高动态范围视频自适应预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高动态范围视频自适应预处理方法，首先计算每帧的各通道的最大、最小实际亮度值各自对应的量化亮度值，得到未使用的整型量化数据个数；接着去重统计各通道中落于所划分的32个各实际亮度间隔内的实际亮度值个数，以此为依据将未使用的整型量化数据优先分配给容易造成视觉产生对比度失真区域所在的实际亮度间隔；然后在确定最终分配给各实际亮度间隔的整型量化数据个数后计算各实际亮度间隔的最大、最小实际亮度值，进而对各通道中的每个像素点进行映射完成预处理；优点是能解决HDR视频非向后兼容编码框架中采用PQ曲线从16bit浮点型数据到10bit整型数据的转换过程中造成的HDR视频编码性能下降的问题。

Adaptive preprocessing of high dynamic range video

【技术实现步骤摘要】
高动态范围视频自适应预处理方法
本专利技术涉及一种高动态范围视频信号处理技术，尤其是涉及一种高动态范围视频自适应预处理方法。
技术介绍
随着高动态范围(HighDynamicRange，HDR)视频/图像技术的不断发展，显示设备能够呈现出更加丰富的对比度以及更高动态范围的亮度和色度信息，给人们带来了更加逼近真实的光影效果的视觉体验。高动态范围视频/图像的采集、存储、压缩、传输等方面的问题已成为了研究热点，不同于低动态范围(LowDynamicRange，LDR)视频/图像采用8bit整型数据来表示单个通道的每个像素，高动态范围视频/图像采用16bit或32bit浮点型数据来表示单个通道的每个像素，所表示的亮度值能够以较高的精度覆盖人类视觉所能感知的动态范围，然而更高位深的数据造成了视频数据量的成倍增加。动态图像专家组(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)通过对HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)扩展实现了对更高位深的视频信号的压缩，但改进的HEVC平台并不兼容对浮点型数据格式的视频信号进行压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高动态范围视频自适应预处理方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：在二维坐标系中，将位深为10bit的PQ曲线所覆盖的实际亮度范围非线性地划分为32个实际亮度间隔，使每个实际亮度间隔对应的量化亮度间隔初始拥有的整型量化数据为32个；/n步骤二：将待预处理的高动态范围视频中的每帧分为Red、Green、Blue三个通道；然后将待预处理的高动态范围视频中当前待处理的第i帧定义为当前帧；其中，i为正整数，i的初始值为1，1≤i≤Frame，Frame表示待预处理的高动态范围视频中包含的帧的总帧数；/n步骤三：将当前帧的当前待处理的第m个通道定义为当前通道；其中，m＝1,2,3，m＝1表示R...

【技术特征摘要】
1.一种高动态范围视频自适应预处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：在二维坐标系中，将位深为10bit的PQ曲线所覆盖的实际亮度范围非线性地划分为32个实际亮度间隔，使每个实际亮度间隔对应的量化亮度间隔初始拥有的整型量化数据为32个；
步骤二：将待预处理的高动态范围视频中的每帧分为Red、Green、Blue三个通道；然后将待预处理的高动态范围视频中当前待处理的第i帧定义为当前帧；其中，i为正整数，i的初始值为1，1≤i≤Frame，Frame表示待预处理的高动态范围视频中包含的帧的总帧数；
步骤三：将当前帧的当前待处理的第m个通道定义为当前通道；其中，m＝1,2,3，m＝1表示Red通道，m＝2表示Green通道，m＝3表示Blue通道；
步骤四：获取当前通道的最大实际亮度值和最小实际亮度值；然后计算当前通道的最大实际亮度值对应的量化亮度值，记为并计算当前通道的最小实际亮度值对应的量化亮度值，记为再根据和计算当前通道对应的未使用的整型量化数据的个数，记为
步骤五：去重统计当前通道中落于位深为10bit的PQ曲线所覆盖的各个实际亮度间隔内的实际亮度值的个数，将当前通道中落于位深为10bit的PQ曲线所覆盖的第j个实际亮度间隔内的实际亮度值的个数记为其中，去重统计是指相同的实际亮度值仅计数1个，j为正整数，j的初始值为1，1≤j≤32；
步骤六：对当前通道进行双边滤波处理；然后对当前通道经双边滤波处理后得到的图像进行K-means聚类操作，聚类目标设置为聚为两类，得到当前通道的掩膜图，将当前通道中与其掩膜图中的白色区域所对应的一块区域作为容易造成视觉产生对比度失真的区域，记为
步骤七：根据确定当前通道下位深为10bit的PQ曲线所覆盖的所有实际亮度间隔中需要调整优化的实际亮度间隔，并将这些需要调整优化的实际亮度间隔构成的集合记为Ω，而将剩余的实际亮度间隔构成的集合记为Ω'；
步骤八：将当前通道对应的未使用的整型量化数据分配给Ω中的每个实际亮度间隔，以实现Ω中的每个实际亮度间隔的调整优化；然后计算当前通道下最终分配给Ω中的每个实际亮度间隔的整型量化数据的个数，将当前通道下最终分配给Ω中的第k个实际亮度间隔的整型量化数据的个数记为其中，k为正整数，k的初始值为1，1≤k≤K，K表示Ω中的实际亮度间隔的总个数，round()表示四舍五入取整函数，表示当前通道中落于Ω中的第k个实际亮度间隔内的实际亮度值的个数；
步骤九：在步骤八的基础上，计算当前通道对应的剩余还未使用的整型量化数据的个数，记为若则不进行继续分配，直接执行步骤十；若则将当前通道对应的剩余还未使用的整型量化数据分配给Ω'中的每个实际亮度间隔，计算当前通道下最终分配给Ω'中的每个实际亮度间隔的整型量化数据的个数，将当前通道下最终分配给Ω'中的第k'个实际亮度间隔的整型量化数据的个数记为再执行步骤十；其中，k'为正整数，k'的初始值为1，1≤k'≤K'，K'表示Ω'中的实际亮度间隔的总个数，K+K'＝32，表示当前通道中落于Ω'中的第k'个实际亮度间隔内的实际亮度值的个数；
步骤十：根据当前通道下最终分配给位深为10bit的PQ曲线所覆盖的每个实际亮度间隔的整型量化数据的个数，计算当前通道下位深为10bit的PQ曲线所覆盖的每个实际亮度间隔的最大实际亮度值和最小实际亮度值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘航飞，郁梅，赵旭辉，宋洋，徐海勇，蒋刚毅，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33