高动态范围信号处理系统与方法与流程

本发明涉及一种高动态范围(High Dynamic Range；HDR)视频信号处理系统与方法，特别涉及一种可同时支持高动态范围显示装置与标准动态范围(Standard Dynamic Range；SDR)显示装置的具有低运算复杂度的高动态范围信号处理系统与方法。

背景技术：

以往，传统显示器多支持的是标准动态范围信号的显示，然而近来随着科技发展，支持高动态范围信号的显示的显示器开始出现，举例来说，支持ITU BT.2020规格下的HDR信号格式的显示装置便是目前显示色域极广的高动态范围显示装置。于是，在标准动态范围与高动态范围两种显示器规格并存的情况下，便时常需要将输入信号通过处理系统作转换后才能让使用者端的显示装置进行播放。

然而，特定的处理系统是对应于特定的显示器规格。此外，高动态范围信号与标准动态范围信号两者之间的转换同时涉及色域空间、亮度与色度之间的运算，因此于转换信号的过程必须进行复杂度高的运算。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种HDR信号处理系统，同时支持HDR显示装置与SDR显示装置。HDR信号处理系统包括前处理模块、编码模块、解码模块与后处理模块。前处理模块接收第一线性HDR信号，并将第一线性HDR信号转换为第一SDR信号与第一映射信号。编码模块连接于前处理模块，接收并将第一SDR信号与第一映射信号编码为位元流，以利信号传输。解码模块连接于编码模块，接收并由位元流解码出第一SDR信号与第一映射信号。后处理模块连接于解码模块，接收并将由位元流解码出的第一SDR信号与第一映射信号重建为第一线性HDR信号。其中，解码模块更连接SDR显示装置，并传送第一SDR信号至SDR显示装置以进行显示，且后处理模块更连接HDR显示装置，并传送第一线性HDR信号至HDR显示装置以进行显示。

本发明实施例另提供一种HDR信号处理方法，适用于HDR信号处理系统，其中此HDR信号处理系统同时支持HDR显示装置与SDR显示装置。HDR信号处理方法包括步骤如下：接收并将第一线性HDR信号转换为第一SDR信号与第一映射信号；接收并将第一SDR信号与第一映射信号编码为位元流，以利信号传输；接收并由位元流解码出第一SDR信号与第一映射信号；以及接收并将由位元流解码出的第一SDR信号与第一映射信号重建为第一线性HDR信号。

综上所述，本发明所提出的高动态范围信号处理系统与方法是将亮度与色度的运算分别进行，并使得将HDR信号转换至SDR信号的运算过程大大地简化。再者，通过恒亮度单元，本发明所提出的高动态范围信号处理系统所输出的HDR信号是符合ITU BT.2020的影像信号色域标准，可支持更高阶的广色域显示装置。除此之外，于将亮度与色度的运算分别进行的情况下，相较于输入信号，于输出信号中，原先的白点(White Point)依然可维持，且三个基本色度依然能维持其原色(Three Color Primaries)。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与说明书附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的方块图。

图2是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的前处理模块的方块图。

图3是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的后处理模块的方块图。

图4是本发明实施例中高动态范围信号处理方法的流程图。

图5是本发明实施例中高动态范围信号处理方法中前处理步骤的流程图。

图6是本发明实施例中高动态范围信号处理方法中后处理步骤的流程图。

附图标记说明：

100 前处理模块

200 编码模块

300 解码模块

400 后处理模块

110 第一色域模块

111 第一色域单元

112 第一恒亮度转换单元

120 第一亮度模块

121 线性反转换单元

122 第一亮度单元

130 第一色度模块

131 降采样单元

132 第二恒亮度反转换单元

133 第二亮度单元

134 第一色度单元

300 解码模块

410 第二亮度模块

411 第三亮度单元

412 非线性转换单元

420 第二色度模块

421 第二色度单元

422 第二色域单元

423 第三恒亮度转换单元

424 升采样单元

430 第四恒亮度反转换单元

S100～S400、S110～S130、S111～S112、S121～S122、S131～S134、

S410～S430、S411～S412、S421～S424 步骤

具体实施方式

在下文将参看说明书附图更充分地描述各种例示性实施例，在说明书附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的示例性实施例。确切而言，提供此等示例性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但此等元件不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一元件与另一元件。因此，下文论述的第一元件可称为第二元件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用，术语「及/或」包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。

以下将以多种实施例配合附图来说明所述高动态范围信号处理系统与方法，然而，下述实施例并非用以限制本发明。

〔高动态范围信号处理系统的实施例〕

请参照图1，图1是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的方块图。本发明实施例所提供的高动态范围(High Dynamic Range；HDR)信号处理系统不仅可支持HDR显示装置，同时亦可直接支持SDR显示装置，且可以低复杂度的运算来进行HDR信号与SDR信号之间的转换。

如图1所示，本发明实施例所提供的HDR信号处理系统1包括前处理模块100、编码模块200、解码模块300与后处理模块400。当前处理模块100接收由外部信号源所传来的HDR信号(于此将其定义为第一线性HDR信号H₁)时，本发明实施例所提供的HDR信号处理系统1将先对所接收的第一线性HDR信号H₁进行前处理。于前处理过程中，前处理模块100先将第一线性HDR信号H₁转换为第一SDR信号S₁与第一映射信号M₁，其中，第一映射信号M₁是为第一线性HDR信号H₁与第一SDR信号S₁之间的映射关系。

接着，连接于前处理模块100的编码模块200接收并将第一SDR信号S₁与该第一映射信号M₁编码为位元流BS(Bit Stream)，以利信号传输。同时，编码模块200连接于解码模块300，解码模块300接收由编码模块200传送的位元流后将其解码出第一SDR信号S₁与第一映射信号M₁。须说明地是，本发明于此并不限制编码模块200与解码模块300的架构组态。此外，值得注意地是，若使用者端所配置的显示装置是为SDR显示装置，只要将此SDR显示装置连接解码模块300便可直接地显示此时解码出的第一SDR信号，而不需再作额外的信号处理。

然而，若使用者端所配置的显示装置是为HDR显示装置，此时解码出的第一SDR信号与第一映射信号M₁便会被传送至连接于解码模块300的后处理模块400，由后处理模块400进行后处理，以于后处理过程中将第一SDR信号S₁与第一映射信号M₁重建为第一线性HDR信号H₁，使得使用者端所配置的HDR显示装置能够对第一线性HDR信号H₁进行显示。

由此可知，于本实施例中，不论使用者端所配置的显示装置是为高动态范围显示装置或是标准动态范围显示装置，通过本实施例所提供的高动态范围信号处理系统1便可将信号源所提供的高动态范围信号转换为合适高动态范围显示装置或是标准动态范围显示装置的信号格式来播放。

于接下来的叙述中，将进一步说明本实施例中前处理过程的工作原理。

于详细地说明本实施例所提供的HDR信号处理系统1所进行的前处理过程前，以下的叙述首先将进一步地描述执行前处理过程的前处理模块100的构造组态。

请参照图2，图2是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的前处理模块的方块图。如图2所示，前处理模块100包括第一色域模块110、第一亮度模块120与第一色度模块130。第一亮度模块120与第一色度模块130均连接于第一色域模块110。更详细地说，第一色域模块110包括第一色域单元111与第一恒亮度转换单元112。第一亮度模块120包括线性反转换单元121与第一亮度单元122。第一色度模块130包括降采样单元131、第二恒亮度反转换单元132、第二亮度单元133与第一色度单元134。

承上述，当前处理模块100接收由外部信号源所传来的第一线性HDR信号H₁时，前处理模块100将先对所接收的第一线性HDR信号H₁进行前处理。于本实施例中，外部信号源所提供的信号是为色域空间为RGB且格式为4：4：4的线性HDR信号，而为了支持SDR显示装置，前处理模块100会先将此HDR信号转换成信号格式为YUV 4：2：0的SDR信号。

进一步说明，于前处理过程中，第一色域模块110的第一色域单元111接收第一线性HDR信号H₁后，即将第一线性HDR信号H₁中的RGB分量乘以矩阵A，以运算出线性亮度Y。更详细地说，第一色域单元111通过矩阵A将第一线性HDR信号H₁的色域空间由RGB色域空间转换至YUV色域空间，以得到线性亮度Y。

(矩阵A)

接着，第一色域模块110的第一恒亮度转换单元112通过式(1)与式(2-1)至式(2-3)的运算将第一线性HDR信号H₁转换为第一非线性恒亮度HDR信号H’₁。

(式1)

其中，

Y′_c＝(0.2627R+0.6780G+0.0593B) (式2-1)

(式2-2)

(式2-3)

其中，

P_B＝0.7910，N_B＝-0.9702

P_R＝0.4969，N_R＝-0.8591

进一步说明，通过式(1)，第一恒亮度转换单元112先将第一线性HDR信号H₁中R分量、G分量与B分量线性转换为非线性的R’分量、G’分量与B’分量，并将前述的线性亮度Y线性转换为非线性亮度Y’(将R、G、B、Y分别代入式(1)中的L，计算出的值分别即为R’、G’、B’、Y’)。接着，通过式(2-1)至式(2-3)，第一恒亮度转换单元112运算出非线性色度U’(即式(2-2)中的C’_BC)与非线性色度V’(即式(2-3)中的C’_RC)，最后输出包含非线性亮度Y’、非线性色度U’与非线性色度V’的第一非线性恒亮度HDR信号H’₁。

须说明地是，第一恒亮度转换单元112所输出的第一非线性恒亮度HDR信号H’₁包括第一非线性HDR亮度信号Hl’₁与第一非线性HDR色度信号Hc’₁，其中第一非线性恒亮度HDR信号H’₁即包含非线性亮度Y’、非线性色度U’与V’，第一非线性HDR亮度信号Hl’₁即包含非线性亮度Y’，第一非线性HDR色度信号Hc’₁即包含非线性色度U’与V’。同时，值得注意地是，式(2-1)至式(2-3)是为ITU BT.2020标准下，RGB域信号转换至YUV域信号时的恒亮度(Constant Luminance)运算式，故可知，第一非线性恒亮度HDR信号H’₁是符合ITU BT.2020标准下恒亮度的信号格式。

接着，前处理模块100将第一非线性恒亮度HDR信号H’₁中的第一非线性HDR亮度信号Hl’₁与第一非线性HDR色度信号Hc’₁分别进行运算处理。

继续参照图2，首先关于亮度运算的部分，第一亮度模块120接收第一非线性HDR亮度信号Hl’₁，由第一亮度模块120的线性反转换单元121将第一非线性HDR亮度信号Hl’₁转换回第一线性HDR亮度信号Hl₁，以进行后续运算。

接下来，第一亮度单元122通过式(3)与式(4)将第一线性HDR亮度信号Hl₁转换为第一SDR亮度信号Sl₁与第一映射信号M₁。

(式3)

(式4)

进一步说明，通过式(3)，第一亮度单元122先将第一线性HDR亮度信号Hl₁代入式(3)中的Y₀以映射为式(3)中的亮度值Y_t，其中，f是为控制式(3)的函数曲率的参数。接着通过式(4)，将此亮度值Y_t量化为第一SDR亮度信号Sl₁，即式(4)中的亮度值Y_s，其中，P是为式(3)中Y₀的最大值，且N表示为第一SDR亮度信号Sl₁(即Y_s)的信号位数，其典型值为8或10。同时，第一亮度单元122根据参数f，将第一线性HDR亮度信号Hl₁与第一SDR亮度信号Sl₁之间的映射关系转换为第一映射信号M1。

另一方面，关于色度运算的部分，已知信号格式为YUV 4：2：0的SDR信号与信号格式为RGB 4：4：4的线性HDR信号相比，两者的色度信号的解析度相差四倍，故第一色度模块130的降采样单元131接收第一非线性恒亮度HDR信号H₁’后便将其转换成格式为YUV 4：2：0的第二非线性恒亮度HDR信号H₂’，以利后续运算。

也就是说，经降采样的第二非线性恒亮度HDR信号H’₂所包括的第二非线性HDR亮度信号Hl’₂(非线性亮度Y’)与第二非线性HDR色度信号Hc’₂(非线性色度U’与V’)的解析度均为原先的四分之一，故于本实施例中，前处理过程里色度运算的部分是于YUV4：2：0的信号格式下进行。如此一来，由于信号解析度为原先的四分之一，前处理过程中的运算复杂度便因此大大地降低。

接着，第二恒亮度反转换单元132接收经降采样的第二非线性恒亮度HDR信号H₂’后，亦将第二非线性恒亮度HDR信号H₂’中的亮度部分与色度部分分别进行运算。详细地说，关于亮度运算部分，第二恒亮度反转换单元132将第二非线性恒亮度HDR信号H₂’中的第二非线性HDR亮度信号Hl’₂线性反转换为第二线性HDR亮度信号Hl₂，并由第二亮度单元133接收第二线性HDR亮度信号Hl₂后，便通过前述式(4)将其转换为第二SDR亮度信号Sl₂，此外，第二亮度单元133另计算出第二线性HDR亮度信号Hl₂与第二SDR亮度信号Sl₂的比值，以便于进行色度运算。

而另一方面，关于色度运算部分，第二恒亮度反转换单元132将第二非线性HDR色度信号Hc’₂进行线性反转换为第二线性HDR色度信号Hc₂后，更进一步将第二线性HDR色度信号Hc₂的色域空间由YUV转换至RGB，以在后续运算中于RGB的色域空间进行信号的色度转换。

值得注意地是，第二恒亮度反转换单元132对经降采样的第二非线性恒亮度HDR信号H’₂所进行的运算实际上即为前述式(1)与式(2-1)至式(2-3)的反运算。换句话说，第二恒亮度反转换单元132对经降采样的第二非线性恒亮度HDR信号H’₂所进行的运算实际上即为第一恒亮度转换单元112对第一线性HDR信号H₁所进行的运算的反运算。第一色度单元134接收第二SDR亮度信号Sl₂与第二线性HDR色度信号Hc₂后，先将第二线性HDR色度信号Hc₂乘以由第二亮度单元133所计算出的第二SDR亮度信号Sl₂与第二线性HDR亮度信号Hl₂的比值，以将其转换为第一SDR色度信号Sc₁。接着，第一色度单元134再通过前述的矩阵(A)将第一SDR色度信号Sc₁的色域空间由RGB转换为YUV。

承上，经过前处理过程，前处理单元100是将第一线性HDR信号转换为第一SDR亮度信号Sl₁、第一映射信号M₁与第一SDR色度信号Sc₁，并将其输入至编码模块200，以由编码模块200将第一SDR亮度信号Sl₁、第一映射信号M₁与第一SDR色度信号Sc₁编码为利于信号传输的位元流BS，其中，第一SDR亮度信号Sl₁与第一SDR色度信号Sc₁即为第一SDR信号S₁。

请同时参照图1与图3，图3是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的后处理模块的方块图。

首先，如图1所示，包含第一SDR亮度信号Sl₁、第一映射信号M₁与第一SDR色度信号Sc₁的位元流BS传送至解码模块300以进行解码。如图3所示，解码模块300将所接收的位元流BS解码为第一SDR信号S₁、第一SDR亮度信号Sl₁与第一映射信号M₁。此时，由于第一SDR信号S₁即为格式为YUV 4：2：0的SDR信号，故若使用者端所配置的显示装置是为目前常见的非恒亮度(Non-Constant Luminance)规格的SDR显示装置，解码模块300即可将第一SDR信号S₁输出至此SDR显示装置以进行显示，而不需再作额外的信号处理。然而，若使用者端所配置的显示装置是为恒亮度(Constant Luminance)规格的SDR显示装置或HDR显示装置，便须由后处理模块400接续地将由位元流BS所解码出的第一SDR信号S₁、第一SDR亮度信号Sl₁与第一映射信号M₁进行后处理。

于接下来的叙述中，将进一步说明本实施例中后处理过程的工作原理。

于详细地说明本实施例所提供的HDR信号处理系统1所进行的后处理过程前，以下的叙述首先将进一步地描述执行后处理过程的后处理模块400的构造组态。

请参照图3，图3是本发明实施例中高动态范围信号处理系统的后处理模块的方块图。如图3所示，后处理模块400包括第二亮度模块410、第二色度模块420与第四恒亮度反转换单元430，其中，第二亮度模块410与第二色度模块420均连接于解码模块300与第四恒亮度反转换单元430之间。更详细地说，第二亮度模块410包括第三亮度单元411与非线性转换单元412，且第二色度模块420包括第二色度单元421、第二色域单元422、第三恒亮度转换单元423与升采样单元424。

同于前处理过程，于本实施例之后处理过程中，后处理模块400亦将所接收的信号中亮度部分与色度部分分别运算。也就是说，于后处理过程中，第一SDR亮度信号Sl₁与第一映射信号M₁是由第二亮度模块410进行运算，而第一SDR信号S₁是由第二色度模块420进行运算。

以下叙述将说明关于后处理过程中信号的亮度部分的运算。首先，第二亮度模块410的第三亮度单元411根据第一映射信号M₁将第一SDR亮度信号Sl₁映射为第三线性HDR亮度信号Hl₃。接着，第三亮度单元411计算出第三线性HDR亮度信号Hl₃和第一SDR亮度信号Sl₁的比值，其中此比值也就是前述的前处理过程中第二线性HDR亮度信号Hl₂与第二SDR亮度信号Sl₂的比值。接着，第二亮度模块410的非线性转换单元412便将第三线性HDR亮度信号Hl₃进行非线性转换回前述前处理过程中的第二非线性HDR亮度信号Hl’₂。

另一方面，以下叙述将说明关于后处理过程中信号的色度部分的运算。首先，第二色度模块420的第二色度单元421将所接收的第一SDR亮度信号Sl₁与第一SDR色度信号Sc₁均乘以第三线性HDR亮度信号Hl₃和第一SDR亮度信号Sl₁的比值，以将其转换为第二线性HDR信号H₂。须说明地是，第三线性HDR亮度信号Hl₃和第一SDR亮度信号Sl₁的比值也就是前述前处理过程中第二线性HDR亮度信号Hl₂与第二SDR亮度信号Sl₂的比值。

接着，第二色域单元422接收第二线性HDR信号H₂后，便将第二线性HDR信号H₂的色域空间通过前述矩阵(A)的反矩阵由YUV转换至RGB，以于接续的运算中能在RGB的色域空间进行信号的色度转换。

第三恒亮度转换单元423连接于第三亮度单元411与第二色域单元422，故第三恒亮度转换单元423接收第三线性HDR亮度信号Hl₃，也接收色域空间转换至RGB的第二线性HDR信号H₂。

于是，一方面，第三恒亮度转换单元423将第二线性HDR信号H₂通过前述的式(2-1)至式(2-3)将其色域空间由RGB转换至YUV，再将第三线性HDR亮度信号Hl₃与第二线性HDR信号H₂中的色度分量转换为第三线性HDR信号H₃。

于此，第三线性HDR信号H₃是为YUV 4：2：0格式的HDR信号，并且须说明地是，式(2-1)至式(2-3)是为ITU BT.2020标准下，RGB域信号转换至YUV域信号时的恒亮度(Constant Luminance)运算式，故可知，第三线性HDR信号H₃是符合ITU BT.2020标准下恒亮度的信号格式。此时，若使用者端可播放ITU BT.2020标准下恒亮度的YUV 4：2：0格式的HDR信号，便可由第三恒亮度转换单元423接收第三线性HDR信号H₃以进行显示。

另一方面，第三恒亮度转换单元423将第二线性HDR信号H₂之色域空间由RGB转换至YUV之后，更进一步将第二线性HDR信号H₂线性转换为第二非线性恒亮度HDR信号H’₂。接着，第三恒亮度转换单元423将第二非线性恒亮度HDR信号H’₂中的第二非线性HDR色度信号Hc’₂传送至升采样单元424，以由升采样单元424将第二非线性HDR色度信号Hc’₂的信号格式由YUV4：2：0转换为YUV 4：4：4。

最后，第四恒亮度反转换单元430接收信号格式均为YUV 4：4：4的第二非线性HDR亮度信号Hl’₂与该第二非线性HDR色度信号Hc’₂后，便将其通过式(2-1)至式(2-3)反运算以重建出信号格式为RGB 4：4：4的第一线性HDR信号H₁。

于此，须说明地是，式(2-1)至式(2-3)是为ITU BT.2020标准下，RGB域信号转换至YUV域信号时的恒亮度(Constant Luminance)运算式，故可知，重建出的第一线性HDR信号H₁是符合ITU BT.2020标准下恒亮度的信号格式。此时，若使用者端可播放ITU BT.2020标准下恒亮度的RGB 4：4：4格式的HDR信号，便可连接后处理模块400的第四恒亮度反转换单元430以接收第一线性HDR信号H₁以进行显示。

由此可知，通过本实施例所提供的高动态范围信号处理系统1，便可将信号格式为RGB 4：4：4的HDR信号转换为格式为YUV4：2：0的SDR信号、YUV 4：2：0的非线性恒亮度HDR信号与RGB 4：4：4的线性HDR信号，以分别适用于现有的SDR显示装置或不同规格的HDR显示装置。

此外须说明地是，于本实施例所提供的高动态范围信号处理系统1中，虽然HDR信号与SDR信号之间的转换均是将信号的亮度部分与色度部分分别地作计算，但于运算过程中主要是以两者之间的亮度信号比值作为转换系数，故实际上相较于输入信号，于输出信号中，原先白点(White Point)的部分依然可维持，且三个基本色依然能维持其原色(Three Color Primaries)。换句话说，于本实施例中，相较于信号源所输入的第一线性HDR信号H₁，于经重建后的第一线性HDR信号H₁中，原先没有色度的部分(黑灰白的部分)依然可维持，且三个基本色依然能维持其原色(红、绿、蓝)。

〔高动态范围信号处理方法的实施例〕

请参照图4，图4是本发明实施例中高动态范围信号处理方法的流程图。本例所述的方法可以以图1所示的高动态范围信号处理1执行，因此请一并照图1以利理解。

本实施例所提供的高动态范围信号处理方法的步骤如以下。于步骤S100中，接收并将第一线性HDR信号转换为第一SDR信号与第一映射信号。于步骤S200中，接收并将第一SDR信号与第一映射信号编码为位元流，以利信号传输。接着，于步骤S300中，接收并由位元流解码出第一SDR信号与第一映射信号。最后，于步骤S400中，接收并将由位元流解码出的第一SDR信号与第一映射信号重建为第一线性HDR信号。

进一步说明，前述的步骤S100是为本实施例所提供的高动态范围信号处理方法中的前处理步骤，且前述的步骤S400是为本实施例所提供的高动态范围信号处理方法中的后处理步骤。

请参照图5，图5是本发明实施例中高动态范围信号处理方法的前处理步骤的流程图。本实施例所提供的高动态范围信号处理方法的前处理步骤S100包括以下步骤。

首先，于步骤S110中，接收并将第一线性HDR信号转换为第一非线性恒亮度HDR信号，其中第一非线性恒亮度HDR信号包括第一非线性HDR亮度信号与第一非线性HDR色度信号。进一步说明，步骤S110的详细进行步骤又如以下。于步骤S111中，接收并将第一线性HDR信号的色域空间转换由RGB色域空间至YUV色域空间，接着于步骤S112中，接收并将第一线性HDR信号转换为第一非线性恒亮度HDR信号。

于步骤S110后即进入步骤S120，于步骤S120中，接收并将第一非线性恒亮度HDR信号中的第一非线性HDR亮度信号转换为第一SDR亮度信号与第一映射信号。进一步说明，步骤S120的详细进行步骤又如以下。于步骤S121中，接收并将第一非线性恒亮度HDR信号中的第一非线性HDR亮度信号转换为第一线性HDR亮度信号。接着于步骤S122中，接收并将第一线性HDR亮度信号转换为第一SDR亮度信号与第一映射信号。

最后，于步骤S120后即进入步骤S130，于步骤S130中，接收并将第一非线性恒亮度HDR信号中的第一非线性HDR色度信号转换为第一SDR色度信号，其中，第一SDR色度信号的解析度为第一SDR亮度信号的解析度的四分之一。进一步说明，步骤S130的详细进行步骤又如以下。于步骤S131中，接收并将第一非线性恒亮度HDR信号转换为第二非线性恒亮度HDR信号，其中第二非线性恒亮度HDR信号的信号格式为YUV 4：2：0。于步骤S132中，接收第二非线性恒亮度HDR信号，经运算后输出第二线性HDR亮度信号与第二线性HDR色度信号，其中第二线性HDR色度信号的色域空间是为RGB色域空间。接着于步骤S133中，接收并将第二线性HDR亮度信号转换为第二SDR亮度信号。最后于步骤S134中，接收并将第二SDR亮度信号与第二线性HDR色度信号转换为第一SDR色度信号。

接下来请参照图6，图6是本发明实施例中高动态范围信号处理方法的后处理步骤的流程图。本实施例所提供的高动态范围信号处理方法的后处理步骤S400包括以下步骤。

首先，于步骤S410中，接收并将第一SDR亮度信号与第一映射信号转换为第二非线性HDR亮度信号。进一步说明，步骤S410的详细进行步骤又如以下。于步骤S411中，接收并将第一SDR亮度信号与第一映射信号转换为第三线性HDR亮度信号。接着于步骤S412中，接收并将第三线性HDR亮度信号转换为第二非线性HDR亮度信号。

接着，于步骤S410后即进入步骤S420。于步骤S420中，接收并将第一SDR色度信号转换为第二非线性HDR色度信号。进一步说明，步骤S420的详细进行步骤又如以下。于步骤S421中，接收并将第一SDR亮度信号、第一映射信号与第一SDR色度信号转换为第二线性HDR信号。于步骤S422中，接收并将第二线性HDR信号的色域空间由YUV色域空间转换至RGB色域空间。

于步骤S422后，一方面进入步骤S423，接收第三线性HDR亮度信号与第二线性HDR信号后，将第二线性HDR信号的色域空间由RGB色域空间转换至YUV色域空间，并将第二线性HDR信号与第三线性HDR亮度信号转换为第三线性HDR信号。

此时，若使用者端可播放ITU BT.2020标准下恒亮度的YUV4：2：0格式的HDR信号，便可接收第三线性HDR信号H₃以进行显示。

另一方面，于步骤S422后进入步骤S424，接收并将第三线性HDR亮度信号与第二线性HDR信号转换为第二非线性恒亮度HDR信号，其中第二非线性恒亮度HDR信号的色域空间是为YUV色域空间且包括第二非线性HDR色度信号。接着，于步骤S425中，接收并将第二非线性HDR色度信号的解析度提升为原来的四倍。最后，于步骤S426中，将第二非线性HDR亮度信号与第二非线性HDR色度信号重建为第一线性HDR信号。

此时，若使用者端可播放ITU BT.2020标准下恒亮度的RGB4：4：4格式的HDR信号，便可接收第一线性HDR信号H₁以进行显示。

于此须说明地是，关于高动态范围信号处理方法与其中的前处理过程和后处理过程的各步骤的相关细节在上述图1至图3所绘示的实施例已详细说明，在此恕不赘述。

除此之外，图4至图6所绘示的实施例的各步骤仅为方便对其进行说明须要，本发明实施例并不以各步骤彼此间的顺序作为实施本发明各个实施例的限制条件。

〔实施例的可能技术效果〕

综上所述，本发明所提出的高动态范围信号处理系统与方法是将亮度与色度的运算分别进行，使得将HDR信号转换至SDR信号的运算过程大大地简化。再者，通过恒亮度单元，本发明所提出的高动态范围信号处理系统所输出的HDR信号是符合ITU BT.2020的影像信号色域标准，可支持更高阶的广色域显示装置。除此之外，于将亮度与色度的运算分别进行的情况下，相较于输入信号，于输出信号中，原先的白点(White Point)依然可维持，且三个基本色度依然能维持其原色(Three Color Primaries)。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。