BRPI0518174B1

BRPI0518174B1 - Exit initialization in bits for generators of pseudo-random numbers used in a video system

Info

Publication number: BRPI0518174B1
Application number: BRPI0518174-7A
Authority: BR
Inventors: Gomila Cristina; Llach Joan; Allen Cooper Jeffrey; Macdonald Boyce Jill
Original assignee: Thomson Licensing
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2017-11-14
Also published as: CN101057215A; CN101057215B; EP1815324B1; KR101240445B1; MX2007005828A; MY140122A; US7852409B2; KR101295221B1; WO2006055430A3; AU2005306697B2; HK1105825A1; ZA200703917B; ATE466328T1; RU2416818C2; JP5087405B2; AU2010249256B2; CA2587131A1; KR20070094732A; WO2006055430A2; DE602005020967D1

Abstract

inicializaçao de semente exata em bits para geradores de números pseudo-aleatórios usados em um sistema de vídeo. são providos métodos e aparelhos para a inicialização de sementes exatas em bits para os geradores de número pseudo-aleatório usados em um sistema de video. um método inclui as etapas de criar (205) uma tabela de pesquisa de sementes de gerador prng, e de inicializar (210) uma das sementes de gerador prng da tabela de pesquisa para uma imagem por meio do acesso da tabela de pesquisa usando um valor que corresponde a uma ordem da imagem.

Description

"INICIALIZAÇÃO DE SEMENTE PRECISA EM BITS PARA GERADORES DE NÚMEROS PSEUDO-ALEATÓRIOS USADOS EM UM SISTEMA DE VÍDEO" REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica o beneficio do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos Número de Série 60/628.500, depositado em 16 de novembro de 2004 e intitulado "BIT ACCURATE SEED INITIALIZATION FOR PSEUDO-ALEATÓRIO NUMBER GENERATORS USED IN A DE VÍDEO SYSTEM", o qual se encontra incorporado a titulo de referência no presente pedido em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se, de modo geral, a codificadores de video e a decodificadores de video e, mais particularmente, à inicialização de semente precisa em bits para geradores de número pseudo-aleatórios (PRNGs - Pseudo-Random Number Generators) usados para a simulação do grão de filme nos sistemas de video.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As formas de grão de filme em imagens de video de animação durante um processo do desenvolvimento. O grão de filme é claramente visível em imagens de alta definição (HD) e se torna um traço distintivo do cinema que deve ser preservado por todo o processamento de imagem e cadeia de distribuição. Não obstante, a preservação de grão de filme é um desafio para os codificadores atuais, uma vez que os ganhos de compactação relacionados à uma previsão temporal não podem ser explorados. Devido à natureza aleatória do grão, uma codificação visualmente sem perdas só é conseguida com taxas de transferência muito altas. Os codificadores com perdas tendem a suprimir o grão de filme ao filtrar as altas frequências tipicamente associadas ao ruído e às texturas finas . 0 gerenciamento de grão de filme (FGM - Film Grain Management) foi apresentado como uma ferramenta nova que permite codificar o grão em um filme de imagem de animação por meio de um modelo parametrizado a ser transmitido como informação paralela. A fim de suportar o gerenciamento FGM, a Emenda de Extensão de Faixa de Fidelidade (FRExt - Fideli-ty Range Extension) ao padrão do Time Conjunto de Vídeo (JVT) ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 | MPEG-4 AVC (doravante o "padrão H.264") definiu uma mensagem de Informação de Aperfeiçoamento Suplementar (SEI - Supplemental Enhance-ment Information) Característica de Grão de Filme. A mensagem de informação SEI descreve as características de grão de filme com relação a atributos tais como tamanho e intensidade, e permite que um decodificador de vídeo simule a aparência do grão de filme no vídeo decodificado. O padrão H.264 especifica que parâmetros estão presentes na mensagem de informação SEI de grão de filme, como interpretar os parâmetros, e a sintaxe para a codificação da mensagem de informação SEI no formato binário. No entanto, o padrão H.264 não especifica o procedimento exato para simular o grão de filme após a recepção da mensagem de informação SEI de grão de filme. Deve-se apreciar que o gerenciamento FGM pode ser usado juntamente com qualquer outro método de codificação de vídeo, uma vez que utiliza informações paralelas, transmitidas de um codificador, que não afetam o processo de decodi-ficação.

No gerenciamento FGM, o codificador modela o grão de filme da sequência de vídeo e o decodificador simula o grão de filme de acordo com a informação recebida. 0 codificador pode usar um gerenciamento FGM para aumentar a qualidade do vídeo compactado quando existe dificuldade de retenção do grão de filme. Por conseguinte, o codificador tem a opção de remover ou de atenuar o grão antes da codificação a fim reduzir a taxa de transferência. A simulação de grão de filme visa a sintetização das amostras de grão de filme que simulam a aparência do conteúdo original do filme. Ao contrário da modelagem de grão de filme, que é executada inteiramente no codificador, a simulação de grão de filme é executada no decodificador. A simulação de grão de filme é feita depois da decodificação do fluxo de vídeo e antes da exibição. As imagens com grãos de filme adicionados não são usadas dentro do processo de decodificação. Sendo um método de pós-processamento, a síntese de grão de filme simulado nas imagens decodificadas para o processo de exibição não é especificado no padrão H.264. 0 processo de simulação de grão de filme inclui a de-codificação das informações suplementares de grão de filme, transmitidas em uma mensagem de informação SEI de grão de filme conforme especificada pela Emenda das Extensões de Faixa de Fidelidade do padrão H.264.

Assim sendo, deve-se apreciar que a simulação de grão de filme é uma tecnologia relativamente nova usada na pós-produção a fim de simular o grão de filme em um material gerado por computador, assim como também durante a restauração de estoques de filmes antigos. Para estes tipos de aplicações, existe um software comercial no mercado, como o Ci-neon®, da Eastman Kodak Co, de Rochester, N.Y., e o Grain Surgery™, da Visual Infinity. Estas ferramentas geralmente operam baseadas na interação do usuário e são complexas de se executar, que as tornam inadequadas para aplicações de codificação de video em tempo real. Além disso, nenhuma destas ferramentas têm a capacidade de interpretar uma mensagem de informação SEI de grão de filme conforme especificada pelo padrão H.264.

Uma descrição será feita a seguir com respeito a uma inicialização de semente de gerador de números pseudo-aleatórios (PRNG) de acordo com a técnica anterior.

Nas técnicas anteriores para executar uma simulação de grão de filme em sistemas de HD DVD, a precisão em bits só é obtida durante um modo normal de geração de áudio e video, isto é, quando o processo de simulação de grão de filme começa no inicio da sequência e não é interrompido durante todo o processo de decodificação. Durante uma geração de áudio e video de modo trick, o gerador PRNG usado para a simulação de grão de filme pode estar em um estado diferente do que durante uma geração de áudio e video normal, tendo por resultado uma reprodução de grão de filme não precisa em bits. Isto significa que a mesma imagem pode ter um grão diferente dependendo se a mesma foi decodificada durante uma geração de áudio e vídeo normal ou durante uma geração de áudio e vídeo de modo trick (como para frente rápida ou em salto). Embora isto nem sempre possa ser uma questão a partir de um ponto de vista da qualidade visual (mesmo quando o grão de filme não é preciso em bits, frequentemente o mesmo parece visualmente igual), esta questão se torna relevante para as implementações de software ou de hardware de teste, uma vez que, sem uma precisão de bits, torna-se impossível se comparar um resultado obtido contra um resultado de referência .

Assim sendo, nas técnicas anteriores, a diferença na reprodução de grão de filme era devida ao estado diferente do gerador PRNG em um dado quadro, dependendo de como esse quadro foi obtido (geração de áudio e vídeo normal ou geração de áudio e vídeo de modo trick) . Isto significa que mesmo que sejam usados os mesmos parâmetros em uma dada imagem, quando o estado do gerador PRNG não é igual, um grão diferente é inserido.

Baseado nas mensagens de Informação de Aperfeiçoamento Suplementar (SEI) acima mencionadas, diversas abordagens da técnica anterior foram desenvolvidas com relação às especificações para simular um grão de filme. Estas abordagens da técnica anterior visam aplicações de alta qualidade e provêm uma grande flexibilidade na simulação de diferentes padrões de grão de filme tanto em componentes de luma como em componentes de cor de croma, com um pequeno aumento nos custos computacionais. No entanto, estas abordagens da técnica anterior não provêm um processo de simulação de grão de filme preciso em bits ou compatível com o padrão H.264.

Por conseguinte, seria desejável e altamente vantajoso se ter métodos e aparelhos para uma inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) usado para simular o grão de filme em um sistema de vídeo. Tais métodos e aparelhos devem permitir uma simulação de grão de filme que seja tanto precisa em bits como também compatível com o padrão H.264.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Estas e outras falhas e desvantagens da técnica anterior são tratadas pela presente invenção, a qual diz respeito a uma inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) usado para simular um grão de filme em um sistema de vídeo. A presente invenção permite vantajosamente uma simulação de grão de filme que é tanto precisa em bits como compatível com o padrão H.264.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um método para a inicialização de uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para o uso em um sistema de vídeo. 0 método inclui as etapas de criar uma tabela de pesquisa de sementes de gerador PRNG, e de inicializar uma das sementes de gerador PRNG da tabela de pesquisa para uma imagem por meio do acesso à tabela de pesquisa usando um valor que corresponde a uma ordem da imagem.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método para a inicialização de uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simu- lação de grão de filme. 0 método inclui as etapas de criar uma tabela de pesquisa de sementes de gerador PRNG, e de inicializar uma das sementes de gerador PRNG da tabela de pesquisa para uma imagem por meio do acesso à tabela de pesquisa usando pelo menos um valor de informação suplementar.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método para a transmissão de pelo menos um valor usado para derivar uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG). 0 método inclui a etapa de transmitir o pelo menos um valor como informação suplementar .

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método para a transmissão de uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme. 0 método inclui a etapa de transmitir a semente de gerador PRNG para a simulação de grão de filme em um campo de dados de usuário, em que o campo de dados de usuário corresponde a um campo de dados de usuário codificado por um padrão não-H.264.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, é provido um aparelho para inicializar uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para o uso em um sistema de video. O aparelho inclui um simulador de grão de filme para a criação de uma tabela de pesquisa de sementes de gerador PRNG, e inicializar uma das sementes de gerador PRNG da tabela de pesquisa para uma imagem por meio do acesso à tabela de pesquisa usando um valor que corresponde a uma ordem da imagem.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um aparelho para inicializar uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme. 0 aparelho inclui um simulador do grão de filme para criar uma tabela de pesquisa de sementes de gerador PRNG, e inicializar uma das sementes de gerador PRNG a partir da tabela de pesquisa para uma imagem por meio do acesso da tabela de pesquisa usando pelo menos um valor de informação suplementar.

De acordo ainda com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um aparelho para transmitir pelo menos um valor usado para derivar uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG). 0 aparelho inclui um modelador de grão de filme para transmitir o pelo menos um valor como informação suplementar.

De acordo ainda com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um aparelho para transmitir uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme. 0 aparelho inclui um modelador de grão de filme para transmitir a semente de gerador PRNG para a simulação de grão de filme em um campo de dados de usuário, em que o campo de dados de usuário corresponde a um campo de dados de usuário codificado pelo padrão não-κ.264.

Estes e outros aspectos, características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir de modalidades exemplares, as quais devem ser lidas com relação aos desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A presente invenção pode ser melhor entendida de acordo com as seguintes figuras exemplares, nas quais: A Figura 1 é um diagrama em blocos que ilustra uma cadeia de processamento de Gerenciamento de Grão de filme (FGM) à qual a presente invenção pode ser aplicada; A Figura 2 é um fluxograma que ilustra um método para uma inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de video de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 3 é um diagrama que ilustra uma computação de índice de tabela de pesquisa (LUT) exemplar de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 4 é um fluxograma que ilustra um outro método para a inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de vídeo de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 5 é um diagrama que ilustra outras computações de índice da tabela de pesquisa (LUT) exemplares de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 6 é um diagrama que ilustra ainda outras computações de índice de tabela de pesquisa (LUT) exemplares de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 7 é um fluxograma que ilustra um outro método para a inicialização de semente precisa em bits da semente para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de video de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 8 é um fluxograma que ilustra ainda um outro método para a inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de vídeo de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 9 é um fluxograma que ilustra ainda um outro método para a inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de vídeo de acordo com os princípios da presente invenção; A Figura 10 é um fluxograma que ilustra um método adicional para a inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de vídeo de acordo com os princípios da presente invenção; e A Figura 11 é um fluxograma que ilustra ainda um método adicional para a inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para a simulação de grão de filme em um sistema de vídeo de acordo com os princípios da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a uma inicialização de semente precisa em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) usado para simular um grão de filme em um sistema de vídeo. A presente invenção pode ser empregada para inicializar uma semente de gerador PRNG, por exemplo, após a recepção de uma mensagem de Informação de Aperfeiçoamento Suplementar (SEI) de grão de filme e no inicio de cada imagem antes de executar a simulação de grão de filme.

Vantajosamente, a presente invenção permite a simulação de grão de filme que é tanto precisa em bits como também compatível com o padrão H.264. Além disso, a presente invenção vantajosamente pode ser usada para a simulação de grão de filme durante a geração de áudio e vídeo normal e a geração de áudio e vídeo de modo trick. Isto é, ao contrário da técnica anterior, o estado do gerador PRNG é igual, independente do modo de reprodução (por exemplo, uma geração de áudio e vídeo normal, uma geração de áudio e vídeo de modo trick). A simulação de grão de filme é executada depois da decodificação do fluxo de bits de vídeo e antes da exibição em pixeis. 0 processo de simulação de grão de filme pode envolver a decodificação das informações suplementares de grão de filme transmitidas, por exemplo, em uma mensagem de informação SEI de grão de filme, conforme especificada pela Emenda de FRExt ao padrão H.264. A presente descrição ilustra os princípios da presente invenção. Deste modo, apreciar-se-á que os versados na técnica poderão pensar em várias disposições que, embora não explicitamente descritas ou mostradas no presente documento, incorporam os princípios da presente invenção e estão incluídos dentro de seu âmbito e espírito.

Todos os exemplos e linguagem condicional aqui apresentados têm fins pedagógicos a fim de ajudar o leitor no entendimento dos princípios da presente invenção e dos conceitos contribuídos pelo inventor no sentido de promover a técnica, e devem ser interpretados sem limitação a tais exemplos e condições especificamente apresentados.

Além disso, todas as afirmações que aqui apresentam os princípios, os aspectos, e as modalidades da presente invenção, assim como seus exemplos específicos, pretendem abranger os equivalentes estruturais e funcionais da mesma. Adicionalmente, pretende-se que tais equivalentes incluam ambos os equivalentes correntemente conhecidos, assim como os equivalentes desenvolvidos no futuro, isto é, todos os elementos desenvolvidos que realizem a mesma função, não obstante a sua estrutura.

Sendo assim, por exemplo, os versados na técnica apreciarão que os diagramas em bloco apresentados neste documento representam as vistas conceituais de um circuito ilustrativo que incorpora os princípios da presente invenção. De maneira similar, apreciar-se-á que todos os quadros, fluxogramas, diagramas da transição de estado, pseudocódi-gos, ou coisa do gênero representam os vários processos que podem ser substancialmente representados em um meio legível no computador e desta maneira executados por um computador ou processador, independentemente se este computador ou processador se encontra explicitamente mostrado ou não.

As funções dos vários elementos mostrados nas figuras podem ser providas com o uso de um hardware dedicado, assim como também por um hardware capaz de executar um software em associação a um software apropriado. Quando provi- das por um processador, as funções podem ser providas por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado, ou por uma pluralidade de processadores individuais, alguns dos quais podendo ser compartilhados. Além disso, o uso explicito do termo "processador" ou "controladora" não deve ser interpretado no sentido de se referir exclusivamente a um hardware capaz de executar um software, podendo implicitamente incluir, sem limitação, um hardware de processador de sinal digital ("DSP"), uma memória de leitura ("ROM") para armazenamento do software, uma memória de acesso aleatório ("RAM"), ou uma memória não volátil.

Outros hardwares, convencionais e/ou customizados, podem também ser incluídos. De maneira similar, quaisquer chaves mostradas nas figuras são tão-somente conceituais. Sua função pode ser realizada através da operação de uma lógica de programa, através de uma lógica dedicada, através da interação de uma lógica de controle de programa e de uma lógica dedicada, ou ainda manualmente, esta técnica particular sendo selecionável pelo implementador conforme mais especificamente entendido a partir do contexto.

Nas presentes reivindicações, todo o elemento expressado como um meio para executar uma função específica pretende abranger qualquer maneira de se executar essa função, incluindo, por exemplo, a) uma combinação de elementos de circuito que realiza essa função ou b) um software de qualquer forma, incluindo, portanto, um firmware, um micro-código ou coisa do gênero, combinado com o circuito apropriado para a execução desse software a fim de realizar a fun- ção. A presente invenção conforme definida por tais reivindicações reside no fato de que as funcionalidades providas pelos vários meios apresentados são combinadas e realizadas da maneira que as reivindicações propõem. Considera-se, assim, que todos os meios que possam prover estas funcionalidades são equivalentes aos mostrados no presente documento.

Voltando para a Figura 1, uma cadeia de processamento de Gerenciamento de Grão de Filme (FGM) à qual a presente invenção pode ser aplicada é indicada de modo geral pelo numeral de referência 100. A cadeia de processamento de gerenciamento FGM inclui um transmissor 110 e um receptor 150. O transmissor inclui um removedor de grão de filme 112, um codificador de video 114, e um modelador de grão de filme 116. 0 receptor inclui um decodificador de video 152, um simulador de grão de filme 154, e um combinador 156 (mostrado como um dispositivo de soma, porém outros meios para combinar a saida do decodificador de video 152 e o simulador de grão de filme 154 são igualmente contemplados como dentro do âmbito da presente invenção).

Uma entrada para o transmissor 110 é conectada em comunicação de sinal com uma entrada do removedor de grão de filme 112 e uma primeira entrada do modelador de grão de filme 116. Uma saida do removedor de grão de filme 112 é conectada em comunicação de sinal com uma entrada do codificador de video 114 e uma segunda entrada do modelador de grão de filme 116. Uma saida do codificador de video 114 está disponível como uma primeira saída do transmissor 110. Uma saída do modelador de grão de filme 116 está disponível como uma segunda saída do transmissor 110. A primeira saída do transmissor 110 é conectada em comunicação de sinal com uma primeira entrada do receptor 150. A segunda saída do transmissor 110 é conectada em comunicação de sinal com uma segunda entrada do receptor 150. A primeira entrada do receptor 150 é conectada em comunicação de sinal com uma entrada do decodificador de vídeo 152. A segunda entrada do receptor 150 é conectada em comunicação de sinal com uma primeira entrada do simulador de grão de filme 154. Uma primeira saída do decodificador de vídeo 152 é conectada em comunicação de sinal com uma segunda entrada do simulador de grão de filme 154. Uma segunda saída do decodif icador de vídeo 152 é conectada em comunicação de sinal com uma primeira entrada do combinador 156. Uma saída do simulador de grão de filme é conectada em comunicação de sinal com uma segunda entrada do combinador 156. Uma saída do combinador 156 está disponível como uma saída do receptor 150.

Será apreciado que em algumas modalidades da presente invenção, as sementes de gerador PRNG para a simulação de grão de filme são geradas no receptor 150 (em particular, pelo simulador de grão de filme 154), enquanto em outras modalidades, as sementes de gerador PRNG para a simulação de grão de filme são geradas no transmissor 110 (em particular, pelo modelador de grão de filme 116) e transmitidas para o receptor 150 para uso pelo mesmo. Além disso, ainda em outras modalidades, uma semente de gerador PRNG gerada no transmissor 110 é enviada para o receptor 150 a fim de se combinar com uma semente de gerador PRGN gerada no receptor 150 no sentido de obter uma semente nova de gerador PRNG para uso para uma imagem corrente para a qual a simulação de grão de filme deve ser executada. Deste modo, para fins ilustrativos, tanto o modelador de grão de filme 116 como o simulador de grão de filme 154 mostrado na Figura 1 incluem um gerador de número pseudo-aleatório 199 para o uso de acordo com os princípios da presente invenção. Evidentemente, dependendo da modalidade, apenas um dentre o modelador de grão de filme 116 e o simulador de grão de filme 154 precisa incluir um gerador PRNG. Dados os ensinamentos da presente invenção providos no presente documento, uma pessoa com habilidade simples na técnica e em suas técnicas relacionadas contemplará estas e outras variações para um transmissor e um receptor (e, em particular, para um modelador de grão de filme e para um simulador de grão de filme), ao mesmo tempo mantendo o espírito da presente invenção.

Com relação à técnica anterior, a fim de superar a diferença acima descrita na técnica anterior com relação ao gerador de número pseudo-aleatório (particularmente ao transacionar da reprodução normal de áudio e vídeo para a geração de áudio e vídeo de modo trick) e ao problema da técnica anterior associado resultante de se inserir um grão diferente, é proposto um método preciso em bits para inicializar a semente do gerador PRNG no início de cada imagem não dependente do modo de geração de áudio e vídeo. Os métodos precisos em bit descritos no presente documento de acordo com os princípios da presente invenção, vantajosamente, são também compatíveis com o padrão H.264.

Será feita a seguir uma descrição relativa a uma primeira modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. Inicialmente, uma primeira modalidade ilustrativa é descrita, e em seguida é feita uma outra descrição de um método correspondente mostrado e descrito com relação à Figura 2 e um exemplo do mesmo é mostrado e descrito com relação à Figura 3.

Uma tabela de pesquisa (LUT) de sementes é definida como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, . .., seedL-i} onde seedi é uma semente possível para o gerador PRNG, e L é o número de sementes possíveis.

Embora não obrigatório, para se garantir uma alea-toriedade, L deve ser igual a ou maior que a distância máxima (em imagens) entre as mensagens de informação SEI de grão de filme consecutivas. Em uma modalidade particular, na qual um registro de 32 bits é usado para implementar o gerador PRNG, seedi terá um valor inteiro de 32 bits.

Em seguida, a semente de gerador PRNG é definida para um valor seguinte no início de uma imagem (em um tempo t) : seed(t) = LUT[(POC(t) = offset % L] onde POC(t) é a contagem de ordem de imagem da imagem em um tempo t conforme definido no padrão H.264, L é o comprimento da tabela de pesquisa, e offset (deslocamento) é um valor definido após a recepção de uma nova mensagem de informação SEI de grão de filme. A fim de evitar a repetição da mesma sequência de índices ao acessar a tabela LUT, L po- de ser igual a um número primo, como 61 ou 127.

Na primeira modalidade ilustrativa, o deslocamento é definido como segue: offset = 0 Isto provê uma maneira muito simples de se determinar a semente de gerador PRNG, tendo em vista que apenas a contagem POC da imagem corrente é necessária, que já é conhecida pelo decodificador. Além disso, uma vez que a contagem de ordem de imagem (POC) de uma dada imagem será sempre igual independente de como a imagem é atingida, a mesma semente será usada em qualquer modo de geração de áudio e video .

Voltando para a Figura 2, um método para a inicialização de sementes precisas em bits para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de video é indicado de modo geral pelo numeral de referência 200. O método 200 inclui um bloco de inicio 202 que passa o controle para um bloco de função 205. O bloco de função 205 especifica uma tabela de pesquisa de sementes como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, ..., seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 210. O bloco de função 210 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no inicio de uma imagem (em um tempo t) : seed(t) = LUT[(POC(t) + offset % L] Ainda com relação ao bloco de função 210, o deslo- camento é definido como segue: offset = 0 e o controle passa para um bloco de finalização 215.

Voltando para a Figura 3, um exemplo de uma computação de índice de tabela de pesquisa (LUT) é indicado de modo geral pelo numeral de referência 300. Em particular, a computação de índice de tabela LUT é para um caso L = 61 e o deslocamento = 0.

Será feita a seguir uma descrição com relação a uma segundo modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. A segunda modalidade ilustrativa é descrita inicialmente e em seguida uma outra descrição de um método correspondente é mostrada e descrita com relação à Figura 4 e exemplos do mesmo são mostrados e descritos com relação às Forças 5 e 6.

Para as sequências com frequentes reinicializações de contagem POC, a abordagem anterior descrita com relação à Figura 2 não é muito eficiente, uma vez que a mesma sequência de sementes será reutilizada em quadros consecutivos. Para estes casos, a segunda modalidade ilustrativa é apresentada, na qual o deslocamento é igual ao valor de contagem POC da imagem na qual a mensagem de informação SEI de grão de filme é inserida antes de reinicializar a contagem POC, como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, ..., seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 410. 0 bloco de função 410 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no início de uma imagem (em um tempo t) na qual a informação SEI de grão de filme é inserida antes de reinicializar a contagem POC como segue: seed(t) = LUT[(POC(t) + offset % L] Ainda com relação ao bloco de função 410, o deslocamento é definido como segue: OffSet = POC(tFGSEl) no qual, conforme notado acima, a contagem POC(tFG sei) é igual a valor de contagem POC da imagem na qual a mensagem de informação SEI de grão de filme é inserida antes de reinicializar a contagem POC. O bloco de função 410 passa em seguida o controle para um bloco de finalização 415.

Voltando para a Figuras 5 e 6, exemplos de computações de índice de tabela de pesquisa (LUT) são indicados de modo geral pelos numerais de referência 500 e 600, respectivamente. Em particular, a Figura 5 representa uma computação de índice de tabela LUT para L=61, deslocamento = POC(tFGSEi), e a Figura 6 representa uma computação de índice de tabela LUT para L=61, deslocamento = POC(tFG sei) com rei-nicializações de contagem POC. Quando a mesma é negativa (por exemplo, por causa de um valor de contagem POC negativo), o valor absoluto poderá ser usado como índice. A fim de lidar com sequências com reinicializações frequentes e estacionárias de contagem POC devido às imagens de Renovação de Decodificação Instantânea (IDR), o parâmetro idr_pic_id enviado no cabeçalho de fatia de fluxos de bits H.264 | MPEG AVC pode também ser usado para se determinar o deslocamento. Por exemplo, a seguinte equação pode ser usada para calcular o deslocamento: deslocamento = idr_pic_idFG sei onde idr_pic_idFG sei é o número de identificação de imagem da última imagem IDR na qual a informação SEI de grão de filme foi inserida. Evidentemente, dados os ensinamentos da presente invenção providos no presente documento, as equações precedentes e seguintes para o cálculo do deslocamento podem ser usadas também como variações das mesmas, embora mantendo o âmbito e espirito da presente invenção.

Voltando para a Figura 7, um método para uma inicialização de sementes precisas em bit para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de video é indicado de modo geral pelo numeral de referência 700. 0 método 700 inclui um bloco de inicio 702 que passa o controle para um bloco de função 705. 0 bloco de função 705 especifica uma tabela de pesquisa de sementes como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, ···, seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 710. 0 bloco de função 710 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no inicio de uma imagem (em um tempo t) na qual a informação SEI de grão de filme é inserida antes de reinicializar a contagem POC como segue: seed(t) = LUT[(POC(t) + offset % L] Ainda com relação ao bloco de função 710, o deslocamento é definido como segue: deslocamento = idr_pic_idFG sei onde, conforme notado acima, idr_pic_idFG sei é o número de identificação de imagem da última imagem IDR na qual a informação SEI de grão de filme foi inserida. 0 bloco de função 710 em seguida passa o controle para um bloco de finalização 715.

Será feita a seguir uma descrição com relação a uma terceira modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. A terceira modalidade ilustrativa é inicialmente descrita e em seguida é feita uma outra descrição de um método correspondente mostrado e descrito com relação à Figura 8. A terceira modalidade se refere às sequências com reinicializações frequentes e estacionárias de contagem POC, e provê para uso do período de repetição de grão de filme um parâmetro transmitido na informação SEI de grão de filme. O deslocamento é definido como: deslocamento = mensagem de informação SEI de grão de filme (film_grain_characteristics_repetition_period) , no qual o parâmetro de período de repetição característico de grão de filme é maior que ou igual à distância máxima entre mensagens de informação SEI de grão de filme consecutivas. Deve-se notar que mesmo que o período de repetição característico de grão de filme não seja para este uso, esta abordagem é ainda compatível com o padrão H.264. O método 800 inclui um bloco de início 802 que passa o controle para um bloco de função 805. O bloco de função 805 especifica uma tabela de pesquisa de sementes como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 810. O bloco de função 810 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no inicio de uma imagem (em um tempo t) : seed(t) = LUT[(POC(t) + offset % L] Ainda com relação ao bloco de função 810, o deslocamento é definido como segue: deslocamento = mensagem de informação SEI de grão de filme (film_grain_characteristics_repetition_jperiod) e o controle passa para um bloco de finalização 815.

Será feita a seguir uma descrição com relação a uma quarta modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. A quarta modalidade ilustrativa é inicialmente descrita e em seguida é feita uma outra descrição de um método correspondente mostrado e descrito com relação à Figura 9.

Na quarta modalidade, o deslocamento é transportado em uma mensagem de informação SEI separada, transmitida precedendo a mesma imagem que a mensagem de informação SEI característica de grão de filme. A mensagem de informação SEI adicional, que, por motivo de clareza, é chamada mensagem de informação SEI de deslocamento de semente aleatória, contém, entre outras informações possíveis, o valor de deslocamento a ser usado no processo de inicialização de semente. De acordo com a quarta modalidade, o deslocamento é calculado como segue: deslocamento = mensagem de informação SEI de deslocamento de semente aleatória (offset_value) A informação SEI de deslocamento de semente aleatória pode ser ou uma mensagem de informação SEI de dados de usuário não registrado, uma mensagem de dados de usuário registrado ou uma mensagem de informação SEI reservada. Deve-se notar que é também possível se transmitir a mensagem de informação SEI de deslocamento de semente aleatória para cada imagem, mesmo que nenhuma mensagem de informação SEI de grão de filme seja enviada. Neste caso, a tabela LUT de sementes é acessada como se segue: seed(t) = LUT[offset % L] Esta abordagem não se baseia no número de contagem POC, e, portanto, é robusta na frente das reinicializações POC (operação de controle de gerenciamento de memória, ou MMCO, comandos) e imagens de Renovação de Decodificação Instantânea (IDR). Além disso, esta abordagem ou uma abordagem similar com base nos ensinamentos providos no presente documento pode ser combinada com outros algoritmos de codificação de vídeo, como, por exemplo, o MPEG-2 ou VC-1. Os selos de hora do algoritmo MPEG-2, por exemplo, podem ser usados para computar um valor do tipo contagem POC para o quadro no qual os parâmetros de grão de filme são transmitidos e o índice de saída de imagem pode ser usado como o deslocamento.

Voltando para a Figura 9 um método para uma inicialização de sementes precisas em bit para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de vídeo é indicado de modo geral pelo numeral de referência 900. O método 900 inclui um bloco de inicio 902 que passa o controle para um bloco de função 905. 0 bloco de função 905 especifica uma tabela de pesquisa de sementes como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, . .., seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 910. O bloco de função 910 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no inicio de uma imagem (em um tempo t) : seed(t) = LUT[(POC(t) + offset % L] Ainda com relação ao bloco de função 910, o deslocamento é definido como segue: deslocamento = mensagem SEI de deslocamento de semente aleatória (offset_value) e o controle é passado para um bloco de finalização 915.

Será feita a seguir uma descrição com relação a uma quinta modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. A quinta modalidade ilustrativa é inicialmente descrita e em seguida é feita uma outra descrição de um método correspondente mostrado e descrito com relação à Figura 10.

Na quinta modalidade, uma mensagem de informação SEI aleatória é definida com a semente aleatória a ser usada naquele quadro. A semente no tempo t é inicializada como segue : seed = mensagem de informação SEI de semente alea- tória (seed_value) Como antes, a mensagem de informação SEI de dados de usuário usada para transportar o valor de semente pode ser uma mensagem de informação SEI de dados de usuário não registrado, uma mensagem de informação SEI de dados de usuário registrado ou uma mensagem de informação SEI reservada. Quando são usados algoritmos de codificação de video diferentes dos do padrão H.264. p valor de semente pode ser transmitido como dados de usuário. Deve-se notar que esta abordagem não faz uso de uma tabela LUT e não se baseia em valores de contagem POC, mas utiliza uma mensagem de informação SEI de semente aleatória que é transmitida em cada imagem. Deve-se apreciar que é igualmente possível combinar esta abordagem com uma tabela LUT com base na contagem POC.

Voltando para a Figura 10 um método para uma inicialização de sementes precisas em bit para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de vídeo é indicado de modo geral pelo numeral de referência 1000. O método 1000 inclui um bloco de início 1002 que passa o controle para um bloco de função 1010. O bloco de função 1010 inicializa uma semente em um tempo t como segue: seed(t) = mensagem SEI de semente aleatória (seed_value) Ainda com relação ao bloco de função 1010, o controle é passado para um bloco de finalização 1015.

Será feita a seguir uma descrição com relação a uma sexta modalidade ilustrativa de acordo com os princípios da presente invenção. A sexta modalidade ilustrativa é inicialmente descrita e em seguida é feita uma outra descrição de um método correspondente mostrado e descrito com relação à Figura 11.

Quando múltiplos geradores PRNG são usados (por exemplo, um componente por cor), a mesma tabela LUT pode ser usada para todos eles, definindo um deslocamento adicional, fixo para cada componente colorido, como segue: seed(t) = LUT[(POC(t) + offset + off-set_component(c)) % L ] onde offset_component(c) é o deslocamento para o componente colorido c. offset é um valor agregado à imagem no tempo t que pode ser transportado usando qualquer uma das modalidades previamente descritas. Em uma extensão ilustrativa à quinta modalidade ilustrativa, estes deslocamentos podem ser {0, 1/3L, 2/3L}. Deve-se apreciar que estes deslocamentos são constantes e, deste modo os mesmos não precisam ser transmitidos nem atualizados. Além disso, deve-se apreciar que a presente invenção não se limita aos deslocamentos precedentes e, deste modo, outros deslocamentos podem também ser usados de acordo com os princípios da presente invenção, ao mesmo tempo mantendo o espírito da presente invenção.

Voltando para a Figura 11, um método para uma inicialização de sementes precisas em bit para um gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para uma simulação de grão de filme em um sistema de vídeo é indicado de modo geral pelo numeral de referência 1100. 0 método 1100 inclui um bloco de início 1102 que passa o controle para um bloco de função 1105. O bloco de função 1105 especifica uma tabela de pesquisa de sementes como segue: LUT = {seedo, seedi, seed2, seedL-i} e passa o controle para um bloco de função 1110. O bloco de função 1110 define a semente de gerador PRNG ao seguinte valor no inicio da imagem (em um tempo t), quando múltiplos geradores PRNG são usados (por exemplo, um componente por cor) de modo que a mesma tabela LUT seja usada para todos os múltiplos geradores PRNG, o seguinte deslocamento adicional, fixo sendo definido, por exemplo, para cada componente colorido, como segue: seed(t) = LUT[(POC (t) + offset + off- set_component(c)) % L ] onde offset_component(c) é o deslocamento para o componente colorido c, e offset é o deslocamento para a imagem no tempo t.

Ainda com relação ao bloco de função 1110, o controle é passado para um bloco de finalização 1115.

Conforme notado acima, dados os ensinamentos da presente invenção provida neste documento, a presente invenção pode ser aplicada a outras técnicas de codificação / de-codificação de video que podem se beneficiar da preservação do grão de filme, ao mesmo tempo mantendo o espirito da presente invenção.

Estas e outras características e vantagens da presente invenção podem ser prontamente ser observadas por uma pessoa com habilidade simples na técnica pertinente com base nos ensinamentos do presente documento. Deve-se entender que os ensinamentos da presente invenção podem ser implementados em várias formas de hardware, software, firmware, processadores de uso especial, ou combinações dos mesmos.

Mais preferivelmente, os ensinamentos da presente invenção são implementados como uma combinação de hardware e software. Além disso, o software é de preferência implementado como um programa de aplicação tangivelmente incorporado em uma unidade de armazenamento de programa. 0 programa de aplicação pode carregado em, ou executado por, uma máquina que compreende qualquer arquitetura apropriada. Preferivelmente, a máquina é implementada em uma plataforma de computador tendo um hardware, como, por exemplo, uma ou mais unidades de processamento central ("CPU"), uma memória de acesso aleatório ("RAM"), e interfaces de entrada e saída ("1/0"). A plataforma de computador pode incluir ainda um sistema operacional e um código de micro-instrução. Os vários processos e funções descritos no presente documento podem fazer parte do código de micro-instrução ou parte do programa de aplicação, ou qualquer combinação dos mesmos, que possa ser executada por uma unidade CPU. Além disso, várias outras unidades periféricas podem ser conectadas à plataforma de computador, como, por exemplo, uma unidade de armazenamento de dados adicional e uma unidade de impressão.

Deve-se entender ainda que, tendo em vista alguns dos componentes e métodos de sistema constituintes ilustrados nos desenhos em anexo são de preferência implementados em um software, as conexões em questão entre os componentes de sistema ou os blocos de função de processo podem diferir dependendo da maneira na qual a presente invenção é programada. Dado os presentes ensinamentos, uma pessoa com habilidade simples na técnica pertinente poderá contemplar estas implementações ou implementações ou configurações similares da presente invenção.

Embora as modalidades ilustrativas sejam descritas no presente documento com referência aos desenhos em anexo, deve-se entender que a presente invenção não se limita a estas modalidades precisas, e que várias mudanças e modificações podem ser feitas à mesma por uma pessoa com habilidade simples na técnica pertinente sem se afastar do âmbito ou espirito da presente invenção. Todas estas mudanças e modificações pretendem estar incluídas dentro do âmbito da presente invenção conforme determinadas nas reivindicações em apenso.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para inicializar uma semente de gerador de número pseudo-aleatório (PRNG) para o uso em um sistema de vídeo, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: - criar (205) uma tabela de pesquisa de sementes de PRNG; e - inicializar (210) uma das sementes de PRNG a partir da tabela de pesquisa para uma imagem, por meio do acesso à tabela de pesquisa usando um valor correspondente a uma ordem da imagem, em que o valor correspondente à ordem da imagem é um valor (210) de contagem de ordem de imagem (POC), uma ordem de exibição pretendida ou uma ordem de de-codificação pretendida.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor correspondente à ordem da imagem é um valor (210) de contagem de ordem de imagem (POC).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a ordem da imagem é uma ordem de exibição pretendida.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a ordem da imagem é uma ordem de decodificação pretendida.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é usado para a simulação de grão de filme.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é preciso em bits.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de inicializar utiliza ainda um valor de contagem de ordem de imagem (POC) de uma imagem para acessar a tabela de pesquisa (210).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem de informação suplementar de grão de filme é provida em uma mensagem de Informação de Aperfeiçoamento Suplementar (SEI).

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor de POC da imagem é usado para acessar a tabela de pesquisa quando um número de reinicializações de POC em uma sequência de vídeo correspondente é maior que um limite.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de inicializar utiliza ainda um parâmetro idr_pic_id de uma imagem de Renovação de Decodificação Instantânea (IDR) para acessar a tabela de pesquisa (710).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que um valor de contagem de ordem de imagem (POC) da imagem é usado para acessar a tabela de pesquisa quando um número de reinicializações de POC em uma sequência de video correspondente é maior que um limite.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de inicializar utiliza ainda um parâmetro film_grain_characteristics_repetition_period transmitido em uma mensagem de Informação de Aperfeiçoamento Suplementar (SEI) de grão de filme para acessar a tabela de pesquisa (810).

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um estado de uma das sementes de PRNG inicializadas é independente de um modo de reprodução de uma imagem corrente.