发送装置、发送方法、接收装置和接收方法与流程

本申请要求于2014年8月28日提交的日本在先专利申请JP2014-173898的权益，该申请的全部内容以引证方式结合于此。

技术领域

本技术涉及发送装置、发送方法、接收装置和接收方法，并且具体涉及例如发送通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得的传输视频数据的发送装置。

背景技术：

高动态范围(HDR)成像服务将具有宽亮度范围的图像提供到接收端，并在接收端上再现该图像，同时在图像上反映创建者的意图。这实现显示和再现接近自然中人眼的感觉的图像。

NPL 1公开了一种用于发送视频流的技术，该视频流通过对将伽马曲线应用于具有0到100％*N(N大于1)亮度水平的输入视频数据而获得的传输视频数据进行编码而生成。

接收设备中监视器(CE监视器)的峰亮度的水平根据显示面板的设备属性、背光的布置或设计方法而变化。与用于创建程序的主监视器相比，CE监视器有时具有太高或太暗的亮度。因此，CE监视器可无法正确地再现创建者意图的亮度氛围。

引用列表

非专利文献

PTL 1：高效率视频编码(HEVC)文本规范草案10(用于FIDS&最后呼叫)(High Efficiency Video Coding(HEVC)text specification draft 10(for FDIS&Last Call))

技术实现要素：

技术问题

希望在接收端上良好地再现创建者意图创建的亮度氛围。

问题的解决方案

根据本技术的实施例，提供了一种发送装置，包括：

处理单元，其被配置成通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得传输视频数据，以及

发送单元，其被配置成发送传输视频数据以及关于屏幕中设定区域的亮度转换可接受范围信息。

根据本技术，处理单元通过将预定光电变换函数应用至输入视频数据而提供传输视频数据。例如，输入视频数据为包括高动态范围(HDR)图像的视频数据，高动态范围(HDR)图像具有0％到100％*N(N是大于1的数字)的对比度并且其辉度超过现有低动态范围(LDR)图像的白色峰值的辉度。

发送单元配置成发送传输视频数据以及关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息。例如，可以以像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定屏幕中的设定区域。另选地，例如，发送单元可以发送通过编码传输视频数据获得的视频流，并且还可以包括信息插入单元，被配置成将亮度转换可接受范围信息插入到视频流的层中。

根据本技术，如上所述，传输视频数据与关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息一起被发送。这使得接收端能够极好地再现创建者意图的亮度氛围。

需注意，例如，除了关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息之外，根据本技术的发送单元可以发送传输视频数据以及关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息。在这种情况下，接收端可以根据关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息，在亮度转换处理中转换屏幕中除了设定区域之外的区域的亮度。

根据本技术的实施例，提供了一种接收装置，包括：

接收单元，其被配置成接收传输视频数据以及关于屏幕中设定区域的亮度转换可接受范围信息，通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得传输视频数据；和

处理单元，其被配置成通过将与预定光电变换函数相对应的电光变换函数应用于传输视频数据，以及根据亮度转换可接受范围信息在亮度转换处理中转换传输视频数据的亮度而获得输出视频数据。

接收单元接收传输视频数据以及关于屏幕中设定区域的亮度转换可接受范围信息。通过将预定光电变换函数应用至输入视频数据而获得传输视频数据。例如，输入视频数据为包括高动态范围(HDR)图像的视频数据，高动态范围(HDR)图像具有0％到100％*N(N是大于1的数字)的对比度并且其辉度超出现有低动态范围(LDR)图像的白色峰值的辉度。

例如，可以以像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定屏幕中的设定区域。例如，接收单元可以接收通过编码传输视频数据而获得的视频流，并且亮度转换可接受范围信息可以插入在视频流中的层中。因此，处理单元可以例如将与预定光电变换函数相反的电光变换函数应用至传输视频数据，并且输出其亮度在亮度转换处理中根据亮度转换可接受范围信息而得到转换的视频数据。

根据本技术，传输视频数据与关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息一起被接收，由此使得通过在如上所述的亮度转换处理中根据亮度转换可接受范围信息转换所接收数据的亮度来获得输出视频数据。这使得接收端能够极好地再现创建者意图的亮度氛围。

需注意，例如，除了关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息之外，根据本技术的接收单元可以接收传输视频数据以及关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息，由此使得处理单元可以在亮度转换处理中根据关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息转换除屏幕中的设定区域之外的区域的亮度。

本发明的有益效果

本技术使得接收端能够极好地再现创建者意图的亮度氛围。需注意，本文描述的效果始终为示例。本技术不限于示例。此外，本技术可以包括另外的效果。

附图说明

[图1]图1是作为实施例的发送和接收系统的示例性配置的框图。

[图2]图2是包括发送和接收系统的发送装置的示例性配置的框图。

[图3]图3为主监视器的示例性显示亮度特性的示图。

[图4]图4是示例性光电变换函数(OETF)的示图；

[图5]图5是当借助HEVC编码方法编码数据时GOP的头存取单元的示图。

[图6]图6是当借助HEVC编码方法编码数据时GOP的头存取单元除外的存取单元的示图。

[图7]图7A和图7B为示图，其用于描述以像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定屏幕中的设定区域。

[图8]为区域水平映射SEI消息的示例性配置的示图。

[图9]为区域水平映射SEI消息的另一个示例性配置的示图。

[图10]为在区域水平映射SEI消息的示例性配置中的主要信息的内容的示图。

[图11]图11是包括发送和接收系统的接收装置的示例性配置的框图。

[图12]图12是示例性电光变换函数(EOTF)的示图。

[图13]图13A和图13B为当CE监视器的最高亮度显示能力DP高于在主监视器中假设的最高亮度PL时，CE监视器的示例性显示亮度特性的示图。

[图14]图14A和图14B为当CE监视器的最高亮度显示能力DP低于在主监视器中假设的最高亮度PL时，CE监视器的示例性显示亮度特性的示图。

[图15]图15A和15B为当CE监视器的最高亮度显示能力DP低于在主监视器中假设的最高亮度PL时，CE监视器的另一个示例性显示亮度特性的示图。

[图16]图16是发送和接收系统的另一个示例性配置的框图。

具体实施方式

在下文中，将按照以下顺序描述实现本技术的配置(以下称为“实施例”)。

1.实施例

2.变型

1.实施例

(发送和接收系统的示例性配置)

图1示出作为实施例的发送和接收系统10例性配置。发送和接收系统10包括发送装置100和接收装置200。

发送装置100生成MPEG-2形式的传送流TS作为容器，以通过广播波或借助网络上的数据包来发送传送流TS。传送流TS包括通过对传输视频数据进行编码而获得的视频流，传输视频数据是通过将预定光电变换函数应用至输入视频数据获得的。

例如，输入视频数据包括具有0％到100％*N(N是大于1的数字)的对比度并且辉度超过现有低动态范围(LDR)图像的白色峰值的辉度的高动态范围(HDR)图像。这里，假设水平100％为对应于白色亮度值100cd/m²的亮度水平。

关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息和关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息插入在视频流的层中。下面将详细描述亮度转换可接受范围信息。

接收装置200通过广播波或借助网络上的数据包接收从发送装置100发送的传送流TS。传送流TS包括包含经编码的视频数据的视频流。关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息和关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息插入在视频流中，如上所述。

接收装置200通过将例如与发送端上的预定光电变换函数相反的电光变换函数应用于传输视频数据，并且在亮度转换处理中根据亮度转换可接受范围信息转换数据的亮度而获得输出视频数据。在这种情况下，例如根据监视器的峰亮度仅转换在亮度转换可接受范围中的数据的亮度。

发送装置的示例性配置

图2示出发送装置100的示例性配置。发送装置100包括控制单元101、HDR相机102、HDR光电变换单元103、视频编码器104、系统编码器105和发送单元106。控制单元101包括中央处理单元(CPU)，其用于根据控制程序控制发送装置100中的每个组件的操作。

HDR相机102捕获对象的图像并输出高动态范围(HDR)视频数据。HDR视频数据具有0到100％*N(N是大于1的数字)(例如从0到1000％)的对比度，并且其辉度超过现有低动态范围(LDR)图像的白色峰值的辉度。需注意，在本文中，100％的水平对应于例如100cd/m²的白色亮度值。需注意，“cd/m²”表示“cd/平方米”。

主监视器103a被配置成对借助HDR相机102获得的HDR视频数据进行分级。主监视器103a包括适用于HDR视频数据，或者适合用于对HDR视频数据进行分级的显示亮度水平。

图3示出主监视器103a的显示亮度特性。在图中，在横轴上示出输入亮度水平，在纵轴上示出显示亮度水平。当输入亮度水平处于参考亮度RL时，显示亮度水平处于例如对应于白色亮度值100cd/m²的100％参考水平(％)。当输入亮度水平处于峰亮度PL时，显示亮度水平处于峰水平(％)。

需注意，在本实施例中新定义阈值亮度CL，其指示两个区域之间的边界，一个区域的输入亮度对应于在接收设备上的监视器(CE监视器)中显示其中一个区域时的亮度，另一个区域的亮度取决于CE监视器。当监视器输入亮度水平处于阈值亮度CL时，显示亮度水平处于阈值水平(％)。

再次参照图2，通过将用于HDR图像的光电变换函数(HDR OETF曲线)应用至借助HDR相机102获得的HDR视频数据，HDR光电变换单元103获得传输视频数据V1。

图4示出示例性光电变换函数(OETF)。在图中，在水平轴上示出输入亮度水平，与主监视器的显示亮度特性的水平轴类似(参见图3)，并且在纵轴上示出传输码值(a transmission code value)。当输入亮度水平处于参考亮度RL时，传输码值处于参考水平RP。当输入亮度水平处于峰亮度PL时，传输码值处于峰水平MP。当输入亮度水平处于阈值亮度CL时，传输码值处于阈值水平THP。

需注意，在纵轴上的传输码值的范围对应于视频编码器104的输入像素数据范围(编码器输入像素数据范围)。例如，当数据以10位编码的方式进行编码时，范围从“64”到“940”或使用扩展区域的从“4”到“1019”。

再次参考图2，视频编码器104通过例如借助MPEG-4AVC编码、MPEG-2视频编码或高效视频编码(HEVC)编码方法对传输视频数据V1进行编码，来获得编码的视频数据。视频编码器104包括在后部的流格式化器(未示出)，以生成包括编码的视频数据的视频流(视频基本流)。在那时，视频编码器104将关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息和关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息插入到视频流的层中。

(亮度转换可接受范围信息的插入)

将详细描述亮度转换可接受范围信息的插入。根据本实施例，新定义的区域水平映射SEI消息(Regional_Level_mapping SEI消息)插入在存取单元(AU)中的“SEI”的部分中。

图5示出当借助HEVC编码方法对数据进行编码时，画面组(GOP)的头存取单元。图6示出当借助HEVC编码方法编码数据时GOP的非头存取单元的存取单元。当借助HEVC编码方法编码数据时，用于解码的SEI消息组“Prefix_SEI”布置在其中编码有像素数据的片之前，而用于显示的SEI消息组“Suffix_SEI”布置在该片之后。如图5和图6所示，区域水平映射SEI消息布置为SEI消息组“Suffix_SEI”。

以像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定屏幕中的设定区域。图7A示出以像素为单位设定的设定区域的示例。在示出的示例中，线MR是山的山脊，并且包括星形的区域R1和R3以及包括霓虹灯符号的区域R2被设定为设定区域。创建者意图关于区域R1和R3的事情在于仅显示星的闪烁。同时，创建者意图在区域R2中维持霓虹灯符号的纹理，尽管区域R2具有高亮度。

每个设定区域具有矩形形状并且用左上方的像素坐标和右下方的像素坐标来标识。换句话说，用左上方的像素坐标(x1s，y1s)和右下方的像素坐标(x1e，y1e)来标识区域R1。用左上方的像素坐标(x2s，y2s)和右下方的像素坐标(x2e，y2e)来标识区域R2。用左上方的像素坐标(x3s，y3s)和右下方的像素坐标(x3e，y3e)来标识区域R3。

图7B示出以块单元设定的设定区域的示例。屏幕在水平方向和垂直方向上被划分为多个块。例如，块具有8×8像素、16×16像素、32×32像素或其他尺寸的大小。每个块用块ID指示。在所示的示例中，将区域R11、R12和R13设定为设定区域。

每个设定区域具有矩形形状并且用左上方的块ID和右下方的块ID来标识。换句话说，用左上方的块ID(ID1s)和右下方的块ID(ID1e)来标识区域R1。用左上方的块ID(ID2s)和右下方的块ID(ID2e)来标识区域R12。用左上方的块ID(ID3s)和右下方的块ID(ID3e)来标识区域R13。

图8示出当设定区域以像素为单位设定时，区域水平映射SEI消息的示例性格式(语法)。图9示出当设定区域以块单元设定时，区域水平映射SEI消息的示例性格式(语法)。图10示出在示例性格式中的主要信息的内容(语义)。

“level_mapping_cancel_flag”为比特的标记信息。“1”指示水平映射(Level_mapping)消息的先前状态的取消。“0”指示每个元素被发送且用该元素刷新先前状态。

8位字段“coded_data_bit_depth”指示编码的数据的位长度，并且例如是8至14位的长度。当在主监视器103a中的显示亮度处于100％(即，参考亮度RL)时，16位字段“reference_white_level”为输入亮度值。16位字段“reference_white_level_code_value”指示水平代码值处于100％亮度且具有以“coded_data_bit_depth”指示的比特精度的值，即参考水平RP。

8位字段“number_of_regions”指示屏幕中的设定区域的数量。16位字段“global_compliant_threshold_level”为用于整个屏幕的映射显示阈值。映射显示阈值为创建者意图使CE显示中的亮度对应于输入亮度时创建者假定的在CE显示中的最高亮度值。映射显示阈值用于指示根据CE监视器的显示能力显示处于超过映射显示阈值的水平的亮度。16位字段“global_compliant_threshold_level_value”指示用于整个屏幕的映射显示阈值的传输值(传输代码值)。

16位字段“position_start_x”和16位字段“position_start_y”指示标识设定区域的左上角像素坐标。换句话说，“position_start_x”指示当有效显示区域的左上角被设定为零时具有像素数量的设定区域的水平开始位置。“position_start_y”指示当有效显示区域的左上角被设定为零时具有像素数量的设定区域的垂直开始位置。

16位字段“position_end_x”和16位字段“position_end_y”指示标识设定区域的右下角的像素坐标。换句话说，“position_end_x”指示当有效显示区域的左上角被设定为零时具有像素数量的设定区域的水平结束位置。“position_end_y”指示当有效显示区域的左上角被设定为零时具有像素数量的设定区域的垂直结束位置。

16位字段“block_start”指示标识设定区域的左上方的块ID。换句话说，“block_start”指示开始块的ID(块ID)，自该块起从左上到右下的方向逐块地扫描设定区域。16位字段“block_end”指示标识设定区域的右下方的块ID。换句话说，“block_end”指示结束块的ID(块ID)，从该块起从左上到右下的方向逐块地扫描设定区域。八位字段“block_size”指示作为指定设定区域的单元的块的大小。例如，当值为“0x01”时，块大小指定在8×8像素的范围中，当值为“0x02”时，块大小指定在16×16像素的范围中，或者当值为“0x03”时，指定块大小在32×32像素的范围中。

16位字段“region_compliant_threshold_level”为用于设定区域的映射显示阈值。映射显示阈值是当创建者意图使CE显示中的设定区域中的亮度对应于输入亮度时，创建者所假设的在CE显示中的设定区域中的最高亮度值。映射显示阈值用于指示根据CE监视器的显示能力显示处于超过映射显示阈值的水平的设定区域中的亮度。16位字段“region_compliant_threshold_level_value”指示设定区域中的映射显示阈值的传输值(传输代码值)。

八位字段“peak_percentage”指示最高亮度水平相对于100％的百分比值。该值由创建者指示。例如，1000cd/m2的峰亮度的“peak_percentage”为1000％。在那种情况下，100％指示值1，而1000％为100％的10倍，因而指示值10。16位字段““peak_percentage_value”指示当以“coded_data_bit_depth”中指示的比特精度(即，峰水平MP)发送数据时，“peak_percentage”的最大代码值。例如，当“peak_percentage”为1000％时，以10比特传输的最高值“1019”表示1000％。

在区域水平映射SEI消息中的“global_compliant_threshold_level”和“global_compliant_threshold_level_value”的信息包括在关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息中。“region_compliant_threshold_level”和“region_compliant_threshold_level_value”的信息包括在关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息中。这使得接收端能够从区域水平映射SEI消息检测关于设定区域的亮度转换可接受范围信息且还检测关于其他区域的亮度转换可接受范围信息。

在这种情况下，可以逐个画面地、逐个场景地或逐个程序地指定亮度转换可接受范围信息。需注意，待使用的OETF(光电变换函数)的类型在视频可用性信息(VUI)中被发送到序列参数集(SPS)的NAL单元。

再次参照图2，系统编码器105生成包括借助视频编码器104生成的视频流VS的传送流TS。发送单元106通过广播波或网络上的数据包将传送流TS发送到接收装置200。

将简略描述图2所示的发送装置100的操作。通过HDR相机102的捕获而获得的HDR视频数据供应至HDR光电变换单元103。借助主监视器103a对用HDR照相机102获得的HDR视频数据进行分级。HDR光电变换单元103通过将用于HDR图像的光电变换函数(HDR OETF曲线)应用于HDR视频数据而获得传输视频数据V1。传输视频数据V1供应至视频编码器104。

视频编码器104通过例如借助MPEG-4AVC编码、MPEG-2视频编码或HEVC编码对传输视频数据V1进行编码而获得编码的视频数据。

视频编码器104包括在后部的流格式化器(未示出)，以生成包括编码的视频数据的视频流(视频基本流)VS。在那时，视频编码器104将关于屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息和关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息插入在视频流的层中。

借助视频编码器104生成的视频流VS供应至系统编码器105。系统编码器105生成包括视频流的MPEG-2传送流TS。借助发送单元106通过广播波或网络上的数据包将传送流TS发送到接收装置200。

接收装置的示例性配置

图11示出接收装置200的示例性配置。接收装置200包括控制单元201、接收单元202、系统解码器203、视频解码器204、HDR电光变换单元205、显示映射单元206和CE监视器207。控制单元201包括中央处理单元(CPU)，以根据控制程序来控制接收装置200中的每个组件的操作。

接收单元202通过广播波或网络上的数据包从发送装置100接收传送流TS。系统解码器203从传送流TS中提取视频流(基本流)VS。系统解码器203还提取插入在容器(传送流)的层中的各种类型的信息，以将该信息发送到控制单元201。

视频解码器204在解码处理中对借助系统解码器203提取的视频流VS进行解码，并输出传输视频数据V1。视频解码器204提取插入包括在视频流VS中的每个存取单元中的参数集或SEI消息，以将参数集或SEI消息发送到控制单元201。

控制单元201通过在SPS的视频可用性信息(VUI)中的OETF的类型的指定而识别在发送端上使用的OETF(光电变换函数)，以在HDR电光变换单元205中设定例如与OETF相反的EOTF(电光变换函数)。

区域水平映射SEI消息是借助视频解码器204提取的SEI消息之一，并被发送到控制单元201。控制单元201可以从区域水平映射SEI消息获得包括在关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息中的“global_compliant_threshold_level”和“global_compliant_threshold_level_value”的信息。控制单元201还可以从区域水平映射SEI消息中获得包括在关于设定区域的亮度转换可接受范围信息中的“region_compliant_threshold_level”和“region_compliant_threshold_level_value”的信息以及关于设定区域的信息。

通过将例如与发送装置100的HDR光电变换单元103中的OETF(光电变换函数)相反的EOTF(电光变换函数)应用至从视频解码器204输出的传输视频数据V1，HDR电光变换单元205获得用于显示HDR图像的输出视频数据。

图12示出示例性电光变换函数(EOTF)。在图中，对应于图4中的纵轴的传输代码值在水平轴上示出。对应于在图4中的水平轴的输出亮度水平(显示亮度水平)在纵轴上示出。在图中，实线a是EOTF曲线。当传输代码值处于峰水平MP时，输出亮度水平为PL。当传输代码值处于阈值水平THP时，输出亮度水平为CL。

当CE监视器207的最高亮度显示能力高于在那种情况下在主监视器103a中假设的最高亮度PL时，其中传输代码值高于阈值水平THP的输出亮度水平在显示映射单元206的处理(亮度增加处理)中被分配至这样的范围，该范围达到CE监视器207的显示最高亮度水平DP1。在图中，交替的长及双点线b为在这种情况下的示例性亮度转换处理。

另一方面，当CE监视器207的最高亮度显示能力低于在主监视器103a中假设的最高亮度PL时，其中传输代码值高于阈值水平THP的输出亮度水平在显示映射单元206的处理(亮度降低处理)中被分配至这样的范围，该范围达到CE监视器207的显示最高亮度水平DP2。在该图中，交替的长及短线c是在这种情况下的示例性亮度转换处理。

再次参照图11，显示映射单元206根据CE监视器207的最高亮度显示能力转换在HDR电光变换单元205中的输出亮度水平，其超过阈值亮度CL，如上所述。在那种情况下，显示映射单元206在屏幕的设定区域中使用适合于设定区域的亮度CL，并且在屏幕的其他区域中使用适合于整个屏幕的亮度CL。

在这种情况下，当传输代码值处于阈值水平THP或更低时，换句话说，当输出亮度水平等于或低于阈值亮度CL时，忠实于接收水平的亮度再现亮度，而不依赖于CE监视器207。因此，例如，根据创建者的意图正确地表示对象的纹理。CE监视器207根据来自显示映射单元206的输出视频数据显示HDR图像。

当CE监视器207的最高亮度显示能力DP高于在主监视器103a中假设的最高亮度PL时，换句话讲，当DP＞PL成立时，显示映射单元206在亮度增加处理中借助预定算法将超过阈值亮度CL的水平分配至达到峰亮度DP的范围。

图13A和图13B中的每个示出当DP＞PL成立时，CE监视器207的显示亮度特性。该特性包括显示映射单元206的亮度转换特性。在每个图中，在横轴上示出输入亮度水平，在纵轴上示出显示亮度水平。图13A示出阈值亮度CL被设定在相对小的值CL(1)。图13B示出阈值亮度CL被设定在相对大的值CL(2)。

当输入亮度水平处于阈值亮度CL(1)时，显示亮度水平处于阈值水平THP1。当输入亮度水平处于阈值亮度CL(2)时，显示亮度水平处于阈值水平THP2。换句话说，当输入亮度水平处于达到阈值亮度CL(1)或CL(2)的水平时，显示亮度水平处于创建者意图的水平。当输入亮度水平处于峰亮度PL时，显示亮度水平处于CE监视器207的峰水平DP。换句话说，当输入亮度水平在阈值亮度CL(1)或CL(2)与峰亮度PL之间时，执行亮度增加处理，如实线L1或L2所示。

当CE监视器207的最高亮度显示能力DP低于在主监视器103a中假设的最高亮度PL时，换句话讲，当DP＜PL成立时，显示映射单元206在亮度降低处理中借助预定算法将超过阈值亮度CL的水平分配至达到峰亮度DP的范围。

图14A和14B中的每个示出当DP＜PL成立并且最高亮度显示能力DP相对高时CE监视器207的显示亮度特性。显示亮度特性包括显示映射单元206的亮度转换特性。在每个图中，在横轴上示出输入亮度水平，在纵轴上示出显示亮度水平。

图14A示出阈值亮度CL被设定在相对小的值CL(3)。图14B示出阈值亮度CL设定在相对大的值CL(4)。当输入亮度水平处于阈值亮度CL(3)时，显示亮度水平处于阈值水平THP3。当输入亮度水平处于阈值亮度CL(4)时，显示亮度水平处于阈值水平THP4。换句话说，当输入亮度水平处于达到阈值亮度CL(3)或CL(4)的水平时，显示亮度水平处于创建者意图的水平。当输入亮度水平处于峰亮度PL时，显示亮度水平处于CE监视器207的峰水平DP。换句话讲，当输入亮度水平在阈值亮度CL(3)或CL(4)与峰亮度PL之间时，执行亮度降低处理，如实线L31或L41所示。

图15A和图15B中的每个示出当DP＜PL成立并且最高亮度显示能力DP相对低时CE监视器207的显示亮度特性。显示亮度特性包括显示映射单元206的亮度转换特性。在每个图中，在横轴上示出输入亮度水平，在纵轴上示出显示亮度水平。

图15A示出阈值亮度CL设定在相对小的值CL(3)且阈值水平THP3低于CE监视器207的峰水平DP。当输入亮度水平处于阈值亮度CL(3)时，显示亮度水平处于阈值水平THP3。换句话讲，当输入亮度水平处于高达阈值亮度CL(3)的水平时，显示亮度水平处于创建者意图的水平。当输入亮度水平处于峰亮度PL时，显示亮度水平处于CE监视器207的峰水平DP。换句话讲，当输入亮度水平在阈值亮度CL(3)和峰亮度PL之间时，执行亮度降低处理，如实线L32所示。

图15B示出阈值亮度CL设定在相对大的值CL(4)且阈值水平THP4高于CE监视器207的峰水平DP。当输入亮度水平处于小于阈值亮度CL(4)的值CLa时，显示亮度水平处于CE监视器207的峰水平DP。换句话讲，在这种情况下，当输入亮度水平处于达到阈值亮度CLa的水平时，显示亮度水平处于创建者意图的水平。当输入亮度水平在值CLa和峰值亮度PL之间时，显示亮度水平例如处于CE监视器207的峰水平DP，如实线L42所示。需注意，在这种情况下可以执行显示亮度转换，以便在高亮度侧平滑地改变显示亮度水平，例如，如虚线L42'所示。

将简略描述图11示出的接收装置200的操作。接收单元202通过广播波或借助网络上的数据包从发送装置100接收传送流TS。传送流TS供应至系统解码器203。系统解码器203从传送流TS中提取视频流(基本流)VS。

借助系统解码器203提取的视频流VS供应至视频解码器204。视频解码器204在解码处理中对借助系统解码器203提取的视频流VS进行解码，以获得传输视频数据V1。视频解码器204提取插入包括在视频流VS中的每个存取单元中的参数集或SEI消息，以将所提取的参数集或SEI消息发送到控制单元201。

控制单元201从区域水平映射SEI消息获得包括在关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息中的“global_compliant_threshold_level”和“global_compliant_threshold_level_value”的信息。控制单元201还从区域水平映射SEI消息中获得关于包括在每个设定区域的亮度转换可接受范围信息中的“region_compliant_threshold_level”和“region_compliant_threshold_level_value”的信息以及关于所设定区域的信息。

借助视频解码器204获得的传输视频数据V1供应至HDR电光变换单元205。通过将例如与发送装置100中的HDR光电变换单元103的OETF(光电变换函数)相反的EOTF(电光变换函数)应用至传输视频数据V1，HDR电光变换单元205获得用于显示HDR图像的输出视频数据。输出视频数据供应至显示映射单元206。

显示映射单元206根据CE监视器207的最高亮度显示能力，将超过HDR电光变换单元205中的亮度CL的输出亮度水平进行变换。此时，显示映射单元206在屏幕的设定区域中使用适合于设定区域的亮度CL，并且在屏幕的其他区域中使用适合于整个屏幕的亮度CL。输出视频数据从显示映射单元206供应至CE监视器207。CE监视器207显示HDR图像。

如上所述，从光电变换的HDR视频数据获得的传输视频数据V1与关于在图1示出的发送和接收系统10中的屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息一起被发送。因此，根据接收端上的CE监视器207的显示亮度能力，在亮度转换可接受范围内独立地转换每个设定区域的亮度。这可以极好地再现创建者意图的亮度氛围。

在图7A的例子中，即使当区域R1和R3中的星的亮度和区域R2中的霓虹灯符号被设定在相同的亮度水平时，区域R1和R3的阈值水平CL低于该亮度水平并且区域R2的阈值水平CL高于该亮度水平。

在这种情况下，星的亮度包括在亮度转换可接受范围中并且被显示映射，而霓虹灯符号的亮度不包括在亮度转换可接受范围内且不被显示映射。因此，可以在接收端上极好地再现创建者意图，即，仅在区域R1和R3中显示星的闪烁且甚至在具有高亮度的区域R2中维持霓虹灯符号的纹理。

除了关于在图1所示的发送和接收系统10中的屏幕中的设定区域的亮度可接受范围信息外，发送视频数据V1连同关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息被发送。这使得接收端可以在亮度转换处理中根据关于整个屏幕的亮度可接受范围信息将屏幕中的设定区域除外的区域的亮度进行转换。

2.变型

需注意，根据实施例，关于预定数量的设定区域的亮度转换可接受范围信息和关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息被布置在区域水平映射SEI消息中，以将该信息发送到接收端。然而，可以仅将关于预定数量的设定区域的亮度转换可接受范围信息发送到接收端。在这种情况下，例如，在接收端上的屏幕中的设定区域以外的区域中使用规定的亮度转换可接受范围信息。

根据实施例，HDR电光变换单元205执行电光变换处理，同时显示映射单元206根据接收装置200中的CE监视器207的最高亮度显示能力执行亮度转换处理。然而，在电光变换函数(EOTF)上反映亮度转换特性使得HDR电光变换单元205能够同时单个地执行电光处理和亮度转换处理。

根据实施例的发送和接收系统10包括发送装置100和接收装置200。然而，可以应用本技术的发送和接收系统的配置不限于该实施例。例如，电视机200可以包括机顶盒200A和监视器200B，它们经由数字接口诸如图16所示的高清晰度多媒体接口(HDMI)彼此连接。注意，“HDMI”是注册商标。

在这种情况下，当机顶盒200A执行显示映射处理时，机顶盒200A可以根据监视器200B的EDID中的信息确定监视器200B的最高亮度水平同时经由HDMI获得信息。另选地，当监视器200B执行显示映射处理时，机顶盒200A和监视器200B可以通过在元数据诸如“供应商特定信息帧”中定义水平映射SEI消息、EOTF的类型和关于VUI的信息来共享信息。

根据该实施例，传送流(MEEG-2TS)用作容器。然而，本技术不将传送流限制于传送流TS。即使当使用例如在ISO BMFF或MMT中的另一个数据包时，视频数据的层可以按照与该实施例相同的方式实现。

因此，本技术还可以应用于经由网络诸如因特网将数据分布到接收终端的系统。当数据经由因特网分布时，在MP4中或另一个格式中的容器常用于分布数据。换句话讲，在各种格式中的容器(例如，用作数字广播标准的传送流(MPEG-2)，或者用于经由因特网分布的MP4)可以用于根据本技术的容器。

本发明还可以采用以下配置。

(1)一种发送装置，包括：

处理单元，其被配置成通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得传输视频数据，以及

发送单元，其被配置成发送传输视频数据以及关于在屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息。

(2)根据(1)所述的发送装置，其中，除了关于所述屏幕中的所述设定区域的所述亮度转换可接受范围信息之外，所述发送单元发送所述传输视频数据以及关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息。

(3)根据(1)或(2)所述的发送装置，其中，像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定所述屏幕中的所述设定区域。

(4)根据(1)到(3)中任一项所述的发送装置，还包括：

信息插入单元，其被配置成将所述亮度转换可接受范围信息插入到通过编码所述传输视频数据获得的视频流的层中，

其中所述发送单元发送所述视频流。

(5)一种发送方法，包括：

通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得传输视频数据，以及

借助发送单元发送所述传输视频数据以及关于在屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息。

(6)一种接收装置，包括

接收单元，其被配置成接收通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得的传输视频数据以及关于屏幕中设定区域的亮度转换可接受范围信息；和

处理单元，其被配置成通过将与所述预定光电变换函数相对应的电光变换函数应用于所述传输视频数据，以及在亮度转换处理中根据所述亮度转换可接受范围信息转换传输视频数据的亮度而获得输出视频数据。

(7)根据(6)所述的接收装置，其中，除了关于所述屏幕中的所述设定区域的所述亮度转换可接受范围信息之外，所述接收单元接收所述传输视频数据以及关于整个屏幕的亮度转换可接受范围信息，以及

所述处理单元根据关于所述整个屏幕的所述亮度转换可接受范围信息，在除了屏幕中的设置区域之外的区域中执行亮度转换处理。

(8)根据(6)或(7)所述的接收装置，其中，以像素为单位或以包括预定数量像素的块为单位设定在所述屏幕中的所述设定区域。

(9)根据(6)至(8)中任一项所述的接收装置，

其中所述接收单元接收通过编码所述传输视频数据获得的视频流，并且

所述亮度转换可接受范围信息插入在所述视频流的层中。

(10)一种接收方法，包括：

借助接收单元接收通过将预定光电变换函数应用到输入视频数据而获得的传输视频数据以及关于屏幕中设定区域的亮度转换可接受范围信息；和

通过将与所述预定光电变换函数相对应的电光变换函数应用于所述传输视频数据以及在亮度转换处理中根据所述亮度转换可接受范围信息转换所述传输视频数据的亮度而获得输出视频数据。

(11)一种发送器，包括：

电路，被配置成实现

处理器，其将预定光电变换函数应用至输入图像数据以获得输出图像数据，以及

存储与关于待显示的图像的子区域的内容确定的亮度转换范围信息相关联的所述输出图像数据。

(12)根据11所述的发送器，其中，所述电路还被配置成发送与所述内容确定的亮度转换范围信息相关联的所述输出图像数据。

(13)根据11所述的发送器，其中，所述输出图像数据是视频数据，并且所述子区域是比由视频帧的整体覆盖的区域更小的区域。

(14)根据12所述的发送器，其中，除了关于所述待显示图像的所述子区域的内容确定的亮度转换范围信息外，所述发送器还发送所述输出图像数据以及关于所述待显示图像的整个图像区的所述内容确定的亮度转换范围信息。

(15)根据11所述的发送器，其中，所述子区域像素为单位或以包括预定数量像素的像素块为单位定义。

(16)根据12所述的发送器，其中，所述电路还被配置成将所述内容确定的亮度转换范围信息插入到通过编码所述输出图像数据而获得的视频流的层中，并经由所述发送器发送所述视频流。

(17)一种发送方法，包括：

借助电路将预定光电变换函数应用至输入图像数据以获得输出图像数据，以及

存储与关于待显示图像的子区域的内容确定的亮度转换范围信息相关联的所述输出图像数据。

(18)根据17所述的发送方法，还包括：

将所述内容确定的亮度转换范围信息插入到通过编码所述输出图像数据获得的视频流的层中，并且发送所述视频流。

(19)根据17所述的发送方法，其中，所述图像数据是视频数据，并且所述子区域为比由待显示的视频图像的视频帧的整体覆盖的区域更小的区域。

(20)一种接收器，包括

电路，其被配置成

从另一个设备接收图像数据，所述另一个设备将预定光电变换函数应用至输入图像数据并存储与用于待显示图像的子区域的内容确定的亮度转换范围相关联的输出图像数据；以及

将对应于所述预定光电变换函数的电光变换函数应用至从所述另一个设备接收的所述输出图像数据，并且在亮度转换处理中根据所述内容确定的亮度转换范围信息转换从所述另一设备接收的所述输出图像数据的亮度。

(21)根据20所述的接收器，其中，所述输出图像数据是视频数据，并且所述子区域是比由视频帧的整体覆盖的区域更小的区域。

(22)根据20所述的接收器，其中，所述电路还被配置成，除了用于所述整个图像区的所述子区域的所述内容确定的亮度转换范围信息之外，还接收所述输出图像数据以及用于整个图像区的内容确定的亮度转换范围信息，以及

所述电路还被配置成根据用于所述整个图像区的所述内容确定的亮度转换范围信息在非所述子区域的区域中执行亮度转换处理。

(23)根据22所述的接收器，其中，以像素为单位或以包括预定数量像素的像素块为单位定义所述子区域。

(24)根据22所述的接收器，

其中所述电路被配置成接收包括所述输出图像数据的视频流以及所述内容确定的亮度转换范围信息。

(25)一种接收方法，包括：

借助接收器从另一个设备接收图像数据，所述另一个设备将预定光电变换函数应用至输入图像数据并存储与用于待显示图像的子区域的内容确定的亮度转换范围相关联的所述输出图像数据；以及

借助电路通过将与所述预定光电变换函数相对应的电光变换函数应用于所述图像数据，并且在亮度转换处理中根据所述内容确定的亮度转换范围信息转换所述图像数据的亮度。

(26)根据25所述的方法，其中所述图像数据是视频数据，并且所述子区域是比由视频帧的整体覆盖的区域更小的区域。

(27)根据25所述的方法，还包括：

除了用于所述整个图像区的所述子区域的所述内容确定的亮度转换范围信息之外，接收所述图像数据以及用于整个图像区的内容确定的亮度转换范围信息，以及

借助所述电路根据用于所述整个图像区的所述内容确定的亮度转换范围信息在非所述子区域的区域中执行亮度转换处理。

(28)根据25所述的方法，其中，所述子区域以像素为单位或以包括预定数量像素的像素块为单位定义。

(29)根据25所述的方法

还包括：

接收包括所述图像数据、所述内容确定的亮度转换范围信息的视频流。

根据本技术的主要特征，从电光变换的HDR视频数据获得的传输视频数据与关于在屏幕中的设定区域的亮度转换可接受范围信息一起发送，并且屏幕中每个设定区域的亮度在接收端上仅在亮度转换可接受范围内独立转换。这可以极好地再现创建者意图的亮度氛围(参见图5到9)。

本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

参考符号列表

10、10A 发送和接收系统

100 发送装置

101 控制单元

102 HDR相机

103 HDR光电变换单元

103a 主监视器

104 视频编码器

105 系统编码器

106 发送单元

200 接收装置

200A 机顶盒

200B 监视器

201 控制单元

202 接收单元

203 系统解码器

204 视频解码器

205 HDR电光变换单元

206 显示映射单元

207 CE监视器