CN114501023A - 视频处理方法、装置、计算机设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种视频处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。方法包括：获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到对应的亮度域与目标亮度域相同的亮度域扩充图像帧序列；根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；根据预设视频像素格式，对目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；其中，目标动态范围大于初始动态范围，且目标动态范围与目标显示设备所支持的动态范围相匹配。采用本方法能够提升视频内容在目标显示设备中的播放效果。
Description
技术领域
本申请涉及视频处理技术领域，特别是涉及一种视频处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着视频技术的发展，出现了越来越多的视频格式标准，如高动态范围(HighDynamic Range，HDR)视频格式标准、标准动态范围(Standard Dynamic Range，SDR)视频格式标准。其中，高动态范围的视频相比于标准动态范围的视频，图像的明暗层次更清晰，图像细节更丰富，能够更逼真的重现真实场景。
然而，由于高动态范围的视频资源拍摄和制作成本高，短时间内难以大批量生产高动态范围的视频内容，有很大部分的视频仍然采用标准动态范围格式的片源，为了能够获得更加真实的显示效果，往往需要将SDR类视频转换为HDR类视频。
但是现有的视频格式转换技术，往往存在着格式转换后的视频内容在支持HDR类的显示器中播放效果差的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升视频内容播放效果的视频处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种视频处理方法。所述方法包括：
获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
在其中一个实施例中，所述根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列，包括：
通过第一颜色空间转换矩阵，将所述亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列；
根据所述显示设备亮度，将所述第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列；
对所述第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到所述目标图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述根据所述显示设备亮度，将所述第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列，包括：
获取所述目标显示设备对应的显示设备亮度；
通过所述显示设备亮度，确定信号类型转换比例；
通过所述信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数；
将所述第一颜色空间转换图像帧序列输入至所述逆电光转换函数，得到所述第一信号类型转换图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列，包括：
获取所述待处理视频；
对所述待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；
对所述待处理图像帧序列进行归一化处理，得到归一化图像帧序列；
将所述归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到所述初始图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列，包括：
通过色域扩充矩阵，对所述初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果；
通过反伽马函数，将所述色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到所述色域扩充图像帧序列；所述色域扩充图像帧序列对应的色域与目标色域相同；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理的步骤之前，所述方法还包括：
通过预设的电光转换函数，将所述色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列；
通过第二颜色空间转换矩阵，将所述第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第二颜色空间转换图像帧序列；
获取所述第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量，作为所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量。
在其中一个实施例中，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到所述亮度域扩充图像帧序列，包括：
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量；
融合所述色域扩充图像帧序列中的色度分量与所述扩充亮度分量，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量，包括：
根据所述目标显示设备所在场景的环境光亮度，确定所述视频内容亮度；所述视频内容亮度与所述环境光亮度呈正相关关系；
根据所述视频内容亮度，确定亮度转换比例；
通过所述亮度转换比例，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，得到所述扩充亮度分量。
第二方面，本申请还提供了一种视频处理装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
亮度域扩充模块，用于根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
转换模块，用于根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
编码模块，用于根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
第四方面，本申请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，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
上述视频处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；然后，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；其中，亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；之后，根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；最后，根据预设视频像素格式，对目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；其中，目标动态范围大于初始动态范围，且目标动态范围与目标显示设备所支持的动态范围相匹配；如此，通过待处理视频对应的视频内容亮度对初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列进行亮度扩充，使得亮度扩充后的图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同，并通过目标显示设备对应的显示设备亮度对经过亮度扩充后的图像帧序列进行光电信号类型转换以进行数据传输，最终编码得到目标动态范围的目标视频，从而充分考虑了显示设备亮度和视频内容亮度对视频内容的影响，实现了将初始动态范围视频转换为与目标显示设备支持格式相匹配的目标动态范围视频，使得初始动态范围视频中的视频内容可以在目标显示设备中正常播放，避免出现画面失真，颜色表现不准确及细节丢失等问题，提升了视频内容在目标显示设备中的播放效果。
附图说明
图1为一个实施例中一种视频处理方法的流程示意图；
图2为一个实施例中得到目标图像帧序列步骤的流程示意图；
图3为另一个实施例中得到第一信号类型转换图像帧序列步骤的流程示意图；
图4为另一个实施例中一种视频处理方法的流程示意图；
图5为一个实施例中一种视频处理方法的处理流程框图；
图6为一个实施例中一种视频处理装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种视频处理方法，可以应用于与目标显示设备交互的播放设备。本申请中播放设备可以但不限于是机顶盒、服务器、移动终端等，目标显示设备可以但不限于是支持播放目标动态范围类视频的电视机、电脑显示器等。本实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤S110，获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列。
实际应用中，初始动态范围也可以命名为标准动态范围（SDR）。
具体实现中，播放设备可以获取视频格式为标准动态范围的待处理视频，通过对待处理视频进行预处理，得到对应的初始图像帧序列。预处理可以包括：对待处理视频进行解码得到待处理图像帧序列，并对待处理图像帧序列进行归一化处理，再对归一化处理结果由非线性空间转换到线性空间，从而可以得到初始图像帧序列。
步骤S120，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列。
其中，亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同。
其中，目标亮度域为目标动态范围类视频对应的亮度域。实际应用中，目标动态范围也可以命名为高动态范围（HDR）。
具体实现中，SDR类视频对应的亮度域与HDR类对应的亮度域并不相同，为了使得SDR类视频可以在支持播放HDR类视频的显示设备中播放，需要将SDR亮度域映射到HDR亮度域。播放设备可以先对初始图像帧序列进行色域扩充处理，得到色域扩充图像帧序列；然后，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量，基于扩充亮度分量最终得到亮度域扩充图像帧序列，使得亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同。
步骤S130，根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列。
其中，目标显示设备为支持HDR类视频的显示设备，可以但不限于是电视机、电脑显示器等。
其中，亮度域扩充图像帧序列对应的信号类型为光信号。
具体实现中，播放设备可以确定目标显示设备对应的显示设备亮度，通过显示设备亮度，确定光电信号转换比例，通过光电信号转换比例，将亮度域扩充图像帧序列由光信号转换为电信号，得到信号类型转换图像帧序列，再将信号类型转换图像帧序列经过反归一化处理，得到目标图像帧序列。
步骤S140，根据预设视频像素格式，对目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频。
其中，目标动态范围大于初始动态范围。
其中，目标动态范围与目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
具体实现中，播放设备可以确定目标显示设备支持的视频像素格式，得到预设视频像素格式，通过编码器以及上述预设像素视频格式，对目标图像帧序列进行编码，从而可以得到目标动态范围的目标视频，即为HDR格式的目标视频，且目标视频的动态范围与目标显示设备所支持的动态范围相匹配。具体地，HDR格式有三大标准：HLG（Hybrid Log Gamma，混合对数型伽玛）、HDR10、Dolby Vision（杜比视界）。
实际应用中，预设像素格式可以但不限于是yuv422p10le、yuv420p10le、yuv444p10le等。
上述视频处理方法中，通过获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；然后，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；其中，亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；之后，根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；最后，根据预设视频像素格式，对目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；其中，目标动态范围大于初始动态范围，且目标动态范围与目标显示设备所支持的动态范围相匹配；如此，通过待处理视频对应的视频内容亮度对初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列进行亮度扩充，使得亮度扩充后的图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同，并通过目标显示设备对应的显示设备亮度对经过亮度扩充后的图像帧序列进行光电信号类型转换以进行数据传输，最终编码得到目标动态范围的目标视频，从而充分考虑了显示设备亮度和视频内容亮度对视频内容的影响，实现了将初始动态范围视频转换为与目标显示设备支持格式相匹配的目标动态范围视频，使得初始动态范围视频中的视频内容可以在目标显示设备中正常播放，避免出现画面失真，颜色表现不准确及细节丢失等问题，提升了视频内容在目标显示设备中的播放效果。
在一个实施例中，如图2所示，根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列，包括以下步骤：S210，通过第一颜色空间转换矩阵，将亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列。步骤S220，根据显示设备亮度，将第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列。步骤S230，对第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到目标图像帧序列。
其中，第一颜色空间可以为xyY颜色空间，x分量和y分量为色度分量，Y分量为亮度分量。
其中，第二颜色空间可以为RGB颜色空间，RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础，是基色空间。
具体实现中，播放设备在根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列的过程中，播放设备可以通过第一颜色空间转换矩阵，将亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间（xyY颜色空间）转换到第二颜色空间（RGB颜色空间），得到经过颜色空间转换的图像帧序列，作为第一颜色空间转换图像帧序列；然后，根据显示设备亮度，确定光电信号转换比例，将第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到经过信号类型转换的图像帧序列，作为第一信号类型转换图像帧序列；最后，对第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到目标图像帧序列。
本实施例的技术方案，通过第一颜色空间转换矩阵，将亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列；根据显示设备亮度，将第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列；对第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到目标图像帧序列；如此，基于显示设备亮度得到的目标图像帧序列对应的图像格式与目标显示设备所支持的格式相匹配，使得目标图像帧序列编码得到目标视频可以在目标显示设备中正常播放，提升了视频内容在目标显示设备中的播放效果。
在一个实施例中，如图3所示，根据显示设备亮度，将第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列，包括以下步骤：步骤S310，获取目标显示设备对应的显示设备亮度。步骤S320，通过显示设备亮度，确定信号类型转换比例。步骤S330，通过信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数。步骤S340，将第一颜色空间转换图像帧序列输入至逆电光转换函数，得到第一信号类型转换图像帧序列。
其中，显示设备亮度为目标显示设备可以显示的最高亮度，可以但不限于为200nit(nit:亮度单位), 400nit, 1000nit等。
其中，第一颜色空间转换图像帧序对应的信号类型为光信号。
具体实现中，播放设备在根据显示设备亮度，将第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列的过程中，播放设备可以确定目标显示设备可以显示的最高亮度，作为目标显示设备对应的显示设备亮度，通过该显示设备亮度，可以确定信号类型转换比例，通过该信号类型转换比例，可以构造预设的逆电光转换函数，之后，将信号类型为光信号的第一颜色空间转换图像帧序输入至预设的逆电光转换函数中，基于逆电光转换函数中的信号类型转换比例，可以将光信号压缩转换成对应的电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列，以便将第一信号类型转换图像帧序列以电信号形式进行数据传输。
具体实现中，可以根据目标显示设备所支持的视频格式构造预设的逆电光转换函数，例如，若目标显示设备所支持的视频格式为HDR类视频中的HLG标准，则预设的逆电光转换函数为HLG逆电光转换函数。
本实施例的技术方案，通过获取目标显示设备对应的显示设备亮度；通过显示设备亮度，确定信号类型转换比例；通过信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数；将第一颜色空间转换图像帧序列输入至逆电光转换函数，得到第一信号类型转换图像帧序列；如此，可以基于显示设备亮度得到信号类型为电信号的第一信号类型转换图像帧序列，保证第一信号类型转换图像帧序列可以以电信号形式实现数据可靠传输，使得最终基于第一信号类型转换图像帧序列得到目标视频可以在目标显示设备中正常播放。
在一个实施例中，获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列，包括：获取待处理视频；对待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；对待处理图像帧序列进行归一化处理，得到归一化图像帧序列；将归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到初始图像帧序列。
具体实现中，播放设备在获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列的过程中，播放设备可以获取到标准动态范围（SDR）的待处理视频，并对待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；之后，对待处理图像帧序列进行归一化范围为0到1的归一化处理，得到归一化图像帧序列；最后，再将归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到初始图像帧序列，实现将以非线性空间格式存储的归一化图像帧序列转换为更接近自然场景亮度的初始图像帧序列。
具体实现中，可以通过伽马函数（gamma函数），将归一化图像帧序列由非线性空间转换为初始图像帧序列；如将归一化图像帧序列以P表示，初始图像帧序列以P’表示，伽马函数中的预设参数为2.4，则
。
本实施例的技术方案，通过获取待处理视频；对待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；对待处理图像帧序列进行归一化处理，得到归一化图像帧序列；将归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到初始图像帧序列；如此，使得初始图像帧序列的亮度更接近自然场景亮度，从而基于初始图像帧序列进行后续色域扩充处理，使得后续处理得到的图像帧序列更具真实感。
在一个实施例中，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列，包括：通过色域扩充矩阵，对初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果；通过反伽马函数，将色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到色域扩充图像帧序列；根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列。
其中，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列，包括：根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量；融合色域扩充图像帧序列中的色度分量与扩充亮度分量，得到亮度域扩充图像帧序列。
其中，色域扩充图像帧序列对应的色域与目标色域相同。
具体实现中，播放设备在根据待处理视频对应的视频内容亮度，对初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列的过程中，播放设备可以通过色域扩充矩阵，对初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果，并通过反伽马函数，将色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到色域扩充图像帧序列，使得色域扩充图像帧序列对应的色域为目标色域；最后，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量；融合色域扩充图像帧序列中的色度分量与扩充亮度分量，得到亮度域扩充图像帧序列。
具体来说，播放设备可以根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，实现SDR亮度域映射到HDR亮度域，得到扩充亮度分量，扩充亮度分量对应的亮度域为HDR亮度域，使得扩充亮度分量对应的亮度值范围与支持HDR类视频的目标显示设备对应的亮度值范围相匹配。播放设备得到扩充亮度分量后，可以将扩充亮度分量与色域扩充图像帧序列中的色度分量进行融合，从而得到亮度域扩充图像帧序列。具体来说，可以将色域扩充图像帧序列转换到xyY颜色空间，以获得色域扩充图像帧序列中的亮度分量和色度分量，x分量和y分量为色度分量，Y分量为亮度分量，Y分量经过亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量Y’，对扩充亮度分量与色域扩充图像帧序列中的色度分量进行融合，即将Y’分量与x分量、y分量进行融合。
实际应用中，初始图像帧序列对应的色域可以为SDR类视频对应的色域标准，如BT.709色域标准；目标色域可以为目标动态范围类视频对应的色域标准，如BT.2020。
本实施例的技术方案，通过色域扩充矩阵，对初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果；通过反伽马函数，将色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到色域扩充图像帧序列；根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；如此，通过色域扩充矩阵进行色域扩充处理，实现了像素级别的点对点矩阵运算，减少了计算复杂度，提升了计算效率。
在一个实施例中，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理的步骤之前，方法还包括：通过预设的电光转换函数，将色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列；通过第二颜色空间转换矩阵，将第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第二颜色空间转换图像帧序列；获取第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量，作为色域扩充图像帧序列中的亮度分量。
其中，第一颜色空间可以为RGB颜色空间；第二颜色空间可以为xyY颜色空间。
具体实现中，播放设备在根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理的步骤之前，播放设备可以通过预设的电光转换函数，对色域扩充图像帧序列进行电光信号转换处理，将色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列。具体实现中，预设的电光转换函数可以采用BT.1886标准中规定的电光转换函数，BT.1886为国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)颁布的视频制作与显示系统的标准。
然后，播放设备可以通过第二颜色空间转换矩阵，将第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间（RGB颜色空间）转换为第二颜色空间（xyY颜色空间），得到经过颜色空间转换后的图像帧序列，得到第二颜色空间转换图像帧序列；最后，可以获取第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量（Y分量），将第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量作为色域扩充图像帧序列中的亮度分量。
本实施例的技术方案，通过预设的电光转换函数，将色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列；通过第二颜色空间转换矩阵，将第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第二颜色空间转换图像帧序列；获取第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量，作为色域扩充图像帧序列中的亮度分量；如此，可以对色域扩充图像序列帧中的亮度分量进行亮度域扩充处理，使得得到的扩充亮度分量对应的亮度值范围与支持HDR类视频的目标显示设备对应的亮度值范围相匹配，可以提升视频在目标显示设备中的播放效果。
在一个实施例中，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量，包括：根据目标显示设备所在场景的环境光亮度，确定视频内容亮度；根据视频内容亮度，确定亮度转换比例；通过亮度转换比例，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，得到扩充亮度分量。
其中，视频内容亮度与环境光亮度呈正相关关系。
具体实现中，播放设备在根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量的过程中，播放设备可以根据目标显示设备所在场景的环境光亮度，调节待处理视频的视频内容亮度，得到最终的视频内容亮度；具体来说，由于显示设备观看时所处的环境光不同，会导致视频内容亮度对于人眼的主观视觉感受不同。简而言之，在白天和晚上时，观看同一亮度的视频内容给人的主观感受是不同的。视频内容亮度可以根据常用环境光亮度进行亮度调整，从而达到较好的主观视觉感受。当环境光较亮时，可以适当将视频内容亮度调高，反之亦然，即视频内容亮度与环境光亮度呈正相关关系。
然后，播放设备可以根据视频内容亮度，确定亮度转换比例，通过亮度转换比例，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，其中，逆色调映射为分段亮度映射，从而实现了SDR亮度域映射到HDR亮度域，可以得到扩充亮度分量，使得扩充亮度分量对应的亮度值范围与支持HDR类视频的目标显示设备对应的亮度值范围相匹配。
本实施例的技术方案，通过根据目标显示设备所在场景的环境光亮度，确定视频内容亮度；根据视频内容亮度，确定亮度转换比例；通过亮度转换比例，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，得到扩充亮度分量；如此，通过逆色调映射实现色域扩充图像帧序列中的亮度分量的分段亮度映射，可以在保持图像暗部细节的情况下，对图像画面整体亮度做提升或降低，保障了图像帧序列的亮度转换效果；同时，由于逆色调映射的计算复杂度较低，能够在保证亮度转换质量的同时，保持较高的亮度转换效率。
在另一实施例中，如4所示，提供了一种视频处理方法，以该方法应用于播放设备为例进行说明，包括以下步骤：步骤S402，获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列。步骤S404，通过色域扩充矩阵，对初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果。步骤S406，通过反伽马函数，将色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到色域扩充图像帧序列。步骤S408，根据待处理视频对应的视频内容亮度，对色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列。步骤S410，通过第一颜色空间转换矩阵，将亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列。步骤S412，获取目标显示设备对应的显示设备亮度。步骤S414，通过显示设备亮度，确定信号类型转换比例。步骤S416，通过信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数。步骤S418，将第一颜色空间转换图像帧序列输入至逆电光转换函数，得到第一信号类型转换图像帧序列。步骤S420，对第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到目标图像帧序列。步骤S422，根据预设视频像素格式，对目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频。
需要说明的是，上述步骤的具体限定可以参见上文对一种视频处理方法的具体限定。
为了便于本领域技术人员的理解，图5提供了一种视频处理方法的处理流程框图；首先，将SDR视频作为待处理视频，并解码成待处理图像序列；然后，将待处理图像序列进行数据归一化处理，得到结果记为P，其中归一化范围是0-1；然后，使用gamma函数将P由非线性空间转到线性空间，得到结果P’；然后，使用色域扩充矩阵，将图像P’从BT.709色域转换到BT.2020色域中，得到结果P’2020；然后，使用反gamma函数将图像P’2020由线性空间转回到非线性空间，得到结果P2020；然后，使用BT1886标准的电光转换函数，将P2020由电信号转化成显示光信号，得到结果P2020’；然后，使用颜色空间转换矩阵将显示光信号P2020’由RGB颜色空间转到xyY颜色空间中，得到结果xyY2020’；然后，根据目标显示设备所在应用场景的环境光亮度确定视频内容亮度，对xyY2020’中的Y通道进行逆影调映射，得到HDR图像的亮度Y2020HDR；然后，融合xyY2020’中的x通道、y通道以及亮度Y2020HDR得到HDR图像xyYHDR’，并将HDR图像xyYHDR’由xyY颜色空间转换到RGB颜色空间，得到结果PHDR’；然后，根据显示设备亮度和HLG逆电光转换函数，将HDR显示光信号PHDR’转化成电信号，得到结果PHDR01；然后，对结果PHDR01进行数据反归一化处理，得到HDR图像序列PHDR；最后，根据预设视频像素格式，将HDR图像序列PHDR编码成HLG格式的HDR视频。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的视频处理方法的视频处理装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个视频处理装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于一种视频处理方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种视频处理装置，包括：获取模块610、亮度域扩充模块620、转换模块630和编码模块640，其中：
获取模块610，用于获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列。
亮度域扩充模块620，用于根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同。
转换模块630，用于根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列。
编码模块640，用于根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
在其中一个实施例中，所述转换模块630，具体用于通过第一颜色空间转换矩阵，将所述亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列；根据所述显示设备亮度，将所述第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列；对所述第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到所述目标图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述转换模块630，具体用于获取所述目标显示设备对应的显示设备亮度；通过所述显示设备亮度，确定信号类型转换比例；通过所述信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数；将所述第一颜色空间转换图像帧序列输入至所述逆电光转换函数，得到所述第一信号类型转换图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述获取模块610，具体用于获取所述待处理视频；对所述待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；对所述待处理图像帧序列进行归一化处理，得到归一化图像帧序列；将所述归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到所述初始图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述亮度域扩充模块620，具体用于通过色域扩充矩阵，对所述初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果；通过反伽马函数，将所述色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到所述色域扩充图像帧序列；所述色域扩充图像帧序列对应的色域与目标色域相同；根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述装置还包括：信号转换模块，用于通过预设的电光转换函数，将所述色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列；颜色空间转换模块，用于通过第二颜色空间转换矩阵，将所述第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第二颜色空间转换图像帧序列；分量获取模块，用于获取所述第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量，作为所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量。
在其中一个实施例中，所述亮度域扩充模块620，具体用于根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量；融合所述色域扩充图像帧序列中的色度分量与所述扩充亮度分量，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
在其中一个实施例中，所述亮度域扩充模块620，具体用于根据所述目标显示设备所在场景的环境光亮度，确定所述视频内容亮度；所述视频内容亮度与所述环境光亮度呈正相关关系；根据所述视频内容亮度，确定亮度转换比例；通过所述亮度转换比例，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，得到所述扩充亮度分量。
上述一种视频处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储视频格式转换数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种视频处理方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种视频处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列，包括：
通过第一颜色空间转换矩阵，将所述亮度域扩充图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第一颜色空间转换图像帧序列；
根据所述显示设备亮度，将所述第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列；
对所述第一信号类型转换图像帧序列进行反归一化处理，得到所述目标图像帧序列。
3.据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示设备亮度，将所述第一颜色空间转换图像帧序列由光信号转换为电信号，得到第一信号类型转换图像帧序列，包括：
获取所述目标显示设备对应的显示设备亮度；
通过所述显示设备亮度，确定信号类型转换比例；
通过所述信号类型转换比例，构造预设的逆电光转换函数；
将所述第一颜色空间转换图像帧序列输入至所述逆电光转换函数，得到所述第一信号类型转换图像帧序列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列，包括：
获取所述待处理视频；
对所述待处理视频进行解码，得到待处理图像帧序列；
对所述待处理图像帧序列进行归一化处理，得到归一化图像帧序列；
将所述归一化图像帧序列由非线性空间转换到线性空间，得到所述初始图像帧序列。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列，包括：
通过色域扩充矩阵，对所述初始图像帧序列对应的色域进行扩充，得到色域扩充结果；
通过反伽马函数，将所述色域扩充结果由线性空间转换到非线性空间，得到色域扩充图像帧序列；所述色域扩充图像帧序列对应的色域与目标色域相同；
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理的步骤之前，所述方法还包括：
通过预设的电光转换函数，将所述色域扩充图像帧序列由电信号转换为光信号，得到第二信号类型转换图像帧序列；
通过第二颜色空间转换矩阵，将所述第二信号类型转换图像帧序列由第一颜色空间转换为第二颜色空间，得到第二颜色空间转换图像帧序列；
获取所述第二颜色空间转换图像帧序列中的亮度分量，作为所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到所述亮度域扩充图像帧序列，包括：
根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量；
融合所述色域扩充图像帧序列中的色度分量与所述扩充亮度分量，得到所述亮度域扩充图像帧序列。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行亮度域扩充处理，得到扩充亮度分量，包括：
根据所述目标显示设备所在场景的环境光亮度，确定所述视频内容亮度；所述视频内容亮度与所述环境光亮度呈正相关关系；
根据所述视频内容亮度，确定亮度转换比例；
通过所述亮度转换比例，对所述色域扩充图像帧序列中的亮度分量进行逆色调映射，得到所述扩充亮度分量。
9.一种视频处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取初始动态范围的待处理视频对应的初始图像帧序列；
亮度域扩充模块，用于根据所述待处理视频对应的视频内容亮度，对所述初始图像帧序列进行亮度域扩充处理，得到亮度域扩充图像帧序列；所述亮度域扩充图像帧序列对应的亮度域与目标亮度域相同；
转换模块，用于根据目标显示设备对应的显示设备亮度，对所述亮度域扩充图像帧序列进行光电信号转换处理，得到目标图像帧序列；
编码模块，用于根据预设视频像素格式，对所述目标图像帧序列进行编码，得到目标动态范围的目标视频；所述目标动态范围大于所述初始动态范围，且所述目标动态范围与所述目标显示设备所支持的动态范围相匹配。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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