图像亮度动态范围转换方法和设备技术

本申请涉及图像亮度动态范围转换方法和设备。所述方法包括如下步骤：提取关于待处理帧中至少部分像素的亮度统计信息，其中所述待处理帧具有原始亮度动态范围；基于所述至少部分像素的亮度统计信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为由多个标志亮度值分开的多个像素组，其中所述多个像素组中的每一个具有预定数量个像素，并且每两个相邻的像素组中的像素由所述多个标志亮度值中的一个分开；以及根据所述多个标志亮度值生成转换映射关系，使得所述待处理帧能够至少部分地基于所述转换映射关系被转换为具有目标亮度动态范围的目标帧，其中所述转换映射关系指示所述原始亮度动态范围中各亮度值在所述目标亮度动态范围内的映射值。映射值。映射值。

【技术实现步骤摘要】
图像亮度动态范围转换方法和设备


[0001]本申请涉及视频图像处理技术，具体而言，涉及一种图像亮度动态范围转换方法、图像处理设备。

技术介绍

[0002]自随着显示技术的发展进步，已经有越来越多的显示设备支持显示高动态范围(HDR)的视频图像。而目前存有大量的传统标准动态范围(SDR)内容的视频图像，这些视频图像一般无法直接在HDR显示设备中正确地显示。为了使这些视频图像可以在HDR显示设备中正常显示，就需要将SDR视频图像转换为HDR视频图像。类似地，对于其他非视频图像，也存在对其进行图像动态范围转换以便于后续处理、显示的需求。
[0003]有鉴于此，需要能够进行图像亮度动态范围转换的方法。

技术实现思路

[0004]本申请的一个目的是提供一种图像亮度动态范围转换方法、图像处理设备，用于根据实际应用场景对图像的动态范围进行调整。
[0005]根据本申请的一方面，提供一种图像亮度动态范围转换方法。所述方法包括如下步骤：提取关于待处理帧中至少部分像素的亮度统计信息，其中所述待处理帧具有原始亮度动态范围；基于所述至少部分像素的亮度统计信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为由多个标志亮度值分开的多个像素组，其中所述多个像素组中的每一个具有预定数量个像素，并且每两个相邻的像素组中的像素由所述多个标志亮度值中的一个分开；以及根据所述多个标志亮度值生成转换映射关系，使得所述待处理帧能够至少部分地基于所述转换映射关系被转换为具有目标亮度动态范围的目标帧，其中所述转换映射关系指示所述原始亮度动态范围中各亮度值在所述目标亮度动态范围内的映射值。
[0006]在本申请的一些实施例中，可选地，所述亮度统计信息包括关于所述待处理帧中至少部分像素的亮度直方图信息；并且基于所述至少部分像素的所述亮度统计信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为多个像素组包括：基于所述至少部分像素的亮度直方图信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为所述多个像素组。
[0007]在本申请的一些实施例中，可选地，所述至少部分像素为所述待处理帧中按预定像素间隔抽取的像素。
[0008]在本申请的一些实施例中，可选地，所述转换映射关系为转换映射参数，以用于拟合表示所述转换映射关系的转换映射曲线。
[0009]在本申请的一些实施例中，可选地，所述转换映射参数包括贝塞尔曲线控制点，并且所述转换映射曲线为贝塞尔曲线。
[0010]在本申请的一些实施例中，可选地，将所述至少部分像素按亮度值聚类为多个像素组包括：将所述待处理帧的全部像素按预定规则以计数方式聚类成按多个断点隔开的所述多个像素组；和将所述直方图信息中各个亮度所对应的像素数量累加至所述多个断点中
的每一者，以便分别确定所述多个断点中的每一个所对应的标志亮度值；以及根据所述多个标志亮度值生成转换映射关系包括：基于所述多个标志亮度值确定所述贝塞尔曲线控制点。
[0011]在本申请的一些实施例中，可选地，所述预定规则为平均划分、幂函数划分或者指数函数划分。
[0012]在本申请的一些实施例中，可选地，确定对应于所述多个断点中的每一个所对应的标志亮度值包括：在累加到亮度i
‑
1对应的累计像素数量sum
prev
与累加到亮度i对应的累计像素数量sum
current
满足：sum
prev
＜anchor
thr
≤sum
current
的情况下，按下式确定断点anchor
thr
对应的标志亮度值anchor
value
：anchor
value
＝(i
‑
1)+ra，ra＝((anchor
thr
‑
sum
prev
)/hist
tab
[i])，其中：hist
tab
[i]表示所述直方图信息中亮度i对应的像素数量。
[0013]在本申请的一些实施例中，可选地，基于所述多个标志亮度值确定所述贝塞尔曲线控制点包括：按下式确定对应于所述标志亮度值anchor
value
的贝塞尔曲线控制点的值anchor
ctl
：anchor
ctl
＝(2
H
‑
1)*(anchor
value
+2
S
‑1)/(2
S
‑
1)，其中S为原始亮度动态范围的数字表示位深，且H为目标亮度动态范围的数字表示位深。
[0014]在本申请的一些实施例中，可选地，确定所述贝塞尔曲线控制点还包括：将所述贝塞尔曲线控制点的值高于第一阈值的部分赋值为所述第一阈值；以及将所述贝塞尔曲线控制点的值低于第二阈值的部分赋值为所述第二阈值。
[0015]在本申请的一些实施例中，可选地，所述转换映射曲线为多项式拟合曲线，并且所述转换映射参数包括多项式拟合系数。
[0016]在本申请的一些实施例中，可选地，所述转换映射曲线为指数拟合曲线，并且所述转换映射参数包括拟合系数和拟合指数。
[0017]在本申请的一些实施例中，可选地，将所述待处理帧转换为具有所述目标亮度动态范围的目标帧包括：判断所述待处理帧相对于多个相邻帧是否存在场景变化；若存在场景变化的话，将所述待处理帧仅基于关于所述待处理帧的转换映射关系转换为所述目标帧；以及若不存在场景变化的话，基于关于所述待处理帧的转换映射关系以及关于所述多个相邻帧中至少一者的转换映射关系将所述待处理帧转换为所述目标帧。
[0018]在本申请的一些实施例中，可选地，将所述待处理帧转换为具有所述目标亮度动态范围的目标帧包括：根据所述转换映射关系形成查找表；以及至少部分地基于所述查找表将所述待处理帧转换为具有所述目标亮度动态范围的目标帧。
[0019]在本申请的一些实施例中，可选地，所述转换映射关系为查找表。
[0020]在本申请的一些实施例中，可选地，所述亮度直方图信息为所述待处理帧的原始亮度直方图。
[0021]在本申请的一些实施例中，可选地，所述亮度直方图信息为所述待处理帧的调整亮度直方图，其中所述调整亮度直方图关于所述待处理帧的原始亮度直方图的至少第一部分亮度值进行了像素计数限幅。
[0022]在本申请的一些实施例中，可选地，所述调整直方图中对所述原始直方图中高于第三阈值的部分限幅调整到所述原始直方图的至少第二部分亮度值上。
[0023]在本申请的一些实施例中，可选地，所述原始亮度动态范围为标准亮度动态范围，并且所述目标亮度动态范围为高亮度动态范围。
[0024]根据本申请的另一方面，提供一种图像亮度动态范围转换方法。所述方法包括如下步骤：提取待处理帧及其多个相邻帧中的每一个的亮度统计信息，其中所述待处理帧和所述多个相邻帧中的每一个具有原始亮度动态范围，并且所述亮度统计信息包括关于至少部分像素的亮度直方图信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像亮度动态范围转换方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：提取关于待处理帧中至少部分像素的亮度统计信息，其中所述待处理帧具有原始亮度动态范围；基于所述至少部分像素的亮度统计信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为由多个标志亮度值分开的多个像素组，其中所述多个像素组中的每一个具有预定数量个像素，并且每两个相邻的像素组中的像素由所述多个标志亮度值中的一个分开；以及根据所述多个标志亮度值生成转换映射关系，使得所述待处理帧能够至少部分地基于所述转换映射关系被转换为具有目标亮度动态范围的目标帧，其中所述转换映射关系指示所述原始亮度动态范围中各亮度值在所述目标亮度动态范围内的映射值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亮度统计信息包括关于所述待处理帧中至少部分像素的亮度直方图信息；并且基于所述至少部分像素的所述亮度统计信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为多个像素组包括：基于所述至少部分像素的亮度直方图信息，将所述至少部分像素按亮度值聚类为所述多个像素组。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少部分像素为所述待处理帧中按预定像素间隔抽取的像素。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转换映射关系为转换映射参数，以用于拟合表示所述转换映射关系的转换映射曲线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转换映射参数包括贝塞尔曲线控制点，并且所述转换映射曲线为贝塞尔曲线。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述至少部分像素按亮度值聚类为多个像素组包括：将所述待处理帧的全部像素按预定规则以计数方式聚类成按多个断点隔开的所述多个像素组；和将所述直方图信息中各个亮度所对应的像素数量累加至所述多个断点中的每一者，以便分别确定所述多个断点中的每一个所对应的标志亮度值；以及根据所述多个标志亮度值生成转换映射关系包括：基于所述多个标志亮度值确定所述贝塞尔曲线控制点。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定规则为平均划分、幂函数划分或者指数函数划分。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，确定对应于所述多个断点中的每一个所对应的标志亮度值包括：在累加到亮度i
‑
1对应的累计像素数量sum
prev
与累加到亮度i对应的累计像素数量sum
current
满足：sum
prev
＜anchor
thr
≤sum
current
的情况下，按下式确定断点anchor
thr
对应的标志亮度值anchor
value
：anchor
value
＝(i
‑
1)+ra，ra＝((anchor
thr
‑
sum
prev
)/hist
tab
[i])，其中：hist
tab
[i]表示所述直方图信息中亮度i对应的像素数量。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述多个标志亮度值确定所述贝塞尔曲线控制点包括：按下式确定对应于所述标志亮度值anchor
value
的贝塞尔曲线控制点的值
anchor
ctl
：anchor
ctl
＝(2
H
‑
1)*(anchor
value
+2
S
‑1)/(2
S
‑
1)，其中S为原始亮度动态范围的数字表示位深，且H为目标亮度动态范围的数字表示位深。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述贝塞尔曲线控制点还包括：将所述贝塞尔曲线控制点的值高于第一阈值的部分赋值为所述第一阈值；以及将所述贝塞尔曲线控制点的值低于第二阈值的部分赋值为所述第二阈值。11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转换映射曲线为多项式拟合曲线，并且所述转换映射参数包括多项式拟合系数。12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转换映射曲线为指数拟合曲线，并且所述转换映射参数包括拟合系数和拟合指数。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述待处理帧转换为具有所述目标亮度动态范围的目标帧包括：判断所述待处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成强，邱志敏，张家祯，
申请(专利权)人：澜至电子科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：