CN113489930B - 一种视频信号处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种视频信号处理方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种视频信号处理方法、装置及存储介质,该方法包括:对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号。本技术方案通过预先创建映射表,在待处理视频信号由原始格式转换为目标格式的过程中,实时计算量少,视频信号的处理时间短,可以达到实时转换的效果。

Description

一种视频信号处理方法、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及视频处理技术领域,具体地,涉及一种视频信号处理方法、装置及存储介质。
背景技术
随着超高清视频的发展,HDR(High-Dynamic Range,高动态范围)格式的视频内容越来越多地呈现在观众面前。但是,由于HDR有多种标准格式,如有HDR10、Dolby Vision、Hybrid Log-Gamma(HLG)、Technicolor HDR、Perceptual Quantizer(PQ)、HDR10+等标准格式,且显示设备可支持的格式也是多种多样,所以当显示设备和输入的源视频的视频格式不匹配时,需要在内容制作端或播放器中通过预处理或后处理的方式来进行适配,或者当用户选择不同格式进行视频播放时,也需要将源视频的视频格式与用户需求进行适配。目前采用的处理方式是离线进行文件转码,完成视频文件的格式转换,但对于实时流转码及直播等场景,尚没有发现快速有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供一种视频信号处理方法、装置及存储介质,以解决实时场景下的视频格式适配问题。
第一方面,本申请实施例提供一种视频信号处理方法,包括:对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号。
第二方面,本申请实施例提供一种视频信号处理装置,包括:视频信号预处理模块,用于对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;像素值映射模块,用于根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;视频信号逆处理模块,用于对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号。
第三方面,本申请实施例提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面所述的方法。
本申请实施例提供的技术方案,通过预先创建映射表,在映射表中包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系,从而在获得实时传入的原始格式的待处理视频信号后,可以基于映射表快速获得信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值。在待处理视频信号由原始格式转换为目标格式的过程中,实时计算量少,视频信号的处理时间短,可以达到实时转换的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了本申请实施例提供的视频信号处理方法的流程图;
图2示出了对视频信号进行处理时的转换示意图;
图3示出了视频信号处理方法中步骤120的一种具体流程图;
图4示出了本申请实施例提供的视频信号处理装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示例性实施例进行详细说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。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。
在实时输入的源视频格式与显示设备支持的目标格式不匹配时,或者与用户选择播放的目标格式不匹配时,需要将源视频格式与目标格式进行实时转码适配。由此,本申请实施例提出一种视频信号处理方法,以解决实时处理场景下源视频格式与目标格式的适配问题。图1示出了本申请实施例提供的视频信号处理方法的流程图,如图1所示,该方法包括:
步骤110、对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号。
在一种实施例中,待处理视频信号为YUV视频信号,步骤110包括:对输入的YUV视频信号进行颜色空间转换,获得第一非线性RGB信号;根据电光转换函数,将第一非线性RGB信号转换为第一线性RGB信号。
步骤120、根据预设的映射表,获得第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据目标像素值获得第二线性RGB信号。
其中,该映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系,原始格式为输入的待处理视频信号的源格式。
具体的,原始格式可以是SDR(Standard Dynamic Range,标准动态范围)格式,也可以是HDR格式,HDR格式又包括多种标准格式,如有HDR10、Dolby Vision、Hybrid Log-Gamma(HLG)、Technicolor HDR、Perceptual Quantizer(PQ)、HDR10+等标准格式,原始格式可以是SDR及多种HDR标准格式中的其中一种。同样的,目标格式可以是SDR格式,也可以是HDR格式,目标格式可以是SDR及多种HDR标准格式中的其中一种。例如,本实施例可以将SDR视频信号转换为基于PQ标准格式的HDR视频信号,可以将SDR视频信号转换为基于HLG标准格式的HDR视频信号,可以将基于各种标准格式的HDR视频信号转换为SDR视频信号,甚至可以实现不同标准格式的HDR视频信号间的互转。
步骤130、对第二线性RGB信号进行与该预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号。
在与步骤110相对应的实施例中,按照与预设处理相反的逆处理,步骤130包括:根据光电转换函数,将第二线性RGB信号转换为第二非线性RGB信号;对第二非线性RGB信号进行颜色空间转换,获得YUV视频信号,该YUV视频信号即为完成格式转换的目标视频信号。
可选的,HDR视频信号的位深不得低于10比特,才能承载更多的信息量,目前普遍采用位深为10比特的HDR视频信号,但也不排除HDR视频的位深为12比特或16比特。而SDR视频信号的位深一般为8比特,因此,在对YUV视频信号进行颜色空间转换之前,该方法还包括:若确定YUV视频信号的位深低于10比特,则将YUV视频信号的位深转换至N1比特,其中,N1不小于10。当输入的YUV视频信号为SDR格式时,此时YUV视频信号的位深低于10比特,于是将SDR格式的YUV视频信号的位深由8比特转换至N1比特,N1可以是10、12或16。
可选的,在步骤110之前,该方法还包括:确定目标格式以及待处理视频信号的原始格式;根据目标格式和原始格式创建预设的映射表。
预设的映射表包括第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵,其中,第一空间转换映射表用于实现RGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换,第二空间转换映射表用于实现XYZ颜色空间到RGB颜色空间的转换,色域转换矩阵用于实现不同格式色域间的转换。
第一空间转换映射表的创建方式如下:
1、计算第一空间转换映射表中第n个位置的初值v=(n-k1)/k2;
2、计算中间值d:
若v小于-beta,则中间值d=-alpha*pow(-v,gamma)+(alpha-1.0);
若v小于beta,则中间值d=delta*v;
若v不小于-beta且不小于beta,则中间值d=alpha*pow(v,gamma)-(alpha-1.0);
3、将中间值d乘以k2,将获得的乘积四舍五入,获得第一空间转换映射表中第n个位置的目标值。
4、第一空间转换映射表包括2N1-1个位置的目标值。
其中,n的取值范围为[0,2N1-1-1],N1为第一线性RGB信号的位深;当第一线性RGB信号位深为16比特时,第一空间转换映射表中共有32768个位置的目标值,n的取值范围为0~32767;k1为第一系数,k2为第二系数,alpha为原始格式的常数偏移,beta为原始格式的分段临界点,gamma为原始格式的伽马调整值,delta为原始格式的线性偏移,pow(-v,gamma)表示计算(-v)的gamma次幂,pow(v,gamma)表示计算v的gamma次幂。
第二空间转换映射表的创建方式与第一空间转换映射表基本一致,在此不赘述。需要注意的是,在创建第二空间转换映射表时,上述公式中,alpha为目标格式的常数偏移,beta为目标格式的分段临界点,gamma为目标格式的伽马调整值,delta为目标格式的线性偏移。
色域转换矩阵的创建方式如下:
通过以下公式计算色域转换矩阵lut[m][n]:
lut[m][n]=xyz2rgb[m][0]*rgb2xyz[0][n]+xyz2rgb[m][1]*rgb2xyz[1][n]+xyz2rgb[m][2]*rgb2xyz[2][n];
其中,lut[m][n]为色域转换矩阵,rgb2xyz为原始格式色域下RGB颜色空间转XYZ颜色空间的第一转换系数矩阵,xyz2rgb为目标格式色域下XYZ颜色空间转RGB颜色空间的第二转换系数矩阵,m和n的取值为0、1、2。
第一转换系数矩阵、第二转换系数矩阵和色域转换矩阵均为3*3的矩阵,第一转换系数矩阵和第二转换系数矩阵为现有技术中的标准矩阵,可以直接使用。在不同的色域下,第一转换系数矩阵和第二转换系数矩阵不同。
在创建完成第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵后,当待处理视频信号传入时,将实时根据已创建的第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵对待处理视频信号进行处理,即不断执行步骤110至步骤130,从而实时输出经处理的目标视频信号。
图2示出了对视频信号进行处理时的转换示意图,如图2所示,在进行视频信号的实时预处理时,输入为解码得到的YUV视频信号,YUV视频信号为经过光电转换处理后的非线性电信号,将YUV视频信号转换到RGB颜色空间,获得RGB视频信号,此时RGB视频信号仍为非线性电信号,然后,将非线性电信号通过EOTF电光转换函数转换为线性光信号,在光信号域上进行色域转换,其中包括将线性RGB信号转换为XYZ信号(其目的是消除小于0的像素值),基于XYZ信号进行色域转换,以及将XYZ信号转换为线性RGB信号,在完成上述操作后,获得经转换后的RGB视频信号,经转换后的RGB视频信号为线性光信号,通过OETF光电转换函数将线性光信号映射到非线性电信号,以供后续的编码封装,进而获得目标视频信号。
具体的,图3示出了本实施例提供的视频信号处理方法中步骤120的一种具体流程图;如图3所示,步骤120中根据预设的映射表获得第二线性RGB信号的过程包括:
步骤121、根据第一空间转换映射表,将第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号。
需要说明的是,YUV信号与RGB信号之间的颜色空间互转,以及RGB信号与XYZ信号之间的颜色空间互转,目前已有相对成熟的实时转换方案可供参考使用,可以直接将其应用于本实施例的视频信号处理方法中,并达到实时效果,当然,也可采用本实施例提供的下述方案进行转换。
在本实施例中,将第一线性RGB信号中每一像素点的像素值与第一系数k1之和作为该像素点在第一空间转换映射表中的位置索引,根据该位置索引从第一空间转换映射表中查找对应位置的目标值,该目标值为该像素点在XYZ颜色空间的像素值;根据每一像素点的目标值获得第一XYZ信号。
进一步的,在步骤121中,根据第一线性RGB信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从第一空间转换映射表中查询获得该像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值;根据各像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值获得第一XYZ信号。可以理解的,第一线性RGB信号中任一像素点的像素值由R通道、G通道和B通道的像素值组成,第一XYZ信号中任一像素点的像素值由X通道、Y通道和Z通道的像素值组成;在第一空间转换映射表中,分别查询像素点在R通道的像素值所对应的目标值、该像素点在G通道的像素值所对应的目标值以及该像素点在B通道的像素值所对应的目标值,R通道、G通道和B通道共享相同的映射表,得到的三个目标值为该像素点在XYZ三通道的像素值。在获得每一像素点的目标值后,以目标值替换该像素点的原有像素值,得到第一XYZ信号。
为进一步加快处理速度,使得对视频信号的处理更加接近于实时,步骤121包括:将第一线性RGB信号切分为多个子信号,通过多个线程并行对多个子信号进行处理;其中,一个线程用于对一个子信号进行“根据该子信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从第一空间转换映射表中查询获得该像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值”的处理,将多个线程的处理结果进行组合,得到完整的第一XYZ信号。
例如,将第一线性RGB信号切分为32个子信号,通过32个线程并行对32个子信号进行处理,一个线程用于对一个子信号进行处理。
需要说明的是,在下述的步骤122、步骤123中也可通过将完整信号切分为多个子信号、并通过多个线程并行处理的方式来加快处理速度,或者,在完成步骤121后,暂不将多个线程的处理结果进行组合,而是由多个线程继续基于多个子信号并行执行步骤122及步骤123,在完成步骤122及步骤123后再将多个线程的处理结果进行组合,得到最终完整的第二线性RGB信号。
可以理解的,将一帧的第一线性RGB信号切分成多个子信号,每个子信号由单独的线程进行处理,多个线程共享相同的第一空间转换映射表(在步骤123中,共享相同的第二空间转换映射表),即多个线程查询的是同一映射表。如此一来,不同的子信号由不同的线程进行并行处理,可以大大减少处理时间,提高处理效率,使得该方案可以有效应用到各种实时场景中。
步骤122、根据色域转换矩阵,确定第一XYZ信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,获得第二XYZ信号。
具体的,将第一XYZ信号中每一像素点的像素值与色域转换矩阵lut[m][n]进行矩阵乘法运算,获得各像素点对应的目标像素值。
步骤123、根据第二空间转换映射表,将第二XYZ信号转换到RGB颜色空间,获得第二线性RGB信号。
步骤123的实现方式与步骤121基本一致,具体可以参照对步骤121的描述,在此不赘述。
可选的,该方法还包括:在查询第一空间转换映射表之前,将第一线性RGB信号中各像素点的像素值映射到0到1的范围内,从而将各像素点的像素值归一化到0到1的数值范围内,因此在步骤121中,基于各像素点的0到1数值范围内的像素值,查询第一空间转换映射表,获得对应的目标值;在获得第二线性RGB信号后,将第二线性RGB信号中各像素点的像素值映射到N2比特的整型范围内;其中,N2不小于10,N2可以为10、12或16。
在一种实施例中,N2为16,则第二线性RGB信号、第二非线性RGB信号以及目标视频信号的位深均为16比特,16比特的位深能够适应目前高位深10比特、12比特的需求,能够承载更多信息量。
综上所述,本申请实施例提供的技术方案,通过预先创建映射表,在映射表中包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系,从而在获得实时传入的原始格式的待处理视频信号后,可以基于映射表快速获得信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,一定程度上减少了计算量,可以有效缩短视频信号的处理时间,达到实时转换的效果。
还需要说明的是,本技术方案没有改变YUV信号和RGB信号间的转换公式,没有改变电光转换函数和光电转换函数,因此不会影响转换后的目标视频信号的动态范围和主观质量;并且,映射表只与像素点的像素值有关,与像素点在视频信号中的位置无关,且像素点之间的处理互相独立,便于后续的多线程并行处理,有利于加快处理速度;本方案通过消耗一定内存,以空间消耗换时间加速,多使用了内存空间,而降低了时间消耗,极大提升了处理速度,使得该方案可以达到4k 60fps的实时处理,可以有效应用到实时流转码及直播等各种实时场景中。经实际测验,在实时流转码场景中,可以实现PQ格式到SDR格式或HLG格式的实时适配,以及实现HLG格式到SDR格式或PQ格式的实时适配。
基于同一发明构思,本申请实施例提供一种视频信号处理装置,请参照图4,该装置包括:
视频信号预处理模块210,用于对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;
像素值映射模块220,用于根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;
视频信号逆处理模块230,用于对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号。
可选的,所述待处理视频信号为YUV视频信号,视频信号预处理模块210用于:对所述YUV视频信号进行颜色空间转换,获得第一非线性RGB信号;根据电光转换函数,将第一非线性RGB信号转换为第一线性RGB信号。
可选的,该装置还包括:位深转换模块,用于若确定所述YUV视频信号的位深低于10比特,则将所述YUV视频信号的位深转换至N1比特,其中,N1不小于10。
可选的,所述预设的映射表包括:第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵,像素值映射模块220包括:
第一转换映射模块,用于根据所述第一空间转换映射表,将所述第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号;
色域转换模块,用于根据所述色域转换矩阵,确定所述第一XYZ信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,获得第二XYZ信号;
第二转换映射模块,用于根据所述第二空间转换映射表,将所述第二XYZ信号转换到RGB颜色空间,获得所述第二线性RGB信号。
可选的,第一转换映射模块用于:根据所述第一线性RGB信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从所述第一空间转换映射表中查询获得所述像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值;根据各像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值获得第一XYZ信号。
可选的,第一转换映射模块用于:将所述第一线性RGB信号切分为多个子信号,通过多个线程并行对所述多个子信号进行处理,其中,一个线程用于根据子信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从所述第一空间转换映射表中查询获得所述子信号中各像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值。
可选的,色域转换模块用于:将所述第一XYZ信号中每一像素点的像素值与所述色域转换矩阵进行矩阵乘法运算,获得各像素点对应的目标像素值。
可选的,该装置还包括:映射表创建模块,用于:确定目标格式以及待处理视频信号的原始格式;根据所述目标格式和所述原始格式分别创建第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵。
可选的,通过如下公式创建所述色域转换矩阵:
lut[m][n]=xyz2rgb[m][0]*rgb2xyz[0][n]+xyz2rgb[m][1]*rgb2xyz[1][n]+xyz2rgb[m][2]*rgb2xyz[2][n];
其中,lut[m][n]为色域转换矩阵,rgb2xyz为原始格式色域下RGB颜色空间转XYZ颜色空间的第一转换系数矩阵,xyz2rgb为目标格式色域下XYZ颜色空间转RGB颜色空间的第二转换系数矩阵,m和n的取值为0、1、2。
可选的,通过如下方式创建所述第一空间转换映射表:
计算第一空间转换映射表中第n个位置的初值v=(n-k1)/k2;
若v小于-beta,则中间值d=-alpha*pow(-v,gamma)+(alpha-1.0);
若v小于beta,则中间值d=delta*v;
若v不小于-beta且不小于beta,则中间值d=alpha*pow(v,gamma)-(alpha-1.0);
将中间值d乘以k2,将获得的乘积四舍五入,获得第一空间转换映射表中第n个位置的目标值,并由2N1-1个位置的目标值形成第一空间转换映射表;
其中,n的取值范围为[0,2N1-1-1],N1为第一线性RGB信号的位深,k1为第一系数,k2为第二系数,alpha为原始格式的常数偏移,beta为原始格式的分段临界点,gamma为原始格式的伽马调整值,delta为原始格式的线性偏移,pow(-v,gamma)表示计算(-v)的gamma次幂,pow(v,gamma)表示计算v的gamma次幂。
可选的,第一转换映射模块用于:将第一线性RGB信号中每一像素点的像素值与第一系数k1之和作为所述像素点在第一空间转换映射表中的位置索引,根据所述位置索引从所述第一空间转换映射表中查找对应位置的目标值,所述目标值为所述像素点在XYZ颜色空间的像素值;根据每一像素点的目标值获得第一XYZ信号。
可选的,该装置还包括:数值映射模块,用于:在查询所述第一空间转换映射表之前,将所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值映射到0到1的范围内;在获得所述第二线性RGB信号之后,将所述第二线性RGB信号中各像素点的像素值映射到N2比特的整型范围内;其中,N2不小于10。
可以理解,本实施例中的视频信号处理装置,其实现原理及产生的技术效果在前述方法实施例中已经介绍,为简要描述,该视频信号处理装置中未提及之处可以参照视频信号处理方法中的相应描述。
本申请实施例还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行本申请实施例提供的视频信号处理方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种视频信号处理方法,其特征在于,包括:
对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;
根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;
对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号;
所述预设的映射表包括:第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵,所述根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号,包括:
根据所述第一空间转换映射表,将所述第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号;
根据所述色域转换矩阵,确定所述第一XYZ信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,获得第二XYZ信号;
根据所述第二空间转换映射表,将所述第二XYZ信号转换到RGB颜色空间,获得所述第二线性RGB信号;
通过如下方式创建所述第一空间转换映射表:
计算第一空间转换映射表中第n个位置的初值v=(n-k1)/k2;
若v小于-beta,则中间值d=-alpha*pow(-v,gamma)+(alpha-1.0);
若v小于beta,则中间值d=delta*v;
若v不小于-beta且不小于beta,则中间值d=alpha*pow(v,gamma)-(alpha-1.0);
将中间值d乘以k2,将获得的乘积四舍五入,获得第一空间转换映射表中第n个位置的目标值,并由32767个位置的目标值形成第一空间转换映射表;
其中,n的取值范围为[0,32767],第一线性RGB信号的位深为16比特,第一空间转换映射表中共有32768个位置的目标值,k1为第一系数,k2为第二系数,alpha为原始格式的常数偏移,beta为原始格式的分段临界点,gamma为原始格式的伽马调整值,delta为原始格式的线性偏移,pow(-v,gamma)表示计算(-v)的gamma次幂,pow(v,gamma)表示计算v的gamma次幂;
所述根据所述第一空间转换映射表,将所述第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号,包括:
将第一线性RGB信号中每一像素点的像素值与第一系数k1之和作为所述像素点在第一空间转换映射表中的位置索引,根据所述位置索引从所述第一空间转换映射表中查找对应位置的目标值,所述目标值为所述像素点在XYZ颜色空间的像素值;
根据每一像素点的目标值获得第一XYZ信号;
所述方法还包括:
在查询所述第一空间转换映射表之前,将所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值映射到0到1的范围内;
在获得所述第二线性RGB信号之后,将所述第二线性RGB信号中各像素点的像素值映射到N2比特的整型范围内;其中,N2不小于10。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待处理视频信号为YUV视频信号,所述对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号,包括:
对所述YUV视频信号进行颜色空间转换,获得第一非线性RGB信号;
根据电光转换函数,将第一非线性RGB信号转换为第一线性RGB信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在对所述YUV视频信号进行颜色空间转换之前,所述方法还包括:
若确定所述YUV视频信号的位深低于10比特,则将所述YUV视频信号的位深转换至N1比特,其中,N1不小于10。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一空间转换映射表,将所述第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号,包括:
根据所述第一线性RGB信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从所述第一空间转换映射表中查询获得所述像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值;
根据各像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值获得第一XYZ信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一线性RGB信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从所述第一空间转换映射表中查询获得所述像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值,包括:
将所述第一线性RGB信号切分为多个子信号,通过多个线程并行对所述多个子信号进行处理,其中,一个线程用于根据子信号中各像素点在R通道、G通道和B通道的像素值,从所述第一空间转换映射表中查询获得所述子信号中各像素点在X通道、Y通道和Z通道的像素值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述色域转换矩阵,确定所述第一XYZ信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,包括:
将所述第一XYZ信号中每一像素点的像素值与所述色域转换矩阵进行矩阵乘法运算,获得各像素点对应的目标像素值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号之前,所述方法还包括:
确定目标格式以及待处理视频信号的原始格式;
根据所述目标格式和所述原始格式分别创建第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,通过如下公式创建所述色域转换矩阵:
lut[m][n]=xyz2rgb[m][0]*rgb2xyz[0][n]+xyz2rgb[m][1]*rgb2xyz[1][n]+xyz2rgb[m][2]*rgb2xyz[2][n];
其中,lut[m][n]为色域转换矩阵,rgb2xyz为原始格式色域下RGB颜色空间转XYZ颜色空间的第一转换系数矩阵,xyz2rgb为目标格式色域下XYZ颜色空间转RGB颜色空间的第二转换系数矩阵,m和n的取值为0、1、2。
9.一种视频信号处理装置,其特征在于,包括:
视频信号预处理模块,用于对原始格式的待处理视频信号进行预设处理,获得第一线性RGB信号;
像素值映射模块,用于根据预设的映射表,获得所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,根据所述目标像素值获得第二线性RGB信号;其中,所述映射表包括基于原始格式的像素值与基于目标格式的像素值之间的映射关系;
视频信号逆处理模块,用于对所述第二线性RGB信号进行与所述预设处理相反的逆处理,获得目标格式的目标视频信号;
所述预设的映射表包括:第一空间转换映射表、第二空间转换映射表和色域转换矩阵,所述像素值映射模块具体用于:
根据所述第一空间转换映射表,将所述第一线性RGB信号转换到XYZ颜色空间,获得第一XYZ信号;根据所述色域转换矩阵,确定所述第一XYZ信号中各像素点的像素值所对应的目标像素值,获得第二XYZ信号;根据所述第二空间转换映射表,将所述第二XYZ信号转换到RGB颜色空间,获得所述第二线性RGB信号;通过如下方式创建所述第一空间转换映射表:计算第一空间转换映射表中第n个位置的初值v=(n-k1)/k2;若v小于-beta,则中间值d=-alpha*pow(-v,gamma)+(alpha-1.0);若v小于beta,则中间值d=delta*v;若v不小于-beta且不小于beta,则中间值d=alpha*pow(v,gamma)-(alpha-1.0);将中间值d乘以k2,将获得的乘积四舍五入,获得第一空间转换映射表中第n个位置的目标值,并由2N1-1个位置的目标值形成第一空间转换映射表;其中,n的取值范围为[0,2N1-1-1],N1为第一线性RGB信号的位深,k1为第一系数,k2为第二系数,alpha为原始格式的常数偏移,beta为原始格式的分段临界点,gamma为原始格式的伽马调整值,delta为原始格式的线性偏移,pow(-v,gamma)表示计算(-v)的gamma次幂,pow(v,gamma)表示计算v的gamma次幂;
所述像素值映射模块具体还用于:将第一线性RGB信号中每一像素点的像素值与第一系数k1之和作为所述像素点在第一空间转换映射表中的位置索引,根据所述位置索引从所述第一空间转换映射表中查找对应位置的目标值,所述目标值为所述像素点在XYZ颜色空间的像素值;根据每一像素点的目标值获得第一XYZ信号;
所述像素值映射模块还用于:
在查询所述第一空间转换映射表之前,将所述第一线性RGB信号中各像素点的像素值映射到0到1的范围内;在获得所述第二线性RGB信号之后,将所述第二线性RGB信号中各像素点的像素值映射到N2比特的整型范围内;其中,N2不小于10。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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