[发明专利]一种高动态范围视频处理方法

说明书

本发明公开了一种高动态范围视频处理方法。它通过检测标准动态范围(SDR)视频不同场景的亮度值和对比度，得到每个场景对应的伽玛值，进而根据该伽玛值计算得到逆色调映射时所需要的参数，最终转换得到高动态范围(HDR)视频数据。本发明的有益效果是：能够自动适应大多数不同风格不同场景的视频，充分考虑了不同场景和区域中亮度/对比度的不同对转换过程的影响，最终的转换结果能够很大程度保留原始内容制作者的创作意图，并能呈现很好的图像美感和保真度。

技术领域

本发明涉及图像处理相关技术领域，尤其是指一种高动态范围视频处理方法。

背景技术

高动态范围(High Dynamic Range，以下简称HDR)视频，相对于标准动态范围(Standard Dynamic Range，以下简称SDR)视频，图像的明暗层次更清晰，图像细节更丰富，能够更逼真的重现真实场景。随着HDR技术的发展以及HDR显示器的逐步普及，对HDR视频的需求逐步增加。真正的HDR视频制作需要在采集端使用高动态范围的成像器件，制作时也要使用支持HDR非编软件，也就是说HDR视频的内容制作对拍摄设备和前处理技术都有很高的要求，因此目前市场上的HDR内容仍处于相对匮乏的状态。另一方面，市场上有比较充足的制作精良的高清/超高清SDR片源。如何将这些SDR内容转换成高质量HDR格式视频，具有比较重要的现实意义。

目前大部分的研究集中在SDR图像和HDR图像的相互转换，色调映射(ToneMapping)和逆色调映射(Inverse Tone Mapping)是SDR图像和HDR图像之间相互转换的关键技术。当前主流的色调映射算法主要考虑因素是输出设备的显示能力，视频本身的场景特征对显示效果也有较大的影响，但是往往被忽视。由于人眼对亮度感知的非线性特点，最简便的图像逆色调映射算法一般采用类似于伽玛校正的方式来调整SDR图像，即SDR图像采用全局参数进行转换生成HDR图像。这种转换算法的局限性显而易见，因为不同图像具有不同的亮度/对比度范围，只能手动调整该全局参数来适应不同风格的图像。另外由于视频和图像处理方法存在较大区别，图像的逆色调映射算法也不能直接应用于视频转换。通常来说，不同的视频内容制作者一般会通过调节不同的亮度、对比度、饱和度等方法来表达其影片的创作意图。如果将不同场景按照亮度/对比度进行划分，可以粗略划分为“低亮度低对比度”、“低亮度高对比度”、“中等亮度中等对比度”、“高亮度低对比度”和“高亮度高对比度”等不同的风格，也就是说不同的视频具有不同的风格，同一视频片段也可能由不同风格的场景组成。如果不同的视频文件或同一视频文件的不同场景都采用同样的参数进行处理，那么转换后的HDR视频肯定不能呈现很好的美感和保真度，内容创作者的意图也无法很好保留。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够提高图像美感和保真度的高动态范围视频处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高动态范围视频处理方法，具体操作步骤如下：

(1)将输入的标准动态范围视频解码，得到YCbCr颜色空间的数据；

(2)将得到的YCbCr颜色空间的数据进行颜色空间转换，得到RGB颜色空间的数据；

(3)在得到的RGB颜色空间的数据中，分别对R/G/B三个通道内的颜色分量进行电光转换；

(4)通过逆色调映射参数分别对R/G/B三个通道内的颜色分量进行处理；

(5)将步骤(4)中R/G/B三个通道内的颜色分量分别进行光电转换；

(6)根据输出参数设置要求将上述颜色空间的数据映射到对应的颜色空间；

(7)将最终处理后得到的RGB颜色空间的数据进行颜色空间转换，得到YCbCr颜色空间的数据；