CN113099201B - 视频信号处理方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN113099201B CN202110343564.5A CN202110343564A CN113099201B CN 113099201 B CN113099201 B CN 113099201B CN 202110343564 A CN202110343564 A CN 202110343564A CN 113099201 B CN113099201 B CN 113099201B
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Abstract

本发明实施例提供了一种视频信号处理方法、装置及电子设备。该视频信号处理方法包括：获取目标视频的视频帧的YUV信号；基于YUV信号的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，目标变化强度值用于表征视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；将YUV信号转换为RGB信号，并对RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关；利用目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。通过本方案，可以提升HDR视频在显示设备的呈现效果。

Description

视频信号处理方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域，特别是涉及视频信号处理方法、装置及电子设备。
背景技术
HDR(High Dynamic Range，高动态范围)视频技术是视频行业发展过程中的一次重大飞跃，其通过对光电传输功能的扩展，利用高位色深与广色域，重现裸眼所能看到的最亮白色与最暗黑色之间的颜色和对比度。然而，碍于显示设备的显示性能的限制，HDR视频的亮度范围通常远大于显示设备的亮度显示范围。所以，HDR视频在显示设备的呈现是学术界与工业界在现阶段共同面对的主要难题。
相关技术中，中国超高清视频产业联盟(CUVA)制定的《CUVA高动态范围(HDR)标准》中给出了通过色调映射的方式对HDR视频的视频信号进行处理的方案，以适配显示设备的显示能力。
然而，发明人在实现本发明的过程中发现：相关技术在色调映射时对于HDR视频的视频帧中的暗部区域属于微调，即只进行微弱的线性拉伸或线性压缩，其中，暗部区域和亮部区域是相对而言的，暗部区域是视频帧中视觉上较暗的图像区域并且可根据经验来指定。这样，暗部区域所需的显示性能可能与显示设备的显示能力差异仍较大，使得暗部区域的细节内容无法被较好呈现，最终导致HDR视频在显示设备的呈现效果不佳。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供视频信号处理方法、装置及电子设备，以提升HDR视频在显示设备的呈现效果。具体技术方案如下：
在本发明实施的第一方面，提供了一种视频信号处理方法，所述方法包括：
获取目标视频的视频帧的YUV信号；
基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，所述目标变化强度值用于表征所述视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
将所述YUV信号转换为RGB信号，并对所述RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，所述补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
利用所述目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的所述视频帧的RGB信号。
可选地，所述按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号，包括：
按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值和所述显示设备的屏幕的亮度性能参数，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；
所述预定的补偿规则还包括：屏幕亮度性能与所述亮度补偿的补偿程度呈负相关。
可选地，所述按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值和所述显示设备的屏幕的亮度性能参数，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号，包括：
将所述目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数；
基于所得到的修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号。
可选地，所述亮度性能参数包括：
对比度系数；其中，所述对比度系数为屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度的对比度的量化值；和/或，
屏显系数；其中，所述屏显系数为屏幕的最大显示亮度所表征的显示能力的量化值。
可选地，所述屏显系数为归一化的值，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式为：
Figure BDA0003000021510000031
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为所述屏显系数，contrast为所述对比度系数，dark_log为所述目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure BDA0003000021510000032
不大于1的值；
所述对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式为：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
可选地，所述基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，包括：
从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；
基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值。
可选地，所述从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值，包括：
从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定第一亮度值、第三亮度值和第二亮度值；其中，所述第一亮度值为非零的最小的亮度值，所述第三亮度值为用于表征暗部区域的亮度值的最大的亮度值，所述第二亮度为所述第一亮度值和第三亮度值之间的亮度值；
所述基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值，包括：
将所述第一亮度值、所述第二亮度值和所述第三亮度值进行光电转换，得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值；
若转换后的第三亮度值等于转换后的第二亮度值，将表征亮度变化强度为无变化的数值确定为目标变化强度值；
否则，利用关于转换后的第二亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，以及关于转换后的第三亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，确定目标变化强度值。
可选地，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述确定目标变化强度值所利用的公式为：
dark_log＝log10(MIN_LUM_A/MIN_LUM)/log10(MIN_LUM_B/MIN_LUM)；
其中，dark_log为目标强度变化值，MIN_LUM为转换后的第一亮度值，MIN_LUM_A为转换后的第二亮度值，MIN_LUM_B为转换后的第三亮度值。
可选地，所述对比度系数的确定方式包括：
基于显示设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度，确定系数初始值；
若所述系数初始值不大于预定系数阈值，则所述系数初始值作为对比度系数；
若所述系数初始值大于预定系数阈值，则将所述预定系数阈值作为对比度系数；
其中，确定系数初始值所利用的公式为：
L＝log10(MaxDisplay/MinDisplay)
其中，L为系数初始值，MaxDisplay为所述最大显示亮度，MinDisplay为最小显示亮度。
可选地，所述屏显系数的确定方式包括：
从预设对应关系所表示的多个亮度区间中，确定所述最大显示亮度所位于的目标亮度区间；其中，所述预设对应关系为亮度区间与表征屏幕显示能力的系数的对应关系；
从所述预设对应关系中，确定目标亮度区间对应的系数，作为屏显系数。
在本发明实施的第二方面，还提供了一种视频信号处理装置，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取目标视频的视频帧的YUV信号；
强度值确定模块，用于基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，所述目标变化强度值用于表征所述视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
信号映射模块，用于将所述YUV信号转换为RGB信号，并对所述RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
补偿模块，用于按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，所述补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
信号确定模块，用于利用所述目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的所述视频帧的RGB信号。
在本发明实施的第三方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的视频信号处理方法。
在本发明实施的又一方面，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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的视频信号处理方法。
在本发明实施的又一方面，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的视频信号处理方法。
本发明实施例所提供的方案中，在对视频帧的RGB信号进行色调映射后，基于视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度，来对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，也就是，结合暗部区域的区域特性，来对视频信号进行亮度补偿。这样，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所提供的视频信号处理方法的流程图；
图2(a)为视频处理过程的原理示意图；
图2(b)为本发明实施例所提供的视频信号处理方法的另一流程图；
图2(c)为本发明实施例所提供的视频信号处理方法的原理示意图；
图3为本发明实施例所提供的视频信号处理方法的又一流程图；
图4为本发明实施例所提供的视频信号处理装置的结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
为了提升HDR视频在显示设备的呈现效果，本发明实施例提供了视频信号处理方法、装置及电子设备。
下面首先对本发明实施例所提供的视频信号处理方法进行介绍。
其中，本发明实施例所提供的视频信号处理方法可以应用于电子设备。在具体应用中，该电子设备可以为机顶盒、智能TV、智能手机、笔记本电脑、多媒体播放器等。
可以理解的是，针对具有屏幕的电子设备而言，该电子设备可以用于显示视频，即该电子设备同时作为显示设备，例如：智能TV、智能手机、笔记本电脑等具有屏幕的设备可以作为显示设备以显示视频；而针对未具有屏幕的电子设备而言，该电子设备可以通过相接的显示设备进行视频显示，例如：机顶盒，多媒体播放器等通过相接的显示器进行视频显示。
另外，本发明实施例所提供的方法涉及的处理过程是针对显示设备的亮度显示能力的适配过程。因此，对于任一HDR视频而言，参见图2(a)所示，电子设备可以获取该HGR视频的视频流，并对视频流中的视频帧进行解码，针对解码后的视频帧的YUV信号，电子设备执行本发明实施例所提供的方法，以得到在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号，从而在显示设备中显示视频信号。
具体而言，本发明实施例提供的视频信号处理方法，可以包括如下步骤：
获取目标视频的视频帧的YUV信号；
基于YUV信号中的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，目标变化强度值用于表征视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
将YUV信号转换为RGB信号，并对RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
利用目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。
本发明实施例所提供的方案中，在对视频帧的RGB信号进行色调映射后，基于视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度，来对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，也就是，结合暗部区域的区域特性，来对视频信号进行亮度补偿。这样，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
下面结合附图，对本发明实施例所提供的一种视频信号处理方法进行详细介绍。
如图1所示，一种视频信号处理方法，可以包括如下步骤：
S101，获取目标视频的视频帧的YUV信号；
其中，目标视频可以为任一HDR视频。并且，本发明实施例对于目标视频的来源不做限定，例如：目标视频可以为网络视频，也可以为电子设备的本地视频。
当电子设备需要通过显示设备来显示目标视频的视频信号时，该电子设备可以获取目标视频的视频流，并对视频流中的视频帧进行解码，在解码后，获取目标视频的视频帧的YUV信号，进而对YUV信号进行信号处理，从而得到在显示设备中显示的RGB信号。也就是说，在电子设备进行视频信号处理时，目标视频的视频帧的YUV信号为处理过程的输入内容。需要说明的是，目标视频的视频帧的YUV信号的生成过程，可以与现有技术中的生成过程相同，本发明实施例对于具体生成过程，不做限定。
另外，可以理解的是的，由于视频帧通过若干像素点构成，因此，所谓的获取目标视频的视频帧的YUV信号，即为获取目标视频的视频帧的各像素点的YUV信号。并且，YUV信号为表征明亮度、色度、浓度的信号，其中，“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)，“U”和“V”则是色度(Chrominance或Chroma)。
S102，基于YUV信号的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，目标变化强度值用于表征视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
为了提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果，本实施例中，将视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度应用到视频信号处理过程中，具体为：对暗部区域进行亮度补偿，即对暗部区域的各像素进行亮度补偿。其中，暗部区域和亮部区域是相对而言的，暗部区域是视频帧中视觉上较暗的图像区域。因此，在获取到视频帧的YUV信号后，在将视频帧的YUV信号转换为RGB信号之前，基于YUV信号的亮度信号，即Y信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，从而基于目标变化强度值来实现亮度补偿。
需要说明的是，本实施例中，并不关心暗部区域具***于视频帧中的哪个区域，即暗部区域的位置，而是，通过预定的方式识别关于暗部区域的亮度变化强度，即识别关于暗部区域的亮度复杂度，并对识别到的亮度变化强度进行量化。
为了方案清楚以及布局清晰，下文对基于YUV信号的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值的具体实现方式进行介绍。
S103，将YUV信号转换为红绿蓝RGB信号，并对RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
电子设备可以通过任一种能够将YUV信号转换为RGB的方式来进行信号转换；并且，色调映射后的RGB信号具体为视频帧的各像素点的RGB信号。示例性的，在一种实现方式中，根据YUV信号标准，如bt709或bt2020，按下述公式将YUV信号转换成RGB信号；
R＝Y+e*U；G＝Y-(a*e/b)*U-(c*d/b)*V；B＝Y+d*V；
其中，bt709标准下，a＝0.2126，b＝0.7152，c＝0.0722，d＝1.8556，e＝1.5748；bt2020标准下，a＝0.2627，b＝0.6780，c＝0.0593，d＝1.8814，e＝1.4746。
并且，所谓的色调映射，从本质上而言，其要解决的问题是进行对比度衰减以将场景亮度变换到可以显示的范围，同时要保持图像细节与颜色等对于表现原始场景非常重要的信息。
示例性的，在一种实现方式中，对RGB信号进行色调映射的过程可以包括：
生成用于色调映射的基础曲线参数，具体而言：若视频帧的动态元数据内携带有基础曲线参数，则从动态元数据中提取基础曲线参数；若视频帧的动态元数据内未携带有基础曲线参数，则按照CUVA HDR标准所给定的计算方式，计算得到基础曲线参数；
生成用于色调映射的三次样条区间参数，具体而言，若视频帧的动态元数据内携带有三次样条区间参数，则从动态元数据中提取三次样条区间参数；若视频帧的动态元数据内未携带有三次样条区间参数，则按照CUVA HDR标准所给定的计算方式，计算得到三次样条区间参数；
利用基础曲线参数和三次样条区间参数，按照CUVA HDR标准所给定的色彩信号动态范围转换方式，对RGB信号进行色调映射。
其中，动态元数据用于描述视频图像亮度特征，示例性的，动态元数据所包含的内容可以包括：图像的最高亮度、最低亮度、平均亮度，当然，动态元数据还可以包括：用于色调映射的基础曲线参数、三次样条区间参数等等。其中，基础曲线参数、三次样条区间参数均为CUVA HDR标准中所给定的用于进行色调映射的参数，由于不是本发明的发明点，因此，本发明实施例对于基础曲线参数和三次样条区间参数的具体参数内容以及计算方式，不做详述。
S104，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关；
在获得色调映射后的RGB信号后，并不是直接作为待显示的RGB信号，而是，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号。通过该种补偿方式，可以使得暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现。其中，所谓的关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关具体指：关于暗部区域的亮度变化强度越大，亮度补偿的补偿程度越大，而关于暗部区域的亮度变化强度越小，亮度补偿的补偿程度越小。
其中，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号的实现方式可以存在多种。可选地，在一种实现方式中，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，可以包括：
将目标变化强度值，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数；
基于所得到的修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号。
其中，在保证关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关的前提下，修正系数的确定公式可以存在多种，相应的，基于修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式也可以存在多种。
下面以目标变化强度值为归一化的值为例，对修正系数的确定公式以及对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式进行示例性说明。
示例性的，若目标变化强度值为归一化的值且与亮度变化程度成反比，则修正系数的确定公式可以如下：
Omiga＝dark_log
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，dark_log为目标变化强度值；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式可以如下：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
示例性的，若目标变化强度值为归一化的值且与亮度变化程度成正比，则修正系数的确定公式可以如下：
Omiga＝N0*dark_log
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，dark_log为目标变化强度值，N0为大于0小于1的常数；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式可以如下：
f_TM_adjust＝f_TM*Omiga+f_TM
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
示例性的，若目标变化强度值为归一化的值且与亮度变化程度成正比，则修正系数的确定公式可以如下：
Omiga＝N0 dark_log
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，dark_log为目标变化强度值，N0为大于0小于1的常数；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式可以如下：
f_TM_adiust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
可选地，在另一种实现方式，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，可以包括：
基于目标变化强度值，以及关于变化强度值和补偿程度值的对应关系，确定目标变化强度对应的目标补偿程度值；
在色调映射后的RGB信号增加目标补偿程度值，得到目标RGB信号。
需要强调的是，上述所给出的基于目标变化强度值对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿的具体实现方式仅仅作为示例，并不应该构成对本发明实施例的限定；同样的，上述所给出的修正系数的确定公式和对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式也仅仅作为示例，并不应该构成对本发明实施例的限定。
S105，利用目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。
电子设备可以直接将目标RGB信号，作为在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。或者，为了更好的色彩效果，电子设备可以调整目标RGB信号的色彩饱和度，在调整色彩饱和度后，可以得到在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。其中，调整色彩饱和度的方式可以存在多种，本发明实施例对此不做限定，示例性的，可以按照CUVA HDR标准的9.4节处中所给定的色彩饱和度调整方式，对目标RGB信号进行色彩饱和度的调整。
另外，需要说明的是，在目标RGB信号为归一化的值时，可以对目标RGB信号进行归一化的逆运算，从而得到在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。
本发明实施例所提供的方案中，在对视频帧的RGB信号进行色调映射后，基于视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度，来对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，也就是，结合暗部区域的区域特性，来对视频信号进行亮度补偿。这样，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
为了方案清楚及布局清晰，下面对基于YUV信号中的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值的具体实现方式进行介绍。
可选地，在一种实现方式中，基于YUV信号中的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，可以包括步骤A1-步骤A2：
步骤A1，从YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；
步骤A2，基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算视频帧对应的目标变化强度值。
由于任一区域的亮度变化强度可以通过该区域中多个亮度值的差异来体现，因此，在确定目标变化强度时，可以从YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值，进而，基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算视频帧对应的目标变化强度值。其中，电子设备可以基于视频帧的YUV信号中的亮度信号，统计亮度值的直方图分布，并基于直方图分布，来确定出表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值。
从YUV信号的亮度信号中，确定表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值的实现方式可以存在多种；并且，由于需要利用所确定的各个亮度值的差异关系，在实际应用中，所确定的各个亮度值的数量可以为两个、三个，当然并不局限于此。
示例性的，在一种具体实现方式中，步骤A1可以包括：
从YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定第一亮度值、第三亮度值和第二亮度值；其中，第一亮度值为非零的最小的亮度值，第三亮度值为用于表征暗部区域的亮度值的最大的亮度值，第二亮度为第一亮度值和第三亮度值之间的亮度值。
其中，第三亮度值为符合第一预定条件的亮度值，其中，针对每一亮度值，若该视频帧中不大于该亮度值的像素数量占像素总数量的第一百分率，则该亮度值符合第一预定条件；而第二亮度值为符合第二预定条件的亮度值，其中，针对每一亮度值，若该视频帧中不大于该亮度值的像素数量占像素总数量的第二百分率，则该亮度值符合第二预定条件。
其中，第一百分率为大于第二百分率的值。并且，第一百分率和第二百分率可以根据经验值来确定。举例而言，第一百分率可以为(15％,35％]中的值，第二百分率可以为[0,15％]中的值,当然并不局限于此。可以理解的是，针对第一百分率为35％而言，若该视频帧中不大于某一亮度值的像素数量占像素总数量的35％，则可以认为该某一亮度值以及小于该某一亮度值的像素区域可以认为是暗部区域。
示例性的，另一种具体实现方式中，从YUV信号中的亮度信号中，确定表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值，可以包括：
从YUV信号中的亮度信号对应的亮度值中，选取第一亮度值以及指定亮度值范围中的目标亮度值，得到表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；其中，第一亮度值为非零的最小的亮度值，指定亮度值范围为预先设定的表征属于暗部区域的亮度值的范围；
或者，从YUV信号中的亮度信号对应的亮度值中，选取第一亮度值以及指定亮度值范围中的目标亮度值，以及第一亮度值和目标亮度值之间的一个亮度值，得到表征视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值。
针对获得第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值的情况，示例性的，基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算视频帧对应的目标变化强度值，可以包括：
将第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值进行光电转换，得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值；
若转换后的第三亮度值等于转换后的第二亮度值，将表征亮度变化强度为无变化的数值确定为目标变化强度值；
否则，利用关于转换后的第二亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，以及关于转换后的第三亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，确定目标变化强度值。
其中，电子设备可以利用光电转换函数，将第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值进行光电转换。所谓的光电转换函数为一种从线性基色值到非线性基色值之间的转换关系，属于现有技术中的函数，本发明实施例对于光电转换函数不做具体限定。另外，为了方便计算，在得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值后，可以转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值进行修正，利用修正后的各个亮度值进行后续的分析处理；示例性的，修正方式可以为：针对转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值中的每一亮度值，若该亮度值大于预定阈值，将该亮度值修正为该预定阈值；其中，该预定阈值可以根据通常属于暗场景的亮度值来实际情况设定，例如：该预定阈值可以为30nit，当然并不局限于此。
为了方便计算，目标变化强度值为归一化的值，并且，目标变化强度值可以与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比，也可以与关于暗部区域的亮度变化强度呈正比，这都是合理的。为了方便理解，下面以目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比为例，示例性的给出确定目标变化强度值所利用的公式：
dark_log＝log10(MIN_LUM_A/MIN_LUM)/log10(MIN_LUM_B/MIN_LUM)；
其中，dark_log为目标强度变化值，MIN_LUM为转换后的第一亮度值，MIN_LUM_A为转换后的第二亮度值，MIN_LUM_B为转换后的第三亮度值。
需要说明的是，关于获得三个亮度值来确定目标变化强度值的情况，可以参见上述的目标变化强度值的确定方式。而关于获得两个亮度值来确定目标变化强度值的情况，可以直接求取两个亮度值中较小值与较大值的比值，当然，并不局限于此。并且，上述所给出的确定目标变化强度值所利用的公式仅仅作为示例，并不应该构成对本发明的限定。
在本发明的另一实施例中，如图2(b)所示，本发明实施例所提供的视频信号处理方法，可以包括如下步骤：
S201，获取目标视频的视频帧的YUV信号；
S202，基于YUV信号的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值，目标变化强度值用于表征视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
S203，将YUV信号转换为RGB信号，并对RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
本实施例中，步骤S201-步骤S203与上述实施例中S101-S103相同，在此不做赘述。
S204，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；
其中，补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关，且屏幕亮度性能与亮度补偿的补偿程度呈负相关。其中，所谓屏幕亮度性能与亮度补偿的补偿程度呈负相关具体指：屏幕性能越差，亮度补偿的补偿程度越大，而屏幕性能越好，亮度补偿的补偿程度越小。
为了进一步提升目标视频的视频信号在显示设备的呈现效果，可以在考虑暗部区域的亮度变化程度的同时，结合显示设备的屏幕的亮度性能，对暗部区域进行亮度补偿。
示例性的，亮度性能参数可以包括：
对比度系数；其中，对比度系数为屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度的对比度的量化值；和/或，
屏显系数；其中，屏显系数为屏幕的最大显示亮度所表征的显示能力的量化值。
示例性的，对比度系数的确定方式可以包括：基于显示设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度，确定系数初始值；若系数初始值不大于预定系数阈值，则系数初始值作为对比度系数；若系数初始值大于预定系数阈值，则将预定系数阈值作为对比度系数；
其中，确定系数初始值所利用的公式可以为：
L＝log10(MaxDisplay/MinDisplay)
其中，L为系数初始值，MaxDisplay为最大显示亮度，MinDisplay为最小显示亮度。示例性的，预定系数阈值可以根据实际应用中通常情况下，设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度来确定，例如：预定系数阈值可以为3、3.5、4等值，当然并不局限于此。
示例性的，屏显系数的确定方式可以包括：
从预设对应关系所表示的多个亮度区间中，确定最大显示亮度所位于的目标亮度区间；其中，预设对应关系为亮度区间与表征屏幕显示能力的系数的对应关系；
从预设对应关系中，确定目标亮度区间对应的系数，作为屏显系数。其中，屏显系数可以为归一化的值，当然并不局限于此。
另外，在保证关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关，且屏幕亮度性能与亮度补偿的补偿程度呈负相关的前提下，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿的实现方式存在多种。
可选地，在一种实现方式中，按照预定的补偿规则，基于目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号，可以包括：
将目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数；基于所得到的修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号。
其中，在保证关于暗部区域的亮度变化强度与亮度补偿的补偿程度呈正相关，以及且屏幕亮度性能与亮度补偿的补偿程度呈负相关的前提下，修正系数的确定公式可以存在多种，相应的，基于修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的公式也可以存在多种。
通常对屏幕来说最大显示亮度是主要考核量，因此，修正系数的确定公式中，可以主要是CoeffDisplay起作用，弱化contrast的影响。基于该种处理思路，示例性的，若屏显系数为归一化的值，目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；那么，用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式可以如下：
Figure BDA0003000021510000171
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为屏显系数，contrast为对比度系数，dark_log为目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure BDA0003000021510000185
Figure BDA0003000021510000183
不大于1的值；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式可以如下：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
示例性的，若屏显系数为归一化的值，目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈正比；那么，用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式可以如下：
Figure BDA0003000021510000181
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为屏显系数，contrast为对比度系数，dark_log为目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure BDA0003000021510000184
Figure BDA0003000021510000186
不大于1的值；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式可以如下：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。该种实现方式中，Omiga范围为(0～1)，Omiga越小，补偿程度越大；Omiga越大(趋向1)，补偿程度越小。
示例性的，若屏显系数为归一化的值，目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈正比；那么，用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式可以如下：
Figure BDA0003000021510000182
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为屏显系数，contrast为对比度系数，dark_log为目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure BDA0003000021510000191
Figure BDA0003000021510000192
不大于1的值；
相应的，对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式包括：
f_TM_adjust＝f_TM*Omiga+f_TM
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
S205，利用目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。
本实施例中，S205与上述实施例中S105相同，在此不做赘述。
为了更清楚的理解方案，2(c)示出了本实施例所提供的视频信号处理方法的原理示意图。如图2(c)所示，本实施例所提供的视频信号处理方法包括如下多个处理过程：(1)获取视频帧的YUV信号、动态元数据、显示设备的最大显示亮度MaxDisplay以及最小显示亮度MinDisplay；(2)计算视频帧对应的目标变化强度值dark_log；(3)将YUV信号转换为RGB信号；(4)生成基础曲线参数；(5)生成三次样条区间参数；(6)对RGB信号进行色调映射；(7)对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿；(8)色彩校正；(9)输出：显示设备进行信号显示。
本发明实施例所提供的方案中，在对视频帧的RGB信号进行色调映射后，基于视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度，以及显示设备的屏幕的亮度性能参数，来对视频信号进行亮度补偿，也就是，结合暗部区域的区域特性和显示设备的屏幕的亮度性能，来对视频信号进行亮度补偿。这样，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
下面结合一具体实施例，对本发明实施例所提供的视频信号处理方法进行介绍。
如图3所示，一种视频信号处理方法，可以包括如下步骤：
S301，获取目标视频的视频帧的YUV信号；
S302，基于YUV信号中的亮度信号，确定视频帧对应的目标变化强度值dark_log；
其中，S302具体可以包括：
从YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定第一亮度值、第三亮度值和第二亮度值；其中，第一亮度值为非零的最小的亮度值，第三亮度值为用于表征暗部区域的亮度值的最大的亮度值，第二亮度为第一亮度值和第三亮度值之间的亮度值；其中，第三亮度值为使得视频帧中不大于其的像素点的数量占总像素点的35％的亮度值；第二亮度值为使得视频帧中不大于其的像素点的数量占总像素点的20％的亮度值。
将第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值进行光电转换，得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值；
若转换后的第三亮度值等于转换后的第二亮度值，则dark_log＝1；
否则，利用关于转换后的第二亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，以及关于转换后的第三亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，确定dark_log。
确定目标变化强度值所利用的公式如下：
dark_log＝log10(MIN_LUM_A/MIN_LUM)/log10(MIN_LUM_B/MIN_LUM)
其中，MIN_LUM为转换后的第一亮度值，MIN_LUM_A为转换后的第二亮度值，MIN_LUM_B为转换后的第三亮度值。
S303，将YUV信号转换为RGB信号，并对RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
S304，将目标变化强度值dark_log、对比度系数contrast和屏显系数CoeffDisplay，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数Omiga；
其中，对比度系数的确定方式可以包括：
基于显示设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度，确定系数初始值；若系数初始值不大于预定系数阈值，则contrast＝系数初始值，其中，预定系数阈值为4；若系数初始值大于预定系数阈值，则contrast＝4；
其中，确定系数初始值所利用的公式可以为：
L＝log10(MaxDisplay/MinDisplay)
其中，L为系数初始值，MaxDisplay为最大显示亮度，MinDisplay为最小显示亮度。
屏显系数的确定方式可以包括：
利用如下公式，计算显示设备的屏显系数：
Figure BDA0003000021510000211
其中，用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式可以如下：
Omiga＝[0.8+Coeffdisplay4/contrast]dark_log。
S305，基于所得到的修正系数Omiga，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号；
对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式包括：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
S306，调整目标RGB信号的色彩饱和度，对色彩饱和度调整后的目标RGB信号进行归一化的逆运算，得到在显示设备中待显示的视频帧的RGB信号。
通过本实施例所提供方案，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了视频信号处理装置，如图4所示，该装置可以包括：
信号获取模块410，用于获取目标视频的视频帧的YUV信号；
强度值确定模块420，用于基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，所述目标变化强度值用于表征所述视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；
信号映射模块430，用于将所述YUV信号转换为RGB信号，并对所述RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
补偿模块440，用于按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，所述补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
信号确定模块450，用于利用所述目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的所述视频帧的RGB信号。
本发明实施例所提供的方案中，在对视频帧的RGB信号进行色调映射后，基于视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度，来对色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，也就是，结合暗部区域的区域特性，来对视频信号进行亮度补偿。这样，在显示设备中显示视频信号时，暗部区域所需的显示性能可以更贴合显示设备的亮度显示能力，暗部区域的细节内容可以更好的呈现，最终提升HDR视频的视频信号在显示设备的呈现效果。
可选地，所述补偿模块440可以包括：
补偿单元，用于按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值和所述显示设备的屏幕的亮度性能参数，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；
所述预定的补偿规则还包括：屏幕亮度性能与所述亮度补偿的补偿程度呈负相关。
可选地，所述补偿单元具体用于：
将所述目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数；
基于所得到的修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号。
可选地，所述亮度性能参数包括：
对比度系数；其中，所述对比度系数为屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度的对比度的量化值；和/或，
屏显系数；其中，所述屏显系数为屏幕的最大显示亮度所表征的显示能力的量化值。
可选地，所述屏显系数为归一化的值，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式为：
Figure BDA0003000021510000231
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为所述屏显系数，contrast为所述对比度系数，dark_log为所述目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure BDA0003000021510000232
不大于1的值；
所述对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式为：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
可选地，强度值确定模块420包括：
亮度值确定单元，用于从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；
计算单元，用于基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值。
可选地，所述亮度值确定单元具体用于：
从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定第一亮度值、第三亮度值和第二亮度值；其中，所述第一亮度值为非零的最小的亮度值，所述第三亮度值为用于表征暗部区域的亮度值的最大的亮度值，所述第二亮度为所述第一亮度值和第三亮度值之间的亮度值；
所述计算单元具体用于：
将所述第一亮度值、所述第二亮度值和第三亮度值进行光电转换，得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值；
若转换后的第三亮度值等于转换后的第二亮度值，将表征亮度变化强度为无变化的数值确定为目标变化强度值；
否则，利用关于转换后的第二亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，以及关于转换后的第三亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，确定目标变化强度值。
可选地，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述确定目标变化强度值所利用的公式包括：
dark_log＝log10(MIN_LUM_A/MIN_LUM)/log10(MIN_LUM_B/MIN_LUM)；
其中，dark_log为目标强度变化值，MIN_LUM为转换后的第一亮度值，MIN_LUM_A为转换后的第二亮度值，MIN_LUM_B为转换后的第三亮度值。
可选地，所述对比度系数的确定方式包括：
基于显示设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度，确定系数初始值；
若所述系数初始值不大于预定系数阈值，则所述系数初始值作为对比度系数；
若所述系数初始值大于预定系数阈值，则将所述预定系数阈值作为对比度系数；
其中，确定系数初始值所利用的公式为：
L＝log10(MaxDisplay/MinDisplay)
其中，L为系数初始值，MaxDisplay为所述最大显示亮度，MinDisplay为最小显示亮度。
可选地，所述屏显系数的确定方式包括：
从预设对应关系所表示的多个亮度区间中，确定所述最大显示亮度所位于的目标亮度区间；其中，所述预设对应关系为亮度区间与表征屏幕显示能力的系数的对应关系；
从所述预设对应关系中，确定目标亮度区间对应的系数，作为屏显系数。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信，
存储器503，用于存放计算机程序；
处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现本发明实施例所提供的视频信号处理方法的步骤。
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的视频信号处理方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的视频信号处理方法。
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。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备、介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种视频信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标视频的视频帧的YUV信号；
基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，所述目标变化强度值用于表征所述视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；其中，所述基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，包括：从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值；
将所述YUV信号转换为RGB信号，并对所述RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，所述补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
利用所述目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的所述视频帧的RGB信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号，包括：
按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值和所述显示设备的屏幕的亮度性能参数，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；
所述预定的补偿规则还包括：屏幕亮度性能与所述亮度补偿的补偿程度呈负相关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值和所述显示设备的屏幕的亮度性能参数，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号，包括：
将所述目标变化强度值和显示设备的屏幕的亮度性能参数，代入用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式，得到色调映射后的RGB信号对应的修正系数；
基于所得到的修正系数，对色调映射后的RGB信号进行修正，得到目标RGB信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述亮度性能参数包括：
对比度系数；其中，所述对比度系数为屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度的对比度的量化值；和/或，
屏显系数；其中，所述屏显系数为屏幕的最大显示亮度所表征的显示能力的量化值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述屏显系数为归一化的值，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述用于表征亮度修正程度的修正系数的确定公式为：
Figure FDA0003836737380000021
其中，Omiga为色调映射后的RGB信号对应的修正系数，CoeffDisplay为所述屏显系数，contrast为所述对比度系数，dark_log为所述目标变化强度值，N1和N2均为预定的常数，N2为contrast所能被赋值中的最大值，N1为用于使得
Figure FDA0003836737380000022
不大于1的值；
所述对色调映射后的RGB信号进行修正所利用的修正公式为：
f_TM_adjust＝f_TMOmiga
其中，f_TM_adjust为修正后的RGB信号，f_TM为归一化的色调映射后的RGB信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值，包括：
从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定第一亮度值、第三亮度值和第二亮度值；其中，所述第一亮度值为非零的最小的亮度值，所述第三亮度值为用于表征暗部区域的亮度值的最大的亮度值，所述第二亮度为所述第一亮度值和第三亮度值之间的亮度值；
所述基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值，包括：
将所述第一亮度值、所述第二亮度值和所述第三亮度值进行光电转换，得到转换后的第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值；
若转换后的第三亮度值等于转换后的第二亮度值，将表征亮度变化强度为无变化的数值确定为目标变化强度值；
否则，利用关于转换后的第二亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，以及关于转换后的第三亮度值与转换后的第一亮度值的差异关系，确定目标变化强度值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标变化强度值为归一化的值且与关于暗部区域的亮度变化强度呈反比；
所述确定目标变化强度值所利用的公式为：
dark_log＝log10(MIN_LUM_A/MIN_LUM)/log10(MIN_LUM_B/MIN_LUM)；
其中，dark_log为目标强度变化值，MIN_LUM为转换后的第一亮度值，MIN_LUM_A为转换后的第二亮度值，MIN_LUM_B为转换后的第三亮度值。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对比度系数的确定方式包括：
基于显示设备的屏幕的最大显示亮度和最小显示亮度，确定系数初始值；
若所述系数初始值不大于预定系数阈值，则所述系数初始值作为对比度系数；
若所述系数初始值大于预定系数阈值，则将所述预定系数阈值作为对比度系数；
其中，确定系数初始值所利用的公式为：
L＝log10(MaxDisplay/MinDisplay)
其中，L为系数初始值，MaxDisplay为所述最大显示亮度，MinDisplay为最小显示亮度。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述屏显系数的确定方式包括：
从预设对应关系所表示的多个亮度区间中，确定所述最大显示亮度所位于的目标亮度区间；其中，所述预设对应关系为亮度区间与表征屏幕显示能力的系数的对应关系；
从所述预设对应关系中，确定目标亮度区间对应的系数，作为屏显系数。
10.一种视频信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取目标视频的视频帧的YUV信号；
强度值确定模块，用于基于所述YUV信号的亮度信号，确定所述视频帧对应的目标变化强度值，所述目标变化强度值用于表征所述视频帧中关于暗部区域的亮度变化强度；其中，所述强度值确定模块，具体用于从所述YUV信号的亮度信号对应的亮度值中，确定表征所述视频帧的暗部区域的亮度的各个亮度值；基于所确定的各个亮度值所表征的亮度差异关系，计算所述视频帧对应的目标变化强度值；
信号映射模块，用于将所述YUV信号转换为RGB信号，并对所述RGB信号进行色调映射，得到色调映射后的RGB信号；
补偿模块，用于按照预定的补偿规则，基于所述目标变化强度值，对所述色调映射后的RGB信号进行亮度补偿，得到目标RGB信号；其中，所述补偿规则包括：关于暗部区域的亮度变化强度与所述亮度补偿的补偿程度呈正相关；
信号确定模块，用于利用所述目标RGB信号，确定在显示设备中待显示的所述视频帧的RGB信号。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-9任一所述的方法步骤。
12.一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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一所述的方法步骤。
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