СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ СТРУКТУР ЗЕРНА КИНО/ФОТОПЛЕНКИ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАСТРА ПРИ ИМИТАЦИИ ЗЕРНА КИНО/ФОТОПЛЕНКИ Российский патент 2009 года по МПК G06T5/00 H04N5/253 H04N7/26 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

В данной заявке заявлен приоритет предварительной заявки, регистрационный № 60/619632 на патент США, поданной 18 октября 2004 г., которая приведена здесь полностью в качестве ссылочного материала.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к имитации зерна кино/фотопленки и, более конкретно, к способу и устройству, предназначенным для считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки.

Уровень техники

Зерно кино/фотопленки возникает на изображении кинофильма в процессе проявления. Зерно кино/фотопленки хорошо заметно в изображениях с высокой разрешающей способностью и становится хорошо различимой характерной чертой кинофильмов, которую во все большей степени требуется сохранять во всей цепи обработки и поставки. Тем не менее, сохранение зерна кино/фотопленки представляет собой трудную задачу для существующих кодеров, поскольку здесь нельзя использовать повышение степени сжатия, относящегося к временному прогнозированию. Из-за случайной природы зерна визуальное кодирование без потерь достигается только при очень высоких скоростях передачи битов. Кодеры, работающие с потерей информации, как правило, подавляют зерно кино/фотопленки при фильтрации высоких частот, обычно ассоциативно связанной с шумами и тонкими текстурами.

В недавно разработанном стандарте сжатия видеоизображения H.264 I MPEG-4 AVC и, в частности, в его разделе Fidelity Range Extensions (FRExt) Amendment 1 (JVT-K051, ITU-T Recommendation H.264 I ISO/IEC 14496-10 International Standard with Amendment 1, Redmond, USA, June 2004) было определено сообщение "Информация дополнительного улучшения" (ИДУ) (Supplemental Enhancement Information (SEI)) зерна кино/фотопленки. Такое сообщение описывает характеристики зерна кино/фотопленки, относящиеся к таким атрибутам, как размер и интенсивность, и позволяет имитировать в видеодекодере внешний вид зерна кино/фотопленки в декодированном изображении.

Стандарт H.264 I MPEG-4 AVC определяет, какие параметры присутствуют в сообщении SEI зерна кино/фотопленки, как их интерпретировать и какой синтаксис требуется использовать для кодирования сообщения SEI в двоичном формате. Этот стандарт не определяет, однако, точную процедуру имитации зерна кино/фотопленки при приеме сообщения SEI зерна кино/фотопленки.

Имитация зерна кино/фотопленки представляет собой относительно новую технологию, используемую после производства, для имитации зерна кино/фотопленки в материале, сгенерированном с помощью компьютера, а также во время реставрации старых запасов фильмов. В данной области применения на рынке имеются такие коммерческие программные средства, как Cineon®, поставляемое компанией Eastman Kodak Co., Rochester, NY, и Grain Surgery™, поставляемое Visual Infinity. Эти инструменты требуют взаимодействия с пользователем и являются трудноосуществимыми, что делает их не пригодными для вариантов применения с кодированием видеоизображения в режиме реального времени. Кроме того, ни один из этих инструментов не позволяет интерпретировать сообщение SEI зерна кино/фотопленки в соответствии со спецификацией стандарта кодирования видеоизображения H.264/AVC или тому подобное.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение, предпочтительно, предоставляет способ и устройство для считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения способ считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки включает в себя установление псевдослучайного исходного положения, повторение этого псевдослучайного исходного положения для каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки и использование другого псевдослучайного исходного положения для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки. В различных вариантах выполнения настоящего изобретения разные псевдослучайные исходные положения инициируют путем повторной установки, по меньшей мере, одного начального значения генератора псевдослучайных чисел, предназначенного для определения указанных псевдослучайных исходных положений.

В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения устройство для считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки включает в себя генератор псевдослучайных чисел, предназначенный для установления псевдослучайного исходного положения для каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки и для установления другого псевдослучайного исходного положения для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки. В одном варианте выполнения настоящего изобретения каждое псевдослучайное исходное положение содержит горизонтальное смещение и вертикальное смещение, и эти смещения определяют путем отбора старшего значимого бита (СЗБ, MSB) и младшего значимого бита (МЗБ, LSB) генератора псевдослучайных чисел.

Краткое описание чертежей

Описание настоящего изобретения будет понятно при рассмотрении следующего подробного описания совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

на фиг. 1 показана блок-схема высокого уровня подсистемы видеодекодера, обладающего возможностью имитации зерна кино/фотопленки, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлена блок-схема высокого уровня варианта выполнения контроллера интерфейса, пригодного для использования в подсистеме видеодекодера по фиг. 1;

на фиг. 3 представлена блок-схема высокого уровня типичной компоновки базы данных зерна кино/фотопленки по фиг. 1 и ее смещений;

на фиг. 4 представлена блок-схема высокого уровня варианта выполнения генератора однородных псевдослучайных чисел, предназначенного для случайного выбора блоков зерна кино/фотопленки;

на фиг. 5 представлена блок-схема высокого уровня множества структур зерна кино/фотопленки 64x64, имеющих блоки размером 8x8, в которых используется только одна структура зерна кино/фотопленки для выбора блоков зерна кино/фотопленки; и

на фиг. 6 представлена блок-схема высокого уровня множества структур зерна кино/фотопленки размером 64×64, имеющих блоки размером 8×8, где две структуры зерна кино/фотопленки используются для выбора блоков зерна кино/фотопленки.

Следует понимать, что чертежи предназначены для иллюстрации концепций изобретения и не обязательно представляют единственно возможную конфигурацию для иллюстрации изобретения. Для упрощения понимания, где это возможно, использовались идентичные номера ссылочных позиций для обозначения идентичных элементов, которые являются общими на чертежах.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение, предпочтительно, направлено на предоставление способа считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки. Хотя настоящее изобретение, в основном, будет описано в контексте подсистемы видеодекодера для применения, например, при разработке микросхем для потребительских проигрывателей дисков HD DVD (ЦУД ВП, цифровой универсальный диск высокой плотности), конкретные варианты выполнения настоящего изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения. Для специалистов в данной области техники будет понятно и в результате чтения описания настоящего изобретения они получат информацию о том, что концепции настоящего изобретение могут быть, предпочтительно, применены во множестве процессов имитации зерна кино/фотопленки, например в мультимедийном проигрывателе/устройствах-приемниках, в декодерах, телевизионных приставках, телевизионных приемниках или тому подобном.

На фиг. 1 представлена блок-схема высокого уровня подсистемы видеодекодера, обладающей возможностями имитации зерна кино/фотопленки в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Подсистема 100 видеодекодера по фиг. 1 в качестве иллюстрации содержит видеодекодер (в качестве иллюстрации декодер H.264) 106, видеодисплей и графический механизм 108, главный интерфейс 110, контроллер 112 интерфейса (в качестве иллюстрации контроллер интерфейса ОЗУ) и локальное запоминающее устройство (в качестве иллюстрации локальное запоминающее устройство ОЗУ) 114, выполненное как кэш зерна кино/фотопленки, предназначенный для сохранения малого поднабора структур зерна кино/фотопленки в удаленной базе 104 данных зерна кино/фотопленки. На фиг. 1 также представлено главное ЦПУ 102 и удаленное постоянное запоминающее устройство для сохранения программ, содержащее удаленную базу 104 данных зерна кино/фотопленки. Хотя в подсистеме 100 видеодекодера по фиг. 1 главное ЦПУ 102 и удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки изображены как представляющие собой отдельные компоненты, в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки может быть расположена в постоянном запоминающем устройстве ЦПУ 102. Кроме того, хотя в подсистеме 100 видеодекодера по фиг. 1 видеодекодер 106, видеодисплей и графический механизм 108, главный интерфейс 100 и контроллер 112 интерфейса показаны как отдельные компоненты, в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения видеодекодер 106, видеодисплей и графический механизм 108, главный интерфейс 100 и контроллер 112 интерфейса могут быть выполнены как один компонент и могут быть интегрированы в одной конструкции, интегрированной на однокристальной микросхеме (SoC, (ОКС) однокристальная система).

Кроме того, хотя в подсистеме 100 видеодекодера по фиг. 1 средство сохранения структур зерна кино/фотопленки представлено как локальное запоминающее устройство 114 (кэш) и удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки, в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения, по существу, любые средства хранения информации, к которым возможно осуществлять доступ, можно использовать для поддержания поднабора структур зерна кино/фотопленки и общего количества структур зерна кино/фотопленки. Такое средство может включать в себя диск-накопитель, магнитный носитель записи, оптический носитель записи или, по существу, любое средство хранения информации. Кроме того, одно или больше средств хранения информации могут быть выполнены для каждого из устройств хранения информации. Также, кроме того, хотя база 104 данных зерна кино/фотопленки по фиг. 1 представлена как расположенная удаленно от запоминающего устройства 114, в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения средства хранения структур зерна кино/фотопленки могут быть расположены в непосредственной близости к или на большом расстоянии друг от друга.

На фиг. 2 представлена блок-схема высокого уровня варианта выполнения контроллера интерфейса, пригодного для использования в подсистеме 100 видеодекодера по фиг. 1. Контроллер 112 интерфейса по фиг. 2 содержит процессор 210, а также запоминающее устройство 220, предназначенное для сохранения программ управления, алгоритмов и т.п. Процессор 210 взаимодействует с обычными вспомогательными схемами 230, такими как источники питания, схемы генераторов тактовых импульсов, запоминающее устройство кэш и т.п., а также со схемами, которые способствуют выполнению программных процедур, сохраненных в запоминающем устройстве 220. При этом предусматривается, что некоторые из этапов обработки, описанных здесь как программные процессы, могут быть выполнены с использованием аппаратных средств, например, в виде схемы, которая взаимодействует с процессором 210 для выполнения разных этапов. Контроллер 112 интерфейса также содержит схему 240 ввода/вывода, которая формирует интерфейс между различными соответствующими функциональными элементами, осуществляющими обмен данными с контроллером 112 интерфейса.

Хотя контроллер 112 интерфейса по фиг. 2 представлен как компьютер общего назначения, запрограммированный для выполнения различных функций управления в соответствии с настоящим изобретением, изобретение может быть выполнено в форме аппаратных средств, например в виде проблемно-ориентированной специализированной интегральной микросхемы (ASIC, ПОИС). При этом этапы обработки, описанные здесь, могут быть широко интерпретированы как эквивалентные выполняемым программными средствами, аппаратными средствами или их комбинацией.

Как также показано в подсистеме 100 на фиг. 1, удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки обычно является относительно большой. В одном варианте выполнения настоящего изобретения видеодекодер 106 H.264, видеодисплей и графический механизм 108, главный интерфейс 110, контроллер 112 интерфейса и локальное запоминающее устройство 114 содержат компоненты проигрывателя HD DVD. Структуры зерна кино/фотопленки из удаленной базы 104 данных зерна кино/фотопленки требуется получать с частотой выборки, например, проигрывателя HD DVD. Поэтому необходим быстрый доступ к большой базе 104 данных зерна кино/фотопленки. В подсистеме 100 по фиг. 1 в соответствии с настоящим изобретением только небольшая часть удаленной базы 104 данных зерна кино/фотопленки используется во время периодов зерна кино/фотопленки в соответствии с информацией дополнительного улучшения (SEI), которую максимально используют для уменьшения сложности при разработке техники кэширования.

Более конкретно, процесс имитации зерна кино/фотопленки по фиг. 1 требует декодирования сообщений SEI зерна кино/фотопленки, передаваемых в потоках битов, соответствующих Международному стандарту ITU-T Rec. H.264 I ISO/IEC 14496-10, как определено документом Amendment 1 (Fidelity Range Extensions), причем оба эти документа приведены здесь полностью по ссылке. В одном варианте выполнения настоящего изобретения сообщения SEI зерна кино/фотопленки передают перед I (внутреннего кодирования) изображениями и только одно сообщение SEI зерна кино/фотопленки предшествует конкретному I изображению.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки, содержащая структуры зерна кино/фотопленки, состоит из 169 структур 4096 образцов зерна кино/фотопленки, каждый из которых представляет изображение зерна кино/фотопленки размером 64×64. В базе 104 данных зерна кино/фотопленки каждая структура зерна кино/фотопленки синтезирована с использованием различных пар частот среза в соответствии с моделью частотной фильтрации по стандартным спецификациям. Частоты среза, передаваемые в сообщении SEI, используются для обращения к удаленной базе 104 данных зерна кино/фотопленки, содержащей структуры зерна кино/фотопленки, во время процесса имитации зерна кино/фотопленки. База 104 данных зерна кино/фотопленки сохранена в ПЗУ, в запоминающем устройстве типа флэш или в другом постоянном запоминающем устройстве в виде базы данных 104 зерна кино/фотопленки подсистемы 100 видеодекодера по фиг. 1 и обычно не изменяется. База 104 данных зерна кино/фотопленки содержит случайные структуры зерна кино/фотопленки с очень большим разнообразием форм и размеров зерна кино/фотопленки. Однако для конкретной последовательности видеосодержимого фактически требуется только очень небольшой поднабор этой базы данных для эффективной имитации зерна кино/фотопленки. Спецификация ограничивает количество структур зерна кино/фотопленки малым поднабором для любого периода сообщения SEI. Поэтому в настоящем изобретении воплощен небольшой кэш зерна кино/фотопленки, такой как локальное запоминающее устройство 114, который обновляется при приеме сообщений SEI.

Обычно удаленная база 104 данных зерна кино/фотопленки сохранена в постоянной памяти главного ЦПУ 102 или в месте размещения главного ЦПУ 102. Однако для видеодекодера 106 и видеодисплея, а также графического механизма 108 требуется обеспечить быстрый доступ к базе 104 данных зерна кино/фотопленки. При этом и в соответствии с настоящим изобретением предусмотрено локальное запоминающее устройство 114 для быстрого доступа к, по меньшей мере, поднабору структур зерна кино/фотопленки. Таким образом, по меньшей мере, малый поднабор структур зерна кино/фотопленки, требуемый или наиболее часто применяемый с использованием существующего периода сообщения SEI, передают и сохраняют в локальном запоминающем устройстве 114.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения локальное запоминающее устройство 114 выбирают достаточно большим для сохранения всей базы 104 данных зерна кино/фотопленки. В таком варианте выполнения видеодекодер 106 и видеодисплей и графический механизм 108 имеют непосредственный и быстрый доступ через контроллер 112 интерфейса ко всем доступным структурам зерна кино/фотопленки, первоначально сохраненным в удаленной базе 104 данных зерна кино/фотопленки. Кроме того, такой вариант выполнения настоящего изобретения имеет преимущество, состоящее в том, что кэш зерна кино/фотопленки в локальном запоминающем устройстве 114 не обязательно требуется обновлять при приеме сообщения SEI. Однако такой вариант выполнения имеет недостаток, состоящий в том, что требуется больший объем запоминающего устройства (например, ОЗУ). Однако в некоторых вариантах выполнения такие большие объемы памяти уже доступны.

В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения локальное запоминающее устройство 114 имеет размер, достаточный для сохранения только поднабора данных из базы 104 данных зерна кино/фотопленки. В таком варианте выполнения при каждом приеме сообщения SEI контроллер 112 инициирует проверку кэш в локальном запоминающем устройстве 114 для определения, требуется ли какой-либо из поднаборов структур зерна кино/фотопленки, уже содержащихся в локальном запоминающем устройстве 114, заменить другими структурами зерна кино/фотопленки из удаленной базы 104 данных зерна кино/фотопленки, выбранными в новом сообщении SEI. Преимущество такой методики состоит в необходимости выделения меньшего объема памяти локального запоминающего устройства 114. Недостаток состоит в том, что кэшем локального запоминающего устройства 114 требуется управлять с помощью контроллера 112, и в худшем случае весь размер кэша необходимо передавать из удаленной базы 104 данных зерна кино/фотопленки в локальное запоминающее устройство 114 каждый I кадр через, например, контроллер 112. Кроме того, в таком варианте выполнения настоящего изобретения при загрузке устройства (или при перезагрузке устройства) локальное запоминающее устройство 114 (то есть кэш зерна кино/фотопленки) может быть предварительно инициализировано контроллером 112 с применением наиболее часто используемых структур зерна кино/фотопленки, сохраненных в удаленной базе 104 данных зерна кино/фотопленки. Таким образом, выбор, какая(ие) из структур зерна кино/фотопленки должна быть сохранена в локальном запоминающем устройстве 114, зависит от эмпирических данных, основанных на том, какие из структур зерна кино/фотопленки в базе 104 данных зерна кино/фотопленки наиболее часто используются при широком выборе содержимого пленки.

В любом случае в описанных выше вариантах выполнения настоящего изобретения локальное запоминающее устройство 114 в соответствии с настоящим изобретением совместно с контроллером 112 позволяют видеодекодеру 106 и видеодисплею, а также графическому механизму 108 осуществлять быстрый доступ к структурам зерна кино/фотопленки, которые ранее содержались только в удаленной базе 104 данных зерна кино/фотопленки.

Как было описано выше и со ссылкой на подсистему 100 видеодекодера по фиг. 1, в одном варианте выполнения настоящего изобретения база 104 данных зерна кино/фотопленки структур зерна кино/фотопленки состоит из 169 изображений (структур) образцов размером 64×64 непрерывного зерна кино/фотопленки. Каждое из 169 изображений представляет разную структуру зерна кино/фотопленки. Структура зерна кино/фотопленки имеет конкретный размер и форму, созданные моделью фильтрации частоты, как описано в публикации C. Gomila, J. Llach, J Cooper, "Film Grain Simulation for HD DVD Systems", October 18 2004, которая приведена здесь полностью в качестве ссылочного материала.

Во время процесса имитации зерна кино/фотопленки к блокам зерна кино/фотопленки обращаются в случайном порядке. То есть генератор псевдослучайных чисел используется для создания смещения в горизонтальном и вертикальном направлениях в структуре зерна кино/фотопленки (или в базе данных структуры зерна кино/фотопленки, имеющей более чем одну структуру зерна кино/фотопленки) для определения исходного положения считывания, для выбора образцов структур зерна кино/фотопленки. Например, на фиг. 3 представлена блок-схема высокого уровня типичной компоновки базы данных зерна кино/фотопленки по фиг. 1. На фиг. 3 представлена структура зерна кино/фотопленки для образца размером 64×64, имеющего i_offset по оси x (горизонтальное смещение) и j_offset по оси у (вертикальное смещение). На фиг. 3, кроме того, показаны 169 структур зерна кино/фотопленки разных типов. В одном варианте выполнения настоящего изобретения и со ссылкой на фиг. 3 структура зерна кино/фотопленки состоит из образцов размером 64×64, разделенных на блоки размером 8×8 образцов зерна кино/фотопленки. В таких вариантах выполнения настоящего изобретения значения смещения, в случае необходимости, могут быть ограничены диапазоном [0, 48] для обеспечения доступа к полному блоку размером 16×16 на краях базы данных структуры зерна кино/фотопленки. Как описано выше, для создания смещения в горизонтальном и вертикальном направлениях в структуре зерна кино/фотопленки размером 64×64 используется генератор псевдослучайных чисел. В одном варианте выполнения настоящего изобретения разрешающая способность горизонтального смещения ограничена каждым 4-ым образцом, в то время как вертикальная разрешающая способность смещения ограничена каждым 8-ым образцом. Однако следует отметить, что в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения может быть выбрано другое значение разрешающей способности горизонтального смещения и вертикального смещения. Кроме того, в вариантах выполнения настоящего изобретения значения смещения, в случае необходимости, могут быть ограничены диапазоном [0, 48] для обеспечения доступа к полному блоку размером 16×16 на краях базы данных структуры зерна кино/фотопленки.

На фиг. 4 представлена блок-схема высокого уровня варианта выполнения генератора псевдослучайных чисел в соответствии с настоящим изобретением. Генератор 400 псевдослучайных чисел по фиг. 4, в котором полиномиальный оператор по модулю 2, x³¹+x³+1 используется для случайного выбора блоков зерна кино/фотопленки из образцов структур зерна кино/фотопленки в базе данных зерна кино/фотопленки. В варианте выполнения, показанном на фиг. 4, полиномиальный оператор по модулю 2 выполнен в 32-битном сдвиговом регистре. На каждом шагу два случайных числа извлекают из регистра путем отбора MSB и LSB. В частности, в генераторе 400 псевдослучайных чисел по фиг. 4 два случайных числа извлекают из регистра путем отбора 16MSB и 16LSB для варианта выполнения, имеющего структуры зерна кино/фотопленки из образцов размером 64×64 в базе данных зерна кино/фотопленки, сгруппированной по 4 блока образцов размером 8×8, 2 по вертикали и 2 по горизонтали. В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения при приеме сообщения SEI зерна кино/фотопленки исходное значение e₁, используемое для имитации зерна кино/фотопленки по компоненту первого цвета, устанавливается равным 1; исходное значение e₂, используемое для имитации зерна кино/фотопленки по компоненту второго цвета, устанавливается равным 557 794 999 и исходное значение e₃, используемое для имитации зерна кино/фотопленки по компоненту третьего цвета, устанавливается равным 974 440 221. Следует, однако, отметить, что представленные выше исходные значения e₁, e₂ и e₃ представляют собой только один вариант выполнения настоящего изобретения и что в альтернативных вариантах выполнения настоящего изобретения можно использовать другие исходные значения.

Хитроумный аспект генератора 400 псевдослучайных чисел по фиг. 4 состоит в том, что блоки образцов зерна кино/фотопленки сгруппированы вместе в структуры. Структуры получают в соответствии с настоящим изобретением путем повторной установки исходных значений для каждой группы блоков. То есть используются одни и те же исходные значения для начала каждой строки отображения для каждой строки группы блоков. Это свойство воплощено для поддержания большего качества структуры зерна кино/фотопленки.

Например, в одном варианте выполнения настоящего изобретения образцы зерна кино/фотопленки сгруппированы вместе в блоки в виде образцов размером 8×8 и скомпонованы в группы по 4 блока, 2 по горизонтали и 2 по вертикали. Такая структура получается в соответствии с настоящим изобретением путем повторной установки исходных значений для каждой группы блоков только для каждых 16 строк и 16 столбцов. То есть используются одинаковые исходные значения для начала каждой строки отображения, для каждой строки группы блоков (то есть для приведенного выше примера через каждые 16 строк).

Хотя в описанном непосредственно выше варианте выполнения настоящего изобретения авторы изобретения описали настоящее изобретение с использованием групп, состоящих из блоков размером 2×2 и образцов размером 8×8 (в результате чего получали обновление исходных значений через каждые 16 строк и 16 столбцов), можно использовать другие конфигурации, даже с использованием нецелого количества блоков, в результате чего исходные значения будут последовательно обновляться после, по существу, любого требуемого количества строк и столбцов всюду в определяемой структуре. Важный аспект настоящего изобретения состоит в том, что в нем используется повторяющаяся определяемая структура псевдослучайного числа.

В соответствии с настоящим изобретением структуры зерна кино/фотопленки можно считывать из запоминающего устройства в последовательности растра для соответствия потребностям отображения. Это становится возможным в соответствии с настоящим изобретением благодаря повторяемой характеристике генератора псевдослучайных чисел, как описано выше. Другими словами, псевдослучайное число x(k, ec) начинается с нового исходного значения при приеме сообщения SEI зерна кино/фотопленки. При этом и со ссылкой на описанный выше пример новое случайное число в последовательности псевдослучайных чисел генерируется через каждые 16 горизонтальных отсчетов вдоль строки отображения. В соответствии с настоящим изобретением в конце строки отображения генератор псевдослучайных чисел повторно устанавливают на значение (x(k, ec)) с начала предыдущей строки. Поскольку псевдослучайный процесс является повторяющимся, те же блоки выбирают через каждые 16 отсчетов в ходе второй строки отображения. Такой процесс самостоятельно повторяется для каждой строки отображения через 16 строк отображения. После 16-й строки отображения псевдослучайное число x(k, ec) обновляется до следующего значения в последовательности псевдослучайных значений и сохраняется (то есть записывается в регистр) для использования в качестве начального значения x(k, ec) для следующих 16 строк отображения.

Например, на фиг. 5 представлена блок-схема высокого уровня множества структур зерна кино/фотопленки размером 64×64, имеющих блоки размером 8×8, где только одна структура зерна кино/фотопленки используется для выбора блоков зерна кино/фотопленки. То есть на фиг. 5 все блоки сходятся к усредненному значению декодированной точки сегмента изображения для одной и той же структуры зерна кино/фотопленки для структуры 1 зерна кино/фотопленки, показанной на фиг. 5. Поэтому на фиг. 5 представлено группирование блоков 8×8 в блоки 16×16 в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения, причем все они находятся в одной структуре зерна кино/фотопленки.

На фиг. 6 представлена блок-схема высокого уровня множества структур зерна кино/фотопленки размером 64×64, имеющих блоки размером 8×8, где две структуры зерна кино/фотопленки используются для выбора блоков зерна кино/фотопленки. То есть в варианте выполнения по фиг. 6 блок усредняется из декодированной точки сегмента изображения в структуру 1 и структуру 2 зерна кино/фотопленки. В этом случае можно видеть структуры размером 16×16, однако они теперь пересекаются спереди и сзади между структурой 1 и структурой 2 зерна кино/фотопленки. То же самое псевдослучайное состояние используется для всех типов структуры зерна кино/фотопленки.

При использовании концепции в соответствии с настоящим изобретением механизм отображения декодера может считывать данные зерна кино/фотопленки в последовательности растра и при этом не требуется считывать полный блок (в качестве иллюстрации блок размером 8×8). Другое преимущество описанных выше концепций настоящего изобретения состоит в том, что можно уменьшить до 2 образцов ОЗУ блока 8×8, используемое для деблокирования зерна кино/фотопленки во время имитации зерна кино/фотопленки для блоков 8×8. При этом необходимы только два образца на правой кромке предыдущего блока зерна кино/фотопленки текущей строки отображения

(то есть previous_fg_block[i+6][j] и previous_fg_block[i+7][j]). Таким образом, при разблокировании вертикальных кромок между соседними блоками для формирования структур зерна кино/фотопленки применяют фильтр деблокирования между соседними блоками зерна кино/фотопленки для формирования непрерывных структур зерна кино/фотопленки. Фильтр деблокирования применяется только для вертикальных кромок между соседними блоками. Поскольку блоки зерна кино/фотопленки имитируют в последовательности сканирования растра в соответствии с настоящим изобретением и как описано выше, для разблокирования требуются только два образца на правой кромке предыдущего блока зерна кино/фотопленки текущей строки отображения.

После описания различных вариантов способа и устройства считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки (которые предназначены для иллюстрации, а не для ограничения) следует отметить, что модификации и варианты могут быть выполнены специалистами в данной области техники с учетом приведенного выше описания. Поэтому следует понимать, что в конкретных описанных вариантах выполнения изобретения могут быть выполнены изменения, которые находятся в пределах объема и сущности изобретения, как представлено в соответствии с приложенной формулой изобретения. В то время как приведенное выше описание направлено на различные варианты выполнения настоящего изобретения, другие и дополнительные варианты выполнения изобретения могут быть сформулированы без отхода от основного его объема. При этом соответствующий объем изобретения необходимо определять в соответствии с формулой изобретения, представленной ниже.

Изобретение относится к имитации зерна кино/фотопленки и, более конкретно, к способу и устройству, предназначенным для считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки. Техническим результатом является снижение сложности имитации зернистости пленки в изображении и обеспечение возможности интерпретировать сообщение информации дополнительного улучшения (SEI) зерна кино/фотопленки в соответствии со спецификацией стандарта кодирования видеоизображения H.264/AVC. Предложен способ и устройство считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки, включающей в себя установление псевдослучайного исходного положения, повторение псевдослучайного исходного положения для каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки и использование другого псевдослучайного исходного положения для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки. В различных вариантах выполнения настоящего изобретения другие псевдослучайные исходные положения инициируют путем повторной установки, по меньшей мере, одного исходного значения генератора псевдослучайных чисел, выполненного для определения указанных псевдослучайных исходных положений. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки, содержащий: установление начального положения смещения считывания для выбора образцов структур зерна кино/фотопленки; повторение указанного начального положения смещения считывания для каждой строки отображения группы блоков зерна кино/фотопленки из структур зерна кино/фотопленки; и использование другого начального положения смещения считывания для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки.

2. Способ по п.1, в котором указанные начальные положения смещения считывания определяют псевдослучайно.

3. Способ по п.1, в котором указанные начальные положения смещения считывания определяют, используя генератор псевдослучайных чисел.

4. Способ по п.1, в котором каждое из указанных начальных положений смещения считывания содержит вертикальное смещение и горизонтальное смещение.

5. Способ по п.4, в котором указанное горизонтальное смещение ограничено каждым четвертым образцом зерна кино/фотопленки.

6. Способ по п.4, в котором указанное вертикальное смещение ограничено каждым восьмым образцом зерна кино/фотопленки.

7. Способ по п.1, в котором каждая указанная группа блоков зерна кино/фотопленки и указанная следующая группа блоков зерна кино/фотопленки содержат четыре группы образцов зерна кино/фотопленки размером 8×8, причем указанные группы расположены как две вертикальные группы и две горизонтальные группы.

8. Способ по п.7, в котором указанное другое начальное положение смещения считывания инициируют путем повторной установки, по меньшей мере, одного исходного значения генератора псевдослучайных чисел, используемого для определения указанных начальных положений смещения считывания.

9. Способ считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки, содержащий: установление псевдослучайного исходного положения для выбора образцов структур зерна кино/фотопленки; повторение указанного псевдослучайного исходного положения для каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки из структур зерна кино/фотопленки; и использование другого псевдослучайного исходного положения для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки.

10. Способ по п.9, в котором указанное псевдослучайное исходное положение определяют, используя генератор псевдослучайных чисел.

11. Способ по п.9, в котором количество образцов зерна кино/фотопленки в каждой строке каждой группы блоков зерна кино/фотопленки определяют путем установки исходных значений указанного генератора псевдослучайных чисел.

12. Способ по п.9, в котором количество строк в каждой группе блоков зерна кино/фотопленки определяют с использованием указанного генератора псевдослучайных чисел.

13.Способ по п.9, в котором каждое из указанных псевдослучайных исходных положений содержит вертикальное смещение и горизонтальное смещение, по меньшей мере, одной структуры зерна кино/фотопленки.

14. Способ по п.13, в котором указанное горизонтальное смещение ограничено каждым четвертым образцом зерна кино/фотопленки указанной, по меньшей мере, одной структуры зерна кино/фотопленки.

15. Способ по п.13, в котором указанное вертикальное смещение ограничено каждым восьмым образцом зерна кино/фотопленки указанной, по меньшей мере, одной структуры зерна кино/фотопленки.

16. Способ по п.9, в котором указанные структуры зерна кино/фотопленки размещены в базе данных зерна кино/фотопленки.

17. Способ по п.9, в котором каждая из указанной группы блоков зерна кино/фотопленки и указанной следующей группы блоков зерна кино/фотопленки содержит четыре группы образцов зерна кино/фотопленки размером 8×8, причем каждая из указанных групп расположена как две вертикальные группы и две горизонтальные группы.

18. Устройство считывания структур зерна кино/фотопленки в последовательности растра при имитации зерна кино/фотопленки, содержащее: генератор псевдослучайных чисел, предназначенный для установления псевдослучайного исходного положения для выбора образцов структур зерна кино/фотопленки, для повторения упомянутого псевдослучайного исходного положения для каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки из структур зерна кино/фотопленки; и для установления другого псевдослучайного исходного положения для каждой строки отображения следующей группы блоков зерна кино/фотопленки.

19. Устройство по п.18, в котором используются те же исходные значения для указанного генератора псевдослучайных чисел для начала каждой строки группы блоков зерна кино/фотопленки.

20. Устройство по п.18, в котором используются разные исходные значения для указанного генератора псевдослучайных чисел между указанной группой блоков зерна кино/фотопленки и указанной следующей группой блоков зерна кино/фотопленки.

21. Устройство по п.18, в котором указанный генератор псевдослучайных чисел выполнен с возможностью случайного выбора групп блоков зерна кино/фотопленки из указанных структур зерна кино/фотопленки.

22. Устройство по п.18, в котором каждое из указанных псевдослучайных исходных положений содержит горизонтальное смещение и вертикальное смещение.

23. Устройство по п.22, в котором указанные смещения ограничены диапазоном [0, 48].

24. Устройство по п.22, в котором указанные смещения определяют с помощью генератора псевдослучайных чисел, путем отбора старшего значимого бита (MSB) и младшего значимого бита (LSB).