MX2007006139A - Tecnica de simulacion de grano de pelicula para uso en dispositivos de reproduccion de medios. - Google Patents

Abstract

La simulacion de un bloque de grano de pelicula para adicion a un bloque de imagen ocurre al primero establecer por lo menos un parametro por lo menos en parte de conformidad con un atributo del bloque de imagen. El por lo menos un bloque de grano de pelicula se simula del por lo menos un patron de grano de pelicula generado de conformidad con el por lo menos un parametro. En particular, el patron de grano de pelicula se genera con el uso de una tecnica de exactitud de bits.

Description

TÉC NICA DE SI M U LAC IÓN DE G RANO DE PELÍCU LA PARA USO EN DISPOSITIVOS DE REPRODUCCIÓN DE MEDIOS Referencia C ruzada con Sol icitudes Relacionadas Esta sol icitud reclama prioridad de conformidad con 35 U S C 1 1 9 (e) de l a Sol icitud Provisional de Patente No de Serie 60/630, 756, presentada el 24 de noviembre, cuyas enseñanzas se incorporan aquí en su total idad como referencia Cam po de la I nvención La invención se relaciona con una técnica para simular el grano de película en una imagen y más en particular, para simular el grano de pel í cula en una imagen para la reproducción en un dispositivo de medios Antecedentes de la I nvención La mayoría de las películas de cine comprende cristales de haluro de plata d ispersos en una emulsión que se deposita en capas delgadas en una base de película La exposición y revelado de estos cristales forman la imagen fotográfica que consisten de partículas pequeñas discontin uas de plata Con los negativos de color, unas fracciones pequeñas de tinte existen en los sitios en donde se forman los cristales de plata después de la remoción química de la plata después del revelado de la pel ícula Estas pequeñas partí culas de tinte forman el "grano" en la pel ícula de color El g rano se encuentra en forma aleatoria en la i magen resultante debido a la formación aleatoria de los cristales de plata en la emulsión original Dentro de u n área expuesta de manera uniforme, algunos cristales se revelan por la exposición , otros no El grano varia en tamaño y forma E ntre más rápida sea la pel ícula , mayores serán los grumos de plata formados y la generación de fracciones de tinte, y tendrán mayor tendencia a agruparse en patrones aleatorios El patrón de grano típicamente se conoce como "granulometría" El ojo humano no puede distingui r los granos individuales, que varían de 0 0002 mm a 0 002 mm En su l ugar, el ojo forma grupos de granos, referidos como fracciones de tinte El observador identifica estos grupos de fracciones de tinte como el grano de pel ícula Entre mayor sea la resol ución de imagen , será más probable que el observador perciba el grano de pel ícula Aunque es claramente notable en el cine y en imágenes de alta definición , el grano de pel ícula pierde importancia en forma progresiva en las imágenes de televisión de definición estándar (SDTV) y se vuelve i m percepti ble aun en formatos mas peq ueños Tí picamente, las pel ículas de largometraje contienen ruido dependiente de la imagen que resulta del proceso físico de exposición y el revelado de la pel ícula fotográfica o de una edición posterior de i mágenes La película fotográfica posee un patrón o textura quasi-aleatopo, que resulta de la granulapdad física de la emulsión fotográfica De manera alternativa , un patrón si milar se puede simular sobre imágenes generadas por computadora con el fin de mezclarlas con la pel ícula fotográfica En ambos casos, este ruido dependiente de la imagen es referido como "grano de pel ícula" Con frecuencia , una textura moderada de grano presenta una característica deseable en los largo-metrajes En algunos casos, el grano de película ofrece pistas visuales que facilitan la correcta percepción de imágenes bi-dimensionales El grano de película con frecuencia varía dentro de una sola película para proporcionar varias pistas como una referencia de tiempo, punto de visión, etc Existen muchos usos técnicos y artísticos para controlar la textura del grano en la industria cinematográfica Por lo tanto, al conservar la apariencia del grano de las imágenes a través del procesamiento de imagen y la cadena de entrega se ha convertido en un requerimiento en la industria cinematográfica Algunos productos comercialmente disponibles cuentan con la capacidad de simular el grano de película, con frecuencia para mezclar un objeto generado por computadora en una escena natural Cineon® de Eastman Kodak, Co, Rochester, Nueva York, una de las primeras aplicaciones de película digital para implementar la simulación de grano, produce resultados muy reales para muchos tipos de grano Sin embargo, la aplicación Cmeon® no produce buenos resultados para las películas de alta velocidad, ya que la aplicación produce franjas diagonales notorias para muchos ajustes de tamaño de grano grande Además, la aplicación Cineon® no simula el grano con una fidelidad adecuada cuando las imágenes son sometidas a un procesamiento previo, por ejemplo, cuando las imágenes se copian o se procesan en forma digital Otro producto comercial que simula el grano de película es GRAIN SURGERY™ de Visual Infinity, Inc , el cual se utiliza como un dispositivo de conexión de Adobe®, After Effects® El producto Grain Surgery™ parece generar grano sintético al filtrar un grupo de números aleatorios Esta medida cuenta con la desventaja de una alta complejidad de computación N i nguno de estos esquemas anteriores resuelve el problema de restaurar el grano de pel í cula en un video compri mido El grano de pel ícula constituye un fenómeno quasi-aleatopo de alta frecuencia que típicamente no puede experimentar la compresión con el uso de métodos espaciales y temporales convencionales, q ue aprovechan la red undancia en las secuencias de video Las medidas para procesar las imágenes con el uso de las técnicas de compresión M PEG-2 o ITU-T ISO/I EC H 264 que usual mente resultan en un grado inaceptablemente bajo de compresión o la pérdida completa de la textura del grano Es por esto q ue existe la necesidad de una técnica de simu lación de grano de pel ícula en una i magen para la reproducción por un reproductor de medios Breve Desc ri pción de la I nvención E n breve, de conform idad con los presentes princi pios, se proporciona un método para simular un bloque de grano de película para la adición a un bloque a una imagen para asegurar la exactitud de bits dura nte la reproducción de la i magen en los modos de reproducción normal y de modo de truco E l método comienza al establecer por lo menos u n parámetro por lo menos en parte de conformidad con un atri buto del bloque Después, se establece por lo menos un bloque de grano de pel ícula con exactitud de bits de conformidad con por lo menos un parámetro Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra un diagrama en bloque esquemático de la combinación de un transmisor y un receptor en una cadena de procesamiento de grano de película útiles para practicar la técnica de los presentes principios La Figura 2 ilustra un diagrama en bloque esquemático de un sistema para simular el grano de película de conformidad con los presentes principios La Figura 3 ilustra un diagrama en bloque de un registro de desplazamiento para generar un módulo 2 de polinomio primitivo para simular el grano de película de conformidad con el método de la Figura 2, y La Figura 4 ilustra una rastreo de píxel que muestra el uso de números aleatorios para generar el grano de película de conformidad con el método de la Figura 2 Descripción Detallada de la Invención Para comprender la técnica de los presentes principios para simular un patrón de grano de película exacto de bits compuesto de bloques de grano de película, una breve revisión de la simulación del grano de película será muy útil La Figura 1 ilustra un diagrama esquemático en bloque de un transmisor 10, el cual recibe una señal de entrada de video y a su vez, genera una corriente de video comprimida en su salida Además, el transmisor 10 también genera la información indicativa del grano de película (si existe) presente en la muestra En la práctica, el transmisor 10 puede comprender parte de un arreglo de extremo principal de un sistema de televisión por cable, u otro sistema que distribuye video comprimido a uno o más receptores 11 descendentes, de los cuales, solamente se muestra uno en la Figura 1 El transmisor 10 también puede adoptar la forma de un codificador que presenta medios tipo DVD 12 El receptor 11 decodifica la corriente de video codificada y simula el grano de película de conformidad con la información de grano de película y el video decodificado, ambos recibidos desde el transmisor 10 o desde el medio en sí en caso de un DVD o su similar, para producir una corriente de video de salida que tiene el grano de película simulado El receptor 11 puede adoptar la forma de un transcodificador u otro mecanismo que funciona para decodificar video comprimido y para simular el grano de película en ese video En particular, el receptor 11 puede adoptar la forma de un dispositivo de reproducción DVD con la capacidad de decodificar una imagen para la reproducción, mezclar el grano de película en tal imagen y reproducir la imagen a las velocidades de reproducción normal y de modo de truco El manejo general del grano de película requiere que el transmisor 10 (es decir, el codificador) proporcione información con respecto al grano de película en el video entrante En otras palabras, el transmisor 10 "modela" el grano de película También el receptor 11 (es decir, el decodificador) simula el grano de película de acuerdo con la información del grano de película recibida desde el transmisor 10 El transmisor 10 mejora la calidad del video comprimido al permitir que el receptor 11 simule el grano de película en la señal de video cuando existe dificultad para retener el grano de película durante el proceso de codificación de video En la modalidad ilustrada en la Figura 1, el transmisor 10 incluye un codificador 13 de video que codifica la corriente de video con el uso de cualquier técnica de compresión de video bien conocida, tal como la norma de compresión de video ITU-T Rec H-264 / ISO/IEC 14496-10 En forma opcional, un removedor 14 de grano de película, en forma de un filtro o su similar ilustrado en las líneas punteadas de la Figura 1, puede existir corriente arriba del codificador 13 para remover cualquier grano de película en la corriente de video entrante antes de la codificación Con el fin de que el video entrante no contenga grano de película, no hay necesidad de utilizar el removedor 14 de grano de película Un modelador 16 de grano de película acepta la corriente de video de entrada, así como la señal de salida del removedor 14 de grano de película (cuando está presente) Con el uso de la información de entrada, el modelador 16 de grano de película establece el grano de película en la señal de video entrante En su forma más sencilla, el modelador 16 de grano de película puede comprender una tabla de consulta que contiene modelos de grano de película para diferentes películas La información en la señal de video entrante puede especificar la película particular originalmente utilizada para grabar la imagen antes de su conversión en una señal de video, lo cual permite que el modelador 16 de grano de película seleccione el modelo de grano de película apropiado para tal película De manera alternativa, el modelador 16 de grano de película puede comprender un procesador o un circuito lógico dedicado que puede ejecutar uno o más algoritmos para muestrear el video entrante y determinar el patrón de grano de película que está presente, como se describe mas adelante Típicamente, el receptor 11 incluye un decodificador 18 de video que sirve para decodificar la corriente de video comprimida recibida desde el transmisor 10 La estructura del decodificador 18 dependerá del tipo de compresión realizada por el codificador 13 dentro del transmisor 10 De este modo, por ejemplo, con el uso de un codificador 13 dentro del transmisor 10 que emplea la norma de compresión de video ITU-T Rec H-264/ ISO/IEC 14496-10 para comprimir el video saliente dictará la necesidad de un decodificador 18 compatible con H 264 Dentro del receptor 11, un simulador 20 de grano de película recibe la información de grano de película desde el modelador 16 de grano de película El simulador 20 de grano de película puede adoptar la forma de un procesador programado, o un circuito lógico dedicado que tiene la capacidad de simular el grano de película para su combinación a través de un combinador 22 con la corriente de video decodificada La simulación del grano de película se dirige a sintetizar las muestras de grano de película que simulan la vista del contenido de la película original Como se describe, el modelado del grano de película ocurre en el transmisor 10 de la Figura 1, mientras que la simulación de grano de película ocurre en el receptor 11 En particular, la simulación de grano de película ocurre en el receptor 11 junto con la decodificación de la corriente de video entrante desde el transmisor 10 corriente arriba de la salida de la corriente de video decodificada Se debe observar que el proceso de decodificacion que ocurre en el receptor 11 no hace uso de imágenes con grano de película añadido Más bien, la simulación del grano de película constituye un método de post-producción para sintetizar el grano de película simulado en las imágenes decodificadas para su despliegue Por esta razón, la norma de compresión de video ITU-T Rec H-264 / ISO/IEC 14496-10 no contiene especificaciones con respecto al proceso de simulación de grano de película Sin embargo, la simulación del grano de película requiere información concerniente al patrón de grano en la señal de video entrante, la información típicamente experimenta la transmisión en un mensaje de información de mejora complementaria (SEI) cuando se utiliza la norma de compresión de video ITU-T Rec 264 / ISO/IEC 14496-10 según se especifica por la Enmienda 1 (Extensiones del Intervalo de Fidelidad) de esa norma de compresión La técnica de simulación de grano de película de los presentes principios permiten una simulación de grano de película exacta en bits y tiene aplicaciones en productos del consumidor, como reproductores HD DVD, por ejemplo Otras aplicaciones pueden incluir transcodificadores, aparatos de televisión, e incluidos dispositivos de grabación como camcorders y sus similares Las especificaciones de la técnica de simulación cumplen con la norma ITU-T Rec H 264/ ISO/IEC 14496-10 La simulación del grano de película ocurre después de la decodificación de la corriente de bits del video y antes del despliegue de píxel El proceso de simulación del grano de película requiere la decodificación de la información complementaria de grano de película transmitida en el mensaje SEI como se especifica por la Enmienda 1 (Extensiones de Intervalo de Fidelidad) de la norma (1) ITU-T Rec H 264/ ISO/IEC 14496-10 Las especificaciones que afectan el mensaje SEI del grano de película son provistas para asegurar que la tecnología alcance los requerimientos de los sistemas de alta definición en términos de calidad y complejidad Especificaciones del mensaje SEI de las características de grano de película. Como se describe, las características de grano de película aparecen en el mensaje SEI de las características de grano de película ITU-T Rec H 264/ISO/IEC 14496-10, que acompaña a la imagen Los valores de los parámetros en el mensaje de características de grano de película se describen como siguen El parámetro modelo_?d especifica el modelo de simulación En la modalidad ilustrada el valor iguala a 0, el cual identifica el modelo de simulación de grano de película como el filtrado de frecuencia El parámetro separado_color_descr?pc?ón_presente_et?queta especifica si el espacio de color en donde se calculan los parámetros del grano de película es diferente del espacio de color en donde se ha codificado la secuencia de video En la modalidad ilustrada, el valor iguala a 0, lo cual indica que el espacio de color para la simulación del grano de película es el mismo que para la codificación El parámetro mezcla_modo_?d especifica el modo de mezclado utilizado para mezclar el grano de película simulado con las imágenes decodificadas En la modalidad ilustrada, el valor iguala a 0, lo cual corresponde al modo de mezclado aditivo II El parámetro reg?stro2_escala_factor especifica el factor de escala logarítmica utilizado para representar los parámetros de grano de película en el mensaje SEI En la modalidad ilustrada, el valor se encuentra dentro del intervalo (2, 7) para asegurar que la simulación del grano de película ocurra con el uso de una aritmética de 16 bits Los parámetros ?ntens?dad_?ntervalo_?nfer?or_un?ón(c)(?) e ?ntens?dad_?ntervalo_super?or_un?ón (c)(?) especifican los límites del intervalo i de intensidad del componente de color c para los cuales se ha modelado los parámetros del grano de película Para todos c y para cualquier valor de intensidad v, habrá un único intervalo de intensidad que verifica ?ntens?dad_?ntervalo_?nfer?or_un?ón(c)(1 )<=v, e ?ntens?dad_?ntervalo_super?or_un?ón(c)(?)>=v, ya que no se permite el grano de película multi — generacional El parámetro num_modelo_valores_menos1 (c) especifica el número de valores de modelo presentes en cada intervalo de intensidad para el componente c de color Para todos los c, este parámetro se encuentra en el intervalo (0,2), el cual especifica que no se soporta el filtrado de paso de banda ni la correlación de color cruzada El parámetro comp_modelo_valor(c)(?)(0) especifica la intensidad del grano de película para el componente c de color y el intervalo i de intensidad Para todos los c e i, el valor se encuentra en el intervalo (0,225) para asegurar que la simulación de grano de película sea llevada a cabo con el uso de una aritmética de 16 bits El parámetro comp_modelo_valor(c)(?)(1) especifica la frecuencia de alto corte horizontal que caracteriza la forma del grano de película para el componente c de color y el intervalo i de intensidad Para todos los c e i, el valor se encuentra en el intervalo (2, 14) que incluye todos los patrones de grano requeridos El parámetro comp_modelo_valor(c)(?)(2) especifica la frecuencia de alto corte vertical que caracteriza la forma del grano de película para el componente c de color y el intervalo i de intensidad Para todos los c e i, el valor dentro del intervalo (2,14) que incluye todos los patrones de grano requeridos El parámetro pel?cula_grano_caracter?st?cas_repet?c?on_período indica si deben estar presentes otro mensaje SEI de características de grano de película en la corriente de bits y especifica el intervalo de cuenta del orden de imagen que debe estar presente en el mensaje SEI de las características del grano de película En la modalidad ilustrada, el valor iguala a 0 para especificar que el mensaje SEI de grano de película aplica solamente en la imagen decodificada actual De conformidad con los presentes principios, el mensaje SEI de las características de grano de película deben preceder a todas las imágenes que requieren la inserción del grano de película Esta medida asegura la exactitud de bits en la reproducción de modo de truco, así como en el modo de reproducción normal para los dispositivos de reproducción de medios, tales como reproductores DVD y sus similares, y permite la inserción de grano de película exacta de bits en el orden de decodificación y en el orden de despliegue dado que la simulación de grano de película ocurre con el uso de las técnicas exactas de bits Al combinar todos los componentes c de color y los intervalos de intensidad en el mensaje SEI, el número de diferentes pares (comp_modelo_valor(c)(?)(1), comp_modelo_valor(c)(1)(2)), no puede exceder a diez Todos los otros parámetros en el mensaje SEI de características de grano de película especificados por la norma ITU-T Rec H 264/ISO/IEC 14496-10 no tiene restricciones de conformidad con los presentes principios Simulación de grano de película exacta de bits La simulación de grano de película exacta ocurre en la imagen actual a menos que el parámetro película_grano_característ?cas_cancelar_et?queta es 1 Las especificaciones actuales de la norma ITU-T Rec H 264 / ISO/IEC 14496-10 de compresión de video permiten la simulación del grano de película en todos los componentes de color La simulación de grano de película y la adición del grano de película simulado al componente c de color de la imagen decodificada ocurre cuando el parámetro comp_modelo_presente_et?queta(c) iguala a 1 en el mensaje SEI de características del grano de película De conformidad con los presentes principios, la simulación de grano de película exacta de bits ocurre al primero especificar una base de datos de los patrones del grano de película Después, la selección pseudo-aleatopa de un patrón de grano de película ocurre con el uso de un generador de número pseudo-aleatopo uniforme para este propósito El patrón seleccionado entonces experimenta una secuencia precisa de las operaciones La simulación del grano de película típicamente ocurre en forma independiente para cada componente de color Secuencia operativa de la simulación del grano de película La secuencia de operaciones realizada para simular y agregar el grano de película a una imagen decodificada aparece en la Figura 2 La particulapzación del proceso de simulación para uno específico de una tercia de colores primarios ocurre al ajustar c igual a 0, 1 ó 2 En la modalidad ilustrada, la simulación de grano de película ocurre en el orden de rastreo, con un tamaño de bloque de 8x8 pixeles, pero son posibles otras implementaciones La secuencia de operaciones empieza con la ejecución del paso 100 para establecer los parámetros de grano de película Parte del proceso para establecer los parámetros de grano de película para el grano de película simulado incluye extraer la información del grano de película llevado por la señal de video entrante que se originó por la reproducción del DVD 12, o que se originó de un transcodificador 200 Con la señal de video entrante codificada con el uso de la norma de codificación de video ITU-T Rec H 264 /ISO/IEC 14496-10, la información de grano de película aparecerá en el mensaje SEI La extracción del mensaje SEI requiere la decodificación de la señal de video entrante codificada H 264 con el uso de un decodificador 101 compatible con H 264/MPEG-4 AVC como se muestra en la Figura 2 En la practica, el decodificador 101 puede encontrarse dentro del transcodificador 200 o dentro del reproductor DVD para reproducir la información en el DVD 12 El mensaje SEI contiene varios parámetros, incluyendo los parámetros ?ntens?dad_?ntervalo_?nfer?or_un?ón(c)(?) e ?ntens?dad_?ntervalo_super?or_un?ón(c)(?), en donde i varía de 0 al valor del parámetro num_?ntens?dad_?ntervalos_menos1 (c) Estos parámetros del mensaje SEI experimentan la comparación contra el valor promedio de intensidad del píxel computado para el componente c de color de cada bloque de 8x8 píxeles no traslapado en la imagen decodificada almacenada en la memoria 102 intermedia de despliegue después de la decodificación por el decodificador 101 Para cada bloque de 8x8 píxeles no traslapado del componente c de color de la imagen decodificada, la computación del valor promedio ocurre durante el paso 103 en la siguiente forma Promed?o=0 para(k = 0 7, k<8, k++) para (1=0, 1<8, 1++) promedio += decod?f?cada_?magen(c)(m+k)(n + 1) promed?o = (promed?o+32)>> 6 en donde (m,n) son las coordenadas de la esquina superior izquierda del bloque y decod?f?cada_?magen(c)(m + k)(n + 1) es el valor de píxel decodificado en las coordenadas (m + k, n + 1) de un componente c de color El valor promedio se compara con los parámetros ?ntens?dad_?ntervalo_?nfer?or_un?ón(c)(?) y ?ntens?dad_?ntervalo_super?or_un?ón(c)(?),para los valores de i que varían de 0 a num_?ntens?dad_?ntervalos_menos1 (c) El valor de i para cada valor promedio de bloque es más grande o igual que ?ntens?dad_?ntervalo_?nfer?or_un?ón(c)(?) y menor o igual que intensidad_¡ntervalo_superior_unión(c)(¡), señalado por s, sirve para seleccionar los parámetros de grano de película para el bloque actual establecido durante el paso 100. Cuando no existe un valor que cumpla con la condición previa, no ocurre la simulación del grano de película para el bloque actual. En tal caso, el proceso de creación del bloque de grano de película que de otra forma ocurriría en el paso 104, como se describe adelante, no ocurre. Bajo tales condiciones, el paso 108 de desbloqueo, como se describe aquí, recibe como una entrada un bloque de 8x8 con todos sus píxeles igual a cero. En la modalidad ilustrativa, el mensaje SEI contiene frecuencias de corte alto horizontal y vertical (algunas veces referidas como frecuencias de corte) que describen las propiedades de un filtro bi-dimensional que caracteriza en patrón de grano de película deseado). Las frecuencia de corte de los componentes croma (c=1,2) establecidas en el mensaje SEI, cuando se establecen en un formato de croma 4:4:4, experimentan el escalamiento para adaptar el formato de croma 4:2:0 como sigue: Comp_modelo_valor(c)(s)(1)=Adjuntar(2,14(comp_modelo_valor(c)(s)(1)<< 1) Comp_modelo_valor(c)(s)(2)=Adjuntar(2,14(comp_modelo_valor(c)(s)(2)<< 1) El paso 104 inicia el proceso de establecer un bloque de grano de película, típicamente aunque no necesariamente, píxeles de 8x8 de tamaño. El paso de establecer el bloque de grano de película de píxeles 8x8 involucra recuperar un bloque de una muestra de grano de película 8x8 de la base de datos 105 del grano de película y escalar la muestra con la intensidad apropiada, aunque escalar es deseable que ocurra mas no necesaria La base de datos 105 típicamente comprende 169 patrones de 4,096 muestras de grano de película, cada una representa un patrón de grano de película de 64x64 La base de datos 105 almacena los valores en forma complementaria de 2, que varia de 127 a 127 La síntesis de cada patrón de grano de película típicamente ocurre con el uso de un par especifico de frecuencias de corte que establecen un filtro bi-dimensional que define el patrón del grano de película Las frecuencias de corte transmitidas en el mensaje SEI permiten el acceso a la base de datos 105 de los patrones de grano de película durante la simulación del grano de película La creación de un bloque de grano de película de 8x8 pixeles no necesariamente involucra la recuperación de un bloque de muestras de grano de película 8x8 desde la base de datos, pero el escalamiento de esas muestras con la intensidad apropiada Las frecuencias de corte (comp_modelo_valor(c)(s)(1 ) y comp_modelo_valor(c)(s)(2) determinan el patrón de la base de datos que sirve como la fuente de muestras de grano de película y dos valores generados en forma aleatoria seleccionan un bloque 8x8 de la misma Estos valores aleatorios representan el desplazamiento horizontal y vertical dentro del patrón de píxel 64x64 y se crean con el uso del siguiente procedimiento k_desplazam?ento = (MSB16(x(r,ec))%52) k_desplazam?ento & = OxFFFC k_desplazam?ento + = m&0x0008 1_desplazam?ento = (LSB16(x(r,ec))%56) 1_desplazam?ento & = OxFFFC 1_desplazam?ento +=n&0x0008 en donde x(r,ec) indica el símbolo °r de la secuencia x de los números pseudo-aleatopos generados por un generador 114 de número aleatorio ilustrado en la Figura 3, cuando el generador de numero aleatorio se inicia con la con la semilla ec Como se puede observar en la Figura 3, el generador 114 de número aleatorio comprende un registro de desplazamiento de 32 bits cuyos dieciséis bits más importantes y dieciséis bits menos importantes constituyen los valores MSB16 y LSB16, que aparecen antes (m,n) son las coordenadas para el bloque 8x8 actual en la imagen decodificada Para el k_desplazam?ento, la primera ecuación genera un valor pseudo-aleatopo distribuido uniformemente en el intervalo (0,51), la segunda ecuación restringe el valor a múltiplos de 4, y la última ecuación añade 8 al k_desplazam?ento cuando M%16 iguala a 8 Las operaciones equivalentes se realizan para el l_desplazam?ento En la practica, el generador 114 de numero pseudo-aleatopo de la Figura 3 hace uso de un operador de módulo 2 de polinomio primitivo, x3' + x3 + 1 en conexión con un registro de desplazamiento de 32 bits, para seleccionar en forma aleatoria los bloques de grano de película de 8x8 píxeles de los patrones de grano de película de 6464 píxeles almacenados en la base de datos 105 En la modalidad ilustrada, la iniciahzación de una semilla del generador 114 de número pseudo-aleatopo ocurre de conformidad con la siguiente ecuación ec = Sem?lla_LUT ((ABS(POC) + ?dr_p?c_?d << 5 + desplazam?ento(c))%173 en donde ABS( ) señala el valor absoluto POC es la cuenta del orden de la imagen de la imagen actual, que debe derivarse de la corriente de video como se especifica en la norma ITU-T Rec H 264/ISO/IEC 14496-10, y ?dr_p?c_?d debe leerse del encabezado de rebanada de una corriente de video ITU-T Rec H 264 ISO/IEC 14496-10 en orden para identificar las imágenes IDR Para asegurar una simulación de grano de película apropiada, las especificaciones del sistema HD DVD especifican que ?dr_p?c_?d cambia para cada IDR codificada, mientras que el desplazam?ento(3) = (0,58,115) proporciona un desplazamiento diferente para cada componente de color, y sem?lla_LUT aparece en el Anexo A, sub-clausula A 3 Durante una pausa, las semillas del generador 114 de número pseudo-aleatopo experimentan la inicialización al mismo valor al inicio de la imagen De manera alternativa, la señal se puede iniciahzar como sigue ec = sem?lla_LUT(P?cOrdenCNT + P?cOrdenCnt_desplazam?ento<< 5 + color_desplazam?ento(c))%256 en donde color_desplazam?ento(3) = (0,85,170) y sem?lla_LUT contiene 256 valores en lugar de 173 El valor x(r,ec) pseudo-aleatopo creado con el uso del generador 114 de número pseudo-aleatopo de la Figura 3, experimenta la actualización cada 16 píxeles (en forma horizontal) y cada 16 líneas (en forma vertical) de la imagen Cada área no traslapada de 16x16 píxeles de la imagen decodificada utiliza el mismo numero x(r,ec) pseudo-aleatopo Como se ilustra en la Figura 4, la secuencia resultante de los valores x(r, ec) pseudo-aleatopos sigue un orden de rastreo de rastreo sobre una trama de 16x16 píxeles, lo que permite un orden de rastreo de los bloques de 8x8 píxeles como se describe antes Como parte del paso 104 de creación del grano de película, en la modalidad ilustrada, la computación de los desplazamientos aleatorios es seguida por el escalamiento de 64 valores de grano de película extraídos de la base de datos como sigue escala_factor = BIT0(x(r,ec)) == 0? comp_modelo_valor(c)(s)(0) comp_modelo_valor(c)(s)(0) escala_factor>> = (c==)?01 para (k=0, k<8, k++) para (1=0, 1<8, 1++) ( g=escala_factor*base de datos(h)(v)(k + k_desplazam lento) (1+l_despl aza miento) película_grano_bloque(k)(1) = log2 escala factor- (((9+2 1)>>log2_escala_factor) + 32)>>6 en donde h es igual a comp_modelo_valor(c)(s)(1 )-2, v es igual a comp_modelo_valor(c)(s)(2)-2 y el factor 6 escala los valores de grano de película, provistos en el Anexo A, Apéndice A 3 y BIT0 denota el LSB El desbloqueo ocurre durante el paso 108, por lo cual el filtro de desbloqueo (no mostrado) se aplica entre los bloques de grano de película adyacentes para asegurar la formación sin interrupción de los patrones de grano de película En la modalidad ilustrada, el filtrado de desbloqueo aplica solamente en los bordes verticales entre los bloques adyacentes Suponiendo una simulación de los bloques de grano de película en el orden de rastreo de rastreo y los píxeles extremos izquierdos del bloque_fg_actual yacen adyacentes a los píxeles extremos derechos del bloque_fg_prev?o, el filtrado de desbloqueo típicamente ocurre por medio de un filtro de 3 tomas como sigue para (k=0,k<8, k++) 11= prev?o_fg_bloque(6)(k) 10= prev?o_fg_bloque(7)(k) rO = actual_fg_bloque(0)(k) r1= actual_fg_bloque(1)(k) actual_fg_bloque(0)(k)= (10+(r0<<1) + r1 +2)>>2 previ o_fg_bloque(7)(k)= (11+(10<<1) + r0 + 2)>>2 Al final del proceso de simulación de grano de película, el bloque de grano de película desbloqueado experimenta el mezclado con el bloque de imagen decodificada correspondiente a través del bloque 110 y el resultado se adjunta a (0,255) antes del despliegue en la siguiente manera para (k=0, k<8, k++) para(1=0, 1<8, 1++), despl?egue_?magen(c)(m + k)(n + 1)=Adjunto(0,255 decod?f?cada_?magen(c)(m + k)(n + 1) + fg_bloque(k)(1)) en donde (m,n) son las coordenadas de la esquina superior izquierda del bloque, decod?f?cada_?magen(c)(m + k)(n + 1 ) es el valor de píxel decodificado en las coordenadas (m + k, n + 1) del componente c de color y el despl?egue_?magen(c)(m+k)(n + 1) es la salida de video en las mismas coordenadas Un elemento de conmutación 111 controla el paso del bloque de grano de película desbloqueado al bloque 110 bajo el control de un elemento 112 de control El elemento 112 de control controla el elemento de conmutación en respuesta a si el parámetro del mensaje SEI pel?cula_grano_caracter?st?cas_cancelar_et?queta se iguala con la unidad o el intervalo del cuadro especificado por el parámetro pel?cula_grano_caracter?st?cas_repet?c?on_período ha sido excedido, lo cual dicta si la simulación del grano de película debe ocurrir como se describe antes Aunque se muestran por separado a partir del transcodificador 200, el proceso general comprende los pasos 100, 103, 104 y 108, así como los elementos 101, 102, 105, 106, 109, 111 y 112 que pueden encontrarse dentro del transcodificador Esto mismo aplica con respecto al reproductor DVD (no mostrado) que reproduce el contenido en el DVD 12 Anexo A Alcanzar una representación exacta de bits de una base de datos 105 de patrón de grano de película puede ocurrir al almacenar una lista de valores pre-computados o al computar los valores a través de un proceso de micia zación Proceso de Creación de Base de Datos. La creación exacta de bits de la base de datos 105 puede ocurrir al proporcionar (1) una LUT de números aleatorios Gaussianos, (2) un generador de numero pseudo-aleatopo uniforme, tal como un generador 106 una transformación de entero y al llevar a cabo una secuencia de operaciones antes descrita La creación de un patrón de grano de película 64x64 con frecuencia h+2 de corte horizontal y una frecuencia v+2 de corte vertical produce una base de datos señalada como base de datos (h)(v) El proceso de creación de la base de datos requiere la creación de todos los patrones posibles en la base de datos (h)(v), en donde h y v están dentro del intervalo de 0 a 12 Para formar una imagen de bloque 64x64 individual, se leen hasta 4,096 valores de una LUT de números aleatorios Gaussianos La LUT de los números aleatorios Gaussianos, provista en el Apéndice A 3 está compuesta de 2048 valores almacenados en forma complementaria de 2 y que varia de -127 a 127 El generador de numero pseudo-aleatopo uniforme (PRNG) definida en la Sección 2 se utiliza para tener acceso aleatorio a la LUT de números aleatorios Gaussianos En el paso de micializacion, los valores de una imagen de bloque 64x64 deben ajustarse a cero y la semilla del PRNG debe iniciarse como sigue ehv=serm?lla_LUT(h+v*13) (A-1) La creación de una imagen en bloque de 64x64 ocurre como sigue fh = ((h + 3«2)-1 fv = ((v + 3<<2)-1 para(1=0, r=0 1<=fv 1+ + ) para(k=0,k<=fh,k+=4) B(k)(1) = Gauss?ano_LUT(x(r,ehv)%2,048) B(k+1)(1)= Gauss?ano_LUT(x(r,ehv+1)%2,048) (A-2) B(k+2)(1)= Gauss?ano_LUT(x(r,ehv+2)%2,048) B(k + 3)(1)= Gauss?ano_LUT(x(r,ehu+3)%2,048) r+ + B(0)(0)=0 En donde x(r, ehv) es el valor pseudo-aleatopo creado en la iteración r del polinomio x iniciado en la semilla ehv La computación de una transformación de entero inversa 64x64 La transformación inversa de la matriz 64x64 de coeficientes producirá la base de datos (h)(v) de grano de película La computación de la transformación inversa ocurre como sigue base de datos(h)(v) = (((R64t x B + 128)>>8)xR64 +128)>>8 Desbloqueo de bordes de bloque 8x8 horizontal. El paso final del proceso de creación de un patrón de grano de película 64x64 comprende el desbloqueo de los bordes de bloque 8x8 El desbloqueo se realiza por la atenuación de valores de píxel de conformidad con las siguientes ecuaciones para(1=0, 1<64,1+ = 8) para(k = 0,k<64,k ++) Base de datos(h)(v)(k)(1) = (base de datos(h)(v)(k)(1)*desbloquear_factor(v))>>7 Base de datos(h)(v)(k)(1 +7) = (base de datos(h)(v)(k)(1+7)*desbloquear_factor(v))>>7 ) ) en donde desbloquear_factor(v) se define para una modalidad preferida como: desbloquear_factor(v) = (66,71,77,84,90,96,103,109,116,122,128,128,128) Lo anterior describe una técnica para simular el grano de película en una imagen y más en particular, para simular el grano de película en una imagen para la reproducción en un dispositivo de medios.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 Un método para simular un bloque de grano de película, caracterizado porque comprende los pasos de establecer por lo menos un parámetro por lo menos en parte de conformidad con un atributo de un bloque de imagen, y simular por lo menos un bloque de grano de película de por lo menos un patrón de grano de película generado de conformidad con por lo menos un parámetro 2 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye el paso de mezclar un bloque de grano de película con el bloque de imagen 3 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de simular es precedido por la recepción de un mensaje de información de grano de película complementario que acompaña al bloque de imagen 4 El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende el paso de mezclar el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de decodificación 5 El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende el paso de mezclar el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de despliegue 6 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye el paso de simular el por lo menos un bloque de grano de película en orden de decodificación 7 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye el paso de simular el por lo menos un bloque de grano de película en el orden de despliegue 8 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de establecer también comprende los pasos de recibir un mensaje de información de grano de película que acompaña al bloque de imagen y que contiene una pluralidad de parámetros, cada uno indicativo de un atributo en el grano de película a ser simulado en el bloque de imagen, seleccionar por lo menos uno entre una pluralidad de parámetros 9 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de simular también comprende escalar frecuencias de corte para los componentes croma del bloque de imagen, computar un valor promedio de píxel para el bloque de imagen, comparar el valor promedio de píxel del bloque con un valor de intensidad correspondiente en un mensaje de información de grano de película que acompaña al bloque de imagen a ser mezclado con el bloque de grano de película, recuperar un bloque de grano de película de una base de datos de bloques de grano de película, y desbloquear los bordes verticales entre los bloques adyacentes 10 El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las frecuencias de corte para los componentes croma se escalan en un formato 420 luego de recibir por lo menos un parámetro en un formato de croma 444 11 El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el paso de recuperar un bloque de grano de película también comprende el paso de recuperar en forma aleatoria el bloque de grano de película 12 El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el paso de recuperar también comprende el paso de recuperar un bloque de grano de película de la base de datos de bloques de grano de película pre-computados 13 El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende el paso de establecer la base de datos de los bloques de grano de película al almacenar 169 patrones de 4,096 muestras de grano de película pre-computadas, en una forma complementaria de 2, que varían de -127 a 127 14 El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque también comprende el paso de establecer la base de datos de los bloques de grano de película con los pasos de especificar una tabla de consulta de valores aleatorios Gaussianos, tener acceso aleatorio a la tabla de consulta, llevar a cabo una transformación inversa en valores de acceso aleatorios de la tabla de consulta, y desbloquear los bordes horizontales de los patrones obtenidos de la transformación de entero inversa 15 El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la simulación de grano de película no ocurre si el mensaje de grano de película que acompaña al bloque de imagen especifica una simulación impedida 16 El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende el paso de impedir la simulación de grano de película cuando el valor del píxel se encuentra fuera de todas las bandas prescritas 17 Un método para simular un bloque de grano de película para un bloque de imagen, caracterizado porque comprende los pasos de establecer por lo menos un parámetro por lo menos en parte de conformidad con un atributo del bloque de imagen, simular por lo menos un bloque de grano de película con una exactitud de bits de conformidad con el por lo menos un parámetro, y mezclar el bloque de grano de película con el bloque de imagen 18 El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el paso de simular es precedido por la recepción de un mensaje de información de grano de película complementario que acompaña al bloque de imagen 19 El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende el paso de mezclar el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de decodificación 20 El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además comprende el paso de mezclar el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de despliegue 21 El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además comprende el paso de simular el por lo menos un bloque de grano de película en el orden de decodificación 22 El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además incluye el paso de simular el por lo menos un bloque de grano de película en el orden de despliegue 23 Un aparato para simular un bloque de grano de película para mezclarlo con un bloque de imagen, caracterizado porque comprende los pasos de un medio para establecer por lo menos un parámetro por lo menos en parte de conformidad con un atributo de un bloque de imagen, y un medio para simular por lo menos un bloque de grano de película al generar por lo menos un patrón de grano de película de conformidad con por lo menos un parámetro 24 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque además incluye un medio para mezclar por lo menos un bloque de grano de película con el bloque de imagen 25 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para mezclar mezcla el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de decodificación 26 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para mezclar mezcla el bloque de grano de película con el bloque de imagen en el orden de despliegue 27 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para simular el grano de película simula el por lo menos un bloque de grano de película en orden de decodificación 28 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para simular el grano de película simula el por lo menos un bloque de grano de película en el orden de decodificación 29 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para establecer también comprende un medio para recibir un mensaje de información de grano de película que acompaña al bloque de imagen y que contiene una pluralidad de parámetros, cada uno indicativo de un atributo en el grano de película a ser simulado en el bloque de imagen, un medio para seleccionar por lo menos un parámetro entre una pluralidad de parámetros 30 El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio para simular también comprende un medio para escalar frecuencias de corte para los componentes croma del bloque de imagen, un medio para computar un valor promedio de píxel para el bloque de imagen, un medio para comparar el valor promedio de píxel del bloque con un valor de intensidad correspondiente en una mensaje de información de grano de película que acompaña al bloque de imagen a ser mezclado con el bloque de grano de película, una base de datos de bloques de grano de película, y un medio para recuperar un bloque de grano de película de la base de datos de bloques de grano de película, y un medio para desbloquear los bordes verticales entre los bloques adyacentes 31 El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el medio para escalar escala las frecuencias de corte para los componentes croma se escalan en un formato 420 luego de recibir por lo menos un parámetro en un formato de croma 444 32 El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el medio para recuperar un bloque de grano de película recupera en forma aleatoria el bloque de grano de película 33 El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la base de datos contiene bloques de grano de película pre-computados 34 El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la base de datos contiene 169 patrones de 4,096 muestras de grano de película pre-computadas, en una forma complementaria de 2, que varían de -127 a 127 35 Un medio legible por computadora para provocar que la computadora simule el grano de película para mezclarlo con un bloque de imagen, caracterizado porque comprende los pasos de un primer medio para provocar que la computadora establezca por lo menos un parámetro por lo menos en parte de conformidad con un atributo del bloque de imagen, y un segundo medio para provocar que la computadora simule por lo menos un bloque de grano de película con exactitud de bits de conformidad con el por lo menos un parámetro 36 Un método para simular un bloque de grano de película para mezclarse con u n bloque de imagen, caracterizado porque comprende los pasos de establecer por lo menos un parámetro por lo menos en parte de conform idad con un atri buto del bloque de imagen , y simular el por lo menos un bloque de grano de pel ícu la de conformidad con el por lo menos un parámetro al tener acceso a la base de datos de patrones de grano de pel ícula 37 El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque además comprende el paso de al macenar la base de datos de patrones de grano de pel ícula en una memoria no volátil 38 El método de conformidad con la reivind icación 36, caracterizado porque también comprende el paso de crear la base de datos de patrón de grano de pel ícula luego de iniciar el sistema 39 U n método para generar en forma aleatoria muestras de grano de película para mezclarse con m uestras de imagen , caracterizado porque comprende los pasos de i niciar una semilla de un generador de número pseudo-aleatopo l uego de recibir el por lo menos un parámetro de grano de pel ícula , y generar por lo menos una muestra de grano de película al tener acceso aleatorio a una base de datos de patrones de grano de pel ícula de conformidad con el número aleatorio 40 El método de conform idad con la reivindicación 39 caracterizado porque ademas comprende el paso de iniciar la semilla con un valor fijo luego de recibir el por lo menos u n parámetro de grano de pel í cul a 41 El método de conformidad con la reivindicación 39 caracterizado porque además comprende el paso de iniciar la semilla con un valor variable luego de recibir el por lo menos un parámetro de g rano de pel ícula 42 El método de conformidad con la reivi ndicación 39, caracterizado porque ademas comprende el paso de iniciar la semilla de conformidad con por lo menos un parámetro extraído de una corriente de bits recibida 43 El método de conformidad con la reivi nd icación 41 , caracterizado porque además com prende el paso de uti l iza el por lo menos u n parámetro para tener acceso a la tabla de consulta de semillas predefin idas