[发明专利]用于逆色调映射的方法和设备

说明书

技术领域

本发明通常涉及逆色调映射领域。

背景技术

在过去的几年中，高动态范围(或HDR)显示器已经在国际电子展览期间变得越来越受欢迎。它们提供新的用户体验，因为它们相比于标准或标准动态范围(SDR)显示器(150-400尼特)，可以展示具有高明亮度(直到4000尼特)的图像和视频。HDR设备能够显示具有较多暗电平细节并且具有较高全局对比度的视频。尽管HDR视频内容有所增长，但是存在在HDR显示器上显示现有的标准视频的需要。为此目的，已经开发了逆色调映射算子(ITMO)，用于将视频从标准动态范围(SDR)转换到高动态范围(HDR)，避免扩展亮度时的条带(banding)问题。ITMO可以用作后期制作工具中的插件以帮助调色师手动分级，或者用作用于机顶盒或电视机的片上系统(Soc)内的硬件。在后一种情况下，即时实现SDR-HDR转换。

尽管HDR显示器具有上述优点，但是通常已经注意到的是，观看者可能因呈现高明亮度峰值的图片而眼花，特别是在黑暗的房间内。因此，观看者因明亮图像的一些部分而分心，从电影动作中打破沉浸，甚至在观看一系列爆炸场景时目眩。

更具体地说，呈现从黑暗到明亮序列的转变的HDR视频序列生成使观看者眼睛疲劳的一系列闪光。随着交替黑暗到明亮场景的频率更高，这种不适高得多。这在动作电影中经常是这样。这种效果在SDR版本中不明显，因为在颜色分级操作期间手动调整序列的每个视频镜头的明亮度，以便确保观看者的最大视觉舒适度。但是在现有的SDR到HDR转换(或逆色调映射)处理中没有考虑这个问题。

发明内容

本发明提出了一种在SDR-HDR转换(逆色调映射)期间管理具有高明亮度峰值的区域的新方式。

根据本发明，提出了当存在短持续时间的明亮和非明亮镜头的交替时，限制HDR序列的明亮镜头的最大亮度值。

更具体地说，本发明涉及一种将具有标准动态范围的、称为SDR序列的视频序列转换成具有高动态范围的、称为HDR序列的视频序列的方法，包括以下步骤：

-通过切变检测确定SDR序列中的连续视频镜头，视频镜头是两个连续切变之间的SDR序列的一部分，每个视频镜头具有持续时间，

-检测SDR序列是否包括称为短视频镜头的、具有等于或低于第一持续时间阈值的持续时间的至少两个连续视频镜头的子序列，所述子序列还包括称为明亮视频镜头的、包括至少一个关键帧的至少一个视频镜头，所述至少一个关键帧包括具有大于亮度阈值的亮度值和大于尺寸阈值的尺寸的明亮区域，

-将检测到的子序列的明亮视频镜头的亮度范围从标准动态范围映射到第一高动态范围，并将SDR序列的其他镜头从标准动态范围映射到第二高动态范围，以生成HDR序列，第一高动态范围具有低于第二高动态范围的最大值的最大值。

因此，以降低的高动态范围对检测到的子序列的明亮视频镜头进行映射。

在特定实施例中，将检测到的子序列的明亮视频镜头和随后的明亮视频镜头的亮度范围从标准动态范围映射到第一高动态范围，直到检测到具有大于第二持续时间阈值的持续时间的非明亮视频镜头，所述第二持续时间阈值大于第一持续时间阈值。在该实施例中，当检测到短视频镜头的子序列时，降低明亮视频镜头的高动态范围，并且当检测到具有大于第二持续时间阈值的持续时间的非明亮视频镜头时，返回到正常范围。

在特定实施例中，第一持续时间阈值近似等于2秒和/或第二持续时间阈值近似等于3秒。

在特定实施例中，该方法还包括用于检测环境亮度的步骤。在该实施例中，仅在检测到的环境亮度低于亮度阈值的情况下，将检测到的子序列的明亮视频镜头以及适当情况下的随后的明亮视频镜头的亮度范围从低动态范围映射到第一高动态范围。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的设备。更具体地说，本发明涉及一种用于将具有标准动态范围的、称为SDR序列的视频序列转换成具有高动态范围的、称为HDR序列的视频序列的设备，包括：

-电路，用于通过切变检测确定SDR序列中的连续视频镜头，视频镜头是两个连续切变之间的SDR序列的一部分，每个视频镜头具有持续时间，

-第一检测器，用于检测SDR序列是否包括称为短视频镜头的、具有等于或低于第一持续时间阈值的持续时间的至少两个连续视频镜头的子序列，所述子序列还包括称为明亮视频镜头的、包括至少一个关键帧的至少一个视频镜头，所述至少一个关键帧包括具有大于亮度阈值的亮度值和大于尺寸阈值的尺寸的明亮区域，以及