CN113923318B - 一种实现hd和4k hdr视频信号同传输的方法以及sdi设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现HD和4K HDR视频信号同传输的方法以及SDI设备。发送设备利用源4K HDR视频信号生成无压缩的HD SDR视频信号和经过压缩编码的4K HDR增强部分一起嵌入待发送的SDI视频信号；最后通过HD‑SDI信道发送SDI视频信号；接收设备接收来自于HD‑SDI信道的SDI视频信号；如HD SDR视频信号被需要，直接从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号输出；如4K HDR视频信号被需要，则解压出4K HDR增强部分，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号后输出。本发明在一个HD‑SDI信道之中实现了4K和HD视频信号的同步传输，为电视台的4K/HD同制作同播出提供了基础，实现了1.5G‑SDI和3G‑SDI设备的向上兼容。

Description

一种实现HD和4K HDR视频信号同传输的方法以及SDI设备
技术领域
本发明涉及数字串行接口SDI信号传输技术，特别涉及一种实现HD和4K HDR视频信号同传输的方法以及SDI设备。
背景技术
在我国广电行业，各电视台的高清化建设已经基本完成。高清HD信号传输使用最多的是HD-SDI，包括1.5G-SDI、3G-SDI。各电视台都有大量1.5-SDI和3G-SDI的设备。数字串行接口SDI设备用于传输串行数字分量信号，不能直接传送压缩数字信号。
如图1所示，一帧HD-SDI包含两个数字场，总行数为1125，总列数为2640。每帧有效行1080行。其中，第1124行、1125行和1-20行位于第一场数字纵向消隐区，中间包含有一个用于切换容错的转换点，共计22行；561-583行为第二纵向消隐区，共计23行。每帧纵向消隐区共有45行。21-560行为第一场图像有效区，共540行；584-1123行为图像有效区，共540行。一帧中0至1919列为数据有效行，第1920至2199为数字行消隐区。数字行消隐区间从有效视频终止EAV（1920-1924）到有效视频开始SAV（2636-2639）。行号数数据LIN、误码检测码CRC、音频数据和辅助数据HANC嵌入在数字行消隐区。
随着4K超高清建设的逐渐兴起，由于1.5G -SDI和3G-SDI设备只能传输HD信号。为了传输4K HDR视频信号，电视台不得不新购置4×3G-SDI或者12G-SDI的设备，原有设备不能被充分利用，在资源和成本上造成了浪费。
除此之外，对于电视台的4K超高清建设，实现4K和HD同制作同播出是很强烈的需求。4K和HD不仅是分辨率不同，帧率、位深、色域和动态范围都有很大区别。HD SDR视频信号的制式为HD 8bit 50i SDR，分别表示为高清分辨率，8bit色深，50i帧速率，标准动态范围。HD HDR视频信号的制式为HD 10bit 50i HDR，分别表示为高清分辨率，10bit色深，50i帧速率，高动态范围。4K HDR视频信号的制式为4K 10bit 50p HDR，分别表示为4K分辨率，10bit色深，50p帧速率，高动态范围。
在各电视台已有的工程实践之中，4K制播和HD制播基本上是分成了两条独立的流程，4K传输和HD传输使用不同的SDI设备，仅在某些环节上存在4K 50p HDR和HD 50i SDR的上变换或者下变换，且上下变换不是可逆的，不能无损还原。
基于离散小波变换的轻量级压缩方案SMPTE RDD35-TICO，在SDI中传输浅压缩的视频编码数据，经过编解码之后还原的视频信号基本上能做到视觉无损。这样就可以实现在HD-SDI或者3G-SDI中传输4K信号，有效地利用了现有设备。但TICO主要有两个缺点：一是TICO利用的是SDI图像有效区来传输编码数据，编码发送端和解码接收端都必须使用支持TICO的设备才能正常工作，和标准的SDI设备没有兼容性。二是TICO无法同时兼顾4K和HD，一条SDI信道中只能有一种视频制式，要么是4K，要么是HD，不能满足4K和HD同传输的需求。
另外，申请人于2021年7月19日申请的申请号为202110810312.9的一种支持高效编辑的超高清视频分层编解码方法，提供了一种将超高清视频进行编码时，对视频图像进行变换后得到视频图像的低频分量与高频分量，再将低频分量生成基本层码流，将低频分量残差以及高频分量经熵编码后生成增强层码流；在解码时，利用基本层码流与增强层码流还原得到超高清视频的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可在一个HD-SDI信道中同时传输HD 50iSDR和4K 50p HDR视频信号的方法以及实现该方法的SDI设备。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，使用HD-SDI实现HD和4K HDR视频信号同时传输的发送方法，包括以下步骤：
步骤S11：利用源4K HDR视频信号生成无压缩的HD SDR视频信号和经过压缩编码的4K HDR增强部分；无压缩的HD SDR视频信号配合4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号；将无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强层编码一起嵌入待发送的数字分量串行接口SDI视频信号；
步骤S12：通过HD-SDI信道发送SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道。
相对应的，使用HD-SDI实现HD和4K HDR视频信号同时传输的接收方法，包括以下步骤：
步骤S21：接收来自于HD-SDI信道的SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
步骤S22：如HD SDR视频信号被需要，直接从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号输出；如4K HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号与经过压缩编码的4K HDR增强部分，再解压出4K HDR增强部分，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号后输出。
以及，实现上述发送方法的HD-SDI发送设备和实现上述接收方法的HD-SDI接收设备。
具体的，在发送前SDI视频信号生成过程中，通过对源视频图像4K 50p HDR的变换，将源图像分成低频与高频两部分，分别对应作为无压缩HD 50i SDR数据和4K增强部分；4K增强部分编码可以是将低频残差与高频部分一起进行压缩编码，在解码时，能直接从接收到的SDI视频信号中取出无压缩HD 50i SDR数据直接输出，同时可以利用无压缩HD 50iSDR数据和解码后的4K增强部分能还原出4K 50p HDR数据输出；也可以进一步将4K增强部分再分为HDR增强层和4K增强层后进行压缩编码，HDR增强层对应存放低频残差，4K增强层对应存放高频部分，使得在解码时，除了能输出无压缩HD 50i SDR数据和4K 50p HDR数据之外，还可以利用无压缩HD 50i SDR数据和解码后的HDR增强层能还原出HD 50i HDR数据输出。
具体的，在将无压缩HD 50i SDR数据和4K增强部分嵌入SDI视频信号时，无压缩HD50i SDR数据嵌入在标准的SDI视频信号区域，即 SDI视频信号中数据有效行的图像有效区，以保证现有标准SDI设备也能够不受影响地得到HD SDR数据，以获得最好的兼容性。4KHDR增强部分的嵌入位置为SDI视频信号的空闲区域。
本发明的有益效果是，实现了在一个HD-SDI信道之中，同时包含了4K和HD的所有元素，实现了4K和HD视频信号的同步传输，为电视台的4K/HD同制作同播出提供了基础，实现了1.5G -SDI和3G-SDI设备的向上兼容。
附图说明
图1为HD-SDI信号格式示意图；
图2为实施例的发送过程中的SDI视频信号生成流程；
图3为实施例的HD-SDI信号示意图；
图4为实施例的接收过程中的SDI视频信号输出流程。
具体实施方式
使用1.5G-SDI或3G-SDI设备传输HD和4K视频信号， 4K HDR视频信号的制式为YUV4:2:2 10bit 4K 50p HDR；HD HDR视频信号的制式为YUV 4:2:2 10bit HD 50i HDR；HDSDR视频信号的制式为YUV 4:2:2 8bit HD 50i SDR。
实施例
SDI设备按照以下步骤发送SDI视频信号：
SDI视频信号生成步骤S11：
4K HDR增强部分生成步骤：利用源4K HDR视频信号生成无压缩的HD SDR视频信号和经过压缩编码的4K HDR增强部分；无压缩的HD SDR视频信号配合4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号；
数据嵌入步骤：将无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强层编码一起嵌入待发送的SDI视频信号；
发送步骤S12：通过HD-SDI信道发送SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道。
其中，SDI视频信号生成步骤具体通过以下步骤实现，如图2所示：
4K HDR增强部分生成步骤：
对源4K HDR视频信号的图像做小波变换DWT，水平方向变换1次，垂直方向变换2次，得到图像的DWT的变换数据。即，先进行水平方向1次与垂直方向1次的DWT，得到低频子图像LL、水平方向的高频子图像LH、垂直方向的高频子图像HL和对角方向的高频子图像HH；再对低频子图像进行垂直方向1次DWT，得到低频子图像的低频部分LL-L和高频部分LL-H；最终将低频子图像的低频部分LL-L作为变换得到的低频分量，将其余LH、HL、HH和LL-H作为变换得到的高频分量；进一步的，对频子图像按垂直方向进行DWT时，对于奇数帧，第2次垂直变换的时候，以奇数行为中心；对于偶数帧，第2次垂直变换的时候，以偶数行为中心。这样处理可以得到50i视频信号的奇偶场交错效果；
上一步通过DWT变换得到的低频分量LL-L，就是源图像变换到YUV 4:2:2 10bitHD 50i HDR的一场数据（奇场或偶场），使用LL（HDR）表示。低频分量和高频分量在后面的步骤中分开进行处理。
对LL（HDR）做HDR to SDR的下变换，并且从10bit截断到8bit，得到YUV 4:2:28bit HD 50i SDR的一场数据，用LL (SDR)表示。
对LL (SDR)做SDR to HDR的上变换，结果用10bit存放，得到YUV 4:2:2 10bit HD50i HDR的一场数据，用LL’(HDR)表示。
一般来说，图像做HDR to SDR下变换后，再做SDR to HDR上变换，是无法无损还原的。对LL(HDR)和LL’(HDR)两个图像做逐像素地相减，就得到了HDR-SDR上变换的差值图像LL-r。
对LL-r做压缩编码，压缩编码采用SUVC或者JPEG XS，得到HDR增强层编码。可选的，HDR增强层编码的码率控制在100Mbps左右。同时，做SDR to HDR上变换的参数也会记录在HDR增强层编码数据中，在解码时将会使用这些上变换参数。
对DWT变换得到的高频分量LL-H、LH、HL、HH做压缩编码，压缩编码采用SUVC或者JPEG XS，得到4K增强层编码数据。可选的，4K增强层编码的码率控制在300Mbps左右。原则上，HDR增强层编码与4K增强层编码的总码率控制在400Mbps~500Mbps范围内。
可选的，如不需要再接收时输出HR HDR视频信号则不需将LL-r和高频分量分层编码。将LL-r、LL-H、LH、HL、HH一起进行压缩编码作为4K增强部分编码也可以实现本发明HR与4K视频信号同传的目的，4K增强部分编码的码率总共控制在400Mbps~500Mbps范围内。
通过4K HDR增强部分生成步骤得到的LL(SDR)，将会以无压缩视频的形式嵌入到SDI视频信号中数据有效行的图像有效区；HDR增强层编码数据和4K增强层编码数据将会嵌入到SDI视频信号的空闲区域。
将HD 50i SDR视频数据、HDR增强层编码数据、4K增强层编码数据嵌入SDI视频信号的方法如图3所示。
根据SMPTE ST 292-1和SMPTE ST 274标准，1.5-SDI的总带宽是1.485Gbps。对于YUV 4:2:2 8bit 1920×1080 50i信号，每秒有25帧（50场），每秒带宽占用为1920×1080×50×8bit≈830Mbps。除去音频数据、辅助数据、以及SDI自身必要的控制数据之外，还有大量空闲信号区域（约500Mbps）可以被利用来存放信号和幅面的增强数据。
对于LL(SDR)，其无压缩的数据YUV 4:2:2 8bit 1920×1080 50i可直接放入数据有效行的图像有效区；
图像有效区中SDI信号每个像素点是10bit，存放LL(SDR)只使用了8bit，还剩余2bit可以被利用。另外，SDI信号的水平消隐区和纵向消隐区也有大量空闲区域可以被利用。即，空闲区域包括数字行消隐的辅助数据区域、数据有效行的纵向消隐区以及在无压缩的HD SDR视频信号嵌入图像有效区中的每个像素点多余2bit的色深字节。
作为信号和幅面的增强数据的HDR增强层编码数据和4K增强层编码数据，每秒不超过500Mbps。打散后的增强数据被存放在这些空闲区域之中。这些空闲区域是足够存放增强数据的。可选的，图像有效区的多余2bit可以根据增强数据量来调整是否被作为空闲区域使用。
SDI设备按照以下步骤接收SDI视频信号：
接收步骤S21：接收来自于HD-SDI信道的SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
视频信号输出步骤S22：如HD SDR视频信号被需要，直接从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号输出；如4K HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HDSDR视频信号与经过压缩编码的4K HDR增强部分，再解压出4K HDR增强部分，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号后输出。
视频信号输出的具体步骤如图4所示：
从SDI视频信号区域提取无压缩的YUV 4:2:2 8bit HD 50i SDR视频数据用LL(SDR)表示。如果下游应用需要HD 50i SDR数据，就可以在这里直接输出；
从SDI信号空闲区域提取HDR增强层编码数据，并做解码，得到HDR-SDR上变换的差值图像LL-r；
使用从HDR增强层编码数据中获得的上变换参数，对LL(SDR)做SDR to HDR的上变换得到LL’(HDR)；
对LL-r和LL’(HDR)两幅图像做逐像素地相加，得到LL(HDR)，格式为YUV 4:2:210bit HD 50i HDR。如果下游应用需要HD 50i HDR数据，就可以在这里输出；
从SDI信号空闲区域提取4K增强层编码数据，并做解码，得到DWT高频分量LL-H、LH、HL、HH；
将LL(HDR)存放到LL位置，和LL-H、LH、HL、HH一起构成完整的DWT变换数据；
DWT变换数据做逆小波变换IDWT，水平方向变换一次，垂直方向变换两次。需要注意的是，对于奇数帧，第2次垂直变换的时候，以奇数行为中心；对于偶数帧，第2次垂直变换的时候，以偶数行为中心。这样就恢复出了YUV 4:2:2 10bit 4K 50p HDR视频数据。如果下游应用需要4K 50p HDR数据，就可以在这里输出。
以上取得HD SDR、HD HDR和4K HDR的步骤可以并行处理。在只需要HD 50i SDR数据时，就无需对HDR增强层和4K增强层进行处理。对于第三方设备接收这种SDI信号，可完全兼容地识别HD 50i SDR视频信号，忽略掉增强层数据。
SDI设备可以使用功能单元实现对应子步骤，也可以计算机设备以处理器+存储器的形式实现上述步骤，存储器中存储有执行上述步骤的计算机程序，该计算机程序由处理器加载并执行。
优选的，考虑到SDI信号同步字竞争问题，将4K HDR增强部分编码（HDR增强层编码和4K增强层编码）嵌入辅助数据区域和纵向消隐区时，按8bit封装在每个信号点对应的10bit中，使用每个信号点10bit的低8bit，高2bit设置为01或10，以避免出现增强层编码数据和SAV、EAV等SDI信号同步字的竞争。
另外，考虑到增强层编码数据的检测问题，通过在SDI视频信号中的指定位置加入一串特殊的识别码，接收信号时通过该识别码可查看SDI信号是否嵌入了增强层编码数据。可选的，识别码嵌入在每帧最开始的纵向消隐区中。

Claims (17)

1.使用HD-SDI实现HD和4K HDR视频信号同时传输的发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S11：利用源4K HDR视频信号生成无压缩的HD SDR视频信号和经过压缩编码的4KHDR增强部分；无压缩的HD SDR视频信号配合4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号；将无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强层编码一起嵌入待发送的数字分量串行接口SDI视频信号；所述4K HDR增强层编码为经过压缩编码的4K HDR增强部分；
步骤S12：通过HD-SDI信道发送SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
4K HDR增强部分通过以下方式得到：
对源4K HDR视频信号的图像进行水平方向1次与垂直方向1次的小波变换，得到低频子图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像；再对低频子图像进行垂直方向1次小波变换，得到低频子图像的低频分量和高频分量；
对低频子图像的低频分量做从HDR到SDR的下变换，并截短色深字节，从而得到满足HDSDR制式的HD SDR视频信号，并对得到的HD SDR视频信号进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的HD HDR信号；将低频子图像的低频分量与得到的HDHDR信号做差得到差值图像；
将差值图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量一起作为4K HDR增强部分。
2.如权利要求1所述发送方法，其特征在于，在生成待发送的SDI视频信号时，将无压缩的HD SDR视频信号嵌入SDI视频信号中数据有效行的图像有效区；将4K HDR增强部分编码嵌入SDI视频信号的空闲区域；空闲区域包括数字行消隐的辅助数据区域和数据有效行的纵向消隐区。
3.如权利要求2所述发送方法，其特征在于，空闲区域还包括在无压缩的HD SDR视频信号嵌入图像有效区后每个像素点多余的色深字节。
4.如权利要求3所述发送方法，其特征在于，无压缩的HD SDR视频信号中每个像素点的色深占用8bit，单个像素点的图像有效区长度为8bit ，SDI视频信号中每个像素点的色深分配有10bit，每个像素点多余的色深字节为2bit。
5.如权利要求2所述发送方法，其特征在于，将4K HDR增强部分编码嵌入辅助数据区域和纵向消隐区时，4K HDR增强部分编码封装在每个信号点对应的10bit中的低8bit，每个信号点高2bit设置为01或10。
6.如权利要求1至3任一项所述发送方法，其特征在于，4K HDR增强部分编码包括HDR增强层编码和4K增强层编码；
无压缩的HD SDR视频信号配合HDR增强层能还原得到HD HDR视频信号；
HD HDR视频信号配合4K增强层能还原得到4K HDR视频信号。
7.如权利要求6所述发送方法，其特征在于，HDR增强层和4K增强层通过以下方式得到：对源4K HDR视频信号的图像进行水平方向1次与垂直方向1次的小波变换，得到低频子图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像；再对低频子图像进行垂直方向1次小波变换，得到低频子图像的低频分量和高频分量；
对低频子图像的低频分量做从HDR到SDR的下变换，并截短色深字节，从而得到满足HDSDR制式的HD SDR视频信号；对得到HD SDR视频信号进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的HD HDR信号；将低频子图像的低频分量与得到的HD HDR信号做差得到差值图像；
将差值图像作为HDR增强层，将水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量一起作为4K HDR增强层。
8.如权利要求1或7所述发送方法，其特征在于，对低频子图像进行垂直方向1次的小波变换时，对于奇数帧的低频子图像进行垂直方向1次的小波变换时，以奇数行为中心；对于偶数帧的低频子图像进行垂直方向1次的小波变换时，以偶数行为中心。
9.如权利要求1所述发送方法，其特征在于，在SDI视频信号中的指定位置嵌入用于标识是否嵌入了4K HDR增强部分编码的识别码。
10.使用HD-SDI实现HD和4K HDR视频信号同时传输的接收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S21：接收来自于HD-SDI信道的SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
步骤S22：如HD SDR视频信号被需要，直接从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号输出；如4K HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号与经过压缩编码的4K HDR增强部分，再解压出4K HDR增强部分，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号后输出；
使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号的具体步骤为：
对无压缩的HD SDR视频信号的图像进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的信号；从4K HDR增强部分取出差值图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量；
对无压缩的HD SDR视频信号与差值图像求和得到HD HDR视频信号；
对HD HDR视频信号的图像与水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量求和，将求和结果经过水平1次与垂直方向2次的逆小波变换得到4K HDR视频信号。
11.如权利要求10所述接收方法，其特征在于，无压缩的HD SDR视频信号从SDI视频信号的数据有效行的图像有效区中取出；4K HDR增强部分编码从SDI视频信号的空闲区域中取出；空闲区域包括数字行消隐的辅助数据区域和数据有效行的纵向消隐区；所述4K HDR增强部分编码为经过压缩编码的4K HDR增强部分。
12.如权利要求11所述接收方法，其特征在于，空闲区域还包括在无压缩的HD SDR视频信号嵌入图像有效区后每个像素点多余的色深字节。
13.如权利要求10至12任一项所述接收方法，其特征在于，4K HDR增强部分编码包括HDR增强层编码和4K增强层编码；
如HD HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号与HDR增强层编码，再解压出HDR增强层，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和HDR增强层能还原得到HD HDR视频信号后输出；
如4K HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号、HDR增强层编码和4K增强层编码，再解压出HDR增强层和4K增强层，使用无压缩的HD SDR视频信号和HDR增强层能还原得到HD HDR视频信号，再使用HD HDR视频信号和4K增强层能还原得到4KHDR视频信号使后输出。
14.如权利要求13所述接收方法，其特征在于，使用无压缩的HD SDR视频信号和HDR增强层能还原得到HD HDR视频信号的具体步骤为：
对无压缩的HD SDR视频信号的图像进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的信号，从HDR增强层取出差值图像；
对无压缩的HD SDR视频信号的图像与差值图像求和得到HD HDR视频信号；
使用HD HDR视频信号和4K增强层能还原得到4K HDR视频信号的具体步骤为：
从4K增强层取出水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量；
对HD HDR视频信号的图像与水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量求和，将求和结果经过水平1次与垂直方向2次的逆小波变换得到4K HDR视频信号。
15.如权利要求10所述接收方法，其特征在于，接收来自于HD-SDI信道的SDI视频信号后，通过在指定位置查看标志是否嵌入4K HDR增强部分编码的识别码判断是否能进行HD和4K HDR视频信号同时接收。
16.一种HD-SDI发送设备，包括数字分量串行接口SDI视频信号生成单元和发送单元；
SDI视频信号生成单元用于利用源4K HDR视频信号生成无压缩的HD SDR视频信号和经过压缩编码的4K HDR增强部分；无压缩的HD SDR视频信号配合4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号；将无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强层编码一起嵌入待发送的SDI视频信号；所述4K HDR增强层编码为经过压缩编码的4K HDR增强部分；
发送单元用于通过HD-SDI信道发送SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
SDI视频信号生成单元生成的4K HDR增强部分通过以下方式得到：
对源4K HDR视频信号的图像进行水平方向1次与垂直方向1次的小波变换，得到低频子图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像；再对低频子图像进行垂直方向1次小波变换，得到低频子图像的低频分量和高频分量；
对低频子图像的低频分量做从HDR到SDR的下变换，并截短色深字节，从而得到满足HDSDR制式的HD SDR视频信号，并对得到的HD SDR视频信号进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的HD HDR信号；将低频子图像的低频分量与得到的HDHDR信号做差得到差值图像；
将差值图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量一起作为4K HDR增强部分。
17.一种HD-SDI接收设备，包括接收单元和视频信号输出单元；
接收单元用于接收来自于HD-SDI信道的SDI视频信号；所述HD-SDI信道为1.5G-SDI信道或者3G-SDI信道；
视频信号输出单元用于如HD SDR视频信号被需要，直接从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号输出；如4K HDR视频信号被需要，先从SDI视频信号取出无压缩的HD SDR视频信号与经过压缩编码的4K HDR增强部分，再解压出4K HDR增强部分，最后使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分能还原得到4K HDR视频信号后输出；
视频信号输出单元使用无压缩的HD SDR视频信号和4K HDR增强部分通过以下方式还原得到4K HDR视频信号：
对无压缩的HD SDR视频信号的图像进行SDR到HDR的上变换，扩展存放色深的字节数，得到满足HD HDR制式的信号；从4K HDR增强部分取出差值图像、水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量；
对无压缩的HD SDR视频信号与差值图像求和得到HD HDR视频信号；
对HD HDR视频信号的图像与水平方向的高频子图像、垂直方向的高频子图像和对角方向的高频子图像以及低频子图像的高频分量求和，将求和结果经过水平1次与垂直方向2次的逆小波变换得到4K HDR视频信号。
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