[發明專利]一種高動態范圍視頻處理方法

有效

• 申請號: 201710497390.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107154059B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王建偉;黃進;廖義
• 申請（專利權）人: 杭州當虹科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;H04N19/186
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高動態范圍視頻處理方法。它通過檢測標準動態范圍(SDR)視頻不同場景的亮度值和對比度，得到每個場景對應的伽瑪值，進而根據該伽瑪值計算得到逆色調映射時所需要的參數，最終轉換得到高動態范圍(HDR)視頻數據。本發明的有益效果是：能夠自動適應大多數不同風格不同場景的視頻，充分考慮了不同場景和區域中亮度/對比度的不同對轉換過程的影響，最終的轉換結果能夠很大程度保留原始內容制作者的創作意圖，并能呈現很好的圖像美感和保真度。

技術領域

本發明涉及圖像處理相關技術領域，尤其是指一種高動態范圍視頻處理方法。

背景技術

高動態范圍(High Dynamic Range，以下簡稱HDR)視頻，相對于標準動態范圍(Standard Dynamic Range，以下簡稱SDR)視頻，圖像的明暗層次更清晰，圖像細節更豐富，能夠更逼真的重現真實場景。隨著HDR技術的發展以及HDR顯示器的逐步普及，對HDR視頻的需求逐步增加。真正的HDR視頻制作需要在采集端使用高動態范圍的成像器件，制作時也要使用支持HDR非編軟件，也就是說HDR視頻的內容制作對拍攝設備和前處理技術都有很高的要求，因此目前市場上的HDR內容仍處于相對匱乏的狀態。另一方面，市場上有比較充足的制作精良的高清/超高清SDR片源。如何將這些SDR內容轉換成高質量HDR格式視頻，具有比較重要的現實意義。

目前大部分的研究集中在SDR圖像和HDR圖像的相互轉換，色調映射(ToneMapping)和逆色調映射(Inverse Tone Mapping)是SDR圖像和HDR圖像之間相互轉換的關鍵技術。當前主流的色調映射算法主要考慮因素是輸出設備的顯示能力，視頻本身的場景特征對顯示效果也有較大的影響，但是往往被忽視。由于人眼對亮度感知的非線性特點，最簡便的圖像逆色調映射算法一般采用類似于伽瑪校正的方式來調整SDR圖像，即SDR圖像采用全局參數進行轉換生成HDR圖像。這種轉換算法的局限性顯而易見，因為不同圖像具有不同的亮度/對比度范圍，只能手動調整該全局參數來適應不同風格的圖像。另外由于視頻和圖像處理方法存在較大區別，圖像的逆色調映射算法也不能直接應用于視頻轉換。通常來說，不同的視頻內容制作者一般會通過調節不同的亮度、對比度、飽和度等方法來表達其影片的創作意圖。如果將不同場景按照亮度/對比度進行劃分，可以粗略劃分為“低亮度低對比度”、“低亮度高對比度”、“中等亮度中等對比度”、“高亮度低對比度”和“高亮度高對比度”等不同的風格，也就是說不同的視頻具有不同的風格，同一視頻片段也可能由不同風格的場景組成。如果不同的視頻文件或同一視頻文件的不同場景都采用同樣的參數進行處理，那么轉換后的HDR視頻肯定不能呈現很好的美感和保真度，內容創作者的意圖也無法很好保留。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種能夠提高圖像美感和保真度的高動態范圍視頻處理方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高動態范圍視頻處理方法，具體操作步驟如下：

(1)將輸入的標準動態范圍視頻解碼，得到YCbCr顏色空間的數據；

(2)將得到的YCbCr顏色空間的數據進行顏色空間轉換，得到RGB顏色空間的數據；

(3)在得到的RGB顏色空間的數據中，分別對R/G/B三個通道內的顏色分量進行電光轉換；

(4)通過逆色調映射參數分別對R/G/B三個通道內的顏色分量進行處理；

(5)將步驟(4)中R/G/B三個通道內的顏色分量分別進行光電轉換；

(6)根據輸出參數設置要求將上述顏色空間的數據映射到對應的顏色空間；

(7)將最終處理后得到的RGB顏色空間的數據進行顏色空間轉換，得到YCbCr顏色空間的數據；