CN101467179B - 自动的胶片颗粒调节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方法，该方法从图像中获得胶片颗粒，并且使用统计分布对所获得的胶片颗粒进行处理，以确定新的胶片颗粒。优选地，对所获得的胶片颗粒的直方图进行统计分布处理，该统计分布可以是正态分布。对正态分布的参数加以控制以确定新的胶片颗粒。

Description

自动的胶片颗粒调节

技术领域

本发明总体而言涉及胶片颗粒，并且具体地涉及自动地处理用于后期制作的胶片颗粒的方法。

背景技术

当胶片或负片被显影时，卤化银盐的微小晶体被转化为极小的金属银细丝。这些细丝以随机模式聚集到一起并且形成颗粒。对于不同速度的电影胶片，卤化银盐的晶体尺寸是不同的。通常速度越高则晶体的尺寸越大。例如：ISO 200等级的胶片的敏感性是ISO 100等级的胶片的两倍。其它胶片等级还包括ISO 400、ISO 800、ISO 1600以及ISO 3200等。通常地，胶片速度与粒度，即卤化银颗粒在乳液中的尺寸成反比。细颗粒胶片(stock)的速度慢，意味着用于将其曝光的光量必须高。在光线不足的情况下使用快速胶片拍摄会造成粒面图像。该图像实际上由经显影和未经显影的乳液区域的镶嵌图而形成，并且每一卤化银颗粒以全部或者完全没有的方式显影。如果物体具有介于光亮和黑暗之间的边缘，并且该边缘落在颗粒上，则结果将是全部光亮或全部阴影的区域。颗粒性是这些全部光亮或全部阴影的区域的积聚，其破坏图像的可视轮廓。图像的区域将由光亮区域和黑暗区域以及一些中间色调的过渡区域组成。在二十世纪八十年代初期，有一些电影胶片方面的根本改进。在非常低的光线下拍摄彩色电影，并且生成具有良好中间色调范围的细颗粒图像成为可能。在广告、音乐录影以及一些戏剧中，流行于创造镜头之间的颗粒、偏色等的不协调。这些颗粒的不协调是故意的，并且有时在后期制作中加入。

用于模拟胶片颗粒的现有技术涉及向静止画面添加胶片颗粒。这些技术是不灵活和不自动的。此外，现有胶片颗粒模拟技术没有提供良好的机理以自动地移除胶片颗粒并且添加回可控胶片颗粒。已知的用于硬驱动-数字视频盘(HD-DVD)的胶片颗粒处理技术为胶片颗粒创建查找表，因而可以容易地应用于音频-视频编码，即AVC编解码器。在硬驱动数字视频盘应用中，编码器根据比特速率移除胶片颗粒以及一些图像细节。这种胶片颗粒处理技术不会精确地计算颗粒灰度级(level)，并且不会自动地表征胶片颗粒。因此，需要一种可以自动地确定胶片颗粒图案或灰度级的胶片处理技术。

发明内容

一种发明方法，该方法包括从图像获得胶片颗粒，以及控制对所获得胶片颗粒的统计分布滤波(filtering)，以确定与所获得的胶片颗粒不同的胶片颗粒。优选地，对滤波的控制包括设定滤波参数以自动地获得任何图像的所需颗粒图案。统计分布是代表所获得胶片颗粒的噪声的正态分布。对滤波的控制包括调节2X2滤波器、噪声锐化滤波器以及带通滤波器中之一的参数，以确定具有所需颗粒图案的胶片颗粒。

在本发明的另一方面中，一种装置，其包括用于从图像中获得胶片颗粒的装置，以及用于控制所获得胶片颗粒的统计分布滤波的参数，以确定与所获得胶片颗粒不同的胶片颗粒的装置。优选地，用于控制滤波参数的装置包括设定滤波参数以自动地获得任何图像的所需颗粒图案。控制滤波参数的方法包括调节2X2滤波器、噪声锐化滤波器以及带通滤波器中之一的参数，以确定具有所需颗粒图案的胶片颗粒。统计分布可以包括所获得胶片颗粒的正态分布。

附图说明

在考虑现在将结合附图具体描述的说明性实施方案的情况下，本发明的优点、本质以及各种附加特征将表现得更加完全，其中：

图1是根据本发明的胶片颗粒灰度级和图案处理的图；以及

图2是根据本发明的胶片颗粒灰度级处理的图。

应当理解附图是为了说明本发明的概念的目的，并且不一定必须是这种用于说明本发明的唯一可能配置。

具体实施方式

在经显影的胶片中，卤化银盐的微小晶体被转化为微小的金属银细丝。这些丝以随机模式聚集到一起并且形成颗粒。对于不同速度的电影胶片，卤化银盐的晶体尺寸不同。通常地，电影胶片的速度越高则卤化银晶体的尺寸越大。可以在不同环境中，如白天和黑夜、晴天和雨天拍摄电影，并且使用不同速度的电影胶片。遍布胶片上的胶片颗粒表现得不同，这必须在后期制作中进行校正。在观看时，数年前用于摄制电影的电影胶片具有比现有电影胶片更多的粒状外观。因此，早期胶片在观看时表现得噪声太强。这些早期胶片需要进行改造，以用于现今的显示设备。

本发明的胶片颗粒处理自动生成胶片颗粒，并且将所得胶片颗粒图案与所需胶片颗粒图案匹配。本发明对提取的胶片颗粒进行处理以满足所需的颗粒图案和灰度级要求。该过程可以是自动的，并且控制器可以设置颗粒的灰度级或者颗粒的图案。这种自动的胶片颗粒调节为胶片的后期处理和胶片修复提供了便捷并且有力的工具。

现在参照图1的方框图10，在图像经过减噪方框11后，图像中的噪声被降低。经减噪的图像通过胶片颗粒移除器12，并且输出具有较少的颗粒。通常地，低通滤波器用于降低噪声并移除胶片颗粒。图像细节也被减少。良好的滤波器，如基于信息内容的高斯减噪滤波器可将对图像细节的减少最小化。对这种滤波器的较小改变可以使其适用于多回路。对于彩色图像胶片颗粒图案，每一种彩色分量均被滤波。从经减噪的图像中减去经颗粒移除的图像16，以获得单纯颗粒图像。

对所得到的仅具有胶片颗粒并且没有图像内容的单纯颗粒图像进行胶片颗粒图案的直方图处理阶段14、正态或高斯分布映射15、以及设定有正态分布参数的新颗粒的生成处理，以获得所需颗粒图案和颗粒灰度级16。计算单纯颗粒图像的直方图13。之后将单纯颗粒图像的直方图映射为高斯分布图14，以得到相应的具有平均值为零的标准偏差。一维1-D高斯概率密度函数为：

$G\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{x^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}$

其中σ是该分布的标准偏差。假设该分布具有零平均值。高斯分布用于计算一组新的胶片颗粒15。高斯分布的参数由控制器设置。换言之，当对每一分量进行单纯颗粒图像的计算后，计算每一分量的直方图。对每一分量，该直方图被用于得到标准偏差。作为实例，检查三个点，在半标准偏差处P(0.5σ)＝0.2398，在全标准偏差处P(1.0σ)＝0.0786，以及在1.5倍标准偏差处P(1.5σ)＝0.0169。例如：在x＝2.35，P＝0.2398，则σ＝2*x＝4.70，并且类似地应用于P＝0.0786，和P＝0.0169。最终的σ是它们的平均值。通过使用计算出的σ、高斯分布和自动回归模型，可以产生一组高斯随机噪声。控制器输入所需的胶片颗粒图案和灰度级。可以通过不同方法对这组噪声进行滤波以匹配所需颗粒图案。例如：可以使用2x2平均滤波器，随后使用噪声锐化滤波器。也可以使用带通滤波器。因为在不同图像亮度处的颗粒不同，所以胶片颗粒随内容被进一步的调节。将新生成的胶片颗粒15添加17回到胶片颗粒被移除的输出12的图像中，以建立具有新的或受控胶片颗粒的新图像3。

在图2的方框图20中显示本发明的另一方面。如果输入图像的整体胶片颗粒图案是可接受的，并且也可能是太弱或太强，则可能不需要一组新的胶片颗粒。在从胶片中提取出胶片颗粒12后，可以对胶片的单纯胶片颗粒图像进行处理21，以使胶片颗粒灰度级变得更强或更弱，这由控制器指示。然后将经处理的胶片颗粒加回到移除了胶片颗粒的图像中，以建立具有所需胶片颗粒灰度级的新图像3。

已描述了用于自动胶片颗粒调节的一个优选实施方案，但是应当指出本领域的技术人员按照上述教导可以进行修改和变化。例如：可以对单纯颗粒图像的直方图输出使用备选方案的统计分布技术。因此应当理解可在所公开发明的具体实施方案中进行变化，而所公开的发明在由后附权利要求所概述的本发明的范围和实质之内。因此已经如专利法所要求的以细节和特例描述了本发明，在后附权利要求中阐明由专利证书所主张和期望被保护的内容。

Claims (18)

1.一种自动地处理用于后期制作的胶片颗粒的方法，所述方法包括如下步骤：

通过从经减噪的图像减去经颗粒移除的图像而从图像中获得胶片颗粒；以及

控制所获得胶片颗粒的统计分布滤波，以确定与所获得胶片颗粒不同的胶片颗粒。

2.权利要求1所述的方法，其中所述控制滤波的步骤包括：设定滤波参数以自动地获得胶片的任何图像帧的所需颗粒图案。

3.权利要求2所述的方法，其中所述统计分布是代表所获得胶片颗粒的噪声的正态分布。

4.权利要求1所述的方法，其中所述控制滤波的步骤包括：调节2X2滤波器、噪声锐化滤波器以及带通滤波器中的一个的参数，以确定所需的胶片颗粒图案。

5.权利要求1所述的方法，其中所述控制滤波的步骤包括：得到所获得胶片颗粒的平均值为零的标准偏差，以确定与所获得胶片颗粒不同的胶片颗粒。

6.权利要求1所述的方法，还包括：将所述不同的胶片颗粒添加到被移除了所获得胶片颗粒的图像中，以产生具有新胶片颗粒图案的图像的步骤。

7.权利要求2所述的方法，其中所述从图像中获得胶片颗粒的步骤包括从图像中减噪。

8.权利要求7所述的方法，其中所述从图像中获得胶片颗粒的步骤包括从所述经减噪的图像中移除胶片颗粒。

9.权利要求1所述的方法，其中所述不同的胶片颗粒具有与所获得胶片颗粒不同的颗粒图案和颗粒灰度级。

10.一种自动地处理用于后期制作的胶片颗粒的设备，该设备包含：

用于通过从经减噪的图像减去经颗粒移除的图像而从图像中获得胶片颗粒的装置；以及

用于控制用于所获得胶片颗粒的统计分布滤波的滤波器的参数以确定与所获得胶片颗粒不同的胶片颗粒的装置。

11.权利要求10所述的设备，其中所述用于控制用于统计分布滤波的滤波器的参数的装置包括用于设定滤波参数以自动地获得胶片的任何图像帧的所需颗粒图案的设定装置。

12.权利要求10所述的设备，其中用于控制所述滤波器的参数的装置包括：用于调节2X2滤波器、噪声锐化滤波器以及带通滤波器中之一的参数以确定具有颗粒图案和颗粒灰度级中之一的胶片颗粒的装置。

13.权利要求10所述的设备，其中所述统计分布包括所获得胶片颗粒的正态分布。

14.权利要求10所述的设备，其中用于所述统计分布滤波的滤波器得到所获得胶片颗粒的平均值为零的标准偏差，以确定与所获得胶片颗粒不同的胶片颗粒。

15.权利要求10所述的设备，还包含用于将所述不同的胶片颗粒添加到所述被移除了所获得胶片颗粒的图像中，以产生具有新胶片颗粒的图像的装置。

16.权利要求10所述的设备，其中所述用于从图像中获得胶片颗粒的装置包括从图像中减噪的装置。

17.权利要求16所述的设备，其中所述用于从图像中获得胶片颗粒的装置包括从所述经减噪的图像中移除胶片颗粒的装置。

18.权利要求10所述的设备，其中所述不同的胶片颗粒具有与所获得胶片颗粒不同的颗粒图案和颗粒灰度级。

Images