CN114866809A - 视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品 - Google Patents

视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品，属于视频技术领域。该方法包括：获取动态扩展曲线，动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；基于动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，目标视频帧参数是目标SDR视频帧的视频帧参数，扩展视频帧参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；基于扩展视频帧参数，生成目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧。本申请实施例提供的方法，通过动态扩展曲线进行视频帧的转换，可使转换后的视频帧更接近人眼所观看的真实场景，提高视觉效果；且计算复杂度较低且时序稳定，可避免视频闪烁。

Description

视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品
技术领域
本申请实施例涉及视频技术领域，特别涉及一种视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品。
背景技术
目前，存在标准动态范围(Standard Dynamic Range，SDR)显示屏与高动态范围(High Dynamic Range，HDR)显示屏对图片/视频进行显示，其中，HDR显示屏可展示更多的亮度信息，相较于SDR显示屏的展示效果更优。
而大多数现存的视频图像数据以SDR标准进行记录与存储，为使在HDR显示屏中展示SDR视频图像数据具有HDR效果，需将SDR视频图像数据转换为HDR视频图像数据。
相关技术上中，将SDR转换为HDR过程中，采用深度学习方法进行转换，然而，该种方式计算复杂度较高，转换效率较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种视频转换方法、装置、设备、存储介质及程序产品，所述技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种视频转换方法，所述方法包括：
获取动态扩展曲线，所述动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；
基于所述动态扩展曲线，对目标图像参数进行亮度动态扩展，得到扩展图像参数，所述目标图像参数是目标SDR图像的图像参数，所述扩展图像参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；
基于所述扩展图像参数，生成所述目标SDR图像对应的目标HDR图像。
另一方面，本申请实施例提供了一种视频转换装置，所述装置包括：
曲线获取模块，用于获取动态扩展曲线，所述动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；
亮度扩展模块，用于基于所述动态扩展曲线，对目标图像参数进行亮度动态扩展，得到扩展图像参数，所述目标图像参数是目标SDR图像的图像参数，所述扩展图像参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；
图像生成模块，用于基于所述扩展图像参数，生成所述目标SDR图像对应的目标HDR图像。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频转换方法。
另一方面，本申请实施例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中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频转换方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的视频转换方法。
本申请实施例提供的技术方案至少包括如下有益效果：
本申请实施例中，在将SDR视频转换为HDR视频过程中，通过动态扩展曲线对SDR视频的视频帧内容进行转换，其中，动态扩展曲线是真实场景下SDR图像与HDR图像的对应关系，因此，通过动态扩展曲线进行视频帧的转换，可使转换后的视频帧更接近人眼所观看的真实场景，提高视觉效果。且利用同一动态扩展曲线对各个视频帧进行转换，计算复杂度较低且时序稳定，可避免视频闪烁，保持良好的视觉效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的视频转换方法的流程图；
图2示出了本申请另一个示例性实施例提供的视频转换方法的流程图；
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的SDR视频帧转换为HDR视频帧过程的架构示意图；
图4示出了本申请一个示例性实施例提供的目标SDR视频帧与目标HDR视频帧的对比示意图；
图5示出了本申请一个示例性实施例提供的动态扩展曲线调整过程的流程图；
图6示出了本申请一个实施例提供的视频转换装置的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
为便于对本申请实施例提供方案的理解，下面对本申请实施例涉及的名词进行解释说明。
SDR：SDR通过传统的伽马gamma曲线描述图像/视频的动态范围，其中SDR内容使用8bit表示。SDR内容一般使用的色域有Rec.601、Rec.709、sRGB，不同色域对应的gamma曲线不同。SDR内容一般在亮度为100nit的屏幕上进行显示。
HDR：HDR使用混合对数伽马方法(Hybrid Log-Gamma，HLG)或感知量化器(Perceptual Quantizer，PQ)描述图像/视频的动态范围，相较于gamma曲线，可描述的动态范围更大。本申请实施例中，动态范围是指亮度范围。即HDR标准可显示的亮度范围大于SDR标准可显示的亮度范围。HDR内容可使用10bit、12bit以及14bit表示。目前，主要使用10bit表示。HDR内容一般在亮度为1000nit-10000nit的屏幕上进行显示。
电光传递函数(Electro-Optical Transfer Function，EOTF)：EOTF用于将非线性图像信号转换为显示线性光信号。当图像需在显示屏上显示时，显示屏中硬件通过EOTF将图像中的数字信号转换为显示屏上的光信号。其中，ITU-R Recommendation BT.1886描述了SDR标准中使用的EOTF。对于HDR标准，HLG和PQ标准分别使用不同的EOTF，根据HDR显示屏支持的HDR标准，选用不同的EOTF。
光电传递函数(Opto-Electronic Transfer Function，OETF)：OETF用于将场景线性光信号转换为非线性图像信号。真实场景的光为线性光，当采集设备在拍摄视频或图像时，采集设备中的硬件会通过OETF将环境中线性光信号转换为非线性图像信号。其中，非线性图像信号通常通过图像RGB值表示。对于SDR标准，OETF即为传统的gamma曲线，可根据SDR标准所使用的色域(Rec.601、Rec.709、sRGB)，确定对应的OETF。对于HDR标准，HLG和PQ标准分别使用不同的EOTF，根据HDR显示屏支持的HDR标准，选用不同的EOTF。
光光传递函数(Opto-Opto Transfer Function，OOTF)：OOTF用于将场景线性光信号转换为显示线性光信号，OOTF通常为EOTF与OETF的耦合。OOTF用于将真实场景的高动态亮度值映射到显示设备支持的亮度范围内。
HLG：目前主流的HDR标准之一，其定义一组OETF、EOTF及OOTF。基于HLG标准的HDR内容在SDR显示设备上回放仍然能够保持和普通记录方式接近的色彩和动态。HLG方法兼容HDR显示器/SDR显示器。
PQ：也记做SMPTE ST 2084，为HDR标准之一。同样定义一组OETF、EOTF及OOTF，但仅针对于HDR显示，仅适用于HDR显示器，不兼容SDR显示器。
CIE XYZ：由国际照明委员会(CIE)于1931年创立的一种颜色空间，CIE XYZ空间包含了人眼能够看到的全部颜色，每种颜色以X、Y、Z三个分量来表示。
CIE YU'V'：由CIE创立的一种颜色空间，Y代表颜色的亮度，U'，V'表示颜色的色度。
逆色调映射操作(Inverse Tone Mapping Operator，ITMO)：ITMO即为扩展SDR内容的动态范围，将其转换成HDR内容。本申请实施例中，对SDR内容进行亮度动态范围扩展，将其转换为HDR内容。
相关技术中，在将SDR视频转换为HDR图像中时，所采用的方法包含全局方法、局部方法以及深度学习方法等。全局方法是指对整幅图像进行ITMO，在此过程中，通常使用线性曲线进行转换，然而该种方式仅适用于曝光良好的场景。局部方法是指对图像的不同区域采用不同的IMTO方法，该种方法仅适用于图像处理，对直播或视频处理过程中，复杂度过高容易闪烁。深度学习的方法通常算法较为复杂，计算开销较大。在实时处理视频过程中，效率较低且设备功耗较大。且深度学习方法依赖于数据集，失败样例不可控。
因此，本申请实施例中，提供一种视频转换方法，利用动态扩展曲线实现SDR视频到HDR视频的转换，一方面可降低计算复杂度，确保转换后视频时序上稳定；另一方面可使转换后HDR视频更接近人眼所看到真实场景，提高视觉效果。
本申请实施例提供的方法可适用于视频转换，将已拍摄的SDR视频转换为HDR视频。且还可适用于直播场景的实时转换，在直播过程中，可对直播画面进行实时转换，将SDR画面转化为HDR画面，提高直播观看的视觉效果。除此之外，本申请实施例提供的方法还可用于其他需将SDR图像/视频转换为HDR图像/视频的场景中，本申请实施例对此不做限定。
本申请实施例提供的方法由计算机设备执行，其中，计算机设备可具有视频转换功能。其可为智能手机、平板电脑、智能电视、数码播放器、膝上型便携计算机或台式计算机等等，本申请实施例对此不做限定。
请参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的视频转换方法的流程图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明。该方法包括如下步骤。
步骤101，获取动态扩展曲线，动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异。
由于HDR标准所支持的亮度显示范围高于SDR标准所支持的亮度显示范围。因此，对于同一场景，以不同标准采集的图像存在差异。本申请实施例中，可根据同一场景下以SDR标准与HDR标准拍摄图像对应的亮度直方图分布间的差异，拟合得到动态扩展曲线。
在一种可能的实施方式中，计算机设备中预先存储有拟合得到的动态扩展曲线，在需对SDR视频进行转换时，可通过存储的动态扩展曲线进行转换。
步骤102，基于动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，目标视频帧参数是目标SDR视频帧的视频帧参数，扩展视频帧参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围。
在对SDR视频转换过程中，分别对视频中每帧视频帧进行转换，得到转换后的HDR视频帧，从而得到HDR视频。可选的，目标SDR视频帧可为待转换的SDR视频中的任一帧图像，即通过相同的动态扩展曲线对任意视频帧进行转换。
其中，目标SDR视频可为已拍摄的视频或正在播放中的视频。且对于直播场景，SDR视频帧可为采集的SDR直播画面。
本申请实施例中，在将SDR视频转换为HDR视频时，计算机设备对亮度进行动态范围扩展，将其转换为HDR标准所支持的亮度显示范围内，提高视频显示亮度，从而提高视觉效果。
在一种可能的实施方式中，计算机设备通过动态扩展曲线对视频帧的视频帧参数进行亮度动态扩展。动态扩展曲线指示SDR图像亮度与HDR图像亮度的对应关系，因此，通过动态扩展曲线可将目标视频帧的亮度扩展到HDR标准支持的显示亮度，即扩展后的扩展视频帧参数相较于目标视频帧参数亮度动态范围更大。
步骤103，基于扩展视频帧参数，生成目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧。
在得到各个SDR视频帧对应的扩展视频帧参数后，计算机设备可利用扩展视频帧参数生成各个HDR视频帧，再将各个HDR视频帧合成得到转换后的HDR视频。
综上所述，本申请实施例中，在将SDR视频转换为HDR视频过程中，通过动态扩展曲线对SDR视频的视频帧内容进行转换，其中，动态扩展曲线是真实场景下SDR图像与HDR图像的对应关系，因此，通过动态扩展曲线进行视频帧的转换，可使转换后的视频帧更接近人眼所观看的真实场景，提高视觉效果。且利用同一动态扩展曲线对各个视频帧进行转换，计算复杂度较低且时序稳定，避免视频闪烁，保持良好的视觉效果。
在视频帧的转换过程中，通常获取到的视频帧参数为非线性参数，而在显示屏内显示为线性参数，因此，需首先对视频帧参数进行线性化，再对线性化后的参数进行转换。且视频帧参数通常包含视频帧的亮度参数以及色度参数，而转换过程中，仅需对亮度参数进行动态范围扩展，因此，需对亮度参数以及色度参数进行分离。下面将以示例性实施例进行说明。
请参考图2，其示出了本申请另一个示例性实施例提供的视频转换方法的流程图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明。该方法包括如下步骤。
步骤201，获取动态扩展曲线。
本步骤实施方式可参考上述步骤101，本实施例不再赘述。
步骤202，对目标视频帧参数进行参数分离，得到目标亮度参数与目标色度参数。
对于目标SDR视频帧，其是以每通道8bit存储的RGB三通道图像，每通道的取值范围为[0，255]。目标视频帧参数即为目标SDR视频帧的RGB参数。若直接对RGB参数进行亮度动态扩展，则容易造成偏色。因此，在一种可能的实施方式中，计算机设备对目标视频帧参数进行参数分离，得到目标SDR视频帧对应的目标亮度参数，从而对目标亮度参数进行亮度动态扩展。该方式包括步骤202a-202b(图中未示出)：
步骤202a，基于电光传递函数EOTF，对SDR非线性参数进行线性化处理，得到SDR显示线性参数，其中，显示线性参数用于指示图像在显示屏内显示时的显示光亮度。
其中，目标视频帧参数是目标SDR视频帧的SDR非线性参数，即非线性RGB参数。而视频转换后以HDR显示屏进行显示，显示屏内为显示线性光。因此，计算机设备首先将SDR非线性参数进行线性化处理，得到SDR标准下视频帧在显示屏内显示的SDR显示线性参数，从而基于SDR显示线性参数进行亮度动态范围扩展。
在一种可能的实施方式中，在线性化处理前，首先需对SDR非线性参数进行归一化，即将非线性RGB参数的每个通道归一化至[0，1]。之后，计算机设备对非线性RGB参数三通道的值分别进行线性化，得到SDR显示线性参数。
可选的，通过EOTF将SDR非线性参数转换为SDR显示线性参数。在ITU-RRecommendation BT.1886描述了SDR标准中使用的EOTF，如下式所示：
Figure BDA0003690264980000071
其中，RD，GD，BD即为SDR显示线性参数，R，G，B为SDR非线性参数。
步骤202b，对SDR显示线性参数进行颜色空间转化，得到CIE YU'V'空间下的目标亮度参数以及目标色度参数。
为将SDR显示线性参数分离为色度参数以及亮度参数，计算机设备可对SDR显示线性参数进行颜色空间转换。可选的，可转换为CIE Yxy空间，其中，Y表示颜色亮度，xy表示颜色的色度。或者，可转换至CIE YU'V'空间。
在一种可能的实施方式中，由于CIE YU'V'相较于CIE Yxy，U'V'表示的色度更均匀，因此，将SDR显示线性参数转换为CIE YU'V'空间下的YU'V'参数。
颜色空间转换过程中，计算机设备首先对SDR显示线性参数进行颜色空间转换，将RD，GD，BD转换至CIE XYZ空间中，得到CIE XYZ空间下的XYZ参数。在转换至CIE XYZ空间中时，可根据目标SDR视频帧所采用的色域，确定对应的颜色空间转换方式，从而进行转换。其中，不同色域(如Rec.601、Rec.709、sRGB等)对应不同颜色空间转换方式。
在得到CIE XYZ空间下的XYZ参数后，再基于XYZ参数进行颜色空间转换，转换得到CIE YU'V'空间下的YU'V'参数，从而分离亮度与色度。转换方式如下：
Y＝Y
U′＝4X/(X+15Y+3Z)
V′＝9Y/(X+15Y+3Z)
其中，YU'V'参数中，Y即为目标亮度参数，U'V'即为目标色度参数。
步骤203，基于动态扩展曲线，对目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到亮度扩展参数。
在一种可能的实施方式中，在亮度通道Y上进行亮度动态扩展，保持U'V'不变。其中，目标亮度参数包括目标SDR视频帧中各个像素点的目标亮度参数。在进行亮度动态扩展时，对各个像素点对应的目标亮度参数进行扩展。
其中，在像素点对应的目标亮度参数小于亮度阈值的情况下，对目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到像素点的亮度扩展参数。即动态扩展曲线为分段函数，在亮度值属于一定范围时，进行动态范围的扩展。
可选的，动态扩展曲线如下所示：
Figure BDA0003690264980000081
其中，Yexpand即为扩展后的亮度扩展参数。在亮度Y＜35的情况下，对亮度Y进行扩展。
步骤204，基于亮度扩展参数以及目标色度参数，确定扩展视频帧参数。
在对目标亮度参数进行亮度动态扩展后，可得到亮度扩展参数。而目标色度参数保持不变，可基于亮度扩展参数以及目标色度参数，确定扩展视频帧参数。
在一种可能的实施方式中，计算机设备将亮度动态扩展后的Yexpand，U'，V'转换为CIE XYZ空间，得到扩展视频帧参数。
而在另一种可能的实施方式中，CIE YU'V'颜色空间虽然在一定程度上能够将颜色中的亮度信息和色度信息分离，但在亮度信息改变后，仍会引起色度的改变，因此，还需进行色偏校正。可选的，可以一定比例降低色度参数，比如，降低80％，避免饱和度过高。且进一步的，由于肤色区域色度改变较为明显，与真实场景存在偏差，因此，在色偏校正时，仅对SDR视频帧内肤色区域对应的色度参数进行校正。计算机设备将色偏校正后的XYZ参数作为扩展视频帧参数。上述色偏校正仅为示意性说明，还可采用其他方式进行色偏校正。本实施例对此不做限定。
在一种可能的实施方式中，在对SDR视频帧内肤色区域进行色偏校正时，可先将XYZ参数进行颜色空间转换，将CIE XYZ空间下的XYZ参数转换为Lab颜色空间下的Lab参数，再基于Lab参数进行色偏校正。
且色偏校正过程中，计算机设备中预先存储有肤色区域对应的目标色度范围，在一种可能的实施方式中，可根据色度参数a，b在Lab空间内的色度位置判断是否位于目标色度范围对应的区域内，若位于该区域内，表明该参数对应的像素点属于肤色区域，需进行校正。且在校正过程中，可选的，可以目标比例降低色度参数a，b，比如，目标比例为80％，即降低后的参数值为原参数值的80％。或者，对于a，b参数所指示的色度位置，确定降低比例，在a，b参数所指示的色度位置位于目标色度范围对应目标区域的中间区域时，可以最大降低比例进行调整，比如最大降低比例为80％。而若a，b参数所指示的色度位置，位于目标色度范围对应目标区域的边缘位置时，其靠近边缘区域，降低比例较少，比如，可为90％，即降低后的参数值为原参数值的90％。或者，可根据色度位置与目标色度范围所指示的边缘间距离确定校正权重，与边缘越近，校正权重越低，色偏调整比例越小。色偏校正后，再进行颜色空间转换，将Lab颜色空间下的Lab参数转换为CIE XYZ空间下的XYZ参数。通过该种方式，可对肤色区域进行色偏校正，从而减少因亮度提升所引起的肤色区域饱和度较高的问题，提高视觉效果。且可仅对肤色区域进行校正，避免对其他区域的影响。且对于不同色度参数以不同降低比例进行校正，可避免图像不平滑的现象，使色偏校正后的图像更为自然。
步骤205，基于扩展视频帧参数，进行色域转换，得到HDR标准下的HDR显示线性参数。
在得到扩展视频帧参数后，需进行色域转换，转换至HDR标准所采用的色域。在一种可能的实施方式中，计算机设备将扩展视频帧参数对应的XYZ参数转换至Rec.2020颜色空间，得到HDR标准下的HDR显示线性参数RD'，G D'，B D'。其中，Rec.2020颜色空间是HDR标准中使用的颜色空间。
步骤206，基于逆光光传递函数OOTF，对HDR显示线性参数进行转换，得到HDR场景线性参数，其中，场景线性参数用于指示图像对应的自然光亮度。
显示屏显示的线性光信号仍存在一定限制，其与真实场景的场景线性光信号存在一定差距。因此，在一种可能的实施方式中，在得到HDR显示线性参数后，可对其进行转换，得到HDR场景线性参数，从而进行图像增强，使转换后的HDR视频更接近人眼所感知的场景，提高视觉效果。
在一种可能的实施方式中，计算机设备可通过OOTF逆过程进行转换。其中，不同HDR显示标准对应的OOTF不同。因此，在转换过程中，首先需基于HDR显示标准，确定OOTF。HDR显示标准包括HLG标准与PQ标准两种，可根据HDR显示屏所采用的显示标准，确定对应的OOTF。
以HDR显示标准为HLG标准为例，OOTF逆过程如下式所示：
Figure BDA0003690264980000101
Figure BDA0003690264980000102
Figure BDA0003690264980000103
YD＝0.2627RD′+0.6780GD′+0.0593BD′
其中，α是显示器消色差像元的标称峰值亮度，γ是系统伽马射线。α＝100，γ＝0.85。RS，GS，BS即为转换后的HDR场景线性参数。
其中，α，γ为预先调整得到的参数，其中，不同HDR显示标准对应不同参数α，γ，即计算机设备中存储有HLG标准以及PQ标准各自对应的参数α，γ，在进行转换时，计算机设备可根据HDR显示屏所采用的标准，选择对应的参数α，γ进行逆OOTF。
步骤207，基于光电传递函数OETF，对HDR场景线性参数进行转换，得到HDR非线性参数。
在得到HDR场景线性参数后，计算机设备可基于OETF对HDR场景线性参数进行转换，得到HDR非线性参数。同样的，不同HDR显示标准对应的OETF不同。因此，在转换过程中，首先需基于HDR显示标准，确定OETF，HLG标准与PQ标准分别对应不同的OETF。
以HLG标准为例，基于OETF，对HDR场景线性参数进行转换的方式如下：
Figure BDA0003690264980000111
其中，E是指HDR场景线性参数{RS，GS，BS}，属于归一化范围[0，1]。E′是指[0，1]范围内的HDR非线性参数。
其中，a＝0.17883277,b＝1-4a,c＝0.5-a·ln(4a)5c。
步骤208，对HDR非线性参数进行量化，得到目标HDR视频帧的视频帧数据。
由于此时HDR非线性参数属于[0，1]范围，因此，需对其进行量化，转化为[0,1023]的10bit HDR视频帧数据，即得到目标HDR视频帧的非线性图像信号。后续，基于目标HDR视频帧显示时，显示设备中硬件将自动根据输入的非线性图像信号转换为显示线性信号进行显示。
计算机设备得到各个HDR视频帧的视频帧数据后，可合成SDR视频对应的HDR视频，完成视频转换。
在一种可能的实施方式中，将目标SDR视频帧转换为目标HDR视频帧的结构框架可如图3所示。首先对目标SDR视频帧301进行归一化，得到[0，1]范围的非线性RGB参数，再对归一化的非线性RGB参数进行线性化，得到显示线性RGB参数，之后，计算机设备将显示线性RGB参数进行颜色空间转换，得到CIE YU'V'颜色空间下的YU'V'参数。计算机设备通过动态扩展曲线对亮度通道Y参数进行亮度动态范围扩展，得到亮度扩展参数Yexpand，且保持U'V'不变，之后，将扩展后的YU'V'参数转换到CIE XYZ颜色空间，且还可对肤色区域进行色偏校正。计算机设备基于色偏校正后的XYZ参数进行色域转换，转换至HDR标准的Rec.2020颜色空间，之后，利用OOTF逆过程将显示线性参数转换为场景线性参数，再对场景线性参数进行OETF转换，得到HDR标准下的非线性参数，最终，对HDR标准下的非线性参数进行量化，得到目标HDR视频帧302。
示意性的，如图4所示，其中，目标SDR视频帧401在进行转换后，可得到对应的目标HDR视频帧402，目标HDR视频帧402的亮度大于目标SDR视频401的亮度。进行转换后，由于HDR标准所支持的亮度显示范围更大，因此，可使转换后的视频帧更接近人眼所观看的真实场景。
本实施例中，仅在亮度通道Y上利用动态扩展曲线进行亮度动态扩展，降低色偏的概率。且对视频内的视频帧均通过同一动态扩展曲线进行亮度动态扩展，可转换后视频时序上的稳定。
且本实施例中，在得到HDR显示线性光信号后，还进一步将其转换为场景线性光，再基于场景线性光得到最终的非线性信号，从而减小与真实场景自然光的差距，达到图像增强效果，进一步提高视觉效果。
在一种可能的实施方式中，通过对大量相同场景下以SDR标准以及HDR标准拍摄的数据进行拟合，得到动态扩展曲线。其中，动态扩展曲线的拟合过程包括如下步骤：
步骤一，获取样本HDR图像以及样本SDR图像，其中，样本HDR图像与样本SDR图像是以不同标准对相同场景采集得到的图像。
在一种可能的实施方式中，可获取多组样本HDR图像以及样本SDR图像。每组样本HDR图像与样本SDR图像是分别以HDR标准与SDR标准对相同场景拍摄得到的图像。其以非线性参数存储，即存储为RGB值。
步骤二，基于样本HDR图像以及样本SDR图像，调整动态扩展曲线。
在一种可能的实施方式中，计算机设备可利用多组样本HDR图像与样本SDR图像的亮度参数，调整得到动态扩展曲线。
其中，基于样本HDR图像与样本SDR图像调整动态扩展曲线的过程可如图5所示，包括如下步骤：
步骤501，基于动态扩展曲线，对样本SDR图像的样本图像参数进行亮度动态扩展，得到样本扩展图像参数。
首先，可利用动态扩展曲线，对样本SDR图像的样本图像参数进行亮度动态扩展，得到样本扩展图像参数。其中，样本图像参数即非线性RGB参数。利用动态扩展曲线进行亮度动态扩展的方式，可参考上述实施例中，利用动态扩展曲线对目标视频参数进行动态扩展的方式，本实施例不再阐述。
计算机设备进行亮度动态扩展后，可得到样本扩展图像参数。
步骤502，基于样本扩展图像参数，生成样本SDR图像对应的HDR转换图像。
相应的，计算机设备基于样本扩展图像参数，生成HDR转换图像。其中，最终生成的HDR转换图像的图像参数为非线性RGB参数。基于样本扩展图像参数，生成样本SDR图像对应的HDR转换图像的方式，可参考上述实施例中，基于扩展视频帧参数，生成目标HDR视频帧的方式，本实施例不再赘述。
步骤503，基于HDR转换图像与样本HDR图像的亮度差异，调整动态扩展曲线。
在得到HDR转换图像后，计算机设备可对HDR转换图像与原先存储的样本SDR图像对应的样本HDR图像进行对比，通过亮度差异对动态扩展曲线进行调整，直至HDR转换图像与样本HDR图像相同或差异小于阈值。调整后计算机设备可对动态扩展曲线进行存储，之后，用于将SDR图像转换为HDR图像。
且对于不同HDR标准的图像，需分别以不同标准下的样本HDR图像调整动态扩展曲线。可选的，对于HLG标准的HDR图像，可以样本SDR图像与HLG标准的样本HDR图像调整动态扩展曲线，从而得到HLG标准的HLG动态扩展曲线，后续在进行视频/图像转换时，若采用HLG标准，则可使用HLG动态扩展曲线进行亮度动态范围扩展。而对于PQ标准的HDR图像，可以样本SDR图像与PQ标准的样本HDR图像调整动态扩展曲线，从而得到PQ标准的PQ动态扩展曲线，后续在进行视频/图像转换时，若采用PQ标准，则可使用PQ动态扩展曲线进行亮度动态范围扩展。
且在一种可能的实施方式中，对于上述实施例中，转换得到HDR场景线性参数时，所采用的逆OOTF中参数α以及参数γ为预先调整得到的参数，从而达到图像增强的效果。对于参数α以及参数γ的调整方式可如动态扩展曲线的调整方式。其可通过相同场景对应的样本SDR图像以及样本HDR图像的差异进行调整。首先对样本SDR图像进行转换，得到转换后的HDR转换图像，并基于HDR转换图像与样本HDR图像的差异调整α与γ，得到调整后的参数。
且对于不同HLG标准，同样需分别以不同标准下的样本HDR图像调整参数。对于HLG标准，采用HLG标准下的样本HDR图像，对于PQ标准，采用PQ标准下的样本HDR图像。
请参考图6，其示出了本申请一个示例性实施例提供的视频转换装置的结构框图。该装置包括：
曲线获取模块601，用于获取动态扩展曲线，所述动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；
亮度扩展模块602，用于基于所述动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，所述目标视频帧参数是目标SDR视频帧的视频帧参数，所述扩展视频帧参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；
图像生成模块603，用于基于所述扩展视频帧参数，生成所述目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧。
可选的，所述亮度扩展模块602，用于：
对所述目标视频帧参数进行参数分离，得到目标亮度参数与目标色度参数；
基于所述动态扩展曲线，对所述目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到亮度扩展参数；
基于所述亮度扩展参数以及所述目标色度参数，确定所述扩展视频帧参数。
可选的，所述目标视频帧参数为所述目标SDR视频帧的SDR非线性参数；
可选的，所述亮度扩展模块602，还用于：
基于电光传递函数EOTF，对所述SDR非线性参数进行线性化处理，得到SDR显示线性参数，其中，显示线性参数用于指示图像在显示屏内显示时的显示光亮度；
对所述SDR显示线性参数进行颜色空间转化，得到CIE YU’V’空间下的所述目标亮度参数以及所述目标色度参数。
可选的，所述图像生成模块603，还用于：
基于所述扩展视频帧参数，进行色域转换，得到HDR标准下的HDR显示线性参数；
基于逆光光传递函数OOTF，对所述HDR显示线性参数进行转换，得到HDR场景线性参数，其中，场景线性参数用于指示图像对应的自然光亮度；
基于光电传递函数OETF，对所述HDR场景线性参数进行转换，得到HDR非线性参数；
对所述HDR非线性参数进行量化，得到所述目标HDR视频帧的视频帧数据。
可选的，所述装置还包括：
函数确定模块，用于基于HDR显示标准，确定所述EOTF、所述OOTF以及所述OETF，所述HDR显示标准为PQ标准或HLG标准，其中，不同HDR显示标准对应的所述EOTF、所述OOTF以及所述OETF不同。
可选的，所述目标亮度参数包括所述目标SDR视频帧中各个像素点的目标亮度参数；
可选的，所述亮度扩展模块602，还用于：
在所述像素点对应的所述目标亮度参数小于亮度阈值的情况下，对所述目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到所述像素点的亮度扩展参数。
可选的，所述装置还包括：
图像获取模块，用于获取样本HDR图像以及样本SDR图像，其中，所述样本HDR图像与所述样本SDR图像是以不同标准对相同场景采集得到的图像；
曲线调整模块，用于基于所述样本HDR图像以及所述样本SDR图像，调整所述动态扩展曲线。
可选的，所述曲线调整模块，还用于：
基于所述动态扩展曲线，对所述样本SDR图像的样本图像参数进行亮度动态扩展，得到样本扩展图像参数；
基于所述样本扩展图像参数，生成所述样本SDR图像对应的HDR转换图像；
基于所述HDR转换图像与所述样本HDR图像的亮度差异，调整所述动态扩展曲线。
综上所述，本申请实施例中，在将SDR视频转换为HDR视频过程中，通过动态扩展曲线对SDR视频的视频帧内容进行转换，其中，动态扩展曲线是真实场景下SDR图像与HDR图像的对应关系，因此，通过动态扩展曲线进行视频帧的转换，可使转换后的视频帧更接近人眼所观看的真实场景，提高视觉效果。且利用同一动态扩展曲线对各个视频帧进行转换，计算复杂度较低且时序稳定，避免视频闪烁，保持良好的视觉效果。
需要说明的是：上述实施例提供的装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频转换方法。
本申请实施例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中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频转换方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的视频转换方法。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

Claims (12)

1.一种视频转换方法，其特征在于，所述方法包括：
获取动态扩展曲线，所述动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；
基于所述动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，所述目标视频帧参数是目标SDR视频帧的视频帧参数，所述扩展视频帧参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；
基于所述扩展视频帧参数，生成所述目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，包括：
对所述目标视频帧参数进行参数分离，得到目标亮度参数与目标色度参数；
基于所述动态扩展曲线，对所述目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到亮度扩展参数；
基于所述亮度扩展参数以及所述目标色度参数，确定所述扩展视频帧参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标视频帧参数为所述目标SDR视频帧的SDR非线性参数；
所述对所述目标视频帧参数进行参数分离，得到目标亮度参数与目标色度参数，包括：
基于电光传递函数EOTF，对所述SDR非线性参数进行线性化处理，得到SDR显示线性参数，其中，显示线性参数用于指示图像在显示屏内显示时的显示光亮度；
对所述SDR显示线性参数进行颜色空间转化，得到CIE YU'V'空间下的所述目标亮度参数以及所述目标色度参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述扩展视频帧参数，生成所述目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧，包括：
基于所述扩展视频帧参数，进行色域转换，得到HDR标准下的HDR显示线性参数；
基于逆光光传递函数OOTF，对所述HDR显示线性参数进行转换，得到HDR场景线性参数，其中，场景线性参数用于指示图像对应的自然光亮度；
基于光电传递函数OETF，对所述HDR场景线性参数进行转换，得到HDR非线性参数；
对所述HDR非线性参数进行量化，得到所述目标HDR视频帧的视频帧数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于HDR显示标准，确定所述OOTF以及所述OETF，所述HDR显示标准为PQ标准或HLG标准，其中，不同HDR显示标准对应的所述OOTF以及所述OETF不同。
6.根据权利要求2至4任一所述的方法，其特征在于，所述目标亮度参数包括所述目标SDR视频帧中各个像素点的目标亮度参数；
基于所述动态扩展曲线，对所述目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到亮度扩展参数，包括：
在所述像素点对应的所述目标亮度参数小于亮度阈值的情况下，对所述目标亮度参数进行亮度动态扩展，得到所述像素点的亮度扩展参数。
7.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取样本HDR图像以及样本SDR图像，其中，所述样本HDR图像与所述样本SDR图像是以不同标准对相同场景采集得到的图像；
基于所述样本HDR图像以及所述样本SDR图像，调整所述动态扩展曲线。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述样本HDR图像以及所述样本SDR图像，调整所述动态扩展曲线，包括：
基于所述动态扩展曲线，对所述样本SDR图像的样本图像参数进行亮度动态扩展，得到样本扩展图像参数；
基于所述样本扩展图像参数，生成所述样本SDR图像对应的HDR转换图像；
基于所述HDR转换图像与所述样本HDR图像的亮度差异，调整所述动态扩展曲线。
9.一种视频转换装置，其特征在于，所述装置包括：
曲线获取模块，用于获取动态扩展曲线，所述动态扩展曲线用于指示相同场景下标准动态范围SDR图像与高动态范围HDR图像的亮度分布差异；
亮度扩展模块，用于基于所述动态扩展曲线，对目标视频帧参数进行亮度动态扩展，得到扩展视频帧参数，所述目标视频帧参数是目标SDR视频帧的视频帧参数，所述扩展视频帧参数对应的亮度属于HDR亮度显示范围；
图像生成模块，用于基于所述扩展视频帧参数，生成所述目标SDR视频帧对应的目标HDR视频帧。
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的视频转换方法。
11.一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中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的视频转换方法。
12.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令以实现如权利要求1至8任一所述的视频转换方法。
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