Un método para crear un bloque de grano de película, caracterizado porque tiene las etapas de

(a) obtener un bloque pre-calculado de los coeficientes transformados;

(b) filtrado de las frecuencias de los coeficientes transformados sensibles a un rango de frecuencias que caracterizan un patrón deseado del grano de la película; y

(c) ejecutar una transformada inversa de los coeficientes transformados filtrados por la frecuencia.

Método de simulación del grano de película basado en coeficientes de transformación previamente generados por ordenador

CAMPO TÉCNICO

Esta invención está relacionada con una técnica para la simulación del grano de película en una imagen.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las películas de cine comprenden unos cristales de haluro de plata dispersados en una emulsión, revestidos en unas capas finas de la base de la película. La exposición y el revelado de estos cristales forman la imagen fotográfica que consisten en pequeñas partículas de plata. En los negativos de color, la placa se somete a una extracción química después del revelado apareciendo unos grupos de granos de tintado que se presentan en los puntos en donde se forman los cristales de plata. Estas motas pequeñas de tinte se denominan comúnmente como el "grano" de la película de color.

El grano aparece aleatoriamente distribuido sobre la imagen resultante debido a la formación aleatoria de los cristales de plata sobre la emulsión original. Dentro de un área expuesta uniformemente, algunos cristales se revelan después de la exposición mientras que otros no lo hacen.

El grano varía en tamaño y en la forma. Cuanto más rápida sea la película, mayores serán los grupos de plata formados y los grupos de tintado, y con mayor tendencia de los grupos conjuntamente en patrones aleatorios. El patrón de grano es conocido típicamente como la "granularidad". El ojo desnudo no puede distinguir los granos individuales, los cuales varían desde 0, 0002 mm a aproximadamente 0, 002 mm. En su lugar, el ojo tiene una resolución de los grupos de granos, denominados como agrupaciones de granos. El observador identifica estos grupos de granos como el grano de la película. Conforme la resolución de la imagen llega a ser mayor, le percepción del grano de la película llega a ser más alta. El grano de la película llega a ser claramente apreciable en las imágenes del cine y en las imágenes de alta definición, mientras que el grano de la película pierde progresivamente su importancia en SDTV (televisión de definición estándar, llegando a ser imperceptible en formatos más pequeños.

La película de imágenes contiene típicamente un ruido dependiente de la imagen que resulta del proceso físico de la exposición y del revelado de la película fotográfica o de la subsiguiente edición de las imágenes. La película fotográfica tiene un patrón cuasi-aleatorio de la textura, dando lugar a una granularidad física de la emulsión fotográfica. Alternativamente, un patrón similar puede simularse a través de las imágenes generadas por ordenador, con el fin de mezclarlas con la película fotográfica. En ambos casos, este ruido dependiente de la imagen se denomina como el grano. Con frecuencia, la textura de grano moderado presente una característica deseable en las películas. En algunos casos, el grano de la película proporciona señales visuales que facilitan la percepción correcta de las imágenes en dos dimensiones. El grano de la película puede variar con frecuencia dentro de una sola película para proporcionar varias señales visuales tales como la referencia en el tiempo, punto de visión, etc. Existen muchos otros usos técnicos y artísticos para controlar la textura del grano en la industria del cine. En consecuencia, la preservación de la apariencia del grano de las imágenes a través del procesamiento de la imagen y la cadena de entregas ha llegado a ser un requisito en la industria del cine.

Varios productos comercialmente disponibles tienen la capacidad de simular el grano de la película, mezclando con frecuencia el objeto generado por ordenador dentro de una escena natural. El sistema Cineon® de Eastman Kodak Co., Rochester, Nueva York, una de las primeras aplicaciones de películas digitales para implementar la simulación del grano, produce unos resultados muy realísticos para muchos tipos de grano. No obstante, la aplicación del sistema Cineon® no genera un alto rendimiento para muchas películas de alta velocidad, debido a las bandas en diagonal apreciables que la aplicación genera en configuraciones de grano alto. Además de ello, la aplicación de Cineon® falla al simular un grano con una fidelidad adecuada cuando las imágenes se someten a un procesamiento previo, por ejemplo, tal como cuando las imágenes se copian o se procesan digitalmente.

Otro producto comercial que simula el grano de la película es el sistema Grain Surger y TM de la firma Visual Infinity Inc., el cual se utiliza como una aplicación de Adobe® After Affects®. El producto Grain Surger y TM aparece como que genera un grano sintético mediante el filtrado de un conjunto de números aleatorios. Esta solución adolece del inconveniente de una alta complejidad computacional.

Además de ello, el documento US-A-5641596 expone un método para ajustar las propiedades del grano de la película en las imágenes digitales, y el documento US 2002/034337 expone un sistema para manipular el ruido en las imágenes digitales.

Ninguno de estos esquemas anteriores resuelve el problema de la restauración del grano de la película en el video comprimido. El grano de la película constituye un fenómeno cuasi-aleatorio de alta frecuencia que típicamente no puede someterse a compresión utilizando los métodos espaciales y temporales convencionales que aprovechan la ventaja de las redundancias en las secuencias de video. Los intentos de procesar las imágenes originadas por la película utilizando las técnicas de compresión MPEG-2 ó ITU-T/ISO H.264, dan por resultado inaceptablemente un bajo grado de compresión o bien una pérdida completa de la textura del grano.

Así pues, existe la necesidad de un grano de película de simulación de la técnica, especialmente una técnica que añade una complejidad relativamente baja.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En forma resumida, de acuerdo con los principios presentes, se proporciona un método para simular un bloque de grano de película. El método comienza por la obtención de un bloque precalculado por ordenador de coeficientes transformados. El bloque precalculado de coeficientes transformados se somete entonces a un filtrado sensible a un rango de frecuencias que caracterizan un patrón deseado del grano de la película. (En la práctica, el rango de frecuencias se sitúa dentro de un conjunto de frecuencias de corte fHL, fVL, fHH, y fVH de un filtro, en dos dimensiones, que caracteriza un patrón deseado del grano de la película) .

Posteriormente, el conjunto filtrado de los coeficientes se somete a una transformación inversa para dar por resultado el patrón del grano de la película.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS.

La figura 1 describe un esquema de bloques de la combinación de un transmisor y un receptor en una cadena de procesado de la película útil para practicar la técnica de los presentes principios;

La figura 2 describe en forma de diagrama de flujo, las etapas de un primer método para crear un bloque de grano de la película utilizando los coeficientes pre-calculador por ordenador.

La figura 3 describe, en formato de diagrama de flujo, las etapas de un método para la creación de un patrón de grano de película, utilizando los coeficientes de la Transformación de Coseno Discreto (DCT de una sola imagen de Ruido Gaussiano; y La figura 4 describe en formato de diagrama de flujo, las etapas de un método para la creación del patrón del grano de la película, utilizando los coeficientes de la Transformación de Coseno Discreto (DCT) de varias imágenes de Ruido Gaussiano.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Para comprender la técnica de los presentes principios para simular el grano de la película utilizando un conjunto de coeficientes transformados pre-calculados por ordenador, será útil una visión resumida de la simulación del grano de la película. La figura 1 describe un diagrama esquemático de bloques de un transmisor 10, el cual recibe una señal de video de entrada, y en donde a su vez se genera un flujo de video comprimido en su salida. Además de ello, el transmisor 10 genera también una indicación de información indicativa del grano de la película (si la tuviera) presente en la muestra. En la práctica, el transmisor 10 podría comprender una parte de la matriz de un extremo del cabezal de un sistema de televisión por cable, o bien otro sistema que distribuya video comprimido o uno o más receptores 11 de la zona de aguas abajo, mostrando uno solo en la figura 1. El transmisor 10 podría tomar también la forma... [Seguir leyendo]

1. Un método para crear un bloque de grano de película, caracterizado porque tiene las etapas de

(a) obtener un bloque pre-calculado de los coeficientes transformados;

(b) filtrado de las frecuencias de los coeficientes transformados sensibles a un rango de frecuencias que caracterizan un patrón deseado del grano de la película; y

(c) ejecutar una transformada inversa de los coeficientes transformados filtrados por la frecuencia.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de la obtención del bloque precalculado de coeficientes transformados comprende además la etapa de leer al menos un bloque precalculado de coeficientes transformados de una memoria.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa del filtrado de frecuencias comprende la etapa de filtrado de los coeficientes transformados de acuerdo con un conjunto de frecuencias fHL, fVL, fHH y fVH de un filtro de dos dimensiones que caracteriza el patrón de grano de la película deseada.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de ejecución de los coeficientes de transformación inversa comprende la etapa de ejecución de una transformada de coseno discreto inverso.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además la etapa de escalado del bloque transformado inversamente de los coeficientes.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde las etapas (b) y (c) se repiten para todos los posibles granos de la película y de las formas para obtener una pluralidad de patrones del grano de la película, en donde todos están derivados de un bloque pre-calculado de los coeficientes transformados.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las etapa (a) , (b) y (c) se repiten para todos las posibles dimensiones y formas del grano de la película , para obtener una pluralidad de los patrones del grano de la película, derivados cada uno de un bloque pre-calculador independiente de los coeficientes transformados.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende la etapa de almacenamiento de cada conjunto transformado inversamente de los coeficientes filtrados en una memoria en cada ejecución repetida de cada uno de la etapa (c) .

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que además comprende la etapa de almacenamiento de cada conjunto transformado inversamente de los coeficientes filtrados en una memoria al repetirse la ejecución de la etapa (c) .

10. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende la etapa de escalado del conjunto transformado inversamente de los coeficientes filtrados antes de que los coeficientes se sometan a una transformación inversa.

11. Un aparato (20) caracterizado por:

una primera memoria para almacenar al menos un bloque pre-calculado de coeficientes transformados; (203)

medios para obtener un bloque pre-calculado de coeficientes transformados de la memoria; (202)

medios para filtrar las frecuencias de los coeficientes transformados sensibles a un rango de frecuencias que caracterice un patrón deseado de granos de las películas (205) ; y medios para ejecutar una transformación inversa en los coeficientes transformados filtrado por frecuencias (206) ,

12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 11, que además comprende unos medios para el escalado de los coeficientes transformados filtrados en frecuencias transformadas inversamente.

13. El aparato de acuerdo con la reivindicación 11 que además comprende una segunda memoria para almacenar los coeficientes (209) transformados filtrados en frecuencias transformados inversamente.