[发明专利]一种利用SDR显示设备模拟HDR监视器的方法

说明书

本发明公开了一种利用SDR显示设备模拟HDR监视器的方法，属于媒体技术领域，首先输入HDR图像的数据和显示器的峰值亮度；接着将HDR图像的非线性RGB信号转换为线性RGB信号；再根据显示器的峰值亮度将所述线性RGB信号的亮度修正至SDR+图像；最后将得到的线性RGB信号变换为非线性RGB信号，并输出至SDR显示设备进行显示；本发明通过将HDR图像数据恢复成线性场景亮度数据，再利用亮度修正方法将HDR图像压缩为“SDR+”图像，充分利用当前显示屏的冗余性能，达到模拟HDR监视器观看HDR内容的效果。

技术领域

本发明涉及媒体技术领域，具体涉及一种利用SDR显示设备模拟HDR监视器的方法。

背景技术

数字成像领域中，场景、获取设备、显示设备、观察者都具有各自不同的动态范围(动态范围是场景中最亮物体和最暗物体之间的亮度比，亮度单位为尼特)。自然界场景的动态范围能够达到10¹⁵，摄像机、照相机等获取设备的动态范围能够达到10⁶，但是人眼在同一个场景中能够识别的最大动态范围也只有10⁵，这意味显示设备的动态范围只需要达到10⁵就足够了。但是传统显示设备的动态范围只有10³上下，这样人眼看到的图像会造成一定程度的失真。

二十一世纪以来，视频拍摄和显示技术有了长足的提升，制作画面更贴近真实世界的视频内容已不再是人们的幻想。更加真实的视频画面需要包含更丰富的色彩层次和更宽的亮度动态范围，业界把动态范围达到10⁵、峰值亮度达到1000尼特的图像称为高动态范围(HDR)图像，动态范围为10³，峰值亮度为100尼特的称为标准动态范围(SDR)图像。显示HDR图像需要显示屏的支持，直到2015年前后，市场上才陆续开始销售支持显示HDR(峰值亮度在1000尼特以上)的显示屏，并且价格昂贵。

当前图像的显示模式只有SDR和HDR两种，对于HDR的内容应采用HDR显示设备才能还原出HDR的效果，而如果用SDR的显示设备来显示，一般做法是将HDR内容通过一定算法转化成SDR来显示，过程称之为亮度修正。

但今天，新型LCD显示屏的峰值亮度完全可以超过SDR定义的100尼特的范围，现有的HDR内容在SDR显示屏中的显示流程一般是：先将高亮度的HDR内容先强行压缩到SDR范围，再拉伸到一个超出SDR范围的显示设备上展现。这个方案的缺点在于高亮信息在压缩过程中被损耗掉，而在显示过程中又不尽合理地拉伸，整体流程不能还原原始HDR的真实效果。特别是在相对要求较为专业的场合，如HDR视频节目制作，SDR监视器或者电视机无法准确还原真实亮度，也就无法参照调整制作亮度，不得不购买昂贵的HDR监视器。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种利用SDR显示设备模拟HDR监视器的方法，解决了采用现有技术在SDR显示设备上监看HDR内容无法合理且有效的利用HDR的亮度信息的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用SDR显示设备模拟HDR监视器的方法，包括以下步骤：

步骤1：将HDR图像的非线性RGB信号转换为线性RGB信号；

步骤2：将所述线性RGB信号的亮度修正至SDR+图像；

步骤3：将亮度修正后的线性RGB信号变换为非线性RGB信号，并输出至SDR显示设备进行显示。

进一步的，还包括预处理步骤0：

步骤00：输入HDR图像数据，判断初始HDR图像数据的格式，若数据的格式为RGB格式，则直接跳转至步骤02；否则跳转至步骤01；

步骤01：将初始HDR图像数据数据的格式转换为RGB格式；