CN107027054B - 图像像素采样值处理方法及装置，图像的转换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像像素采样值处理方法及装置，图像的转换方法及装置，其中图像像素采样值处理方法包括：将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，其中，元数据包含分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；根据元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；根据分段端点的元数据，计算高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；通过本发明，解决了相关技术中线性转换方法对图像进行动态范围转换，存在图像颜色失真和细节损失的问题，降低HDR与标准动态范围视频相互转换中的图像颜色失真和细节损失。

Description

图像像素采样值处理方法及装置，图像的转换方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种图像像素采样值处理方法及装置，图像的转换方法及装置。
背景技术
传统的低动态范围图像和视频只能反映有限的亮度范围，而高动态范围(HighDynamic Range，简称为HDR)图像和视频则能够反映更大的亮度范围，大幅度拓展对比度和色彩，能够更逼真的显示真实场景。
在对HDR图像和视频的处理中，HDR图像和视频需要与标准动态范围或低动态范围视频进行转换，以适应不同条件不同场合下的应用。在HDR与标准动态范围视频相互转换中，若采用传统的线性转换方法对图像进行动态范围转换，存在图像颜色失真和细节损失等问题。
针对相关技术中的上述问题，目前尚未存在有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像像素采样值处理方法及装置，图像的转换方法及装置，以至少解决相关技术中线性转换方法对图像进行动态范围转换，存在图像颜色失真和细节损失的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种图像像素采样值转换方法，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，包括：将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，其中，所述元数据包含所述分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；根据所述元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
进一步地，将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，确定分段端点的元数据，包括：对图像进行分析，确定所述图像的统计直方图信息；根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数，计算所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，还包括：根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值，将其作为所述自适应量化函数的参数。
进一步地，还包括：所述自适应量化函数的参数还包括可调整的数值参数。
进一步地，所述根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，包括：将所述低比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值。
进一步地，包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为所述变化值与所述斜率值的乘积；将所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值设置为所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值。
进一步地，还包括：对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种图像采样值处理方法，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，包括：根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，其中，所述元数据包含所述分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值；根据所述元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段；根据所述分段端点的元数据，计算所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
进一步地，在所述根据元数据确定分段端点之前，还包括：解析码流，从所述码流的以下数据单元的至少之一获得所述元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
进一步地，所述根据所述分段端点的元数据，计算所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值，包括：将所述高比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值。
进一步地，包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为所述变化值与所述斜率值的乘积；将所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值设置为所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种图像像素采样值转换装置，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，包括：第一确定模块，将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，其中，所述元数据包含所述分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；第二确定模块，根据所述元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；第一计算模块，根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
进一步地，还包括：写入模块，对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像像素采样值处理装置，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，包括：第三确定模块，根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，其中，所述元数据包含所述分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值；第四确定模块，根据所述元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段；第二计算模块，根据所述分段端点的元数据，计算所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
进一步地，所述第三确定单元，还包括：解析模块，解析码流，从所述码流的以下数据单元的至少之一获得所述元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像的转换方法，包括：将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与所述多个分段的端点对应的元数据，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的高比特深度像素采样值，与所述端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；根据所述元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；根据所述分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与所述多个分段的端点对应的元数据包括：通过统计直方图的方式对图像进行分析确定所述图像的统计直方图信息；根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数确定与所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数包括：根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；将所述归一化累积直方图分布函数值确定为所述自适应量化函数的参数。
进一步地，所述自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
进一步地，根据所述分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值包括：根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值。
进一步地，根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值包括：根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；确定所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；根据所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，所述方法还包括：对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入码流中的数据单元，其中，所述数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
进一步地，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像的转换方法，包括：根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的低比特深度像素采样值，与所述端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；根据所述元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；根据所述分段端点的元数据确定所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值。
进一步地，在根据元数据确定分段端点之前，还包括：解析码流，并从解析出来码流中数据单元获取所述元数据；其中，所述数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
进一步地，根据所述分段端点的元数据确定所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值包括：根据所述分段端点的元数据的插值确定所述高比特深度采样值。
进一步地，根据所述分段端点的元数据的插值确定所述高比特深度采样值包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；根据所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
进一步地，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像的转换装置，包括：第一划分模块，用于将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与所述多个分段的端点对应的元数据，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的高比特深度像素采样值，与所述端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；第五确定模块，用于根据所述元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；第六确定模块，用于根据所述分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，所述划分模块包括：第一确定单元，用于通过统计直方图的方式对图像进行分析确定所述图像的统计直方图信息；第二确定单元，用于根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；第三确定单元，用于根据自适应量化函数确定与所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，所述第二确定单元包括：计算子单元，用于根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；第一确定子单元，用于将所述归一化累积直方图分布函数值确定为所述自适应量化函数的参数。
进一步地，所述自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
进一步地，所述第五确定模块包括：第四确定单元，用于根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值。
进一步地，所述第四确定单元包括：第二确定子单元，用于根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；第三确定子单元，用于确定所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；第四确定子单元，用于根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；第五确定子单元，用于根据所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
进一步地，所述装置还包括：编码模块，用于对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入码流中的数据单元，其中，所述数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
进一步地，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像的转换装置，包括：第二划分模块，用于根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的低比特深度像素采样值，与所述端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；第七确定模块，用于根据所述元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；第八确定模块，用于根据所述分段端点的元数据确定所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值。
进一步地，所述装置还包括：解码模块，用于在根据元数据确定分段端点之前，解析码流并从解析出来码流中数据单元获取所述元数据；其中，所述数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
进一步地，所述第八确定模块包括：第四确定单元，用于根据所述分段端点的元数据的插值确定所述高比特深度采样值。
进一步地，所述第四确定单元包括：第六确定子单元，用于根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；第七确定子单元，用于确定所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；第八确定子单元，用于根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；第九确定子单元，用于根据所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
进一步地，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
通过本发明，将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，其中，所述元数据包含所述分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；根据所述元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，通过本发明，采用将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值的处理方式，解决了相关技术中线性转换方法对图像进行动态范围转换，存在图像颜色失真和细节损失的问题，降低HDR与标准动态范围视频相互转换中的图像颜色失真和细节损失。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的图像像素采样值转换方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的图像像素采样值转换方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的图像像素采样值转换装置的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的图像像素采样值处理装置的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的图像的转换方法的流程图一；
图6是根据本发明实施例的图像的转换方法流程图二；
图7是根据本发明实施例的图像的转换装置的结构示意图一；
图8是根据本发明实施例的图像的转换装置的结构示意图二。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本发明提供了一种图像像素采样值转换方法，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，图1是根据本发明实施例的图像像素采样值转换方法的流程图，如图1所示，其中比特深度是表示像素采样值使用的二进制符号位数，主要步骤包括：
步骤S11、将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，确定分段端点的元数据，其中，元数据包含分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值。
确定分段端点元数据的一种方法是：对图像进行分析，确定图像的统计直方图信息；根据统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数，计算分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。其中，根据统计直方图信息，计算高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值，将其作为自适应量化函数的参数。
步骤S12、根据元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段。
步骤S13、根据分段端点的元数据，计算高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
一种方法是根据高比特深度像素采样值计算分段端点的元数据的插值，将低比特深度采样值设置为插值。计算差值的一种方法是：根据分段端点的元数据，计算分段的斜率值；计算高比特深度采样值相对分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为变化值与斜率值的乘积；将高比特深度采样值对应的低比特深度采样值设置为变化率值与分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值。
根据实际应用，例如视频编码应用，当需要将元数据信息传输给接收端时，对元数据进行编码，将编码比特写入码流中以下数据单元的至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
本实施例使用本发明的方法实现16bit HDR视频图像转换为10bit标准动态范围视频图像。
在实施中，对16bit HDR视频图像的Y′，Cb，Cr三个通道独立进行处理，分别按照本发明的方法转换为10bit视频图像。每个通道均按如下具体方法进行处理：
1)对16bit的HDR视频图像像素采样值的取值范围(即0～65535)进行分段，这里将其均匀分为64段，每段宽度为1024，记录65个分段端点，即0，1024，2048，…，65535。
2)统计图像直方图信息。
统计当前通道图像像素采样值分布信息，获得归一化累积直方图分布函数CDF(x)。具体计算方法如下：
Figure BDA0001125711480000101
Figure BDA0001125711480000102
其中，x是当前图像的16bit像素采样值，PDF(l)为直方图概率分布函数，Nl表示当前图像中像素采样值为l的像素点数目，N是当前图像中像素点的总数。
3)将2)中所得到的CDF(x)作为参数，并设置数值参数a和b，确定自适应转换函数，具体函数形式为：
Figure BDA0001125711480000111
其中，Rmax1表示高比特深度动态范围的最大值，本实施例中为65535，Rmax2表示低比特深度动态范围的最大值，本实施例中为1023，x是当前16bit图像像素采样值，y是x对应的10bit图像像素采样值。
4)根据3)得到的自适应转换函数，计算各分段端点的16bit像素采样值对应的10bit图像像素采样值。并将65个端点以及各自对应的10bit图像像素采样值保存为元数据，可用于从10bit图像重建16bit图像。
5)根据4)得到的元数据，确定16bit图像像素采样值所在分段的分段端点。
6)根据分段端点的元数据，采用插值方法计算16bit像素采样值对应的10bit像素采样值，实现16bit图像转换为10bit图像。计算插值的一种方法是：
Figure BDA0001125711480000112
其中，x1，x2为分段端点元数据中的16bit像素采样值，y1，y2为元数据中x1，x2各自所对应的10bit像素采样值，x是处于x1和x2之间的16bit像素采样值，y是所求的x对应的10bit像素采样值。
Figure BDA0001125711480000113
即为所在分段的斜率值，
Figure BDA0001125711480000114
即为变化率值。
在本实施例中，还可以对元数据进行编码，将编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
实施例二
与图像采样值转换方法相对应地，本发明还提供了一种图像采样值处理方法，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，图2是根据本发明实施例的图像像素采样值转换方法的流程图，如图2所示，其中，比特深度是表示像素采样值使用的二进制符号位数，主要步骤包括：
步骤S21、根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，元数据包含分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值。
步骤S22、根据元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段；
步骤S23、根据分段端点的元数据，计算低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
一种方法是根据低比特深度像素采样值计算分段端点的元数据的插值，将高比特深度采样值设置为插值。计算差值的一种方法是：根据分段端点的元数据，计算分段的斜率值；计算低比特深度采样值相对分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为变化值与斜率值的乘积；将低比特深度采样值对应的高比特深度采样值设置为变化率值与分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值。
根据实际应用，例如视频解码应用，当需要从码流中获得元数据时，解析码流，从码流的以下数据单元的至少之一获得元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
本实施例使用本发明方法实现10bit标准动态范围视频图像转换16bit HDR视频图像
处理中对10bit视频图像的三个通道独立进行处理，分别按照本发明的方法转换为16bit视频图像。每个通道均按如下方法进行处理：
1)根据元数据，确定各分段端点。本实例采用64分段。
2)根据元数据，确定10bit图像像素采样值所在分段的分段端点。
3)根据分段端点的元数据，采用插值方法计算10bit像素采样值对应的16bit像素采样值，实现10bit图像转换为16bit图像。计算差值的一种方法是：
Figure BDA0001125711480000131
其中，y1，y2为元数据中两个分段端点的10bit像素采样值，x1x2为所对应的16bit分段端点像素采样值，y是处于y1和y2区间之内的10bit图像像素采用值，x是对应的16bit像素采样值。
Figure BDA0001125711480000132
即为所在分段的斜率值，
Figure BDA0001125711480000133
即为变化率值。
在本实施例中，在确定分段端点之前，可以通过解析码流的方法获得元数据，包括：解析码流，从码流的以下数据单元的至少之一获得元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
实施例三
本发明还提供了一种图像像素采样值转换装置，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，图3是根据本发明实施例的图像像素采样值转换装置的结构示意图,如图3所示，其中，比特深度是表示像素采样值使用的二进制符号位数。装置包含以下模块：
第一确定模块31，输入为高比特图像数据，将输入的高比特深度图像像素采样值的取值范围划分成多个分段，确定分段端点的元数据，其中，元数据包含分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；将各分段端点的元数据输出给第二确定模块32的输入端。
第二确定模块32，与第一确定模块31耦合链接，输入端连接第一确定模块31的输出端，根据输入的元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段，将分段两个端点的元数据输出给第一计算模块33的输入端。
第一计算模块33，与第二确定模块32耦合链接，输入端连接第二确定模块32的输出端，根据输入的分段端点的元数据，计算高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，将得到的低比特深度采样值输出。
可选地，转换装置还包括：
写入模块34，对元数据进行编码，将编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
实施例四
本发明还提供了一种图像像素采样值处理装置，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，图4是根据本发明实施例的图像像素采样值处理装置的结构示意图，如图4所示，其中，比特深度是表示像素采样值使用的二进制符号位数，装置包含以下模块：
第三确定模块41，根据输入数据得到元数据，根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，元数据包含分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值；将分段端点元数据输出给第四确定模块42的输入端。
第四确定模块42，与第三确定模块41耦合链接，输入端连接第三确定模块41的输出端，根据输入的分段端点元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段，将分段两个端点的元数据输出给第二计算模块43的输入端。
第二计算模块43，与第四确定模块42耦合链接，输入端连接第四确定模块42的输出端，根据输入的分段两个端点的元数据，计算低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值，将得到的高比特深度采样值输出。
可选地，第三确定模块41中还包括：
解析模块44，解析码流，从码流的以下数据单元的至少之一获得元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
通过本发明的上述实施例，采用将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，包括：将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，其中，元数据包含分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；根据元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；根据分段端点的元数据，计算高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。通过将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值的处理方式，降低HDR与标准动态范围视频相互转换中的图像颜色失真和细节损失。
下面结合实施例五至八对实施例进行进一步解释。
实施例五
本实施例对应于实施例一，提供了一种图像的转换方法，图5是根据本发明实施例的图像的转换方法的流程图一，如图5所示，该方法的步骤包括：
步骤S502：将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与多个分段的端点对应的元数据，其中，元数据包括：与端点对应的高比特深度像素采样值，与端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
步骤S504：根据元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；
步骤S506：根据分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
可选地，对于本实施例中的步骤S502中的将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与多个分段的端点对应的元数据的方式，可以通过如下方式来实现包括：
步骤S502-1：通过统计直方图的方式对图像进行分析确定图像的统计直方图信息；
步骤S502-2：根据统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；
步骤S502-3：根据自适应量化函数确定与分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
其中，根据统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数的方式可以是：根据统计直方图信息，计算高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；将归一化累积直方图分布函数值确定为自适应量化函数的参数。其中，自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
可选地，本实施例中上述步骤S506中的根据分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值的方式，可以是包括：根据分段端点的元数据的插值确定低比特深度采样值。
其中，在本实施例的可选实施方式中根据分段端点的元数据的插值确定低比特深度采样值的方式可以是：
S506-1：根据分段端点的元数据确定分段的斜率值；
S506-2：确定高比特深度采样值相对分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；
S506-3：根据变化值与斜率值的乘积确定变化率值；
S506-4：根据变化率值与分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
在本实施例的另一个可选实施例中，本实施例的方法还可以包括：对元数据进行编码，将编码比特写入码流中的数据单元，其中，数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
本实施例中所涉及到的比特深度用于表示像素采样值使用的二进制符号位数。
实施例六
本实施例对应于上述实施例二，提供了一种图像的转换方法，图6是根据本发明实施例的图像的转换方法流程图二，如图6所示，该方法的步骤包括：
步骤S602：根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，元数据包括：与端点对应的低比特深度像素采样值，与端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
步骤S604：根据元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；
步骤S606：根据分段端点的元数据确定低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值。
需要说明的是，在根据元数据确定分段端点之前，本实施例中的还包括：解析码流，并从解析出来码流中数据单元获取元数据；其中，数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
可选地，本实施例步骤S606中根据分段端点的元数据确定低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值包括：根据分段端点的元数据的插值确定高比特深度采样值。
其中，根据分段端点的元数据的插值确定高比特深度采样值的方式可以是：
步骤S606-1：根据分段端点的元数据，计算分段的斜率值；
步骤S606-2：计算低比特深度采样值相对分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；
步骤S606-3：根据变化值与斜率值的乘积确定变化率值；
步骤S606-4：根据变化率值与分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
其中，比特深度用于表示像素采样值使用的二进制符号位数。
实施例七
本实施例对应于上述实施例三，提供了一种图像的转换装置，图7是根据本发明实施例的图像的转换装置的结构示意图一，如图7所示，该装置包括：
第一划分模块72，用于将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与多个分段的端点对应的元数据，其中，元数据包括：与端点对应的高比特深度像素采样值，与端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
第五确定模块74，与第一划分模块72耦合链接，用于根据元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；
第六确定模块76，与第五确定模块74耦合链接，用于根据分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
可选地，本发明实施例中的第一划分模块72包括：
第一确定单元722，用于通过统计直方图的方式对图像进行分析确定图像的统计直方图信息；
第二确定单元724，与第一确定单元722耦合链接，用于根据统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；
第三确定单元726，与第二确定单元724耦合链接，用于根据自适应量化函数确定与分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值。
其中，第二确定单元724包括：计算子单元，用于根据统计直方图信息，计算高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；第一确定子单元，与计算子单元耦合链接，用于将归一化累积直方图分布函数值确定为自适应量化函数的参数。
其中，自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
可选地，本发明实施例中的，第五确定模块74包括：第四确定单元，用于根据分段端点的元数据的插值确定低比特深度采样值。
其中，第四确定单元包括：第二确定子单元，用于根据分段端点的元数据确定分段的斜率值；第三确定子单元，与第二确定子单元耦合链接，用于确定高比特深度采样值相对分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；第四确定子单元，与第三确定子单元耦合链接，用于根据变化值与斜率值的乘积确定变化率值；第五确定子单元，与第四确定子单元耦合连接，用于根据变化率值与分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
可选地，装置还包括：编码模块78，与第六确定模块76耦合链接，用于对元数据进行编码，将编码比特写入码流中的数据单元，其中，数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
其中，比特深度用于表示像素采样值使用的二进制符号位数。
实施例八
本实施例对应于实施例四，提供了一种图像的转换装置，图8是根据本发明实施例的图像的转换装置的结构示意图二，如图8所示，该装置包括：
第二划分模块82，用于根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，元数据包括：与端点对应的低比特深度像素采样值，与端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
第七确定模块84，与第二划分模块82耦合链接，用于根据元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；
第八确定模块86，与第七确定模块84耦合链接，用于根据分段端点的元数据确定低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值。
可选地，装置还包括：解码模块，与第二划分模块82耦合链接，用于在根据元数据确定分段端点之前，解析码流并从解析出来码流中数据单元获取元数据；其中，数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
可选地，第八确定模块包括：第四确定单元，用于根据分段端点的元数据的插值确定高比特深度采样值。
可选地，第四确定单元包括：
第六确定子单元，用于根据分段端点的元数据确定分段的斜率值；
第七确定子单元，与第六确定子单元耦合链接，用于确定低比特深度采样值相对分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；
第八确定子单元，与第七确定子单元耦合链接，用于根据变化值与斜率值的乘积确定变化率值；
第九确定子单元，与第八确定子单元耦合链接，用于根据变化率值与分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
其中，比特深度用于表示像素采样值使用的二进制符号位数。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种图像像素采样值转换方法，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，其特征在于，包括：
将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，包括：对图像进行分析，确定所述图像的统计直方图信息；根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数，计算所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，还包括：根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值，将其作为所述自适应量化函数的参数，其中，所述元数据包含所述分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；
根据所述元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；
根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，包括：将所述低比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值；
其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
所述自适应量化函数的参数还包括可调整的数值参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；
计算所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；
将变化率值设置为所述变化值与所述斜率值的乘积；
将所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值设置为所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
5.一种图像采样值处理方法，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，其特征在于，包括：
根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，其中，所述元数据包含所述分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值；
根据所述元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段；
根据所述分段端点的元数据，计算所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值，包括：将所述高比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值，还包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为所述变化值与所述斜率值的乘积；将所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值设置为所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值；
其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，在所述根据元数据确定分段端点之前，还包括：
解析码流，从所述码流的以下数据单元的至少之一获得所述元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
7.一种图像像素采样值转换装置，用于将高比特深度像素采样值转换为低比特深度采样值，其特征在于，包括：
第一确定模块，将高比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，确定分段端点的元数据，包括：对图像进行分析，确定所述图像的统计直方图信息；根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数，计算所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，还包括：根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值，将其作为所述自适应量化函数的参数，其中，所述元数据包含所述分段端点的高比特深度像素采样值和与之对应的低比特深度采样值；
第二确定模块，根据所述元数据，确定图像中高比特深度像素采样值所在分段；
第一计算模块，根据所述分段端点的元数据，计算所述高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，包括：将所述低比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值；
其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，还包括：
写入模块，对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入以下码流中的数据单元至少之一：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
9.一种图像像素采样值处理装置，用于将低比特深度像素采样值转换为高比特深度采样值，其特征在于，包括：
第三确定模块，根据元数据，确定分段端点，将低比特深度像素采样值的取值范围划分成一个或多个分段，其中，所述元数据包含所述分段端点的低比特深度像素采样值和与之对应的高比特深度采样值；
第四确定模块，根据所述元数据，确定图像中低比特深度像素采样值所在分段；
第二计算模块，根据所述分段端点的元数据，计算所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值，包括：将所述高比特深度采样值设置为所述分段端点的元数据的插值，还包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；将变化率值设置为所述变化值与所述斜率值的乘积；将所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值设置为所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值；
其中，所述比特深度是表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述第三确定模块，还包括：
解析模块，解析码流，从所述码流的以下数据单元的至少之一获得所述元数据，包括：参数集，分片头信息，辅助信息单元，用户自定义数据单元，描述子信息单元。
11.一种图像的转换方法，其特征在于，包括：
将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与所述多个分段的端点对应的元数据，包括：通过统计直方图的方式对图像进行分析确定所述图像的统计直方图信息；根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数，包括：根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；将所述归一化累积直方图分布函数值确定为所述自适应量化函数的参数；根据自适应量化函数确定与所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的高比特深度像素采样值，与所述端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
根据所述元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；
根据所述分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值，包括：根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值包括：
根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；
确定所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；
根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；
根据所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入码流中的数据单元，其中，所述数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
16.一种图像的转换方法，其特征在于，包括：
根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的低比特深度像素采样值，与所述端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
根据所述元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；
根据所述分段端点的元数据确定所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值，包括：根据所述分段端点的元数据的插值确定所述高比特深度采样值，还包括：根据所述分段端点的元数据，计算所述分段的斜率值；计算所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；根据所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在根据元数据确定分段端点之前，还包括：
解析码流，并从解析出来码流中数据单元获取所述元数据；
其中，所述数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
19.一种图像的转换装置，其特征在于，包括：
第一划分模块，用于将高比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，并确定与所述多个分段的端点对应的元数据，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的高比特深度像素采样值，与所述端点高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
第五确定模块，用于根据所述元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值所在分段；
第六确定模块，用于根据所述分段端点中的元数据确定待转换图像中高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
所述第一划分模块包括：
第一确定单元，用于通过统计直方图的方式对图像进行分析确定所述图像的统计直方图信息；
第二确定单元，用于根据所述统计直方图信息，确定自适应量化函数的参数；
第三确定单元，用于根据自适应量化函数确定与所述分段端点的高比特深度像素采样值对应的低比特深度采样值；
所述第二确定单元包括：
计算子单元，用于根据所述统计直方图信息，计算所述高比特深度像素采样值对应的归一化累积直方图分布函数值；
第一确定子单元，用于将所述归一化累积直方图分布函数值确定为所述自适应量化函数的参数；
所述第五确定模块包括：第四确定单元，用于根据所述分段端点的元数据的插值确定所述低比特深度采样值。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述自适应量化函数的参数包括可调整的数值参数。
21.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第四确定单元包括：
第二确定子单元，用于根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；
第三确定子单元，用于确定所述高比特深度采样值相对所述分段端点元数据中高比特深度采样值的变化值；
第四确定子单元，用于根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；
第五确定子单元，用于根据所述变化率值与所述分段端点元数据中低比特深度采样值的和值或差值确定所述高比特深度采样值对应的低比特深度采样值。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
编码模块，用于对所述元数据进行编码，将所述编码比特写入码流中的数据单元，其中，所述数据单元包括以下至少之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
23.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
24.一种图像的转换装置，其特征在于，包括：
第二划分模块，用于根据元数据确定分段端点，并将低比特深度像素采样值的取值范围划分成多个分段，其中，所述元数据包括：与所述端点对应的低比特深度像素采样值，与所述端点低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
第七确定模块，用于根据所述元数据确定待转换图像中低比特深度像素采样值所在分段；
第八确定模块，用于根据所述分段端点的元数据确定所述低比特深度像素采样值对应的高比特深度采样值；
所述第八确定模块包括：
第四确定单元，用于根据所述分段端点的元数据的插值确定所述高比特深度采样值；
所述第四确定单元包括：
第六确定子单元，用于根据所述分段端点的元数据确定所述分段的斜率值；
第七确定子单元，用于确定所述低比特深度采样值相对所述分段端点元数据中低比特深度采样值的变化值；
第八确定子单元，用于根据所述变化值与所述斜率值的乘积确定变化率值；
第九确定子单元，用于根据所述变化率值与所述分段端点元数据中高比特深度采样值的和值或差值确定所述低比特深度采样值对应的高比特深度采样值。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
解码模块，用于在根据元数据确定分段端点之前，解析码流并从解析出来码流中数据单元获取所述元数据；
其中，所述数据单元包括以下之一：参数集、分片头信息、辅助信息单元、用户自定义数据单元、描述子信息单元。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述比特深度用于表示所述像素采样值使用的二进制符号位数。
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