A Parametric Method for HDR to SDR Conversion Considering HDR Reference White and Facial Skin Tone

Abstract

2018年12月1日に日本で4K8K衛星放送が開始された. 4K8Kは超高精細度テレビジョン(Ultra-High Definition Television: UHDTV)の別名として認知されている. UHDTVは,ハイビジョン(High-Definition Television: HDTV)を超える超高精細映像を提供するだけでなく,よ り現実に近い色再現や明暗の幅を再現する広色域・高ダイ ナミックレンジ(High Dynamic Range: HDR)を採用して いる.新4K8K衛星放送の映像フォーマットは,国際電気 通信連合無線通信部門(International Telecommunication Union Radiocommunication Sector: ITU-R)において策定 されたITU-R勧告BT.20201)およびITU-R勧告BT.21002)に 準拠している.高ダイナミックレンジテレビジョン(HDRTV)の映像方式には,HLG(Hybrid Log-Gamma)方式と PQ(Perceptual Quantization)方式が併記されているが, 新4K8K衛星放送ではHLG方式が運用されている. HDRでは再現できる明暗の範囲が拡大されるため,HDR 番組間の明るさの一貫性を保つために基準レベルを考慮し た番組制作が重要である.ITU-RレポートBT.2408は, 100%反射率の拡散白を撮影したときの映像信号レベルを HDR基準白とし,HLGの場合は75%映像信号レベル,PQ の場合は58%映像信号レベル(以後,それぞれ75%HLG, 58%PQのように記す)としている3).HDR基準白をPQ ディスプレイまたはピーク輝度1,000 cd/m2のHLGディス プレイに表示したとき,PQ, HLGともに203 cd/m2となる. また,文字スーパーなどグラフィックスの白レベルもこの HDR基準白と同じレベルとされている. 現行HDTV放送の映像フォーマットは ITU-R 勧告 BT.709 4)に準拠しており,標準ダイナミックレンジ (Standard Dynamic Range: SDR)である.新4K8K衛星放 送の番組拡充に伴い多くのHDR番組制作が期待されるが, SDRのHDTV番組も継続して制作・放送する必要があり, 効率的な番組制作のためにHDRとSDRの同時制作が求め られる.例えば,番組制作を文字スーパー等も含めてHDR で行い,HDR番組からの変換によってSDR番組を得る方 法が考えられる.この場合,HDRからSDRへの方式変換 が必要となる. 本論文では,まず2章でHDRからSDRへの変換における 課題と要件を述べる.3章で提案法を概説し,その特徴で ある3つの処理について詳細を述べる.4章でグラデーショ ンパターンを用いて提案法の有効性を示し,5章でHDR基 準白を考慮して制作された自然画像のHDR映像を用いて提 案法による変換結果を示す.最後に,6章で本論文の内容 をまとめる.