CN106686363B - 显示终端中的信号混合处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开揭示了显示终端中的信号混合处理方法及装置。所述方法包括：接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型，对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号，混合所述预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。上述信号的混合处理方法及装置在视频信号和图片信号混合之前，根据视频信号的信号类型进行匹配的信号还原和校正，提高了画面显示亮度的准确性。

Description

显示终端中的信号混合处理方法及装置

技术领域

本公开涉及信号处理领域，特别涉及一种显示终端中的信号混合处理方法及装置。

背景技术

在显示终端中，通常对视频数据和图片数据同时显示。承载视频数据的视频信号一般分为HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)信号和SDR(Standard-Dynamic Range，标准动态范围)信号。经过摄像机录制生成视频信号后，会进行一系列后期制作。由于后期制作时HDR信号和SDR信号所采用的Gamma(伽玛)标准不同，HDR信号是按照SMPTE 2084、HLG(Hybrid Log Gamma，对数伽马分布)等Gamma标准对应的光电转换曲线进行后期制作的，而SDR信号则是按照Gamma 2.2、Gamma2.4等Gamma标准对应的光电转换曲线进行后期制作的。因此我们在通过电光转换曲线对视频信号进行还原时，也需按照其相应的Gamma标准对应的电光转换曲线进行还原。

承载图片数据的图片信号通常为SDR类型的信号，对视频信号和图片信号同时进行处理后显示的过程中，通常将视频信号和图片信号先进行混合，进而根据视频信号的信号类型采用相应Gamma标准对应的电光转换曲线对混合后的信号进行还原。当视频信号为HDR信号时，采用EOTF2084、HLG等标准对应的电光转换曲线进行还原时，由于图片信号通常为SDR类型的信号，将会造成画面偏暗，导致画面显示亮度不准确问题。

发明内容

为了解决相关技术中对视频信号和图片信号混合处理时画面显示亮度不准确的技术问题，本公开提供了一种显示终端中的信号混合处理方法及装置。

一种显示终端中的信号混合处理方法，包括：

接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型；

对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号；

混合所述预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，所述混合信号承载所述显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据；

通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。

一种显示终端中的信号混合处理方法，包括：

接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号；

混合所述视频信号与所述输入的图片信号得到第二混合信号；

通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。

一种显示终端中的信号混合处理装置，包括：

信号类型确定模块，用于接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型；

还原校正模块，用于对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号；

信号混合模块，用于混合所述预校正处理和输入的图片信号得到混合信号，所述混合信号承载所述显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据；

显示模块，用于通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。

一种显示终端中的信号混合处理装置，包括：

SDR确定模块，用于接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号；

第二信号混合模块，用于混合所述视频信号与所述输入的图片信号得到第二混合信号；

第二显示模块，用于通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在将视频数据和图片数据显示于屏幕之前，接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定视频信号的信号类型，对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号，混合预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，混合信号承载显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据，通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将混合信号承载的视频数据和图片数据显示于屏幕，得到屏幕中视频画面上的图片显示。从而在视频信号和图片信号混合之前，根据视频信号的信号类型对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正，避免在视频信号和图片信号混合之后采用统一的Gamma标准对应的电光转换曲线对混合后的信号进行还原而出现画面偏暗，导致画面显示亮度不准确问题，提高了画面显示亮度的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图；

图2是图1对应实施例的对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正得到光校正信号步骤的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的SMPTE 2084标准对应的光电转换曲线示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的Gamma2.2标准对应的光电转换曲线示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的SMPTE2084标准对应的电光转换曲线示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图；

图8是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理装置的框图；

图9是图8对应实施例的还原校正模块的框图；

图10是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理装置的框图；

图11是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图。如图1所示，该显示终端中的信号混合方法可以包括以下步骤。

在步骤S110中，接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定视频信号的信号类型。

Gamma的产生源自于人眼可识别的亮度与实际亮度不成线性关系，我们做Gamma处理的原理是想要将摄像机采集后的光学信息经过处理后完整的体现到屏幕上，使屏幕光和信号本身的光学信息匹配；信号内容经过摄像机录制完成后，会进行一系列后期制作。

显示终端接收承载视频数据的视频信号后，通过视频信号进行还原，使视频数据显示于显示终端的屏幕上。

根据视频信号中的亮度信息或色度信息等方式可以识别视频信号的类型。视频信号通常包括HDR信号和SDR信号等类型。

在步骤S120中，对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号。

可以理解的是，在显示终端中，预先存储有与视频信号的信号类型相匹配的信号还原和校正方式。

对HDR信号来说，采用SMPTE 2084、HLG等标准对应光电转换曲线进行后期制作；而SDR信号来说，采用Gamma 2.2、Gamma2.4等标准对应的光电转换曲线进行后期制作。由于不同信号类型的视频信号后期制作的标准不同，因此对不同信号类型的视频信号进行还原和校正的方式也是不一样的。

在确定视频信号的信号类型后，根据信号类型，选取与信号类型匹配的信号还原和校正方式对视频信号进行还原和校正。

在步骤S130中，混合预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号。

图片信号通常为SDR信号。由于视频数据和图片数据需同时显示与显示终端的屏幕上，因此将承载视频数据的光校正信号和承载图片数据的图片信号进行混合，得到混合信号。

在步骤S140中，通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将混合信号承载的视频数据和图片数据显示于屏幕，得到屏幕中视频画面上的图片显示。

屏幕伽马曲线反映的是显示终端屏幕的输出信号和输入信号之间的映射关系。

由于显示终端的屏幕具有一定的Gamma标准，通过该Gamma标准对应的屏幕伽马曲线对混合信号进行映射转换，使视频数据和图片数据显示于显示终端的屏幕。

通过如上所述的方法，在视频信号和图片信号混合之前，根据视频信号的信号类型对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正，避免在视频信号和图片信号混合之后，采用统一的Gamma标准对应的电光转换曲线对混合后的信号进行还原，从而导致画面偏暗、显示亮度不准确的问题，提高了画面显示亮度的准确性。

图2根据一示例性实施例示出的对步骤S120的细节描述。该步骤S120可以包括以下步骤。

在步骤S121中，确定与信号类型相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线。

由于不同信号类型的视频信号在后期制作过程中采用的Gamma标准不一样，因此在对不同信号类型的视频信号进行还原时，所采用Gamma标准也是不一样的，从而根据视频信号的信号类型确定相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线。

图3是根据一示例性实施例示出的SMPTE 2084标准对应的光电转换曲线示意图。图3中，横坐标代表输入亮度范围，纵坐标代表电信号信息，横纵坐标都用百分比表示。对于横坐标来说，对应0-10000nit(尼特，亮度单位)的输入亮度范围，10000nit是人眼可以分辨的最大亮度；纵坐标当采用10bit表示法时，对应的位宽范围为0-1023。

图4是根据一示例性实施例示出的Gamma2.2标准对应的光电转换曲线示意图。图4中，横坐标代表输入亮度范围，纵坐标代表电信号信息，图4中横纵坐标都用百分比表示。对于横坐标来说，对应0-100nit的输入亮度范围，100nit是由摄像机拍摄时的最大亮度取值决定；纵坐标当采用10bit表示法时，对应的位宽范围为0-1023。

摄像机录制后生成视频数据，承载该视频数据的光信号经过后期制作时的光电转化生成视频信号，因此需通过相应的电光转换曲线对电视频信号进行还原处理，进而通过显示终端的屏幕显示出光信号。

图5是根据一示例性实施例示出的SMPTE2084标准对应的电光转换曲线示意图。如图5所示，横坐标代表电信号信息，根据芯片不同而对应不同的位宽，当采用10bit表示法时，对应的位宽范围为0-1023；纵坐标代表输出亮度范围，对应0-10000nit的输出亮度范围，10000nit是人眼可以分辨的最大亮度1。图5中横纵坐标都用百分比表示，输出亮度为4000nit时对应的横坐标为0.9，纵坐标为0.4；输出亮度为1000nit时对应的横坐标为0.75，纵坐标为0.1。

显示终端的屏幕通常采用SDR屏幕，但不限定于SDR屏幕，可以是任何可以用于显示的屏幕。由于显示终端的屏幕具有一定的Gamma标准，通过该Gamma标准对应的屏幕伽马曲线对混合信号进行映射转换，使视频数据和图片数据显示于显示终端的屏幕。为匹配显示终端屏幕的Gamma标准，还应通过校正伽玛曲线对经过电光转换曲线换过后的视频信号进行校正。

对于HDR信号来说，当显示终端屏幕的屏幕伽玛曲线为Gamma2.2标准对应的曲线时，由于Gamma2.2标准对应的Gamma标准为Gamma 1/2.2，因此HDR信号的校正伽玛曲线为Gamma1/2.2对应的曲线；当显示终端屏幕的屏幕伽玛曲线为Gamma2.4标准对应的曲线时，由于Gamma2.4标准对应的Gamma标准为Gamma 1/2.4，因此HDR信号的校正伽玛曲线为Gamma1/2.2对应的曲线

对于SDR信号来说，由于SDR信号是按照Gamma2.2标准对应的光电转换曲线进行电信号信息输出，而显示终端屏幕的Gamma标准为Gamma2.2，因此当视频信号为SDR信号时，对应的电光转换曲线和校正伽马曲线均为斜率等于1的直线。

在步骤S122中，视频信号经过电光转换曲线还原成预处理信号，根据校正伽马曲线对预处理信号进行校正得到预校正处理信号。

通过如上所述的方法，根据视频信号确定相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线，进而通过电光转换曲线对视频信号进行还原呈预处理信号后，再根据校正伽马曲线对预处理信号进行校正，从而根据视频信号的信号类型，针对性地对视频信号进行还原和校正后，再与图片信号混合，避免在视频信号和图片信号混合后，采用同样的光电转换曲线和校正伽马曲线进行处理，提高了画面显示亮度的准确性。

图6是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图。图1中S140步骤之前，显示终端中的信号混合处理方法中还可以包括以下步骤。

在步骤S210中，判断屏幕的屏幕伽马曲线是否适配于标准屏幕，若为否，则执行步骤S220，若为是，则执行步骤S140。

通常，标准屏幕的屏幕伽玛曲线对应的Gamma标准为Gamma 2.2。而不同显示终端屏幕的屏幕伽马曲线存在一定的差异，或多或少的与Gamma2.2标准存在一定的偏差，因此需要对显示终端屏幕的屏幕伽玛曲线进行判断，判断屏幕伽玛曲线是否适配于标准屏幕，即屏幕伽玛曲线对应的Gamma标准是否为Gamma2.2标准，若为否，则需对屏幕伽玛曲线进行校正，若为是，则通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线对视频数据和图片数据进行显示。

在步骤S220中，对屏幕的屏幕伽马曲线进行校正。

检测显示终端屏幕中屏幕伽马曲线和标准屏幕中屏幕伽马曲线各自的映射关系，将显示终端屏幕中屏幕伽马曲线的映射关系和标准屏幕中屏幕伽马曲线的映射关系进行对比，通过控制增大或减小显示终端屏幕中输入信号和输出信号的映射关系，使显示屏幕的屏幕伽马曲线和标准屏幕的屏幕伽马曲线的映射关系一致。

显示终端屏幕的屏幕伽马曲线经过校准后Gamma标准为Gamma2.2，与校正伽玛曲线的Gamma 1/2.2叠加后，实际上为Gamma1.0的信号，从而能够保证视频信号经过相匹配的信号还原后经过Gamma1.0呈等比例过渡，不会对视频信号的电光转换造成影响，能够避免亮度点的过渡出现问题，不会导致亮度偏低，或亮度偏高而引起一些场景饱和。

图7是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理方法流程图。如图7所示，该显示终端中的信号混合处理方法可以包括以下步骤。

在步骤S710中，接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号。

在步骤S720中，混合视频信号与输入的图片信号得到第二混合信号；

当信号类型为标准动态范围SDR信号时，由于经过后期制作时，标准动态范围SDR信号进行光电转换的Gamma标准与标准屏幕的Gamma标准相对应，因此无需对视频信号进行还原和校正，将视频信号和图片信号混合。

在步骤S730中，通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于屏幕，得到屏幕中视频画面上的图片显示。

通过如上所述的方法，当确定视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号时，无需对视频信号进行还原和校正，直接将视频信号和图片信号混合后通过屏幕对应的屏幕伽马曲线对承载的视频数据和图片数据进行显示，在保证画面显示亮度准确的同时，提高了显示终端显示的响应速度。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本上述显示终端中的信号混合处理方法实施例。对于本公开显示终端中的信号混合处理装置实施例中未披露的细节，请参照本公开显示终端中的信号混合处理方法实施例。

图8是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理装置的框图，该信号的混合处理装置包括但不限于：信号类型确定模块110、还原校正模块120、信号混合模块130及显示模块140。

信号类型确定模块110，用于接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定视频信号的信号类型；

还原校正模块120，用于对视频信号进行与信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号；

信号混合模块130，用于混合预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，混合信号承载显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据；

显示模块140，用于通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将混合信号承载的视频数据和图片数据显示于屏幕，得到屏幕中视频画面上的图片显示。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述显示终端中的信号混合处理方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

可选的，如图9所示，还原校正模块120包括但不限于：伽马调用单元121和还原校正单元122。

伽马调用单元121，用于确定与信号类型相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线；

还原校正单元122，用于视频信号经过电光转换曲线还原成预处理信号，根据校正伽马曲线对预处理信号进行校正得到预校正处理信号。

可选的，如图10所示，图8所示的显示终端中的信号混合处理装置还包括但不限于：屏幕判断模块210和屏幕校正模块220。

屏幕判断模块210，用于判断屏幕的屏幕伽马曲线是否适配于标准屏幕；

屏幕校正模块220，用于若为否，则对屏幕的屏幕伽马曲线进行校正。

图11是根据一示例性实施例示出的一种显示终端中的信号混合处理装置框图，该显示终端中的信号混合处理装置包括但不限于：SDR确定模块710、第二信号混合模块720及第二显示模块730。

SDR确定模块710，用于接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号；

第二信号混合模块720，用于混合视频信号与输入的图片信号得到第二混合信号；

第二显示模块730，用于通过显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于屏幕，得到屏幕中视频画面上的图片显示。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，本领域技术人员可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种显示终端中的信号混合处理方法，包括：

接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型，所述视频信号的信号类型包括高动态范围HDR信号或标准动态范围SDR信号；

对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号；

混合所述预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，所述混合信号承载所述显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据；

通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示；

所述对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号的步骤包括：

确定与所述信号类型相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线；

所述视频信号经过所述电光转换曲线还原成预处理信号，根据所述校正伽马曲线对所述预处理信号进行校正得到预校正处理信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示的步骤之前，包括：

判断所述屏幕的屏幕伽马曲线是否适配于标准屏幕；

若为否，则对所述屏幕的屏幕伽马曲线进行校正。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号，所述接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型之后，所述方法还包括：

混合所述视频信号与输入的图片信号得到第二混合信号；

通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。

4.一种显示终端中的信号混合处理装置，包括：

信号类型确定模块，用于接收承载显示终端中视频数据的视频信号，确定所述视频信号的信号类型，所述视频信号的信号类型包括高动态范围HDR信号或标准动态范围SDR信号；

还原校正模块，用于对所述视频信号进行与所述信号类型相匹配的信号还原和校正得到预校正处理信号；

信号混合模块，用于混合所述预校正处理信号和输入的图片信号得到混合信号，所述混合信号承载所述显示终端中相互叠加的视频数据和图片数据；

显示模块，用于通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示；

所述还原校正模块包括：

伽马调用单元，用于确定与所述信号类型相匹配的电光转换曲线和校正伽马曲线；

还原校正单元，用于所述视频信号经过所述电光转换曲线还原成预处理信号，根据所述校正伽马曲线对所述预处理信号进行校正得到预校正处理信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

屏幕判断模块，用于判断所述屏幕的屏幕伽马曲线是否适配于标准屏幕；

屏幕校正模块，用于若为否，则对所述屏幕的屏幕伽马曲线进行校正。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述视频信号的信号类型为标准动态范围SDR信号，所述装置还包括：

第二信号混合模块，用于混合所述视频信号与输入的图片信号得到第二混合信号；

第二显示模块，用于通过所述显示终端的屏幕对应的屏幕伽马曲线将所述第二混合信号承载的视频数据和图片数据显示于所述屏幕，得到所述屏幕中视频画面上的图片显示。