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CN109661806B - 图像处理装置、图像处理方法和程序 - Google Patents

图像处理装置、图像处理方法和程序 Download PDF

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CN109661806B CN201780053080.9A CN201780053080A CN109661806B CN 109661806 B CN109661806 B CN 109661806B CN 201780053080 A CN201780053080 A CN 201780053080A CN 109661806 B CN109661806 B CN 109661806B
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Abstract

提供了一种即使在明亮的观看环境中也能够将具有高于显示单元允许的最大亮度的设定亮度的HDR图像显示为明亮图像的装置和方法。通过相对于根据适用于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出亮度乘以预定增益，来计算用于输出的调节亮度，来生成用于显示的图像。图像信号处理单元：在适合于输入HDR图像的输入/输出转换函数的输出值等于或小于显示单元允许的最大亮度的位置处设置参考点P；并且通过将增益函数应用于对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数，来计算用于输出的调节亮度，其中增益在输入信号值等于或小于参考点P的输入信号范围内被设置为1或更大，并且增益在输入信号值等于或大于参考点P的输入信号范围内被设置为1或更小，以生成用于显示的图像。

Description

图像处理装置、图像处理方法和程序
技术领域
本公开涉及一种图像处理装置、图像处理方法和程序。更具体地，本公开涉及一种在诸如电视的显示单元上显示高动态范围图像而不降低亮度的图像处理装置、图像处理方法和程序。
背景技术
近来，例如，根据成像元件(图像传感器)的比特的增加，图像的高动态范围已经有了进步。
通常，图像的动态范围可以由最小亮度与最大亮度的比率来表示。
在高动态范围图像中，即，高动态范围(HDR)图像中，最大明度颜色与最小明度颜色的对比度例如大于或等于10000：1，并且因此，能够真实地表达现实世界。
HDR图像能够记录可见光范围内的几乎所有亮度，并且能够支持等同于人类视觉特性的动态范围和颜色范围。从阴影的现实性表达、眩光的表达等的角度来看，HDR图像可以被称为与作为相关技术的图像的标准动态范围(SDR)图像相比具有极高图像质量的图像。
许多现有的普通家用电视是与SDR图像对应的SDR电视，其中，可以显示的图像的动态范围比HDR图像的动态范围窄。
可以由SDR图像表示的亮度范围为约0nit至100nit的范围。相反，可以由HDR图像表示的亮度范围为约0nit至10000nit的范围，并且HDR图像是能够输出最高亮度的图像，该最高亮度是SDR图像的亮度的100倍。此外，亮度单位nit是与国际单位制(SI)的亮度单位坎德拉/平方米(cd/m2)相同的亮度单位。
在未来的电视广播内容中，或者在诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质中存储的内容中，具有约0nit至10000nit的亮度范围的HDR图像内容被预期为将是主流。
从现有技术(例如，参考专利文献1)考虑了将原始内容的动态范围设置为适于图像输出目的地(称为显示映射)的显示设备(显示器)的处理。
例如，在最大输出亮度为500nit的最新电视上显示包括亮度范围为0nit至100nit的图像的SDR图像的情况下，SDR图像的亮度整体增加，并且因此，能够执行将SDR图像显示为0nit至500nit的明亮图像的处理。执行这样的输出值调节，并且因此，在明亮的起居室等中观看电视的情况下，能够将图像示出为明亮的图像，而不会感觉到图像是暗的。
引文列表
专利文献
专利文献1：PCT国际申请公开号2014-502480的日文译文
发明内容
本发明要解决的问题
SDR图像的输入/输出特性是相对值设定，并且允许其根据显示设备的显示功能自由地调节输出亮度。即，不唯一地指定相对于输入值的输出亮度值。因此，允许根据显示设备的输出允许范围自由地控制输出亮度值。
相反，SMPTE ST 2084被例示为当前考虑的HDR图像的输入/输出特性规格曲线之一。在该曲线中，认为优选在相对于输入值唯一地设置输出亮度值的绝对值设定中执行亮度输出。
在具有0nit至500nit的显示功能的显示设备上显示包括亮度范围为0nit至10000nit的图像的HDR图像的情况下，根据绝对值规范，以500nit的最大输出值的亮度来显示500nit至10000nit的像素。
另一方面，在0nit至500nit的亮度下直接输出0nit至500nit的像素。0nit至100nit的像素也以0nit至100nit的亮度直接输出。
在上述SDR图像中，通过将亮度增加到0nit至500nit的像素值来显示0nit至100nit的像素，但是在HDR图像中，以0nit至100nit的亮度直接显示像素。即，与现有技术的SDR图像相比，HDR图像被显示为暗图像。作为其结果，特别地，在诸如起居室环境的明亮环境中进行观看的用户可能感觉HDR图像比现有技术的SDR图像暗，并且具有比现有技术的SDR图像低的图像质量。
例如，本公开已经考虑到上述情况，并且其目的是提供一种图像处理装置、图像处理方法和程序，其中实现图像显示而不感到亮度降低。
问题的解决方法
本公开的第一方面在于
一种图像处理装置，包括：
图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，
其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及
所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
此外，本公开的第二方面在于
一种要在图像处理装置中执行的图像处理方法，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该方法允许图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
此外，本公开的第三方面在于
一种用于允许在图像处理装置中执行图像处理的程序，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该程序允许图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
此外，本公开的程序例如是相对于执行各种程序和代码的信息处理设备或计算机系统，可以由以计算机可读格式提供的记录介质或通信介质提供的程序。这样的程序以计算机可读格式提供，并且因此，根据该程序的处理在信息处理设备或计算机系统上实现。
本公开的其它目的、特征或优点将从基于稍后描述的本公开的示例或附图的详细描述中变得显而易见。此外，在本文中，系统具有多个设备的逻辑组装配置，但不限于其中配置的各个设备在同一外壳中的系统。
本发明的效果
根据本公开的一个示例的配置，实现了一种设备和一种方法，其中，可以在明亮的视听环境中将设定亮度高于显示单元的最高允许亮度的HDR图像显示为明亮的图像。
具体地，通过将根据对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出亮度与预定增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且因此生成显示图像。图像信号处理单元将参考点P设置在其中与输入HDR图像对应的输入/输出转换函数的输出值小于或等于显示单元的最高允许亮度的位置处，并且通过将增益函数应用于对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数，来计算用于输出的调节亮度，该增益函数在输入信号值小于或等于参考点P的输入信号范围内将增益设置为大于或等于1，并且在输入信号值大于或等于参考点P的输入信号范围内将增益设置为小于或等于1，并且因此，生成显示图像。
根据该配置，实现了一种设备和一种方法，其中，设定亮度高于显示单元的最高允许亮度的HDR图像可以在明亮的视听环境中显示为明亮的图像。
此外，本文描述的效果仅仅是示例而不是限制，并且可以是附加效果。
附图说明
[图1]是示出图像处理装置的配置和处理的图。
[图2]是示出HDR图像和SDR图像的输入/输出特性的示例的图。
[图3]是示出HDR图像和SDR图像的输入/输出特性的示例的图。
[图4]是示出内容产生环境和视听环境的示例的图。
[图5]是示出SDR图像的内容产生环境和视听环境的示例的图。
[图6]是示出SDR图像的输入/输出特性的转换处理示例的图。
[图7]是示出执行SDR图像的输入/输出特性的转换处理的图像处理装置的配置和处理的图。
[图8]是示出要应用于SDR图像的输入/输出特性的转换处理的增益函数的示例的图。
[图9]是示出HDR图像的输入/输出特性的示例的图。
[图10]是示出HDR图像的内容产生环境和视听环境的示例的图。
[图11]是示出HDR图像的输入/输出特性的转换处理中的问题的图。
[图12]是示出将由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理的示例的图。
[图13]是示出将由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理的示例的图。
[图14]是示出将由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理的示例的图。
[图15]是示出执行HDR图像的输入/输出特性的转换处理的图像处理装置的配置和处理的图。
[图16]是示出要应用于HDR图像的输入/输出特性的转换处理的增益函数的示例的图。
[图17]是示出将由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理的示例的图。
[图18]是示出要应用于HDR图像的输入/输出特性的转换处理的增益函数的示例的图。
[图19]是示出要由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理以及要应用于转换处理的增益函数的示例的图。
[图20]是示出要由本公开的图像处理装置执行的HDR图像的输入/输出特性的转换处理以及要应用于转换处理的增益函数的示例的图。
[图21]是示出将由本公开的图像处理装置执行的处理的序列的流程图的图。
[图22]是示出将由本公开的图像处理装置执行的处理的序列的流程图的图。
[图23]是示出本公开的图像处理装置的配置示例的图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本公开的图像处理装置、图像处理方法和程序。此外，将根据以下项进行描述。
1.图像处理装置中的图像显示处理的概要
2.HDR图像和SDR图像的图像特征
3.根据内容产生环境和内容视听环境之间的明度差异，控制输出图像的处理。
4.输出图像相对于HDR图像的控制处理问题
5.通过防止HDR图像的亮度降低来实现明亮HDR图像的显示的配置
6.参考点P的多个不同设定示例
7.根据模式更改增益设定或参考点的示例
8.由图像处理装置执行的处理序列
9.图像处理装置的配置示例
10.本公开的配置概述
[1.图像处理装置中的图像显示处理的概要]
首先，将参考图1和下文描述图像处理装置中的图像显示处理的一般处理示例。
例如，图1的图像处理装置10是用户设备(客户端)，其包括诸如电视、智能电话和PC的显示单元。
图像处理装置10例如在显示单元13上显示从广播站、流服务器等接收到的图像数据，或者显示来自诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质的再生图像数据。
图像信号处理单元11例如对从广播站或服务器或诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质输入的编码流进行解码，并将基于解码数据生成的图像信号输出到显示控制单元12。
例如，生成根据显示单元13的显示特性的输出信号，并将其输出到显示控制单元12。
显示控制单元12基于来自图像信号处理单元11的输入信号生成相对于显示单元13的输出信号。
显示单元13通过使用来自显示控制单元12的输入信号来驱动显示面板，并且执行图像显示。
配置内容的图像数据已经随着时间改变为具有高质量的图像，该内容是从广播站或服务器提供或者是存储在介质中的。具体地，图像数据已经从2K图像转换为被称为4K图像或8K图像的高分辨率图像。
此外，与标准动态范围(SDR)图像相比，其中可以对从低亮度到高亮度的宽亮度范围的图像进行忠实地再现的高动态范围(HDR)图像已经被广泛使用。
HDR图像是能够表示与可表示动态范围的可见范围大致相等的亮度的图像，其比SDR图像的动态范围宽，并且能够支持与人的视觉特性大致相等的动态范围和颜色范围。
例如，通过使用基于ITU-R BT.709或ITU-R BT.1886的光电转换函数(OETF)，以其中亮度经受非线性转换的8比特至10比特的信号值输出SDR图像。
另一方面，例如，通过使用基于ITU-R BT.2020的光电转换函数(OETF)，以其中亮度经受非线性转换的10比特至12比特的信号值输出HDR图像。
如上所述，SDR图像的可表示的亮度范围是约0nit至100nit的范围。相反，HDR图像的可表示的亮度范围是约0nit至10000nit的范围。
因此，HDR图像是其中可以输出SDR图像的亮度的100倍的最高亮度的图像。此外，亮度单位nit是与国际单位制(SI)的亮度单位坎德拉/平方米(cd/m2)相同的亮度单位。
在未来的电视广播内容或存储在诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质中的内容中，具有约0nit至10000nit的亮度范围的HDR图像内容被预期为将是主流。
然而，如上所述，在从其观看此类内容的显示设备(诸如家庭电视)中，预期现在和将来，都难以输出10000nit的高亮度水平。
在当前广泛使用的对应于SDR图像的电视中，可以输出的最大亮度水平约为100nit，并且假设在将来流行的与HDR对应的电视中，根据诸如功耗的关系，假设最大亮度被抑制为小于或等于约500nit至1000nit。
因此，在广播内容或存储在介质中的内容的最大亮度为10000nit的HDR图像中，存在最大亮度必须作为小于或等于1000nit的图像而被显示在诸如电视的显示设备上的情形。
然而，如上所述，在具有0nit至10000nit的亮度范围的HDR图像经受显示处理的情况下，在可以从显示设备(显示器)输出的亮度范围内，例如，在0nit至1000nit的范围内，根据绝对值设定，可存在其是暗图像的印象。
即，在以其中相对于输入值的输出值设定不被改变的绝对值设定来显示HDR图像的情况下，可以向观看者给出图像比经受改善相对于SDR图像的输出值(亮度)的控制的SDR显示图像暗的印象，即，可以改变其中相对于输入的输出值的相对值设定。
[2.HDR图像和SDR图像的图像特性]
接下来，将参考图2描述HDR图像和SDR图像的图像特性。
图2是示出HDR图像和SDR图像的信号值和显示亮度之间的对应关系的曲线图。下图的每一个都被示出。
(A)HDR图像的输入信号值和输出亮度值之间的对应关系的曲线图
(B)SDR图像的输入信号值和输出亮度值之间的对应关系的曲线图
在图2所示的两个曲线图中，横轴是输入(信号值(0至1))，并且纵轴是输出(亮度(cd/m2))，并且这两个曲线图是示出输入(信号值)和输出(亮度)之间的对应关系的曲线图。该曲线图是示出将输入电信号转换为输出光信号的电光转换函数(EOTF)的曲线图。
在(A)和(B)两者中，横轴是输入信号值。具体地，例如，输入信号值对应于R、G和B中的每一个的信号值(例如，8比特至12比特信号值)，并且通过将比特信号值归一化为0至1.0来表示。
纵轴示出配置要输出到显示单元的图像的像素的亮度值。
如图2中的(B)所示，在SDR图像中，相对于输入信号值(0至1)获得其中亮度值为0至100(cd/m2)的输出。
另一方面，在图2中的(A)所示的HDR图像中，相对于输入信号值(0至1)获得其中亮度值为0至10000(cd/m2)的输出。
因此，在HDR图像中，可以输出亮度范围为SDR图像的亮度范围的约100倍的图像。
这表明HDR图像能够从暗到亮，忠实地输出接近肉眼实际看到的情况的图像。
在图2中的(A)所示的HDR图像的输入信号值和输出亮度值之间的对应关系的曲线图中示出的曲线(EOTF曲线)被称为SMPTE ST 2084曲线。该曲线是HDR图像的代表之一的特性曲线，并且是被指定为电影院和电视工程师协会(SMPTE)的标准的曲线。
此外，SMPTE ST 2084曲线也称为感知量化(perceptual quantization，PQ)曲线。
SMPTE ST 2084曲线用于生成对应于配置HDR图像的亮度范围为0cd/m2至10000cd/m2的动态范围的编码数据。具体地，根据定义为与人眼匹配的量化步长的曲线的SMPTE ST 2084曲线，来转换配置HDR图像的亮度范围的动态范围，并且因此，可以在预定比特(例如，10比特至12比特)的灰度内生成图像信号。
另一方面，在图2中的(B)所示的SDR图像的输入信号值和输出亮度值之间的对应关系的曲线图中示出的曲线(EOTF曲线)被称为BT.1886曲线。
BT.1886曲线用于生成对应于配置SDR图像的亮度范围为0cd/m2至100cd/m2的动态范围的编码数据。具体地，根据定义为与人眼匹配的量化步长的曲线的BT.1886曲线，来转换配置SDR图像的亮度范围的动态范围，并且因此，可以在预定比特(例如，8比特至10比特)的灰度内生成图像信号。
在图3中，将图2中的(A)所示的SMPTE ST 2084曲线和图2中的(B)所示的BT.1886曲线示出为一个曲线图，SMPTE ST 2084曲线是示出对应于HDR图像的输入/输出特性的电光转换函数(EOTF)曲线，BT.1886曲线是示出对应于SDR图像的输入/输出特性的电光转换函数(EOTF)曲线。
此外，在图3所示的曲线图中，纵轴上的亮度被设置为对数轴(log axis)。
在图3所示的曲线图中，横轴是输入(信号值(0至1))，并且纵轴是输出(亮度(cd/m2))，并且曲线图是表示输入(信号值)与输出(亮度)的对应关系的曲线图。与图2中的(A)和图2中的(B)一样，曲线图是示出将输入电信号转换为输出光信号的电光转换函数(EOTF)的曲线图。
如图3所示，例如，在输入信号的最大值是1.0中，SDR图像的输出亮度是100cd/m2，但是HDR图像的输出亮度是10000cd/m2，并且因此，亮度水平存在100倍的差异。
[3.基于内容产生环境和内容视听环境之间的明度差异来控制输出图像的处理]
接下来，将参考图4和下文，对于针对内容产生环境和内容视听环境之间的明度差异的图像控制处理的示例，以及内容视听环境侧的要在图像处理装置(电视)等中执行的图像明度调节的示例进行描述。
如图4中的(a)所示，作为SDR图像内容和HDR图像内容的产生步骤的颜色或亮度调节是通过在内容产生监视器21上显示图像内容并通过观察所显示的图像来执行的。
在许多情况下，为了抑制外部光的影响，在暗室中执行图像调节处理。
如图4中的(a)的内容产生环境所示，在暗室中设置的内容产生监视器21上显示SDR图像内容或HDR图像内容，并且在观察所显示的图像的同时调节图像的颜色或亮度。
例如，在暗室中进行调节的主要原因是，因为在受诸如荧光灯或LED等照明或诸如太阳光等外部光影响的明亮室中进行颜色调节等的情况下，由于外部光中包括的颜色成分、亮度等的影响，难以进行精确的调节，并且难以在不受外部光影响的环境中执行精确的调节。
例如，通过在暗室中经受颜色调节或亮度调节而产生的内容被存储在诸如BD的介质中，并且被提供给用户。可选地，通过广播波将内容发送到诸如用户的电视的显示设备。
图4中的(b)是示出一般内容视听环境的示例的图。
例如，一般内容观看用户在家庭的起居室等观看电视。通过诸如荧光灯或LED的照明和诸如太阳光的外部光，起居室处于保持为具有预定明度的明亮环境中。
在这样明亮的环境中，内容被显示在诸如电视的内容观看监视器31上并且被观看。
此外，在下面描述的处理示例中，内容观看监视器31是最新的监视器，并且被描述为包括能够输出300cd/m2至1000cd/m2的高亮度图像的显示单元的监视器。
在能够输出高亮度图像的内容观看监视器31上显示SDR图像或HDR图像。
如图4中的(a)所示，所显示的内容是在暗室中产生的内容，并且是在暗环境中被调节为具有最佳色调和最佳亮度的图像。
由于这个原因，在明亮环境中看到这样的内容的情况下，可以感觉到整个图像是暗的。
在包括能够输出300cd/m2至1000cd/m2的高亮度图像的显示单元(例如电视)的内容观看监视器31中，建议执行整体地增加在暗环境中产生的SDR图像内容的亮度的处理并且执行将SDR图像内容显示为明亮的SDR图像的处理，以便有效地利于能够从内容观看监视器31输出的高亮度。
将参考图5和下文描述该处理。
与图4一样，图5示出了以下图中的每一个。
(a)内容产生环境
(b)内容视听环境(起居室)
如图5中的(a)的内容产生环境所示，SDR图像内容被显示在设置在暗室中的内容产生监视器21上，并且在观察所显示的图像的同时调节图像的颜色或亮度。
在相对于SDR图像的图像调节处理中，输入/输出特性被调节为与参考图2和图3的前文描述的对应于SDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)(即，BT.1886曲线)一致。
具体地，如图5中的(a)所示，在输入信号值1.0中，即0至1.0的输入信号的最大值中，执行调节处理，使得输出100cd/m2的亮度。
然而，在暗环境中执行调节处理，并且因此，在内容以原样的输入/输出特性在亮环境中显示的情况下，可能会感觉到整个图像是暗的。
为了防止图像的明度降低，在用户侧即内容观看监视器31侧(例如电视)的图像处理装置中执行整体增加SDR图像内容的亮度的处理。
具体地，如图5中的(b)所示，转换输入SDR图像的输入/输出特性，即BT.1886曲线，其是对应于参考图2和图3描述的SDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)，并且在1.0的输入信号值中执行调节，使得输出约250cd/m2至300cd/m2的亮度。
即，转换输入SDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)，设置具有不同输入/输出特性的转换输入/输出特性曲线，并且通过使用转换输入/输出特性曲线来设置相对于输入信号(0至1.0)的输出值(亮度)并将其输出到显示单元。
将参考图6描述输入/输出特性曲线(EOTF曲线)的特定转换处理示例。
如以上参考图3所述，图6所示的曲线图是包括亮度(cd/m2)的对数轴的曲线图，其中横轴是输入信号值(0至1.0)，并且纵轴是输出值。
图6示出了以下两条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb：fb(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入SDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于BT.1886曲线，该曲线是参考图3描述的SDR图像的EOTF。
此外，函数fa(x)是用于通过使用x的输入信号来计算y的输出(亮度)的转换函数(EOTFa)。
EOTFa：fa(x)被设置为用于在1.0的输入信号x中计算100cd/m2的输出亮度y的函数。
另一方面，(b)EOTFb：fb(x)是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理而生成的用于显示的SDR图像的输入/输出特性。
作为图像处理装置的内容观看监视器31根据预定转换算法转换输入SDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，使得亮度整体增加。生成参考图3描述的作为SDR图像的EOTF的BT.1886曲线的转换曲线。
根据转换处理，生成用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
如图6所示，用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))是用于在1.0的输入信号x中计算250cd/m2至300cd/m2的输出亮度y的函数。
因此，作为图像处理装置的内容观看监视器31根据预定转换算法来转换输入SDR图像的EOTFa：fa(x)，并且因此生成具有整体增加亮度的输入/输出特性的转换函数EOTFb：fb(x)。
此外，通过应用新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))来计算与0至1.0的输入信号x对应的输出(亮度)，并且生成要在显示单元上显示的图像。
EOTFb：fb(x)是生成的新输入/输出转换函数，被设置为使得输出(亮度)高于原始输入/输出转换函数EOTFa：fa(x)的输出(亮度)。
即，相对于相同的输入信号值输出高亮度，即亮像素值。
在作为图像处理装置的内容观看监视器31中，即，例如，在用户的每个电视中，执行输入/输出特性曲线的这种转换处理，并且因此，可以在明亮的视听环境中显示和观看足够明亮的SDR图像内容而不感到暗。
将参考图7描述在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的处理。
例如，图7所示的图像处理装置100是图5所示的内容观看监视器31。此外，图像处理装置100可以是其他设备，例如，包括显示单元的各种设备，诸如电视、智能电话和PC。
图像处理装置100例如在显示单元103上显示从广播站、流服务器等接收到的图像数据，或者来自诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质的再生图像数据。
图像信号处理单元101例如对从广播站或服务器或诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质输入的编码流进行解码，并将基于解码数据生成的图像信号输出到显示控制单元102。例如，生成根据显示单元103的显示特性的输出信号，并将其输出到显示控制单元102。
在图像信号处理单元101中，执行参考图6描述的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)的转换处理。
图像信号处理单元根据预定转换算法来转换输入SDR图像的原始输入/输出特性曲线(EOTF曲线)，即BT.1886曲线(图6中所示的EOTFa：fa(x))，并且生成具有整体增加亮度的输入/输出特性的新输入/输出转换函数EOTFb：fb(x)以用于显示。
相对于输入/输出转换函数(EOTF)的转换处理例如通过将根据每个输入信号值(x)设置增益G的增益函数G(x)与输入SDR图像的原始输入/输出特性(EOTF)一起相乘来执行。
图8示出增益函数G(x)的示例。
图8所示的增益函数G(x)是用于指定根据输入信号值(x)预先设置的增益值y的函数。
如图8所示，在0至1的所有输入信号值x中，增益函数G(x)将增益值y设置为大于或等于1。增益值y被设置在约1至5的范围内。
通过输入SDR图像的原始输入/输出转换函数EOTFa：fa(x)与增益函数G(x)之间的乘法表达式(即，下式)，来计算具有整体增加亮度的输入/输出特性的新输入/输出转换函数EOTFb：fb(x)。
fb(x)＝G(x)×fa(x)
增益函数G(x)是大于或等于1的值，在0至1的所有输入信号值x的范围内，要根据上述表达式计算的新输入/输出转换函数EOTFb：fb(x)的亮度是大于应用原始转换函数fa(x)的亮度的值。
即，在0至1的所有输入信号值x中，通过应用新计算的转换函数EOTFb：fb(x)，可以生成输出亮度高于由原始转换函数EOTFa：fa(x)计算的亮度的明亮图像。
例如，图7所示的图像信号处理单元101通过使用增益函数G(x)来改变输入SDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，生成新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))，并且通过应用输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))来基于配置图像的每个像素的输入信号(x)来计算输出像素值(亮度)。
显示控制单元102基于通过在图像信号处理单元101中应用新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))而计算出的像素值来生成相对于显示单元103的输出信号。
显示单元103通过使用来自显示控制单元102的输入信号来驱动显示面板，并且执行图像显示。
根据这样的处理，在显示单元103上显示比原始输入SDR图像更亮的图像，并且例如，在明亮的起居室中观察显示单元103的显示图像作为内容的情况下，可以观察显示图像作为足够亮的图像。
[4.相对于HDR图像的输出图像的控制处理问题]
如上所述，根据改变在暗室中产生的SDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)的处理，可以生成和显示在明亮的起居室环境中观看的最佳明亮的SDR图像。
然而，在将与上述处理类似的处理应用于高动态范围内的HDR图像的情况下，出现问题。在下文中，将描述该问题。
图9示出了SMPTE ST 2084曲线，其是指示HDR图像的输入/输出特性的输入/输出转换函数(EOTF)曲线，如上文参考图3所述。
图9是其中横轴是输入(信号值(0至1))，且纵轴是输出(亮度(cd/m2))的对数轴，并且是示出输入(信号值)与输出(亮度)的对应关系的曲线图。
如上所述，HDR图像是能够输出大约0cd/m2至10000cd/m2的亮度范围的图像数据，并且如图9所示，在1.0的输入信号中，亮度被设置为10000cd/m2。
然而，如上所述，在假定未来流行的HDR对应电视中，输出最大亮度约为500cd/m2至1000cd/m2，并且10000cd/m2的亮度不能被输出。
在图9所示的示例中，作为示例，显示单元的最高允许亮度被示出为1000cd/m2。
与上述SDR图像的产生环境一样，HDR图像通常在作为HDR图像的产生环境的不受外部光影响的暗室中产生。
将参考图10描述HDR图像内容的产生环境和视听环境的示例。
图10示出了相对于HDR图像的以下各图，如上面参考图5描述的SDR图像的产生环境和视听环境。
(a)内容产生环境
(b)内容视听环境(起居室)
如图10中的(a)的内容产生环境所示，HDR图像内容被显示在设置在暗室中的内容产生监视器21上，并且在观察显示图像的同时调节图像的颜色或亮度。
在相对于HDR图像的图像调节处理中，输入/输出特性被调节为与对应于图9所示的HDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)(即，SMPTE ST 2084曲线)一致。
具体地，如图10中的(a)所示，在1.0的输入信号值中，即输入信号为0至1.0的最大值中，执行调节处理，使得输出10000cd/m2的亮度。
然而，在图10中的(b)的内容视听环境中，10000cd/m2的亮度不能在内容观看监视器(电视)31中被输出。
因此，在用户侧即内容观看监视器31侧的图像处理装置(诸如电视)中，需要调节输出像素值(亮度)。
在上面参考图6描述的SDR图像的亮度调节处理中，1.0的输入信号x的亮度被调节为更亮，并且因此，可以生成比产生内容时更亮的显示内容。
然而，在HDR图像中，1.0的输入信号x的亮度是10000cd/m2，并且不能在用户侧的图像处理装置(即，诸如电视的内容观看监视器31)中输出，并且因此，必须将1.0的输入信号x的亮度降低到可以从显示单元输出的最高亮度水平(1000cd/m2)。
即，在用户侧的图像处理装置中，即，诸如电视的内容观看监视器31中，通过使用转换输入/输出特性曲线，来转换输入HDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)，设置具有不同输入/输出特性的转换输入/输出特性曲线，并且设置相对于输入信号(0至1.0)的输出值(亮度)并将其输出到显示单元。
将参考图11描述输入/输出特性曲线(EOTF曲线)的具体转换处理示例。
如以上参考图9所述，图11所示的曲线图是包括亮度(cd/m2)的对数轴的曲线图，其中横轴是输入信号值(0至1.0)，且纵轴是输出值。
图11示出了以下两条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb：fb(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的原始输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)的SMPTE ST 2084曲线。
此外，函数fa(x)是用于通过使用x的输入信号来计算y的输出(亮度)的转换函数(EOTFa)。
输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))是用于计算1.0的输入信号x中的10000cd/m2的输出亮度y的函数。
另一方面，(b)EOTFb：fb(x)是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理而生成的指示用于显示的HDR图像的输入/输出特性的输入/输出转换函数。
作为图像处理装置的内容观看监视器31根据预定转换算法来转换输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且转换输入/输出特性，使得输出亮度被设置为小于或等于能够在显示单元上显示的最高亮度。
例如，如所示出的，通过转换处理生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))被设置为用于在1.0的输入信号x中计算1000cd/m2的输出亮度y的函数。
根据转换处理，可以将原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的10000cd/m2的最大输出亮度y降低到可以在显示单元上显示的1000cd/m2的最大亮度y。
在用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))中，在1.0的输入信号x中输出1000cd/m2的输出亮度y，并且可以将对应于所有输入信号的不同灰度级的图像显示为0至1.0的输入信号值x。
然而，在0至1.0的所有输入信号x中，如图11所示，将作为生成的新输入/输出转换函数的EOTFb：fb(x)设置为比作为原始输入/输出转换函数的EOTFa：fa(x)的输出亮度低的输出亮度。
例如，在输入信号x为0.6的情况下，作为原始输入/输出转换函数的EOTFa：fa(x)的输出亮度约为300cd/m2至400cd/m2，但是作为生成的新输入/输出转换函数的EOTFb：fb(x)的输出亮度减小到约60cd/m2至70cd/m2。
因此，在0至1.0的所有输入信号x中，如图11所示，所生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))是比作为原始输入/输出转换函数的EOTFa：fa(x)的输出亮度低的输出亮度，并且由此产生整个图像变暗的问题。
[5.通过防止HDR图像的亮度降低来实现明亮HDR图像的显示的配置]
接下来，将描述用于解决上述问题的配置，即，用于通过防止HDR图像的亮度降低来实现明亮HDR图像的显示的配置。
将参考图12和下文来描述用于实现明亮HDR图像的显示的配置。
图12是示出如以上参考图10所述的HDR图像的产生环境和视听环境的图，并且示出了下图中的每一个。
(a)内容产生环境
(b)内容视听环境(起居室)
如图12中的(a)的内容产生环境所示，HDR图像内容被显示在设置在暗室中的内容产生监视器21上，并且在观察显示图像的同时调节图像的颜色或亮度。
在相对于HDR图像的图像调节处理，使得输入/输出特性与对应于图9所示的HDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)(即，SMPTE ST 2084曲线)一致。
具体地，如图12中的(a)所示，在1.0的输入信号值中，即0至1.0的输入信号的最大值中，执行调节处理，使得输出10000cd/m2的亮度。
然而，在图10中的(b)的内容视听环境中，10000cd/m2的亮度不能在内容观看监视器(电视)31中被输出。
因此，在用户侧即内容观看监视器31侧的图像处理装置(诸如电视)中，需要调节输出像素值(亮度)。
在用户侧的图像处理装置中，即，在诸如电视的内容观看监视器31中，执行改变输入HDR图像的输入/输出特性曲线(EOTF曲线)的处理，并且在下文描述的满足(条件)的设定中执行处理。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上在小于或等于参考点P的输入信号值(In_p)的输入信号值范围内大于或等于1，并且在大于或等于输入信号值(In_p)的输入信号值范围内小于或等于1。
通过满足上述(条件)的处理来设置新输入/输出转换函数(EOTF)，并且执行根据新输入/输出转换函数(EOTF)的输入/输出转换处理，并且因此，生成并输出显示图像。
将参考图13描述输入/输出特性曲线(EOTF曲线)的具体转换处理示例。
如参考图9或图11所述，图13所示的曲线图是包括亮度(cd/m2)的对数轴的曲线图，其中横轴是输入信号值(0至1.0)，并且纵轴是输出值。
图13示出了以下两条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb1：fb1(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的EOTF的SMPTEST 2084曲线。
此外，函数fa(x)是用于通过使用x的输入信号来计算y的输出(亮度)的转换函数(EOTFa)。
EOTFa：fa(x)被设置为用于计算1.0的输入信号x中的10000cd/m2的输出亮度y的函数。
另一方面，(b)EOTFb1：fb1(x)是通过作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理生成的指示用于显示的HDR图像的新输入/输出特性的输入/输出转换函数。
作为图像处理装置的内容观看监视器31根据预定转换算法来转换输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且将输出亮度设置为小于或等于能够在显示单元上显示的最高亮度，并且转换输入/输出特性以使得图像的亮度不降低。
在图13中，图示为EOTFb1：fb1(x)的曲线是基于SMPTE ST 2084曲线生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数，新输入/输出转换函数是输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，即SMPTE ST 2084曲线的转换曲线。
如所示出的，EOTFb1：fb1(x)被设置为满足以下条件的输入/输出转换函数。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0至0.74的输入信号)内为大于或等于1，并且在参考点P1大于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0.74至1.0的输入信号)内小于或等于1。
在作为图像处理装置的内容观看监视器31中，即，例如，用户的每个电视中，执行输入/输出特性曲线的这种转换处理，并且因此，在明亮环境中进行观看的情况下，可以显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
图13所示的显示图像的新输入输出转换函数(EOTFb1：(fb1))是满足上述(条件)的曲线。
此外，在图13所示的示例中，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线(SMPTE-ST 2084曲线)和显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)之间的交点上设置输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1。
在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0至0.74的输入信号)内，增益被设置为大于或等于1，并且因此，输入信号值0至0.74的输出被设置为使得亮度高于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度，即，亮度增加。
例如，图13所示的点Q1指示转换后的EOTFb：fb(x)的输出点，对应于0.5(In_q1)的输入信号值，并且Q1的输出亮度约为250cd/m2至300cd/m2。
与对应于原始输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的输入信号值0.5(In_q1)的输出亮度(约100cd/m2)相比，输出(亮度)增加。
另一方面，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1大于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0.74至1.0的输入信号)内，增益被设置为小于或等于1，并且因此，0.74至1.0的输入信号值的输出是低于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度的亮度。
此外，在这样的范围内，即在输入信号值0.74至1.0的范围内，通过OETFb1：fb1(x)将所有输出亮度设置为显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)。
例如，图13所示的点R1指示转换后的EOTFb1：fb1(x)的输出点，对应于输入信号值1.0(In_r1)，并且R1的输出亮度是显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)。
因此，作为图像处理装置的内容观看监视器31(即，例如，用户的每个电视)将输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))设置为满足上述(条件)，生成用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))，并且通过应用所生成的输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))来计算与要在显示单元上显示的输入信号值0至1.0对应的输出像素值(亮度)。
执行输入/输出特性曲线的这种转换处理，并且因此，具有小于或等于1000cd/m2的显示单元的最高允许亮度的像素的亮度被设置为高于原始输入HDR图像的原始像素的亮度值。通过这种配置，在明亮环境中执行观看的情况下，可以显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
此外，图13的示例是使用显示单元的最高允许亮度为1000cd/m2的显示单元的示例。在具有显示单元的最高允许亮度的其它设备的情况下，根据设备的显示单元的最高允许亮度来设置参考点P。
下面将参考图14描述在使用具有800cd/m2的显示单元的最高允许亮度的显示单元的情况下的处理示例。
与图13一样，图14所示的曲线图也是包括亮度(cd/m2)的对数轴的曲线图，其中横轴是输入信号值(0至1.0)，且纵轴是输出值。
图14示出了以下两条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb2：fb2(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的EOTF的SMPTEST 2084曲线。
EOTFa：fa(x)被设置为用于计算1.0的输入信号x中的10000cd/m2的输出亮度y的函数。
另一方面，(b)EOTFb2：fb2(x)是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理而生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出特性。
如图所示，EOTFb2：fb2(x)被设置为满足以下条件的输入/输出转换函数。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P2小于或等于输入信号值(In_p2＝0.72)的输入信号值范围(0至0.72的输入信号)内大于或等于1，并且在参考点P2大于或等于输入信号值(In_p2＝0.72)的输入信号值范围(0.72至1.0的输入信号)内小于或等于1。
在图14所示的示例中，显示单元的最高允许亮度为800cd/m2，输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P2被设置在输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线(SMPTE-ST 2084曲线)与显示单元的最高允许亮度(800cd/m2)之间的交点上。
在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P2小于或等于输入信号值(In_p2＝0.72)的输入信号值范围(0至0.72的输入信号)内，增益被设置为大于或等于1，并且因此，输入信号值0至0.72的输出被设置为使得亮度高于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度，即，亮度增加。
例如，图14所示的点Q2指示转换后的EOTFb2：fb2(x)的输出点，对应于0.5(In_q2)的输入信号值，并且Q2的输出亮度约为250cd/m2至300cd/m2。
与对应于原始输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的输入信号值0.5(In_q2)的输出亮度(约100cd/m2)相比，输出(亮度)增加。
另一方面，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P2大于或等于输入信号值(In_p2＝0.72)的输入信号值范围(0.72至1.0的输入信号)内，增益被设置为小于或等于1，输入信号值0.72至1.0的输出是低于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度的亮度。
此外，在这样的范围内，即在输入信号值0.72至1.0的范围内，通过OETFb2：fb2(x)将所有输出亮度设置为显示单元的最高允许亮度(800cd/m2)。
例如，图14所示的点R2指示转换后的EOTFb2：fb2(x)的输出点，对应于输入信号值1.0(In_r2)，并且R2的输出亮度是显示单元的最高允许亮度(800cd/m2)。
执行输入/输出特性曲线的这种转换处理，并且因此，具有小于或等于800cd/m2的显示单元的最高允许亮度的像素的亮度被设置为高于原始输入HDR图像的原始像素的亮度值。通过这种配置，在明亮环境中执行观看的情况下，可以显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
将参考图15描述在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的处理。
例如，图15所示的图像处理装置100是图12所示的内容观看监视器31。此外，图像处理装置100可以是其他设备，例如，包括显示单元的各种设备，例如电视、智能电话和PC。
例如，图像处理装置100在显示单元103上显示从广播站、流服务器等接收的图像数据，或者来自诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质的再生图像数据。
图像信号处理单元101例如对从广播站或服务器或诸如蓝光(注册商标)盘(BD)的介质输入的编码流进行解码，并将基于解码数据生成的图像信号输出到显示控制单元102。例如，生成根据显示单元103的显示特性的输出信号，并将其输出到显示控制单元102。
在图像信号处理单元101中，执行参考图13或图14描述的输入/输出转换函数(EOTF)的转换处理。
此外，在下文中，将描述在图像处理装置100中的显示单元的最高允许亮度被设置为如参考图13所述(即，1000cd/m2)的情况下的处理。
图像信号处理单元根据预定转换算法来转换输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)，即，SMPTE ST 2084曲线(图13中所示的EOTFa：fa(x))，并且生成HDR图像的新转换函数，例如，图13中所示的输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))，以用于显示。
例如，通过将根据输入信号值(x)中的每一个预先指定的增益G与输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))一起相乘，来执行新输入/输出转换函数的计算处理。
图16示出增益函数G1(x)的示例。
图16所示的增益函数G1(x)是用于指定根据输入信号值(x)预先设置的增益值y的函数。
图16所示的增益函数G1(x)，其具有满足上述参考图12描述的条件的增益值的设置。即，条件是以下条件。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上在小于或等于参考点P的输入信号值(In_p)的输入信号值范围内大于或等于1，并且在大于或等于输入信号值(In_p)的输入信号值范围内小于或等于1。
图16所示的增益函数G1(x)满足上述(条件)。
图16所示的增益函数G1(x)将增益值设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(输入信号值0至0.74)内大于或等于1。
此外，增益函数G1(x)将增益值设置为在输入信号值范围(输入信号值为0.74至1.0)内小于或等于1，其中参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)。
增益函数G1(x)在参考点P1的输入信号值(In_p1＝0.74)中的增益值为1，并且在该参考点处，原始输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的输出亮度与转换后的新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x)的输出亮度一致。参考点P1的输出亮度是1000cd/m2的显示单元的最高亮度。
即，输入信号值(In_p1＝0.74)中的增益值为1.0。
此外，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围内(输入信号值为0至0.74)，增益值设置为大于或等于1。
例如，图16中所示的Q1是在输入信号值0.5(In_q1)处指示转换后的新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))的输出亮度的位置，并且是约250cd/m2至300cd/m2的输出亮度。原始输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))在输入信号值0.5(In_q1)处的输出亮度约为100cd/m2，并且该位置处的增益值Gq1约为2.5至3.0。
另一方面，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上的参考点P1大于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(输入信号值为0.74至1.0)内，增益值设置为小于或等于1。
例如，图16中所示的R1是在输入信号值1.0(In_r1)处指示转换后的新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))的输出亮度的位置，并且是1000cd/m2的输出亮度，其是显示单元的最高允许亮度。原始输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))在输入信号值1.0(In_r1)处的输出亮度约为10000cd/m2，并且该位置处的增益值Gr1约为0.1。
此外，图16所示的增益函数G1(x)将增益值设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(输入信号值0至0.74)内大于或等于1。
在其中增益值大于或等于1的范围内，优选在最大范围内设置相同的增益值。这是因为存在根据增益的变化改变输出图像等的色度的情况，并且存在生成与原始图像不同的可能性。
在图16所示的示例中，例如，增益值在输入信号值0至0.5的范围内保持为3.0，并且因此，该范围内的图像的色度可以与原始图像相似。
因此，图15所示的图像处理装置100的图像信号处理单元101将满足以下条件的增益函数G1(x)应用于原始输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTF)上在小于或等于参考点P的输入信号值(In_p)的输入信号值范围内大于或等于1，并且在大于或等于输入信号值(In_p)的输入信号值范围内小于或等于1。
图像信号处理单元101通过下式计算新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))。
fb1(x)＝G1(x)×fa(x)
根据上述表达式，应用新计算的输入/输出转换函数EOTFb1：fb1(x)，并且因此，在小于或等于参考点(P1)的0至(In_p1)的输入信号值x中，输出亮度被设置为高于原始转换函数EOTFa：fa(x)的设定亮度。
另一方面，在大于或等于参考点(P1)的输入信号值x(In_p1)至1.0中，输出亮度被设置为低于原始转换函数EOTFa：fa(x)的设定亮度，例如，显示单元的最高允许亮度。
例如，图15所示的图像信号处理单元101通过使用增益函数G1(x)来改变输入HDR图像的原始输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，生成新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))，并且通过应用输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))来基于配置图像的每个像素的输入信号(x)来计算输出像素值(亮度)。
显示控制单元102基于通过在图像信号处理单元101中应用新输入/输出转换函数(EOTFb1：fb1(x))计算的像素值，相对于显示单元103来生成输出信号。
显示单元103通过使用来自显示控制单元102的输入信号来驱动显示面板，并且执行图像显示。
根据这样的处理，在显示单元103中，相对于小于或等于参考点P1的输入信号的输出是比原始输入HDR图像更亮的输出(亮度)，并且相对于小于或等于参考点P1的输入信号的输出被执行，使得被设置为显示单元的最高允许亮度的图像被显示。
作为其结果，例如，在明亮的起居室中观察作为内容的显示单元103的显示图像的情况下，可以观察作为足够明亮的图像的显示图像。
[6.参考点P的多个不同设定示例]
将参考图13和图14描述通过使用参考点P作为边界来改变增益设定的示例。在用于将增益G设置为1.0的参考点P中，可以执行各种不同的设定。
在参考图13和图14描述的示例中，输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线与显示单元的最高允许亮度的线之间的交点被设置为参考点P。
将参考图17描述与参考点的设定不同的示例。
与上述图13和图14一样，图17所示的曲线图是包括亮度(cd/m2)的对数轴的曲线图，其中横轴是输入信号值(0至1.0)，且纵轴是输出值。
图17示出了以下两条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb3：fb3(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的EOTF的SMPTEST 2084曲线。
EOTFa：fa(x)被设置为用于在1.0的输入信号x中计算10000cd/m2的输出亮度y的函数。
另一方面，(b)EOTFb3：fb3(x)是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出特性。
如所示出的，EOTFb3：fb3(x)被设置为满足以下条件的输入/输出转换函数。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P3小于或等于输入信号值(In_p3＝0.73)的输入信号值范围(0至0.73的输入信号)内大于或等于1，并且在参考点P3大于或等于输入信号值(In_p3＝0.73)的输入信号值范围(0.73至1.0的输入信号)内小于或等于1。
与上面参考图13所述的示例一样，在图17所示的示例中，显示单元的最高允许亮度是1000cd/m2，但是参考点P未设置在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线与显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)的线的交点上。
在图17所示的示例中，参考点P3被设置在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线达到显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)之前的点上。
在0.73(In_p3)的输入信号中，输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线的输出值约为900cd/m2，并且该位置被设置为参考点P3。
在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P3小于或等于输入信号值(In_p3＝0.73)的输入信号值范围(0至0.73的输入信号)内，增益被设置为大于或等于1，并且因此，相对于0至0.73的输入信号值的输出被设置为使得亮度高于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度，即，亮度增加。
例如，图17所示的点Q3指示转换后的EOTFb3：fb3(x)的输出点，对应于输入信号值0.5(In_q3)，并且Q3的输出亮度为约250cd/m2至300cd/m2。
与对应于原始输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的输入信号值0.5(In_q3)的输出亮度(约100cd/m2)相比，输出(亮度)增加。
另一方面，在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P3大于或等于输入信号值(In_p3＝0.73)的输入信号值范围(0.73至1.0的输入信号)内，增益被设置为小于或等于1，并且因此，0.73至1.0的输入信号值的输出是低于对应于输入HDR图像的原始OETF：fa(x)的亮度的亮度。
此外，在这样的范围内，即，输入信号值0.73至1.0的范围内，输出亮度被设置为在转换后通过OETFb2：fb3(x)平滑地增加到显示单元的最高可允许亮度(1000cd/m2)。
例如，图17所示的点R3表示转换后的EOTFb3：fb3(x)的输出点，对应于输入信号值1.0(In_R3)，并且R3的输出亮度是显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)。
此外，相对于输入信号的输出值的设定是根据增益函数的设定来确定的，并且可以根据增益函数的设定的变化来设置为各个方面。
图18示出了用于生成图17所示的输入/输出转换曲线(EOTFb3：fb3(x))的增益函数G3(x)的示例。
如图18所示，在增益函数G3(x)中，参考点P3的输入信号位置(输入信号0.73(In_p3))的增益值为1.0。
此外，在增益函数G3(x)中，在小于或等于参考点P3的输入信号位置(输入信号为0.73(In_p3))的位置处，增益值大于或等于1.0。
此外，在大于或等于参考点P3的输入信号位置(输入信号为0.73(In_p3))的位置处，增益值小于或等于1.0。
图15所示的图像处理装置100的图像信号处理单元101通过下式计算新输入/输出转换函数(EOTFb3：fb3(x))。
fb3(x)＝G3(x)×fa(x)
根据上述表达式，应用新计算的转换函数EOTFb3：fb3(x)，并且因此，在小于或等于参考点(P3)的0至(In_p3)的输入信号值x中，输出亮度被设置为高于原始转换函数EOTFa：fa(x)的设定亮度。
另一方面，在大于或等于参考点(P3)的输入信号值x(In_p3)至1.0中，输出亮度被设置为低于原始转换函数EOTFa：fa(x)的设定亮度。
通过应用这样的增益函数(G3(x))来执行输入/输出特性曲线的转换处理，并且因此，相对于小于或等于参考点P3的输入信号的输出亮度被设置为高于原始输入HDR图像的原始像素的亮度值。其结果是，在明亮环境中进行观看的情况下，可以在小于或等于显示单元的最高允许亮度的设置下显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
[7.根据模式更改增益设定或参考点的示例]
在用户观看电视上的内容的情况下，不限于在明亮环境中观看内容的情况，并且存在在诸如剧院的暗环境中进行内容欣赏的情况。
在这种暗环境中进行内容欣赏的情况下，存在电视的显示图像的亮度也似乎降低的情况。
许多电视包括可以由用户设置的多个显示模式。
例如，提供了以下两种模式。
(模式1)显示明亮图像的正常模式(或起居室模式)
(模式2)显示亮度被抑制的图像的电影院模式
下面将描述根据用户设置的模式改变增益设定或参考点的示例。
图19是示出根据用户设置的模式改变增益设定的示例的图。
图19示出了以下三条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb1s：fb1s(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的EOTF的SMPTEST 2084曲线。
EOTFa：fa(x)被设置为用于在1.0的输入信号x中计算10000cd/m2的输出亮度y的函数。
此外，两个EOTF
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb1s：fb1s(x)
是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出特性。
(b)EOTFb1：fb1(x)是输入/输出转换函数，如上文参考图13或图16所述，并且是对应的EOTF(模式1)。
(模式1)显示明亮图像的正常模式(或起居室模式)
另一方面，(c)EOTFb1s：fb1s(x)是对应于(模式2)的EOTF。
(模式2)显示亮度被抑制的图像的电影院模式
使用两个EOTF中的哪一个，即，
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb1s：fb1s(x)
根据用户的模式设定来确定。
此外，两个EOTF
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb1s：fb1s(x)
满足(条件)，如上所述。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.73)的输入信号值范围(0至0.73的输入信号)内大于或等于1，并且在参考点P1大于或等于输入信号值(In_p1＝0.73)的输入信号值范围(0.73至1.0的输入信号)内小于或等于1。
此外，在图19所示的示例中，显示单元的最高允许亮度是1000cd/m2。
此外，图19示出了两个增益函数G1(x)和G1s(x)。
增益函数G1(x)是上面参考图16描述的增益函数G1(x)，并且是对应于“(模式1)显示明亮图像的正常模式(或起居室模式)”的增益函数。
另一方面，增益函数G1s(x)是对应于“(模式2)电影院模式”的增益函数。
在小于或等于参考点P1的输入信号值(0至In_p1)中，对应于电影院模式的增益函数G1s(x)的增益值被设置为小于对应于正常模式的增益函数G1(x)的增益值。
通过这种配置，在使用与电影院模式对应的增益函数G1s(x)的情况下，相对于小于或等于参考点P1的输入信号值(0至In_p1)的输出低于使用与正常模式对应的增益函数G1(x)的情况的输出，即，显示亮度被抑制的图像。
因此，根据用户选择的模式切换要使用的增益函数，并且根据该切换执行应用不同EOTF的显示图像生成处理。
在用户选择电影院模式的情况下，选择与电影院模式对应的增益函数G1s(x)，并且执行应用图19所示的电影院模式EOTFb1s：fb1s(x)的输入/输出转换处理。
另一方面，在用户选择正常模式的情况下，选择与正常模式对应的增益函数G1(x)，并且执行应用图19所示的正常模式EOTFb1：fb1(x)的输入/输出转换处理。
因此，可以根据模式设定显示不同的图像。
此外，在图19所示的示例中，与电影院模式对应的增益函数G1s(x)的设定是其中小于或等于参考点P1的输入信号值(0至In_p1)中的增益值在1.0至2.0的范围内的设定，并且在电影院模式中，输入信号值(0至In_p1)的范围内的输出值比使用作为原始输入/输出特性的SMPTE ST2084的情况更亮。
与电影院模式对应的增益功能可以在其他设定中。例如，对应于电影院模式的增益函数G1s(x)的设定是其中小于或等于参考点P1的输入信号值(0至In_p1)的范围内的所有增益值均为1.0的设定。
根据这样的设定，电影院模式中的输入信号值(0至In_p1)的范围的输出值可以与使用作为原始输入/输出特性的SMPTE ST 2084的情况下的输出值处于相同的设定。
图20是示出根据用户设定的模式一起改变增益设定和参考点的示例的图。
与图19一样，图20示出了以下三条输入/输出特性曲线(EOTF曲线)。
(a)EOTFa：fa(x)
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb5：fb5(x)
(a)EOTFa：fa(x)是输入HDR图像的输入/输出转换函数，并且是在暗室中产生的内容的输入/输出特性。即，EOTFa：fa(x)对应于参考图9描述的作为HDR图像的EOTF的SMPTEST 2084曲线。
EOTFa：fa(x)被设置为用于在1.0的输入信号x中计算10000cd/m2的输出亮度y的函数。
此外，两个EOTF
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb5：fb5(x)
是通过在作为图像处理装置的内容观看监视器31中执行的输入/输出特性转换处理生成的用于显示的HDR图像的新输入/输出特性。
(b)EOTFb1：fb1(x)是输入/输出转换函数，如上文参考图13或图16所述，并且是对应于(模式1)的EOTF。
(模式1)显示明亮图像的正常模式(或起居室模式)
另一方面，(c)EOTFb5：fb5(x)是对应于(模式2)的EOTF。
(模式2)显示亮度被抑制的图像的电影院模式
使用两个EOTF中的哪一个，即，
(b)EOTFb1：fb1(x)
(c)EOTFb5：fb5(x)
根据用户的模式设定来确定。
此外，在EOTF中，
(b)EOTFb1：fb1(x)，
如上所述，参考点P1被设置在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))与显示单元的最高允许亮度1000cd/m2之间的交点上，并且EOTF满足(条件)。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P1小于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0至0.74的输入信号)内大于或等于1，并且在参考点P1大于或等于输入信号值(In_p1＝0.74)的输入信号值范围(0.74至1.0的输入信号)内小于或等于1。
另一方面，在(c)EOTFb5：fb5(x)的EOTF中，
参考点P5被设置在其中在输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上输出亮度低于1000cd/m2的显示单元的最高允许亮度的约900cd/m2的输出亮度位置上，但不设置在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))和1000cd/m2的显示单元的最高允许亮度之间的交点位置上。
这里，EOTF满足下面描述的(条件)。
(条件)将增益函数G(x)应用于输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))，并且因此，生成显示图像，增益函数G(x)将增益设置为在输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))上的参考点P5小于或等于输入信号值(In_p5＝0.73)的输入信号值范围(0至0.73的输入信号)内大于或等于1，并且在参考点P5大于或等于输入信号值(In_p5＝0.73)的输入信号值范围(0.73至1.0的输入信号)内小于或等于1。
此外，图20示出了两个增益函数G1(x)和G5(x)。
增益函数G1(x)是上面参考图16描述的增益函数G1(x)，并且是对应于“(模式1)显示明亮图像的正常模式(或起居室模式)”的增益函数。
另一方面，增益函数G5(x)是对应于“(模式2)电影院模式”的增益函数。
在小于或等于参考点P5的输入信号值(0至In_p5)中，对应于电影院模式的增益函数G5(x)的增益值小于或等于1，并且被设置为小于对应于正常模式的增益函数G1(x)的增益值。
此外，在大于或等于参考点P5的输入信号值(In_p5至1.0)中，增益函数G5(x)的增益值小于或等于1，并且被设置为小于对应于正常模式的增益函数G1(x)的增益值。
通过这种配置，在使用与电影院模式对应的增益函数G5(x)的情况下，相对于0至1.0的所有输入值的输出低于使用与正常模式对应的增益函数G1(x)的情况下的输出，即，显示亮度被抑制的图像。
因此，根据用户选择的模式切换要使用的增益函数，并且根据该切换执行应用不同EOTF的显示图像生成处理。
在用户选择电影院模式的情况下，选择与电影院模式对应的增益函数G5(x)，并且执行应用图20所示的电影院模式EOTFb5：fb5(x)的输入/输出转换处理。
另一方面，在用户选择正常模式的情况下，选择与正常模式对应的增益函数G1(x)，并且执行应用图20所示的正常模式EOTFb1：fb1(x)的输入/输出转换处理。
因此，可以根据模式设定显示不同的图像。
[8.由图像处理装置执行的处理序列]
接下来，将参考图21所示的流程图来描述由图像处理装置执行的处理的序列。
例如，在图15所示的图像处理装置100的图像信号处理单元101、显示控制单元102和显示单元103中，根据存储在图像处理装置的记录单元中的程序执行根据图21所示的流程图的处理。
以下，依次说明图21所示的流程图的各个步骤的处理。
(步骤S101)
首先，在步骤S101中，例如，图15所示的图像处理装置100的图像信号处理单元101输入HDR图像信号。
HDR图像是：由图像处理装置的通信单元通过广播波接收的广播内容中包括的图像数据、从内容服务器获取的内容中包括的图像数据或者来自诸如蓝光(注册商标)盘(BD)或闪存的介质的再生内容中包括的图像数据。
(步骤S102)
接着，在步骤S102中，图像信号处理单元101从输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))中选择参考点P。
参考点P是上面参考图13至图20等描述的参考点P，并且参考点P是要应用于通过转换与输入HDR图像对应的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))来生成用于显示的新HDR图像输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))的增益函数的增益值变化点，即，其中增益值被设置为大于或等于1或小于或等于1的边界位置。
在小于或等于参考点P的输入信号值的输入信号值中，增益被设置为大于或等于1；并且在大于或等于参考点P的输入信号值的输入信号值中，增益被设置为小于或等于1。因此，参考点P是作为增益设定的变化点的边界点。
根据预先存储在记录单元中的程序执行参考点P的选择处理。
可选地，图像处理装置100的图像信号处理单元101可以基于要输入的HDT图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))来确定参考点P，并且对显示单元的允许亮度信息进行显示。
例如，在上面参考图13描述的示例中，参考点P被设置在输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的曲线(SMPTE-ST 2084曲线)与显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)之间的交点上。
此外，在参考图17描述的示例中，参考点P被设置在输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))曲线(SMPTE-ST 2084曲线)上小于或等于显示单元的最高允许亮度(1000cd/m2)的点上。
此外，对应于由图像处理装置输入的各种不同类型HDR图像中的每一个的不同输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))的多个参考点P选择算法可以存储在图像处理装置的记录单元中，输入HDR图像的输入/输出转换函数的类型(EOTFa：fa(x))可以由图像处理装置的图像信号处理单元101确定，并且可以根据确定结果选择和应用最佳参考点P选择算法。
在上述示例中，描述了将HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))设置为SMPTE ST 2084的示例，但是也假设使用除SMPTE ST 2084之外的HDR图像输入/输出特性曲线的情况。
例如，具有与SMPTE ST 2084曲线不同的输入/输出特性的HDR图像的示例包括根据HLG模式的图像。
HLG模式的HDR图像是使用混合对数-伽马(HLG)曲线作为输入/输出信号转换函数的HDR图像，其中伽马曲线和对数曲线被组合在一起。
因此，在图像处理装置通过输入不同类型的HDR图像来执行处理的情况下，可以根据输入HDR图像的输入/输出转换函数的类型(EOTFa：fa(x))应用不同的参考点P选择算法。
(步骤S103)
接下来，在步骤S103中，图像处理装置100的图像信号处理单元101从记录单元获取或生成增益函数G(x)，该增益函数G(x)将增益设置为在小于或等于与在步骤S102中确定的参考点P对应的输入值(In_p)的输入信号范围内大于或等于1，并且在大于或等于与参考点P对应的输入值(In_p)的输入信号范围内小于或等于1。
增益函数G(x)是参考图13至图20描述的增益函数G(x)，并且是用于通过应用输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))来生成用于显示的HDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))的增益函数。
在图像处理装置100的记录单元中存储与要由图像处理装置输入的各种不同类型HDR图像中的每一个的不同输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))对应的多个增益函数G(x)。
图像处理装置100的图像信号处理单元101根据输入HDR图像的类型从记录单元选择增益函数G(x)。
可选地，图像信号处理单元101通过根据输入HDR图像的类型应用增益函数G(x)生成算法来生成增益函数G(x)。
此外，根据输入HDR图像的输入/输出特性或用户的设定模式来确定在步骤S102中确定的参考点P的位置以及在步骤S103中获取或生成的增益函数G(x)。
例如，作为输入HDR图像的输入/输出特性的类型，例示了SMPTE ST2084曲线、混合对数-伽马(HLG)曲线等。
此外，用户设定模式是正常模式(起居室模式)或电影院模式。
(步骤S104)
接下来，在步骤S104中，图像处理装置100的图像信号处理单元101通过使用输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))和增益函数G(x)来生成用于图像显示的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
即，例如，根据以下表达式生成用于显示图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
fb(x)＝G(x)×fa(x)
(步骤S105)
接下来，在步骤S105中，图像处理装置100的图像信号处理单元101和显示控制单元102根据在步骤S104中生成的用于显示图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))，将其中基于输入值的输出(亮度)被设置的HDR图像输出到显示单元。
根据这样的处理，根据依据增益控制生成的新输入/输出特性而不是输入HDR图像的原始输入/输出特性的图像被显示在图像处理装置上，例如用户的电视上。
执行输入/输出特性的转换处理，并且因此，例如，在输入HDR图像的原始像素值(亮度)被设置为小于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，执行输出作为具有高于根据原始输入/输出函数计算的亮度的亮度的像素。另外，在输入HDR图像的原始像素值(亮度)被设置为大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，以显示单元的最高允许亮度执行输出。
作为其结果，相对于至少小于或等于显示单元的最高允许亮度的像素，执行以高于原始图像的设置亮度的亮度的显示，并且例如，在明亮的起居室环境中观看HDR图像的情况下，可以显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
图21所示的流程图是以输入到图像处理装置的图像数据是HDR图像的事实为前提的处理流程。
然而，目前，假设HDR图像和SDR图像混合在图像处理装置的输入图像中，即，要通过网络或介质输入的图像中。
将参考图22所示的流程图来描述在输入具有不同动态范围的图像的情况下的处理序列。
例如，根据存储在图像处理装置的记录单元中的程序，在图7或图15所示的图像处理装置100的图像信号处理单元101和显示控制单元102中执行根据图22所示的流程图的处理。
以下，依次说明图22所示的流程图的各个步骤的处理。
(步骤S201)
首先，在步骤S201中，图像处理装置100的图像信号处理单元101输入HDR图像信号或SDR图像信号，并且确定输入的图像信号是HDR图像还是SDR图像。
图像的类型可以基于要与图像一起输入的图像属性信息来确定，或者基于要在图像之前输入的图像属性信息来确定。
此外，输入图像是图像处理装置的通信单元通过广播波接收的广播内容中包括的图像数据、从内容服务器获取的内容中包括的图像数据、或从诸如蓝光(注册商标)盘(BD)或闪存之类的介质再生的内容中包括的图像数据。
在步骤S201中，在确定输入图像是SDR图像的情况下，处理前进到步骤S211。
另一方面，在步骤S201中，确定输入图像是HDR图像，处理前进到步骤S221。
(步骤S211)
在步骤S201中，在确定输入图像是SDR图像的情况下，处理前进到步骤S211。
在步骤S211中，图像处理装置100的图像信号处理单元101获取或生成设置用于改变输入SDR图像的输入/输出特性的增益的增益函数。
即，增益函数是用于通过应用到输入SDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))来生成用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))的增益函数。
要应用于SDR图像的增益函数是一个相对于所有输入值将增益设置为大于或等于1的增益函数。
增益函数是上面参考图8描述的增益函数G(x)。
(步骤S212)
接下来，在步骤S212中，图像处理装置100的图像信号处理单元101通过使用输入SDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))和增益函数G(x)来生成用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
即，例如，根据下式生成用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
fb(x)＝G(x)×fa(x)
(步骤S213)
接下来，在步骤S213中，图像处理装置100的图像信号处理单元101和显示控制单元102根据在步骤S212中生成的用于显示的SDR图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))，将其中基于输入值的输出(亮度)而设置的SDR图像输出到显示单元。
根据这样的处理，根据依据增益控制生成的新输入/输出特性而不是输入SDR图像的原始输入/输出特性的图像被显示在图像处理装置上，例如用户的电视上。
因此，在SDR图像中，对于0至1的所有输入信号执行将增益设置为大于或等于1的增益函数G(x)的增益控制，并且相对于所有输入信号值输出要显示的SDR图像的像素值，作为高于输入SDR图像的原始像素值(亮度)的像素值(亮度)。
作为其结果，例如，在明亮的起居室环境中观看SDR图像的情况下，能够显示和观看足够明亮的SDR图像内容。
另一方面，在步骤S201中，在确定输入图像是HDR图像的情况下，执行步骤S221至S224的处理。
步骤S221至S224的处理是与参考图21所示的流程所述的步骤S102至S105的处理类似的处理。
即，在步骤S221中，从输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))中选择参考点P。
在步骤S222中，获取或生成增益函数G(x)，该增益函数G(x)将增益设置为在小于或等于与参考点P对应的输入值(In_p)的输入信号范围内大于或等于1，并且在大于或等于与参考点P对应的输入值(In_p)的输入信号范围内小于或等于1。
在步骤S223中，通过使用输入HDR图像的输入/输出转换函数(EOTFa：fa(x))和增益函数G(x)，生成用于显示图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。根据下面的表达式，生成用于显示图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))。
fb(x)＝G(x)×fa(x)
接下来，在步骤S224中，根据在步骤S223中生成的用于显示图像的新输入/输出转换函数(EOTFb：fb(x))，将其中设置了基于输入值的输出(亮度)的HDR图像输出到显示单元。
根据这样的处理，在HDR图像中，以高于原始图像的亮度的亮度显示小于或等于显示单元的最高允许亮度的像素，并且例如，在明亮的起居室环境中观看HDR图像的情况下，可以显示和观看足够明亮的HDR图像内容。
[9.图像处理装置的配置示例]
接下来，将参考图23描述本公开的图像处理装置的硬件配置示例。
中央处理单元(CPU)301用作根据记录在只读存储器(ROM)302或存储单元308中的程序执行各种处理的数据处理单元。例如，CPU 301根据上述示例中描述的序列执行处理。由CPU 301执行的程序、数据等被记录在随机存取存储器(RAM)303中。CPU 301、ROM 302和RAM 303通过总线304彼此连接。
CPU 301通过总线304连接到输入/输出接口305，并且包括各种开关、键盘、鼠标、麦克风等的输入单元306和包括显示器、扬声器等的输出单元307连接到输入/输出接口305。CPU 301执行与从输入单元306输入的命令对应的各种处理，并且将处理结果例如输出到输出单元307。
例如，连接到输入/输出接口305的存储单元308包括硬盘等，并且记录由CPU 301执行的程序或各种数据项。通信单元309用作通过诸如因特网或局域网的网络的数据通信的发送和接收单元，用作广播波的发送和接收单元，并与外部设备通信。
驱动器310连接到输入/输出接口305，驱动诸如半导体存储器的可移动介质311，例如磁盘、光盘、磁光盘、存储卡等，并执行数据的记录或读取。
[10.本公开的配置概述]
如上所述，已经参考具体示例详细描述了本公开的示例。然而，显而易见的是，在不背离本公开的要旨的范围内，本领域技术人员可以校正或替代这些示例。即，本发明已经以示例的形式公开，并且不应当被限制性地解释。为了判断本公开的要点，应当考虑权利要求的范围。
此外，本文公开的技术可以配置如下。
(1)一种图像处理装置，包括：
图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，
其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及
所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
(2)根据(1)的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将所述参考点P设置在所述输入图像的输出亮度与所述显示单元的最高允许亮度一致的位置。
(3)根据(1)或(2)的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度成为所述显示单元的最高允许亮度。
(4)根据(1)或(2)的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度根据所述输入信号值的增加而逐渐地增加到所述显示单元的最高允许亮度。
(5)根据(1)至(4)中任一项的图像处理装置，
其中，所述输入图像是高动态范围(HDR)图像，并且
所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与所述增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
(6)根据(5)的图像处理装置，
其中，对应于所述输入HDR图像的输入/输出转换函数是根据SMPTE ST 2084曲线的函数。
(7)根据(5)的图像处理装置，
其中，对应于所述输入HDR图像的输入/输出转换函数是根据混合对数-伽马(HLG)曲线的函数。
(8)根据(1)至(7)中任一项的图像处理装置，
其中，在对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的最大输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元通过将在全部输入信号值范围内被设置为大于或等于1的增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
(9)根据(8)的图像处理装置，
其中，所述输入图像是标准动态范围(SDR)图像，并且
所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入SDR图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
(10)根据(1)至(9)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的类型，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度。
(11)根据(1)至(10)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度。
(12)根据(1)至(11)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，将所述参考点P的位置设置为处于不同的位置。
(13)根据(1)至(12)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围的至少预定范围设为相同增益设定区段。
(14)根据(1)至(13)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将通过应用输入/输出转换函数而计算出的输出值与所述增益的值一起相乘，来计算用于显示的调节亮度，所述输入/输出转换函数是相对于输入值唯一地指定输出值的绝对值设定的输入/输出转换函数并且是对应于所述输入图像的输入/输出转换函数。
(15)根据(1)至(14)中任一项的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元通过转换对应于所述输入图像的输入/输出转换函数来生成用于显示的新的输入/输出转换函数，在所述输入图像中指定了相对于所述输入图像的所述输入信号值的输出亮度，并且
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于所述显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元将所述参考点P设置在所述输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，并且
所述图像信号处理单元通过将增益函数应用于对应于所述输入图像的输入/输出转换函数，来生成用于显示的输入/输出转换函数，所述增益函数将所述增益设置为在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内小于或等于1，并且
所述图像信号处理单元根据所生成的用于显示的输入/输出转换函数、相对于所述输入图像的所述输入信号值来计算用于输出的所述调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的所述显示图像。
(16)根据(15)的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元通过将所述增益函数应用于对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数，来生成用于显示的新HDR图像输入/输出转换函数。
(17)一种要在图像处理装置中执行的图像处理方法，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该方法允许图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
(18)一种用于允许在图像处理装置中执行图像处理的程序，图像处理装置包括图像信号处理单元，图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，该程序允许图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于或等于1，并且在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于或等于1。
此外，本文描述的一组处理可以由硬件、软件或硬件和软件两者的复合配置来执行。在通过软件执行处理的情况下，可以通过在内置在专用硬件中的计算机的存储器中安装记录处理序列的程序来执行处理，或者可以通过在能够执行各种处理的通用计算机中安装程序来执行处理。例如，可以预先将程序记录在记录介质中。除了从记录介质到计算机的安装之外，还可以通过诸如局域网(LAN)或因特网之类的网络接收程序，并且可以将程序安装在诸如内置硬盘的记录介质中。
此外，本文描述的各种处理不仅可以根据描述按时间顺序执行，而且还可以根据执行该处理的设备的处理性能或根据需要并行地或单独地执行。此外，在本文中，该系统具有多个设备的逻辑组装配置，但不限于其中该配置的各个设备在同一外壳中的系统。
工业适用性
如上所述，根据本公开的一个示例的配置，实现了一种设备和方法，其中设定亮度高于显示单元的最高允许亮度的HDR图像可以在明亮的视听环境中显示为明亮的图像。
具体地，通过将根据对应于输入HDR图像的输入/输出转换函数计算的输出亮度与预定增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且因此，生成显示图像。图像信号处理单元将参考点P设置在其中与输入HDR图像对应的输入/输出转换函数的输出值小于或等于显示单元的最高允许亮度的位置处，并且将增益函数应用于输入HDR图像对应的输入/输出转换函数，来计算用于输出的调节亮度，并且因此，生成显示图像，增益函数将增益设置为在输入信号值小于或等于参考点P的输入信号范围内大于或等于1，并且在输入信号值大于或等于参考点P的输入信号范围内小于或等于1。
根据该配置，实现了一种设备和一种方法，其中，设定亮度高于显示单元的最高允许亮度的HDR图像可以在明亮的视听环境中显示为明亮的图像。
参考符号列表
10 图像处理装置
11 图像信号处理单元
12 显示控制单元
13 显示单元
21 内容产生监视器
31 内容观看监视器
100 图像处理装置
101 图像信号处理装置
102 显示控制单元
103 显示单元
301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 总线
305 输入/输出接口
306 输入单元
307 输出单元
308 存储单元
309 通信单元
310 驱动器
311 可移动介质。

Claims (16)

1.一种图像处理装置，包括：
图像信号处理单元，被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，
其中，在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元将参考点P设置在输入信号位置，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，以及
所述图像信号处理单元通过将根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于1，在所述输入信号值大于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于1，并且在所述输入信号值等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为等于1；
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度；其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，将所述参考点P的位置设置为处于不同的位置。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将所述参考点P设置在所述输入图像的输出亮度与所述显示单元的最高允许亮度一致的位置。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度成为所述显示单元的最高允许亮度。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元在所述输入信号值大于或等于所述参考点P的输入信号范围内设置对应于所述输入信号值的增益，使得用于输出的所述调节亮度根据所述输入信号值的增加而逐渐地增加到所述显示单元的最高允许亮度。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述输入图像是高动态范围图像，并且
所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入高动态范围图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与所述增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置，
其中，对应于所述输入高动态范围图像的输入/输出转换函数是根据SMPTE ST 2084曲线的函数。
7.根据权利要求5所述的图像处理装置，
其中，对应于所述输入高动态范围图像的输入/输出转换函数是根据混合对数-伽马曲线的函数。
8.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，在对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的最大输出亮度小于所述显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元通过将在全部输入信号值范围内被设置为大于或等于1的增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
9.根据权利要求8所述的图像处理装置，
其中，所述输入图像是标准动态范围图像，并且
所述图像信号处理单元通过将根据对应于输入标准动态范围图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值与增益一起相乘，来计算用于输出的所述调节亮度。
10.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数的类型，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度。
11.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将所述输入信号值小于或等于所述参考点P的输入信号范围的至少预定范围设为相同增益设定区段。
12.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元将通过应用输入/输出转换函数而计算出的输出值与所述增益的值一起相乘，来计算用于显示的调节亮度，所述输入/输出转换函数是相对于输入值唯一地指定输出值的绝对值设定的输入/输出转换函数并且是对应于所述输入图像的输入/输出转换函数。
13.根据权利要求1所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元通过转换对应于所述输入图像的输入/输出转换函数来生成用于显示的新的输入/输出转换函数，在所述输入图像中指定了相对于所述输入图像的所述输入信号值的输出亮度，并且
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于所述显示单元的最高允许亮度的情况下，
所述图像信号处理单元将所述参考点P设置在所述输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度，并且
所述图像信号处理单元通过将增益函数应用于对应于所述输入图像的输入/输出转换函数，来生成用于显示的输入/输出转换函数，所述增益函数将所述增益设置为在所述输入信号值小于所述参考点P的输入信号范围内大于1，在所述输入信号值大于所述参考点P的输入信号范围内小于1，并且在所述输入信号值等于所述参考点P的输入信号范围内等于1；并且
所述图像信号处理单元根据所生成的用于显示的输入/输出转换函数、相对于所述输入图像的所述输入信号值来计算用于输出的所述调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的所述显示图像。
14.根据权利要求13所述的图像处理装置，
其中，所述图像信号处理单元通过将所述增益函数应用于对应于输入高动态范围图像的输入/输出转换函数，来生成用于显示的新高动态范围图像输入/输出转换函数。
15.一种要在图像处理装置中执行的图像处理方法，所述图像处理装置包括图像信号处理单元，所述图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，所述方法允许所述图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于1，在所述输入信号值大于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于1，并且在所述输入信号值等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为等于1；
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度；
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，将所述参考点P的位置设置为处于不同的位置。
16.一种存储程序的存储介质，该程序用于允许在图像处理装置中执行图像处理，所述图像处理装置包括图像信号处理单元，所述图像信号处理单元被配置为相对于输入图像的输入信号值确定输出值，所述程序允许所述图像信号处理单元：
在所述输入图像的最大输出亮度大于或等于显示单元的最大允许亮度的情况下，将参考点P设置在输入信号位置处，在所述输入信号位置处所述输入图像的输出亮度小于或等于所述显示单元的最高允许亮度；并且
通过将增益与根据对应于所述输入图像的输入/输出转换函数而计算出的输出值一起相乘，来计算用于输出的调节亮度，并且生成用于输出的具有所计算出的调节亮度的显示图像，所述增益在所述输入信号值小于所述参考点P的输入信号范围内被设置为大于1，在所述输入信号值大于所述参考点P的输入信号范围内被设置为小于1，并且在所述输入信号值等于所述参考点P的输入信号范围内被设置为等于1；
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，通过应用不同的增益来计算用于显示的调节亮度；
其中，所述图像信号处理单元根据所述显示单元的设定模式，将所述参考点P的位置设置为处于不同的位置。
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