CN1691768A - 用于显示图像的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于显示图像的方法和装置。本发明涉及用于显示图像的装置和设备。公知将水印式的图形嵌入待显示的图形序列中，使得阻止通过拍摄来复制图像。这种嵌入在于将图形的像素亮度调制为以高频显示的值，该高频使得该图形对人眼是不可见的，但会在可携式摄像机放映的序列上产生假象。当待显示的该序列的图像包括运动的场景时，该技术就出现了问题。因为在图像显示的时刻由眼睛执行的积分不正确，所以显示了该图形。根据本发明，待嵌入的图像应该是被补偿的运动。

Description

用于显示图像的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于显示图像的装置和设备。

技术背景

静止或活动图像的可视内容通常是受益于与版权相关的排它性保证的作品。通常仅在考虑作者及其受益人的报酬而严格限定的框架内才许可这些可视内容的复制。

为了确保正确地遵守这些法律规定，已经开发出许多系统用来防止非法复制或者充分地损害它们的质量，使其不可再现。

在该框架内，专利申请EP1237369旨在在图像显示期间阻止通过拍摄来复制图像，例如使用在电影放映厅内的可携式摄像机。为此目的，应该建议将图形的像素亮度调制为以高频显示的值，该高频使得该图形对人眼是不可见的，但会在可携式摄像机所放映的序列上产生假象。这种图形通常称为水印或者防复制图形。

确定该图形的形状以记录例如“非法复制”类型的消息，该“非法复制”将出现在通过可携式摄像机显示的图像中。

为了肉眼看不到该图形，这种调制存在于交变的图像中，其中图形是亮的而其中的图像是暗的，多个图像上的图形的平均亮度对应于没有图形的图像中要被显示的图形。在显示这些图像之前，眼睛要进行积分(integration)，事实上是感觉平均亮度。

然而当这些图像是表示移动的场景时，该技术就出现了问题。具体地，当眼睛注意跟踪图像中的移动时，就不再正确地执行时间积分，然后该图形就显示给肉眼。让我们举一个调制的示例，该调制引起在第一图像中图形的像素P的亮度不足，并且第二图像中的该相同像素的亮度充分过量。如果眼睛不移动，则眼睛将对这两个像素的亮度求和，然后感觉出平均亮度值。这样眼睛的感觉是正确的。如果眼睛移动了，则不能通过眼睛的相同视网膜区域将第一图像中的像素P与第二图像中的相同像素进行积分。从而这两个像素之间的视觉总和不再正确，并且该图形就出现了。

发明内容

为了避免这个问题，本发明建议应该根据眼睛的移动来移动该图形。

因此，本发明涉及一种图像处理方法，其目的是在一序列的视频图像中显示至少一个防复制图形，每个视频图像包括多个以行和列排列的多个像素，以及所述图形包括从所述图像中选出的一组像素，在每个图像中的每个像素以预定的亮度显示，所述图形是为了将所选择的像素的亮度时间调制到大约它们的预定亮度，以使得当该序列的图像静止时该图形对于人眼是不可见的，并且在所述图像显示期间当通过拍摄复制该图像时产生假象，该方法的特征在于估计该序列的至少一组n个连续图像中的图像之间的运动，n大于或者等于2，其中该图形是根据对所述组估计的移动而对该组补偿的运动。

因此，眼睛将积分该图形的相同像素并且不再感知用于这组图像的图形。

根据第一实施例，为该序列的所有图像估计运动，并且该图形是被补偿的运动，以这样一种方式来跟踪所估计的运动。然后根据所估计的运动来移动该图形。当该图形到达该图像的边缘时，该图形就被重新放置到它的起始位置或者该图像对面的边缘上。

当该图形是被补偿的运动时，为了阻止它到达图像的边缘，根据本发明的第二实施例，在具有n个连续图像的组中估计该序列的图像之间的运动，并且该图形是根据对所述每个组估计的移动而对该组补偿的运动。然后每个具有n个图像的组中第一图像的图形位置是相等的。如果整数n不是很大，例如在2和5之间，并且如果该图形被放置在该组的第一图像的图像中央，则当该图形是被补偿的运动时，它到达图像边缘的概率就低，因此在这种情况中就无需对它进行重新放置。

有利地是，在该序列的图像中检测镜头(shot)的变化，以这种方式使得当检测到镜头的变化时，就对图形的形状和/或位置进行更新。例如该图形被重新放置到该图像的其中一个边缘上。

也可以提供另一个检测步骤，用于检测在该序列中新的图像区域的出现。然后在检测出的每个新图像区域中方便地产生所述图像区域中的新图形。

本发明还涉及一种用于处理一序列视频图像的设备，每个视频图像包括多个以行和列排列的像素，每个图像中的每个像素以预定的亮度显示。该设备包括：

—图形发生器，其能够产生控制信号，该控制信号属于每个视频图像中的多个像素的至少一个图形，所述控制信号是为了将像素的亮度调制到大约它们的预定亮度，以这样一种方式使得当所述图像静止时所述图形对于人眼是不可见的，而在所述图像显示期间当通过拍摄复制该图像时产生假象，

—用于接收所述控制信号、并且根据所述控制信号对该序列中的每个视频图像的像素的亮度进行修改的装置，

—以及特征在于，该设备还包括运动估计器，用于估计该序列中至少一组n个连续图像中的图像之间的运动，n大于或者等于2；以及第二装置，用于根据所估计的移动来修改所述组的图形的控制信号，以这样一种方式来移动补偿这些图形。

为了实施本发明的第一实施例，运动估计器估计该序列的该组图像的运动，并且第二装置修改用于这些图形的控制信号，使得图形遵从所估计的运动。

为了实施本发明的第二实施例，运动估计器在具有n个连续图像的组中估计该序列的图像的运动，并且第二装置根据对该组所估计的运动来修改用于这些图形的控制信号，以这样一种方式来运动补偿每组图像的所述图形。

有利地是，该设备被补充有第一检测装置，用于检测所述序列的图像中镜头的变化，将所述第一检测装置耦合到所述图形发生器，使得当检测到镜头的变化时，所述图形发生器就更新该图形形状和/或位置。

本发明的该设备还被方便地补充有第二检测装置，用于检测该序列中新图像区域的出现，将所述第二检测装置耦合到所述图形发生器，使得当检测到新的图像区域时，在所述图像区域中产生新图形。

附图说明

阅读以下参照附图的说明以便更好地理解本发明，但本发明不局限于给定的示例，其中附图为：

图1示出了本发明方法第一实施例的流程图；

图2示出了本发明方法第一实施例的变型例的流程图；

图3示出了本发明方法第二实施例的流程图；

图4是表示本发明第二实施例所应用的一序列图像；以及

图5示出了实施本发明方法的设备。

具体实施方式

根据本发明，图形是图像中被补偿的运动并且该图形遵从(follow)所估计的运动，其中该图像的至少一部分被显示。该图形是任意一组像素。该图形可以定义一个消息，当可携式摄像机在放映该图形时，通过调制使该消息显示。

根据第一实施例，为一组图像估计运动，并且对于每个图像，图形是相对该序列中在该图像之前的图像所补偿的运动，或者是相对另一个在前的图像所补充的运动。

图1示出了该实施例的步骤。第一步，即参考标记100，该步骤在于相对于前一个图像来为该序列的每个图像估计运动。通过本领域技术人员所熟知的惯用的方法来估计该运动。第二步，即参考标记200，为每个图像估计的运动被施加到该图形的每个像素，为第一图像预定该图形的位置和形状。在其后的参考标记为300的步骤过程中，在所述第一图像中调制该图形。在该序列的第一图像的情况下，所估计的运动是零，并且当该图形位于第一图像中时被调制。对于第二图像，在步骤100的过程中如果该序列表示运动的场景时，则为该图像估计的运动非零。然后在步骤200中该图形被补偿运动，并且其后在步骤300期间，通过运动补偿图形来调制第二图像。图像一个接一个地被重复执行该过程，直到该图形退出该图像为止。然后优选地将该图形重新放置到该图像的其中一个边缘上或者被重置到它的起始位置。

有利地是，当在放映的场景中检测到镜头的变化时，就更新该图形的形状和/或位置。通过图2示出了这一改进。在执行运动估计100之前执行镜头变化检测步骤80。如果检测到镜头变化，则在步骤90期间修改该图形的形状和/或位置。该检测步骤可由运动估计器来执行。

旨在检测待显示图像中出现新区域的步骤还可以用于检测添加到这些区域中的新图形。这些检测和添加图形的步骤在图2的变型实施例中分别被标记为110和120。

根据第二实施例，在图像组中估计图像之间的运动，图形是根据为每个图像组估计的运动对该组图像补偿的运动。因此在每组图像开始时，该图形都要被放回它的起始位置。

该模式的实施例由图3示出。该图和图2的区别在于第一步，此后被引用为100′，该步骤用于为该序列的具有n个连续图像的每组进行运动估计，在这些组的每一个中，一个图像的运动是相对前一个图像来估计的。其后，如图2所示，在步骤200的过程中，将对每个图像估计的运动施加到该图形的每个像素上，并且在步骤300的过程中，在该序列的图像中调制该图形。

该第二实施例通过图4说明，图4表示6个图像的序列，示出了一辆灰色的汽车以恒定速度在给定的方向上(朝右)运动。背景标记指出每个图像中该汽车的位置。在第一个图像中，汽车在位置1。在第二个图像中，汽车在位置2，依此类推。在具有2个图像的每个组中估计运动。在这些图像序列中被调制的图形是字“COPY”。该字被嵌在汽车的灰色门上，从而该字在黑色和白色之间交替出现，使得眼睛感知与汽车的灰色一致的灰色。该图形是在具有2个图像的每个组中被补偿的运动。在第1、第3和第5个图像中，该字位于该图像中相同的位置，即在图像的中央，在第2、第4和第6个图像中，该字被偏移的量等于为每组估计的位移值。在该示例中，如果汽车的速度恒定，则字“复制”在这些图像的每个中都被偏移相同量。

该实施例当然可以应用到具有3个或更多个连续图像的组。其优点是当该图形到达图像的边缘时无需将其重新放置。

对该图形更新的镜头变化的检测，和对添加新图形的新图像的检测也可以在该实施例中实施。

图5是表示能够实施本发明方法的设备。

将起始图像的序列提供给运动估计器400，其为一组图像中的每个图像或者是该组图像计算一组运动向量，这些向量表征该图像相对于该序列中的前一个图像的运动。这些运动向量被提供给图形运动补偿设备420。图形运动补偿设备420还以源自图形发生器410的控制信号的形式接收图形。这些控制信号是为了将图像像素的亮度时间调制到大约为平均值，以使在该序列的图像中形成至少一个图形。设备420根据由估计器计算的运动向量来修改控制信号，并将修改后的控制信号传送到图像调制器430。然后图像调制器430根据运动补偿命令信号来负责执行该序列的图像的调制，并且提供最终图像序列，在这些图像中图形是被补偿的运动。

有利地是，运动估计器400用于检测该序列的图像中镜头的变化。一检测到镜头的变化，运动估计器400就发送一个命令信号给图形发生器410以更新图形的形状和/或位置，或更新待插入的图形。运动估计器400也可用于检测该序列的图像的新区域的出现并向这些新区域中添加图形。

Claims (11)

1.一种图像处理方法，目的是在一序列的视频图像中显示至少一个防复制图形，每个视频图像包括多个按行和列排列的多个像素，以及所述图形包括从所述图像中选择的一组像素，每个像素在每个图像中以预定亮度显示，所述图形是用于将所选像素的亮度调制到大约它们的预定亮度，使得在当该序列的图像静止时该图形对于人眼是不可见的，并且在所述图像显示期间当通过拍摄复制该图像时使得产生假象，

其特征在于估计该序列的至少一组n个连续图像中的图像之间的运动，n大于或者等于2，其中该图形是根据所估计的运动为该组补偿的运动。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于为该序列的所有图像估计运动(100)，以及该图形是被补偿的运动(200)，以这样一种方式来跟踪被估计的运动。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于在n个连续图像的多个组中估计该序列的图像之间的运动(100′)，以及该图形是根据为每个所述的组估计的运动在所述多个组的每个组中补偿的运动(200)。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于n在2和5之间。

5.根据权利要求2至4其中之一的方法，其特征在于在所述序列的图像中检测镜头的变化(80)，以及当检测到镜头的变化时更新该图形的形状和/或位置(90)。

6.根据权利要求2或3的方法，其特征在于包括检测该序列中新图像区域出现的步骤(110)，以及当检测到新图像区域时，就在所述图像区域中产生新图形(120)。

7.用于处理一序列视频图像的设备，每个视频图像包括多个以行和列排列的像素，每个图像中的每个像素以预定的亮度显示，该设备包括：

—图形发生器(410)，其能够产生控制信号，该控制信号属于每个视频图像中的多个像素的至少一个图形，所述控制信号是为了将像素的亮度时间调制到大约它们的预定亮度，以这样一种方式来使得当所述图像静止时所述图形对于人眼是不可见的，而在所述图像显示期间当通过拍摄复制该图像时产生假象，

—第一装置(430)，用于接收所述控制信号，并且根据所述控制信号对该序列中的每个视频图像的像素的亮度进行修改，

—其特征在于，还包括运动估计器(400)，用于估计该序列中至少一组n个连续图像中的图像之间的运动，n大于或者等于2，以及第二装置(420)，用于根据所估计的运动修改所述组的图形的控制信号，以这样一种方式来运动补偿这些图形。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于运动估计器(400)估计该序列的一组图像的运动，以及第二装置(420)修改用于这些图形的控制信号，使得图形遵从所估计的运动。

9.根据权利要求7的装置，其特征在于运动估计器(400)在n个图像的组中估计该序列的图像的运动，以及第二装置(420)修改用于这些图形的控制信号，从而根据对每组所估计的运动来为每组图像运动补偿所述图形。

10.根据权利要求8或9的设备，其特征在于该设备还包括第一检测装置，用于检测所述序列图像中镜头的变化，该第一检测装置被耦合到所述图形发生器，使得当检测到镜头的变化时，所述图形发生器就更新该图形的形状和/或位置。

11.根据权利要求8至10的其中之一的设备，其特征在于该设备还包括第二检测装置，用于检测该序列中新图像区域的出现，所述第二检测装置被耦合到所述图形发生器，使得当检测到新的图像区域时，在所述图像区域中产生新图形。

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