高动态范围色调映射制造技术

本公开涉及高动态范围色调映射。描述了高动态范围色调映射。本文的实施例公开了通过对HDR视频中的帧进行滤波生成基本层的色调映射系统。色调映射系统然后使用从基本层得到的色调映射参数(例如，平均亮度值或最大亮度值)生成色调曲线。一旦标识了色调曲线参数系统就在时间上执行滤波，以对HDR视频的色调曲线参数的当前值和至少一个先前帧的色调曲线参数的值之间的不连续进行平滑。色调映射系统将在时间上被滤波的色调曲线应用到基本层以生成在时间上连续的层。在时间上连续的基本层可以与从HDR视频得到的细节层合并以生成经色调映射的视频的帧。

【技术实现步骤摘要】

本公开中呈现的实施例一般地涉及针对高动态范围(HDR)视频执行色调映射。
技术介绍
通常在不支持高动态色彩范围的显示设备(例如，监视器、电视机、移动设备上的显示器、等等)上输出HDR视频之前执行色调映射。HDR视频中的色彩范围可能超出可被显示设备输出的色彩范围。照此，色调映射将HDR视频中的帧转换为在显示设备的色彩范围内的相对应的帧。此外，色调映射可以将摄像头(其生成HDR视频)捕获的亮度级别调整为与输出视频的显示设备的能力相匹配。
技术实现思路
本文的实施例描述一种方法，该方法包括：使用HDR视频的帧生成基本层并从该基本层得到色调曲线参数。该方法包括在时间上对色调曲线参数进行滤波并使用从在时间上被滤波的色调曲线参数得到的色调曲线生成在时间上连续的基本层。本文的实施例描述一种包含计算机可读程序代码的计算机可读存储介质，该计算机可读程序代码在处理器中可执行以使用HDR视频的帧生成基本层并从该基本层得到色调曲线参数。该程序代码还可执行以在时间上对色调曲线参数进行滤波并使用从在时间上被滤波的色调曲线参数得到的色调曲线生成在时间上连续的基本层。本文的实施例描述一种色调映射系统，该系统包括计算机处理器和包含程序的一个或多个存储器，该程序当在计算机处理器上被运行时执行操作。操作包括使用HDR视频的帧生成基本层并从该基本层得到色调曲线参数。操作还包括在时间上对色调曲线参数进行滤波并使用从在时间上被滤波的色调曲线参数得到的色调曲线生成在时间上连续的基本层。附图说明可以参考附图对以上简要概述的本专利技术的实施例进行更具体的描述，使得实现以上记载的方面的方式可以更详细地被理解。然而，将要注意到的是，附图仅示出本专利技术的典型实施例并且因此不应被认为对其范围进行限制，因为本专利技术可以承认其它有相同效果的实施例。图1是根据本文所描述的一个实施例的用于将HDR视频转换为经色调映射的视频的流程图。图2是根据本文所描述的一个实施例的用于在时间上对色调曲线进行滤波的流程图。图3是根据本文所描述的一个实施例的用于将HDR视频转换为经色调迎神的视频的流程图。图4示出根据本文所描述的一个实施例的色调映射技术的视觉比较。图5示出根据本文所描述的一个实施例的用于执行色调映射的计算系统的框图。为便于理解，在可能的情况下已经使用相同的参考标号来标出图中共有的相同元件。预期的是，一个实施例中公开的元件可以被有利地用在其他实施例上而不需要具体记载。具体实施方式时间连续性(temporalcoherency)一直是HDR视频色调映射技术的长期问题。一般地，时间连续性描述在HDR视频的单个帧上执行的色调映射从一帧到下一帧连续的程度。经色调映射的内容中缺乏时间连续性经常显示为连续的帧之间可被人眼察觉的突然的亮度变化(例如，闪光)。这些闪光限制了对视频色调映射的使用。题为“高动态范围视频的在时间上连续的局部色调映射”的、通过引用被结合于此的美国专利申请14/121,091描述了以在时间上连续的方式执行局部视频色调映射的技术。本文的实施例描述了可能需要相对少的计算资源的用于执行色调映射的技术。在一个实施例中，色调映射系统通过对HDR视频中的帧进行滤波生成基本层(baselayer)。然后从基本层获得色调映射参数，例如，基本层的平均亮度值或最大亮度值。一旦标识了色调曲线参数，系统就执行时间滤波，以对HDR视频当前帧的色调曲线参数的值和至少一个先前帧的色调曲线参数的(一个或多个)值之间的不连续进行平滑。通过在时间上对色调曲线参数的值进行滤波，色调映射系统可以减小或移除所产生的经色调映射的视频中帧之间的突然亮度变化或闪光。此外，本文的实施例不需要在时间上对整个基本层执行滤波，而是仅需要对色调曲线参数执行滤波，这可以是计算密集程度低得多的过程。色调映射系统将在时间上被滤波的色调曲线应用于基本层，以生成在时间上连续的层。在一个实施例中，色调映射系统通过将基本层除以HDR视频流中相对应的帧来生成细节层。色调映射系统将在时间上连续的层与细节层进行合并以产生经色调映射的视频的帧。可以在具有有限的色彩范围的用户设备上显示这些帧而仍保留原始HDR视频中的很多色彩对比度和细节。将色调曲线应用于基本层而不是细节层的一个优点在于，这样做保留了HDR视频中的大部分细节，这些细节在色调曲线被应用于基本层和细节层两者的情况下将丢失。图1是根据本文所描述的一个实施例的用于将HDR视频转换为经色调映射的视频的系统流100。在流100中，方格表示色调映射系统的功能，而圆形指示色调映射系统中生成的或存储的数据。如所示出的，流100开始于在色调映射系统处接收HDR视频105。可以将HDR视频105存储在色调映射系统中(例如，作为完整的媒体呈现)或以更小的块发送到系统用于处理。一般地，流100示出用于将HDR视频105的单独的帧转换为经色调映射的视频150的帧的技术。换言之，经色调映射的视频150可能具有与HDR视频105的帧相似的色彩对比度和细节(例如，边缘和纹理)，但具有比HDR视频105更小的色彩范围。色调映射系统使用空间滤波器110来对HDR视频105的帧进行处理。在该示例中，流100的空间滤波器110是渗透性引导的滤波器(permeabilityguidedfilter)(PGF)，其接收HDR视频105的帧并输出基本层115。一般地，基本层115表示HDR视频帧中的像素的亮度值。在一个实施例中，为了生成基本层115，PGF110在空间上(例如，在像素平面的X和Y维度)而不是在时间上对HDR视频105中的帧进行处理。在一个实施例中，PGF110通过确定由均匀网格上的像素位置定义的空间局部领域，来对HDR帧中的每个像素进行空间滤波。给定像素的空间局部领域被定义为空间上接近给定像素的一组两个或多个像素。在一个实施例中，PGF110在不考虑先前滤波帧(即，不执行时间滤波)的情况下生成基本层115。在X和Y空间维度对帧进行滤波可能比在时间上对帧进行滤波(即，在时间维度)需要更少的计算时间和资源。因此，xyPGF110可以比在时间和空间两者上处理帧滤波器更快速地对接收到的帧进行处理。此外，色调映射系统允许艺术家交互(artistinteraction)120以对HDR视频帧进行处理。在一个示例中，技术人员可以执行色彩分级以改变HDR视频105中的高亮度或其它特性。本文将这些艺术改变称为艺术设置。在先前的色调映射技术中，针对色调映射系统根据艺术设置对HDR视频105进行修改并输出所产生的经色调映射的视频150，技术人员将即使不需要等待数天也需要等待数小时。如果技术人员不喜欢所产生的经色调映射的视频150，技术人员改变艺术设置并再次等待色调映射系统来将HDR视频105转换为经色调映射的视频150。本文的实施例可被用于向技术人员提供实时反馈。即，可以用使得技术人员做出的色彩改变被立即或几乎立即(例如，在数秒内)用于生成经色调映射的视频150的方式执行流100。因此，技术人员可以接收关于改变的几乎即时的反馈，而无需针对色调映射系统生成经色调映射的视频150等待数小时。通过使用艺术设置和基本层，色调映射系统执行色调-曲线-空间(tone-curve-space)时间滤波125。一般地，色调-曲线-空间时间滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：使用高动态范围HDR视频的帧来生成基本层；从所述基本层得到色调曲线参数；在时间上对所述色调曲线参数进行滤波；以及使用从在时间上被滤波的所述色调曲线参数得到的色调曲线来生成在时间上连续的基本层。

【技术特征摘要】
2015.09.04 US 62/214,6361.一种方法，包括：使用高动态范围HDR视频的帧来生成基本层；从所述基本层得到色调曲线参数；在时间上对所述色调曲线参数进行滤波；以及使用从在时间上被滤波的所述色调曲线参数得到的色调曲线来生成在时间上连续的基本层。2.如权利要求1所述的方法，还包括：通过将所述HDR视频的帧除以所述基本层来生成细节层。3.如权利要求2所述的方法，还包括：通过将所述细节层与所述在时间上连续的基本层进行合并来生成经色调映射的视频的帧。4.如权利要求1所述的方法，还包括：在空间上的至少两个维度中对所述HDR视频的帧进行滤波以生成所述基本层。5.如权利要求4所述的方法，其中，当生成所述基本层时，所述HDR视频的帧在时间上不被滤波。6.如权利要求1所述的方法，其中，使用所述色调曲线生成所述在时间上连续的基本层对所述HDR视频的帧的色彩范围进行压缩。7.如权利要求1所述的方法，其中，在时间上对所述色调曲线参数进行滤波包括：将第一权重应用到所述HDR视频中先前帧的色调曲线参数的先前测量的值；将第二权重应用到所述HDR视频中帧的色调曲线参数的当前值；以及将所述加权的先前测量的值与所述加权的当前值进行合并，以生成所述色调曲线参数的经调整的值，其中所述色调曲线通过使用所述经调整的值得到。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述色调曲线将所述基本层中的亮度值，映射到所述在时间上连续的基本层中相对应的亮度值。9.一种其上包含有计算机可读程序代码的计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码对处理器来说是可执行的，以进行以下操作：使用高动态范围HDR视频的帧生成基本层；从所述基本层得到色调曲线参数；在时间上对所述色调曲线参数进行滤波；以及使用从在时间上被滤波的所述色调曲线参数得到的色调曲线生成在时间上连续的基本层。10.如权利要求9所述的计算机程序产品，还包括被配置为进行以下操作的计算机可读程序代码：通过将所述HDR视频的帧除以所述基本层来生成细节层；以及通过将所述细节层与所述在时间上连续的基本层进行合并来生成经色调映射的视频的帧。11.如权利要求9所述的计算机程序产品，还包括：在空间上在至少两个维度中对所述HDR视频的帧进行滤波以生成所述基本层。12.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿廖沙·阿列克斯基·安德烈·斯莫列克，图恩可·奥桑·艾丁，西蒙尼·毛里西奥·科尔奇，尼库斯·斯特法罗斯基，
申请(专利权)人：迪士尼企业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US