[發明專利]多種HDR視頻的轉換系統、方法、設備

有效

• 申請號: 202110822359.7
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113271449B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 馬保林;宋志遠;姚維久;李厚鵬
• 申請（專利權）人: 北京小鳥科技股份有限公司
• 主分類號: H04N9/69
• 分類號: H04N9/69;H04N7/01
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發明屬于視頻處理領域，具體涉及一種多種HDR視頻的轉換系統、方法、設備，旨在解決不同HDR顯示標準轉換后圖像失真以及實現難度大、計算量大的問題。本系統包括視頻處理設備、顯示設備；視頻處理設備包括伽馬曲線修正處理單元，配置為獲取輸入的HDR視頻中各像素點對應的修改函數值，并與對應的像素點相乘，得到伽馬FIX視頻；顏色修正處理單元，配置為對伽馬FIX視頻進行顏色修正處理，得到色域FIX視頻；飽和處理單元，配置為對色域FIX視頻進行飽和處理，并發送至顯示設備；顯示設備，配置為將接收的飽和處理后的色域FIX視頻進行顯示。本發明減少了多次計算中的誤差導致的失真，同時降低了轉換需要的計算能力以及難度。

技術領域

本發明屬于視頻處理領域，具體涉及一種多種HDR視頻的轉換系統、方法、設備。

背景技術

由于HDR顯示端的材質、技術和應用場景的不同，所對應的矯正伽馬曲線也是不同的，現有的技術中，如文獻：“用于從第一圖像生成第二圖像的方法和設備. P.安德里馮,M-J.科萊蒂斯,D.圖澤,J.拉赫平薩克， CN201880072693 .1，2018-11-06”；“用于輸出內容的裝置和方法及顯示裝置，吳昇保，CN201610341332.5，2016-05-20”；“ HDR分發中的元數據轉換，P.安德里馮,E.弗朗索瓦,P.佩雷斯，CN201980043860.4，2019-05-21”和“用于執行高動態范圍視頻的色調映射的方法及裝置，陳瀅如,李文甫,張德浩,黃泰翔，CN201910383854.5，2019-05-09”等等，先是對輸入的HDR1視頻進行色彩空間轉換，一般為RGB轉YCBCR，然后用隨路元數據中的伽馬曲線函數逆函數進行處理得到SDR視頻，然后通過對比源視頻的色域與顯示端的色域，進行色域映射，然后用顯示端的伽馬曲線進行處理，再進行色彩空間轉換，轉到RGB，最后進行局部的細節處理，輸出HDR2視頻到顯示設備上，如圖2所示。

一般在視頻處理設備中，圖像的顏色多用8bit、10bit或12bit表示，在真實的應用中，伽馬曲線和色域映射采用的是近似運算，導致在在多次乘除操作后，由于計算誤差的的累計引起圖像的失真。雖然有一些文獻中提到通過圖像濾波可以減少圖像轉換后的失真，但是由于濾波的處理在頻域進行處理，會導致濾波后的圖像在某些頻率丟失，圖像會出現模糊、細節丟失等問題。而且現有技術中的轉換過于復雜，實現難度大，需要的計算量大，導致實現成本昂貴。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決不同HDR顯示標準轉換后圖像失真以及實現難度大、計算量大的問題，本發明第一方面，提出了一種多種HDR視頻的轉換系統，應用于視頻輸入源與顯示設備對應伽馬曲線不同的HDR視頻轉換，包括視頻處理設備、顯示設備；所述視頻處理設備包括伽馬曲線修正處理單元、顏色修正處理單元、飽和處理單元；

所述伽馬曲線修正處理單元，配置為獲取視頻輸入源輸入的HDR視頻，基于預構建的HDR視頻中各像素點的亮度值與修改函數值的對應關系知識庫，通過HDR視頻匹配的方法獲取各像素點對應的修改函數值；將所述HDR視頻中各像素點與其對應的修改函數值進行相乘，得到目標伽馬曲線下的HDR視頻，作為伽馬FIX視頻；

所述顏色修正處理單元，配置為對伽馬FIX視頻進行顏色修正處理，得到色域FIX視頻；

所述飽和處理單元，配置為結合所述顯示設備的顯示亮度上限，對色域FIX視頻進行飽和處理，并發送至顯示設備；

所述顯示設備，配置為將接收的飽和處理后的色域FIX視頻進行顯示。

在一些優選的實施方式中，所述HDR視頻中各像素點的亮度值與修改函數值的對應關系知識庫，其構建方法為：

讀取視頻輸入源輸入的HDR視頻中的元數據，解析視頻輸入源對應的伽馬曲線，進而確定第一亮度信息、第二亮度信息的取值區間；所述第一亮度信息為視頻輸入源輸入的亮度信息；所述第二亮度信息為第一亮度信息對應的顯示亮度信息；