CN108200441B - 一种图像亮度处理方法及装置、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开揭示了一种图像亮度处理方法及装置、电子设备和计算机可读存储介质，该方法包括：接收HDR图像，根据HDR图像各像素点的亮度值，确定HDR图像的最大亮度值；根据采集的屏幕背光源亮度以及HDR图像的最大亮度值，确定亮度分割阈值；将HDR图像中亮度值小于等于亮度分割阈值的信号，基于HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据，将亮度值大于亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。本公开提供的技术方案，可以尽可能地还原真实亮度，在真实还原的基础上提供更多的细节，避免因屏幕亮度受限，导致画面大量信息丢失。

Description

一种图像亮度处理方法及装置、电子设备
技术领域
本公开涉及视频处理技术领域，特别涉及一种图像亮度处理方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质。
背景技术
HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)是指一个影像产品或设备所能表达的最暗到最亮的范围。彩色电视诞生以来，受限于显示器件的显示能力，视频的动态范围远远低于人眼所能感知的范围。人眼对亮度的感知范围为0.001～20000nit，而目前的视频标准是0.117～100nit，因此，为了更真实的还原出自然界的景象，提出了HDR的概念。
传统方式实现HDR显示的转换函数主要有遵循SMPTE(电影电视工程师协会)主导的ST2084标准,即Perceptual Quantizer(感知量化)技术。这种技术基于EOTF(电光转换函数)传递函数，定义了最大亮度为10000nit(尼特，亮度单位)。HDR10目前是一种公开的编码方式，在HDR的推广中也应用范围最广，其量化感知曲线(即PQ曲线)是以绝对值的方式进行编码，真实还原自然界中物体的真实亮度，具体曲线如图1所示。从图1中可以看出，当图像亮度达到1024灰阶时屏幕应达到10000nit亮度的画面显示。
但是目前液晶电视的背光设计，大都集中于500nit以下，更多的是在300nit左右。ST2084标准定义的最大亮度基本超过了电视面板所能达到的极限。此时，如果按照PQ曲线对视频进行解码显示，显示画面的亮度在面板的最大亮度之下，而对于超过面板最大亮度的部分，画面的信息就会出现丢失。
发明内容
为了解决相关技术中存在的由于液晶电视背光源亮度较低，按照PQ曲线对视频进行解码显示，显示画面的亮度在面板的最大亮度之下，而对于超过面板最大亮度的部分，画面的信息就会出现丢失的问题，本公开提供了一种图像亮度处理方法。
一方面，本公开提供了一种图像亮度处理方法，该方法包括：
接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值；
根据采集的屏幕背光源亮度以及所述HDR图像的最大亮度值，确定亮度分割阈值；
将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据，将亮度值大于所述亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
另一方面，本公开还提供了一种图像亮度处理装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值；
阈值确定模块，用于根据采集的屏幕背光源亮度以及所述HDR图像的最大亮度值，确定亮度分割阈值；
亮度处理模块，用于将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据，将亮度值大于所述亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
此外，本公开还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行上述图像亮度处理方法。
进一步的，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行完成上述图像亮度处理方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开上述提供的技术方案，根据屏幕背光源亮度和HDR图像的最大亮度值确定亮度分割阈值，之后根据亮度分割阈值，对亮度值小于等于亮度分割阈值的信号按照编码曲线进行亮度还原，对亮度值大于亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，使显示亮度随输入信号亮度值的变化而变化。从而可以尽可能地还原真实亮度，在真实还原的基础上提供更多的细节，避免因屏幕亮度受限，导致画面大量信息丢失的问题。
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是现有HDR10编码方式的量化感知曲线；
图2是根据本公开所涉及的实施环境的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种装置的框图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种图像亮度处理方法的流程图；
图5是图4对应实施例的步骤420的流程图；
图6是根据一示例性实施例示出的受到面板亮度限制，不同标准的映射曲线与本公开提供的映射曲线的显示结果对比图；
图7、8是根据一示例性实施例示出的受到面板亮度限制，不同标准的映射曲线的输出结果对比图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种图像亮度处理方法的简化流程图；
图10是另一示例性实施例示出的一种图像亮度处理方法的流程图；
图11是根据一示例性实施例示出的一种图像亮度处理装置的框图；
图12是是图11对应实施例的阈值确定模块的细节框图。
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2是根据本公开所涉及的实施环境的示意图。该实施环境包括：智能设备110和服务器120。
智能设备110和服务器120之间的关联方式，包括硬件的网络关联方式和/或协议，以及二者之间往来的数据关联方式。智能设备110可以从服务器120获取HDR图像，并对HDR图像进行解码后显示。由于智能设备110所能显示的最大亮度有限，由此智能设备110可以采用本公开提供的图像亮度处理方法，对HDR图像中亮度值大于亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，使显示亮度随输入信号亮度的变化而变化，从而避免显示亮度大于显示面板最大亮度的信号均直接按照该最大亮度进行显示，导致所显示画面大量细节的丢失的问题，特别是对低亮度屏来说，效果尤甚。
图3是根据一示例性实施例示出的一种装置200的框图。例如，装置200可以是图2所示实施环境中的智能设备110。智能设备110比如可以是智能电视、智能电视机顶盒、智能冰箱以及智能摄像头等。
参照图2，装置200可以包括以下一个或多个组件：处理组件202，存储器204，电源组件206，多媒体组件208，音频组件210，传感器组件214以及通信组件216。
处理组件202通常控制装置200的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作以及记录操作相关联的操作等。处理组件202可以包括一个或多个处理器218来执行指令，以完成下述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件202可以包括一个或多个模块，便于处理组件202和其他组件之间的交互。例如，处理组件202可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件208和处理组件202之间的交互。
存储器204被配置为存储各种类型的数据以支持在装置200的操作。这些数据的示例包括用于在装置200上操作的任何应用程序或方法的指令。存储器204可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储器204中还存储有一个或多个模块，该一个或多个模块被配置成由该一个或多个处理器218执行，以完成下述图4、图5、图7任一所示方法中的全部或者部分步骤。
电源组件206为装置200的各种组件提供电力。电源组件206可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置200生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件208包括在所述装置200和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)和触摸面板。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。屏幕还可以包括有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Display，简称OLED)。
音频组件210被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件210包括一个麦克风(Microphone，简称MIC)，当装置200处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器204或经由通信组件216发送。在一些实施例中，音频组件210还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
传感器组件214包括一个或多个传感器，用于为装置200提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件214可以检测到装置200的打开/关闭状态，组件的相对定位，传感器组件214还可以检测装置200或装置200一个组件的位置改变以及装置200的温度变化。在一些实施例中，该传感器组件214还可以包括磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件216被配置为便于装置200和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置200可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi(WIreless-Fidelity，无线保真)。在一个示例性实施例中，通信组件216经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件216还包括近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RadioFrequency Identification，简称RFID)技术，红外数据协会(Infrared DataAssociation，简称IrDA)技术，超宽带(Ultra Wideband，简称UWB)技术，蓝牙技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置200可以被一个或多个应用专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器、数字信号处理设备、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行下述方法。
图4是根据一示例性实施例示出的一种图像亮度处理方法的流程图。该图像亮度处理方法的适用范围和执行主体，例如，该方法用于图2所示实施环境的智能设备110。如图4所示，该图像亮度处理方法，可以由智能设备110执行，可以包括以下步骤。
在步骤410中，接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值。
其中，HDR(High-Dynamic Range，简称HDR)图像是指高动态范围图像，相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节。该HDR图像的编码方式可以是HDR10编码，也就是说可以将拍摄场景的真实亮度划分为1024个等级，即1024灰阶。HDR图像可以是一帧图像或按照时间顺序性形成的图像序列。也就是说，该HDR图像可以是视频文件中的图像序列。
HDR图像的各像素点的亮度值是指将拍摄场景的真实亮度按照编码曲线(例如图1的PQ曲线)映射得到的亮度码值(code value)。通过统计HDR图像的所有像素点的亮度码值，可以得到该HDR图像的最大亮度值。即所有像素点的亮度码值的最大值。
智能设备110可以联网从服务器120获取HDR图像。根据需要，该HDR图像还可以存储在智能设备110的本地数据库中。智能设备110获取该HDR图像后进行解码并显示，而解码就是将HDR图像的亮度码值按照特定的亮度映射曲线进行映射，得到HDR图像的显示亮度。
具体的，智能设备110根据获取的HDR图像的各像素点的亮度值，通过比较可以得到整个HDR图像的最大亮度值，也就是说整个HDR图像中最亮像素点的亮度值。其中，亮度值均采用亮度等级的形式表示。
在步骤420中，根据采集的屏幕背光源亮度以及所述HDR图像的最大亮度值，确定亮度分割阈值；
其中，智能设备110的屏幕背光源亮度可以提前存储在智能设备110中，同时在智能设备110的屏幕上可以增加光感传感器，用于采集屏幕背光源亮度。由此，在步骤420之前还可以包括以下步骤：通过屏幕上配置的光感传感器采集屏幕背光源亮度。
需要说明的是，如果根据HDR图像拍摄时的编码曲线进行HDR图像的解码并显示，虽然能真实还原自然界中物体的真实亮度，但是对于高于面板最大亮度的画面信息就会丢失，由此本公开旨在根据屏幕背光源亮度(即面板最大亮度)，对亮度较低的像素点亮度信号进行真实还原，从而充分还原自然的景象，对亮度较高的像素点亮度信号进行显示亮度压缩，使显示亮度随输入信号亮度值变化而变化，从而尽可能减少画面细节的丢失，让画面对比度柔和地铺开，覆盖最暗到最亮的范围。
为了确定对哪个亮度区段的信号进行真实还原，对哪个亮度区段的信号进行亮度压缩，需要确定亮度分割阈值。可选的，如图5所示，步骤420具体包括：
在步骤421中，根据所述HDR图像的最大亮度值和屏幕背光源亮度得到BT.1886规范指定曲线；
举例来说，假设屏幕背光源亮度为500nit，HDR图像的最大值亮度为1024灰阶，则按照BT.1886规范得到的映射曲线如图6中的BT.1886-Panel曲线所示。在已知屏幕背光源亮度和HDR图像的最大亮度值时，得到BT.1886规范指定曲线的方式采用现有技术实现。本公开对此不作限定。
在步骤422中，基于所述屏幕背光源亮度和预设系数确定显示亮度拐点值，所述显示亮度拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上映射得到的亮度等级，作为所述亮度分割阈值。
具体的，预设系数可以是20％、30％、40％等，假设预设系数是20％，屏幕背光源亮度是500nit。根据该BT.1886规范指定曲线，将该曲线中显示亮度(纵坐标)小于等于100nit(即500nit×20％，屏幕背光源亮度乘以预设系数作为显示亮度拐点值)对应的信号亮度值(横坐标)作为亮度分割阈值。例如，按照图6所示，在屏幕背光源亮度是500nit，HDR图像最大亮度值是1024灰阶时，亮度分割阈值可以是500灰阶。
在步骤430中，将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据，将亮度值大于所述亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
其中，编码曲线是指将拍摄的真实场景经过编码得到HDR图像的色调映射曲线。亮度还原是指将HDR图像的亮度值解码成该图像拍摄时的场景真实亮度。而亮度压缩是指减小由HDR图像的亮度值解码得到的显示亮度值，且显示亮度值随着HDR图像的亮度值递增逐渐增加。
具体的，根据HDR图像各像素点的信号亮度值以及亮度分割阈值，可以对所有像素点进行分区。将亮度值小于等于亮度分割阈值的像素点划分至还原区，将亮度值大于亮度分割阈值的像素点划分至压缩区。
进而可以对还原区的像素点亮度信号按照HDR图像编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据。也就是说，小于等于亮度分割阈值的信号，可以根据HDR图像拍摄时的编码曲线进行解码，真实还原自然界中物体的真实亮度。该编码曲线可以是图1所示的PQ(量化感知)曲线。
而对于大于亮度分割阈值的信号，需要对该信号解码得到的显示亮度进行亮度压缩，得到第二亮度数据。以此避免因显示亮度大于屏幕背光源亮度而直接以屏幕背光源亮度进行显示，导致画面信息丢失的问题。其中，随着信号亮度值递增，对显示亮度的压缩程度越大。并且，随着信号亮度值递增，解码显示的显示亮度逐渐递增。较优的，对HDR图像的最大亮度值在进行解码显示时，显示亮度是屏幕背光源亮度。而低于HDR图像最大亮度值的亮度信号，在进行解码显示时，显示亮度均低于屏幕背光源亮度。
举例来说，屏幕背光源亮度为500nit对应HDR图像的最大亮度值1024灰阶，假设预设系数为20％，BT.1886曲线理论值为100nit(即显示亮度拐点值)时对应的信号亮度值为500灰阶，即亮度分割阈值为500灰阶。将500灰阶-1024灰阶的信号亮度值线性映射到100nit-500nit，得到信号亮度值大于亮度分割阈值时的亮度压缩曲线。
其中，假设编码曲线可以是图1所示的PQ(量化感知)曲线。如图6所示，result-panel曲线可以代表屏幕背光源亮度为500nit，HDR图像的最大亮度值为1024灰阶时，按照编码曲线直接进行解码得到的亮度显示结果。从图中可以看出，显示亮度大于500nit的信号均以500nit进行显示，从而会导致画面大量细节的丢失。图6中的resut曲线代表采用本公开提供的方案所得到的特定的亮度映射曲线。该亮度映射曲线包括两部分，一部分是亮度值小于等于亮度分割阈值的区间段，该区间段的曲线与HDR图像编码曲线重合，实现亮度还原；另一部分是亮度值大于亮度分割阈值的区间段，该区间段的曲线就是亮度压缩曲线，实现亮度压缩。
如图6中的resut曲线所示，将亮度值小于等于亮度分割阈值的信号按照编码曲线直接进行映射，而亮度值大于亮度分割阈值的信号按照亮度压缩曲线进行映射，分段映射，从而亮度较低的信号可以实现还原，而对于亮度较高的信号可以实现压缩，减少细节损失。
由于液晶电视表现的亮度范围不足以表现现实世界中的亮度域，而如果简单的将真实世界的整个亮度域线性压缩到液晶电视所能表现的亮度域内，则会在明暗两端同时丢失很多细节，Tone Mapping(色调映射技术)就是为了克服这一情况而存在的，它根据当前场景推算出场景的平均亮度和最大亮度，再根据这个平均亮度和最大亮度将整个场景映射到HDR(高动态范围)标准规定亮度域。
按照现有的Tone Mapping曲线直接进行图像解码的解码结果如图6中的result-panel曲线所示。该Tone Mapping曲线主要是从端到端的用户体验出发，如果根据该ToneMapping曲线进行解码，可以充分还原自然的景象。同时基于大部分场景的平均亮度在200nit左右，因此对200nit以下部分的编码占了很大比例，对于200nit以上的编码步长逐渐增大。但是很显然，如图6的result-panel曲线所示，解码后的显示亮度高于屏幕背光源亮度的信号直接按照屏幕背光源亮度进行显示，导致大量细节丢失。
本公开上述示例性实施例提供的技术方案，根据屏幕背光源亮度和HDR图像的最大亮度值确定亮度分割阈值，之后根据亮度分割阈值，对亮度值小于等于亮度分割阈值的信号根据编码曲线进行亮度还原，对亮度值大于亮度分割阈值的信号按照亮度值进行显示亮度压缩，使显示亮度随输入信号亮度值的变化而变化，从而可以尽可能地还原真实亮度，在真实还原的基础上提供更多的细节，避免因屏幕亮度受限，导致画面大量信息丢失。
进一步的，上述步骤430中将亮度值大于亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据，具体包括：
将HDR图像中亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，基于所述BT.1886规范指定曲线和所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度压缩，得到第二亮度数据。
具体的，可以基于BT.1886规范指定曲线和HDR图像对应的编码曲线得到对HDR图像进行解码的亮度映射曲线。该亮度映射曲线包括亮度还原区段和亮度压缩区段。HDR图像中亮度值大于亮度分割阈值的信号可以根据亮度映射曲线中的亮度压缩区段进行解码得到第二亮度数据。HDR图像中亮度值小于等于亮度分割阈值的信号可以根据亮度映射曲线中的亮度还原区段进行解码得到第一亮度数据。
如图7、8所示，Maxcll曲线代表输入的亮度信号。假设屏幕背光源亮度为500nit，由于屏幕亮度较低，高于屏幕亮度的信号会被砍掉，result-panel曲线即与屏幕亮度有关的编码曲线，受到屏幕最大亮度的限制，大于屏幕最大亮度的信号只能按照屏幕最大亮度显示，虽然保留了大多数信号，但是并不能尽可能多的还原细节。由于HDR图像本身是为用户提供高动态范围的画质体验，如果大量信号丢失，则无法体现HDR的高动态范围。
由此本公开针对低亮度屏进行了亮度相关的mapping(映射)曲线优化，通过屏幕背光源亮度和HDR图像最大亮度值，得到与屏幕背光源亮度有关的编码曲线，然后通过该编码曲线和BT.1886规范指定曲线设计出新的mapping曲线。如图6所示的result曲线为屏幕背光源亮度为500nit时新的mapping曲线。对于500灰阶至1024灰阶的信号不再按照现有编码曲线进行映射，而是根据亮度值大小进行了显示亮度压缩，从而在700灰阶至1024灰阶不再直接按照屏幕最大亮度进行显示，而是随着输入信号亮度值的增加，显示亮度逐步增加，从而增加了图像细节表现。
如图9所示，为本公开提供的图像亮度处理方法的简化流程图，输入的是HDR图像每一帧画面每个像素点的信号亮度值，通过采集屏幕背光源亮度，对屏幕背光源亮度以及HDR图像最大亮度值进行分析确定亮度分割阈值，然后对低亮度的信号进行还原，对高亮度的信号进行显示亮度压缩，使信号亮度发生变化，最后将还原和压缩后的结果输出。
其中，第一亮度数据和所述第二亮度数据通过以下关系式得出：
Yout＝βYout-BT.1886+(1-β)Yout-2084 (1)
其中：Yout-BT.1886为BT.1886规范指定曲线；
β为权重因子，取[0，1)，信号亮度值小于等于亮度分割阈值时β取0，实现亮度还原，Yout为所述第一亮度数据；信号亮度值大于亮度分割阈值时，β不为0，实现亮度压缩，得到第二亮度数据；
Yout-2084为与屏幕背光源亮度有关的编码曲线。例如图6中的result-panel曲线。
其中，
Figure BDA0001555241310000111
MAXCLL为HDR图像的最大亮度值，L为纵坐标经过归一化后的ST2084标准量化感知曲线，Lpane1为屏幕背光源亮度。
Figure BDA0001555241310000112
其中，N为输入信号亮度值，L代表归一化后的屏幕显示亮度；
Figure BDA0001555241310000113
m2＝2523/4096×128＝＝78.84375
c1＝3424/4096＝＝0.8359375＝c3-c2+1
c2＝2413/4096×32＝18.8515625
c3＝2392/4096×32＝18.6875
进一步的，如图10所示，本公开提供的图像亮度处理方法还包括：
在步骤1010中，基于所述屏幕背光源亮度和第二参数得到第二拐点值，所述第二拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上映射得到的亮度等级，作为第二亮度阈值；所述第二参数大于所述预设系数。
需要说明的是，将屏幕背光源亮度乘以预设系数可以得到显示亮度拐点值，该显示亮度拐点值是第一个拐点值。将屏幕背光源亮度乘以第二参数可以得到第二拐点值。第二参数大于预设系数。第二参数可以是80％，预设系数可以是20％。在BT.1886规范指定曲线上找到显示亮度为80％LPanel映射的亮度等级，该亮度等级作为第二亮度阈值。
在步骤1020中，对于亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，根据信号亮度值与所述第二亮度阈值之间的大小关系，确定不同的β值。
对于亮度值小于等于亮度分割阈值的信号，β值取0。对于亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，β值随着信号亮度值的增加逐渐增加。信号亮度值大于亮度分割阈值小于等于第二亮度阈值时，β取a。信号亮度值大于第二亮度阈值时，β取b。0<a<b<1。
假设屏幕背光源亮度为500nit，预设系数为20％，第一参数为80％。举例来说，
当某个像素点亮度信号在Yout-BT.1886输出亮度小于等于100nit时，β＝0；
当某个像素点亮度信号在Yout-BT.1886输出亮度为100nit-80％LPanel时，β＝0.3；
当某个像素点亮度信号在Yout-BT.1886输出亮度大于80％LPanel时，β＝0.8
由于暗场细节较容易饱和，因此对暗场细节可以采取真实还原的方式，不对其进行压缩处理。如理论输出亮度小于100nit的信号可以认为是暗场，进行真实还原，而理论输出亮度大于100nit的信号进行分段压缩。由于自然界平均亮度大都集中于100nit-200nit，因此例如当屏幕亮度低于350nit时，进行分段映射，既可以使自然界真实亮度被还原，又可以减少细节丢失。以300nit画面为例：可以对180nit以下信号真实还原，180～250采取斜率为K1的压缩，250～300采取斜率为K1的压缩，从而输出亮度范围不变，只是进行亮度的压缩，可保证灰度完整性，真实还原HDR显示效果。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开上述智能设备110执行的图像亮度处理方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开图像亮度处理方法实施例。
图11是根据一示例性实施例示出的一种图像亮度处理装置的框图，该图像亮度处理装置可以用于图2所示实施环境的智能设备110中，执行图4、图5、图10任一所示的图像亮度处理方法的全部或者部分步骤。如图11所示，该视频亮度压缩包括但不限于：数据获取模块1110、阈值确定模块1120以及亮度处理模块1130。
数据获取模块1110，用于接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值；
阈值确定模块1120，用于根据采集的屏幕背光源亮度以及所述HDR图像的最大亮度值，确定亮度分割阈值；
亮度处理模块1130，用于将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据，将亮度值大于所述亮度分割阈值的信号进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
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图像亮度处理方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
数据获取模块1110比如可以是图3中的某一个物理结构通信组件216。
阈值确定模块1120以及亮度处理模块1130也可以是功能模块，用于执行上述图像亮度处理方法中的对应步骤。可以理解，这些模块可以通过硬件、软件、或二者结合来实现。当以硬件方式实现时，这些模块可以实施为一个或多个硬件模块，例如一个或多个专用集成电路。当以软件方式实现时，这些模块可以实施为在一个或多个处理器上执行的一个或多个计算机程序，例如图3的处理器218所执行的存储在存储器204中的程序。
其中，如图12所示，所述阈值确定模块1120包括：
曲线确定单元1121，用于根据所述HDR图像的最大亮度值和屏幕背光源亮度确定BT.1886规范指定曲线；
阈值确定单元1122，用于基于所述屏幕背光源亮度和预设系数确定显示亮度拐点值，所述显示亮度拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上映射得到的亮度等级，作为所述亮度分割阈值。
进一步的，所述亮度处理模块1130包括：
亮度压缩单元，用于将HDR图像中亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，基于所述BT.1886规范指定曲线和所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度压缩，得到第二亮度数据。
其中，第一亮度数据和所述第二亮度数据通过以下关系式得出：
Yout＝βYout-BT.1886+(1-β)Yout-2084
其中：Yout-BT.1886为BT.1886规范指定曲线；
β为权重因子，取[0，1)，信号亮度值小于等于亮度分割阈值时β取0，实现亮度还原，Yout为所述第一亮度数据；信号亮度值大于亮度分割阈值时，β不为0，实现亮度压缩，得到第二亮度数据；
Yout-2084为与屏幕背光源亮度有关的编码曲线。
进一步，本公开提供的图像亮度处理装置还包括：
第二阈值确定模块，用于基于所述屏幕背光源亮度和第二参数得到第二拐点值，所述第二拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上映射得到的亮度等级，作为第二亮度阈值；所述第二参数大于所述预设系数；
分段压缩模块，用于对于亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，根据信号亮度值与所述第二亮度阈值之间的大小关系，确定不同的β值。
可选的，本公开还提供一种电子设备，该电子设备可以用于图2所示实施环境的智能设备110中，执行图4、图5、图10任一所示的图像亮度处理方法的全部或者部分步骤。所述装置包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行上述示例性实施例所述的图像亮度处理方法。
该实施例中电子设备的处理器执行操作的具体方式已经在有关该图像亮度处理方法的实施例中执行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
在示例性实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，例如可以为包括指令的临时性和非临时性计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，该计算机程序可由装置200的处理器218执行以完成上述图像亮度处理方法。
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，并且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)

1.一种图像亮度处理方法，其特征在于，包括：
接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值；
根据所述HDR图像的最大亮度值和屏幕背光源亮度确定BT.1886规范指定曲线；
基于所述屏幕背光源亮度和预设系数确定显示亮度拐点值，所述显示亮度拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上对应得到的亮度等级，作为亮度分割阈值；
将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据；
将HDR图像中亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，基于所述BT.1886规范指定曲线和所述HDR图像对应的编码曲线进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一亮度数据和所述第二亮度数据通过以下关系式得出：
Figure 858853DEST_PATH_IMAGE001
其中：
Figure 510414DEST_PATH_IMAGE002
为BT.1886规范指定曲线；
Figure 696676DEST_PATH_IMAGE003
为权重因子，取[0，1)，信号亮度值小于等于亮度分割阈值时
Figure 888623DEST_PATH_IMAGE004
取0，实现亮度还原，
Figure 109519DEST_PATH_IMAGE005
为所述第一亮度数据；信号亮度值大于亮度分割阈值时，
Figure 463140DEST_PATH_IMAGE006
不为0，实现亮度压缩，得到第二亮度数据；
Figure 464594DEST_PATH_IMAGE007
为与屏幕背光源亮度有关的所述HDR图像对应的编码曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述屏幕背光源亮度和第二参数得到第二拐点值，所述第二拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上对应得到的亮度等级，作为第二亮度阈值；所述第二参数大于所述预设系数；
对于亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，根据信号亮度值与所述第二亮度阈值之间的大小关系，确定不同的
Figure 834134DEST_PATH_IMAGE008
值。
4.一种图像亮度处理装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于接收HDR图像，根据所述HDR图像各像素点的亮度值，确定所述HDR图像的最大亮度值；
曲线确定单元，用于根据所述HDR图像的最大亮度值和屏幕背光源亮度确定BT.1886规范指定曲线；
阈值确定单元，用于基于所述屏幕背光源亮度和预设系数确定显示亮度拐点值，所述显示亮度拐点值在所述BT.1886规范指定曲线上对应得到的亮度等级，作为亮度分割阈值；
亮度处理模块，用于将所述HDR图像中亮度值小于等于所述亮度分割阈值的信号，基于所述HDR图像对应的编码曲线进行亮度还原，得到第一亮度数据；
亮度压缩单元，用于将HDR图像中亮度值大于所述亮度分割阈值的信号，基于所述BT.1886规范指定曲线和所述HDR图像对应的编码曲线进行显示亮度压缩，得到随亮度值变化的第二亮度数据。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-3任意一项所述的图像亮度处理方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行完成权利要求1-3任意一项所述的图像亮度处理方法。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108986053B (zh) * 2018-08-21 2021-03-16 北京小米移动软件有限公司 屏幕显示方法及装置
CN109327734B (zh) * 2018-11-27 2020-11-13 成都索贝数码科技股份有限公司 一种基于动态测光的hdr视频下变换到sdr视频的方法
CN110223244B (zh) * 2019-05-13 2021-08-27 浙江大华技术股份有限公司 一种图像处理的方法、装置、电子设备和存储介质
CN112312001B (zh) * 2019-07-30 2022-08-23 阿波罗智能技术(北京)有限公司 一种图像检测的方法、装置、设备和计算机存储介质
CN112154474A (zh) * 2019-07-30 2020-12-29 深圳市大疆创新科技有限公司 图像处理方法、系统、可移动平台及存储介质
WO2021212440A1 (zh) * 2020-04-23 2021-10-28 华为技术有限公司 一种图像编解码方法及装置
CN113052923B (zh) * 2021-03-31 2023-02-28 维沃移动通信（深圳）有限公司 色调映射方法、装置、电子设备和存储介质
CN113674718B (zh) * 2021-08-10 2022-10-18 北京小米移动软件有限公司 显示亮度调整方法、装置及存储介质
CN114138218B (zh) * 2021-11-30 2024-02-13 北京达佳互联信息技术有限公司 一种内容显示方法和内容显示设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105741789A (zh) * 2016-05-06 2016-07-06 京东方科技集团股份有限公司 一种高动态对比度显示屏的驱动方法及驱动装置
CN106101679A (zh) * 2016-08-23 2016-11-09 青岛海信电器股份有限公司 高动态范围信号的处理方法及处理系统
CN107545871A (zh) * 2017-09-30 2018-01-05 青岛海信电器股份有限公司 图像亮度处理方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5211732B2 (ja) * 2008-02-14 2013-06-12 ソニー株式会社 点灯期間設定方法、表示パネルの駆動方法、点灯条件設定装置、半導体デバイス、表示パネル及び電子機器
CN101620819B (zh) * 2009-06-25 2013-10-16 北京中星微电子有限公司 显示图像背光亮度的动态调整方法、装置及移动显示设备
US10271054B2 (en) * 2014-02-25 2019-04-23 Apple, Inc. Display-side adaptive video processing
HUE053609T2 (hu) * 2014-11-07 2021-07-28 Sony Corp Átviteli készülék, átviteli eljárás, vételi készülék és vételi eljárás
AU2016203181B2 (en) * 2016-05-16 2018-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Method, apparatus and system for determining a luma value
CN106128372A (zh) * 2016-09-14 2016-11-16 广州创维平面显示科技有限公司 一种直下式背光源的控制方法、控制系统和液晶电视
CN107046628B (zh) * 2017-03-15 2019-11-19 四川长虹电器股份有限公司 一种低亮度8k电视机显示hdr效果的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105741789A (zh) * 2016-05-06 2016-07-06 京东方科技集团股份有限公司 一种高动态对比度显示屏的驱动方法及驱动装置
CN106101679A (zh) * 2016-08-23 2016-11-09 青岛海信电器股份有限公司 高动态范围信号的处理方法及处理系统
CN107545871A (zh) * 2017-09-30 2018-01-05 青岛海信电器股份有限公司 图像亮度处理方法及装置

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