[發明專利]一種多類別圖像轉換與對比的超高清片源色域檢測方法

有效

• 申請號: 201910971340.1
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110781932B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 周蕓;胡瀟;郭曉強;李小雨;魏建超;梁琳琳
• 申請（專利權）人: 國家廣播電視總局廣播電視科學研究院;北京博雅睿視科技有限公司
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種多類別圖像轉換與對比的超高清片源色域檢測方法，其技術特點是：構造多類別圖像轉換與對比的色域檢測網絡，用于對BT.709和BT.2020兩種視頻片源的色域進行檢測；構建圖像轉換與對比層，對輸入圖像進行轉換，增加不同類別特征間的參照和對比；使用殘差網絡作為初始網絡，將原始輸入圖像和轉換后的圖像同時輸入初始網絡；對色域檢測網絡進行訓練，得到BT.709和BT.2020兩類別的色域分類模型，并由該色域分類模型圖像的色域類別。本發明設計合理，對超高清視頻片源的色域進行技術符合性檢測，將色域檢測問題歸結為圖像分類問題，并結合圖像分類任務中的卷積神經網絡，獲得了很好的色域檢測結果，使得系統整體檢測準確率大大提升。

技術領域

本發明屬于計算機視覺圖像分類技術領域，尤其是一種多類別圖像轉換與對比的超高清片源色域檢測方法。

背景技術

目前，以超高清電視為代表的新一代電視技術近年來呈現快速發展的態勢。與高清電視相比，超高清電視不僅僅是分辨率的提高，而且還包括高幀率、高比特深度、寬色域和高動態范圍。作為超高清電視的一項關鍵技術，寬色域能夠呈現更加豐富的色彩，給予觀眾身臨其境的視覺體驗。

然而，實際應用中，在節目制作、交換、傳輸等各個環節都有可能造成超高清節目質量不滿足技術標準要求，嚴重損害了超高清市場的積極性。例如：視頻封裝參數為BT.709色域；或者視頻封裝參數符合規定，但實際內容并不符合，如封裝參數是BT.2020色域，實際是 BT.709色域等。

因此，如何對網絡提取到的特征鑒別待測視頻的色域類別，保證超高清節目片源的色域指標把控，確保呈現給觀眾真正符合標準的超高清電視節目是目前迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種多類別圖像轉換與對比的超高清片源色域檢測方法，其將色域的檢測問題歸結為圖像分類問題，引入深度卷積神經網絡，并設計了圖像轉換層，將對單張圖像的絕對判斷問題轉化為兩張圖像的相對判斷問題，能夠降低網絡的訓練難度及訓練過程中的過擬合風險。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種多類別圖像轉換與對比的超高清片源色域檢測方法，包括以下步驟：

步驟1、構造多類別圖像轉換與對比的色域檢測網絡，用于對BT.709和BT.2020兩種視頻片源的色域進行檢測；

步驟2、構建圖像轉換與對比層，對輸入圖像進行轉換，增加不同類別特征間的參照和對比；

步驟3、使用殘差網絡作為初始網絡，將原始輸入圖像和轉換后的圖像同時輸入初始網絡；

步驟4、對色域檢測網絡進行訓練，得到BT.709和BT.2020兩類別的色域分類模型；

步驟5、將超高清片源圖像輸入到BT.709和BT.2020兩類別的色域分類模型中，由該色域分類模型輸出該圖像屬于兩類別的概率，最終根據概率大小判別圖像的色域類別。

進一步，所述步驟1構建的色域檢測網絡包括圖像轉換與對比層、五個殘差單元、全連接層和輸出層；原始輸入圖像經過圖像轉換與對比層進行圖像轉換操作，然后將圖像轉換與對比層輸出與原始輸入圖像一同送入五個殘差單元，每個殘差單元對圖像進行下采樣，輸出尺寸在長、寬上均減半，經過五個殘差單元后輸出特征圖再經過全連接層，得到一維特征向量作為輸入圖像的最終特征表示；輸出層用于輸出BT.709和BT.2020兩種色域分類。

進一步，所述輸入圖像尺寸為224×224×3，五個殘差單元輸出的圖像尺寸為7×7，全連接層得到的一維特征向量為1×512。

進一步，所述步驟2的具體實現方法為：將BT.709和BT.2020的圖像均按照BT.709轉 BT.2020的方法進行轉換，轉換后的BT.709圖像具備BT.2020的特征，轉換后的BT.2020圖像不具備BT.709的特征。