TWI835280B - 一種色調映射方法、設備及系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種色調映射方法、設備及系統。該方法為獲取待顯示圖像幀和元數據，元數據包括至少一個元數據資訊單元；採用目標分割方式將待顯示圖像幀分割為多個分割區域，確定多個分割區域與至少一個元數據資訊單元的對應關係。對預設區域中的多個像素，確定多個像素所屬的至少一個相關分割區域，根據對應關係確定各相關分割區域對應的相關元數據資訊單元；根據元數據資訊單元得到各相關分割區域對應的子色調映射值和分配對應的權重因子；基於各相關分割區域對應的子色調映射值和權重因子得到色調映射值；根據色調映射值進行色調映射。

Description

一種色調映射方法、設備及系統
本發明是有關於一種顯示技術領域，且特別是有關於一種色調映射方法、設備及系統。
隨著採集端設備的發展，目前可以基於高動態範圍（high dynamic range，HDR）視頻技術實現採集得到HDR視頻或圖像。 HDR視頻或圖像拓展了可顯示的圖像的亮度範圍，因而能夠記錄較大的亮度範圍資訊，從而可以展現圖像中更多的亮部和暗部細節。
然而，目前存在的顯示端設備的顯示能力通常是有限的，對採集端設備採集到的HDR視頻或圖像所記錄的亮度範圍資訊，無法進行較好地顯示。例如，採集端設備最大可以採集到亮度為10000坎德拉/平方米（cd/m2，亮度單位）的像素，而顯示端設備最高只可以顯示亮度為4000cd/m2的像素，則採集端設備採集到的HDR視頻或圖像中亮度為4000cd/m2~10000cd/m2的像素可能無法得到很好地顯示。相關技術中給出了可以採用對待顯示的圖像進行色調映射（tone mapping，TM）的處理方式，從而可以將高動態範圍圖像色調映射在低動態範圍顯示能力的顯示端設備。
傳統的色調映射方式主要可以採用基於色調映射曲線或者基於分塊的局部色調映射等方式，但是存在色調映射效果不佳的問題。因此，如何提高色調映射效果是值得研究的。
本發明提供一種色調映射方法、設備及系統，用以提供一種可以提高色調映射效果的技術方案。
本發明提供一種色調映射方法，應用於顯示端設備。該方法包括：獲取待顯示圖像幀和元數據，所述元數據包括至少一個元數據資訊單元；採用目標分割方式將所述待顯示圖像幀分割為多個分割區域，並確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。針對所述待顯示圖像幀中的第i個像素，執行：基於所述第i個像素選取的預設區域中包含的多個像素，確定所述多個像素所屬的至少一個相關分割區域，以及根據所述對應關係確定各所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元；根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，以及為各所述相關分割區域分配對應的權重因子；基於各所述相關分割區域對應的所述子色調映射值和所述權重因子，得到所述第i個像素的色調映射值；並根據所述色調映射值，對所述第i個像素進行色調映射。其中，所述i分別取遍1至N中的任一正整數，所述N為所述待顯示圖像幀包含的像素數量。
該方法中，提供一種對待顯示圖像幀進行局部的精細化色調映射的技術方案。對待顯示圖像幀中包含的像素，基於預設區域實現局部的色調映射，從而可以提升顯示端設備對色調映射後的待顯示圖像幀的顯示效果。
在一種可能的設計中，所述為各所述相關分割區域分配對應的權重因子包括以下方式中的一種或組合：
方法1，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數; 針對第一相關分割區域，執行：根據所述第一相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數和所述總像素個數，為所述第一相關分割區域分配對應的第一權重因子，所述第一相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個;
方法2，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值；針對第二相關分割區域，執行：根據所述第二相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值和所述第i個像素的預設特徵值的特徵差異，為所述第二相關分割區域分配對應的第二權重因子，所述第二相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。
該設計中，基於像素對應的預設區域內不同相關分割區域的局部特徵，如像素個數或預設特徵值等，可以為不同相關分割區域分配對應的權重因子。通過權重因子的分配，可以實現對待顯示圖像幀中包含的像素的精細化色調映射，從而可以基於待顯示圖像幀的圖像特徵實現色調映射，從而可以提升顯示端設備對色調映射后的待顯示圖像幀的顯示效果。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括以下資訊中的一種或組合：第一加權強度值、第二加權強度值。其中，所述第一加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的像素個數分佈情況對所述第一權重因子進行調整；所述第二加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的預設特徵值變化情況對所述第二權重因子進行調整。
該設計中，基於待顯示圖像幀的全域特徵，還可以通過加權強度值對為不同分割區域分配的權重因子進行調整。例如，在待顯示圖像幀的圖像特徵較為相似時，可以分配較大的權重因子；在待顯示圖像幀的圖像特徵較為不同時，可以分配較小的權重因子。這樣，可以減少色調映射可能會產生的邊界效應，提升顯示端設備對色調映射后的待顯示圖像幀的顯示效果。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。該設計中，預設特徵值可以採用亮度特徵值或顏色特徵值，實際實現時可根據待顯示圖像幀進行確定，例如，若亮度特徵較為重要的待顯示圖像幀，可選取亮度特徵值; 若顏色特徵較為突出的待顯示圖像幀，可選取顏色特徵值。並且，該設計不限定預設特徵值的數量，從而提升對待顯示圖像幀的色調映射的效果。
在一種可能的設計中，所述根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，包括：所述相關元數據資訊單元包含色調映射曲線的參數，基於所述色調映射曲線得到所述第i個像素在所述相關分割區域對應的子色調映射值。
該設計中，通過每個相關分割區域可對應有色調映射曲線，從而可以實現對每個相關分割區域的色調映射，以得到多個子色調映射值，可以提升子色調映射值的準確性，以得到較為準確的色調映射效果。
在一種可能的設計中，所述基於所述第i個像素選取的預設區域為：以所述第i個像素為中心選取的預設大小的預設形狀的區域；或者為：以所述第i個像素為中心、且根據預設形狀和所述元數據中包含的預設尺寸資訊確定的區域; 或者為：以所述第i個像素為中心、且根據所述元數據中包含的預設形狀和預設尺寸資訊確定的區域。
該設計中，通過以待處理像素（第i個像素）為中心選取預設區域，然後基於預設區域中包含的多個像素對待處理像素進行局部的精細化色調映射，可以提升顯示端設備對色調映射後的待顯示圖像幀的顯示效果。
在一種可能的設計中，所述確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：針對任一所述分割區域，從任一所述分割區域中選取預設位置的像素，獲取所述預設位置的像素的座標資訊; 根據所述座標資訊，確定任一所述分割區域對應的元數據資訊單元; 建立任一所述分割區域與所述對應的元數據資訊單元的對應關係。或者，針對任一所述元數據資訊單元，根據所述元數據資訊單元包含的一個或者多個座標資訊，確定所述一個或多個座標資訊對應的至少一個分割區域；建立任一所述元數據資訊單元與所述對應的至少一個分割區域的對應關係。
該設計中，採用預設位置的座標資訊作為索引，可較為準確和簡便地確定分割區域與元數據資訊單元的對應關係，從而可以實現基於待處理像素的相關分割區域對應的相關元數據資訊單元，分別計算各個相關分割區域的子色調映射值。
在一種可能的設計中，所述確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：所述元數據資訊單元包含對應的分割區域標識，按照目標掃描順序和所述分割區域標識對所述多個分割區域進行遍歷，確定各所述分割區域對應的元數據資訊單元; 其中，所述目標掃描順序為預設掃描順序、或所述元數據中指示的掃描順序。
該設計中，還可採用目標掃描順序，較為準確和簡便地確定分割區域與元數據資訊單元的對應關係，從而可以實現基於待處理像素的相關分割區域對應的相關元數據資訊單元，分別計算各個相關分割區域的子色調映射值。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。 該設計中，分割區域和元數據資訊單元不僅可以為一對一的對應關係，還可以為多對一的對應關係，通過多對一的對應關係，可以減少採集端設備與顯示端設備需要傳輸的元數據的資訊量，從而可以提升元數據的傳輸效率。
在一種可能的設計中，所述目標分割方式為預設分割方式、或所述元數據中指示的分割方式。該設計中，目標分割方式可以為採集端設備與顯示端設備分別預先儲存的，也可以為顯示端設備採用的分割方式為採集端設備指示，從而可以保障採集端設備與顯示端設備之間進行色調映射的準確性。
第二方面，本發明實施例提供了一種生成元數據的方法，應用於採集端設備。所述方法包括：採集圖像數據，得到待顯示數據幀; 採用目標分割方式將所述待顯示數據幀分割為多個分割區域，併為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元; 發送所述待顯示數據幀和元數據到顯示端設備; 所述元數據包括所述至少一個元數據資訊單元。
在一種可能的設計中，所述方法還包括：基於所述多個分割區域分別包含的像素個數，確定第一加權強度值；和/或，基於所述多個分割區域分別對應的預設特徵值，確定第二加權強度值; 將所述第一加權強度值和/或所述第二加權強度值關聯到所述元數據中。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元包括分割區域對應的色調映射曲線的參數。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括：預設尺寸資訊；所述預設尺寸資訊用於指示為像素選取預設區域時，所採用的預設形狀的預設大小；或者，所述元數據還包括：預設形狀和預設尺寸資訊。
在一種可能的設計中，所述為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元，包括：從所述分割區域中選取多個預設位置的像素，獲取所述多個預設位置的像素的座標資訊；將所述座標資訊關聯到所述元數據資訊單元中。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元還包括：所述元數據資訊單元對應的分割區域標識、掃描順序；其中，所述對應的分割區域標識和所述掃描順序用以所述顯示端設備確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
在一種可能的設計中，所述方法還包括：將所述目標分割方式關聯到所述元數據中，以指示所述顯示端設備採用所述目標分割方式分割所述待顯示數據幀。
第三方面，本發明實施例提供了一種色調映射處理裝置，該裝置包括用於執行第一方面或第一方面任一種可能的實施方式中所述方法的模組。
示例性的，該裝置可以包括：獲取模組、處理模組以及色調映射模組。其中，獲取模組，用於獲取待顯示圖像幀和元數據，所述元數據包括至少一個元數據資訊單元。處理模組，用於採用目標分割方式將所述待顯示圖像幀分割為多個分割區域，並確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。色調映射模組，用於針對所述待顯示圖像幀中的第i個像素，執行：基於所述第i個像素選取的預設區域中包含的多個像素，確定所述多個像素所屬的至少一個相關分割區域，以及根據所述對應關係確定各所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元; 根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，以及為各所述相關分割區域分配對應的權重因子; 基於各所述相關分割區域對應的所述子色調映射值和所述權重因子，得到所述第i個像素的色調映射值; 並根據所述色調映射值，對所述第i個像素進行色調映射; 其中，所述i分別取遍1至N中的任一正整數，所述N為所述待顯示圖像幀包含的像素數量。
在一種可能的設計中，所述色調映射模組，用於為各所述相關分割區域分配對應的權重因子時，具體用於：分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數; 針對第一相關分割區域，執行：根據所述第一相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數和所述總像素個數，為所述第一相關分割區域分配對應的第一權重因子，所述第一相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個；和/或，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值; 針對第二相關分割區域，執行：根據所述第二相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值和所述第i個像素的預設特徵值的特徵差異，為所述第二相關分割區域分配對應的第二權重因子，所述第二相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括以下資訊中的一種或組合：第一加權強度值、第二加權強度值；其中，所述第一加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的像素個數分佈情況對所述第一權重因子進行調整；所述第二加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的預設特徵值變化情況對所述第二權重因子進行調整。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
在一種可能的設計中，所述色調映射模組，用於根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，具體用於所述相關元數據資訊單元包含色調映射曲線的參數，基於所述色調映射曲線得到所述第i個像素在所述相關分割區域對應的子色調映射值。
在一種可能的設計中，所述基於所述第i個像素選取的預設區域為：以所述第i個像素為中心選取的預設大小的預設形狀的區域；或者為：以所述第i個像素為中心、且根據預設形狀和所述元數據中包含的預設尺寸資訊確定的區域；或者為：以所述第i個像素為中心、且根據所述元數據中包含的預設形狀和預設尺寸資訊確定的區域。
在一種可能的設計中，所述處理模組，用於確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，具體用於：針對任一所述分割區域，從任一所述分割區域中選取預設位置的像素，獲取所述預設位置的像素的座標資訊；根據所述座標資訊，確定任一所述分割區域對應的元數據資訊單元；建立任一所述分割區域與所述對應的元數據資訊單元的對應關係；或者，針對任一所述元數據資訊單元，根據所述元數據資訊單元包含的一個或者多個座標資訊，確定所述一個或多個座標資訊對應的至少一個分割區域; 建立任一所述元數據資訊單元與所述對應的至少一個分割區域的對應關係。
在一種可能的設計中，所述處理模組，用於確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：所述元數據資訊單元包含對應的分割區域標識，按照目標掃描順序和所述分割區域標識對所述多個分割區域進行遍歷，確定各所述分割區域對應的元數據資訊單元; 其中，所述目標掃描順序為預設掃描順序、或所述元數據中指示的掃描順序。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
在一種可能的設計中，所述目標分割方式為預設分割方式、或所述元數據中指示的分割方式。
第四方面，本發明實施例提供了一種色調映射裝置，該裝置包括用於執行第二方面或第二方面任一種可能的實施方式中所述方法的模組。
示例性的，該裝置可以包括：採集模組、處理模組和收發模組。其中，採集模組，用於採集圖像數據，得到待顯示數據幀；處理模組，用於採用目標分割方式將所述待顯示數據幀分割為多個分割區域，並為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元; 收發模組，用於發送所述待顯示數據幀和元數據到顯示端設備; 所述元數據包括所述至少一個元數據資訊單元。
在一種可能的設計中，所述處理模組，還用於基於所述多個分割區域分別包含的像素個數，確定第一加權強度值；和/或，基於所述多個分割區域分別對應的預設特徵值，確定第二加權強度值；將所述第一加權強度值和/或所述第二加權強度值關聯到所述元數據中。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元包括分割區域對應的色調映射曲線的參數。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括：預設尺寸資訊；所述預設尺寸資訊用於指示為像素選取預設區域時，所採用的預設形狀的預設大小；或者，所述元數據還包括：預設形狀和預設尺寸資訊。
在一種可能的設計中，所述處理模組，用於為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元，具體用於從所述分割區域中選取多個預設位置的像素，獲取所述多個預設位置的像素的座標資訊；將所述座標資訊關聯到所述元數據資訊單元中。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元還包括：所述元數據資訊單元對應的分割區域標識、掃描順序；其中，所述對應的分割區域標識和所述掃描順序用以所述顯示端設備確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
在一種可能的設計中，所述處理模組，還用於將所述目標分割方式關聯到所述元數據中，以指示所述顯示端設備採用所述目標分割方式分割所述待顯示數據幀。
第五方面，本發明實施例提供了一種顯示端設備，包括：相互耦合的非易失性記憶體和處理器，所述處理器調用儲存在所述記憶體中的程式原始碼以執行如第一方面或第一方面中任一種可能的實施方式中所述的方法。
第六方面，本發明實施例提供了一種採集端設備，包括：相互耦合的非易失性記憶體和處理器，所述處理器調用儲存在所述記憶體中的程式原始碼以執行如第二方面或第二方面中任一種可能的實施方式中所述的方法。
第七方面，本發明實施例提供一種計算機可讀儲存裝置，包括程式或指令，當程式或指令在計算機上運行時，使得如第一方面或第一方面中任一種可能的實施方式中的方法被執行，或，使得第二方面或第二方面中任一種可能的實施方式中的方法被執行。
基於上述第二方面至第七方面可以達到的技術效果，具體可以參照上述第一方面或第一方面中任意一種可能的實施方式所帶來的技術效果描述。
本發明實施例中的 “至少一個”是指一個或者多個，“多個”是指兩個或兩個以上。“和/或”，描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B的情況，其中A，B可以是單數或者複數。字元“/”一般表示前後關聯對象是一種“或”的關係。“以下至少一項（個）”或其類似表達，是指的這些項中的任意組合，包括單項（個）或複數項（個）的任意組合。例如，a，b，或c中的至少一項（個），可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c中任意一種情況可以包括單個a、單個b、單個c，也可以包括多個a、多個b、多個c。
以及，除非有相反的說明，本發明實施例提及“第一”、“第二”等序數詞是用於對多個對象進行區分，不用於限定多個對象的順序、時序、優先順序或者重要程度。例如，第一優先順序準則和第二優先順序準則，只是為了區分不同的準則，而並不是表示這兩種準則的內容、優先順序或者重要程度等的不同。
此外，本發明實施例和權利要求書及附圖中的術語“包括”和“具有”不是排他的。例如，包括了一系列步驟或模組/單元的過程、方法、系統、產品或設備，不限定於已列出的步驟或模組，還可以包括沒有列出的步驟或模組/單元。
在數位圖像顯示領域，動態範圍（dynamic range）可以表示在圖像可顯示的範圍內最大灰度值和最小灰度值之間的比率。目前大部分的彩色數位圖像中，R、G、B各通道分別使用一個字節8位來儲存，也就是說，各通道的表示範圍是0~255灰度值，這裡的0~255就是圖像的動態範圍。但是真實世界中同一場景中動態範圍通常在10 -3到10 6範圍內，可以稱之為高動態範圍（high dynamic range，HDR）。相對於高動態範圍，普通圖片上的動態範圍稱之為低動態範圍（low dynamic range，LDR），LDR可以顯示的動態範圍通常在1到100範圍內。由此可以理解的是，數位相機的成像過程實際上就是真實世界的高動態範圍到相片的低動態範圍的映射。
圖像的動態範圍越大，表示圖像顯示的場景細節越多，亮度的層次越豐富，視覺效果越逼真。
光學數位成像的過程（例如，數位相機的成像過程、視頻播放過程）是將真實場景的光輻射通過圖像感測器轉化為電訊號，並以數位圖像的方式保存下來。而圖像顯示的目的是通過顯示端設備重現一幅數位圖像所描述的真實場景。兩者的最終目標是使用戶獲得與其直接觀察真實場景相同的視覺感知。而光輻射（光訊號）所能展示的真實場景中的亮度層次幾乎是線性的，因此也將光訊號稱為線性訊號。但是，光學數位成像在將光訊號轉換為電訊號的過程中，並不是每一個光訊號都對應著一個電訊號，轉換得到的電訊號通常是非線性的。因此，也將電訊號稱為非線性訊號。將光訊號轉換為電訊號的曲線為光電傳送函數（optical electro transfer function，OETF），本發明實施例中涉及的光電傳送函數可以包括但不限於：感知量化（perceptual quantizer，PQ）光電傳送函數、混合對數伽馬（hybrid log-gamma，HLG）光電傳送函數、場景亮度保真（scene luminance fidelity，SLF）光電傳送函數等。
PQ光電傳送函數是根據人眼的亮度感知模型提出的感知量化光電傳送函數。PQ光電傳送函數表示圖像像素的線性訊號值到PQ域非線性訊號值的轉換關係。參見圖1所示，為一種PQ光電傳送函數關係示意圖。PQ光電傳送函數可以表示為公式（1-1）： （1-1）
其中，公式（1-1）中各參數通過如下方式計算得到： ，
其中，
L表示線性訊號值，其值歸一化為 [0，1]。
表示非線性訊號值，其值取值範圍為 [0，1]。
，m1為PQ光電傳送係數。
，m2為PQ光電傳送係數。
，c1為PQ光電傳送係數。
，c2為PQ光電傳送係數。
，c3為PQ光電傳送係數。
HLG光電傳送函數是在傳統的Gamma曲線的基礎上改進得到的。HLG光電傳送函數在低段應用傳統的Gamma曲線，在高段補充了log曲線。參見圖2，為HLG光電傳送函數關係示意圖。HLG光電傳送函數表示圖像像素的線性訊號值到HLG域非線性訊號值的轉換關係，HLG光電傳送函數可表示為式（1-2）： （1-2）
其中，L表示線性訊號值，其取值範圍為[0，12]。表示非線性訊號值，其取值範圍為[0，1]。a = 0.17883277，表示HLG光電傳送係數。b = 0.28466892，表示HLG光電傳送係數。c = 0.55991073，表示HLG光電傳送係數。
SLF光電傳送函數是在滿足人眼光學特性的前提下，根據HDR場景亮度分佈獲得的最優曲線。參見圖3，圖3為SLF光電傳送函數關係示意圖。
SLF光電傳送曲線表示圖像像素的線性訊號值到SLF域非線性訊號值的轉換關係。圖像像素的線性訊號值到SLF域非線性訊號值的轉換關係如公式（1-3）所示： （1-3）
SLF光電傳送函數可以表示為公式（1-4）：
L^'=SLF_TF(L)= a×((p×L)/((p-1)×L+1))^m+b                （1-4）
其中：
L表示線性訊號值，其值歸一化為[0，1]，L’表示非線性訊號值，其值取值範圍為[0，1]。p=2.3，表示SLF光電傳送係數。 m=0.14，表示SLF光電傳送係數。a=1.12762，表示SLF光電傳送係數。b=-0.12762，表示SLF光電傳送係數。
目前採集端設備可以採集得到動態範圍更大的HDR視頻或圖像（以下實施例中以圖像作為示例進行介紹，可以理解視頻可以表示為多幀圖像），但顯示端設備的顯示能力有限，無法與採集端設備採集得到的動態範圍進行較好地匹配。相關技術中給出了可以採用對待顯示的圖像進行色調映射（tone mapping，TM）的處理方式，從而可以實現圖像在不同動態範圍下的匹配。示例性的，色調映射可以分為高動態範圍到低動態範圍的映射，或者低動態範圍到高動態範圍的映射。例如，採集端設備採集到的HDR圖像包括4000尼特（nit，光照訊號單位）的光照訊號，而顯示端設備（如電視機，手機）的HDR顯示能力只有500nit尼特，則需要把4000nit訊號映射到500nit的設備上，即從高到低的色調映射過程。又例如，HDR圖像包括100nit的SDR訊號，而目標顯示端設備的顯示能力只有2000nit，則需要把100nit的訊號映射到2000nit的設備上，即從低到高的色調映射過程。
色調映射通常應用在採集端設備採集到高等級的HDR圖像和顯示端設備顯示低等級的HDR圖像或SDR圖像的匹配上。 參閱圖4，為本發明實施例適用的一種可能的系統架構的示意圖。 本發明實施例的系統架構可以包括採集端設備401、顯示端設備402以及傳輸電路403。顯示端設備402具體還可以分為HDR顯示設備402a和SDR顯示設備402b。
其中，採集端設備401用於採集或製作HDR視頻或圖像。 示例性的採集端設備401可以是視頻（或圖像）採集設備，也可以是視頻（或圖像）製作設備。一種可能的示例中，採集端設備401還可以基於HDR視頻或圖像生成元數據（metadata）。元數據用於記錄採集的場景或者幀中圖像的關鍵資訊。在本發明實施例中該元數據可以包括色調映射曲線的參數、動態元數據（dynamic metadata）和靜態元數據（static metadata）等。其中，動態元數據可以理解為與每幀圖像相關聯的數據，該數據可以隨畫面不同而改變，例如場景中像素亮度的平均值，最大值，最小值等。靜態元數據可以理解為與圖像序列相關聯的數據，該數據在圖像序列內保持不變。
採集端設備401可以通過傳輸電路403將HDR視頻或圖像、即元數據傳輸給顯示端設備402。具體的，HDR視頻或圖像和元數據可以以一個數據包的形式進行傳輸，或者分別以兩個數據包進行傳輸，本發明實施例不作具體的限定。
顯示端設備402可以用於接收元數據和HDR視頻或圖像，並根據元數據中包含的色調映射曲線的參數，確定色調映射曲線，以及根據該色調映射曲線對HDR圖像進行色調映射，轉換為顯示端設備402適配的顯示內容。其中，顯示端設備402可以分為HDR顯示設備402a、SDR顯示設備402b。需要說明的是，顯示端設備402的HDR與採集端設備401採集的HDR的範圍可以不同，通常顯示端設備402的HDR比採集端設備401的HDR的範圍更低，例如，採集端設備401的HDR的範圍為10-3到104（本發明實施例中也可稱為「高等級的HDR」），而顯示端設備402的HDR範圍為10-1到103範圍（本發明實施例中也可稱為「低等級的HDR」）。還應理解，在不同的實施例中，顯示端設備402中也可以包括具有比採集端設備401產生的HDR視頻或圖像更高動態範圍的顯示能力的顯示端設備，其顯示適配的過程同樣可以應用於本系統架構，本發明不作限定。
基於背景技術中介紹到的內容，傳統的色調映射方式主要可以採用基於色調映射曲線或者基於分塊的局部色調映射等方式，但是存在色調映射效果不佳的問題。例如，基於色調映射曲線的方式，一般是基於單個局部窗口實現色調映射，在採用較為單一的形狀進行局部處理時，可能會存在邊界效應。
有鑒於此，本發明實施例提供一種色調映射方法，用以設計一種可以提高色調映射效果的技術方案。以下結合附圖對本發明實施例提供的方法進行介紹。
圖5為本發明實施例提供適用於顯示端設備402的一種色調映射方法的流程示意圖。圖5所示的流程包括：
步驟501：顯示端設備402獲取待顯示圖像幀和元數據，所述元數據包括至少一個元數據資訊單元。應理解，待顯示圖像幀可以為圖像，還可以為視頻包含的多幀圖像中的任一幀圖像。 並且，待顯示圖像幀可以為採集端設備401發送的數據；或者也可以為經過其他圖像處理流程之後得到的數據，其他圖像處理流程如全域色調映射。其中，元數據可以為採集端設備401基於採集得到的待顯示圖像幀生成的，生成元數據的具體實現方式在後續介紹採集端設備401的處理流程部分進行介紹，在此暫不詳述。
步驟502：顯示端設備402採用目標分割方式將所述待顯示圖像幀分割為多個分割區域，並確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。
其中，所述目標分割方式可以為預設分割方式、也可以為所述元數據中指示的分割方式。可選的，預設分割方式可以為顯示端設備402預先設置的；應理解，為了得到準確的元數據，此場景下採集端設備401與顯示端設備402可以預先設置相同的預設分割方式。或者，可選的，為了實現採集端設備401與顯示端設備402採用相同的分割方式，顯示端設備402的目標分割方式也可以由採集端設備401在元數據中指示的。
示例性的，本發明實施例提供以下幾種可能的分割方式。 應理解，實施時不限定以下分割方式。
分割方式A，顯示端設備402根據第一方向和第二方向分別對應的第一分割參數，將所述待顯示圖像幀均分為多個矩形分割區域。所述第一方向與所述第二方向垂直。可選的，第一分割參數可以為分割個數，此時劃分得到的多個分割區域表示為等大小的矩形區域。
如圖6示出的為本發明實施提供的分割方式A的分割示意圖，第一方向可以為水平方向，第二方向可以為垂直方向。假設在第一方向上的分割個數以M1來表示（M1取值通常≤16），及在第二方向上的分割個數以M2表示（M2取值通常≤16）。其中，圖6中以M1取值為4，M2取值也為4作為示例，則待顯示圖像幀可以被劃分為16個劃分區域，也即16個等大小的矩形區域。應理解，M1和M2的取值可以相同，也可以不同，例如M1可取值為6，M2取值為4等。
分割方式B，顯示端設備402根據第一方向和第二方向分別對應的第二分割參數，將所述待顯示圖像幀劃分為多個矩形分割區域。可選的，第二分割參數可以為分割清單，此時劃分得到的多個分割區域表示為任意大小的矩形區域。
如圖7示出的為本發明實施提供的分割方式B的分割示意圖。假設第一方向上的分割清單以w[j1]（j1可取值1~M1，M1表示第一方向上的分割個數）來表示，及第二方向上的分割清單以h[j2]（j2可取值1~M2，M2表示第二方向上的分割個數）。其中，圖7中以M1取值為4，M2取值也為4來表示。示例性的，圖7包含的w[1]、w[2]、w[3]及w[4]中每兩個數值之間可以相同也可以不同，及圖7包含的h[1]、h[2]、h[3]及h[4]中每兩個數值之間可以相同也可以不同。
分割方式C，顯示端設備402通過對所述待顯示圖像幀包含的像素進行聚類，根據聚類結果將所述待顯示圖像幀劃分為多個不規則分割區域，每個不規則分割區域包括至少一類像素。
如圖8示出的為本發明實施提供的分割方式C的分割示意圖。本發明實施時，可從多種可選的聚類方式中選擇目標聚類方式對待顯示圖像幀進行聚類處理，具體的聚類方式本發明不做限定。例如，聚類處理之後的待顯示圖像幀可被劃分為圖8中示出的16塊分割區域。示例性的，顯示端設備402對待顯示圖像幀進行聚類時，可首先根據如前述介紹的第一分割參數或第二分割參數將待顯示圖像幀劃分為多個矩形區域；然後確定每個矩形區域的中心像素點的座標資訊以及特徵資訊（特徵資訊比如為顏色分量值）; 通過對待顯示圖像幀中包含的各像素點與各所述中心像素點進行聚類分析，得到聚類結果；最後可以根據聚類結果得到如圖8示出的分割示意圖。
此外，為了便於進行聚類分析，減少聚類處理的處理量，本發明實施時，在對待顯示圖像幀進行圖像分割時，還可以結合縮略的待顯示圖像幀進行圖像分割處理。如縮略的待顯示圖像幀可以選擇採集的待顯示圖像幀的第一方向上解析度的1/N1、及第二方向上解析度的1/N2。這樣，基於縮略的待顯示圖像幀進行聚類分析，可以減少聚類處理過程中的像素數量。
需要說明的是，本發明實施時可對具有不同特徵的圖像選取合適的分割方式。示例性的，分割方式A可適用於待顯示圖像幀為局部特徵不明顯的圖像幀等，例如純色類圖像幀或規則類圖像；也可以適用於任意圖像幀中，本發明對此不做限定。分割方式C可適用於具有一定局部特徵的圖像幀等。可以理解，顯示端設備402和/或採集端設備401可以預先儲存多種分割方式，基於不同特性的圖像幀可進一步選擇對應的目標分割方式。
顯示端設備402在得到多個分割區域之後，基於元數據中包括至少一個元數據資訊單元，確定每個分割區域對應的元數據資訊單元，從而可以從元數據資訊單元中獲取分割區域對應的色調映射曲線的參數、動態元數據和靜態元數據等。可選的，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元可以為一對一的對應關係；亦即每個分割區域可以對應一個元數據資訊單元；如圖8中的16塊分割區域可以對應16個元數據資訊單元。另一可選的，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元還可以為多對一的對應關係；也即一個或多個分割區域可以對應一個元數據資訊單元；如圖8中的分割區域1和分割區域2可以對應一個元數據資訊單元、分割區域3和分割區域4可以對應一個元數據資訊單元等。可以理解，通過多對一的關係，可以減少採集端設備401和顯示端設備402之間傳輸元數據的數據量，從而可以提升數據傳輸效率。
示例性的，本發明實施例提供以下幾種可能的確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係的示例。應理解，實施時不限定以下示例。
示例1，採集端設備401可以在元數據資訊單元中指示對應的分割區域標識。
可選的，分割區域標識可以為元數據資訊單元包含的分割區域數量。實施時，顯示端設備402可以基於目標掃描順序和分割區域數量，對待顯示圖像幀中包含的多個分割區域進行遍歷。 其中，目標掃描順序包括但不限於包括：自左到右再自頂向下、自上到下再自左到右等; 並且所述目標掃描順序可以為預設掃描順序、或可以為元數據中指示的掃描順序。應理解，顯示端設備402與採集端設備401採用相同的預設掃描順序。
例如，圖9示出的為本發明實施例提供的一種掃描順序的示意圖，示出的掃描順序為自左到右再自頂向下。假設圖9對應的16塊分割區域對應3個元數據資訊單元。其中，第1個元數據資訊單元對應4塊分割區域、第2個元數據資訊單元對應7塊分割區域、第3個元數據資訊單元對應5塊分割區域，則所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，可以如以下表1-1所示：
分割區域標識 元數據資訊單元標識
4 第1個元數據資訊單元
7 第2個元數據資訊單元
5 第3個元數據資訊單元
表1-1
根據以上表1-1示出的對應關係，顯示端設備402可以基於目標掃描順序確定第1個元數據資訊單元對應的分割區域為分割區域1~分割區域4，第2個元數據資訊單元對應的分割區域為分割區域5~分割區域11，第3個元數據資訊單元對應的分割區域為分割區域12~分割區域16。
另一可選的，分割區域標識還可以為分割區域序號資訊。 實施時，顯示端設備402可以基於元數據資訊單元中包含的分割區域序號資訊，確定元數據資訊單元對應的分割區域。
例如，沿用圖9示出的內容。該示例下所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，可以如以下表1-2所示：
分割區域標識 元數據資訊單元標識
分割區域1~分割區域4 第1個元數據資訊單元
分割區域5~分割區域11 第2個元數據資訊單元
分割區域12~分割區域16 第3個元數據資訊單元
表1-2
根據以上表1-2示出的對應關係，顯示端設備402可以直接根據元數據資訊單元包含的分割區域序號資訊確定對應的分割區域。
示例2，顯示端設備402還可以針對任一所述分割區域，從任一所述分割區域中選取一個或多個預設位置的像素，獲取所述一個或多個預設位置的像素的座標資訊；根據所述座標資訊，確定任一所述分割區域對應的元數據資訊單元；從而建立任一所述分割區域與所述對應的元數據資訊單元的對應關係。其中，預設位置可以包括以下位置中的一個或多個：左上角、中心、右下角、左上角和右下角等位置。例如，對分割區域1，預設位置可以選取左上角、中心和右下角，左上角的座標資訊為（x1，y1）、中心的座標資訊為（x2，y2）及右下角的座標資訊為（x3，y3）; 然後確定包含（x1，y1）、（x2，y2）及（x3，y3）的元數據資訊單元，從而可以得到分割區域1對應的元數據資訊單元。
應理解，顯示端設備402也可以針對任一所述元數據資訊單元，根據所述元數據資訊單元包含的一個或者多個座標資訊，確定所述一個或多個座標資訊對應的至少一個分割區域；建立任一所述元數據資訊單元與所述對應的至少一個分割區域的對應關係。
針對所述待顯示圖像幀中的第i個像素（其中，所述i分別取遍1至N中的任一正整數，所述N為所述待顯示圖像幀包含的像素數量），顯示端設備402執行以下步驟503至步驟505（應理解，以下實施例中以任一像素點作為示例，待顯示圖像幀中包含的其他像素點的處理過程類似，以下實施例中不再一一介紹），如下：
步驟503、基於所述第i個像素選取的預設區域中包含的多個像素，確定所述多個像素所屬的至少一個相關分割區域，以及根據所述對應關係確定各所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元。
其中，所述基於所述第i個像素選取的預設區域為：以所述第i個像素為中心選取的預設大小的預設形狀的區域，例如預設形狀可以為預設寬度和預設長度的矩形或其他形狀。或者為：以所述第i個像素為中心、且根據預設形狀和所述元數據中包含的預設尺寸資訊確定的區域，其中若預設形狀為矩形，預設尺寸資訊可以為矩形的長寬資訊; 若預設形狀為圓形，預設尺寸資訊可以為圓形的半徑或直徑資訊。或者為：以所述第i個像素為中心、且根據所述元數據中包含的預設形狀和預設尺寸資訊確定的區域。 換言之，顯示端設備402為第i個像素選取預設區域所採用的預設形狀和/或預設形狀的預設尺寸資訊，可以為在本地儲存的資訊，也可以為元數據中指示的資訊。
例如，圖10示出的為本發明實施例提供的確定相關分割區域的示意圖，基於圖6採用的分割方式得到的待顯示圖像幀。結合圖10中（a）和（b）示出的內容，在對像素點1進行處理時，以像素點1為中心的預設矩形區域內包含多個像素點，該多個像素點分別屬於分割區域1、分割區域2、分割區域5和分割區域6，則可以確定像素點1的相關分割區域包含4個。結合圖10中的（a）和（c）示出的內容，在對像素點2進行處理時，以像素點2為中心的預設矩形區域內包括的多個像素點分別屬於分割區域6、7、8、10、11、12、14、15和16，則可以確定像素點2的相關分割區域包含9個。應理解，像素點的相關分割區域基於像素點位置和預設區域確定，在待顯示圖像幀中包含的不同像素點的相關分割區域數量可以相同也可以不同。需要說明的是，對待顯示圖像幀的包含的多個像素點，通常可以採用相同預設尺寸資訊的預設區域，但本發明對此不進行限定，實施時也可以採用不同預設尺寸資訊的預設區域，如圖10示出的像素點1和像素點2採用為不同的預設尺寸資訊。
又例如，圖11所示為本發明實施例提供的確定相關分割區域的另一示意圖，基於圖8採用的分割方式得到的待顯示圖像幀。在對像素點3進行處理時，以像素點3為中心的預設矩形區域內包括的多個像素點分別數據分割區域9、10、13、14和15，則可以確定像素點3的相關分割區域數量為5個。
基於步驟502中顯示端設備402可以得到多個分割區域與至少一個元數據資訊單元的對應關係，則在確定像素點的相關分割區域之後，可以進一步從相關分割區域對應的元數據資訊單元中，獲取到相關分割區域包含的關鍵資訊，如色調映射曲線的參數、動態元數據和靜態元數據等元數據資訊，以實現對待處理的像素點的色調映射。
步驟504、顯示端設備402根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，以及為各所述相關分割區域分配對應的權重因子。
示例性的，所述相關元數據資訊單元包含色調映射曲線的參數，所述顯示端設備402可基於所述色調映射曲線得到所述第i個像素在所述相關分割區域對應的子色調映射值。可以理解，第i個像素的子色調映射值的數量取決於相關分割區域的數量，例如，對圖10示出的像素點1，像素點1的相關分割區域數量為4個，則可得到像素點1對應的4個子色調映射值；對圖10示出的像素點2，像素點2的相關分割區域數量為9個，則可得到像素點2對應的9個子色調映射值。
其中，本發明實施時不限定上述實施例中介紹的相關數據資訊單元中包含的色調映射曲線的參數，例如，色調映射曲線的參數可以根據選取的色調映射曲線形態決定。色調映射曲線形態包括但不限於包括：S型（sigmoidal）函數曲線、三次（或多次）樣條函數曲線、貝塞爾曲線、gamma函數曲線等。
一種基於色調映射曲線的參數得到色調映射曲線的實施例為，色調映射曲線為三次樣條函數。本發明實施時，顯示端設備402確定任一相關分割區域的色調映射曲線可以包括以下步驟：
A1：從所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元中獲取最大亮度值（maxLum）。
A2：根據所述maxLum和三次樣條區間資訊（Num3）確定三次樣條的區間長度（Len）。其中，Len可以表示為公式（2-1）： （2-1）
A3：根據所述Len和區間索引（index，用於標識第一區間）得到第一區間的起始位置（TH[index-1]）和結束位置（TH[index]）; 第一區間為三次樣條包含的多個區間中的任一區間。 其中，TH[index]可以表示為公式（2-2）： TH[index]=index*Len          （2-2）
A4：根據三次樣條區間資訊、區間索引以及三次樣條區間值得到第一區間的三次樣條參數P0、P1、P2以及P3。
A4-1，根據三次樣條區間值和三次樣條區間資訊獲取第一區間的初始區間斜率。其中，初始區間斜率可以表示為公式（2-3）： （2-3）
其中，gainOrg[index]表示第一區間的初始區間斜率。 THValue[index]表示第一區間的三次樣條區間值，THValue[index-1]表示第一區間的前一區間的三次樣條區間值。
A4-2，根據初始區間斜率獲取第一區間的區間端點斜率。 其中，區間端點斜率包括區間起始端點斜率，可以表示為以下公式（2-4）; 和區間結束端點斜率，可以表示為以下公式（2-5）： （2-4）
其中，gainOrg[index-1]表示第一區間的前一區間的初始區間斜率。gainStart[index]表示區間起始端點斜率。 （2-5）
其中，gainOrg[index+1]表示第一區間的后一區間的初始區間斜率。gainEnd[index]表示區間結束端點斜率。
A4-3，第一區間的三次樣條參數P0、P1、P2以及P3可以表示為以下公式（2-6）至（2-9）： P0=THValue[index-1]           （2-6） P1=gainStart[index]            （2-7） （2-8） （2-9）
其中，公式（2-8）和公式（2-9）中的ValueA、ValueB、ValueC為中間值，可以通過以下方式計算得到：
ValueA=THValue[index]-gainStart[index]*ValueC- THValue[index-1]
ValueB= gainEnd[index]-gainStart[index]
ValueC=TH[index]-TH[index-1]
A5、根據三次樣條參數P0、P1、P2以及P3可得到相關分割區域的色調映射曲線對應的函數表達式，可以表示為以下公式（2-10）： L’=H（L）=P0+P1*（L-TH[index-1]）+P2*（L-TH[index-1]）2+P3*（L-TH[index-1]）2                 （2-10）
其中，L表示線性信號值，其值歸一化為[0，1]，L’表示非線性信號值，其值取值範圍為[0，1]。H（L）表示色調映射曲線對應的函數。
另一種基於色調映射曲線的參數得到色調映射曲線的實施例為，色調映射曲線對應的函數表達式還可以表示為以下公式（2-11） L’=F(L)=a×((p×L^n)/((p-1)×L^n+1))^m+b       （2-11）
其中，L表示線性信號值，其值歸一化為[0，1]，L'表示非線性信號值，其值取值範圍為[0，1]。F（L）表示色調映射曲線對應的函數。a、b、p、m和n表示色調映射曲線的參數，用於對色調映射曲線的形態進行調整。應理解，不同的分割區域對應的如（2-11）示出的色調映射曲線函數的參數可以不同。實施時，各分割區域的色調映射曲線的參數可以在對應的元數據資訊單元中指示。
需要說明的是，實施時基於色調映射曲線形態不同，可以採用不同的色調映射曲線的函數，選取的色調映射曲線本發明不進行限定。
在得到相關分割區域對應的色調映射曲線之後，顯示端設備402基於色調映射曲線對第i個像素進行色調映射，得到該像素點在該相關分割區域的子色調映射值。 例如，對圖11中的像素3，可以得到分割區域9對應的子色調映射值1、分割區域10對應的子色調映射值2、分割區域13對應的子色調映射值3、分割區域14對應的子色調映射值4以及分割區域15對應的子色調映射值5，共5個子色調映射值。
一種色調映射的實施例為，顯示端設備402可以對第i個像素基於色調映射曲線進行亮度的調整過程和/或色彩的調整過程。可選的，對第i個像素進行色彩的調整，可以表示為以下公式（3-1）： （3-1）
其中，Rp，Gp，Bp表示第i個像素的三個顏色分量，f[id]表示色調映射曲線對應的函數，如前述介紹的H（L）、F（L）等; id表示分割區域標識。
第i個像素在相關分割區域的子色調映射值，可以表示為以下公式（3-2）至（3-4）： RpTM[i]=Rp*gain        （3-2） GpTM[i]=Gp*gain        （3-3） BpTM[i]=Bp*gain        （3-4）
其中，RpTM[i]，GpTM[i]，BpTM[i]可以表示為第i個像素在相關分割區域的子色調映射值。
另一示例性的，顯示端設備402在確定各相關分割區域對應的子色調映射值之外，還可以確定各相關分割區域對應的權重因子，從而基於權重因子來確定各相關分割區域的子色調映射值對第i個像素的色調映射值的影響程度。
可選的，本發明實施時，顯示端設備402可以採用為各所述相關分割區域分配對應的權重因子的方式。並且，顯示端設備402可以基於預設方式確定權重因子，也可以基於元數據的指示來確定。本發明提供以下兩種可能的確定權重因子的方法，實施時可採用以下方法中的一種或組合，並且實際實施時不限定以下兩種方法。
方法1，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數。針對第一相關分割區域，執行：根據所述第一相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數和所述總像素個數，為所述第一相關分割區域分配對應的第一權重因子。所述第一相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。
例如，結合圖11示出的像素點3，各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數，可以如以下表2-1所示：
名稱 像素個數 第一權重因子
分割區域9 Num[1] Weight1[1]
分割區域10 Num[2] Weight1[2]
分割區域13 Num[3] Weight1[3]
分割區域14 Num[4] Weight1[4]
分割區域15 Num[5] Weight1[5]
預設區域     
表2-1
其中，Num[id]表示預設區域下包含的分割區域的像素個數，id表示分割區域標識; 如圖11中（b）示出的像素點3在預設區域下，每個相關分割區域包含的像素個數。Weight1[id]表示分割區域id的第一權重因子。
可選的，第一權重因子可以與分割區域的像素個數呈正相關關係，如線性關係；換言之，分割區域的像素個數越多，則分割區域對應的第一權重因子越高，且為線性增長。
另一可選的，正相關關係還可為指示關係，指數關係可以基於第一加權強度值來確定。其中，所述第一加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的像素個數分佈情況對所述第一權重因子進行調整。例如，採用第一加權強度值對第一加權因子進行調整，可以表示為以下公式（4-1）： （4-1）
其中，NumStr[id]表示第一加權強度值，例如可以為2或者0.5。第一加權強度值可以根據待顯示圖像幀中多個分割區域的像素相似度來確定；例如，若多個分割區域的像素為較為相似的像素，則可以設置較大的第一加權強度值；否則，可以設置較小的第一加權強度值。應理解，第一加權強度值可以為顯示端設備402基於預設規則確定的，也可以為採集端設備401在元數據中指示的，本發明對此不進行限定。這樣，通過設置第一加權強度值，在待顯示圖像幀的局部特徵較明顯時，通過較小的第一加權強度值，比如0.5，可以減少分割區域之間的邊界效應。
方法2，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值、以及所述第i個像素的預設特徵值。針對第二相關分割區域，執行：根據所述第二相關分割區域中屬於所述預設區域部分區域對應的預設特徵值和第i個像素的預設特徵值的特徵，為所述第二相關分割區域分配對應的第二權重因子。所述第二相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。 其中，所述預設特徵值為亮度特徵值（AvgLum[id]）、或者為顏色特徵值（AvgRGB[id][3]，其中，[3]表示三個顏色分量）等。應理解，相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值和所述第i個像素的預設特徵值選取相同的預設特徵值。
其中，所述預設特徵值的數量為至少一個，例如一個分割區域的亮度特徵值可以有4個（AvgLum[id]（4））、一個分割區域的顏色特徵值也可以有4個（AvgRGB[id]（4）[3]）。圖12所示為本發明實施例提供的一種亮度特徵值的示意圖，圖12中（a）示出的為亮度特徵值為1個的場景，圖12中（b）示出的為亮度特徵值為4個的場景。其中，亮度特徵值的數量可以基於分割區域內數量最多或者平均最多的亮度值得到。
上述實施例中，當預設特徵值為4個時，本發明實施時還可以根據所述第二相關分割區域中，屬於所述預設區域的部分區域的中心座標（x，y）（也可以是第i個像素（當前像素）的座標（x，y）），與所述第二相關分割區域的中心座標（xR，yR）的相對關係來確認從4個預設特徵值中的選取的目標預設特徵值。 示例性的，結合圖12中（b）示出的內容，左上區域為亮度特徵值1、右上區域為亮度特徵值2、左下區域為亮度特徵值3、右下區域為亮度特徵值4。當x≤xR且y≥yR時，使用亮度特徵值1；當x＞xR且y≥yR時，使用亮度特徵值2; 當x≤xR且y＜Yr時，使用亮度特徵值3；當x＞xR且y＜yR時，使用亮度特徵值4。
例如，結合圖11示出的像素點3，且以預設區域特徵為亮度特徵值作為示例，各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的亮度特徵值、以及所述第i個像素的亮度特徵值，可以如以下表2-2所示：
名稱 亮度特徵值 第二權重因子
分割區域9 AvgLum [1] Weight2[1]
分割區域10 AvgLum [2] Weight2[2]
分割區域13 AvgLum [3] Weight2[3]
分割區域14 AvgLum [4] Weight2[4]
分割區域15 AvgLum [5] Weight2[5]
第i個像素 AvgLum[i]   
表2-2
其中，AvgLum[id]表示預設區域下包含的分割區域的亮度特徵值，id表示分割區域標識；如圖11中（b）示出的像素點3相關分割區域屬於預設區域的部分區域的亮度特徵值。 Weight2[id]表示分割區域id的第二權重因子。
可選的，第二權重因子可以與分割區域的亮度特徵值與第i個像素的亮度特徵值的差異值呈負相關關係，如線性關係; 換言之，分割區域的亮度特徵值與第i個像素的亮度特徵值的差異值越大，則分割區域對應的第二權重因子越小，且為線性減小。
另一可選的，正相關關係還可為指數關係，指數關係可以基於第二加權強度值來確定。其中，所述第二加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的預設特徵值變化情況對所述第二權重因子進行調整。例如，採用第二加權強度值對第二加權因子進行調整，可以表示為以下公式（4-2）： （4-2）
其中，g（）表示為歸一化操作，例如，將信號除以其最大值將其範圍變化到0到1。clip（）表示為鉗位操作，min是最小值（例如等於0），max是最大值（例如等於1），將clip（）中包含第三個操作數大於max或者小於min的值分別截斷到max和min; 例如，若clip（）中包含第三個操作數的值小於min時，則取min；若clip（）中包含第三個操作數大於max時，則取max。 K為預設值，取值範圍為0到1023。AvgLumStr[id]表示第二加權強度值，例如可以為2或者0.5。
示例性的，第二加權強度值可以根據待顯示圖像幀中多個分割區域的像素亮度變化來確定。例如，若多個分割區域的像素的亮度變化較明顯，則可以設置較大的第二加權強度值；否則，可以設置較小的第二加權強度值。應理解，第二加權強度值可以為顯示端設備402基於預設規則確定的，也可以採集端設備401在元數據中指示的，本發明對此不進行限定。這樣，通過設置第二加權強度值，在待顯示圖像幀的局部特徵較明顯時，通過較小的第二加權強度值，比如0.5，可以減少分割區域之間的邊界效應。
可選的，各相關分割區域對應的權重因子可以為第一權重因子，可根據如公式（4-1）示出的公式計算得到，也即Weight[id]=Weight1[id]；也可以為第二權重因子，可根據如公式（4-2）示出的公式計算得到，也即Weight[id]=Weight2[id]；還可以由第一權重因子和第二權重因子共同確定，可表示為以下公式（4-3）： （4-3）
其中，W（）表示用於根據第一權重因子和第二權重因子得到相關分割區域對應的權重因子的預設函數，該預設函數可以為相乘或相加等，可以通過預先設置來確定。
步驟505：顯示端設備402基於各所述相關分割區域對應的所述子色調映射值和所述權重因子，得到所述第i個像素的色調映射值；並根據所述色調映射值，對所述第i個像素進行色調映射。
示例性的，本發明可以根據以下公式（5-1）至（5-5）得到所述第i個像素的色調映射值： MaxRGBP=max（Rp，Gp，Bp） （5-1） （5-2） （5-3） （5-4） （5-5）
其中，Z表示第i個像素的相關分割區域的數量。Rtm，Gtm，Btm表示色調映射值。spline[id]表示色調映射曲線對應的函數；id表示分割區域標識。
此外，本發明實施時，色調映射值還可以由Rtm，Gtm，Btm變換到色域空間，得到Ytm，Utm，Vtm; 對應的，各子色調映射值為Yp，Up，Vp。
進一步的，本發明實施時，在得到第i像素的色調映射值之後，顯示端設備402還可以對待顯示圖像幀進行飽和度調整。換言之，顯示端設備402根據第i個像素的初始像素值以及步驟505中獲得的色調映射值對第i個像素的進行飽和度調整。
需要說明的是，以上介紹的示例中，計算每個像素的色調映射值所需要的資訊可以由顯示端設備402進行處理；還可以由採集端設備401計算得到之後，通過元數據指示給顯示端設備402。換言之，顯示端設備402和採集端設備401各自需要處理的內容可以根據計算能力進行分配，本發明對此不進行限定。可以理解，元數據指示的資訊，顯示端設備402可以基於指示的資訊進行後續的實現對待顯示圖像幀的色調映射。
圖13為本發明實施例提供的一種色調映射方法的另一流程示意圖，適用於圖4中示出的採集端設備401。
步驟1301：採集圖像數據，得到待顯示數據幀。示例性的，圖像數據可以為採集端設備401通過攝像裝置攝取的，也可以為採集端設備402通過預設應用程式製作生成的。
步驟1302：採用目標分割方式將所述待顯示數據幀分割為多個分割區域，併為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元。示例性的，目標分割方式可以為前述內容中介紹的多種分割方式，如圖6示出的分割方式A、圖7示出的分割方式B或圖8示出的分割方式C等；並且，採集端設備401與顯示端設備402採用的分割方式相同。此外，採集端設備401還可以將目標分割方式通過元數據指示給顯示端設備402。以及，採集端設備402還可以將目標分割方式中可能涉及的第一分割參數、第二分割參數等通過元數據指示給顯示端設備402。
示例性的，針對分割方式A，採集端設備可以根據圖像數據中不同行的直方圖確定垂直方向上的分割個數; 以及根據圖像數據中不同列的直方圖確定水準方向上的分割個數。
另一實施例中，針對分割方式B，採集端設備可以根據圖像數據中不同行的直方圖進行聚類，確定垂直方向上的分割清單; 以及根據圖像數據中不同列的直方圖進行聚類，確定水平方向上的分割清單。
步驟1303：發送所述待顯示數據幀和元數據到顯示端設備402；所述元數據包括所述至少一個元數據資訊單元。
應理解，為了降低顯示端設備402的計算量，平衡採集端設備401和顯示端設備402分別需要處理的內容，本發明實施時採集端設備401可以計算得到例如第一加權強度值、第二加權強度值、分割區域的預設特徵值等資訊，並通過元數據指示給顯示端設備402。需要說明的是，採集端設備401進行處理的實現過程與在顯示端設備402介紹的內容類似，因此不再贅述。
根據與上述方法相同的發明構思，本發明實施例提供了一種色調映射處理裝置1400。色調映射處理裝置1400可以適用於上述顯示端設備402。參見圖14，該裝置可以包括：獲取模組1401、處理模組1402以及色調映射模組1403。其中，
獲取模組1401，用於獲取待顯示圖像幀和元數據，所述元數據包括至少一個元數據資訊單元。處理模組1402，用於採用目標分割方式將所述待顯示圖像幀分割為多個分割區域，並確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。 色調映射模組1403，用於針對所述待顯示圖像幀中的第i個像素，執行：基於所述第i個像素選取的預設區域中包含的多個像素，確定所述多個像素所屬的至少一個相關分割區域，以及根據所述對應關係確定各所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元；根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，以及為各所述相關分割區域分配對應的權重因子；基於各所述相關分割區域對應的所述子色調映射值和所述權重因子，得到所述第i個像素的色調映射值; 並根據所述色調映射值，對所述第i個像素進行色調映射；其中，所述i分別取遍1至N中的任一正整數，所述N為所述待顯示圖像幀包含的像素數量。
在一種可能的設計中，所述色調映射模組1403，用於為各所述相關分割區域分配對應的權重因子時，具體用於：分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數；針對第一相關分割區域，執行：根據所述第一相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數和所述總像素個數，為所述第一相關分割區域分配對應的第一權重因子，所述第一相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個；和/或，分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值；針對第二相關分割區域，執行：根據所述第二相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值和所述第i個像素的預設特徵值的特徵差異，為所述第二相關分割區域分配對應的第二權重因子，所述第二相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括以下資訊中的一種或組合：第一加權強度值、第二加權強度值；其中，所述第一加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的像素個數分佈情況對所述第一權重因子進行調整；所述第二加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的預設特徵值變化情況對所述第二權重因子進行調整。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
在一種可能的設計中，所述色調映射模組1403，用於根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，具體用於所述相關元數據資訊單元包含色調映射曲線的參數，基於所述色調映射曲線得到所述第i個像素在所述相關分割區域對應的子色調映射值。
在一種可能的設計中，所述基於所述第i個像素選取的預設區域為：以所述第i個像素為中心選取的預設大小的預設形狀的區域；或者為：以所述第i個像素為中心、且根據預設形狀和所述元數據中包含的預設尺寸資訊確定的區域; 或者為：以所述第i個像素為中心、且根據所述元數據中包含的預設形狀和預設尺寸資訊確定的區域。
在一種可能的設計中，所述處理模組1402，用於確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，具體用於：針對任一所述分割區域，從任一所述分割區域中選取預設位置的像素，獲取所述預設位置的像素的座標資訊；根據所述座標資訊，確定任一所述分割區域對應的元數據資訊單元；建立任一所述分割區域與所述對應的元數據資訊單元的對應關係；或者，針對任一所述元數據資訊單元，根據所述元數據資訊單元包含的一個或者多個座標資訊，確定所述一個或多個座標資訊對應的至少一個分割區域；建立任一所述元數據資訊單元與所述對應的至少一個分割區域的對應關係。
在一種可能的設計中，所述處理模組1402，用於確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：所述元數據資訊單元包含對應的分割區域標識，按照目標掃描順序和所述分割區域標識對所述多個分割區域進行遍歷，確定各所述分割區域對應的元數據資訊單元；其中，所述目標掃描順序為預設掃描順序、或所述元數據中指示的掃描順序。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
在一種可能的設計中，所述目標分割方式為預設分割方式、或所述元數據中指示的分割方式。
根據與上述方法相同的發明構思，本發明實施例提供了一種色調映射處理裝置1400。色調映射處理裝置1500可以適用於上述採集端設備401。參見圖15，該裝置1500可以包括：採集模組1501、處理模組1502和收發模組1503。其中，
採集模組1501，用於採集圖像數據，得到待顯示數據幀；處理模組1502，用於採用目標分割方式將所述待顯示數據幀分割為多個分割區域，併為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元；收發模組1503，用於發送所述待顯示數據幀和元數據到顯示端設備；所述元數據包括所述至少一個元數據資訊單元。
在一種可能的設計中，所述處理模組1502，還用於基於所述多個分割區域分別包含的像素個數，確定第一加權強度值；和/或，基於所述多個分割區域分別對應的預設特徵值，確定第二加權強度值；將所述第一加權強度值和/或所述第二加權強度值關聯到所述元數據中。
在一種可能的設計中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元包括分割區域對應的色調映射曲線的參數。
在一種可能的設計中，所述元數據還包括：預設尺寸資訊；所述預設尺寸資訊用於指示為像素選取預設區域時，所採用的預設形狀的預設大小；或者，所述元數據還包括：預設形狀和預設尺寸資訊。
在一種可能的設計中，所述處理模組1502，用於為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元，具體用於從所述分割區域中選取多個預設位置的像素，獲取所述多個預設位置的像素的座標資訊；將所述座標資訊關聯到所述元數據資訊單元中。
在一種可能的設計中，所述元數據資訊單元還包括：所述元數據資訊單元對應的分割區域標識、掃描順序；其中，所述對應的分割區域標識和所述掃描順序用以所述顯示端設備確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。
在一種可能的設計中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
在一種可能的設計中，所述處理模組1502，還用於將所述目標分割方式關聯到所述元數據中，以指示所述顯示端設備採用所述目標分割方式分割所述待顯示數據幀。
本發明實施例還提供一種電子設備1600，如圖16所示，電子設備1600可以為上述實施方式中介紹到的顯示端設備402或採集端設備401。該電子設備1600中可以包括通信介面1610、處理器1620。可選的，電子設備1600中還可以包括記憶體1630。其中，記憶體1630可以設置於電子設備內部，還可以設置於電子設備外部。上述圖14中所示的獲取模組1401、處理模組1402以及色調映射模組1403均可以由處理器1620實現。或者，上述圖15中所示的採集模組1501、處理模組1502和收發模組1503也可以由處理器1620實現。其中，可選的通信介面1610、處理器1620以及記憶體1630可以通過通信線路1640相互連接；通信線路1640可以是外設部件互連標準（peripheral component interconnect，簡稱PCI）總線或擴展工業標準結構（extended industry standard architecture，簡稱EISA）總線等。所述通信線路1640可以分為地址總線、數據總線、控制總線等。為便於表示，圖16中僅用一條粗線表示，但並不表示僅有一根總線或一種類型的總線。
在一種可能的實施方式中，處理器1620用於實現圖13中所述的採集端所執行的任一方法，並通過通信介面1610輸出採集端進行編碼後的碼流，如待顯示圖像幀、元數據等。
在實現過程中，處理流程的各步驟可以通過處理器1620中的硬體的集成邏輯電路或者軟體形式的指令完成圖13中採集端所執行的方法。為了簡潔，在此不再贅述。處理器1620用於實現上述方法所執行的程式碼可以儲存在記憶體1630中。記憶體1630和處理器1620耦合。
本發明實施例中涉及到的任一通信介面可以是電路、總線、收發器或者其它任意可以用於進行資訊交互的裝置。比如電子設備1600中的通信介面1610，示例性地，該其它裝置可以是與該電子設備1600相連的設備，比如，電子設備1600為採集端設備401時，該其它裝置可以是顯示端設備402等。
處理器1620可能和記憶體1630協同操作。 記憶體1630可以是非易失性記憶體，比如硬碟（hard disk drive，HDD）或固態硬碟（solid-state drive，SSD）等，還可以是易失性記憶體（volatile memory），例如隨機存取記憶體（random-access memory，RAM）。 記憶體1630是能夠用於攜帶或儲存具有指令或數據結構形式的期望的程式碼並能夠由計算機存取的任何其他介質，但不限於此。
本發明實施例中不限定上述通信介面1610、處理器1620以及記憶體1630之間的具體連接介質。本發明實施例在圖16中以記憶體1630、處理器1620以及通信介面1610之間通過總線連接，總線在圖16中以粗線表示，其它部件之間的連接方式，僅是進行示意性說明，並不引以為限。所述總線可以分為位址總線、數據總線、控制總線等。為便於表示，圖16中僅用一條粗線表示，但並不表示僅有一根總線或一種類型的總線。
本發明實施例中涉及的處理器可以是通用處理器、數位信號處理器、專用積體電路、現場可程式設計門陣列或者其他可程式設計邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬體元件，可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者任何常規的處理器等。結合本發明實施例所公開的方法的步驟可以直接體現為硬體處理器執行完成，或者用處理器中的硬體及軟體模組組合執行完成。
本發明實施例中的耦合是裝置、模組或模組之間的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式，用於裝置、模組或模組之間的資訊傳遞。
基於以上實施例，本發明實施例還提供了一種計算機存儲介質，該存儲介質中存儲軟體程式，該軟體程式在被一個或多個處理器讀取並執行時可實現上述任意一個或多個實施例提供的方法。所述計算機存儲介質可以包括：U盤、移動硬碟、只讀記憶體、隨機存取記憶體、磁碟或者光碟等各種可以儲存程式代碼的介質。
基於以上實施例，本發明實施例還提供了一種晶元，該晶元包括處理器，用於實現上述任意一個或多個實施例所涉及的功能。可選地，所述晶元還包括記憶體，所述記憶體，用於處理器所執行必要的程式指令和數據。該晶片，可以由晶元構成，也可以包含晶元和其他分立器件。
本領域內的通常知識者應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。 而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程式碼的計算機可用存儲介質（包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等）上實施的計算機程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程式指令到通用電腦、專用計算機、嵌入式處理機或其他可程式設計數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可程式設計數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀記憶體中，使得儲存在該計算機可讀記憶體中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些計算機程式指令也可裝載到計算機或其他可程式設計數據處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
顯然，本領域的通常知識者可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明實施例的範圍。這樣，倘若本發明實施例的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
401:採集端設備 402:顯示端設備 402a:HDR顯示設備 402b:SDR顯示設備 403:傳輸電路 S501~S505、S1301~S1303:步驟 1400、1500:色調映射裝置 1401:獲取模組 1402:處理模組 1403:色調映射模組 1501:採集模組 1502:處理模組 1503:收發模組 1600:電子設備 1610:通信接口 1620:處理器 1630:記憶體 1640:通信線路
圖1為感知量化光電傳送函數關係示意圖; 圖2為混合對數伽馬光電傳送函數關係示意圖； 圖3為場景亮度保真光電傳送函數關係示意圖; 圖4為本發明實施例適用的一種可能的系統架構的示意圖； 圖5為本發明實施例提供的一種色調映射方法的流程示意圖； 圖6為本發明實施提供的分割方式A的分割示意圖； 圖7為本發明實施提供的分割方式B的分割示意圖； 圖8為本發明實施提供的分割方式C的分割示意圖； 圖9為本發明實施例提供的一種掃描順序的示意圖； 圖10為本發明實施例提供的確定相關分割區域的示意圖； 圖11為本發明實施例提供的確定相關分割區域的另一示意圖； 圖12為本發明實施例提供的一種亮度特徵值的示意圖； 圖13為本發明實施例提供的一種色調映射方法的另一流程示意圖； 圖14為本發明實施例提供的一種色調映射裝置的結構示意圖； 圖15為本發明實施例提供的一種色調映射裝置的另一結構示意圖； 圖16為本發明實施例提供的一種電子設備的結構示意圖。
S501、S502、S503、S504、S505:步驟

Claims (24)

  1. 一種色調映射方法，應用於顯示端設備，所述方法包括：獲取待顯示圖像幀和元數據，所述元數據包括至少一個元數據資訊單元；採用目標分割方式將所述待顯示圖像幀分割為多個分割區域，並確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係；針對所述待顯示圖像幀中的第i個像素，執行：基於所述第i個像素選取的預設區域中包含的多個像素，確定所述多個像素所屬的至少一個相關分割區域，以及根據所述對應關係確定各所述相關分割區域對應的相關元數據資訊單元；根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，以及為各所述相關分割區域分配對應的權重因子；基於各所述相關分割區域對應的所述子色調映射值和所述權重因子，得到所述第i個像素的色調映射值；並根據所述色調映射值，對所述第i個像素進行色調映射；其中，所述i分別取遍1至N中的任一正整數，所述N為所述待顯示圖像幀包含的像素數量；其中，所述方法還包括： 基於所述多個分割區域分別包含的像素個數，確定第一加權強度值；和/或，基於所述多個分割區域分別對應的預設特徵值，確定第二加權強度值；將所述第一加權強度值和/或所述第二加權強度值關聯到所述元數據中。
  2. 如請求項1所述的方法，其中，所述為各所述相關分割區域分配對應的權重因子包括以下方式中的一種或組合：分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數、以及所述預設區域對應的總像素個數；針對第一相關分割區域，執行：根據所述第一相關分割區域中屬於所述預設區域的像素個數和所述總像素個數，為所述第一相關分割區域分配對應的第一權重因子，所述第一相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個；分別確定各所述相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值；針對第二相關分割區域，執行：根據所述第二相關分割區域中屬於所述預設區域對應的預設特徵值和所述第i個像素的預設特徵值的特徵差異，為所述第二相關分割區域分配對應的第二權重因子，所述第二相關分割區域為所述至少一個相關分割區域中的任一個。
  3. 如請求項2所述的方法，其中，所述元數據還包括以下資訊中的一種或組合：所述第一加權強度值、所述第二加權強度值；其中，所述第一加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的像素個數分佈情況對所述第一權重因子進行調整；所述第二加權強度值用於根據所述待顯示圖像幀的預設特徵值變化情況對所述第二權重因子進行調整。
  4. 如請求項2所述的方法，其中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。
  5. 如請求項4所述的方法，其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
  6. 如請求項1所述的方法，其中，所述根據所述相關元數據資訊單元得到各所述相關分割區域對應的子色調映射值，包括：所述相關元數據資訊單元包含色調映射曲線的參數，基於所述色調映射曲線得到所述第i個像素在所述相關分割區域對應的子色調映射值。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的方法，其中，所述基於所述第i個像素選取的預設區域為：以所述第i個像素為中心選取的預設大小的預設形狀的區域；或者為：以所述第i個像素為中心、且根據預設形狀和所述元數據中包含的預設尺寸資訊確定的區域； 或者為：以所述第i個像素為中心、且根據所述元數據中包含的預設形狀和預設尺寸資訊確定的區域。
  8. 如請求項1所述的方法，其中，所述確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：針對任一所述分割區域，從任一所述分割區域中選取預設位置的像素，獲取所述預設位置的像素的座標資訊；根據所述座標資訊，確定任一所述分割區域對應的元數據資訊單元；建立任一所述分割區域與所述對應的元數據資訊單元的對應關係；或者，針對任一所述元數據資訊單元，根據所述元數據資訊單元包含的一個或者多個座標資訊，確定所述一個或多個座標資訊對應的至少一個分割區域；建立任一所述元數據資訊單元與所述對應的至少一個分割區域的對應關係。
  9. 如請求項1所述的方法，其中，所述確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係，包括：所述元數據資訊單元包含對應的分割區域標識，按照目標掃描順序和所述分割區域標識對所述多個分割區域進行遍歷，確定各所述分割區域對應的元數據資訊單元；其中，所述目標掃描順序為預設掃描順序、或所述元數據中指示的掃描順序。
  10. 如請求項1至6以及8至9中任一項所述的方法，其中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
  11. 如請求項1至6以及8至9中任一項所述的方法，其中，所述目標分割方式為預設分割方式、或所述元數據中指示的分割方式。
  12. 一種色調映射方法，應用於採集端設備，所述方法包括：採集圖像數據，得到待顯示數據幀；採用目標分割方式將所述待顯示數據幀分割為多個分割區域，併為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元；發送所述待顯示數據幀和元數據到顯示端設備；所述元數據包括所述至少一個元數據資訊單元；其中，所述方法還包括：基於所述多個分割區域分別包含的像素個數，確定第一加權強度值；和/或，基於所述多個分割區域分別對應的預設特徵值，確定第二加權強度值；將所述第一加權強度值和/或所述第二加權強度值關聯到所述元數據中。
  13. 如請求項12所述的方法，其中，所述預設特徵值為以下特徵值中的一種：亮度特徵值、顏色特徵值。
  14. 如請求項13所述的方法，其中，所述預設特徵值的數量為至少一個。
  15. 如請求項12所述的方法，其中，所述元數據資訊單元包括分割區域對應的色調映射曲線的參數。
  16. 如請求項12至15中任一項所述的方法，其特徵在於，所述元數據還包括：預設尺寸資訊；所述預設尺寸資訊用於指示為像素選取預設區域時，所採用的預設形狀的預設大小；或者，所述元數據還包括：預設形狀和預設尺寸資訊。
  17. 如請求項12所述的方法，其中，所述為所述多個分割區域確定對應的至少一個元數據資訊單元，包括：從所述分割區域中選取多個預設位置的像素，獲取所述多個預設位置的像素的座標資訊；將所述座標資訊關聯到所述元數據資訊單元中。
  18. 如請求項12所述的方法，其中，所述元數據資訊單元還包括：所述元數據資訊單元對應的分割區域標識、掃描順序；其中，所述對應的分割區域標識和所述掃描順序用以所述顯示端設備確定所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元的對應關係。
  19. 如請求項12至15中任一項所述的方法，其中，所述多個分割區域與所述至少一個元數據資訊單元為一對一的對應關係、或為多對一的對應關係。
  20. 如請求項12所述的方法，其中，所述方法還包括： 將所述目標分割方式關聯到所述元數據中，以指示所述顯示端設備採用所述目標分割方式分割所述待顯示數據幀。
  21. 一種顯示端設備，包括：相互耦合的非易失性記憶體和處理器，所述處理器調用存儲在所述記憶體中的程式代碼以執行如請求項1-11中任一項所述的方法。
  22. 一種採集端設備，包括：相互耦合的非易失性記憶體和處理器，所述處理器調用存儲在所述記憶體中的程式代碼以執行如請求項12-20中任一項所述的方法。
  23. 一種色調映射系統，包括如請求項21所述的顯示端設備和如請求項22所述的採集端設備。
  24. 一種計算機可讀存儲介質，其中，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程式，當其在處理器上運行時，實現請求項1-11或請求項12-20中任一項所述的方法。
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