HDR 画像における ディスプレイ表示の拡張

1. H24年度　中間発表会 HDR画像におけるディスプレイ表示の拡張 情報通信工学コース５年 山本研究室 小井出　慎

2. 研究背景 (1/2) 近年、HDRと呼ばれる16～32bit幅の画像に注目が集まっている。 しかし、 従来のディスプレイでは、HDR画像をそのまま表示することはできない！

3. 研究背景 (2/2) そのため、HDR画像をディスプレイで表示するには、縮小が必要である。 16～32bit幅HDR画像 8bit幅画像 既に世の中では、8bitに縮小する技術がたくさん確立されている。 そこで… 表示するためのbit幅を 増やしてみてはどうか？

4. 研究目標 • プロジェクタを二台使用し、8bit→9bitに疑似拡張した際、どのような表示になるか？ • その表示をする為に最適な縮小技法はどれがよいのか？

5. 目次 • 研究背景 • 研究目標 • 導入 • 進行状況 • 問題点 • 今後の予定

6. 導入 (1/4) • HDR画像とは何か？ High Dynamic Rangeといい、通常の写真画像よりも幅広い明暗比(ダイナミックレンジ)を表現できる形式。 3枚を合成 明るさの違う画像を合成し、通常より肉眼に近い表現ができる！

7. 導入 (2/4) しかし、 通常のディスプレイでは、合成した画像のダイナミックレンジが広すぎて表示できない！ ←これは表示できるように補正をかけている。 そこで、トーンマッピングという手法を用いて合成画像を表示できるように補正をかけなければいけない。

8. 導入 (3/4) 画像を綺麗に見せる手法の1つ。 Low Dynamic Range環境でもHDRの幅広い レンジを自然に見えるように調整する手法。 • トーンマッピングとは何か？ ←トーンマッピングを 　 行わなかった場合 トーンマッピング を行った場合→ 通常では潰れてしまう部分も綺麗に 表示することができる！

9. 導入 (4/4) これを踏まえた上で、 通常のディスプレイでは8bit、つまり0～255階調までしか表示することができない。 そこで、 2台のプロジェクタを使用し、表現できる階調を256+256、つまり512階調(9bit)にして、HDR画像を表示することが目的である。

10. 目次 • 研究背景 • 研究目標 • 導入 • 進行状況 • 問題点 • 今後の予定

11. 進行状況 (1/5) まずは、1つのディスプレイにHDR画像を表示する事から始めた。 トーンマッピングの方法は以下の6つを試し、それぞれの特徴を比較した。 A.線形補正 B.指数補正 C.ガンマ補正 D.シグモイド補正 E.指数+線形補正 F.サイン補正

12. 進行状況 (2/5) A.線形補正 画素値を線形的に縮小。 B.指数補正 カメラフィルムの感光に使用される。対数関数に基づき、非線形的に縮小。 C.ガンマ補正 ディスプレイの補正に使用される。指数関数に基づき、非線形的に縮小。

13. 進行状況 (3/5) D.シグモイド補正 猫の視覚と近似している。S字のような曲線に縮小。 E.指数+線形補正 場合分けし、一定値までは指数補正。一定値以上は線形補正で縮小。 F.サイン補正 特別使用されているものは無し。サイン波形の半分のみを利用し縮小。

14. 進行状況 (4/5) これらの方法で補正した画像をサーストンの一対比較法により評価した。 学生10名に協力してもらい、それぞれの画像を比較、主観的に評価した。 また、通常のディスプレイにはガンマ補正がかかっているため、ガンマ補正を外して比較を行った。

15. 進行状況 (5/5) 比較した結果、B>E>F>A>D>C という順に評価が高かった。 B.指数補正 C.ガンマ補正

16. 目次 • 研究背景 • 研究目標 • 導入 • 進行状況 • 問題点 • 今後の予定

17. 問題点 • 正確に補正をかけられていない 間違えてガンマ補正のつもりが逆ガンマ補正に また、補正を正確にかけられているかの検証もできていない・・・

18. 今後の予定 • 補正方法の検証 ディスプレイの輝度を測定していき、正確に補正がかけられるように検証していく。 補正が正確にできたことを確認した上で、改めて評価を行う • ディスプレイの拡張 評価結果より、ディスプレイを拡張した場合の補正方法を考察、検証。

19. ご静聴ありがとうございました