發送裝置、發送方法、接收裝置和接收方法與流程

2023-11-03 17:43:53

本申請要求於2014年8月28日提交的日本在先專利申請JP2014-173898的權益，該申請的全部內容以引證方式結合於此。

技術領域

本技術涉及發送裝置、發送方法、接收裝置和接收方法，並且具體涉及例如發送通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得的傳輸視頻數據的發送裝置。

背景技術：

高動態範圍(HDR)成像服務將具有寬亮度範圍的圖像提供到接收端，並在接收端上再現該圖像，同時在圖像上反映創建者的意圖。這實現顯示和再現接近自然中人眼的感覺的圖像。

NPL 1公開了一種用於發送視頻流的技術，該視頻流通過對將伽馬曲線應用於具有0到100％*N(N大於1)亮度水平的輸入視頻數據而獲得的傳輸視頻數據進行編碼而生成。

接收設備中監視器(CE監視器)的峰亮度的水平根據顯示面板的設備屬性、背光的布置或設計方法而變化。與用於創建程序的主監視器相比，CE監視器有時具有太高或太暗的亮度。因此，CE監視器可無法正確地再現創建者意圖的亮度氛圍。

引用列表

非專利文獻

PTL 1：高效率視頻編碼(HEVC)文本規範草案10(用於FIDS&最後呼叫)(High Efficiency Video Coding(HEVC)text specification draft 10(for FDIS&Last Call))

技術實現要素：

技術問題

希望在接收端上良好地再現創建者意圖創建的亮度氛圍。

問題的解決方案

根據本技術的實施例，提供了一種發送裝置，包括：

處理單元，其被配置成通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得傳輸視頻數據，以及

發送單元，其被配置成發送傳輸視頻數據以及關於屏幕中設定區域的亮度轉換可接受範圍信息。

根據本技術，處理單元通過將預定光電變換函數應用至輸入視頻數據而提供傳輸視頻數據。例如，輸入視頻數據為包括高動態範圍(HDR)圖像的視頻數據，高動態範圍(HDR)圖像具有0％到100％*N(N是大於1的數字)的對比度並且其輝度超過現有低動態範圍(LDR)圖像的白色峰值的輝度。

發送單元配置成發送傳輸視頻數據以及關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息。例如，可以以像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定屏幕中的設定區域。另選地，例如，發送單元可以發送通過編碼傳輸視頻數據獲得的視頻流，並且還可以包括信息插入單元，被配置成將亮度轉換可接受範圍信息插入到視頻流的層中。

根據本技術，如上所述，傳輸視頻數據與關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息一起被發送。這使得接收端能夠極好地再現創建者意圖的亮度氛圍。

需注意，例如，除了關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息之外，根據本技術的發送單元可以發送傳輸視頻數據以及關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息。在這種情況下，接收端可以根據關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息，在亮度轉換處理中轉換屏幕中除了設定區域之外的區域的亮度。

根據本技術的實施例，提供了一種接收裝置，包括：

接收單元，其被配置成接收傳輸視頻數據以及關於屏幕中設定區域的亮度轉換可接受範圍信息，通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得傳輸視頻數據；和

處理單元，其被配置成通過將與預定光電變換函數相對應的電光變換函數應用於傳輸視頻數據，以及根據亮度轉換可接受範圍信息在亮度轉換處理中轉換傳輸視頻數據的亮度而獲得輸出視頻數據。

接收單元接收傳輸視頻數據以及關於屏幕中設定區域的亮度轉換可接受範圍信息。通過將預定光電變換函數應用至輸入視頻數據而獲得傳輸視頻數據。例如，輸入視頻數據為包括高動態範圍(HDR)圖像的視頻數據，高動態範圍(HDR)圖像具有0％到100％*N(N是大於1的數字)的對比度並且其輝度超出現有低動態範圍(LDR)圖像的白色峰值的輝度。

例如，可以以像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定屏幕中的設定區域。例如，接收單元可以接收通過編碼傳輸視頻數據而獲得的視頻流，並且亮度轉換可接受範圍信息可以插入在視頻流中的層中。因此，處理單元可以例如將與預定光電變換函數相反的電光變換函數應用至傳輸視頻數據，並且輸出其亮度在亮度轉換處理中根據亮度轉換可接受範圍信息而得到轉換的視頻數據。

根據本技術，傳輸視頻數據與關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息一起被接收，由此使得通過在如上所述的亮度轉換處理中根據亮度轉換可接受範圍信息轉換所接收數據的亮度來獲得輸出視頻數據。這使得接收端能夠極好地再現創建者意圖的亮度氛圍。

需注意，例如，除了關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息之外，根據本技術的接收單元可以接收傳輸視頻數據以及關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息，由此使得處理單元可以在亮度轉換處理中根據關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息轉換除屏幕中的設定區域之外的區域的亮度。

本發明的有益效果

本技術使得接收端能夠極好地再現創建者意圖的亮度氛圍。需注意，本文描述的效果始終為示例。本技術不限於示例。此外，本技術可以包括另外的效果。

附圖說明

[圖1]圖1是作為實施例的發送和接收系統的示例性配置的框圖。

[圖2]圖2是包括發送和接收系統的發送裝置的示例性配置的框圖。

[圖3]圖3為主監視器的示例性顯示亮度特性的示圖。

[圖4]圖4是示例性光電變換函數(OETF)的示圖；

[圖5]圖5是當藉助HEVC編碼方法編碼數據時GOP的頭存取單元的示圖。

[圖6]圖6是當藉助HEVC編碼方法編碼數據時GOP的頭存取單元除外的存取單元的示圖。

[圖7]圖7A和圖7B為示圖，其用於描述以像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定屏幕中的設定區域。

[圖8]為區域水平映射SEI消息的示例性配置的示圖。

[圖9]為區域水平映射SEI消息的另一個示例性配置的示圖。

[圖10]為在區域水平映射SEI消息的示例性配置中的主要信息的內容的示圖。

[圖11]圖11是包括發送和接收系統的接收裝置的示例性配置的框圖。

[圖12]圖12是示例性電光變換函數(EOTF)的示圖。

[圖13]圖13A和圖13B為當CE監視器的最高亮度顯示能力DP高於在主監視器中假設的最高亮度PL時，CE監視器的示例性顯示亮度特性的示圖。

[圖14]圖14A和圖14B為當CE監視器的最高亮度顯示能力DP低於在主監視器中假設的最高亮度PL時，CE監視器的示例性顯示亮度特性的示圖。

[圖15]圖15A和15B為當CE監視器的最高亮度顯示能力DP低於在主監視器中假設的最高亮度PL時，CE監視器的另一個示例性顯示亮度特性的示圖。

[圖16]圖16是發送和接收系統的另一個示例性配置的框圖。

具體實施方式

在下文中，將按照以下順序描述實現本技術的配置(以下稱為「實施例」)。

1.實施例

2.變型

1.實施例

(發送和接收系統的示例性配置)

圖1示出作為實施例的發送和接收系統10例性配置。發送和接收系統10包括發送裝置100和接收裝置200。

發送裝置100生成MPEG-2形式的傳送流TS作為容器，以通過廣播波或藉助網絡上的數據包來發送傳送流TS。傳送流TS包括通過對傳輸視頻數據進行編碼而獲得的視頻流，傳輸視頻數據是通過將預定光電變換函數應用至輸入視頻數據獲得的。

例如，輸入視頻數據包括具有0％到100％*N(N是大於1的數字)的對比度並且輝度超過現有低動態範圍(LDR)圖像的白色峰值的輝度的高動態範圍(HDR)圖像。這裡，假設水平100％為對應於白色亮度值100cd/m2的亮度水平。

關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息和關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息插入在視頻流的層中。下面將詳細描述亮度轉換可接受範圍信息。

接收裝置200通過廣播波或藉助網絡上的數據包接收從發送裝置100發送的傳送流TS。傳送流TS包括包含經編碼的視頻數據的視頻流。關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息和關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息插入在視頻流中，如上所述。

接收裝置200通過將例如與發送端上的預定光電變換函數相反的電光變換函數應用於傳輸視頻數據，並且在亮度轉換處理中根據亮度轉換可接受範圍信息轉換數據的亮度而獲得輸出視頻數據。在這種情況下，例如根據監視器的峰亮度僅轉換在亮度轉換可接受範圍中的數據的亮度。

發送裝置的示例性配置

圖2示出發送裝置100的示例性配置。發送裝置100包括控制單元101、HDR相機102、HDR光電變換單元103、視頻編碼器104、系統編碼器105和發送單元106。控制單元101包括中央處理單元(CPU)，其用於根據控制程序控制發送裝置100中的每個組件的操作。

HDR相機102捕獲對象的圖像並輸出高動態範圍(HDR)視頻數據。HDR視頻數據具有0到100％*N(N是大於1的數字)(例如從0到1000％)的對比度，並且其輝度超過現有低動態範圍(LDR)圖像的白色峰值的輝度。需注意，在本文中，100％的水平對應於例如100cd/m2的白色亮度值。需注意，「cd/m2」表示「cd/平方米」。

主監視器103a被配置成對藉助HDR相機102獲得的HDR視頻數據進行分級。主監視器103a包括適用於HDR視頻數據，或者適合用於對HDR視頻數據進行分級的顯示亮度水平。

圖3示出主監視器103a的顯示亮度特性。在圖中，在橫軸上示出輸入亮度水平，在縱軸上示出顯示亮度水平。當輸入亮度水平處於參考亮度RL時，顯示亮度水平處於例如對應於白色亮度值100cd/m2的100％參考水平(％)。當輸入亮度水平處於峰亮度PL時，顯示亮度水平處於峰水平(％)。

需注意，在本實施例中新定義閾值亮度CL，其指示兩個區域之間的邊界，一個區域的輸入亮度對應於在接收設備上的監視器(CE監視器)中顯示其中一個區域時的亮度，另一個區域的亮度取決於CE監視器。當監視器輸入亮度水平處於閾值亮度CL時，顯示亮度水平處於閾值水平(％)。

再次參照圖2，通過將用於HDR圖像的光電變換函數(HDR OETF曲線)應用至藉助HDR相機102獲得的HDR視頻數據，HDR光電變換單元103獲得傳輸視頻數據V1。

圖4示出示例性光電變換函數(OETF)。在圖中，在水平軸上示出輸入亮度水平，與主監視器的顯示亮度特性的水平軸類似(參見圖3)，並且在縱軸上示出傳輸碼值(a transmission code value)。當輸入亮度水平處於參考亮度RL時，傳輸碼值處於參考水平RP。當輸入亮度水平處於峰亮度PL時，傳輸碼值處於峰水平MP。當輸入亮度水平處於閾值亮度CL時，傳輸碼值處於閾值水平THP。

需注意，在縱軸上的傳輸碼值的範圍對應於視頻編碼器104的輸入像素數據範圍(編碼器輸入像素數據範圍)。例如，當數據以10位編碼的方式進行編碼時，範圍從「64」到「940」或使用擴展區域的從「4」到「1019」。

再次參考圖2，視頻編碼器104通過例如藉助MPEG-4AVC編碼、MPEG-2視頻編碼或高效視頻編碼(HEVC)編碼方法對傳輸視頻數據V1進行編碼，來獲得編碼的視頻數據。視頻編碼器104包括在後部的流格式化器(未示出)，以生成包括編碼的視頻數據的視頻流(視頻基本流)。在那時，視頻編碼器104將關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息和關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息插入到視頻流的層中。

(亮度轉換可接受範圍信息的插入)

將詳細描述亮度轉換可接受範圍信息的插入。根據本實施例，新定義的區域水平映射SEI消息(Regional_Level_mapping SEI消息)插入在存取單元(AU)中的「SEI」的部分中。

圖5示出當藉助HEVC編碼方法對數據進行編碼時，畫面組(GOP)的頭存取單元。圖6示出當藉助HEVC編碼方法編碼數據時GOP的非頭存取單元的存取單元。當藉助HEVC編碼方法編碼數據時，用於解碼的SEI消息組「Prefix_SEI」布置在其中編碼有像素數據的片之前，而用於顯示的SEI消息組「Suffix_SEI」布置在該片之後。如圖5和圖6所示，區域水平映射SEI消息布置為SEI消息組「Suffix_SEI」。

以像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定屏幕中的設定區域。圖7A示出以像素為單位設定的設定區域的示例。在示出的示例中，線MR是山的山脊，並且包括星形的區域R1和R3以及包括霓虹燈符號的區域R2被設定為設定區域。創建者意圖關於區域R1和R3的事情在於僅顯示星的閃爍。同時，創建者意圖在區域R2中維持霓虹燈符號的紋理，儘管區域R2具有高亮度。

每個設定區域具有矩形形狀並且用左上方的像素坐標和右下方的像素坐標來標識。換句話說，用左上方的像素坐標(x1s，y1s)和右下方的像素坐標(x1e，y1e)來標識區域R1。用左上方的像素坐標(x2s，y2s)和右下方的像素坐標(x2e，y2e)來標識區域R2。用左上方的像素坐標(x3s，y3s)和右下方的像素坐標(x3e，y3e)來標識區域R3。

圖7B示出以塊單元設定的設定區域的示例。屏幕在水平方向和垂直方向上被劃分為多個塊。例如，塊具有8×8像素、16×16像素、32×32像素或其他尺寸的大小。每個塊用塊ID指示。在所示的示例中，將區域R11、R12和R13設定為設定區域。

每個設定區域具有矩形形狀並且用左上方的塊ID和右下方的塊ID來標識。換句話說，用左上方的塊ID(ID1s)和右下方的塊ID(ID1e)來標識區域R1。用左上方的塊ID(ID2s)和右下方的塊ID(ID2e)來標識區域R12。用左上方的塊ID(ID3s)和右下方的塊ID(ID3e)來標識區域R13。

圖8示出當設定區域以像素為單位設定時，區域水平映射SEI消息的示例性格式(語法)。圖9示出當設定區域以塊單元設定時，區域水平映射SEI消息的示例性格式(語法)。圖10示出在示例性格式中的主要信息的內容(語義)。

「level_mapping_cancel_flag」為比特的標記信息。「1」指示水平映射(Level_mapping)消息的先前狀態的取消。「0」指示每個元素被發送且用該元素刷新先前狀態。

8位欄位「coded_data_bit_depth」指示編碼的數據的位長度，並且例如是8至14位的長度。當在主監視器103a中的顯示亮度處於100％(即，參考亮度RL)時，16位欄位「reference_white_level」為輸入亮度值。16位欄位「reference_white_level_code_value」指示水平代碼值處於100％亮度且具有以「coded_data_bit_depth」指示的比特精度的值，即參考水平RP。

8位欄位「number_of_regions」指示屏幕中的設定區域的數量。16位欄位「global_compliant_threshold_level」為用於整個屏幕的映射顯示閾值。映射顯示閾值為創建者意圖使CE顯示中的亮度對應於輸入亮度時創建者假定的在CE顯示中的最高亮度值。映射顯示閾值用於指示根據CE監視器的顯示能力顯示處於超過映射顯示閾值的水平的亮度。16位欄位「global_compliant_threshold_level_value」指示用於整個屏幕的映射顯示閾值的傳輸值(傳輸代碼值)。

16位欄位「position_start_x」和16位欄位「position_start_y」指示標識設定區域的左上角像素坐標。換句話說，「position_start_x」指示當有效顯示區域的左上角被設定為零時具有像素數量的設定區域的水平開始位置。「position_start_y」指示當有效顯示區域的左上角被設定為零時具有像素數量的設定區域的垂直開始位置。

16位欄位「position_end_x」和16位欄位「position_end_y」指示標識設定區域的右下角的像素坐標。換句話說，「position_end_x」指示當有效顯示區域的左上角被設定為零時具有像素數量的設定區域的水平結束位置。「position_end_y」指示當有效顯示區域的左上角被設定為零時具有像素數量的設定區域的垂直結束位置。

16位欄位「block_start」指示標識設定區域的左上方的塊ID。換句話說，「block_start」指示開始塊的ID(塊ID)，自該塊起從左上到右下的方向逐塊地掃描設定區域。16位欄位「block_end」指示標識設定區域的右下方的塊ID。換句話說，「block_end」指示結束塊的ID(塊ID)，從該塊起從左上到右下的方向逐塊地掃描設定區域。八位欄位「block_size」指示作為指定設定區域的單元的塊的大小。例如，當值為「0x01」時，塊大小指定在8×8像素的範圍中，當值為「0x02」時，塊大小指定在16×16像素的範圍中，或者當值為「0x03」時，指定塊大小在32×32像素的範圍中。

16位欄位「region_compliant_threshold_level」為用於設定區域的映射顯示閾值。映射顯示閾值是當創建者意圖使CE顯示中的設定區域中的亮度對應於輸入亮度時，創建者所假設的在CE顯示中的設定區域中的最高亮度值。映射顯示閾值用於指示根據CE監視器的顯示能力顯示處於超過映射顯示閾值的水平的設定區域中的亮度。16位欄位「region_compliant_threshold_level_value」指示設定區域中的映射顯示閾值的傳輸值(傳輸代碼值)。

八位欄位「peak_percentage」指示最高亮度水平相對於100％的百分比值。該值由創建者指示。例如，1000cd/m2的峰亮度的「peak_percentage」為1000％。在那種情況下，100％指示值1，而1000％為100％的10倍，因而指示值10。16位欄位「「peak_percentage_value」指示當以「coded_data_bit_depth」中指示的比特精度(即，峰水平MP)發送數據時，「peak_percentage」的最大代碼值。例如，當「peak_percentage」為1000％時，以10比特傳輸的最高值「1019」表示1000％。

在區域水平映射SEI消息中的「global_compliant_threshold_level」和「global_compliant_threshold_level_value」的信息包括在關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息中。「region_compliant_threshold_level」和「region_compliant_threshold_level_value」的信息包括在關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息中。這使得接收端能夠從區域水平映射SEI消息檢測關於設定區域的亮度轉換可接受範圍信息且還檢測關於其他區域的亮度轉換可接受範圍信息。

在這種情況下，可以逐個畫面地、逐個場景地或逐個程序地指定亮度轉換可接受範圍信息。需注意，待使用的OETF(光電變換函數)的類型在視頻可用性信息(VUI)中被發送到序列參數集(SPS)的NAL單元。

再次參照圖2，系統編碼器105生成包括藉助視頻編碼器104生成的視頻流VS的傳送流TS。發送單元106通過廣播波或網絡上的數據包將傳送流TS發送到接收裝置200。

將簡略描述圖2所示的發送裝置100的操作。通過HDR相機102的捕獲而獲得的HDR視頻數據供應至HDR光電變換單元103。藉助主監視器103a對用HDR照相機102獲得的HDR視頻數據進行分級。HDR光電變換單元103通過將用於HDR圖像的光電變換函數(HDR OETF曲線)應用於HDR視頻數據而獲得傳輸視頻數據V1。傳輸視頻數據V1供應至視頻編碼器104。

視頻編碼器104通過例如藉助MPEG-4AVC編碼、MPEG-2視頻編碼或HEVC編碼對傳輸視頻數據V1進行編碼而獲得編碼的視頻數據。

視頻編碼器104包括在後部的流格式化器(未示出)，以生成包括編碼的視頻數據的視頻流(視頻基本流)VS。在那時，視頻編碼器104將關於屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息和關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息插入在視頻流的層中。

藉助視頻編碼器104生成的視頻流VS供應至系統編碼器105。系統編碼器105生成包括視頻流的MPEG-2傳送流TS。藉助發送單元106通過廣播波或網絡上的數據包將傳送流TS發送到接收裝置200。

接收裝置的示例性配置

圖11示出接收裝置200的示例性配置。接收裝置200包括控制單元201、接收單元202、系統解碼器203、視頻解碼器204、HDR電光變換單元205、顯示映射單元206和CE監視器207。控制單元201包括中央處理單元(CPU)，以根據控制程序來控制接收裝置200中的每個組件的操作。

接收單元202通過廣播波或網絡上的數據包從發送裝置100接收傳送流TS。系統解碼器203從傳送流TS中提取視頻流(基本流)VS。系統解碼器203還提取插入在容器(傳送流)的層中的各種類型的信息，以將該信息發送到控制單元201。

視頻解碼器204在解碼處理中對藉助系統解碼器203提取的視頻流VS進行解碼，並輸出傳輸視頻數據V1。視頻解碼器204提取插入包括在視頻流VS中的每個存取單元中的參數集或SEI消息，以將參數集或SEI消息發送到控制單元201。

控制單元201通過在SPS的視頻可用性信息(VUI)中的OETF的類型的指定而識別在發送端上使用的OETF(光電變換函數)，以在HDR電光變換單元205中設定例如與OETF相反的EOTF(電光變換函數)。

區域水平映射SEI消息是藉助視頻解碼器204提取的SEI消息之一，並被發送到控制單元201。控制單元201可以從區域水平映射SEI消息獲得包括在關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息中的「global_compliant_threshold_level」和「global_compliant_threshold_level_value」的信息。控制單元201還可以從區域水平映射SEI消息中獲得包括在關於設定區域的亮度轉換可接受範圍信息中的「region_compliant_threshold_level」和「region_compliant_threshold_level_value」的信息以及關於設定區域的信息。

通過將例如與發送裝置100的HDR光電變換單元103中的OETF(光電變換函數)相反的EOTF(電光變換函數)應用至從視頻解碼器204輸出的傳輸視頻數據V1，HDR電光變換單元205獲得用於顯示HDR圖像的輸出視頻數據。

圖12示出示例性電光變換函數(EOTF)。在圖中，對應於圖4中的縱軸的傳輸代碼值在水平軸上示出。對應於在圖4中的水平軸的輸出亮度水平(顯示亮度水平)在縱軸上示出。在圖中，實線a是EOTF曲線。當傳輸代碼值處於峰水平MP時，輸出亮度水平為PL。當傳輸代碼值處於閾值水平THP時，輸出亮度水平為CL。

當CE監視器207的最高亮度顯示能力高於在那種情況下在主監視器103a中假設的最高亮度PL時，其中傳輸代碼值高於閾值水平THP的輸出亮度水平在顯示映射單元206的處理(亮度增加處理)中被分配至這樣的範圍，該範圍達到CE監視器207的顯示最高亮度水平DP1。在圖中，交替的長及雙點線b為在這種情況下的示例性亮度轉換處理。

另一方面，當CE監視器207的最高亮度顯示能力低於在主監視器103a中假設的最高亮度PL時，其中傳輸代碼值高於閾值水平THP的輸出亮度水平在顯示映射單元206的處理(亮度降低處理)中被分配至這樣的範圍，該範圍達到CE監視器207的顯示最高亮度水平DP2。在該圖中，交替的長及短線c是在這種情況下的示例性亮度轉換處理。

再次參照圖11，顯示映射單元206根據CE監視器207的最高亮度顯示能力轉換在HDR電光變換單元205中的輸出亮度水平，其超過閾值亮度CL，如上所述。在那種情況下，顯示映射單元206在屏幕的設定區域中使用適合於設定區域的亮度CL，並且在屏幕的其他區域中使用適合於整個屏幕的亮度CL。

在這種情況下，當傳輸代碼值處於閾值水平THP或更低時，換句話說，當輸出亮度水平等於或低於閾值亮度CL時，忠實於接收水平的亮度再現亮度，而不依賴於CE監視器207。因此，例如，根據創建者的意圖正確地表示對象的紋理。CE監視器207根據來自顯示映射單元206的輸出視頻數據顯示HDR圖像。

當CE監視器207的最高亮度顯示能力DP高於在主監視器103a中假設的最高亮度PL時，換句話講，當DP＞PL成立時，顯示映射單元206在亮度增加處理中藉助預定算法將超過閾值亮度CL的水平分配至達到峰亮度DP的範圍。

圖13A和圖13B中的每個示出當DP＞PL成立時，CE監視器207的顯示亮度特性。該特性包括顯示映射單元206的亮度轉換特性。在每個圖中，在橫軸上示出輸入亮度水平，在縱軸上示出顯示亮度水平。圖13A示出閾值亮度CL被設定在相對小的值CL(1)。圖13B示出閾值亮度CL被設定在相對大的值CL(2)。

當輸入亮度水平處於閾值亮度CL(1)時，顯示亮度水平處於閾值水平THP1。當輸入亮度水平處於閾值亮度CL(2)時，顯示亮度水平處於閾值水平THP2。換句話說，當輸入亮度水平處於達到閾值亮度CL(1)或CL(2)的水平時，顯示亮度水平處於創建者意圖的水平。當輸入亮度水平處於峰亮度PL時，顯示亮度水平處於CE監視器207的峰水平DP。換句話說，當輸入亮度水平在閾值亮度CL(1)或CL(2)與峰亮度PL之間時，執行亮度增加處理，如實線L1或L2所示。

當CE監視器207的最高亮度顯示能力DP低於在主監視器103a中假設的最高亮度PL時，換句話講，當DP＜PL成立時，顯示映射單元206在亮度降低處理中藉助預定算法將超過閾值亮度CL的水平分配至達到峰亮度DP的範圍。

圖14A和14B中的每個示出當DP＜PL成立並且最高亮度顯示能力DP相對高時CE監視器207的顯示亮度特性。顯示亮度特性包括顯示映射單元206的亮度轉換特性。在每個圖中，在橫軸上示出輸入亮度水平，在縱軸上示出顯示亮度水平。

圖14A示出閾值亮度CL被設定在相對小的值CL(3)。圖14B示出閾值亮度CL設定在相對大的值CL(4)。當輸入亮度水平處於閾值亮度CL(3)時，顯示亮度水平處於閾值水平THP3。當輸入亮度水平處於閾值亮度CL(4)時，顯示亮度水平處於閾值水平THP4。換句話說，當輸入亮度水平處於達到閾值亮度CL(3)或CL(4)的水平時，顯示亮度水平處於創建者意圖的水平。當輸入亮度水平處於峰亮度PL時，顯示亮度水平處於CE監視器207的峰水平DP。換句話講，當輸入亮度水平在閾值亮度CL(3)或CL(4)與峰亮度PL之間時，執行亮度降低處理，如實線L31或L41所示。

圖15A和圖15B中的每個示出當DP＜PL成立並且最高亮度顯示能力DP相對低時CE監視器207的顯示亮度特性。顯示亮度特性包括顯示映射單元206的亮度轉換特性。在每個圖中，在橫軸上示出輸入亮度水平，在縱軸上示出顯示亮度水平。

圖15A示出閾值亮度CL設定在相對小的值CL(3)且閾值水平THP3低於CE監視器207的峰水平DP。當輸入亮度水平處於閾值亮度CL(3)時，顯示亮度水平處於閾值水平THP3。換句話講，當輸入亮度水平處於高達閾值亮度CL(3)的水平時，顯示亮度水平處於創建者意圖的水平。當輸入亮度水平處於峰亮度PL時，顯示亮度水平處於CE監視器207的峰水平DP。換句話講，當輸入亮度水平在閾值亮度CL(3)和峰亮度PL之間時，執行亮度降低處理，如實線L32所示。

圖15B示出閾值亮度CL設定在相對大的值CL(4)且閾值水平THP4高於CE監視器207的峰水平DP。當輸入亮度水平處於小於閾值亮度CL(4)的值CLa時，顯示亮度水平處於CE監視器207的峰水平DP。換句話講，在這種情況下，當輸入亮度水平處於達到閾值亮度CLa的水平時，顯示亮度水平處於創建者意圖的水平。當輸入亮度水平在值CLa和峰值亮度PL之間時，顯示亮度水平例如處於CE監視器207的峰水平DP，如實線L42所示。需注意，在這種情況下可以執行顯示亮度轉換，以便在高亮度側平滑地改變顯示亮度水平，例如，如虛線L42'所示。

將簡略描述圖11示出的接收裝置200的操作。接收單元202通過廣播波或藉助網絡上的數據包從發送裝置100接收傳送流TS。傳送流TS供應至系統解碼器203。系統解碼器203從傳送流TS中提取視頻流(基本流)VS。

藉助系統解碼器203提取的視頻流VS供應至視頻解碼器204。視頻解碼器204在解碼處理中對藉助系統解碼器203提取的視頻流VS進行解碼，以獲得傳輸視頻數據V1。視頻解碼器204提取插入包括在視頻流VS中的每個存取單元中的參數集或SEI消息，以將所提取的參數集或SEI消息發送到控制單元201。

控制單元201從區域水平映射SEI消息獲得包括在關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息中的「global_compliant_threshold_level」和「global_compliant_threshold_level_value」的信息。控制單元201還從區域水平映射SEI消息中獲得關於包括在每個設定區域的亮度轉換可接受範圍信息中的「region_compliant_threshold_level」和「region_compliant_threshold_level_value」的信息以及關於所設定區域的信息。

藉助視頻解碼器204獲得的傳輸視頻數據V1供應至HDR電光變換單元205。通過將例如與發送裝置100中的HDR光電變換單元103的OETF(光電變換函數)相反的EOTF(電光變換函數)應用至傳輸視頻數據V1，HDR電光變換單元205獲得用於顯示HDR圖像的輸出視頻數據。輸出視頻數據供應至顯示映射單元206。

顯示映射單元206根據CE監視器207的最高亮度顯示能力，將超過HDR電光變換單元205中的亮度CL的輸出亮度水平進行變換。此時，顯示映射單元206在屏幕的設定區域中使用適合於設定區域的亮度CL，並且在屏幕的其他區域中使用適合於整個屏幕的亮度CL。輸出視頻數據從顯示映射單元206供應至CE監視器207。CE監視器207顯示HDR圖像。

如上所述，從光電變換的HDR視頻數據獲得的傳輸視頻數據V1與關於在圖1示出的發送和接收系統10中的屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息一起被發送。因此，根據接收端上的CE監視器207的顯示亮度能力，在亮度轉換可接受範圍內獨立地轉換每個設定區域的亮度。這可以極好地再現創建者意圖的亮度氛圍。

在圖7A的例子中，即使當區域R1和R3中的星的亮度和區域R2中的霓虹燈符號被設定在相同的亮度水平時，區域R1和R3的閾值水平CL低於該亮度水平並且區域R2的閾值水平CL高於該亮度水平。

在這種情況下，星的亮度包括在亮度轉換可接受範圍中並且被顯示映射，而霓虹燈符號的亮度不包括在亮度轉換可接受範圍內且不被顯示映射。因此，可以在接收端上極好地再現創建者意圖，即，僅在區域R1和R3中顯示星的閃爍且甚至在具有高亮度的區域R2中維持霓虹燈符號的紋理。

除了關於在圖1所示的發送和接收系統10中的屏幕中的設定區域的亮度可接受範圍信息外，發送視頻數據V1連同關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息被發送。這使得接收端可以在亮度轉換處理中根據關於整個屏幕的亮度可接受範圍信息將屏幕中的設定區域除外的區域的亮度進行轉換。

2.變型

需注意，根據實施例，關於預定數量的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息和關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息被布置在區域水平映射SEI消息中，以將該信息發送到接收端。然而，可以僅將關於預定數量的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息發送到接收端。在這種情況下，例如，在接收端上的屏幕中的設定區域以外的區域中使用規定的亮度轉換可接受範圍信息。

根據實施例，HDR電光變換單元205執行電光變換處理，同時顯示映射單元206根據接收裝置200中的CE監視器207的最高亮度顯示能力執行亮度轉換處理。然而，在電光變換函數(EOTF)上反映亮度轉換特性使得HDR電光變換單元205能夠同時單個地執行電光處理和亮度轉換處理。

根據實施例的發送和接收系統10包括發送裝置100和接收裝置200。然而，可以應用本技術的發送和接收系統的配置不限於該實施例。例如，電視機200可以包括機頂盒200A和監視器200B，它們經由數字接口諸如圖16所示的高清晰度多媒體接口(HDMI)彼此連接。注意，「HDMI」是註冊商標。

在這種情況下，當機頂盒200A執行顯示映射處理時，機頂盒200A可以根據監視器200B的EDID中的信息確定監視器200B的最高亮度水平同時經由HDMI獲得信息。另選地，當監視器200B執行顯示映射處理時，機頂盒200A和監視器200B可以通過在元數據諸如「供應商特定信息幀」中定義水平映射SEI消息、EOTF的類型和關於VUI的信息來共享信息。

根據該實施例，傳送流(MEEG-2TS)用作容器。然而，本技術不將傳送流限制於傳送流TS。即使當使用例如在ISO BMFF或MMT中的另一個數據包時，視頻數據的層可以按照與該實施例相同的方式實現。

因此，本技術還可以應用於經由網絡諸如網際網路將數據分布到接收終端的系統。當數據經由網際網路分布時，在MP4中或另一個格式中的容器常用於分布數據。換句話講，在各種格式中的容器(例如，用作數字廣播標準的傳送流(MPEG-2)，或者用於經由網際網路分布的MP4)可以用於根據本技術的容器。

本發明還可以採用以下配置。

(1)一種發送裝置，包括：

處理單元，其被配置成通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得傳輸視頻數據，以及

發送單元，其被配置成發送傳輸視頻數據以及關於在屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息。

(2)根據(1)所述的發送裝置，其中，除了關於所述屏幕中的所述設定區域的所述亮度轉換可接受範圍信息之外，所述發送單元發送所述傳輸視頻數據以及關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息。

(3)根據(1)或(2)所述的發送裝置，其中，像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定所述屏幕中的所述設定區域。

(4)根據(1)到(3)中任一項所述的發送裝置，還包括：

信息插入單元，其被配置成將所述亮度轉換可接受範圍信息插入到通過編碼所述傳輸視頻數據獲得的視頻流的層中，

其中所述發送單元發送所述視頻流。

(5)一種發送方法，包括：

通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得傳輸視頻數據，以及

藉助發送單元發送所述傳輸視頻數據以及關於在屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息。

(6)一種接收裝置，包括

接收單元，其被配置成接收通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得的傳輸視頻數據以及關於屏幕中設定區域的亮度轉換可接受範圍信息；和

處理單元，其被配置成通過將與所述預定光電變換函數相對應的電光變換函數應用於所述傳輸視頻數據，以及在亮度轉換處理中根據所述亮度轉換可接受範圍信息轉換傳輸視頻數據的亮度而獲得輸出視頻數據。

(7)根據(6)所述的接收裝置，其中，除了關於所述屏幕中的所述設定區域的所述亮度轉換可接受範圍信息之外，所述接收單元接收所述傳輸視頻數據以及關於整個屏幕的亮度轉換可接受範圍信息，以及

所述處理單元根據關於所述整個屏幕的所述亮度轉換可接受範圍信息，在除了屏幕中的設置區域之外的區域中執行亮度轉換處理。

(8)根據(6)或(7)所述的接收裝置，其中，以像素為單位或以包括預定數量像素的塊為單位設定在所述屏幕中的所述設定區域。

(9)根據(6)至(8)中任一項所述的接收裝置，

其中所述接收單元接收通過編碼所述傳輸視頻數據獲得的視頻流，並且

所述亮度轉換可接受範圍信息插入在所述視頻流的層中。

(10)一種接收方法，包括：

藉助接收單元接收通過將預定光電變換函數應用到輸入視頻數據而獲得的傳輸視頻數據以及關於屏幕中設定區域的亮度轉換可接受範圍信息；和

通過將與所述預定光電變換函數相對應的電光變換函數應用於所述傳輸視頻數據以及在亮度轉換處理中根據所述亮度轉換可接受範圍信息轉換所述傳輸視頻數據的亮度而獲得輸出視頻數據。

(11)一種發送器，包括：

電路，被配置成實現

處理器，其將預定光電變換函數應用至輸入圖像數據以獲得輸出圖像數據，以及

存儲與關於待顯示的圖像的子區域的內容確定的亮度轉換範圍信息相關聯的所述輸出圖像數據。

(12)根據11所述的發送器，其中，所述電路還被配置成發送與所述內容確定的亮度轉換範圍信息相關聯的所述輸出圖像數據。

(13)根據11所述的發送器，其中，所述輸出圖像數據是視頻數據，並且所述子區域是比由視頻幀的整體覆蓋的區域更小的區域。

(14)根據12所述的發送器，其中，除了關於所述待顯示圖像的所述子區域的內容確定的亮度轉換範圍信息外，所述發送器還發送所述輸出圖像數據以及關於所述待顯示圖像的整個圖像區的所述內容確定的亮度轉換範圍信息。

(15)根據11所述的發送器，其中，所述子區域像素為單位或以包括預定數量像素的像素塊為單位定義。

(16)根據12所述的發送器，其中，所述電路還被配置成將所述內容確定的亮度轉換範圍信息插入到通過編碼所述輸出圖像數據而獲得的視頻流的層中，並經由所述發送器發送所述視頻流。

(17)一種發送方法，包括：

藉助電路將預定光電變換函數應用至輸入圖像數據以獲得輸出圖像數據，以及

存儲與關於待顯示圖像的子區域的內容確定的亮度轉換範圍信息相關聯的所述輸出圖像數據。

(18)根據17所述的發送方法，還包括：

將所述內容確定的亮度轉換範圍信息插入到通過編碼所述輸出圖像數據獲得的視頻流的層中，並且發送所述視頻流。

(19)根據17所述的發送方法，其中，所述圖像數據是視頻數據，並且所述子區域為比由待顯示的視頻圖像的視頻幀的整體覆蓋的區域更小的區域。

(20)一種接收器，包括

電路，其被配置成

從另一個設備接收圖像數據，所述另一個設備將預定光電變換函數應用至輸入圖像數據並存儲與用於待顯示圖像的子區域的內容確定的亮度轉換範圍相關聯的輸出圖像數據；以及

將對應於所述預定光電變換函數的電光變換函數應用至從所述另一個設備接收的所述輸出圖像數據，並且在亮度轉換處理中根據所述內容確定的亮度轉換範圍信息轉換從所述另一設備接收的所述輸出圖像數據的亮度。

(21)根據20所述的接收器，其中，所述輸出圖像數據是視頻數據，並且所述子區域是比由視頻幀的整體覆蓋的區域更小的區域。

(22)根據20所述的接收器，其中，所述電路還被配置成，除了用於所述整個圖像區的所述子區域的所述內容確定的亮度轉換範圍信息之外，還接收所述輸出圖像數據以及用於整個圖像區的內容確定的亮度轉換範圍信息，以及

所述電路還被配置成根據用於所述整個圖像區的所述內容確定的亮度轉換範圍信息在非所述子區域的區域中執行亮度轉換處理。

(23)根據22所述的接收器，其中，以像素為單位或以包括預定數量像素的像素塊為單位定義所述子區域。

(24)根據22所述的接收器，

其中所述電路被配置成接收包括所述輸出圖像數據的視頻流以及所述內容確定的亮度轉換範圍信息。

(25)一種接收方法，包括：

藉助接收器從另一個設備接收圖像數據，所述另一個設備將預定光電變換函數應用至輸入圖像數據並存儲與用於待顯示圖像的子區域的內容確定的亮度轉換範圍相關聯的所述輸出圖像數據；以及

藉助電路通過將與所述預定光電變換函數相對應的電光變換函數應用於所述圖像數據，並且在亮度轉換處理中根據所述內容確定的亮度轉換範圍信息轉換所述圖像數據的亮度。

(26)根據25所述的方法，其中所述圖像數據是視頻數據，並且所述子區域是比由視頻幀的整體覆蓋的區域更小的區域。

(27)根據25所述的方法，還包括：

除了用於所述整個圖像區的所述子區域的所述內容確定的亮度轉換範圍信息之外，接收所述圖像數據以及用於整個圖像區的內容確定的亮度轉換範圍信息，以及

藉助所述電路根據用於所述整個圖像區的所述內容確定的亮度轉換範圍信息在非所述子區域的區域中執行亮度轉換處理。

(28)根據25所述的方法，其中，所述子區域以像素為單位或以包括預定數量像素的像素塊為單位定義。

(29)根據25所述的方法

還包括：

接收包括所述圖像數據、所述內容確定的亮度轉換範圍信息的視頻流。

根據本技術的主要特徵，從電光變換的HDR視頻數據獲得的傳輸視頻數據與關於在屏幕中的設定區域的亮度轉換可接受範圍信息一起發送，並且屏幕中每個設定區域的亮度在接收端上僅在亮度轉換可接受範圍內獨立轉換。這可以極好地再現創建者意圖的亮度氛圍(參見圖5到9)。

本領域技術人員應當理解，根據設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、子組合和替換，只要它們在所附權利要求或其等同物的範圍內。

參考符號列表

10、10A 發送和接收系統

100 發送裝置

101 控制單元

102 HDR相機

103 HDR光電變換單元

103a 主監視器

104 視頻編碼器

105 系統編碼器

106 發送單元

200 接收裝置

200A 機頂盒

200B 監視器

201 控制單元

202 接收單元

203 系統解碼器

204 視頻解碼器

205 HDR電光變換單元

206 顯示映射單元

207 CE監視器