一种用于对高动态范围（HDR）视频进行色调映射以显示在低动态范围显示器上的方法包括：获取HDR视频；生成单个帧的亮度信息；响应于亮度信息将不同的连续的帧组分割成片段；将片段分类为静态亮度片段和瞬态亮度片段；生成用于静态亮度片段的色调映射参数集；响应于相邻的静态亮度片段的色调映射参数集生成用于至少一个瞬态亮度片段的色调映射参数集；以及根据相应的色调映射参数集对静态亮度片段和瞬态亮度片段进行色调映射。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及显示在低动态范围(LDR)显示器上的高动态范围(HDR)内容的色调再现，尤其涉及具有变化的光照条件(lighting conditions)的视频的色调再现。
技术介绍
目前，大多数的显示设备具有比真实世界场景中更低的有限的动态范围。通常地， 显示在低动态范围(LDR)显示设备上的HDR场景要么会变成与摄影中曝光过度对应的过饱和，要么会变成与曝光不足对应的非常暗。因为会丢失许多细节，所以任何一种都是不希望发生的。HDR视频格式的视觉内容的数量已经大大增多。因此，用于HDR视频的色调映射吸引了来自学术界和工业界的许多关注。然而，与静态图像的色调映射相比，对HDR视频色调映射的研究所做出的努力依旧相对较少。对于具有相对静态光照条件的视频场景来说，已知的参数估计方法就可以表现很好。在这种情形中，通常将固定的参数集合应用于具有静态光照条件的相同的视频片段(segment)内的所有中贞。然而，对于视频场景内的变化的光照条件来说，将固定的参数集合应用于帧会导致糟糕的色调映射结果，因为色调映射参数可以逐帧变化。因此，存在以下需求一种可以合适并高效地在具有变化的光照的场景中执行色调映射的色调映射处理。
技术实现思路
一种用于对高动态范围(HDR)视频进行色调映射以显示在低动态范围显示器上的方法，该方法包括获取(access)HDR视频；生成单个帧的亮度信息；响应于亮度信息将不同的连续的帧组分割成片段；将这些片段分类为静态亮度片段和瞬态亮度片段；生成用于静态亮度片段的色调映射参数集；响应于相邻的静态亮度片段的色调映射参数集生成用于至少一个瞬态亮度片段的色调映射参数集；以及根据相应的色调映射参数集对静态亮度片段和瞬态亮度片段进行色调映射。该方法可以进一步包括内插至少一个参数类型以从两个相邻的瞬态亮度片段的色调映射参数集生成用于至少一个瞬态亮度片段的色调映射参数集，其中至少一个参数类型可以是锚点、对比度增强等级(a contrast boost level)和/或曝光值。该分割步骤可以包括将巾贞间低通滤波器(a frame-to-frame low-pass filter)应用于帧的帧级平均亮度以生成亮度信息，或可替代性地，该分割步骤可以进一步包括生成滤波后的帧级平均亮度的亮度梯度以产生亮度信息。从帧间低通滤波步骤中的任何一步获得的峰值和相关联的带宽数据都可以被用来分割组。并且，还可以将延迟应用于某些瞬态亮度片段，其中不使用用于瞬态亮度片段的参数集对位于至少一个瞬态亮度片段的开始处的至少一个帧进行色调映射，并且使用用于瞬态亮度片段的参数集对在至少一个瞬态亮度片段中的接下来的帧进行色调映射。附图说明将参考下列附图以实例的方式对本专利技术进行描述图I为根据本专利技术的确定用于色调映射的参数集的流程图；图2为根据本专利技术的用于视频序列分割的流程图；图3为展示在视频序列中平均亮度可以如何逐帧变化的实例的图；图4为展示在视频序列中平均亮度在经过低通滤波后可以如何逐帧变化的实例的图； 图5为展示经过低通滤波后的图4中的视频序列的梯度的图；以及图6为展示对图5中的梯度进行低通滤波的结果的图。具体实施例方式本公开通常与含有具有变化的光照条件的某些场景的视频相关。大体的方法可以以首先检测视频内的场景的开始和结束时间开始。然后，该方法包括通过内插具有静态照明的之前和之后场景的参数值计算用于具有变化的光照条件的场景的每一帧的参数。图I示例了公开的本专利技术的通用系统框图。总体上说，可以通过首先获得具有多于一个场景的HDR视频101来执行参数内插的方案。下一步可以包括分析视频和将其分割成场景或片段102。这里的分析包括将这些片段分类为静态或瞬态片段。其后面是估计用于静态片段的参数集103。然后内插104并评估105用于瞬态片段的参数集。该评估可以使用合适的用户界面进行。如果对用于静态或瞬态片段的参数集的应用感到满意，那么根据该参数集执行106色调映射。如果对参数集的应用不满意，那么重新运行步骤103、104和105以估计并找到新的用于静态片段的新参数集。图2是根据本专利技术的用于步骤102中的视频序列分割的流程图。视频101被获得、分析并分割102成静态和瞬态片段。该过程流程如下计算202每个帧的平均亮度；将帧间低通滤波203应用于平均亮度数据；计算204低通滤波的亮度数据的梯度；将帧间低通滤波205应用于梯度数据；检测峰值并从滤波后的梯度数据计算206相关联的带宽；以及从峰值和带宽数据计算207瞬态和静态片段的位置。关于图2中的过程流程，分析了输入的HDR视频的帧级平均亮度。记住每个帧的平均亮度可以随时间变化是很重要的。这正如图3所示，图3展示了视频序列中的不同帧的平均亮度可以如何变化。并且，可以根据平均亮度的变化将视频分割成若干片段。这里将具有相似的平均亮度的连续的帧特征化(characterize)为静态片段。两个静态片段之间的帧可以具有随时间逐渐变化的平均亮度，它们可以被特征化为瞬态片段。例如，图3中，0到大约60的帧和具有相似的平均亮度的峰值处的帧90附近的帧可以是静态片段，而它们之间的帧可以包括瞬态片段。为了检测每个瞬态片段的开始和结束时间点，提出基于平均亮度序列分析的方案。该方案如下a)将低通滤波器应用于图3中的平均亮度序列203以对亮度进行平滑，如图4所示；b)计算平滑后的亮度序列的梯度204，如图5所示，并可选择地将低通滤波器205应用于图5中的梯度以获得平滑梯度，如图6所示。c)检测图5中的梯度曲线或图6中低通滤波梯度曲线上的峰值和每个峰值的带宽206 ;以及d)计算瞬态和静态位置207。可以通过从峰值帧序号减去带宽的一半来计算或估计每个瞬态区域的开始时间点。可以通过在峰值帧序号上加上带宽的一半来计算瞬态区域的结束时间点。对静态和瞬态片段定位之后，估计用于静态片段的关键帧的参数集，然后应用于整个片段。该参数集可以包括从其可以将图像分割成若干区域的锚点、每个区域的曝光值、对比度增强参数和HDR色调映射需要的任何其它参数。对于参数集，可以通过许多技术中 的任何技术来获得曝光值、锚点和对比度增强；然而，下面将更详细地讨论对比度增强和锚点。在至少一个实现方式中，可以定义一系列锚点Ai (i = I... N)，这样每个Ai可以被用来定义一个区域，并生成单个曝光图像。锚点可以被选择为A1 = Lavg/E An+1 = 4 An (n = 2 …N-1)其中上面等式中的E是常数，可以取值为8。上面等式中的区域数目N可以按照下面计算得到，它能够覆盖整个亮度范围。7 f (t F \ 'N= Iog2 max~,1 +1 /2 +1 \ I V JJL是亮度图像，其可以从HDR数据计算得到。如果HDR数据是在XYZ色彩空间中的，那么Y分量可以被用作亮度图像。如果HDR数据使用与Rec. 709相同的原色，那么对RGB色彩空间的转换可以按照如下进行L(i, j) = 0. 2126*R(i, j)+0. 7152*G(i, j)+0. 0722*B(i, j)可以依据输入图像的格式使用RGB (或其它色彩空间)和亮度图像之间的其它转换。一旦每个区域的锚点已知，就可以对每个区域计算每个像素的权重。整体上说，对于每个由相应的锚点Ai定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟杰夫，王喆，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：
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