(57)【要約】【課題】ＨＤＲ（ＨＬＧ）技術において必要な値と線形関係を容易に測定可能なテストパターンを生成できるテストパターン生成装置およびそのテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムを提供する。【解決手段】ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格に準拠するＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価に用いるテストパターンを生成するテストパターン生成装置であって、所定の映像データについて、ＨＬＧ方式とＳＤＲ方式の相互変換において、映像レベル０％から１００％までの線形関係を算出する線形関係算出手段と、所定の映像データについて、ＨＬＧ方式とＳＤＲ方式との相互変換において、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換値を算出する変換値算出手段と、算出された線形関係に対応するリニア波形上に、変換値算出手段で算出された各変換値を重畳させて出力するテストパターン出力手段と、を備える。【選択図】図２
2019083394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格に準拠するＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）対応ディスプレイの特性評価に用いるテストパターンを生成するテストパターン生成装置であって、
所定の映像データについて、ＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ）方式とＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）方式の相互変換において、映像レベル０％から１００％までの線形関係を算出する線形関係算出手段と、
前記映像データについて、前記ＳＤＲ方式から前記ＨＬＧ方式への変換において、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換値を算出する変換値算出手段と、
前記線形関係算出手段で算出された線形関係に対応するリニア波形上に、前記変換値算出手段で算出された各変換値を重畳させて出力するテストパターン出力手段と、
を備えることを特徴とするテストパターン生成装置。
【請求項２】
前記テストパターン出力手段は、
前記変換値に対応する所定形状のビットマップ画像として出力することを特徴とする請求項１に記載のテストパターン生成装置。
【請求項３】
前記テストパターン出力手段は、
前記映像レベル１００％に対応する所定形状のビットマップ画像を前記ＨＤＲ対応ディスプレイの略中央に出力することを特徴とする請求項２に記載のテストパターン生成装置。
【請求項４】
前記テストパターン出力手段は、
前記映像レベル０％または１００％に対応する所定形状のビットマップ画像を前記ＨＤＲ対応ディスプレイの周縁部に出力することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のテストパターン生成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のテストパターン生成装置で生成されたテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムであって、
前記テストパターンを前記ＨＤＲ対応ディスプレイと同時に表示する波形モニタと、
前記ＨＤＲ対応ディスプレイに表示されているテストパターンの輝度を測定する輝度測定器と、
を備えることを特徴とするＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テストパターン生成装置およびＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビ放送などの映像表示技術における高画質化要素のひとつに、ハイダイナミックレンジ技術（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ：ＨＤＲ技術。以下、単にＨＤＲと呼称する）がある。
【０００３】
このＨＤＲは、２０１８年１２月に実用放送の開始が予定されている高度広帯域衛星デジタル放送の要素技術にも盛り込まれている。
【０００４】
ＨＤＲとは、端的には、映像に記録できる明るさ情報（輝度）のレンジを拡大する技術である。
【０００５】
従来の映像信号の規格（ＳＤＲ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）で記録できた自然界のダイナミックレンジを１００％とすると、ＨＤＲの規格（ＨＬＧ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ、ハイブリッド・ログ・ガンマ）では１２００％まで記録可能となっている。
【０００６】
ここで、ＨＤＲを実現する規格（関数）は、国際規格のＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００として、ＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ、ハイブリッド・ログ・ガンマ）と、ＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）の２種類が標準化されている。
【０００７】
ところで、放送局における前記ＨＬＧの運用においては、通常のダイナミックレンジ表示であるスタンダードダイナミックレンジ（ＳＤＲ）との同時制作や同時放送など、相互変換を行うことを念頭に置く必要がある。
【０００８】
即ち、ＨＬＧとＳＤＲの相互変換を行うワークフローにおいて、０％から１００％までの線形関係および、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換後の値を知ることが、それらの相互変換が正しく変換されているかを確認する上で重要である。
【０００９】
また、ＨＬＧの表示においては、映像レベルとディスプレイ表示輝度の関係が重要であり、特にＨＤＲ対応ディスプレイの性能を確認するためには、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％が、どの程度の輝度で表示されるかを知ることが重要である。
【００１０】
なお、ＨＬＧの表示では、６３％は１００ｃｄ／ｍ２、７５％はＨＬＧの基準白であり、２０３ｃｄ／ｍ２、７５％と８０％は文字スーパーにおいて望ましいと考えられている信号レベルである。
【００１１】
ここで、ディスプレイの性能等を測定するためのテストパターン生成装置等に関する技術は種々提案されている（特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２６７２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、従来技術に係るテストパターン生成装置等では、ＨＤＲ対応のディスプレイにおけるＨＬＧとＳＤＲの相互変換について、０％から１００％までの線形関係および、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換後の値を容易に測定可能なテストパターンを生成することができないという問題があった。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑み、ＨＤＲ（ＨＬＧ）技術において必要な値と線形関係を容易に測定可能なテストパターンを生成できるテストパターン生成装置およびそのテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、請求項１に係るテストパターン生成装置は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格に準拠するＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）対応ディスプレイの特性評価に用いるテストパターンを生成するテストパターン生成装置であって、所定の映像データについて、ＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ）方式とＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）方式の相互変換において、映像レベル０％から１００％までの線形関係を算出する線形関係算出手段と、前記映像データについて、前記ＳＤＲ方式から前記ＨＬＧ方式への変換において、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換値を算出する変換値算出手段と、前記線形関係算出手段で算出された線形関係に対応するリニア波形上に、前記変換値算出手段で算出された各変換値を重畳させて出力するテストパターン出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係るテストパターン生成装置は、請求項１に記載の発明において、前記テストパターン出力手段は、前記変換値に対応する所定形状のビットマップ画像として出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係るテストパターン生成装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記テストパターン出力手段は、前記映像レベル１００％に対応する所定形状のビットマップ画像を前記ＨＤＲ対応ディスプレイの略中央に出力することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係るテストパターン生成装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記テストパターン出力手段は、前記映像レベル０％または１００％に対応する所定形状のビットマップ画像を前記ＨＤＲ対応ディスプレイの周縁部に出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムは、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のテストパターン生成装置で生成されたテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムであって、前記テストパターンを前記ＨＤＲ対応ディスプレイと同時に表示する波形モニタと、前記ＨＤＲ対応ディスプレイに表示されているテストパターンの輝度を測定する輝度測定器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＨＤＲ（ＨＬＧ）技術において必要な値と線形関係を容易に測定可能なテストパターンを生成できるテストパターン生成装置およびそのテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムの一部を構成するテストパターン生成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】ＨＤＲ対応ディスプレイに表示される第１実施例に係るテストパターンの画像図である。
【図４】波形モニタに表示される第１実施例に係るテストパターンの画像図である。
【図５】ＳＤＲからＨＬＧへの変換後の第１実施例に係るテストパターンを示す画像図である。
【図６】ＨＤＲ対応ディスプレイに表示される第２実施例に係るテストパターンの画像図である。
【図７】波形モニタに表示される第２実施例に係るテストパターンの画像図である。
【図８】波形モニタに表示される変形例に係るテストパターンの画像図である。
【図９】本実施の形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムで実行されるテストパターン表示処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２３】
［ＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムの構成例］
図１を参照して、実施の形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムＳ１について説明する。
【００２４】
図１に示す本実施の形態に係る特性評価システムＳ１は、テストパターン生成装置１０で生成されたテストパターンを用いたＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムである。
【００２５】
特性評価システムＳ１は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格に準拠するＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）対応ディスプレイの特性評価に用いるテストパターンＴＰを生成するテストパターン生成装置１０と、本システムによって特性を測定する被測定体としてのＨＤＲ（ＨＬＧ）ディスプレイ１１と、テストパターンＴＰの波形を表示する波形モニタ１２と、ＨＤＲ対応ディスプレイに表示されているテストパターンＴＰ（ＴＰ１〜ＴＰ４：図３参照）の輝度を測定する輝度測定器２０とから構成されている。
【００２６】
テストパターン生成装置１０には、テストパターンＴＰの画像データＤ１が入力される。
【００２７】
ＨＤＲ（ＨＬＧ）ディスプレイ１１としては、ソニー社製の３０型４Ｋ有機ＥＬマスターモニタ（型番：ＢＶＭ−Ｘ３００）を用いた。
【００２８】
なお、上記機種は、プロフェッショナル用であるため、概ね理論上の輝度値を測定することができる。
【００２９】
一方、民生用のディスプレイは製品規格に差があり、必ずしも理論上の輝度値が得られない。そこで、民生用の機種に関して特性を知得するために本実施の形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムを用いた測定を実施する意義がある。
【００３０】
ＨＤＲ対応の民生用ディスプレイとしては、例えば、ソニー社製の４Ｋ液晶テレビ（型番：ＫＪ−６５Ｚ９Ｄ、ＫＪ−５５Ａ１）、パナソニック社製の４Ｋ対応液晶テレビ（型番：ＴＨ−４３ＥＸ７５０）などが挙げられる。
【００３１】
また、波形モニタ１２としては、リーダー電子社製の４Ｋ映像フォーマット対応マルチ波形モニタ（型番：ＬＶ５４９０）などを用いることができる。
【００３２】
また、輝度測定器２０としては、コニカミノルタ社製の色彩輝度計（型番：ＣＳ−１５０）などを用いることができる。
【００３３】
［テストパターン生成装置の構成例］
次に、図２を参照して、実施の形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムＳ１に適用されるテストパターン生成装置１０の構成例について説明する。
【００３４】
図２に示すように、テストパターン生成装置１０は、マイクロコンピュータ等で構成され、所定の試験データについて、ＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ−Ｇａｍｍａ）方式とＳＤＲ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）方式の相互変換において、映像レベル（輝度レベル）０％から１００％までの線形関係を算出する線形関係算出手段１０１と、所定の試験データについて、ＨＬＧ方式とＳＤＲ方式との相互変換において、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換値を算出する変換値算出手段１０２と、線形関係算出手段１０１で算出された線形関係に対応するリニア波形上に、変換値算出手段１０２で算出された各変換値を重畳させて出力するテストパターン出力手段１０３とを備える。
【００３５】
なお、信号波形の線形関係は、ディスプレイには依存せず、ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．２１００で規定された線形関係となる。
【００３６】
また、映像レベルは％で表示され、ペデスタルレベル（基準レベル）を０（％）とし、白を１００（％）として表現している。
【００３７】
また、本実施の形態では、上述のように映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％としているが、何れかの映像レベルを間引きしたり、他の映像レベルを追加して表示するようにしてもよい。
【００３８】
なお、ＨＤＲ（ＨＬＧ方式）において、映像レベル６３％は、ディスプレイに表示させると１００ｃｄ／ｍ２の輝度で表示される。この１００ｃｄ／ｍ２という輝度はＳＤＲディスプレイにおいては映像レベル１００％の輝度と同じである。
【００３９】
また、ＨＬＧにおいて、映像レベル７５％は、現在、国内外で検討されているＨＬＧにおいての基準白レベルとなる。このように基準白レベルが映像レベル７５％となるので、白い文字スーパーなどはＨＬＧでは、映像レベル７５％が一つの基準となる。一方、映像レベル８０％も文字スーパーとして使用される場合があり（例えば、少し明るい文字スーパー）、映像レベル８０％がどの程度の輝度で表示されるかを把握することにも意義がある。
【００４０】
但し、上述のように映像レベル７５％の計測で足りる場合には、映像レベル８０％は省略可能である。
【００４１】
また、映像レベル５０％については、映像レベル１００％の半分としての目安となる意義がある。
【００４２】
（第１実施例に係るテストパターン）
ここで、テストパターン出力手段１０３は、変換値に対応する所定形状（例えば、矩形状）のビットマップ画像として出力するようにできる。
【００４３】
具体的には、図３に示すように、線形関係に対応するリニア波形上に矩形状のビットマップ画像で構成される第１実施例に係るテストパターンＴＰ１〜ＴＰ４を重畳させて表示している。
【００４４】
なお、テストパターンＴＰ１〜ＴＰ４は、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％のそれぞれに対応している。
【００４５】
また、図４は、波形モニタ１２に出力されたテストパターンＴＰを示し、図５は、変換後の第１実施例に係るテストパターンを示す。
【００４６】
この図４と図５のグラフの比較により、線形関係の変化と共に、各値の変化を容易に確認することができる。
【００４７】
なお、図４および図５において、縦軸は映像レベル、横軸は画面の横方向の画素を示す。
【００４８】
（第２実施例に係るテストパターン）
第２実施例に係るテストパターンでは、図６に示すように、線形関係に対応するリニア波形上に矩形状のビットマップ画像で構成されるテストパターンＴＰ１〜ＴＰ４を重畳させて表示すると共に、映像レベル１００％に対応する矩形状のビットマップ画像であるテストパターンＴＰ１０をＨＤＲ対応ディスプレイの略中央に出力している。
【００４９】
これにより、画面中央の輝度特性をテストパターンＴＰ１０によって計測することができる。
【００５０】
なお、前出の図３の場合には、映像レベル１００％は、テストパターンの右端のみとなり、波形モニタ１２では１００％の位置が確認できるが、ＨＤＲ（ＨＬＧ）ディスプレイ１１に表示して測定するには右端がほぼ１００％のところで計測するしかないが、本実施の形態では画面の略中心に映像レベル１００％のテストパターンＴＰ１０を設けているので、容易に画面中央の輝度特性を計測することができる。
【００５１】
また、第２実施例に係るテストパターンでは、図６に示すように、映像レベル０％または１００％に対応するビットマップ画像からなるテストパターンＴＰ２０、ＴＰ３０をＨＤＲ（ＨＬＧ）ディスプレイ１１の周縁部にＬ字状に出力している。
【００５２】
これにより、テストパターンＴＰ２０、ＴＰ３０の水平部によって波形モニタ１２に映像レベル１００％および０％のラインが表示されるようにできる。
【００５３】
また、波形モニタ１２において、テストパターンＴＰ２０、ＴＰ３０の垂直部によってリニア波形の始点と終点を識別し易くすることができる。
【００５４】
なお、図８は、波形モニタ１２に表示される変形例に係るテストパターンの画像図である。
【００５５】
ここで、リニア波形は映像レベル０％から１００％までの線形関係を示しているが、デジタル信号コード値の最小から最大（１０ｂｉｔ  ４〜１０１９）、％表示で−７％から１０９％までを示すリニア波形にしたテストパターン信号の波形が、図８のように示される。
【００５６】
本実施例のように、映像レベル１００％に対応する所定形状のビットマップ画像をＨＤＲ対応ディスプレイの略中央に出力することにより、ディスプレイの周辺部分の表示性能が劣る場合があっても映像レベル１００％の輝度を正確に測定することができる。
【００５７】
また、本実施例のように、映像レベル０％または１００％に対応する所定形状のビットマップ画像をＨＤＲ対応ディスプレイ１１の周縁部に出力することにより、中央部に比して周縁部の特性が劣る場合に、その特性を確認することが可能となる。
【００５８】
（テストパターン表示処理）
次に、図９のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システムＳ１で実行されるテストパターン表示処理の処理手順の一例について説明する。
【００５９】
この処理が開始されると、まず、ステップＳ１０出力解像度に応じたビットマップの画像を用意して、ステップＳ１１に移行する。
【００６０】
ステップＳ１１では、ＨＬＧ方式とＳＤＲ方式の相互変換において、映像レベル０％から１００％までの線形関係を算出して、ステップＳ１２に移行する。
【００６１】
ステップＳ１２では、ＳＤＲ方式からＨＬＧ方式への変換において、映像レベル５０％、６３％、７５％、８０％、１００％の変換値を算出して、ステップＳ１３に移行する。
【００６２】
ステップＳ１３では、線形関係に対応するリニア波形上に、変換値に対応する矩形状のビットマップ画像（テストパターンＴＰ）を重畳させて出力して、ステップＳ１４に移行する。
【００６３】
ステップＳ１４では、テストパターンＴＰをＨＤＲ対応ディスプレイ１１および波形モニタ１２に表示して処理を終了する。
【００６４】
［ＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価の例］
ＨＤＲ対応ディスプレイ１１は商品規格で、ピーク輝度などの特性にバラツキがあり、その特性を確認する必要がある。
【００６５】
例えば、民生用のＨＤＲ対応ディスプレイ１１を、ＨＤＲ（ＨＬＧ）モードにし、テストパターンＴＰを表示した際の映像レベル１００％と映像レベル７５％の輝度を輝度測定器２０により測定する。
【００６６】
次に、ＳＤＲモードにして、テストパターンＴＰを表示させ、映像レベル１００％と映像レベル７５％の輝度を測定する。
【００６７】
ここで、理論上はＨＬＧでは、映像レベル１００％は１０００ｃｄ/ｍ２、映像レベル７５％では２０３ｃｄ/ｍ２、ＳＤＲでは映像レベル１００％は１００ｃｄ/ｍ２である。
【００６８】
しかし、民生用のＨＤＲ対応ディスプレイ１１はＳＤＲの表示が明るくなっており、本来は映像レベル７５％のＨＬＧの方が映像レベル１００％のＳＤＲよりも明るいはずであるので、測定では映像レベル１００％のＳＤＲの方が高い値となる場合が多いといえる。
【００６９】
このようにして、各映像レベルについての輝度を測定して、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格と比較することにより、そのＨＤＲ対応ディスプレイ１１の特性を把握することができる。
【００７０】
また、そのＨＤＲ対応ディスプレイ１１の特性に基いて、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２１００の規格に近づくように、ＨＤＲ対応ディスプレイ１１の輝度等を調整することが可能となる。
【００７１】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
Ｓ１…ＨＤＲ対応ディスプレイの特性評価システム
１０…テストパターン生成装置
１１…ＨＤＲ（ＨＬＧ）ディスプレイ
１２…波形モニタ
２０…輝度測定器
１０１…線形関係算出手段
１０２…変換値算出手段
１０３…テストパターン出力手段
ＴＰ（ＴＰ１〜ＴＰ５）…テストパターン
【図１】
2019083394.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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