CN114640834B - 一种图像处理的方法以及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种图像处理的方法以及相关装置，用于支持HDR图像的显示，提供更多的动态范围和图像细节的显示，更丰富的颜色，使用户体验得到提升。前述的图像处理的方法包括：获取第一RGB图像，第一RGB图像为拍照装置感知的RGB图像；将第一RGB图像转换成第二RGB图像，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；确定第二RGB图像对应的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；根据第一亮度值和第二RGB图像确定目标图像；向显示装置发送目标图像，以使显示装置显示目标图像。

Description

一种图像处理的方法以及相关装置
技术领域
本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种图像处理的方法以及相关装置。
背景技术
近些年，一方面，随着智能手机、监控摄像机、自动驾驶等迅速发展，人们对高质量的图像、视频的需求日益突出。另一方面，随着图像处理技术的不断进步，逐步推出了不同标准的图像处理标准。
在相关技术中，拍照装置采集图像，得到的是图像的相对红绿蓝(RGB)数据，以及该RGB数据的色域映射为sRGB色域。然后由拍照装置将满足sRGB色域的图像的RGB数据发送至显示装置，由该显示装置根据显示装置的显示能力进行色彩映射或者透传该sRGB色域的图像。然而，拍照装置采集到的图像的RGB数据均是量化后的相对数据，并不清楚图像的最大亮度，导致发送给显示装置的图像所对应的亮度是一个相对的概念，从而造成了图像的绝对亮度的丢失，使得显示装置无法准确地显示出该图像的真实亮度。此外，拍照装置直接将图像的色域范围限制在了sRGB色域中，导致图像的颜色信息丢失，使得显示装置无法显示出已经丢失的图像的颜色。
因此，在用户对高动态范围图像(high-dynamic range，HDR)的需求越来越强烈的情况下，上述的相关技术被限制在sRGB色域中，无法支持HDR图像的显示，导致无法给用户带来更多的动态范围和图像细节的显示，用户体验欠佳。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像处理的方法以及相关装置，用于支持HDR图像的显示，提供更多的动态范围和图像细节的显示，更丰富的颜色，使用户体验得到提升。
有鉴于此，本申请实施例提供如下方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种图像处理的方法，该方法应用于拍照装置，该方法可以包括：获取第一RGB图像，第一RGB图像为拍照装置感知的RGB图像；将第一RGB图像转换成第二RGB图像，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；确定第二RGB图像对应的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；根据第一亮度值和第二RGB图像确定目标图像；向显示装置发送目标图像，以使显示装置显示目标图像。通过上述方式，在拍照装置中将第一RGB图像转换成满足BT2020色域范围的第二RGB图像，并且通过确定该第二RGB图像的第一亮度值，进而结合第二RGB图像重新确定出与亮度实际情况相符合目标图像，使得显示装置最终能够显示出目标图像，所描述的目标图像可以为HDR图像，展示出图像的更多细节，更丰富的颜色等。
在一些实施例中，将第一RGB图像转换成第二RGB图像，可以包括：确定第一转换矩阵，第一转换矩阵为满足BT2020色域范围中的转换矩阵；根据第一转换矩阵和第一RGB图像确定第二RGB图像。
在一些实施例中，在确定第二RGB图像对应的第一亮度值之前，该方法还可以包括：获取第一信息，第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；对应地，确定第二RGB图像对应的第一亮度值，包括：确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，第二转换矩阵用于反映出拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；基于第二RGB图像、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第二亮度值，第二亮度值用于反映第二RGB图像中的每一帧图像的亮度；基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第一亮度值。
在一些实施例中，确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，可以包括：根据第二RGB图像和第一信息确定第三亮度值，第三亮度值用于反映第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；获取预设观察者空间中图像的亮度值；基于第三亮度值、预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；对预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
第二方面，本申请实施例提供了另一种图像处理的方法，该方法应用于显示装置，方法可以包括：接收拍照装置发送的目标图像；显示目标图像。
在一些实施例中，在接收拍照装置发送的目标图像之后，方法还可以包括：接收拍照装置发送的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；获取显示信息，显示信息用于反映显示装置的显示能力；对应地，显示目标图像，包括：基于第一亮度值、显示信息以及预设色域映射策略对目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。通过上述方式，显示装置在接收到目标图像、第一亮度值后，并结合自身的能够反映出显示能力的显示信息，进而基于显示信息、第一亮度值以及预设色域映射策略重新对该目标图像进行色域映射，如重新进行亮度、颜色的重映射，进而显示出重新进行色域映射后的目标图像，使得最终显示的目标图像能够显示出更加丰富的图像细节、颜色。
在一些实施例中，该方法还可以包括：基于第一亮度值和显示信息调整目标图像的动态范围。通过上述方式，显示装置还可以基于第一亮度值和显示信息调整目标图像的动态范围，使得该目标图像能够最大程度上显示出图像的细节、颜色等。
第三方面，本申请实施例中提供了一种拍照装置，该拍照装置可以包括：获取单元，用于获取第一RGB图像，第一RGB图像为拍照装置感知的RGB图像；处理单元，用于将第一RGB图像转换成第二RGB图像，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
处理单元，用于确定第二RGB图像对应的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；处理单元，用于根据第一亮度值和第二RGB图像确定目标图像；发送单元，用于向显示装置发送目标图像，以使显示装置显示目标图像。
在一些实施例中，该处理单元，具体用于：
确定第一转换矩阵，第一转换矩阵为满足BT2020色域范围中的转换矩阵；
根据第一转换矩阵和第一RGB图像确定第二RGB图像。
在一些实施例中，该获取单元，具体还用于：还用于在确定第二RGB图像对应的第一亮度值之前，获取第一信息，第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
该处理单元，具体用于：
确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，第二转换矩阵用于反映出拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；
基于第二RGB图像、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第二亮度值，第二亮度值用于反映第二RGB图像中的每一帧图像的亮度；
基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第一亮度值。
在一些实施例中，该处理单元，具体用于：
根据第二RGB图像和第一信息确定第三亮度值，第三亮度值用于反映第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；
获取预设观察者空间中图像的亮度值；
基于第三亮度值、预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；
对预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
第四方面，本申请实施例中提供了一种显示装置，该显示装置可以包括：
接收模块，用于接收拍照装置发送的目标图像；
显示模块，用于显示目标图像。
在一些实施例中，该接收模块，还具体用于：
在接收拍照装置发送的目标图像之后，接收拍照装置发送的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
获取显示信息，显示信息用于反映显示装置的显示能力；
对应地，该显示模块，具体用于：
基于第一亮度值、显示信息以及预设色域映射策略对目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。
在一些实施例中，该显示装置还可以包括：
处理模块，用于根据第一亮度值和显示信息调整目标图像的动态范围。
第五方面，本申请实施例中提供了一种图像处理系统，该图像处理系统可以如上述第一方面、第一方面任意一种可能实现的拍照装置、以及如上述第二方面、第二方面任意一种可能实现的的显示装置。
第六方面，本申请实施例提供了一种拍照装置，该拍照装置可以包括：处理器和存储器；输入/输出(I/O)接口、处理器和存储器，该存储器中存储有程序指令；该处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以使该拍照装置执行如上述第一方面、第一方面任意一种可能实现方式的图像处理的方法。
第七方面，本申请实施例提供了一种显示装置，该显示装置可以包括：处理器和存储器；输入/输出(I/O)接口、处理器和存储器，该存储器中存储有程序指令；该处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以使该显示装置执行如上述第二方面、第二方面任意一种可能实现方式的图像处理的方法。
第八方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在拍照装置上运行时，使得拍照装置可以如执行上述第一方面、第一方面任意一种可能实现方式的图像处理的方法。
第九方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在显示装置上运行时，使得显示装置可以如执行上述第二方面、第二方面任一种可能的实现方式的图像处理的方法。
第十方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在拍照装置上运行时，使得拍照装置可以执行上述第一方面或第一方面任意一种可能实现方式的图像处理的方法。
第十一方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在显示装置上运行时，使得显示装置可以执行上述第二方面或第二方面任意一种可能实现方式的图像处理的方法。
第十二方面，本申请提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持拍照装置实现上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，存储器，用于保存拍照装置必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
第十三方面，本申请提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持显示装置实现上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，存储器，用于保存显示装置必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
其中，第三方面、第六方面、第八方面、第十方面、第十二方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
其中，第四方面、第七方面、第九方面、第十一方面、第十三方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第二方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
在本申请实施例中，通过拍照装置获取第一RGB图像后，将该第一RGB图像转换成满足BT2020色域范围的图像，进而确定出第二RGB图像对应的第一亮度值，并根据该第一亮度值和第二RGB图像确定出目标图像。进一步地，由显示装置基于第一亮度值、显示信息动态以及预设色域映射策略重新对该目标图像进行亮度、颜色的重映射，进而使得最终所显示出来的目标图像能够展示出更为丰富的图像细节、图像颜色，提升图像的显示效果，进而提升用户的体验。
附图说明
图1是一种不同标准下的色域范围的对比示意图；
图2是本申请实施例中提供的一种应用场景示意图；
图3是本申请实施例中提供的一种图像处理的方法的流程图；
图4是本申请提供的拍照装置对图像的处理流程图；
图5是本申请实施例提供计算第二转换矩阵的示意图；
图6是本申请实施例中提供的一种显示装置示意图；
图7a是本申请实施例中提供的一种预设色域映射策略的示意图；
图7b是本申请实施例中提供的另一种预设色域映射策略的示意图；
图7c是本申请实施例中提供的另一种预设色域映射策略的示意图；
图7d是本申请实施例中提供的另一种预设色域映射策略的示意图；
图7e是本申请实施例中提供的另一种预设色域映射策略的示意图；
图8是本申请实施例提供的目标图像和动态范围调整曲线图；
图9a是一种应用了本申请方案的图像示意图；
图9b是一种应用了现有技术方案的图像示意图；
图10是本申请实施例中拍照装置的一个结构示意图；
图11是本申请实施例中显示装置的一个结构示意图；
图12是本申请实施例中的通信装置的硬件结构一个示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种图像处理的方法以及相关装置，用于支持HDR图像的显示，提供更多的动态范围和图像细节的显示，更丰富的颜色，使用户体验得到提升。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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，以便这里描述的本申请的实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
相比于普通的图像，HDR图像可以提供更多的动态范围和图像细节，展示更丰富的颜色。因此，用户对HDR图像的需求越来越强烈。
参阅图1，为一种不同标准下的色域范围的对比示意图。从图1可以看出，分别用不同的三角形大小表示出了HDR标准的色域范围为Rec.2020&Rec.2100，DCI-P3标准的色域范围，以及sRGB标准的色域范围为sRGB&Rec.709；以及展示了白点D65在前述三种标准下的像素点位置。很明显可以看出，Rec.2020&Rec.2100对应的三角形大小>DCI-P3对应的三角形大小>sRGB&Rec.709对应的三角形大小。也就意味着，在HDR标准下的色域范围会远大于sRGB标准的色域范围。而色域可以理解成图像的颜色的某个完全的子集，例如一个给定的色彩空间或某个显示装置的呈现图像时的呈色范围。因此，在HDR标准下的色域范围会远大于sRGB标准的色域范围的情况下，显示HDR图像能够使得用户看到更多图像的细节、丰富的颜色等。
然而，在相关技术中，拍照装置采集图像，得到的是图像的相对RGB数据，以及该RGB数据的色域映射为sRGB色域。然后由拍照装置将满足sRGB色域的图像的RGB数据发送至显示装置，由该显示装置根据显示装置的显示能力进行色彩映射或者透传该sRGB色域的图像。然而，拍照装置采集到的图像的RGB数据均是量化后的相对数据，并不清楚图像的最大亮度，导致发送给显示装置的图像所对应的亮度是一个相对的概念，从而造成了图像的绝对亮度的丢失，使得显示装置无法准确地显示出该图像的真实亮度。此外，拍照装置直接将图像的色域范围限制在了sRGB色域中，导致图像的颜色信息丢失，使得显示装置无法显示出已经丢失的图像的颜色，进而使用户无法看到更多有关于图像的细节、颜色等方面的信息。
因此，为了解决上述的问题，本申请实施例中提供了一种图像处理的方法，使得拍照装置采集到的图像能够被转换成满足HDR标准的RGB图像，进而确定出满足该HDR标准的RGB图像的最大亮度，从而基于最大亮度动态调整该RGB图像的动态范围，进而使得显示装置能够最大限度地显示出图像的真实颜色和真实亮度，以显示出更多的图像细节和丰富的颜色。参阅图2，为本申请实施例中提供的一种应用场景示意图。从图2可以看出，拍照装置对某个窗户进行拍照，生成相应的图像；显示装置对该图像进行显示。可以理解的是，上述的拍照装置和显示装置可以安装在同一个终端设备中，比如：智能手机、平板等设备。上述的拍照装置和显示装置也可以独立地安装在不同的终端设备中，例如：拍照装置可以安装在只有拍照功能的终端设备，如摄像机、摄影机等，显示装置也可以只安装在只有显示功能的终端设备中，比如无摄像头的电视机等。独立地安装在不同的终端设备中的拍照装置和显示装置，可以通过蓝牙、无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)或者其他网络进行通信，此处不做限定说明。可以理解的是，图2仅描述出了拍照装置和显示装置安装在不同的终端设备的示意图。
下面，将对本申请实施例提供的图像处理的方法进行详细介绍。参阅图3，为本申请实施例中提供的一种图像处理的方法的流程图。该流程图可以包括：
301、拍照装置获取第一RGB图像，第一RGB图像为拍照装置感知的RGB图像。
实施例中，拍照装置对某一拍摄对象等进行拍摄后，可以获取到该拍摄对象的第一RGB图像。可以理解的是，该第一RGB图像是未经过色域空间的转换的，并且是该拍照装置能够感知到的RGB图像。
参阅图4，为本申请提供的拍照装置对图像的处理流程图。从图4可以看出，首先，拍照装置经过RAW模块采集从传感器中传输的拍摄对象的原始信息，并依次经过黑电平补偿(black level compensation,BLC)模块、镜头矫正(lens shading correction,LSC)模块、白平衡(automatic white balance，AWB)模块、衍射插值Demosaic模块、动态范围扩展(dynamic range expansion,DRE)DRE模块、第一动态范围压缩(dynamic rangecompression,DRC)模块后，生成第一RGB图像。
此外，图4中还可以看出，拍照装置中还可以包括颜色校正(color correctionmatrix,CCM)模块、最大亮度计算(maxLuminance calculate)模块、第二动态范围压缩DRC模块以及光电转换(gamma，Gamma)模块。其中，为了使得对第一RGB图像进行色域空间的转换后的第二RGB图像，能够满足HDR标准的色域范围，因此对本申请中提供的拍照装置中的颜色校正模块、最大亮度计算模块以及光电转换模块进行功能上的修改。颜色校正模块能够用于对该第一RGB图像进行色域空间的转换，使得转换后得到的第二RGB图像能够满足HDR标准的色域范围；该最大亮度计算模块主要用于确定第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，使得该第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度能够用于调整第二RGB图像的动态范围，所描述的动态范围为图像的最亮部分与最暗部分之间的比值；光电转换模块主要用于按照相应的HDR标准来完成光电转化，进而生成满足相应HDR标准的PQ曲线。
302、拍照装置将第一RGB图像转换成第二RGB图像，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像。
实施例中，拍照装置在生成第一RGB图像后，可以将该第一RGB图像转换成能够满足HDR标准的色域范围的第二RGB图像。值得说明的是，由于HDR标准的色域范围为BT2020，因此该第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像。所描述的BT2020色域范围可以理解成图1中的HDR标准的色域范围为Rec.2020&Rec.2100，此处不做限定说明。
在一些示例中，拍照装置将第一RGB图像转换成第二RGB图像，可以采用如下方式：
确定第一转换矩阵，第一转换矩阵为满足BT2020色域范围中的转换矩阵；
根据第一转换矩阵和第一RGB图像确定第二RGB图像。
也就是说，拍照装置需要先确定满足BT2020色域范围中的转换矩阵，即第一转换矩阵。进而，根据该第一转换矩阵对该第一RGB图像进行转换处理，便可以生成相应的第二RGB图像。
具体地，可以参照如下公式进行理解：
其中，第一RGB图像表示为：MBT2020表示为第一转换矩阵；第二RGB图像表示为：/>
此外，第二RGB图像中的R、G、B分别表示为第二RGB图像中的红色、绿色、蓝色的像素值；第一RGB图像中的X、Y、Z则分别表示第一RGB图像的像素值在XYZ三维坐标中的分量。
上述的第一转换矩阵MBT2020，可以由以下公式得到：
Yr＝1，Zr＝(1-xr-yr)；
Yg＝1，Zg＝(1-xg-yg)；
Yb＝1，Zb＝(1-xb-yb)；
其中，Sr、Sg、Sb分别为系数，Xr+Yr+Zr＝1,Xg+Yg+Zg＝1，Xb+Yb+Zb＝1,Xr、Yr、Zr分别表示为第一RGB图像中在x轴、y轴、z轴各自方向上的红色的像素值，Xw、Yw、Zw分别表示为第一RGB图像中在x轴、y轴、z轴各自方向上的白色的像素值；Xg、Yg、Zg可以参照上述Xr、Yr、Zr的描述进行理解，Xb、Yb、Zb也可以参照上述Xr、Yr、Zr的描述进行理解。
303、拍照装置确定第二RGB图像对应的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度。
实施例中，拍照装置在将第一RGB图像转换成满足BT2020色域范围的第二RGB图像后，还可以确定出该第二RGB图像对应的每一帧图像的最大亮度，进而能够利用该最大亮度调整第二RGB图像的动态范围，进而确定出目标图像。
具体地，拍照装置确定第二RGB图像对应的第一亮度值，可以采用如下方式：
S3021、在确定第二RGB图像对应的第一亮度值之前，获取第一信息，第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
S3022、确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，第二转换矩阵用于反映出拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；
S3023、基于第二RGB图像、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第二亮度值，第二亮度值用于反映第二RGB图像中的每一帧图像的亮度；
S3024、基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第一亮度值。
上述S3022所描述的确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，还可以采用如下方式进行理解：根据第二RGB图像和第一信息确定第三亮度值，第三亮度值用于反映第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；获取预设观察者空间中图像的亮度值；基于第三亮度值、预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；对预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
也就是理解成，拍照装置在确定第二RGB图像对应的第一亮度值时，首先需要获取第一信息，即拍照装置在当前图像帧的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率。
其次，根据第二RGB图像和第一信息确定第三亮度值，使得该第三亮度值来反映出第一RGB图像中的每一帧图像的亮度。也就是说，该第三亮度值是拍照装置能够在第一RGB图像中感知到的实际亮度值。
可以参照如下公式进行理解：
其中，A表示为光圈值、T表示为曝光时间、ISO表示为增益值、以及Q表示为光电转换效率，积分得到的值表示为自定义的亮度值，第三亮度值表示为：
其次，获取预设观察者空间中图像的亮度值，并基于第三亮度值、预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵。
也就是说，通过对拍摄对象进行拍摄，能够获知预设观察者空间中图像的亮度值，表征出用户的眼睛对于颜色亮度的感知。因此，在得到上述的第三亮度值后，需要计算出从第三亮度值转换成预设观察者空间中图像的亮度值的时候，所采用的第二转换矩阵。例如可以参照图5所描述的示意图进行理解。如图5所示，通过对预设观察者空间(stdXYZ)中图像的亮度值进行积分、以及对sensor XYZ空间所描述的第三亮度值进行积分，并借助24色卡数据，进行最小二乘法求解，最终得到所描述的第二转换矩阵，记为Mstd。
再者，对预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵，记为Mwb。
进一步地，基于第二RGB图像、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第二亮度值，第二亮度值用于反映第二RGB图像中的每一帧图像的亮度。
具体可以参照如下公式进行理解：
其中，第二RGB图像中的每一帧图像的亮度表示为：
最后，基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第一亮度值。
具体可以参照如下公式进行理解：
其中，MaxLu minance表示为第一亮度值。
这样，便可以基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定出第一亮度值，进而能够利用该第一亮度值来反映出第二RGB图像中的每一帧图像对应的最大亮度。
304、拍照装置根据第一亮度值和第二RGB图像确定目标图像。
实施例中，拍照装置在经过最大亮度计算模块计算出能够反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，即计算出第一亮度值后，还可以通过光电转换模块对第一亮度值和第二RGB图像进行处理，得到目标图像。具体地，光电转换模块能够按照HDR标准的PQ曲线，结合第一亮度值将线性的第二RGB图像进行光电转换，生成非线性的RGB图像，即确定出目标图像。举例来说，以HDR标准为HDR10为例，具体确定出目标图像可以参照如下公式进行理解：
其中，L为MaxLuminance，即第一亮度值；N表示目标图像的RGB像素值，c1、c2、c3、m1、m2分别为预设系数。例如：
此处不做具体限定。
305、拍照装置向显示装置发送目标图像。
实施例中，拍照装置在得到目标图像后，便可以将该目标图像发送至显示装置，由该显示装置进行处理。所描述的目标图像可以理解成符合HDR标准的HDR图像。
306、显示装置接收拍照装置发送的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像。
同样地，为了使得显示装置能够更加地清晰显示出图像的细节、颜色等，参阅图6，为本申请实施例中提供的一种显示装置示意图。该显示装置可以包括动态范围压缩模块(dynamic range compression,DRC)和光电转换曲线模块(PQ to gamma conversion)组成的模块，颜色映射模块(gamut mapping，GMP)。其中，动态范围压缩模块和光电转换曲线模块组成的模块，能够根据显示装置的显示能力，做动态范围压缩或扩展，最大限度地还原亮度较高时的细节或亮度较低时的细节；色域映射模块能够根据该显示装置的颜射显示能力做颜射的重映射，最大限度地保证图像的颜色的还原能力。
307、显示装置获取显示信息，显示信息用于反映显示装置的显示能力。
实施例中，显示信息能够反映出该显示装置的显示能力，即显示装置能够用于在显示目标图像时，对该目标图像的颜色、以及亮度的显示程度。所描述的显示能力包括对图像的颜色的显示能力、以及对图像的亮度的显示能力。
308、显示装置基于第一亮度值、显示信息以及预设色域映射策略对目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。
实施例中，显示装置在得到第一亮度值、显示信息后，还可以结合预设色域映射策略对目标图像重新进行亮度、色彩的映射，进而显示出重新进行色域映射后的目标图像，使得最终显示的目标图像能够显示出更加丰富的图像细节、颜色。
上述的预设色域映射策略可以包括但不限于以下五种策略：
第一种策略：最小距离策略。参阅图7a，示出了白点到目标图像的最小距离，进而确定出该最小距离时的亮度与颜色的比值，进而根据该最小距离时的亮度与颜色的比值对目标图像进行色域映射。
第二种策略：最大颜色值策略。参阅图7b，示出了在亮度值不变时，白点距离颜色值最大时的色域映射情况。
第三种策略：对比值策略。参阅图7c，示出了亮度值与颜色值之比时的色域映射情况。
第四种策略：最大亮度值策略。参阅图7d，示出了在颜色值不变时，白点距离亮度值最大时的色域映射情况。
第五种策略：自适应策略。参阅图7e，示出了可以自适应的确定白点到亮度值与颜色值时的色域映射情况。
在另一些示例中，方法还可以包括：基于第一亮度值和显示信息显示目标图像。
实施例中，在显示装置获取到第一亮度值和显示信息后，还可以根据该第一亮度值和显示信息动态调整该目标图像的动态范围，使得该目标图像能够最大程度上显示出图像的细节、颜色等。可以理解的是，所描述的动态范围为图像的最亮部分与最暗部分之间的相对比值。
举例来说，参阅图8，描述了目标图像A、目标图像B、目标图像C，以及各自对应的动态范围调整曲线图。从各自对应的动态范围调整曲线图可以看出，在显示装置的显示信息同样为500nit(nit：离特亮度单元)的基础上，目标图像A对应的第一亮度值为100nit，目标图像B对应的第一亮度值为600nit，目标图像C对应的第一亮度值为1000nit。很明显看出，目标图像C的颜色和亮度明显优于目标图像A、目标图像B的颜色和亮度。因此，在显示信息所反映的显示能力在相同的基础上，随着第一亮度值越高，所对应的目标图像越清晰，调整到的动态范围越高。
因此，在本申请实施例中，通过拍照装置获取第一RGB图像后，将该第一RGB图像转换成满足BT2020色域范围的图像，进而确定出第二RGB图像对应的第一亮度值，并根据该第一亮度值和第二RGB图像确定出目标图像。进一步地，由显示装置基于第一亮度值、显示信息动态以及预设色域映射策略重新对该目标图像进行亮度、颜色的重映射，进而使得最终所显示出来的目标图像能够展示出更为丰富的图像细节、图像颜色，提升图像的显示效果，进而提升用户的体验。可以参阅图9a，为一种应用了本申请方案的图像示意图；图9b为一种应用了现有技术方案的图像示意图。从图9a与图9b的对比结果可以看出，同样是对同一个背景墙进行拍摄和显示，图9a能够显示出更为清晰的图像细节、丰富的颜色；而图9b所显示出的图像较为模糊。
上述主要交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，上述拍照装置和显示装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对拍照装置和显示装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
下面对本申请中的拍照装置进行详细描述，请参阅图10，图10是本申请实施例中拍照装置一个实施例示意图，该拍照装置可以包括：
获取单元1001，用于获取第一RGB图像，第一RGB图像为拍照装置感知的RGB图像；
处理单元1002，用于将第一RGB图像转换成第二RGB图像，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
处理单元1002，用于确定第二RGB图像对应的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；
处理单元1002，用于根据第一亮度值和第二RGB图像确定目标图像；
发送单元1003，用于显示装置发送目标图像，以使显示装置显示目标图像。
在一些示例中，上述的处理单元1002，可以具体用于：
确定第一转换矩阵，第一转换矩阵为满足BT2020色域范围中的转换矩阵；
根据第一转换矩阵和第一RGB图像确定第二RGB图像。
在一些示例中，上述的获取单元1001，还可以具体用于：在确定第二RGB图像对应的第一亮度值之前，获取第一信息，第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
处理单元1002，可以具体用于：
确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，第二转换矩阵用于反映出拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；
基于第二RGB图像、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第二亮度值，第二亮度值用于反映第二RGB图像中的每一帧图像的亮度；
基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定第一亮度值。
在一些示例中，上述的处理单元1002，具体用于：
根据第二RGB图像和第一信息确定第三亮度值，第三亮度值用于反映第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；
获取预设观察者空间中图像的亮度值；
基于第三亮度值、预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；
对预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
上述主要介绍本申请的拍照装置，下面对本申请中的显示装置进行详细描述，请参阅图11，图11为本申请实施例中显示装置一个实施例示意图，该显示装置110包括：
接收模块1101，用于接收拍照装置发送的目标图像；
显示模块1102，用于显示目标图像。
在一些示例中，上述的接收模块1101，还具体用于：
在接收拍照装置发送的目标图像之后，接收拍照装置发送的第一亮度值，第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
获取显示信息，显示信息用于反映显示装置的显示能力；
对应地，显示模块1102，具体用于：
基于第一亮度值、显示信息以及预设色域映射策略对目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。
在一些示例中，上述的显示装置还可以包括：
处理模块，用于根据第一亮度值和显示信息调整目标图像的动态范围。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
上面从模块化功能实体的角度对本申请实施例中的拍照装置和显示装置进行描述，下面从硬件处理的角度对本申请实施例中的拍照装置和显示装置进行描述。图12是本申请实施例中的通信装置的硬件结构一个示意图。如图12所示，该通信装置可以包括：
该通信装置包括至少一个处理器1201，通信线路1207，存储器1203以及至少一个通信接口1204。
处理器1201可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，服务器IC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
通信线路1207可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
通信接口1204，使用任何收发器一类的装置，用于与其他装置或通信网络通信，如以太网等。
存储器1203可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储装置，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储装置，存储器可以是独立存在，通过通信线路1207与处理器1201相连接。存储器也可以和处理器1201集成在一起。
其中，存储器1203用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器1201来控制执行。处理器1201用于执行存储器1203中存储的计算机执行指令，从而实现本申请上述实施例提供的图像处理的方法。
可选的，本申请实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本申请实施例对此不作具体限定。
在具体实现中，作为一种实施例，通信装置可以包括多个处理器，例如图12中的处理器1201和处理器1202。这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个装置、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
在具体实现中，作为一种实施例，通信装置还可以包括输出装置1205和输入装置1206。输出装置1205和处理器1201通信，可以以多种方式来显示信息。输入装置1206和处理器1201通信，可以以多种方式接收用户的输入。例如，输入装置1206可以是鼠标、触摸屏装置或传感装置等。
上述的通信装置可以是一个通用装置或者是一个专用装置。在具体实现中，通信装置可以是便携式电脑、移动终端等或有图12中类似结构的装置。本申请实施例不限定通信装置的类型。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的拍照装置和显示装置、单元以及模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的拍照装置和显示装置的实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种图像处理的方法，其特征在于，应用于拍照装置，所述方法包括：
获取第一RGB图像，所述第一RGB图像为所述拍照装置感知的RGB图像；
将所述第一RGB图像转换成第二RGB图像，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
确定所述第二RGB图像对应的第一亮度值，所述第一亮度值反映出所述第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；
根据所述第一亮度值和所述第二RGB图像确定目标图像；
向显示装置发送所述目标图像，以使所述显示装置显示所述目标图像；
在确定所述第二RGB图像对应的第一亮度值之前，所述方法还包括：
获取第一信息，所述第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
对应地，确定所述第二RGB图像对应的第一亮度值，包括：
确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，所述第二转换矩阵用于反映出所述拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；
基于所述第二RGB图像、第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵、以及所述第一信息确定第二亮度值，所述第二亮度值用于反映所述第二RGB图像中的每一帧图像的亮度，所述第一转换矩阵为满足所述BT2020色域范围中的转换矩阵；
基于所述第二亮度值、所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵、以及所述第一信息确定所述第一亮度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一RGB图像转换成第二RGB图像，包括：
确定所述第一转换矩阵；
根据所述第一转换矩阵和所述第一RGB图像确定第二RGB图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，包括：
根据所述第二RGB图像和所述第一信息确定第三亮度值，所述第三亮度值用于反映所述第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；
获取预设观察者空间中图像的亮度值；
基于所述第三亮度值、所述预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；
对所述预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
4.一种图像处理的方法，其特征在于，应用于显示装置，所述方法包括：
接收拍照装置发送的目标图像，所述目标图像由所述拍照装置根据第一亮度值和第二RGB图像确定，所述第一亮度值反映出所述第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，所述第二RGB图像由所述拍照装置对第一RGB图像进行转换后得到的图像，所述第一RGB图像为所述拍照装置感知的RGB图像，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像，所述第一亮度值由所述拍照装置基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定得到，所述第二亮度值由所述拍照装置基于所述第二RGB图像、所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵以及所述第一信息确定得到，所述第二亮度值用于反映所述第二RGB图像中的每一帧图像的亮度，所述第一转换矩阵为满足所述BT2020色域范围中的转换矩阵，所述第二转换矩阵用于反映出所述拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换，所述第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
显示所述目标图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在接收拍照装置发送的目标图像之后，所述方法还包括：
接收所述拍照装置发送的第一亮度值，所述第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
获取显示信息，所述显示信息用于反映显示装置的显示能力；
对应地，显示所述目标图像，包括：
基于所述第一亮度值、所述显示信息以及预设色域映射策略对所述目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述第一亮度值和所述显示信息调整所述目标图像的动态范围。
7.一种拍照装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取第一RGB图像，所述第一RGB图像为所述拍照装置感知的RGB图像；
处理单元，用于将所述第一RGB图像转换成第二RGB图像，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
所述处理单元，用于确定所述第二RGB图像对应的第一亮度值，所述第一亮度值反映出所述第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度；
所述处理单元，用于根据所述第一亮度值和所述第二RGB图像确定目标图像；
发送单元，用于向显示装置发送所述目标图像，以使所述显示装置显示所述目标图像；
所述获取单元，还用于在确定所述第二RGB图像对应的第一亮度值之前，获取第一信息，所述第一信息反映出所述拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
所述处理单元，用于：
确定第二转换矩阵和白平衡矩阵，所述第二转换矩阵用于反映出所述拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换；
基于所述第二RGB图像、第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵、以及所述第一信息确定第二亮度值，所述第二亮度值用于反映所述第二RGB图像中的每一帧图像的亮度，所述第一转换矩阵为满足所述BT2020色域范围中的转换矩阵；
基于所述第二亮度值、所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵、以及所述第一信息确定所述第一亮度值。
8.根据权利要求7所述的拍照装置，其特征在于，所述处理单元，用于：
确定所述第一转换矩阵；
根据所述第一转换矩阵和所述第一RGB图像确定第二RGB图像。
9.根据权利要求7所述的拍照装置，其特征在于，所述处理单元，用于：
根据所述第二RGB图像和所述第一信息确定第三亮度值，所述第三亮度值用于反映所述第一RGB图像中的每一帧图像的亮度；
获取预设观察者空间中图像的亮度值；
基于所述第三亮度值、所述预设观察者空间中图像的亮度值确定第二转换矩阵；
对所述预设观察者空间中图像的亮度值进行白平衡处理，得到白平衡矩阵。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收拍照装置发送的目标图像，所述目标图像由所述拍照装置根据第一亮度值和第二RGB图像确定，所述第一亮度值反映出所述第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，所述第二RGB图像由所述拍照装置对第一RGB图像进行转换后得到的图像，所述第一RGB图像为所述拍照装置感知的RGB图像，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像，所述第一亮度值由所述拍照装置基于第二亮度值、第一转换矩阵、第二转换矩阵、白平衡矩阵、以及第一信息确定得到，所述第二亮度值由所述拍照装置基于所述第二RGB图像、所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述白平衡矩阵以及所述第一信息确定得到，所述第二亮度值用于反映所述第二RGB图像中的每一帧图像的亮度，所述第一转换矩阵为满足所述BT2020色域范围中的转换矩阵，所述第二转换矩阵用于反映出所述拍照装置感知的RGB图像的亮度值与预设观察者空间的图像的亮度值之间的转换，所述第一信息反映出拍照装置的光圈值、曝光时间、增益值或光电转换效率；
显示模块，用于显示所述目标图像。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述接收模块，还用于：
在接收拍照装置发送的目标图像之后，接收所述拍照装置发送的第一亮度值，所述第一亮度值反映出第二RGB图像中的每一帧图像的最大亮度，所述第二RGB图像为满足BT2020色域范围的图像；
获取显示信息，所述显示信息用于反映显示装置的显示能力；
对应地，所述显示模块，用于：
基于所述第一亮度值、所述显示信息以及预设色域映射策略对所述目标图像进行色域映射，以显示进行色域映射后的目标图像。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：
处理模块，用于根据所述第一亮度值和所述显示信息调整所述目标图像的动态范围。
13.一种图像处理系统，其特征在于，包括执行如权利要求1-3中任一项所述的方法的拍照装置、以及执行如权利要求4-6中任一项所述的方法的显示装置。
14.一种拍照装置，其特征在于，所述拍照装置包括：输入/输出(I/O)接口、处理器和存储器，
所述存储器中存储有程序指令；
所述处理器用于执行存储器中存储的程序指令，执行如权利要求1至3中任一所述的方法。
15.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：输入/输出(I/O)接口、处理器和存储器，
所述存储器中存储有程序指令；
所述处理器用于执行存储器中存储的程序指令，执行如权利要求4至6中任一所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在拍照装置上运行时，使得所述拍照装置执行如权利要求1至3中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在显示装置上运行时，使得所述显示装置执行如权利要求4至6中任一项所述的方法。
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