Способ имитации зернистости пленки

Изобретение относится к технологии имитации зернистости пленки в изображении. Технический результат заключается в снижении сложности имитации зернистости пленки. Предложен способ имитации блока зернистости пленки для добавления к блоку изображения посредством первого установления, по меньшей мере, одного параметра изображения в соответствии с, по меньшей мере, одним атрибутом блока. Блок зернистости пленки устанавливается в соответствии с параметром изображения. Также к блоку зернистости пленки может применяться деблокирующая фильтрация. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Эта заявка испрашивает приоритет на основе предварительной патентной заявки США №60/619655, поданной 18 октября 2004 года, материалы которой включены в данный документ.

Область техники

Это изобретение относится к технологии имитации зернистости пленки в изображении.

Уровень техники

Пленки для кинофильмов содержат галогенидосеребряные кристаллы, рассеянные в эмульсии, нанесенной тонкими слоями на основу кинопленки. Экспонирование и проявление этих кристаллов формируют фотографическое изображение, состоящее из дискретных очень маленьких частиц серебра. В цветных негативах серебро подвергается химическому удалению после проявления, и крошечные пятна краски встречаются на участках, где формируются кристаллы серебра. Эти маленькие пятнышки краски обычно называются «зерном» в цветной пленке. Зерно появляется случайным образом распределенным по результирующему изображению из-за случайного образования кристаллов серебра в исходной эмульсии. В однообразно экспонированной области некоторые кристаллы проявляются после экспонирования, в то время как другие - нет.

Зерно изменяется по размерам и формам. В более высокочувствительной пленке формируются более крупные скопления серебра и формируются капли краски, и тем более они имеют тенденцию группироваться вместе в случайные формы. Зернистая структура типично известна как «зернистость». Невооруженный глаз не может различить отдельные зерна, которые изменяются от 0,0002 мм до приблизительно 0,002 мм. Вместо этого глаз различает группы зерен, именуемые каплями. Зритель идентифицирует эти группы капель как зернистость пленки. Когда разрешение изображения становится больше, ощущение зернистости пленки становится выше. Зернистость пленки становится явно заметной в кино и изображениях высокой четкости, тогда как зернистость пленки постепенно теряет важность в SDTV и становится незаметной в более мелких форматах.

Пленка для кинофильма типично содержит зависимый от изображения шум, получающийся либо в результате физического процесса экспонирования и проявления фотографической пленки, либо от последующего редактирования изображений. Фотографическая пленка обладает характерной псевдослучайной структурой, или текстурой, получающейся в результате физической зернистости фотоэмульсии. Альтернативно, подобная структура может быть сымитирована в сформированных компьютером изображениях для того, чтобы смешать их с фотопленкой. В обоих случаях этот зависимый от изображения шум упоминается как зерно. Довольно часто небольшая зернистая текстура представляет желательный признак в кинофильмах. В некоторых случаях зернистость пленки предоставляет признаки, облегчающие визуальное восприятие, которые облегчают правильное восприятие двумерных картин. Зернистость пленки часто изменяется в пределах одной пленки, чтобы предоставить различные ходы мыслей относительно привязки ко времени, точки зрения и т.д. Многие другие технические и художественные использования существуют для управления зернистой текстурой в киноиндустрии. Следовательно, сохранение зернистого внешнего вида изображений на всем протяжении обработки изображения и цепочки передачи стали требованием в киноиндустрии.

Некоторые коммерчески доступные продукты имеют возможность имитирования зернистой пленки, часто для смешивания сформированного на компьютере объекта с натуральной сценой. Cineon® от Eastman Kodak Co, Рочестер Нью-Йорк, одно из первых применений цифровой пленки, чтобы осуществить имитацию зерна, создает очень реалистичные результаты для многих типов зерна. Однако приложение Cineon® не выдает хорошую производительность для многих высокоскоростных пленок из-за заметных диагональных полос, которые приложение создает для больших по размеру настроек зерна. Кроме того, приложению Cineon® не удается имитировать зерно с соответствующей точностью, когда изображения подвергаются предшествующей обработке, например, такой как когда изображения копируются или обрабатываются цифровым образом.

Другим коммерческим продуктом, который имитирует зернистость пленки, является Grain Surgery™ от Visual Infinity Inc., который используется в качестве дополнительного программного модуля к Adobe® After Effects®. Продукт Grain Surgery™ предоставляется, чтобы формировать искусственное зерно посредством фильтрации набора случайных чисел. Этот подход страдает от недостатка, заключающегося в высокой вычислительной сложности.

Никакая из этих вышеприведенных схем не решает проблему восстановления зернистости пленки в сжатом видео. Зернистость пленки составляет высокочастотное псевдослучайное явление, которое типично не может быть подвернуто сжатию с использованием традиционных пространственных и временных способов, которые получают преимущество избыточности в видеорядах. Попытки обработать созданные на пленке изображения с использованием MPEG-2 или ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 технологий сжатия обычно заканчиваются либо неприемлемо низкой степенью сжатия, либо полной потерей зернистой текстуры.

Таким образом, существует необходимость в технологии имитации зернистости пленки, особенно в технологии, которая предоставляет относительно низкую сложность.

Сущность изобретения

Кратко, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящих принципов, имитация блока зернистости пленки для добавления к макроблоку изображения происходит посредством первого установления, по меньшей мере, одного параметра изображения, по меньшей мере, частично в соответствии с, по меньшей мере, одним атрибутом макроблока. После этого блок зернистости пленки устанавливается в соответствии с параметром изображения.

Подробное описание чертежей

Фиг.1 изображает схематическую блок-схему комбинирования передатчика и приемника в цепочке обработки зернистости пленки для применения на практике технологии настоящих принципов;

Фиг.2 изображает схематичную блок-схему системы имитации зернистости пленки в соответствии с настоящими принципами;

Фиг.3 изображает блок-схему сдвигового регистра для генерации примитивного многочлена по модулю 2 для имитации зернистости пленки в соответствии со способом на фиг.2 и

Фиг.4 изображает пиксельную решетку, показывающую использование случайных чисел в генерации зернистости пленки в соответствии со способом на фиг.2.

Подробное описание

Чтобы понять технологию настоящих принципов для имитации точного побитового шаблона зернистости пленки, содержащейся в отдельных блоках зернистости пленки, краткий обзор имитации зернистости пленки окажется полезным. Фиг.1 изображает схематическую блок-схему передатчика 10, который принимает входной видеосигнал и, в свою очередь, формирует сжатый видеопоток в качестве своего вывода. Кроме того, передатчик 10 также формирует информацию, указывающую присутствие зернистости пленки (какой-нибудь) в образце. На практике передатчик 10 может содержать часть матрицы головной станции кабельной телевизионной системы или другой такой системы, которая распространяет сжатое видео одному или более приемникам 11 вниз по направлению трафика, только один из которых показан на фиг.1. Передатчик 10 может также принимать форму кодера, который представляет мультимедийные данные подобно DVD. Приемник 11 декодирует кодированный видеопоток и имитирует зернистость пленки в соответствии с информацией о зернистости пленки и декодированным видео, принятыми от передатчика 10 или непосредственно из самого носителя данных в случае DVD или подобного, чтобы выдать выходной видеопоток, который имеет имитированную зернистость пленки. Приемник 11 может принимать форму телевизионной приставки или другого подобного механизма, который служит, чтобы декодировать сжатое видео и имитировать зернистость пленки в этом видео.

Общее управление зернистостью пленки требует, чтобы передатчик 10 (т.е. кодер) предоставил информацию относительно зернистости пленки во входящем видео. Другими словами, передатчик 10 моделирует зернистость пленки. Кроме того, приемник 11 (т.е. декодер) имитирует зернистость пленки согласно информации о зернистости пленки, принятой от передатчика 10. Передатчик 10 улучшает качество сжатого видео посредством разрешения приемнику 11 имитировать зернистость пленки в видеосигнале, когда существует трудность в сохранении зернистости пленки во время процесса кодирования видео.

В иллюстрированном варианте осуществления на фиг.1 передатчик 10 включает в себя видеокодер 12, который кодирует видеопоток с использованием любой из хорошо известных технологий сжатия видео, таких как ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарт сжатия видео. Необязательно средство 14 удаления зернистости пленки в форме фильтра или подобного, изображенное штриховыми линиями на фиг.1, может существовать выше по направлению трафика кодера 12, чтобы удалять любую зернистость пленки во входящем видеопотоке перед кодированием. Участку, на котором входящее видео не содержит зернистости пленки, не нужно существовать для средства 14 удаления зернистости пленки.

Моделирующее устройство 16 зернистости пленки принимает входной видеопоток, так же как и выходной сигнал устройства 14 удаления зернистости пленки (когда присутствует). Используя такую входную информацию, устройство 16 моделирования зернистости пленки создает зернистость пленки во входящем видеосигнале. В своей простейшей форме устройство 16 моделирования зернистости пленки может содержать таблицу поиска, содержащую модели зернистости пленки для разных неэкспонированных пленок. Информация во входящем видеосигнале будет задавать конкретную неэкспонированную пленку, первоначально использованную для того, чтобы записать изображение, перед преобразованием в видеосигнал, таким образом позволяя устройству 16 моделирования зернистости пленки выбрать соответствующую модель зернистости пленки для такой неэкспонированной пленки. Альтернативно, устройство 16 моделирования зернистости пленки может содержать процессор или специализированную логическую схему, которая будет выполнять один или более алгоритмов для того, чтобы дискретизировать входящее видео и определить шаблон зернистости пленки, который присутствует.

Приемник 11 типично включает в себя видеодекодер 18, который служит для того, чтобы декодировать сжатый видеопоток, принятый от передатчика 10. Структура декодера 18 будет зависеть от типа сжатия, выполненного кодером 12 в передатчике 10. Таким образом, например, использование в передатчике 10 кодера 12, который использует ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарт сжатия видео, чтобы сжать исходящее видео, будет диктовать необходимость H.264-совместимого декодера 18. В приемнике 11 имитатор 20 зернистости пленки принимает информацию о зернистости пленки от устройства 16 моделирования зернистости пленки. Имитатор 20 зернистости пленки может принимать форму программируемого процессора или специализированной логической схемы, имеющей способность имитации зернистости пленки для объединения через объединитель 22 с декодированным видеопотоком.

Имитация зернистости пленки имеет своей целью синтезирование образцов зернистости пленки, которые имитируют вид оригинального содержимого пленки. Как описано, моделирование зернистости пленки происходит в передатчике 10 на фиг.1, тогда как имитация зернистости пленки происходит в приемнике 11. В частности, имитация зернистости пленки происходит в приемнике 11 вместе с декодированием входящего видеопотока от передатчика 10 выше по направлению трафика от вывода декодированного видеопотока. Отметим, что процесс декодирования, который происходит в приемнике 11, не использует изображения с добавленной зернистостью пленки. Скорее, имитация зернистости пленки составляет способ пост-обработки для синтеза имитированной зернистости пленки в декодированных изображениях для отображения. По этой причине ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарт сжатия видео не содержит спецификаций, касающихся процесса имитации зернистости пленки. Однако имитация зернистости пленки требует информации, касающейся шаблона зерна, во входящем видеосигнале, эта информация типично подвергается передаче в сообщении дополнительной информации расширения (SEI) при использовании ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарта сжатия видео, как определено поправкой 1 (расширения области точности воспроизведения) этого стандарта сжатия.

Технология имитации зернистости пленки согласно настоящим принципам разрешает точную побитовую имитацию зернистости пленки и применяется к потребительским продуктам, таким как HD DVD-плееры, например. Другие потенциальные применения могут включать в себя телевизионные приставки, телевизоры и даже записывающие устройства, такие как записывающие видеокамеры и т.п. Имитация зернистости пленки происходит после декодирования двоичного потока видео и перед отображением пикселей. Процесс имитации зернистости пленки требует декодирования дополнительной информации о зернистости пленки, переданной в SEI-сообщении. Спецификации, задействующие SEI-сообщение о зернистости пленки, гарантируют, что технология будет соответствовать требованиям систем высокой четкости с точки зрения качества и сложности.

Значение параметров, переданное в ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 SEI-сообщении о характеристиках зернистости пленки, придерживается этих ограничений:

Параметр model_id определяет модель имитации. Он должен быть 0, что идентифицирует модель имитации зернистости пленки как частотную фильтрацию.

Параметр separate_colour_description_present_flag определяет, отличается ли цветовое пространство, в котором оцениваются параметры зернистости пленки, от цветового пространства, в котором был закодирован видеоряд. Этот параметр равен 0, что указывает, что цветовое пространство для имитации зернистости пленки является таким же, что и для кодирования.

Параметр blending_mode_id определяет режим смешивания, используемый, чтобы смешивать имитированную зернистость пленки с декодированными изображениями. Этот параметр равняется 0, что соответствует режиму аддитивного смешивания.

Параметр log2_scale_factor определяет множитель логарифмической шкалы, используемый, чтобы представить параметры зернистости пленки в SEI-сообщении. Этот параметр находится в диапазоне [2, 7], чтобы гарантировать, что имитация зернистости пленки может произойти с использованием 16-битной арифметики.

Параметры intensity_interval_lower_bound[j][i] и intensity_interval_upper_bound[j][i] определяют границы интервала i интенсивности цветовой составляющей j, для которой были смоделированы параметры зернистости пленки. Для всех j и i, intensity_interval_lower_bound[j][i+1] этот параметр остается большим, чем intensity_interval_upper_bound[j][i], так как много раз сформированная зернистость пленки не допускается.

Параметр num_model_values_mines1[j] определяет число значений моделей, присутствующих для каждого интервала интенсивности цветовой составляющей j. Для всех j этот параметр находится в диапазоне [0, 2], что указывает на то, что полосовая фильтрация и цветовая перекрестная корреляция не поддерживаются.

Параметр comp_model_value [j][i][0] определяет интенсивность зернистости пленки для цветовой составляющей j и интервала i интенсивности. Для всех j и i этот параметр лежит в диапазоне [0, 255], чтобы гарантировать, что имитация зернистости пленки может быть выполнена с использованием 16-битной арифметики.

Параметр comp_model_value[j][i][1] определяет горизонтальный высокий срез частоты, который характеризует форму зернистости пленки для цветовой составляющей j и интервала i интенсивности. (Горизонтальный высокий и низкий срез частот вместе с вертикальным высоким и низким срезами частот, которые описывают свойства двухмерного фильтра, что характеризует желаемый шаблон зернистости пленки.) Для всех j и i этот параметр находится в диапазоне [2, 14], который включает в себя все требуемые шаблоны зернистости.

Параметр comp_model_value[j][i][2] определяет вертикальный высокий срез частоты, который характеризует форму зернистости пленки для цветовой составляющей j и интервала i интенсивности. Для всех j и i этот параметр должен находиться в диапазоне [2, 14], который включает в себя все требуемые шаблоны зернистости. Для комбинации всех цветовых составляющих j и интервалов i интенсивности в SEI-сообщении число разных пар (comp_model_value[j][i][1], comp_model_value[j][i][2]) остается не больше чем 10.

Все другие параметры в SEI-сообщении о зернистости пленки определяются ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандартом, не имеющими ограничения согласно этой спецификации.

В соответствии с настоящими принципами точная побитовая имитация зернистости пленки происходит в текущей картинке, пока параметр film_grain_characteristics_cansel_flag не равняется единице или диапазон кадров, определенный параметром film_grain_characteristics_repetition_period, не исчерпывается. Текущие спецификации ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарта позволяют имитацию зернистости пленки во всех цветовых составляющих. Зернистость пленки имитируется и добавляется к цветовой составляющей c декодированного изображения, если параметр comp_model_present_flag[c] равняется единице в SEI-сообщении о зернистости пленки. Точная побитовая имитация зернистости пленки происходит посредством определения: базы данных шаблонов зернистости пленки, генератора единообразных псевдослучайных чисел и точной последовательности операций. Имитация зернистости пленки типично происходит независимо для каждой цветовой составляющей.

Фиг.2 изображает [JL1] схематичную блок-схему способа в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящих принципов имитации зернистости пленки. Способ начинает выполнение 100, чтобы установить параметры для имитированной зернистости пленки. Часть процесса установления параметров зернистости пленки для имитированной зернистости пленки включает в себя извлечение информации о зернистости пленки, переданной входящим видеосигналом. С помощью входящего видеосигнала, закодированного с использованием ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10 стандарта кодирования видео, информация о зернистости пленки будет существовать в SEI-сообщении. Извлечение SEI-сообщения требует декодирования входящего H-264 кодированного входящего видеосигнала с использованием H.264|MPEG-4 AVC-совместимого декодера 101, как показано на фиг.2.

Как обсуждалось выше, SEI-сообщение содержит несколько параметров, включающих в себя intensity_interval_lower_bound[c][i] и intensity_interval_upper_bound[c][i] параметры, где i колеблется в пределах от 0 до значения параметра num_intensity_intervals_minus1[c]. Эти параметры SEI-сообщения подвергаются сравнению со средним значением интенсивности пикселей, вычисленным во время этапа 102 для цветовой составляющей c каждого неперекрывающегося блока 8×8 пикселей в декодированном изображении, сохраненном в буфере 102 дисплея, позволяющем декодирование декодером 101. Для каждого неперекрывающегося блока 8×8 пикселей из цветовой составляющей c декодированного изображения вычисление среднего значения происходит во время этапа 102 следующим образом:

avg=0

for(i=0..7,j=0..7)

avg+=decoded_image[c][m+i][n+j]

avg=(avg+32)>>6

где (m, n) являются координатами верхнего левого угла блока, а decoded_image[c][x][y] является декодированным значением пикселя в координатах (x, y) цветовой составляющей c, которое может принимать значения 0, 1 или 2, представляющие отдельную одну из трех первичных цветовых составляющих.

Значение i, для которого среднее значение интенсивности пикселей макроблока остается не меньшим, чем intensity_interval_lower_bound[c][i], и не большим, чем intensity_interval_upper_bound[c][i], служит как основа для выбора параметров зернистости пленки для зернистости пленки, имитированной для текущего блока в изображении. Если не существует значение, которое удовлетворяет условию, имитация зернистости пленки не произойдет для текущего блока.

Процесс выбора параметра зернистости пленки типично включает в себя этап масштабирования срезанных частот при обработке компонентов цветности (с=1, 2) для того, чтобы приспособиться к формату цветности 4:2:0, как следующий:

comp_model_value[c][s][1]=Clip(2, 14, (comp_model_value[c][s][1]<<1))

comp_model_value[c][s][2]=Clip(2, 14, (comp_model_value[c][s][2]<<1))

Этап 104 инициирует установление блока зернистости пленки, типично даже если не является непременно 8×8 пикселей по размеру. Этап установления блока зернистости пикселей в 8×8 пикселей предполагает извлечение блока 8×8 образца зернистости пленки из базы данных 105 зернистости пленки, и масштабирование образца до правильной интенсивности, хотя масштабирование при желании необязательно. База данных 103 типично содержит 169 шаблонов из 4096 образцов зернистости пленки, каждый представляет шаблон зернистости пленки 64×64. База данных 105 хранит значения в 2-комплектной форме, изменяясь от -127 до 127. Синтез каждого шаблона зернистости пленки типично происходит с использованием конкретной пары срезанных частот, которая устанавливает двухмерный фильтр, который определяет шаблон зернистости пленки. Срезанные частоты, переданные в SEI-сообщении, разрешают доступ к базе данных 105 шаблонов зернистости пленки во время имитации зернистости пленки.

Масштабированные срезанные частоты (comp_model_value[c][s][1] и comp_model_value[c][s][2]) определяют, какой шаблон базы данных служит источником образцов зернистости пленки. Два случайно сформированных значения служат для того, чтобы выбрать блок 8×8 из шаблона, выбранного в соответствии с обрезанными частотами. Эти случайные значения, используемые, чтобы выбрать блок зернистости пленки 8×8 пикселей, представляют горизонтальное и вертикальное смещение в пиксельном шаблоне 64×64 и создаются с использованием следующей процедуры:

i_offset=(MSB₁₆(x(k, e_c))% 52)

i_offset &=0xFFFC

i_offset+=m & 0x0008

j_offset=(LSB₁₆(x(k, e_c))% 56)

j_offset &=0xFFF8

j_offset+=n & 0x0008

где x(k,e_c) указывает k-й символ в последовательности x псевдослучайных чисел, инициированной с помощью начального числа e_c, MSB₁₆ и LSB₁₆ обозначают 16 самых старших битов и 16 самых младших битов соответственно, а (m, n) являются координатами текущего блока 8×8 в декодированном изображении. Для i_offset первое равенство формирует псевдослучайное значение, однообразно распределенное в диапазоне [0, 51], второе равенство ограничивает это значение кратным 4, и последнее равенство добавляет 8 к i_offset, когда m%16 равно 8. Эквивалентные операции выполняются для j_offset.

Генератор 106 однообразных псевдослучайных чисел предоставляет псевдослучайные числа, используемые для того, чтобы выбрать пиксельный блок 8×8. Обращаясь к фиг.3, генератор 106 [JL2] псевдослучайных чисел типично содержит 32-битный сдвиговый регистр, который выполняет примитивный оператор многочлена по модулю 2, x^31+x^3+1, чтобы случайным образом выбрать блоки зернистости пленки в 8×8 пикселей из шаблонов зернистости пленки в 64×64 пикселей в базе данных. Два псевдослучайных числа, используемых для выбора блока зернистости пленки 8×8, содержат 16 самых старших битов (MSB) и 16 самых младших битов, соответственно выведенных сдвиговым регистром.

Псевдослучайное значение x(k, e_c), созданное с использованием генератора 106 псевдослучайных чисел, подвергает обновлению каждые 16 пикселей (горизонтально) и каждые 16 линий (вертикально) изображения. Одинаковое псевдослучайное число x(k, e_c) используется для каждой неперекрывающейся области в 16×16 пикселей декодированного изображения. Как иллюстрировано на фиг.4, результирующая последовательность псевдослучайных значений x(k, e_c) следует порядку сканирования растра по решетке 16×16 пикселей. В то время как иллюстрированный вариант осуществления предполагает порядок сканирования растра в 8×8 пикселей, другие осуществления остаются возможными.

Генератор 106 случайных чисел имеет разные начальные числа в зависимости от цветовой составляющей (c), к которой добавляется зернистость пленки. При приеме SEI-сообщения о зернистости пленки начальное число e1, используемое для имитации зернистости пленки по первой цветовой составляющей, типично имеет значение, равное единице. Начальное число e2, используемое для имитации зернистости пленки по второй цветовой составляющей, типично имеет значение 557,794,999; тогда как начальное число e3, используемое для имитации зернистости пленки по третьей цветовой составляющей, типично имеет значение 974,440,221.

Обращаясь к фиг.2, увидим, что после вычисления случайных смещений извлечение 64 значений зернистости пленки из базы данных и масштабирование (если необходимо) происходит как следующее:

scale_factor=BIT₀(x(k, e_c))=0 ? comp_model_value[c][s][0]:-

comp_model_value[c][s][0]

for(i=0..7, j=0..7)

g=scale_factor*database[h][v][i+i_offset][j+j_offset]

film_grain_block[i][j]=(((g+2^log2-^{scale_factor-1})>>

log2_scale_factor)+32)>>6

где h равно comp_model_value[c][s][1]-2, v равно comp_model_value[c][s][2]-2, а множитель 6 масштабирует значения зернистости пленки, найденные в базе данных шаблонов зернистости пленки. BIT₀ обозначает LSB.

Во время этапа 108 деблокирующая фильтрация происходит между каждым блоком зернистости пленки, созданным во время этапа 104, и предыдущим блоком 109, чтобы обеспечить цельное формирование шаблонов зернистости пленки. Деблокирующая фильтрация применяется только к вертикальным краям между смежными блоками. Предполагая имитацию блоков зернистости пленки в порядке сканирования растра и то, что крайние слева пиксели current_fg_block находятся по соседству с крайними справа пикселями previous_fg_block, деблокирующая фильтрация типично происходит посредством 3-отводного фильтра с коэффициентами 1,2,1 (не показан) как следующая:

for(i=0, j=0..7)

current_fg_block[i][j]=(previous_fg_block[i+7][j]+

(current_fg_block[i][j]<<1)+

current_fg_block[i+l][j]+2)>>2

previous_fg_block[i+7][j]=(previous_fg_block[i+6][j]+

(previous_fg_block[i+7][j]<<1)+

current_fg_block[i][j]+2)>>2

В конце процесса имитации зернистости пленки деблокированный блок зернистости пленки подвергается смешиванию с соответствующим блоком декодированного изображения через блок 110, и результат подвергается ограничению до [0, 255] перед отображением следующим образом:

for(i=0..7, j=0..7)

display_image[c][m+i][n+j]=Clip(0, 255, decoded_image[c][m+i][n+j]+

fg_block[i][j])

где (m, n) являются координатами верхнего левого угла блока, decoded_image[c][x][y] является декодированным значением пикселя в координатах (x, y) цветовой составляющей c, а display_image[c][x][y] является видеовыводом в тех же координатах.

Переключающий элемент 111 управляет прохождением деблокированного блока зернистости пленки в блок 110 под управлением элемента 112 управления. Элемент 112 управления управляет переключающим элементом, отвечающим за то, равняется ли параметр SEI-сообщения film_grain_characteristics_cancel_flag единице, или истек диапазон кадров, определенный параметром film_grain_characteristics_repetition_period, который диктует, должна ли происходить имитация зернистости пленки, как обсуждалось выше.

Упомянутое выше описывает технологию имитации зернистости пленки, которая имеет применение в бытовых электронных устройствах, таких как телевизионные приставки, HD DVD-плееры, телевизоры и записывающие видеокамеры. Относительно низкая стоимость оперативной памяти легко позволяет встраивание базы данных 105 зернистости пленки в элемент памяти. Объединение одного или более из микропроцессора, программируемой вентильной матрицы и специализированной логической схемы, отображенной в целом в блоке 114 на фиг.2, может легко выполнить этапы установления параметров зернистости пленки, создания блока зернистости пленки и деблокирующей фильтрации, чтобы вывести блок зернистости пленки для добавления к видеоизображению.

1. Способ имитации блока зернистости пленки для добавления к блоку изображения, содержащий этапы, на которых: устанавливают, по меньшей мере, один параметр зернистости пленки, по меньшей мере, частично в соответствии с атрибутом изображения; и устанавливают, по меньшей мере, один блок зернистости пленки в соответствии с, по меньшей мере, одним параметром зернистости пленки, при условии, что, по меньшей мере, один параметр зернистости пленки лежит в пределах заданного диапазона.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап, на котором выполняют деблокирующую фильтрацию блока зернистости пленки.

3. Способ по п.1, в котором этап установления, по меньшей мере, одного блока зернистости пленки содержит этапы, на которых: предоставляют множество шаблонов зернистости пленки для выбора; и выбирают среди множества шаблонов зернистости пленки исходный шаблон; выбирают из исходного шаблона блок зернистости пленки.

4. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, один параметр изображения зернистости пленки содержит среднюю интенсивность пикселей.

5. Способ по п.4, дополнительно содержащий этап, на котором сравнивают с пороговым значением среднюю интенсивность пикселей в соответствии с верхним и нижним пороговыми значениями интенсивности пикселей, содержащимися в дополнительной информации, сопровождающей изображение.

6. Способ по п.3, в котором этап выбора блока зернистости пленки из шаблона зернистости пленки дополнительно содержит этап, на котором случайным образом выбирают блок зернистости пленки.

7. Способ по п.6, в котором этап случайного выбора блока зернистости пленки из шаблона зернистости пленки дополнительно содержит этапы, на которых: формируют первое и второе псевдослучайные числа; формируют первое и второе смещения в шаблоне зернистости пленки на основе первого и второго псевдослучайных чисел; и извлекают блок зернистости пленки в положении в шаблоне зернистости пленки, заданном первым и вторым смещениями.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором масштабируют извлеченный блок зернистости пленки.

9. Способ по п.7, в котором этап генерации первого и второго чисел дополнительно содержит этапы, на которых: заполняют сдвиговый регистр начальным значением, выбранным в соответствии с цветовой составляющей макроблока, и извлекают набор самых старших битов в качестве первого случайного числа; и извлекают набор самых младших битов в качестве второго случайного числа.

10. Способ по п.3, в котором этап предоставления множества шаблонов зернистости пленки для выбора дополнительно содержит этап, на котором наполняют базу данных предопределенных шаблонов зернистости пленки.

11. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором смешивают деблокированный шаблон зернистости пленки с блоком изображения.

12. Способ по п.1, в котором этап деблокирования дополнительно содержит этап, на котором деблокируют вертикальные края между соседними блоками зернистости пленки.

13. Способ имитации зернистости пленки в формате цветности 4:2:0 в, по меньшей мере, одном блоке изображения, содержащий этапы, на которых: устанавливают, по меньшей мере, один параметр зернистости пленки в формате цветности 4:4:4 в соответствии с, по меньшей мере, одним атрибутом, по меньшей мере, одного блока; и получают блок зернистости пленки из базы данных шаблонов зернистости пленки посредством случайного выбора блока зернистости пленки из базы данных в соответствии с, по меньшей мере, одним параметром зернистости пленки, при условии, что, по меньшей мере, один параметр зернистости пленки лежит в пределах заданного диапазона.

14. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором деблокируют, по меньшей мере, часть полученного блока зернистости пленки.

15. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором смешивают деблокированный блок зернистости пленки с, по меньшей мере, одним блоком изображения.

16. Устройство имитации блока зернистости пленки для добавления к блоку изображения, содержащее: имитатор зернистости пленки для установления, по меньшей мере, одного параметра зернистости пленки, по меньшей мере, частично в соответствии с атрибутом изображения и для установления, по меньшей мере, одного блока зернистости пленки в соответствии с параметром зернистости пленки, при условии, что, по меньшей мере, один параметр зернистости пленки лежит в пределах заданного диапазона.

17. Устройство по п.16, дополнительно содержащее деблокирующий фильтр для деблокирующей фильтрации блока зернистости пленки.

18. Устройство по п.16, в котором имитатор зернистости пленки дополнительно содержит: базу данных, предоставляющую множество шаблонов зернистости пленки для выбора; средство выбора среди множества шаблонов зернистости пленки исходного шаблона; и средство выбора из исходного шаблона блока зернистости пленки.

19. Устройство по п.16, в котором, по меньшей мере, один параметр изображения зернистости пленки содержит среднюю интенсивность пикселей.

20. Устройство по п.19, дополнительно включающее в себя средство сравнения с пороговым значением средней интенсивности пикселей в соответствии с верхним и нижним пороговыми значениями интенсивности пикселей, содержащимися в дополнительной информации, сопровождающей изображение.

21. Устройство по п.18, в котором средство выбора блока зернистости пленки из шаблона зернистости пленки дополнительно содержит средство случайного выбора блока зернистости пленки.

22. Устройство по п.21, в котором средство случайного выбора блока зернистости пленки из шаблона зернистости пленки содержит: средство генерации первого и второго псевдослучайных чисел; средство генерации первого и второго смещений в шаблоне зернистости пленки на основе первого и второго псевдослучайных чисел; и средство извлечения блока зернистости пленки в размещении в шаблоне зернистости пленки, определенном первым и вторым смещениями.

23. Устройство по п.22, дополнительно содержащее средство масштабирования извлеченного блока зернистости пленки.

24. Устройство по п.22, в котором средство генерации первого и второго псевдослучайных чисел дополнительно содержит: сдвиговый регистр, заполненный значением, выбранным в соответствии с цветовой составляющей макроблока, для выдачи набора самых старших битов в качестве первого случайного числа и набора самых младших битов в качестве второго случайного числа.

25. Устройство по п.18, в котором база данных включает в себя предварительно определенные шаблоны зернистости пленки.

26. Устройство по п.16 дополнительно содержащее средство смешивания деблокированного шаблона зернистости пленки с макроблоком.

27. Устройство по п.17, в котором деблокирующий фильтр деблокирует вертикальные края между соседними блоками зернистости пленки.