JP2008148307A - ビデオ・イメージ処理装置、ビデオ投影システム、および投影システムによる使用を意図した信号 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムの複製に対するアンチ・カムコーダ法の使用は、完全にデジタル・シネマ投影システム内で実行される。しかしながら、この方法には投影システム内で複雑なビデオ処理と、高価な手段が必要である。
【解決手段】本発明は、デジタル・シネマ投影システムによる表示を意図したビデオ・イメージのシーケンスの処理装置、デジタル・シネマ向けの投影システム、および上記システムが使用するよう設計したビデオ信号に関する。本発明によると、ビデオ処理の一部をビデオ・シーケンス撮影後の編集レベルで実行し、この「前処理」の結果をメタデータの形で保存することを提案する。このビデオ処理の残余部分は、ビデオ投影システム内でこのメタデータから実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル・シネマ投影システムによって表示されることが意図されたビデオ・イメージのシーケンスの処理装置、デジタル・シネマ向け投影システムおよび上記システムが使用するように設計されたビデオ信号に関する。

ビジュアル・コンテンツは、静止画または動画に関わらず、一般に著作権に関連する独占権の保証によって利益を得る創作物である。一般に、著者およびその権利者が報酬を得られるよう厳密に定義した枠組みにおいてのみ、それら創作物を複製することができる。

これらの法的規則が正しく順守されることを保証するため、違法コピーを防止するシステム、または違法コピーの品質を十分に劣化させて使用不能とするシステムが多数開発されてきた。この枠組みにおいては、例えば映画館で、カムコーダによる、イメージ表示時の場面単位イメージ・コピーの撲滅を目的とした方法および装置が、特許文献１で説明されている。この特許文献１で提案する方法は、高い周波数で表示する画素パターンの色（またはクロミナンス）を変調して、このパターンを肉眼で不可視とし、カムコーダで撮影したシーケンス上にアーティファクトを生成することを図る。上記解決法には、その変調が不可視であるように少なくともイメージの表示周波数を２倍にすることが必要である。実際には、後述するアンチ・カムコーダ法（anti-camcorder method）と呼ばれるこのやり方は、例えば各ソース・イメージを２つの相補的イメージ（complementary images）に分解して、これら２つのイメージの表示が肉眼では（ソース・イメージに対応する）単一イメージとして認識されるように表示周波数を２倍にすることから成る。相補的イメージは、（アンチ・コピー・パターンまたはメッセージを表す）一部の画素の色が修正され、２つの相補的イメージの統合後にこれら画素色が最初のソース・イメージの画素色となるイメージを意味するとして理解される。

上記アンチ・カムコーダ法では、表示イメージの数が最初のソース・イメージ数の少なくとも２倍であることが必要である。この動作は、デジタル・シネマのＤＣＩ（デジタル・シネマ・イニシアチブ）勧告に準拠する投影システム自体のレベルでのみ実行することができる。

メタメリズム（metamerism）に基づき、かつ少なくとも１つの第４原色を用いてイメージを表示する、他のアンチ・カムコーダ法が知られている。上記方法は、特許文献２で開示されている。上記方法の使用には、３原色で定義したソース・イメージを、より多数の原色、例えば４原色で定義したイメージに変換することが必要である。前述のアンチ・カムコーダ法と同様、このソース・イメージ処理は現在、投影システムにおいてリアルタイムで（表示時に）実行される。

国際公開ＷＯ２００５／０２７５２９号パンフレット 国際公開ＷＯ２００４／０４０８９９号パンフレット 欧州特許出願公開１２３７３６９号明細書

上述のビデオ処理は、相対的に複雑で、投影システムに大幅な費用増加を引き起こす可能性がある。

本発明の１つの目的は、投影システム内で実行されるビデオ処理を簡略化して、投影システム内でのアンチ・カムコーダ法の実装に必要なビデオ処理手段を削減可能とする方法を提案することである。

本発明によると、ビデオ処理の一部を、ビデオ・シーケンスのポスト・プロダクションのレベルで実行し、この「前処理」の結果をメタデータの形で保存することを図る。ビデオ処理の残余部分は、ビデオ投影システム内でこのメタデータから実行される。

本発明は、ビデオ投影システムによる表示を意図したソース・イメージのシーケンスを処理する装置に関する。これは、ソース・イメージのシーケンスのコンテンツを分析する分析手段と、この分析結果から、ビデオ投影システムが前述のソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータを生成する生成手段とを備える点で注目すべきものである。

この分析手段は、アンチ・コピー・パターンを挿入可能なソース・イメージの領域（area）を特定するのに使用される。次ぎに、この分析結果を使用して、挿入するアンチ・コピー・パターンを定義するメタデータを生成する。

第１の実施態様によると、この分析手段は、ソース・イメージ内の一様な（homogeneous）色の領域を検出するように設計される。

第２の実施態様によると、この分析手段は、ソース・イメージ内の一様な輝度のゾーン（zones）を検出するように設計される。

この分析手段は、十分な（閾値以上の）領域、例えばそのイメージ内に挿入するアンチ・コピー・メッセージの文字サイズ以上の領域を有する一様なゾーンを検出することが望ましい。

さらに、この分析手段は、色変調によるアンチ・コピー・パターン挿入の場合に、その変調の振幅が十分な量となることができるように、色空間におけるその縁（boundaries）から離れた色空間内の点に対応する色を有する一様な色のゾーンを検出することが好ましい。

輝度変調によるアンチ・コピーの挿入の場合、分析手段は、最小および最大の表示可能値から離れた輝度値を有する一様なゾーンを検出することが望ましい。

生成されたメタデータは、例えば以下の情報である。
− 検出手段により検出したゾーンの位置、
− 検出手段により検出したゾーンの大きさ、
− 検出手段により検出したゾーンの幾何学的配置（orientation）。

メタデータは、前述の画素を修正してアンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かをソース・イメージの各画素に対して示すバイナリ情報であることもできる。メタデータは、画素輝度または画素色の変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入する場合に検出ゾーンの画素に適応する変調の振幅も含むことが望ましい。

メタデータは、ソース・イメージの各画素に対して、この画素を修正してアンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かと、適応する変調の振幅とを示す数ビットに関する情報であることもできる。

本発明は、ソース・イメージと、前に定義した処理装置が生成する対応メタデータと、を受信するよう設計したビデオ投影システムにも関する。本システムは、
− ソース・イメージとメタデータとを格納する記憶手段、
− アンチ・コピー・パターンをソース・イメージに挿入して修正ビデオ・イメージを生成するイメージ処理手段、および
− 修正ビデオ・イメージを表示する投影手段
を備える。

第１の実施態様によると、イメージ処理手段は、前述のイメージの画素の輝度および／または色を変調することによりソース・イメージが処理されるように、ソース・イメージにアンチ・コピー・パターンを挿入するのに適している。

第２の実施態様によると、イメージ処理手段は、イメージのビジュアル・コンテンツは処理したソース・イメージに関して変化させずに、ソース・イメージのビデオ信号の３色成分を修正すること、および相補的色成分を追加することでアンチ・コピー・パターンを挿入するのに適している。本実施態様では、投影手段は、修正ソース・イメージの３色成分を表示する第１のプロジェクタと、相補的色成分を表示する第２のプロジェクタとを含むことができる。

本発明は、前述の投影システムが表示するビデオ・イメージのシーケンスに関連するビデオ・データと、前述のビデオ・イメージのシーケンスに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータとを備える、投影システムによる使用を意図した信号にも関する。

本発明は、ビデオ投影システムにより表示すべきソース・イメージのシーケンスを処理する方法にも関する。この方法は、
− ソース・イメージのコンテンツを分析するステップ、および
− 分析結果から、ビデオ投影システムがソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータを生成するステップ
の各ステップを備える。

本発明は、非限定的な例として提供される、かつ添付図面を参照する、以下の説明を読むとより良く理解されるであろう。

以上説明したように本発明によれば、投影システム内でのアンチ・カムコーダ法の実装に必要なビデオ処理の一部をポスト・プロダクションレベルで実行し、ビデオ処理の残余部分がビデオ投影システム内で実行されるので、投影システム内で実行されるビデオ処理を簡略化して、投影システム内でのアンチ・カムコーダ法の実装に必要なビデオ処理手段を削減可能とすることができる。

本特許出願の前置きで提示したうちの１つなどの、アンチ・カムコーダ法が、カムコーダで撮影したシーケンス上で可能な限り可視であるアーティファクトを生成しつつ、映画館の観客の知覚を妨害することのないよう、保護すべきイメージのコンテンツに従ってアンチ・コピー・パターンを定義することが重要である。例えば、カムコーダで撮影したコピー上でパターンが可能な限り可視であるように、パターンは色または輝度が著しく、一様である（すなわち、高空間周波数または高時間周波数がない）少なくとも１つの画像領域内に位置しなければならない。検出ゾーンを十分に拡張してアンチ・コピー・パターンの全てまたは一部を含むことも望ましい。

画像の画素色変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入する場合は、変調を可能とするため、このゾーンが色空間の縁から離れた色空間内の色を有することも望ましい。

画像の画素輝度変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入する場合は、変調を可能とするため、このゾーンが最小および最大の輝度値から十分に離れた輝度値を有することも望ましい。

本発明によると、この種の処理を、イメージのシーケンスのポスト・プロダクションレベルで実行すること、およびこの処理の結果をメタデータの形でイメージのシーケンスのビデオ・データとともに投影システムに送信し、投影システム内で実行すべきビデオ処理の量を削減すること、を提案する。

図１は、本発明に従うソース・イメージ処理装置１００および投影システム２００を示す。処理装置１００は、ソースイメージコンテンツの分析手段１１０と、投影システム２００がソース・イメージ内に挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータ生成手段１２０とを備える。

手段１１０が実行する分析は、投影システムに実装されたアンチ・カムコーダ法に従って変化することができる。しかしながら、用いた方法に関係なく、アンチ・コピー・パターンが色または輝度が一様な１つまたは複数のイメージゾーン（すなわち、高空間周波数を有さないゾーン）に挿入され、これらのゾーンは一部のイメージ上で一様なまま（すなわち、高時間周波数を有さないゾーン）であることが望ましい。

分析手段１１０は閾値面より大きい領域を有するゾーンのみを検出することが好ましい。例えば、分析手段１１０は、挿入すべきアンチ・コピー・パターンのサイズより大きい領域、またはアンチ・コピー・パターンが警告メッセージの場合はメッセージの文字または単語のサイズより大きい領域を有するゾーンのみを検出する。

イメージの一定画素の色変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入する場合、この色の周囲の変調を、この空間の縁での色と、やはりこの空間の縁にある別の色との間で振動する最大振幅で実行できるように、検出されるゾーンの色が、色空間の縁から離れた色空間の点ＸＹＺに対応することが重要である。その結果、分析手段１１０は、色空間の縁から少なくとも最小距離をおいて離れた色空間の点に対応する色を有するゾーンのみを検出することが好ましい。この最小距離は、例えば、必要な変調の最大振幅の半分に等しい。

イメージの一定画素の輝度変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入する場合、検出ゾーンの輝度値が、最小表示可能値（０）および最大表示可能値（８ビッドの符号化輝度値では２５５）から最小距離をおいて離れていることが重要である。その結果、この場合、分析手段１１０は、有意かつ効率的な変調をするために、低い輝度レベル、例えば[３０−２２５]を含む輝度値を有するゾーンのみを検出することが好ましい。この最小距離はしたがって３０に等しい。

ソース・イメージの３色ビデオ信号を４色信号に変換することでアンチ・コピー・パターンを挿入する場合、検出されるゾーンの色は、十分な、ノン・ヌルの振幅でその色の周囲の変調が実行できるように、色空間の縁から離れた色空間の点ＸＹＺに対応することも重要である。結果として、分析手段１１０は、色空間の縁から離れた色空間の点に対応する色を有するゾーンを検出するのみであることが好ましい。

図２Ａおよび２Ｂは、この分析を示す。図２Ａは、部分的に一様な背景上に女性の顔を表すソース・イメージである。一様な色または一様な輝度および所定の十分な大きさを有するゾーンの検出を適用する場合、例えば、図２Ｂの白線で区切った、女性の顔の左側に位置する背景ゾーンに対応するゾーンを得る。

このように検出したゾーンは生成手段１２０により処理されて、ソース・イメージのビデオ・データとともに投影システム２００に供給されるメタデータを生成する。このメタデータは、挿入するアンチ・コピー・パターンを間接的に指し示すデータ、例えばアンチ・コピー・パターンの受信に適した検出ゾーンを指し示すデータ（この場合、これらゾーンにおいてアンチ・コピー・パターンを挿入する場所をより正確に選択するのは投影システム２００である）であるか、または修正するイメージの画素を定義することでアンチ・コピー・パターンを直接指し示すデータのいずれかであることができる。

第１のケースでは、メタデータは、例えば以下の情報である。
− 分析手段により検出したゾーンの位置、および／または
− 分析手段により検出したゾーンの大きさ、および／または
− 分析手段により検出したゾーンの幾何学的配置（orientation）

第２のケースでは、メタデータは、例えば、前述の画素を修正してアンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かを、ソース・イメージの各画素に対して示すバイナリ情報の項目である。この場合、本発明の変形によると、メタデータをランレングス符号で符号化して送信データ量を削減する。

第３のケースでは、メタデータは例えば、前述の画素を修正してアンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かと、変調の振幅とをソース・イメージの各画素に対して示す数ビットの情報である。この場合、本発明の変形によると、メタデータをやはりランレングス符号で符号化して送信データ量を削減する。

メタデータは、画素の輝度または色の変調によりアンチ・コピー・パターンを挿入するために、検出したゾーンの画素（第１のケース）、またはアンチ・コピー・パターンの画素（第２のケース）に適用する変調の振幅を定義する情報も備えることが好ましい。この振幅は、検出されたゾーンの輝度値または色（クロミナンス）に従って決定される。例えば、検出されたゾーンのクロミナンス値が使用した色空間の縁から離れるほど、変調の振幅はより大きくなる可能性がある。

このように生成したメタデータと、ソース・イメージのビデオ・データとを、例えば、ビデオ・データを物理的に収容するハードディスクを象徴する、デジタル・サポート３００に保存する。デジタル・サポートの場所に、ビデオ・データおよびメタデータの衛星伝送を持たせることも可能である。

このデータおよびメタデータを、ソース・イメージ内にアンチ・コピー・パターンを挿入し、その結果生じたイメージを表示するために、投影システム２００に供給される。投影システム２００は、デジタル・サポートから得たビデオ・データとメタデータとを格納する記憶手段２１０と、受け取ったメタデータに基づいてビデオ・データを修正しアンチ・コピー・パターンをビデオ・データに挿入する処理手段２２０と、修正されたビデオ・イメージを表示する投影装置２３０とを備える。

処理手段２２０は、メタデータに含まれる情報を用いてアンチ・コピー・パターンをソース・イメージに挿入する。

メタデータが、一様な、色または輝度のゾーンの位置、サイズ、幾何学的配置を定義する場合、手段２２０は、これらゾーンの一部の画素状態、それら画素の大きさおよび幾何学的配置これらゾーンの大きさおよび幾何学的配置に依存する形で修正することで、アンチ・コピー・パターンをこれらゾーンに挿入する。

アンチ・コピー・パターンを挿入するために修正すべき画素をメタデータが直接定義する場合、手段２２０はメタデータが特定した画素上でのみ動作することでアンチ・コピー・パターンを挿入する。

アンチ・コピー・パターンの挿入が、色または輝度の変調によって実行される場合、および適用する変調の振幅をメタデータが与える場合、手段２２０は、この振幅で画素を変調する。そうでない場合、手段２２０自身がこの振幅を定義する。

図２Ｃは、アンチ・コピー・パターン（メッセージ「不正コピー」）を、図２Ｂにおける検出されたゾーンのソース・イメージに挿入することを示す。このように修正したソース・イメージは、次ぎに投影装置２３０により表示される。

アンチ・カムコーダ法が、そのパターンが肉眼で不可視であるように、表示周波数を少なくとも２倍にする必要がある場合に、処理手段２２０は、その数またはソース・イメージを増加させる役目を有する。

システム・アーキテクチャの点では、投影システムの手段２００は、幾つかの方法で分割することができる。
− 記憶手段２１０とビデオ処理手段２２０とをマルチメディア・サーバに含め、投影手段２３０を投影装置に含めるか、または
− 記憶手段２１０のみをマルチメディア・サーバに含め、投影手段２３０とビデオ処理手段２２０とを投影装置に含める。

これら２つのアーキテクチャは、イメージの一定の画素の色変調または輝度変調によりアンチ・コピー・パターンの挿入を実行する場合に適している。第１のアーキテクチャは、アンチ・コピー・パターンが４つ目の原色を用いて挿入される場合、およびイメージの表示を２つの独立したプロジェクタを用いて実行する場合で、第１のプロジェクタが赤、緑および青の３つの標準的な原色を表示し、第２のプロジェクタが追加の色を表示する場合に、おそらくより適している。この場合、マルチメディア・サーバに含まれる処理手段２２０は３つのビデオ・ストリーム（各原色にそれぞれが対応）を第１のプロジェクタに送信し、４つ目のビデオ・ストリームを第２のプロジェクタに送信する。

本発明は、ビデオ投影システムによって表示されることが意図されたソース・イメージのシーケンスの処理方法にも関する。本方法のステップを図３に示す。本方法は、ソース・イメージのコンテンツを分析する分析ステップ４００と、分析結果から、ビデオ投影システムがソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータを生成する生成ステップ４１０とを含む。

もちろん、本発明は、前述の実施態様に限定されない。特に当業者は、色変調または輝度変調に基づくもの、あるいは４原色のイメージに基づくものと異なる他のアンチ・カムコーダ法を使用することができる。同様に、本発明の目的は、投影システムにおけるビデオ処理の削減であり、本明細書で説明したメタデータ（位置、サイズ、幾何学的配置、変調の振幅）全てを生成および送信する必要はない。本目的を達成するためには、メタデータの一部を投影システムの上流で生成して本システムに送信することで十分である。

本発明に従って、ソース・イメージを処理する装置と、処理装置が処理したイメージを表示する投影システムとを示す図である。 図１の処理装置により実行される処理を示す図である。 図１の処理装置により実行される処理を示す図である。 図１の投影システムにより実行される処理を示す図である。 本発明に従う方法のステップを示す図である。

符号の説明

１１０ ビデオ・コンテンツ分析手段
１２０ メタデータ生成手段
２１０ 記憶手段
２２０ ビデオ処理手段
２３０ ビデオ投影手段

Claims (16)

1. ビデオ投影システムによる表示を意図したソース・イメージのシーケンスを処理する装置であって、
   前記ソース・イメージのコンテンツを分析する手段、および
   前記分析の結果から、前記ビデオ投影システムが前記ソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータを生成する手段
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記分析する手段は、前記ソース・イメージ内の一様な色のゾーンを検出するのに適していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記分析する手段は、前記ソース・イメージ内の一様な輝度のゾーンを検出するのに適していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記分析する手段は、閾値より大きい表面を有する一様なゾーンを検出するのに適していることを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
5. 前記分析する手段は、色空間の縁から少なくとも最小距離をおいて離れた前記色空間内の点に対応する色を有する、一様な色のゾーンを検出するのに適していることを特徴とする請求項２、または請求項２に従属する請求項４に記載の装置。
6. 前記分析する手段は、最小および最大の表示可能値から少なくとも最小距離をおいて離れた輝度値を有する一様な輝度のゾーンを検出するのに適していることを特徴とする請求項３、または請求項３に従属する請求項４に記載の装置。
7. 前記生成する手段により生成した前記メタデータは、少なくとも
   前記分析する手段により検出したゾーンの位置、
   前記分析する手段により検出したゾーンの大きさ、および
   前記分析する手段により検出したゾーンの幾何学的配置
   の情報のうち１つを備えることを特徴とする請求項２から６のうち１つに記載の装置。
8. 前記生成する手段により生成した前記メタデータは、画素を修正して前記アンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かを前記ソース・イメージの各画素に対して示すバイナリ情報の少なくとも１つの項目を備えることを特徴とする請求項２から６のうち１つに記載の装置。
9. 前記生成する手段により生成した前記メタデータは、画素の輝度または色の変調によって前記アンチ・コピー・パターンを挿入する場合に前記検出したゾーンの画素に適用される変調の振幅値を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 前記生成する手段により生成した前記メタデータは、前記ソース・イメージの各画素に対して、前記画素を修正して前記アンチ・コピー・パターンを挿入すべきか否かと、適用する変調の振幅値とを示す少なくとも１つのバイナリ情報を備えることを特徴とする請求項２から６のうち１つに記載の装置。
11. ソース・イメージと、前記ソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関わる関連メタデータとを受信するよう意図したビデオ投影システムであって、
    前記ソース・イメージと前記メタデータとを格納する記憶手段と
    前記メタデータを基礎として用いて前記ソース・イメージ内に前記アンチ・コピー・パターンを挿入し、修正ビデオ・イメージを生成するイメージ処理手段、および
    前記修正ビデオ・イメージを表示する投影手段
    を備えることを特徴とするビデオ投影システム。
12. 前記イメージ処理手段は、前記イメージの画素の輝度および／または色を変調することによって前記ソース・イメージが処理されるように、前記ソース・イメージに前記アンチ・コピー・パターンを挿入するのに適していることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記イメージ処理手段は、前記ソース・イメージに関して前記イメージのビジュアル・コンテンツを変化させずに、前記ソース・イメージのビデオ信号の３色成分を修正することによって、および相補的色成分を追加することによって、前記アンチ・コピー・パターンを挿入するのに適していることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
14. 前記投影手段は、前記修正されたソース・イメージの前記３色成分を表示する第１のプロジェクタと、前記相補的色成分を表示する第２のプロジェクタとを含むことができることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 投影システムによって使用されることが意図された信号であって、
    前記投影システムが表示するソース・イメージのシーケンスに関連するビデオ・データと、
    前記ソース・イメージのシーケンスに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータと
    を備える信号。
16. ビデオ投影システムが表示するソース・イメージのシーケンスの処理方法であって、
    前記ソース・イメージのコンテンツを分析するステップ、および
    前記分析するステップの結果から、前記ビデオ投影システムによって前記ソース・イメージに挿入するアンチ・コピー・パターンに関連するメタデータを生成するステップ
    を含むことを特徴とする方法。

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