ВВЕДЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО ЧИСЛА, СВЯЗАННОГО С ТЕЛЕВИЗИОННЫМ СИГНАЛОМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО ШУМА Российский патент 2009 года по МПК G06T5/00 H04N5/253 H04N7/26 H04N9/11 

Изобретение относится к телевизионному сигналу.

Изобретение также относится к носителю данных, содержащему такой телевизионный сигнал.

Изобретение также относится к устройству обработки сигнала, выполненному для обработки такого телевизионного сигнала.

Изобретение также относится к устройству считывания дисков, совместимому с таким носителем данных.

Изобретение также относится к телевизионному сигналу, принимаемому системой, содержащей блок обработки сигнала.

Изобретение также относится к способу поддержки вывода сигнала изображения из такого телевизионного сигнала.

Изобретение также относится к программному средству для такого способа.

Изобретение также относится к способу для генерирования такого телевизионного сигнала.

В уровне техники генерирование движущегося изображения осуществляется в основном двумя обыкновенными путями захвата изображений. Первый осуществляется при помощи фотографической эмульсии, а второй осуществляется при помощи электронного захвата, в настоящее время в основном устройством CCD (ПЗС, прибор с зарядовой связью). Движущиеся изображения, генерируемые любым устройством, с точки зрения восприятия отличаются в нескольких аспектах, в частности, они имеют различные шумовые характеристики. При электронном захвате шум является в значительной мере электронным по своей природе и может быть попиксельно аппроксимирован гауссовой переменной. В фотографически созданном материале шум отличается от естественного. Эмульсии содержат частицы галоида серебра различного размера со средним размером, зависящим от чувствительности эмульсии (дневные эмульсии имеют в среднем меньшие частицы, чем эмульсии для использования при слабых условиях освещенности). Градация серого генерируется в зависимости от оценок того, как много частиц каждого размера в частной области эмульсии активируются несколькими налетающими фотонами. Окончательный вид этого процесса является изображением, содержащим шум, который может быть моделирован пространственно-коррелированным шумом, распространяющимся по смежным элементам изображения (например, по пикселям в цифровом изображении). Заметим, что термин “шум” относится к различным значениям, изменяющимся от отдельного случайного значения, добавленного на отдельный пиксел, до пространственно-коррелированного или структурированного шума. В этом тексте термины зерно фотопленки и шум используются по очереди, показывая специалисту, что в настоящее время описанная технология может работать и с шумом отдельного пикселя (как для датчиков ПЗС), и с пространственно-коррелированным шумом (что может иметь место, например, при отправке шумовой последовательности через пространственный фильтр и добавлении фильтрованных значений к пикселям изображения).

Патент США № 5917609 раздельно описывает сжатие данных изображения объекта и шума и добавление шума на стороне декомпрессора. Шум сложен для компрессии, поскольку он является избыточным с точки зрения компрессии. Обычно шум не кодируется, поскольку в любом случае зритель не хочет его видеть. Современные стандарты компрессии (MPEG, AVC, ...) обычно используют кодирование на основе частоты (дискретное косинусное преобразование ДКП (DCT)), в котором убираются высокие частоты, поскольку высокие частоты обычно представляют шум. Однако в последнее время появилось направление, в частности, среди поставщиков информации для повторного рассмотрения шума, по меньшей мере шума фотографических эмульсий, называемого зерном фотопленки/шума. Во-первых, это дает художественное оригинальное восприятие кино, а во-вторых, противоположный эффект компрессии, уменьшение резкости, обычно компенсируется введением шума.

Поскольку частицы галоида серебра могут быть распределены повсюду внутри действительно используемой эмиссии, то суть патента США № 5917609 заключается в том, чтобы могла быть достигнута высокая компрессия для шума. Шум не может быть восстановлен в фактически существующее его состояние, показанное в захваченном изображении, скорее будет сделано какое-то распределение шума со статическими свойствами используемой эмульсии (амплитуда, корреляция и так далее). Поэтому вместо кодирования шума он может быть восстановлен уравнением генератора шума и добавлением к данным сжатого объекта на стороне декомпрессора.

Объектом изобретения является обеспечение возможности предсказуемого восстановления шума на стороне, принимающей телевизионный сигнал.

Изобретатели поняли, что существуют изъяны метода согласно патенту США № 5917609, заключающиеся в том, что различные воспроизведения изображения в движении (различными приемниками или одним и тем же приемником для различных примеров воспроизведения) имеют своим результатом различные зрительные проявления из-за добавления случайного шума, то есть не существует контроля над тем, что действительно производится на стороне декомпрессора.

Задача настоящего изобретения реализуется в том, что телевизионный сигнал, содержащий данные изображения, дополнительно содержит заранее определенное начальное число, используемое для запуска псевдослучайного генератора, производящего определенную последовательность произвольных значений, которые должны быть использованы для добавления шума к данным изображения.

Генераторы псевдослучайного шума имеют ту особенность, что они производят последовательность шумовых значений в заранее определенном детерминированном порядке. Термин “детерминированный” в контексте данного текста должен быть рассмотрен следующим образом. Случайные генераторы обычно работают, применяя так называемую переходную функцию f к предшествующей псевдослучайной реализации r_n-1 для получения текущей реализации r_n:

R_n=f(r_n-1)

Термин “детерминированный” означает, что при данном начальном значении, называемом начальным числом r₀, получают для одного и того же начального числа одну и ту же последовательность псевдослучайных значений, то есть эта последовательность полностью заранее определена одним или несколькими начальными числами (последнее является случаем для уравнений, которые генерируют текущую реализацию в зависимости от нескольких предыдущих реализаций). Это не следует путать с указанием, детерминистически обозначающим, что существует по меньшей мере слабая корреляция между отсчетами, делающая последовательность не полностью случайной, что может предполагаться, если последовательность создается простой математической формулой. Хотя это может быть проблемой для шифрования, добавление шума, обусловленного зернистостью пленки, все же простительно в том, что оно достаточно, когда последующие значения в последовательности кажутся скорее случайными, то есть они не могут быть легко спрогнозированы. Кроме того, вероятность распределения случайных шумовых значений необязательно должна быть гауссовской.

Поддержка заранее заданного начального числа в телевизионном сигнале, который в дальнейшем используется каждым принимающим устройством, имеющим один и тот же псевдослучайный генератор, гарантирует, что результирующий выходной сигнал изображения, получающийся добавлением на поэлементной основе генерируемых шумовых значений к данным элементам изображения (например, пиксели объекта в цифровом представлении или область сканирующей линии в аналоговом представлении), взятый из данных изображения, является одним и тем же для каждого представления. Поэтому поставщику информации не нужно беспокоиться, что в конкретном приемнике, например, визуально неприятное шумовое значение генерируется по форме символа субтитра, предпочтительно это может быть предварительно проверено на передающей стороне или даже в постановочной студии до передачи.

Это делает начальное число при несоответствии принципам генерирования шума на приемной стороне, которые поддерживаются, по существу, случайными, чтобы вновь создать до некоторой степени детерминистический шум. Однако изобретателям понятно, что это может требоваться и что цель может быть достигнута соответствующим небольшим изменением телевизионного сигнала.

Вариант осуществления телевизионного сигнала содержит несколько начальных чисел для соответствующих групп изображений. Вместо того чтобы посылать отдельное начальное число в начале движущегося изображения, предпочтительно посылать в последующий момент времени новое начальное число. Это является преимуществом для приемника, который считывает только часть движущегося изображения, поскольку с этой характеристикой приемник не потеряет начальное число, а скорее встретит новое начальное число. Этот вариант осуществления сигнала может быть интересен для функции «trick-play» (расширенные возможности воспроизведения). Например, перемотка вперед сжатого кино может обычно только считывать первые изображения I (внутренние изображения) последовательных групп изображений (ГИ) (GOP). В этом случае преимуществом является посылка нового начального числа для каждого первого изображения I.

Другой вариант осуществления телевизионного сигнала содержит несколько начальных чисел по меньшей мере одного изображения, применяемых для генерации шума для соответствующих различных пространственных областей по меньшей мере одного изображения.

Этот вариант осуществления сигнала является выгодным с точки зрения поставщика информации. Если оператор контролирует качество добавляемого шума с конкретным начальным числом, хотя генерация шумовых значений делается быстро, контроль изображения является очень трудоемким. Однако если оператор понимает, что в части изображения шум выглядит неприятно, скорее чем вычисленный шум с новым начальным числом для полного изображения (и проверяющий все изображения, чтобы увидеть, нет ли снова дефекта в другой области изображения), то он осуществляет выбор, определяя новое начальное число и повторно вычисляя шум только для проблемной области. Дополнительно начальное число будет храниться вместе с геометрическим представлением области, например, частично в сжатом содержимом.

Следующий вариант осуществления телевизионного сигнала также содержит коэффициенты для регулировки алгоритма псевдослучайного генератора.

Содержащееся начальное число реализуется тем, что генерируемый шум является детерминированным, то есть одним и тем же для всех приемников. Однако статистически средний вид шума зависит скорее от уравнений случайного генератора, чем от начального числа. Более того, полезно, если поставщик информации может также регулировать коэффициенты уравнения и одновременно содержать их в сигнале. В этом случае он имеет полное управление над точным видом пленки движущегося изображения на приемной стороне. Коэффициенты могут быть, например, амплитудой в некотором числе градаций серых тонов шума, коэффициентами для фильтрации определяемой пространственной корреляции шума и так далее.

Еще один преимущественный вариант осуществления телевизионного сигнала содержит также по меньшей мере один индикатор типа случайного генератора, показывающего конкретный один из множества поддерживаемых псевдослучайных генераторов. В этом случае поставщик информации может также заранее выбрать из нескольких различных алгоритмов псевдослучайного генератора, после чего приемное устройство переключается на заранее выбранный псевдослучайный генератор для генерирования шума пленки. Например, если оператор поймет, что шум, генерируемый простым линейным конгруентным генератором, обеспечивает значительное художественное восприятие, то он может установить индикатор типа для значения, соответствующего этому линейному конгруентному генератору (или, в качестве альтернативы, отсутствие частного индикатора типа может обозначать использование этого генератора, как резервного варианта). В качестве альтернативы в случае, когда он не удовлетворен художественными результатами, он может генерировать (для всего движущегося изображения или для поднаборов изображений, например, для части одиночного импульса) шум альтернативным генератором (например, детерминистическим случайным методом выборки из заранее записанного изображения шума, обусловленного зернистостью пленки) и посылать индикатор типа, сигнализирующий, что этот альтернативный случайный генератор может быть использован приемниками.

Универсальный вариант осуществления телевизионного сигнала содержит по меньшей мере два альтернативных начальных числа (и если присваиваются также альтернативные наборы коэффициентов), в котором первое альтернативное начальное число (S1) должно быть использовано для первого поддерживаемого псевдослучайного генератора или, в качестве альтернативы, второе альтернативное начальное число (S11) должно быть использовано для второго поддерживаемого псевдослучайного генератора.

Этот вариант осуществления является выгодным с точки зрения изготовителя приемника. Первый производитель дешевого устройства может пожелать использовать простой псевдослучайный генератор, тогда как производитель дорогого приемника может предпочитать использование случайного генератора высокого качества. Поставщик информации не может обойти это, но может все же желать, чтобы это содержимое выглядело художественно. С этим сигналом он может одновременно управлять видом для различных псевдослучайных генераторов, передавая альтернативные начальные числа для поддержки альтернативных псевдослучайных генераторов.

Специалисту ясно, что отличительные элементы различных предшествующих вариантов осуществления телевизионного сигнала могут быть скомбинированы и, кроме того, данные изображения для каждого из вариантов осуществления могут быть представлены в сжатой форме. Как описывается во введении, дополнительный шум частично интересен для сжатия данных движущегося изображения.

Сжатие, для которого введение начального числа может быть частично интересно, является улучшенным видеокодированием (AVC), стандартизованным объединенной видеокомандой (JVT) в виде ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 и ITU-T SG16 Q.6).

Телевизионный сигнал может передаваться через наземное распространение, спутник, кабель, телефонную сеть и так далее, но может также быть включен на носитель данных, в частности на диск «blue-rag» (информация об учредителях объединения стандартизации Philips, Sony, Matsushita и др. может быть найдена по адресу: http://www.blu-ray.com/).

Вот на приемной стороне почему требуется, чтобы было устройство обработки сигнала, выполненное с возможностью распределения с особенностью нового телевизионного сигнала, то есть выполненное с возможностью приема телевизионного сигнала и дополнительно содержащее средство извлечения, выполненное с возможностью:

извлечения данных элементов изображения из данных изображения в телевизионном сигнале; и

извлечения начального числа из телевизионного сигнала,

и средство видеообработки, содержащее:

псевдослучайный генератор, выполненный с возможностью генерирования псевдослучайной шумовой последовательности шумовых элементов изображения на основе зерна; и

средство добавления, выполненное с возможностью добавления шумовых элементов изображения к данным элементов изображения на поэлементной основе, выдающее выходной сигнал изображения, который должен быть отображен.

Следовательно, это устройство управляет в этом дополнении шума пленки командами в телевизионном сигнале, в частности, начальным числом. Этот блок может, например, быть частью назначенной ASIC или программным обеспечением, выполняемым на обычном или специальном процессоре, включенном в приемник.

В варианте осуществления блока обработки сигнала, способного обрабатывать вариантом осуществления телевизионного сигнала с различными начальными числами для соответствующих групп изображений, средство извлечения выполнено с возможностью извлечения нового начального числа для последующего момента времени, а псевдослучайный генератор выполнен с возможностью повторной генерации псевдослучайной шумовой последовательности для каждого нового начального числа. В этом случае устройство может извлекать требуемое начальное число, когда оно считывает только часть движущегося изображения.

В другом варианте осуществления блока обработки сигнала средство извлечения выполнено с возможностью извлечения нескольких начальных чисел для изображения, причем псевдослучайный генератор приспособлен для генерирования псевдослучайной шумовой последовательности, соответствующей каждому из нескольких начальных чисел, а средство видеообработки выполнено с возможностью добавления шумовых элементов изображения на основе различных начальных чисел к соответствующим различным областям изображения. В этом случае блок может добавлять различные оптимизированные шумовые части в изображение, как задано поставщиком информации.

Последующий вариант осуществления блока обработки сигнала имеет средство извлечения, выполненное с дополнительной возможностью извлечения коэффициентов и в котором псевдослучайный генератор выполнен с возможностью адаптирования своего алгоритма для генерирования псевдослучайной шумовой последовательности на основе коэффициентов. Например, различные коэффициенты фильтрации могут быть переданы в телевизионном сигнале для регулировки пространственной корреляции шума пленки.

Универсальный вариант осуществления блока обработки сигнала содержит средство извлечения, которое выполнено с дополнительной возможностью извлечения индикатора типа случайного генератора и в котором средство видеообработки выполнено с возможностью выбора одного из нескольких поддерживаемых алгоритмов получения случайных величин в зависимости от типа индикатора.

Если различные псевдослучайные генераторы поддерживаются в блоках обработки сигнала приемника, то поставщик информации может выбрать тот, который соответствует его предпочтениям для получения лучших результатов. С другой стороны, приемник, имеющий различные псевдослучайные генераторы, может выбрать один, на основе своего собственного обоснования, в частности, если сигнал поддерживает альтернативные действия, то все дают хороший результат.

Этот блок обработки сигнала, обычно содержащий устройство считывания дисков, дополнительно содержит:

устройство ввода носителя данных для ввода носителя данных, как описано выше, дополнительно способное извлекать с носителя данных телевизионный сигнал; и

выход телевизионного сигнала, выполненный с возможностью передачи выходного сигнала изображения, получаемого из блока обработки сигнала для отображения.

Примерами устройств считывания дисков являются устройства, которые известны как считыватель дисков, то есть, в частности, считыватель дисков «blue-ray», но также и сочетания устройств, таких как проигрыватель/перекодировщик телевизионного сигнала, также содержащий отдельно от блока считывания дисков «blue-ray», например жесткий диск, или приставка, также содержащая блок считывания дисков «blue-ray». Фактически устройством считывания дисков может быть любое устройство, имеющее способность считывать диск, то есть обычно содержащее блок считывания диска.

Блок обработки сигнала может также содержаться в системе приема телевизионного сигнала, дополнительно содержащей блок приема, выполненный с возможностью приема телевизионного сигнала (TS) по проводному или беспроводному соединению с источником телевизионного сигнала, и блок обработки сигнала, выполненный с возможностью приема телевизионного сигнала от блока приема и поддержки вывода сигнала изображения, содержащего сгенерированный шум.

Дисплей может содержаться в системе приема телевизионного сигнала, причем дисплей принимает поддерживаемый выходной сигнал изображения.

Примерами такой системы приема телевизионного сигнала являются:

отдельный телевизионный приемник на основе ЭЛТ (CRT);

система, содержащая приставку для приема и обработки (включая в себя дополнительный шум пленки) телевизионного сигнала, соединенная со стандартным, например, ЖК (LCD) дисплеем; или

профессиональная приемная система провайдера или дистрибьютора.

Модификации этой телевизионной системы могут быть построены подобно модификациям устройства считывания дисков.

Также раскрывается способ поддержки вывода сигнала изображения, содержащий:

прием телевизионного сигнала по п.1;

извлечение данных элементов изображения из данных изображения в телевизионном сигнале;

извлечение начального числа из телевизионного сигнала;

генерацию псевдослучайной шумовой последовательности шумовых элементов изображения на основе начального числа; и

добавление шумовых элементов изображения к данным элементам изображения на поэлементной основе, выдавая выходной сигнал изображения,

а также компьютерный программный продукт, содержащий код, позволяющий процессору выполнять способ по п.13.

Наконец, предпочтительным является способ введения начального числа в телевизионный сигнал, содержащий:

S1) извлечение данных элементов изображения;

S2) генерирование шумовых элементов изображения для по меньшей мере одного выбранного начального числа;

S3) добавление шумовых элементов изображения к данным элементов изображения, выдавая выходной сигнал изображения;

S4) анализирование выходного сигнала изображения оператором или автоматическое анализирование шума, добавленного согласно заранее определенному способу качественного определения, применяющего заранее запрограммированные эвристические правила, либо способу, выдающему выходное решение, равное ПРИМЕНИТЬ или ОТКАЗАТЬ;

S5) автоматическое введение текущего выбранного и анализированного начального числа в телевизионный сигнал, если выходное решение равно ПРИМЕНИТЬ, и продолжение со второго этапа S2 для нового выбранного начального числа, если выходное решение равно ОТКАЗАТЬ.

Это является соответствующим способом на производящей стороне, позволяющим создавать телевизионный сигнал, то есть позволяющий производителю/контролеру содержимого соединяться с по меньшей мере одним зерном согласно его соединению в телевизионном сигнале.

Эти и другие объекты телевизионного сигнала, блока обработки сигнала и устройства считывания дисков согласно изобретению будут видны из и объяснены со ссылкой на реализации и варианты осуществления, описанные здесь, и со ссылкой на соответствующие чертежи, которые просто служат в качестве неограничивающих конкретных иллюстраций, описывающих примерами более общую концепцию и на которых пунктирные линии используются для отображения того, что компонент является необязательным.

На чертежах:

Фиг.1 схематически показывает телевизионный сигнал.

Фиг.2 схематически показывает вариант осуществления блока обработки сигнала.

Фиг.3 схематически показывает вариант осуществления устройства считывания диска и систему приема телевизионного сигнала.

На фиг.1 телевизионный сигнал TS согласно изобретению показан в цифровой форме, например, сжатый «улучшенным видеокодированием» (AVC). Сигнал состоит из метаданных М1, М2 (например, заголовок, параметры сжатия, ..., и согласно настоящему изобретению также по меньшей мере одно начальное число S1), перемежающиеся с данными Р1, Р2 изображения, описывающими объекты в захваченной сцене, обычно числами, отображающими, например, коэффициенты дискретного преобразования Фурье для блоков пикселей. Специалисту для реализации будет понятно, что, например, аналоговый эквивалент телевизионного сигнала TS будет похожим, в котором метаданные обычно располагаются в гасящих линиях, в которых существует пространство для дополнительных данных.

Например, текущая предложенная версия AVC содержит так называемую дополнительную расширенную информацию (SEI) с семантикой шума пленки.

В этом стандарте возможно определение уравнения генерирования шума пленки вида

Ур.(1)

В уравнении 1 х - позиция для координаты горизонтального пикселя, y - для координаты вертикального пикселя, с - для цветовой плоскости (например, будут использоваться представления Y, Cd, Cr), С - коэффициенты (константы), G[x,y,c] - значение гауссовского шума, генерируемого для положения (x,y) в с-й цветовой плоскости. Первое слагаемое C₁n является слагаемым местного шума с n случайными выборками из нормализованного гауссовского распределения N(0,1). Второе слагаемое моделирует пространственную корреляцию в с-й цветовой плоскости предварительно взвешенными генерируемыми значениями гауссовского шума для предыдущих положений (x-k,y-l). Третье слагаемое моделирует цветовой шум, то есть корреляцию между цветовыми планами [поскольку зерна в различных эмульсиях не показывают точного одинакового пространственного распределения, случаются цветовые ошибки].

Слагаемое местного шума обычно генерируется псевдослучайным генератором в принимающем устройстве. Например, равномерный шум генерируется первым и последовательно трансформируется в гауссовский шум с помощью уравнения Бокс-Мюллера:

Ур.(2)

в котором x₁ и х₂ являются равномерным распределением, а z₁ и z₂ ортогональны.

Равномерный шум генерируется одним из нескольких возможных псевдослучайных генераторов, например простым линейным конгруентным генератором:

Ур.(3)

в котором а и b - константы, а mod - модуль.

Это простой генератор, хотя недостатки его генерируются скорее, чем благоприятные временные коррелированные последовательности.

Последовательность случайных чисел начинается с получения начального числа S1 как первого числа x₀. Это начальное число обычно берется из принимающего устройства, например, на основе его текущего значения такта.

Однако это имеет недостаток в том, что внешний вид выходных изображений с шумом будут отличаться для различных принимающих устройств.

Согласно изобретению, как показано на фиг.2, блок 200 обработки сигнала содержится в принимающем устройстве, совместимом с телевизионным сигналом TS, например, в системе 320 приема телевизионного сигнала (см. фиг.3), такой как LCD телевизионный приемник, или устройстве 300 считывания дисков, принимающем телевизионный сигнал на носитель 310 данных, получая начальное число S1 из телевизионного сигнала TS для генерирования псевдослучайных шумовых значений, которые поэтому однозначно управляются зерном S1 телевизионного сигнала.

Блок 200 обработки сигнала состоит из средства 202 извлечения, которое обрабатывает сигнал, как предусмотрено используемый телевизионным стандартам, и выдает данные Р1 изображения и начального числа S1 средству 204 видеообработки. Это средство видеообработки может дополнительно декодировать/декомпрессировать данные Р1 изображения, например, из MPEG, AVС и так далее для последующих пиксельных значений серого. Псевдослучайный генератор 208 генерирует последовательность NSEQ шумовых значений для всех пикселей в последующих изображениях до тех пор, пока, если обеспечивается в телевизионном сигнале TS, не будет извлечено новое начальное число S2, после чего псевдослучайный генератор 208 будет содержать генерацию шума с одним и тем же алгоритмом, но перезапущенную с новым начальным числом. Со стороны поставщика информации это может быть просто реализовано, поскольку текущее значение запущенной псевдослучайной шумовой последовательности может автоматически содержаться в телевизионном сигнале как новое начальное число S2. Наконец, генерируемые шумовые значения, например, для каждого пикселя или для отдельного элемента аналогового телевизионного сигнала добавляются к значениям пикселя (данные элементов изображения) средством 208 добавления, выдающим выходной сигнал (О) изображения, который должен быть отображен.

Улучшенные варианты осуществления блока 200 обработки сигнала могут быть созданы для управления улучшенными вариантами осуществления телевизионного сигнала TS.

Например, другое начальное число S1' вместо S1 может быть обеспечено для подобласти изображения. В этом случае обычно такая область идентификации информации R включена в телевизионный сигнал (например, координаты прямоугольника пикселей), который также извлекается средством 202 извлечения и посылается средству 204 видеообработки, поэтому последними используются шумовые значения, генерируемые соответствующей псевдослучайной шумовой последовательностью NSEQ зерна для пикселей различных областей.

В другом варианте осуществления средство 204 видеообработки также принимает коэффициенты, например коэффициенты уравнения 1 или уравнения 3, описанные выше. Поскольку шум, вызванный зернистостью пленки, имеет зависимость от освещения, было бы предпочтительным, если бы также эти коэффициенты обновлялись регулярно на группу изображений или даже в изображениях.

Средство видеообработки может также принимать извлекаемый тип индикатора Т1 псевдослучайного генератора, показывающего тип алгоритма случайного генератора.

Поскольку, как описано выше, случайное генерирование состоит из нескольких этапов (равномерное шумовое генерирование и шумовое формирование, и могут быть доступны дополнительные этапы, такие как перемешивание блоков, выравнивание и так далее, как известно из уровня техники псевдослучайного числового генерирования), индикаторы типа могут определять каждый этап отдельно или полное алгоритмическое сочетание этапов. Также индикаторы типа могут регулярно обновляться (Т1, Т2).

Также несколько типов псевдослучайных генераторов может быть обеспечено для телевизионного сигнала для отдельного изображения (области изображения) или для группы изображений. Начальное число S1 должно быть использовано с типом Т1, а начальное число S11 с типом Т11. Специалисту будет понятно, что могут быть разработаны варианты телевизионного сигнала, в которых, например, некоторые индикаторы типа могут быть пропущены, поскольку все принимающие устройства соответствуют стандарту, в котором первое начальное число S1 всегда должно быть использовано с конкретным типом псевдослучайного генератора.

Тип Т1 может отображать стратегию псевдослучайного генерирования, как описано выше уравнениями 1-3. Тип Т2 может отображать, что должны быть использованы дополнительные преимущества так называемого генератора RANROT, в котором равномерный шумовой генератор также чередует r мест с надлежащими битами каждого получаемого числа, например, линейным конгруентным генератором. Или может быть использовано логическое уравнение для генерирования шумовой последовательности:

Ур.(4)

Вместо использования математических уравнений для генерирования шумовых значений улучшенные псевдослучайные генераторы (например, тип Т3) могут использовать выборку в заранее записанном изображении захваченного шума. Это изображение является достаточно большим, чтобы поддержать шум для существующего движущегося изображения. Он передается, например, в начале движущегося изображения или может даже быть передан провайдером в определенные временные интервалы (например, первый понедельник каждого месяца) и храниться в принимающем устройстве. Это обычно создается захватом меньшего числа состояний освещения для определенного типа светочувствительного слоя изображения, выравнивая белый экран. Случайный генератор в этом случае обеспечивает начальное положение (x,y) в захваченном шумовом изображении, после чего множество ближайших шумовых пикселов отбирается и добавляется к пикселям объекта данных, и генерируется последующее положение.

Тип Т4 может быть использован для отображения того, чтобы шум мог быть отобран из второго захваченного шумового изображения, соответствующего другой эмульсии. Он может быть заменен в отдельном движущемся изображении, например, моделированием ночной последовательности, которая захватывается крупнозернистым пленочным материалом.

Если несколько псевдослучайных генераторов поддерживаются в телевизионном сигнале и блоке 200 обработки сигнала, то средство 204 видеообработки может выбрать один произвольный по своей собственной мотивировке.

Раскрытые алгоритмические компоненты на практике могут быть реализованы (полностью или частично) как аппаратным обеспечением (например, частью специализированной ИС) или как программное обеспечение, запускаемое на специализированном цифровом сигнальном процессоре, основном процессоре и так далее.

Под компьютерным программным продуктом могут быть поняты любые физические реализации серий команд, активизирующих основной и специализированный процессоры после серий этапов загрузки для получения команд в процессоре, для выполнения любых характеристических функций изобретения. В частности, компьютерный программный продукт может быть реализован как данные на носителе, таком так диск или кассета, данные, присутствующие в памяти, данные, передаваемые по сети связи - проводной или беспроводной, или программным кодом на бумаге. Помимо программного кода характеристические данные, требуемые программе, могут быть также осуществлены как компьютерный программный продукт.

Заметим, что описанные выше варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают изобретение. Помимо комбинаций элементов изобретения, объединенных в формуле изобретения, возможны другие комбинации элементов. Любые комбинации элементов могут быть реализованы в отдельном назначенном элементе.

Любой ссылочный знак в скобках в формуле изобретения не предназначается для ограничения формулы изобретения. Слово «содержащий» не исключает наличия элементов или объектов, не внесенных в формулу изобретения. Употребление единственного числа наименования элемента не исключает наличия множества таких элементов.

Изобретение может быть осуществлено при помощи аппаратного обеспечения или средствами программного обеспечения, запущенного в процессоре.

Изобретение относится к области техники телевидения. Техническим результатом является обеспечение возможности предсказуемого восстановления шума на стороне, принимающей телевизионный сигнал. Предложено устройство обработки сигнала, выполненное с возможностью приема телевизионного сигнала и дополнительно содержащее средство 202 извлечения, выполненное с возможностью извлечения данных элементов изображения из данных Р1 изображения в телевизионном сигнале, причем данные Р1 изображения представляют изображения, на которые не оказывает влияния шум, представленный заранее заданным начальным числом S1, извлечения начального числа S1 из телевизионного сигнала, и средство 204 видеообработки, содержащее псевдослучайный генератор 208, выполненный с возможностью генерирования псевдослучайной шумовой последовательности шумовых элементов изображения на основе начального числа S1; средство 210 добавления, выполненное с возможностью добавления шумовых элементов изображения к данным элементов изображения на поэлементной основе, выдающее выходной сигнал изображения, который должен быть отображен. 9 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Телевизионный сигнал (TS), содержащий данные (P1) изображения, причем телевизионный сигнал дополнительно содержит информацию, которая представляет собой заранее заданное начальное число (S1), применяемое для инициализации псевдослучайного генератора, производящего детерминированную последовательность произвольных значений, используемых для добавления шума к данным изображения, причем данные (Р1) изображения представляют изображения, на которые не оказывает влияния шум, представленный заранее заданным начальным числом (S1).

2. Телевизионный сигнал по п.1, в котором сигнал содержит информацию, которая представляет собой несколько начальных чисел (S1, S2) для соответствующих групп изображений (P1, P2).

3. Телевизионный сигнал по п.1, содержащий информацию, которая представляет собой несколько начальных чисел (S1, S1') для по меньшей мере одного изображения (Р1), применяемых для генерации шума для соответствующих различных пространственных областей по меньшей мере одного изображения (Р1).

4. Телевизионный сигнал по п.1, дополнительно содержащий информацию, которая представляет собой коэффициенты (С1) для регулировки алгоритма псевдослучайного генератора.

5. Телевизионный сигнал по п.1, дополнительно содержащий информацию, которая представляет собой индикатор (Т1) типа случайного генератора, показывающий конкретный один из множества поддерживаемых псевдослучайных генераторов.

6. Телевизионный сигнал по п.1, содержащий информацию, которая представляет собой, по меньшей мере, два альтернативных начальных числа (S1, S11), в которых первое альтернативное начальное число (S1) используется для первого поддерживаемого псевдослучайного генератора, или, в качестве альтернативы, второе альтернативное начальное число (S11) используется для второго поддерживаемого псевдослучайного генератора.

7. Телевизионный сигнал по п.1, содержащий данные (Р1) изображения в сжатой форме.

8. Телевизионный сигнал по п.7, содержащий данные (Р1) изображения в сжатой форме «улучшенного видеосжатия» (AVC).

9. Носитель (310) данных для блока обработки сигнала, содержащий телевизионный сигнал (TS) по п.1, который при обработке блоком обработки сигнала вынуждает блок обработки сигнала добавлять шум к данным изображения телевизионного сигнала.

10. Носитель (310) данных для блока обработки сигнала согласно спецификации дисков «blue-ray», содержащий телевизионный сигнал по п.1, который при обработке блоком обработки сигнала вынуждает блок обработки сигнала добавлять шум к данным изображения телевизионного сигнала.

11. Устройство (200) обработки сигнала, выполненное с возможностью приема телевизионного сигнала (TS) по п.1 и дополнительно содержащее средство (202) извлечения, выполненное с возможностью извлечения данных элементов изображения из данных (Р1) изображения в телевизионном сигнале; извлечения начального числа (S1) из телевизионного сигнала, и средство (204) видеообработки, содержащее псевдослучайный генератор (208), выполненный с возможностью генерирования псевдослучайной шумовой последовательности (ПСШП) (NSEQ) шумовых элементов изображения на основе начального числа (S1); средство (210) добавления, выполненное с возможностью добавления шумовых элементов изображения к данным элементов изображения на поэлементной основе, выдающее выходной сигнал (О) изображения, который должен быть отображен.

12. Устройство (200) обработки сигнала по п.11, выполненное с дополнительной возможностью обработки телевизионного сигнала (TS) по п.2, в котором средство (202) извлечения выполнено с возможностью извлечения нового начального числа (S2) для последующего момента времени, а псевдослучайный генератор (208) выполнен с возможностью повторной генерации псевдослучайной шумовой последовательности (ПСШП) (NSEQ) для нового начального числа (S2).

13. Устройство (200) обработки сигнала по п.11, выполненное с дополнительной возможностью обработки телевизионного сигнала (TS) по п.3, в котором средство (202) извлечения выполнено с возможностью извлечения нескольких начальных чисел (S1, S1') для изображения (Р1), в котором псевдослучайный генератор (208) выполнен с возможностью генерирования псевдослучайной шумовой последовательности (ПСШП) (NSEQ), соответствующей каждому из нескольких начальных чисел (S1, S1'), и в котором средство (204) видеообработки выполнено с возможностью добавления шумовых элементов изображения на основе различных начальных чисел (S1, S1') к соответствующим различным областям изображения (Р1).

14. Устройство (200) обработки сигнала по п.11, выполненное с дополнительной возможностью обработки телевизионного сигнала (TS) по п.4, в котором средство (202) извлечения выполнено с дополнительной возможностью извлечения коэффициентов (С1) и в котором псевдослучайный генератор (208) выполнен с возможностью адаптирования своего алгоритма для генерирования псевдослучайной шумовой последовательности (ПСШП) (NSEQ) на основе коэффициентов.

15. Устройство (200) обработки сигнала по п.11, выполненное с дополнительной возможностью обработки телевизионного сигнала (TS) по п.5, в котором средство (202) извлечения выполнено с дополнительной возможностью извлечения индикатора (Т1) типа случайного генератора и в котором средство (204) видеообработки выполнено с возможностью выбора одного из нескольких поддерживаемых алгоритмов получения случайных величин в зависимости от типа индикатора (Т1).

16. Устройство (300) считывания дисков, содержащее устройство ввода носителя данных для ввода носителя (310) данных по п.9, дополнительно способное извлекать с носителя данных телевизионный сигнал (TS) по п.1; блок (200) обработки сигнала по одному из пп.11-15, выполненный с возможностью поддержки выходного сигнала (О) изображения; выход телевизионного сигнала, выполненный с возможностью передачи выходного сигнала (О) изображения, содержащего сгенерированный шум для отображения.

17. Система (320) приема телевизионного сигнала, содержащая блок приема, выполненный с возможностью приема телевизионного сигнала (TS) по проводному или беспроводному соединению с источником телевизионных данных по п.1; блок (200) обработки сигнала по одному из пп.11-15, выполненный с возможностью приема телевизионного сигнала (TS) от блока приема и для поддержки выходного сигнала (О) изображения, содержащего сгенерированный шум.

18. Способ поддержки вывода сигнала изображения, содержащий прием телевизионного сигнала по п.1; извлечение данных элементов изображения из данных изображения в телевизионном сигнале; извлечение начального числа из телевизионного сигнала; генерацию псевдослучайной шумовой последовательности шумовых элементов изображения на основе начального числа; добавление шумовых элементов изображения к данным элементам изображения на поэлементной основе, выдавая выходной сигнал изображения.

19. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерный программный продукт, содержащий код, позволяющий процессору выполнять способ по п.18.

20. Способ введения начального числа в телевизионный сигнал по п.1, содержащий S1) извлечение данных элементов изображения; S2) генерирование шумовых элементов изображения для по меньшей мере одного выбранного начального числа; S3) добавление шумовых элементов изображения к данным элементов изображения, выдавая выходной сигнал изображения; S4) анализирование выходного сигнала изображения оператором или автоматическое анализирование шума, добавленного согласно заранее определенному способу качественного определения, применяющего заранее запрограммированные эвристические правила, либо способу, выдающему выходное решение, равное ПРИМЕНИТЬ или ОТКАЗАТЬ; S5) автоматическое введение текущего выбранного и анализированного начального числа в телевизионный сигнал, если выходное решение равно ПРИМЕНИТЬ, и продолжение со второго этапа S2 для нового выбранного начального числа, если выходное решение равно ОТКАЗАТЬ.