 데이터에 대하여 표시 휘도 조정을 행한다. 즉, SDR 표시 맵핑부(206)는, CE 모니터(207)의 최대 휘도 표시 능력이 SL보다도 높은 DP인 경우, 표시 최대 휘도 레벨이 DP가 되도록 표시 맵핑 처리, 즉 휘도 변환 처리를 행한다. 도 12의 일점쇄선 b'는, 그 경우에 있어서의 휘도 변환 처리의 일례를 나타내고 있다.
도 10에 도시한 수신 장치(200)의 동작을 간단하게 설명한다. 수신부(202)에서는, 송신 장치(100)로부터 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS가 수신된다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 시스템 디코더(203)에 공급된다. 시스템 디코더(203)에서는, 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림 VS가 추출된다.
또한, 시스템 디코더(203)에서는, 컨테이너의 레이어에 삽입되어 있는 다양한 정보가 추출되고, 제어부(201)에 보내진다. 또한, 컨테이너의 레이어에 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(200)가 HDR 비대응이기 때문에, 당해 디스크립터는 건너 띄며 읽어진다.
시스템 디코더(203)에 의해 추출된 비디오 스트림 VS는, 비디오 디코더(204)에 공급된다. 비디오 디코더(204)에서는, 시스템 디코더(203)에 의해 추출되는 비디오 스트림 VS에 대하여 복호화 처리가 행해져서, 전송 비디오 데이터 V1이 얻어진다.
또한, 비디오 디코더(204)에서는, 비디오 스트림 VS를 구성하는 각 액세스 유닛에 삽입되어 있는 파라미터 세트나 SEI 메시지가 추출되고, 제어부(201)에 보내진다. 또한, 비디오 스트림의 레이어에 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(200)가 HDR 비대응이기 때문에, 당해 SEI 메시지는 건너 띄며 읽어진다.
제어부(201)에서는, SPS의 비디오·유용성 정보(VUI)에 있어서의, SDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 1」에 기초하여, SDR 광전 변환 특성(감마 특성)이 인식되고, SDR 전광 변환부(205)에, SDR 광전 변환 특성과는 역특성의 SDR 전광 변환 특성이 설정된다.
비디오 디코더(203)에 의해 얻어진 전송 비디오 데이터 V1은 SDR 전광 변환부(205)에 공급된다. SDR 전광 변환부(205)에서는, 비디오 디코더(204)로부터 출력되는 전송 비디오 데이터 V1에, SDR 전광 변환 특성이 적용되어, SDR 화상을 표시하기 위한 표시 비디오 데이터가 얻어진다.
SDR 전광 변환부(205)에 의해 얻어진 표시 비디오 데이터는, SDR 표시 맵핑부(206)에 공급된다. SDR 표시 맵핑부(206)에서는, 표시 비디오 데이터에 대하여 표시 휘도 조정이 행해진다. 즉, SDR 표시 맵핑부(206)에서는, CE 모니터(207)의 최대 휘도 표시 능력이 SL보다도 높은 DP인 경우, 표시 최대 휘도 레벨이 DP가 되도록 표시 맵핑 처리, 즉 휘도 변환 처리가 행해진다(도 12의 일점쇄선 b' 참조).
표시 맵핑부(206)의 출력 비디오 데이터는, CE 모니터(207)에 공급된다. 이 CE 모니터(207)에, 표시 휘도 조정된 SDR 화상이 표시된다.
「HDR 대응의 수신 장치의 구성예」
도 11은, 수신 장치(300)의 구성예를 나타내고 있다. 이 수신 장치(300)는, 전술한 바와 같이 HDR 대응의 수신 장치이다. 이 수신 장치(300)는, 제어부(301)와, 수신부(302)와, 시스템 디코더(303)와, 비디오 디코더(304)와, HDR 전광 변환부(305)와, HDR 표시 맵핑부(306)와, CE 모니터(307)를 갖고 있다. 제어부(301)는, CPU(Central Processing Unit)를 구비해서 구성되고, 제어 프로그램에 기초하여, 수신 장치(300)의 각 부의 동작을 제어한다.
수신부(302)는, 송신 장치(100)로부터 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS를 수신한다. 시스템 디코더(303)는, 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림(엘리멘터리 스트림) VS를 추출한다. 또한, 시스템 디코더(303)는, 컨테이너(트랜스포트 스트림)의 레이어에 삽입되어 있는 다양한 정보를 추출하고, 제어부(301)에 보낸다. 컨테이너의 레이어에 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(300)가 HDR 대응이기 때문에, 추출 정보에는 당해 디스크립터의 정보도 포함된다.
비디오 디코더(304)는, 시스템 디코더(303)에 의해 추출되는 비디오 스트림 VS에 대하여 복호화 처리를 행하여, 전송 비디오 데이터 V1을 출력한다. 또한, 비디오 디코더(304)는, 비디오 스트림 VS를 구성하는 각 액세스 유닛에 삽입되어 있는 파라미터 세트나 SEI 메시지를 추출하고, 제어부(301)에 보낸다. 또한, 비디오 스트림의 레이어에 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(300)가 HDR 대응이기 때문에, 당해 SEI 메시지의 추출도 행해진다.
제어부(301)는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지 혹은 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터에 있어서의 HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 2」에 기초하여, HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)을 인식하고, HDR 전광 변환부(305)에, HDR 광전 변환 특성과는 역특성의 HDR 전광 변환 특성을 설정한다. HDR 전광 변환부(305)는, 비디오 디코더(304)로부터 출력되는 전송 비디오 데이터 V1에, HDR 전광 변환 특성을 적용하여, HDR 화상을 표시하기 위한 표시 비디오 데이터를 얻는다.
도 12의 실선 a는, HDR 전광 변환 특성을 나타내는 HDR EOTF 커브이다. HDR 전광 변환 특성에 있어서, 전송 부호값이 피크 레벨 MP일 때, 표시 휘도 레벨은 PL이 된다. 또한, 전송 부호값이 임계값 레벨 CP일 때, 출력 휘도 레벨은 HDR 표시 기준 임계값 CL이 된다. 이 임계값 CL은, 전술한 바와 같이, 수신기측의 모니터(CE 모니터)로 표시하는 휘도로서 일치시키는 영역과 CE 모니터 의존으로 하는 영역과의 경계를 나타낸다.
비디오 스트림의 레이어에 삽입되는 다이내믹 레인지·SEI 메시지나 컨테이너의 레이어에 삽입되는 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터에는, PL, CL의 휘도 정보가, 표시 제어를 위한 메타 정보로서 포함되어 있다(도 6-도 8 참조).
HDR 표시 맵핑부(306)는, HDR 전광 변환부(305)에 의해 얻어진 표시 비디오 데이터에 대해서, 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여, 표시 휘도 조정을 행한다. 즉, HDR 표시 맵핑부(306)는, CE 모니터(307)의 최대 휘도 표시 능력이 PL보다도 높은 EP인 경우, HDR 전광 변환부(305)의 출력 휘도 레벨 중, 휘도 CL을 초과한 레벨을, 표시 최대 휘도 레벨이 EP가 되도록 표시 맵핑 처리, 즉 휘도 변환 처리를 행하는 것도 표시 기능의 한 방법으로서 가능해진다. 도 12의 이점쇄선 a'는, 그 경우에 있어서의 휘도 변환 처리의 일례를 나타내고 있다.
도 11에 도시한 수신 장치(300)의 동작을 간단히 설명한다. 수신부 (302)에서는, 송신 장치(100)로부터 방송파 혹은 네트의 패킷에 실어서 보내져 오는 트랜스포트 스트림 TS가 수신된다. 이 트랜스포트 스트림 TS는, 시스템 디코더(303)에 공급된다. 시스템 디코더(303)에서는, 이 트랜스포트 스트림 TS로부터 비디오 스트림 VS가 추출된다.
또한, 시스템 디코더(303)에서는, 컨테이너의 레이어에 삽입되어 있는 다양한 정보가 추출되고, 제어부(301)에 보내진다. 또한, 컨테이너의 레이어에 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(300)가 HDR 대응이기 때문에, 추출 정보에는 당해 디스크립터의 정보도 포함된다.
시스템 디코더(303)에 의해 추출된 비디오 스트림 VS는, 비디오 디코더(304)에 공급된다. 비디오 디코더(304)에서는, 시스템 디코더(303)에 의해 추출되는 비디오 스트림 VS에 대하여 복호화 처리가 행해지고, 전송 비디오 데이터 V1이 얻어진다.
또한, 비디오 디코더(304)에서는, 비디오 스트림 VS를 구성하는 각 액세스 유닛에 삽입되어 있는 파라미터 세트나 SEI 메시지가 추출되고, 제어부(301)에 보내진다. 또한, 비디오 스트림의 레이어에 다이내믹 레인지·SEI 메시지가 삽입되어 있는 경우, 수신 장치(300)가 HDR 대응이기 때문에, 당해 SEI 메시지의 추출도 행해진다.
제어부(301)에서는, 다이내믹 레인지·SEI 메시지 혹은 비디오·다이내믹 레인지·디스크립터에 있어서의 HDR 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보 「Transfer characteristics 2」에 기초하여, HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)이 인식되고, HDR 전광 변환부(305)에, HDR 광전 변환 특성과는 역특성의 HDR 전광 변환 특성이 설정된다. HDR 전광 변환부(305)에서는, 비디오 디코더(304)로부터 출력되는 전송 비디오 데이터 V1에, HDR 전광 변환 특성이 적용되어, HDR 화상을 표시하기 위한 표시 비디오 데이터가 얻어진다.
HDR 전광 변환부(305)에 의해 얻어진 표시 비디오 데이터는, HDR 표시 맵핑부(306)에 공급된다. HDR 표시 맵핑부(306)에서는, 표시 비디오 데이터에 대해서, 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여, 표시 휘도 조정이 행해진다. 즉, HDR 표시 맵핑부(306)에서는, CE 모니터(307)의 최대 휘도 표시 능력이 PL보다도 높은 EP인 경우, HDR 전광 변환부(305)의 출력 휘도 레벨 중, 휘도 CL을 초과한 레벨이, 표시 최대 휘도 레벨이 EP가 되도록 표시 맵핑 처리, 즉 휘도 변환 처리가 행해진다(도 12의 이점쇄선 a' 참조).
표시 맵핑부(306)의 출력 비디오 데이터는, CE 모니터(307)에 공급된다. 이 CE 모니터(307)에, 표시 휘도 조정된 HDR 화상이 표시된다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시한 송수신 시스템(10)에 있어서, 비디오 스트림의 레이어에 SDR 광전 변환 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보가 삽입됨과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)을 나타내는 메타 정보가 삽입되는 것이다. 그로 인해, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터 V1에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있다.
즉, 종래 수신기(수신 장치(200))는 SDR 광전 변환 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여 광전 변환 특성은 종래와 마찬가지로 판단할 수 있다. 또한, HDR 대응 수신기(수신 장치(300))는 HDR 광전 변환 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여 광전 변환 특성은 HDR 광전 변환 특성이라 판단할 수 있다. 따라서, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터 V1에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 송수신 시스템(10)에 있어서, HDR 광전 변환 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되는 것이다. 그로 인해, HDR 대응 수신기에 있어서, 이 표시 제어를 위한 메타 정보를 이용해서 표시 휘도 제어를 적절하게 행할 수 있다. 이 경우, 표시 제어를 위한 메타 정보에는 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보가 포함되고, 휘도 변환을 허용하는 영역에서만, 예를 들어 CE 모니터(307)의 표시 휘도 능력에 따른 휘도 변환이 행해지기 때문에, 제작측이 의도하는 휘도 분위기를 양호하게 재현하는 것이 가능해진다.
<2. 변형예>
또한, 전술 실시 형태에 있어서, 수신 장치(200, 300)에서는, 전광 변환부(205, 305)에서 전광 변환 처리를 행함과 함께, 표시 맵핑부(206, 306)에서 CE 모니터(207, 307)의 최대 휘도 표시 능력에 따른 휘도 변환 처리를 행하는 예를 나타내었다. 그러나, 전광 변환 특성(EOTF)에 휘도 변환 특성을 반영시켜 둠으로써, 전광 변환부(205, 305)만으로 전광 변환 처리와 휘도 변환 처리를 동시에 행하게 하는 것이 가능하다.
또한, 전술 실시 형태에 있어서는, 송신 장치(100) 및 수신 장치(200, 300)에 의해 구성되는 송수신 시스템(10)을 나타내었지만, 본 기술을 적용할 수 있는 송수신 시스템의 구성은, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 13에 도시한 송수신 시스템(10A)과 같이, 수신 장치(200, 300)의 부분이, 예를 들어(HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 등의 디지털 인터페이스에 의해 접속된 셋톱 박스(STB)(200A, 300A) 및 모니터(200B, 300B)로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 「HDMI」는, 등록 상표이다.
이 경우, 비디오 디코더(204, 304)까지가 셋톱 박스(200A, 300A)에 포함되고, 전광 변환부(205, 305) 이후가 모니터(200B, 300B)에 포함된다. HDR 비대응의 셋톱 박스(200A)는, 예를 들어 "Vender Specific Info Frame"의 패킷을 사용하여, SDR 광전 변환의 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보를 모니터(200B)에 보낸다. 또한, HDR 대응의 셋톱 박스(300A)는, 예를 들어 "Vender Specific Info Frame"의 패킷을 사용하여, HDR 광전 변환의 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보 및 표시 제어를 위한 메타 정보를 모니터(300B)에 보낸다.
도 14는, 셋톱 박스(200A)로부터 모니터(200B)로 보내는 "Vender Specific InfoFrame"의 패킷의 제7바이트 이후의 구조예를 나타내고 있다. 또한, 도 15는, 셋톱 박스(300A)로부터 모니터(300B)로 보내는 "Vender Specific InfoFrame"의 패킷의 제7바이트 이후의 구조예를 나타내고 있다. 또한, 도 16은, 각 구조예에 있어서의 주요한 정보의 내용을 나타내고 있다.
처음에, 도 14의 구조예를 설명한다. 제7바이트의 제7비트부터 제5비트에는, 「Display_control_type」의 3비트 정보가 배치된다. 이 3비트 정보는, 표시 타입의 종류를 나타낸다. "001"은 SD 표시 제어를 나타내고, "010"은 HDR 표시 제어를 나타낸다. 여기에서는, "001"로 된다.
제7바이트의 제4비트부터 제0비트에는, 「Display_control_metadata_length」의 5비트 정보가 배치된다. 이 5비트 정보는, 계속해서 배치되는 「Display_control_metadata」의 사이즈를 바이트수로 나타낸다. 여기에서는, "2"로 된다.
제8바이트에는, 「Transfer characteristics」의 8비트 정보가 배치된다. 이 8비트 정보는, 광전 변환 특성을 나타낸다. 이 정보에 의해, 표시를 위한 전광 변환 특성이 검지된다. "0x01"은 SDR 광전 변환 특성(감마 특성)을 나타내고, "0x10"은 HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)을 나타낸다. 여기에서는, "0x01"로 된다. 제8+1바이트에는, 「Number of bits」의 8비트 정보가 배치된다. 이 8비트 정보는, 부호화 화소 비트수를 나타낸다.
다음으로, 도 15의 구성예를 설명한다. 제7바이트의 제7비트부터 제5비트에는, 「Display_control_type」의 3비트 정보가 배치된다. 이 3비트 정보는, 표시 타입의 종류를 나타낸다. "001"은 SD 표시 제어를 나타내고, "010"은 HDR 표시 제어를 나타낸다. 여기에서는, "010"로 된다.
제7바이트의 제4비트부터 제0비트에는, 「Display_control_metadata_length」의 5비트 정보가 배치된다. 이 5비트 정보는, 계속해서 배치되는 「Display_control_metadata」의 사이즈를 바이트수로 나타낸다. 여기에서는, "12"로 된다.
제8바이트에는, 「Transfer characteristics」의 8비트 정보가 배치된다. 이 8비트 정보는, 광전 변환 특성을 나타낸다. 이 정보에 의해, 표시를 위한 전광 변환 특성이 검지된다. "0x01"은 SDR 광전 변환 특성(감마 특성)을 나타내고, "0x10"은 HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)을 나타낸다. 여기에서는, "0x10"으로 된다. 제8+1바이트에는, 「Number of bits」의 8비트 정보가 배치된다. 이 8비트 정보는, 부호화 화소 비트수를 나타낸다.
제8+2바이트부터 제8+3바이트에는, 「Minimum brightness value」의 16비트 정보가 배치된다. 이 16비트 정보는, 최소 레벨의 휘도(cd/㎡)를 나타낸다. 제8+4바이트부터 제8+5바이트에는, 「Peak Level」의 16비트 정보가 배치된다. 이 16비트 정보는, 최대 레벨의 상대값(%)을 나타낸다.
제8+6바이트부터 제8+7바이트에는, 「Peak Level Brightness」의 16비트 정보가 배치된다. 이 16비트 정보는, 최대 레벨의 휘도(cd/㎡)를 나타낸다. 제8+8바이트부터 제8+9바이트에는, 「Compliant_threshold_level」의 16비트 정보가 배치된다. 이 16비트 정보는, 표시 레벨 맵핑 시의 임계값(%)을 나타낸다. 제8+10바이트부터 제8+11바이트에는, 「Compliant_threshold_level_value」의 16비트 정보가 배치된다. 이 16비트 정보는, 표시 레벨 맵핑 시의 임계값이 되는 휘도(cd/㎡)를 나타낸다.
또한, 전술 실시 형태에 있어서는, 컨테이너가 트랜스포트 스트림(MPEG-2TS)인 예를 나타내었다. 그러나, 본 기술은, 트랜스포트가 TS로 한정되는 것이 아니라, 다른 패킷, 예를 들어 ISOBMFF나 MMT 등의 경우에도, 비디오의 레이어는 동일한 방법으로 실현할 수 있다. 따라서, 본 기술은, 인터넷 등의 네트워크를 이용해서 수신 단말기에 배신되는 구성의 시스템에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 인터넷의 배신에서는, MP4나 그 이외의 포맷의 컨테이너로 배신되는 경우가 많다. 즉, 컨테이너로서는, 디지털 방송 규격으로 채용되고 있는 트랜스포트 스트림(MPEG-2TS), 인터넷 배신에서 사용되고 있는 MP4 등의 다양한 포맷의 컨테이너가 해당된다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(1) 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는 광전 변환부와,
상기 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는 인코드부와,
상기 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신하는 송신부와,
상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 정보 삽입부를 구비하는, 송신 장치.
(2) 상기 정보 삽입부는,
상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보를 삽입하는, 상기 (1)에 기재된 송신 장치.
(3) 상기 표시 제어를 위한 메타 정보는, 피크 휘도 정보를 포함하는, 상기 (2)에 기재된 송신 장치.
(4) 상기 표시 제어를 위한 메타 정보는, 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하는, 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 송신 장치.
(5) 상기 정보 삽입부는,
상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림의 레이어에 삽입하는 경우,
상기 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림 내의 제1 영역에 삽입하고, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림 내의 상기 제1 영역과는 다른 제2 영역에 삽입하는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 송신 장치.
(6) 상기 제1 영역은 SPS NAL 유닛의 영역이며, 상기 제2 영역은 SEI NAL 유닛의 영역인, 상기 (5)에 기재된 송신 장치.
(7) 상기 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며,
상기 정보 삽입부는,
상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 상기 메타 정보를 프로그램·맵·테이블의 관리하에 삽입하는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 송신 장치.
(8) 상기 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며,
상기 정보 삽입부는,
상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 상기 메타 정보를 이벤트·인포메이션·테이블의 관리하에 삽입하는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 송신 장치.
(9) 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는 광전 변환 스텝과,
상기 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는 인코드 스텝과,
송신부에 의해, 상기 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신하는 송신 스텝과,
상기 비디오 스트림의 레이어에, 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 정보 삽입 스텝을 갖는, 송신 방법.
(10) 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너를 수신하는 수신부와,
상기 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 상기 전송 비디오 데이터를 얻는 디코드부와,
상기 전송 비디오 데이터에 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는 전광 변환부를 구비하고,
상기 전광 변환부는,
상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 전송 비디오 데이터에, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 행하여 상기 표시용 비디오 데이터를 얻는, 수신 장치.
(11) 상기 표시용 비디오 데이터에 표시 휘도 조정을 행하는 휘도 조정부를 더 구비하고,
상기 휘도 조정부는,
상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 표시용 비디오 데이터에, 상기 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여 표시 휘도 조정을 행하는, 상기 (10)에 기재된 수신 장치.
(12) 상기 표시 제어를 위한 메타 정보는 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하고,
상기 휘도 조정부는,
상기 휘도 변환을 허용하는 영역에서 상기 표시 휘도 조정을 행하는, 상기 (11)에 기재된 수신 장치.
(13) 수신부에 의해, 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너를 수신하는 수신 스텝과,
상기 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 상기 전송 비디오 데이터를 얻는 디코드 스텝과,
상기 전송 비디오 데이터에 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는 전광 변환 스텝을 갖고,
상기 전광 변환 스텝에서는,
상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 전송 비디오 데이터에, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 행하여 상기 표시용 비디오 데이터를 얻는, 수신 방법.
본 기술의 주된 특징은, 비디오 스트림의 레이어에 SDR 광전 변환 특성(감마 특성)을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 비디오 스트림의 레이어 또는 컨테이너의 레이어에 HDR 광전 변환 특성(신 감마 특성)을 나타내는 메타 정보를 삽입함으로써, HDR 광전 변환 특성을 이용해서 얻어진 전송 비디오 데이터에 대한 전광 변환의 처리를 종래의 수신기 및 HDR 대응 수신기의 양쪽에서 양호하게 행할 수 있도록 한 것이다(도 9 참조).
10, 10A: 송수신 시스템
100: 송신 장치
101: 제어부
102: HDR 카메라
103: HDR 광전 변환부
103a: 마스터 모니터
104: 비디오 인코더
105: 시스템 인코더
106: 송신부
200, 300: 수신 장치
200A, 300A: 셋톱 박스
200B, 300B: 모니터
201, 301: 제어부
202, 302: 수신부
203, 303: 시스템 디코더
204, 304: 비디오 디코더
205: SDR 전광 변환부
206: SDR 표시 맵핑부
207, 307: CE 모니터
305: HDR 전광 변환부
306: HDR 표시 맵핑부

Claims (13)

  1. 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는 광전 변환부와,
    상기 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는 인코드부와,
    상기 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신하는 송신부와,
    상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 정보 삽입부를 구비하는, 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 삽입부는,
    상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보를 삽입하는, 송신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시 제어를 위한 메타 정보는, 피크 휘도 정보를 포함하는, 송신 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 표시 제어를 위한 메타 정보는, 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하는, 송신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정보 삽입부는,
    상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림의 레이어에 삽입하는 경우,
    상기 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림 내의 제1 영역에 삽입하고, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 상기 비디오 스트림 내의 상기 제1 영역과는 다른 제2 영역에 삽입하는, 송신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역은 SPS NAL 유닛의 영역이며, 상기 제2 영역은 SEI NAL 유닛의 영역인, 송신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며,
    상기 정보 삽입부는,
    상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 상기 메타 정보를 프로그램·맵·테이블의 관리하에 삽입하는, 송신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너는, 트랜스포트 스트림이며,
    상기 정보 삽입부는,
    상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 경우, 상기 메타 정보를 이벤트·인포메이션·테이블의 관리하에 삽입하는, 송신 장치.
  9. 하이 다이내믹 레인지 비디오 데이터에 하이 다이내믹 레인지 광전 변환을 행하여 전송 비디오 데이터를 얻는 광전 변환 스텝과,
    상기 전송 비디오 데이터에 인코드 처리를 실시하여 비디오 스트림을 얻는 인코드 스텝과,
    송신부에 의해, 상기 비디오 스트림을 포함하는 소정 포맷의 컨테이너를 송신하는 송신 스텝과,
    상기 비디오 스트림의 레이어에, 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입함과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보를 삽입하는 정보 삽입 스텝을 갖는, 송신 방법.
  10. 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너를 수신하는 수신부와,
    상기 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 상기 전송 비디오 데이터를 얻는 디코드부와,
    상기 전송 비디오 데이터에 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는 전광 변환부를 구비하고,
    상기 전광 변환부는,
    상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 전송 비디오 데이터에, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 행하여 상기 표시용 비디오 데이터를 얻는, 수신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시용 비디오 데이터에 표시 휘도 조정을 행하는 휘도 조정부를 더 구비하고,
    상기 휘도 조정부는,
    상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보와 함께, 표시 제어를 위한 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 표시용 비디오 데이터에, 상기 표시 제어를 위한 메타 정보에 기초하여 표시 휘도 조정을 행하는, 수신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시 제어를 위한 메타 정보는 휘도 변환을 허용하는 영역을 나타내는 영역 정보를 포함하고,
    상기 휘도 조정부는,
    상기 휘도 변환을 허용하는 영역에서 상기 표시 휘도 조정을 행하는, 수신 장치.
  13. 수신부에 의해, 전송 비디오 데이터가 부호화되어 얻어진 비디오 스트림을 포함하는 컨테이너를 수신하는 수신 스텝과,
    상기 비디오 스트림에 디코드 처리를 실시하여 상기 전송 비디오 데이터를 얻는 디코드 스텝과,
    상기 전송 비디오 데이터에 전광 변환을 행하여 표시용 비디오 데이터를 얻는 전광 변환 스텝을 갖고,
    상기 전광 변환 스텝에서는,
    상기 비디오 스트림의 레이어에 통상 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있음과 함께, 적어도 상기 비디오 스트림의 레이어 또는 상기 컨테이너의 레이어에 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보가 삽입되어 있을 때, 상기 전송 비디오 데이터에, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성을 나타내는 메타 정보에 기초하여, 상기 하이 다이내믹 레인지 광전 변환의 특성과는 역특성의 하이 다이내믹 레인지 전광 변환을 행하여 상기 표시용 비디오 데이터를 얻는, 수신 방법.
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