一种HDR预览级现场实时调色方法

技术领域

本发明涉及调色技术领域，特别涉及一种HDR预览级现场实时调色方法。

背景技术

目前，随着客户观看要求的提高，HDR技术不断进行发展。在现有技术中，HDR终端在接收到信号源时，基于信号源本身的属性直接进行展示，就会存在以下问题：1、在信号源为SDR视频时，属于低动态范围视频，不能进行高清展示，制作HDR视频需要耗费大量的时间，也造成了HDR终端的资源浪费，影响用户体验。2、不能进行有效的调色处理，导致基于HDR终端播放的视频的不清晰，影响用户体验。3、无法根据视频的显示资源匹配相应的显示终端，造成视频资源的浪费或显示终端资源的浪费。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种HDR预览级现场实时调色方法，在信号源为SDR视频，转换为HDR视频，实现将信号源通过HDR视频在HDR终端进行高清的显示，避免HDR终端的资源浪费。通过有效的调色处理，提高HDR终端播放的视频的清晰度，根据视频的显示资源匹配相应的显示终端，避免造成视频资源的浪费或显示终端资源的浪费，提高用户体验。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种HDR预览级现场实时调色方法，包括：

获取信号源；

解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，进行类型转换，得到HDR视频；

对HDR视频根据预设调色需求进行初步调色，得到目标HDR视频；

获取显示终端的显示能力；

将每个目标HDR视频的显示需求与显示终端的显示能力进行匹配，确定每个目标HDR视频匹配的显示终端；

在显示终端对匹配的目标HDR视频进行显示前，基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理。

根据本发明的一些实施例，解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，进行类型转换，得到HDR视频，包括：

解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，将信号源解码为SDI基带信号，解析出信号格式，根据信号格式对数据重新拼接和排序，生成数据流；

在确定数据流的信号格式为YUV格式时，YUV转RGB模块通过BT709色域转换矩阵将YUV信号转换为不同色域的RGB信号，得到HDR视频。

根据本发明的一些实施例，对HDR视频根据预设调色需求进行初步调色，得到目标HDR视频，包括：

对HDR视频对应的不同色域的RGB信号进行归一化处理，得到归一化的视频数据；

根据预设调色需求生成对应的调色文件；

基于调色文件对归一化的视频数据进行初步调色，得到目标HDR视频。

根据本发明的一些实施例，基于扩展显示标识数据获取显示终端的显示能力；所述显示能力包括动态范围、色域类型及转换曲线。

根据本发明的一些实施例，在基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理前，还包括：对每个显示终端的调色计算资源进行统计，生成统计图并进行显示。

根据本发明的一些实施例，对每个显示终端的调色计算资源进行统计，包括：

确定测试调色数据并输入至显示终端，确定显示终端对测试调色数据的调色时间，根据所述调色时间确定显示终端的调色计算资源。

根据本发明的一些实施例，基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理，包括：

对目标HDR视频基于3D-LUT模块中预存储的3D-LUT基准色彩数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据，对经3D-LUT映射后的色彩数据通过1D-LUT模块进行亮度校正和对比度校正，实现二次调色处理。

根据本发明的一些实施例，所述3D-LUT映射通过FPGA或ASIC实现。

根据本发明的一些实施例，在基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理后，还包括：基于用户端通过调色软件再次进行调色处理；所述调色软件包括PC调色软件、Mac调色软件、手机调色软件、WP调色软件中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，还包括：

获取二次调色处理后的目标HDR视频，进行分帧处理，得到若干帧处理图像，选取第一处理图像和第二处理图像；

获取二次调色处理前的目标HDR视频，进行分帧处理，得到若干帧检测图像，选取与第一处理图像对应的第一检测图像及与第二处理图像对应的第二检测图像；

对第一处理图像及第一检测图像分别进行像素点提取，并对像素点进行归一化处理，得到第一向量和第二向量；

根据第一向量和第二向量，计算出第一调节参数；

对第二处理图像及第二检测图像分别进行像素点提取，并对像素点进行归一化处理，得到第三向量和第四向量；

根据第三向量和第四向量，计算出第二调节参数；

判断第一调节参数与第二调节参数是否一致，在确定不一致时，生成调色出现偏差的提示信息并进行显示。

本发明提出了一种HDR预览级现场实时调色方法，在信号源为SDR视频，转换为HDR视频，实现将信号源通过HDR视频在HDR终端进行高清的显示，避免HDR终端的资源浪费。通过有效的调色处理，提高HDR终端播放的视频的清晰度，根据视频的显示资源匹配相应的显示终端，避免造成视频资源的浪费或显示终端资源的浪费，提高用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的一种HDR预览级现场实时调色方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的得到HDR视频的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的得到目标HDR视频的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提出了一种HDR预览级现场实时调色方法，包括步骤S1-S6：

S1、获取信号源；

S2、解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，进行类型转换，得到HDR视频；

S3、对HDR视频根据预设调色需求进行初步调色，得到目标HDR视频；

S4、获取显示终端的显示能力；

S5、将每个目标HDR视频的显示需求与显示终端的显示能力进行匹配，确定每个目标HDR视频匹配的显示终端；

S6、在显示终端对匹配的目标HDR视频进行显示前，基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理。

上述技术方案的工作原理：该实施例中，信号源的类型包括SDR视频和HDR视频。

该实施例中，预设调色需求为最基础的调色需求，即将SDR视频转换为HDR视频后，对出现的色差问题进行初步的调色，使得目标HDR视频得到一个基础的调色，便于提高目标HDR视频的清晰度。

该实施例中，将每个目标HDR视频的显示需求与显示终端的显示能力进行匹配，确定每个目标HDR视频匹配的显示终端；避免资源的浪费，使得目标HDR视频的显示需求与显示终端的显示能力差异不大，提高资源利用率。

该实施例中，基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理，进行进一步的调色处理，提高图像处理的准确性。

上述技术方案的有益效果：在信号源为SDR视频，转换为HDR视频，实现将信号源通过HDR视频在HDR终端进行高清的显示，避免HDR终端的资源浪费。通过有效的调色处理，提高HDR终端播放的视频的清晰度，根据视频的显示资源匹配相应的显示终端，避免造成视频资源的浪费或显示终端资源的浪费，提高用户体验。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，进行类型转换，得到HDR视频，包括步骤S21-S22：

S21、解析信号源的类型，在确定信号源的类型为SDR视频时，将信号源解码为SDI基带信号，解析出信号格式，根据信号格式对数据重新拼接和排序，生成数据流；

S22、在确定数据流的信号格式为YUV格式时，YUV转RGB模块通过BT709色域转换矩阵将YUV信号转换为不同色域的RGB信号，得到HDR视频。

上述技术方案的工作原理：该实施例中，信号源的类型： 信号源的类型通常可以通过其物理接口、信号特性和协议来确定。检查接口类型（例如HDMI、SDI等）、信号格式（例如RGB、YUV等）和传输协议（例如HD-SDI、SD-SDI等）来确定信号源的类型。解码SDR视频到SDI基带信号： SDR（软件定义无线电）视频通常是一种数字化信号，可以通过适当的硬件和软件进行解码。解码后，可以将SDR视频转换为SDI基带信号，这是一种的广播电视视频接口。解析信号格式： 一旦将信号转换为SDI基带信号，就可以解析信号格式，包括确定像素格式（例如4:2:2、4:4:4等）、色彩空间（例如RGB、YUV等）和任何附加的元数据（例如时间码、场序等）。重新拼接和排序数据流： 根据解析出的信号格式，可以重新组织和排序数据流。例如，如果原始数据流是交错的（例如，每行的颜色通道交错存储），那么您可能需要重新排列它们以得到正确的颜色通道顺序。此外，如果原始数据流包含多个层次（例如，叠加了多个图像或者有alpha通道），需要拆分这些层次并按照正确的顺序重新排列。生成数据流：最后，将重新组织和排序后的数据流输出为需要的格式。

该实施例中，YUV到RGB的转换，首先，YUV信号被解码。YUV是一种色彩编码方式，它首先将图像的色彩分为亮度分量和色度分量。其中Y表示亮度分量，而U和V表示色度分量。然后，使用BT709色域转换矩阵将YUV信号转换为RGB信号。这个矩阵是根据人眼对颜色的感知特性设计的，它能够提供更自然和准确的颜色再现。最后，将RGB信号进行重新组织和编码，以得到所需的RGB格式。可以得到一个HDR（高动态范围）视频。HDR视频是一种可以显示比普通SDR（标准动态范围）视频更大色彩范围的视频格式。这种更大的色彩范围可以提供更真实、更自然的颜色再现，以及更深的黑色和更亮的白色，从而增强了整体的视觉体验。

上述技术方案的有益效果：实现将SDR视频时，进行类型转换，便于得到准确的HDR视频。

如图3所示，根据本发明的一些实施例，对HDR视频根据预设调色需求进行初步调色，得到目标HDR视频，包括步骤S31-S33：

S31、对HDR视频对应的不同色域的RGB信号进行归一化处理，得到归一化的视频数据；

S32、根据预设调色需求生成对应的调色文件；

S33、基于调色文件对归一化的视频数据进行初步调色，得到目标HDR视频。

上述技术方案的工作原理及有益效果：该实施例中，将HDR视频中的RGB信号进行归一化处理。HDR视频的色彩范围比普通SDR视频更大，因此，我们需要将HDR视频的RGB信号缩放到可以与普通SDR视频比较的范围，一般是0-255。这个过程也叫做归一化处理。通过这个过程，我们可以得到一个可以在普通显示设备上显示的归一化视频数据。

该实施例中，基于预设的调色需求生成一个对应的调色文件。这个调色文件通常是一个包含一系列颜色调整指令的文本文档，它描述了如何对归一化的视频数据进行颜色调整。这些指令可能包括改变色彩平衡、对比度、亮度等。

该实施例中，使用生成的调色文件对归一化的视频数据进行初步调色。这个过程可以通过一些专业的图像处理软件或专门的调色设备来完成。根据调色文件中的颜色调整指令，对归一化的视频数据进行逐帧处理，从而得到一个新的目标HDR视频。这个视频将具有更高的颜色精度和更广泛的色彩范围，可以更好地呈现图像的细节和色彩。

根据本发明的一些实施例，基于扩展显示标识数据获取显示终端的显示能力；所述显示能力包括动态范围、色域类型及转换曲线。

上述技术方案的工作原理及有益效果：扩展显示标识（EDID）是一种VESA标准数据格式，它包含了关于制造商以及与运行相关的数据，比如供应商信息、最大图像大小、颜色设置、厂商预设置、频率范围的限制以及显示器名和序列号的字符串。动态范围：这是指显示器能够显示的最亮和最暗的对比度级别。动态范围越大，显示器可以显示的最亮和最暗的部分之间的对比度就越高。这对于呈现HDR视频和模拟真实世界的色彩和光照非常有用。色域类型：这是指显示器可以显示的颜色的范围。广色域（WCG）可以显示比标准色域（sRGB或Rec. 709）更大的颜色范围，包括更多的红色和绿色以及一些蓝色。这使得广色域显示器可以呈现更加生动、真实的色彩。转换曲线：这是指将输入信号或颜色从一个范围转换为另一个范围的数学函数。例如，伽马曲线是一种常见的颜色转换曲线，它用于纠正显示器的亮度非线性。如果显示器的转换曲线与伽马曲线不匹配，那么颜色就会失真。以上这些因素共同决定了显示器的整体显示能力，从而影响用户看到的图像和视频的质量。

根据本发明的一些实施例，在基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理前，还包括：对每个显示终端的调色计算资源进行统计，生成统计图并进行显示。

上述技术方案的工作原理及有益效果：对每个显示终端的调色计算资源进行统计，生成统计图并进行显示，便于准确确定每个显示终端的调色计算资源，判断显示终端的调色能力。

根据本发明的一些实施例，对每个显示终端的调色计算资源进行统计，包括：

确定测试调色数据并输入至显示终端，确定显示终端对测试调色数据的调色时间，根据所述调色时间确定显示终端的调色计算资源。

上述技术方案的工作原理及有益效果：确定测试调色数据并输入至显示终端：首先，需要选择或生成用于测试的调色数据。这些数据可能包括一系列色彩信号，如RGB或CMYK的值，用于模拟各种颜色和色阶。然后将这些测试数据输入到显示终端。确定显示终端对测试调色数据的调色时间：涉及到在显示终端上对输入的调色数据进行解析和转换，以生成可以在屏幕上显示的图像或色彩。这个处理时间可能受到多种因素的影响，包括显示终端的性能、调色数据的复杂性等。根据所述调色时间确定显示终端的调色计算资源：基于上述的调色时间，可以推断出显示终端在处理调色数据时所需的计算资源。调色时间越长，表示调色计算资源越少。

根据本发明的一些实施例，基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理，包括：

对目标HDR视频基于3D-LUT模块中预存储的3D-LUT基准色彩数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据，对经3D-LUT映射后的色彩数据通过1D-LUT模块进行亮度校正和对比度校正，实现二次调色处理。

上述技术方案的工作原理及有益效果：选择目标HDR视频，3D-LUT映射：然后，使用预存储的3D-LUT基准色彩数据进行3D-LUT映射。这个过程是通过一个预先定义的3D查找表进行的，这个查找表将输入的颜色数据映射到输出颜色数据。这是一种高效的颜色转换方法，可以精确控制颜色并加快处理速度。二次调色处理：通过3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据。这个步骤是对视频进行二次调色处理，以进一步微调和优化颜色。这个过程可能包括调整色彩平衡、对比度、色调等。创建一个3D LUT，它是一个三维的表格，其中每个像素都有一个对应的映射值（即3D-LUT基准色彩数据）。这个3D LUT会将目标HDR视频图像中的亮度和色彩信息基于3D-LUT基准色彩数据进行转换，得到相应的转换图像。基于1D-LUT模块创建1D LUT数据表，是一个一维的表格，用于校正和调整转换图像整体的亮度和对比度。通过1D LUT的调整，可以使得映射后的HDR图像更加逼真和准确。从目标HDR视频中获取的色彩数据经过二次调色处理后，得到的视频将具有更精确、更生动的色彩，以及更高的对比度和亮度。

根据本发明的一些实施例，所述3D-LUT映射通过FPGA或ASIC实现。

3D-LUT映射可以通过FPGA（现场可编程门阵列）或ASIC（应用特定集成电路）实现。

根据本发明的一些实施例，在基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理后，还包括：基于用户端通过调色软件再次进行调色处理；所述调色软件包括PC调色软件、Mac调色软件、手机调色软件、WP调色软件中的至少一种。

上述技术方案的有益效果：基于用户端通过调色软件再次进行调色处理，便于基于用户再次进行调节，使得到的视频将具有更精确。

根据本发明的一些实施例，在基于每个显示终端对应的3D-LUT模块及1D-LUT模块对目标HDR视频进行二次调色处理的过程中，还包括：

检测目标HDR视频进行二次调色处理的转换曲线和视频色域并进行显示。

上述技术方案的有益效果：便于进行调色过程的监测，便于及时进行调节，在出现异常时，及时进行反馈。

根据本发明的一些实施例，还包括：

获取二次调色处理后的目标HDR视频，进行分帧处理，得到若干帧处理图像，选取第一处理图像和第二处理图像；

获取二次调色处理前的目标HDR视频，进行分帧处理，得到若干帧检测图像，选取与第一处理图像对应的第一检测图像及与第二处理图像对应的第二检测图像；

对第一处理图像及第一检测图像分别进行像素点提取，并对像素点进行归一化处理，得到第一向量和第二向量；

根据第一向量和第二向量，计算出第一调节参数；

对第二处理图像及第二检测图像分别进行像素点提取，并对像素点进行归一化处理，得到第三向量和第四向量；

根据第三向量和第四向量，计算出第二调节参数；

判断第一调节参数与第二调节参数是否一致，在确定不一致时，生成调色出现偏差的提示信息并进行显示。

上述技术方案的工作原理及有益效果：该实施例中，在若干帧处理图像中进行任意选取两帧处理图像，即第一处理图像和第二处理图像。

该实施例中，第一检测图像为二次调色处理前的目标HDR视频中与二次调色处理后的目标HDR视频的第一处理图像位置对应的图像。第二检测图像为二次调色处理前的目标HDR视频中与二次调色处理后的目标HDR视频的第二处理图像位置对应的图像。

该实施例中，对第一处理图像进行像素点提取，并对像素点进行归一化处理，得到第一向量，包括：

对第一处理图像进行像素点提取，得到像素点矩阵A，矩阵A包括L行M列，每个像素点的像素值是包含R通道值、G通道值及B通道值。像素点矩阵A中的每个元素中间都是包含有3个通道值组成的集合，对像素点矩阵A的每列进行像素值的归一处理：

其中，

基于同样的方法，计算得到第二向量B’，包括若干个

根据第一向量和第二向量，计算出第一调节参数，包括：

其中，

基于同样的方法，计算得到第二调节参数，判断第一调节参数与第二调节参数是否一致，在确定不一致时，表示调色的基本参数发生变化，对整体目标HDR视频的调色出现偏差，影响调色质量与调色的一致性，生成调色出现偏差的提示信息并进行显示，便于重新进行二次调色处理，保证二次调色处理的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。