一种改进图像色貌模型的高动态范围视频色调映射新方法

针对当前色调映射(Tone Mapping)不能精确地显示出高动态范围(High Dynamic Range,HDR)视频内容,且易出现帧间闪烁现象的问题,本文提出了一种针对HDR视频到低动态范围(Low Dynamic Range,LDR)视频的色调映射新方法。首先,考虑HDR视频的内容复杂性和颜色多样性,改进了一种基于图像色貌模型(Image Color Appearance Model,i CAM)和分层模型的视频色调映射方法;然后,为了使色调映射后的视频能够保留HDR视频中更多的结构和细节,在分层后的基础层操作部分引入了亮度直方图自适应调整和对比度调整的概念;最后,考虑图像色调映射算法会造成视频连续帧之间发生整体亮度突变的问题,提出了亮度均值调整的方法用以改善视频帧间闪烁的现象。主客观实验测试结果表明,所提出的方法产生的LDR视频有更好的视觉质量,不但保持了良好的结构纹理信息,而且具有较好的色彩保真度,与HDR视频的感知一致性更好,较传统的图像色调映射方法能有效压制闪烁现象。

面向多用户的高动态范围视频动态范围可分级编码

提出了面向多用户的高动态范围(HDR,high dynamic range)视频动态范围可分级编码方法,并利用视觉掩蔽特性抑制了噪声,提高了动态范围可分级编码的效率。首先,考虑HDR视频感知特性,提出了动态范围可分级模型(DRSM,dynamic range scalable model),将不同动态范围级的HDR视频分解成为一个标准动态范围(SDR,standard dynamic range)视频和多个残差信号帧(RSFs,residual signal frames)序列。然后,结合亮度掩蔽效应和人眼感知特性,对RSFs进行量化和滤波处理,滤除残差中的零散数据点,保留RSFs相邻动态范围级之间的整体差异信息,提高RSFs的编码效率。最后,在解码端重建得到SDR视频和各个动态范围级的HDR视频,以适应多用户端MDR显示设备。结果表明,所提出方法能在保持重建HDR视频的主观感知质量的同时降低编码码率,并在全帧内预测编码模式下,相同HDR-VDP-2.2和PSNR分值时,BD-rate(Bjntegaard Delta rate)平均节省了32.03%和31.28%,其编码率失真性能有明显提升。