專利名稱：基于預計算已變換系數的比特精確度膠片顆粒仿真方法
技術領域：
本發明涉及一種對圖像中的膠片顆粒進行仿真的技術。
背景技術：
電影膠片包括分散在感光乳劑中的鹵化銀晶體，所述感光乳劑涂抹在膠片基底上的薄層中。這些晶體的曝光和顯影形成了包括銀的分散微粒的照相圖像。在彩色負片中，對顯影后的銀進行化學去除，在形成銀晶體的位置處出現微小的染料滴。這些染料小滴通常被稱作彩色膠片中的顆粒(grain)。由于銀晶體隨機地形成于原始感光乳劑中，所以顆粒隨機地分布在所產生的圖像上。在均勻曝光的區域中，一些晶體在曝光后顯影，而其它晶體并非如此。
顆粒的大小和形狀有所不同。膠片形成越快，所形成的銀塊和所產生的染料滴就越大，并且更趨于以隨機圖案組合在一起。典型地，顆粒圖案被稱作‘顆粒度’。裸眼不能區分變化范圍在0.0002mm至大約0.002mm的單個顆粒。然而，眼睛能夠分辨被稱作滴的顆粒組。觀看者把這些滴的組識別為膠片顆粒。隨著圖像分辨率變得更大，對膠片顆粒的感知變得更高。膠片顆粒在電影圖像和高清晰度圖像上變得明顯可察覺，而膠片顆粒在SDTV中逐漸喪失了重要性，并在較小格式中變得不可察覺。
典型地，電影膠片包含依賴于圖像的噪聲，這個噪聲來自照相膠片的曝光和顯影的物理工藝、或來自后續的圖像編輯。照相膠片具有特有的準隨機圖案或紋理，這個圖案或紋理來自照相感光乳劑的物理顆粒度。可選擇地，可以根據計算產生的圖像仿真類似的圖案，以便把這些圖案與照相膠片相混合。在這兩種情況下，這個依賴于圖像的噪聲被稱作顆粒。通常，適度的顆粒紋理在電影中呈現出期望的特征。在某些實例中，膠片顆粒提供了利于二維圖像的正確感知的可視提示。膠片顆粒通常在單一膠片中變化，以提供關于時間參考、視點等的多種線索。在電影業中，存在用于控制顆粒紋理的多種其它的技術和藝術用途。因此，在圖像處理和傳送鏈中保持圖像的顆粒外觀已經成為電影業中的需求。
若干商業上可用的產品具有對膠片顆粒進行仿真的能力，通常用于把計算機產生的對象混合到自然場景中。來自Eastman Kodak Co，Rochester New York的Cineon是一種最早的數字膠片應用程序，用于實現顆粒仿真，它產生了多種顆粒類型的非常真實的結果。然而，由于Cineon應用程序針對高顆粒尺寸設置產生了可察覺的對角線條紋，所以Cineon應用程序沒有為多種高速膠片產生良好的性能。此外，當對圖像進行前期處理時，例如圖像被復制或進行數字處理時，Cineon應用程序不能以足夠的保真度來仿真顆粒。
另一個商業上可用的、對膠片顆粒進行仿真的產品是來自VisualInfinity Inc的Grain SurgeryTM，它用作AdobeAfter Effects的插件。Grain SurgeryTM產品通過對隨機數的集合進行濾波而產生合成的顆粒。這個方法受到高計算復雜度這個缺點的影響。
這些已有的方案中沒有一個方案能夠解決對壓縮視頻中的膠片顆粒進行恢復的問題。膠片顆粒構成了高頻準隨機現象，典型地不能進行使用常規空間和時間方法的壓縮，其中所述方法利用了視頻序列冗余的優點。試圖使用MPEG-2或ITU-T/ISO H.264壓縮技術來處理源自膠片的圖像，通常這會導致不可接受的低壓縮度或顆粒紋理的完全丟失。
因此，存在對膠片顆粒仿真技術的需求，特別是提供相對低的復雜性的技術。
發明內容
簡要地，根據本發明，提供了一種用于對膠片顆粒圖案進行仿真的方法。所述方法從獲得具有比特精確度的已變換系數集合開始。然后，具有比特精確度的已變換系數集合進行濾波。之后，濾波后的具有比特精確度的已變換系數集合進行具有比特精確度的逆變換，以產生膠片顆粒圖案。
圖1示出了膠片顆粒處理鏈中發射機和接收機的組合的示意框圖，用于實踐本發明的技術；圖2以流程圖的形式示出了使用高斯隨機數發生器來創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的步驟；圖3以流程圖的形式示出了使用高斯隨機數查找表來創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的步驟；圖4以流程圖的形式示出了使用單一高斯噪聲圖像來創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的步驟；圖5以流程圖的形式示出了使用單一高斯噪聲圖像的預計算離散余弦變換(DCT)系數來創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的步驟；以及圖6以流程圖的形式示出了使用多個高斯噪聲圖像的預計算DCT系數來創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的步驟。
具體實施例方式
為了理解用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的技術，對膠片顆粒仿真的簡要概述將是有益的。圖1示出了發射機10的示意框圖，它接收輸入視頻信號并在其輸出依次產生壓縮后的視頻流。另外，發射機10還產生指示樣本中出現膠片顆粒(如果存在的話)的信息。實際中，發射機10可以包括有線電視系統的首端陣列的一部分、或把壓縮后的視頻分配給一個或多個下游接收機11的其它系統，圖1中僅示出一個接收機11。發射機10還可以采取例如DVD的呈現媒體的編碼器的形式。接收機11對已編碼的視頻流進行解碼，并根據膠片顆粒信息和已解碼的視頻(兩者均從發射機10接收，或如果是DVD等則直接從媒體自身接收)來仿真膠片顆粒，從而產生具有已仿真膠片顆粒的輸出視頻流。接收機11可以采取機頂盒的形式、或采取對已壓縮的視頻進行解碼并對該視頻中的膠片顆粒進行仿真的其它機制的形式。
膠片顆粒的完整管理要求發射機10(即編碼器)提供關于輸入視頻中的膠片顆粒的信息。換句話說，發射機10使膠片顆粒“建模”。此外，接收機11(即解碼器)根據從發射機10接收到的膠片顆粒信息來仿真膠片顆粒。通過使接收機11能夠在視頻編碼過程期間在保持膠片顆粒中出現困難時仿真視頻信號中的膠片顆粒，發射機10提高了壓縮后視頻的品質。
在圖1所示的實施例中，發射機10包括視頻編碼器12，視頻編碼器12使用任意已知的視頻壓縮技術對視頻流進行編碼，例如ITU-TRec.H.264|ISO/IEC 14496-10視頻壓縮標準。可選地，采用圖1中虛線所示濾波器等的形式的膠片顆粒去除器14可以存在于編碼器12的上游，以便在編碼之前去除輸入視頻流中的任意膠片顆粒。當輸入視頻不包含膠片顆粒時，不需要膠片顆粒去除器14。
膠片顆粒建模器16接受輸入視頻流和膠片顆粒去除器14的輸出信號(當存在時)。使用這個輸入信息，膠片顆粒建模器16建立了輸入視頻信號中的膠片顆粒。以最簡單的形式，膠片顆粒建模器16可以包括查找表，所述查找表包含不同膠片原料的膠片顆粒模型。輸入視頻信號中的信息可以規定在轉換為視頻信號前最初用于記錄圖像的具體膠片原料，從而允許膠片顆粒建模器16針對這個膠片原料選擇適合的膠片顆粒模型。可選擇地，膠片顆粒建模器16可以包括處理器或專用邏輯電路，它們執行一個或多個算法以對輸入視頻進行采樣并確定所呈現的膠片顆粒圖案。
典型地，接收機11包括視頻解碼器18，用于對從發射機10接收到的壓縮后的視頻流進行解碼。解碼器18的結構將取決于發射機10內的編碼器12所執行的壓縮類型。因此，例如編碼器12的發射機10內采用ITU-T Rec.H.264|ISO/IEC 14496-10視頻壓縮標準來壓縮輸出視頻，這表示需要與H.264兼容的解碼器18。在接收機11內，膠片顆粒仿真器20從膠片顆粒建模器16接收膠片顆粒信息。膠片顆粒仿真器20可以采取具有對膠片顆粒進行仿真的能力的已編程處理器或專用邏輯電路的形式，從而通過組合器22與已解碼的視頻流進行組合。
膠片顆粒仿真旨在把對原始膠片內容的外觀進行仿真的膠片顆粒樣本進行合成。如所述，膠片顆粒建模發生在圖1的發射機10中，而膠片顆粒仿真發生在接收機11中。具體地，在解碼視頻流的輸出的上游，膠片顆粒仿真與來自發射機10的輸入視頻流的解碼一同在接收機11中發生。注意出現在接收機11中的解碼過程不會使用具有附加膠片顆粒的圖像。相反，膠片顆粒仿真組成了用于把已解碼圖像中已仿真的膠片顆粒進行合成以進行顯示的后處理方法。為此，ITU-TRec.H.264|ISO/IEC 14496-10視頻壓縮標準不包含關于膠片顆粒仿真過程的說明。然而，膠片顆粒仿真需要關于輸入視頻信號中的顆粒圖案的信息，當按照ITU-T Rec.H.264|ISO/IEC 14496-10視頻壓縮標準的修正1(保真度范圍擴展)所規定的而使用該壓縮標準時，這個信息典型地在膠片顆粒特征補充增強信息(SEI)消息中傳送。
根據本發明，這里公開了用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的方法的若干實施方式，例如用于把HD DVD系統中的膠片顆粒仿真存儲到數據庫中。這種膠片顆粒圖案數據庫使得能夠按照根據上述H.264|MPEG-4AVC標準的膠片顆粒補充增強信息(SEI)中的參數進行膠片顆粒仿真。更具體地，執行現有的或未來的HD DVD規范的設備和系統可以采用這種膠片顆粒圖案數據庫以存儲不同膠片顆粒類型的樣本，每一種膠片顆粒類型的特征都由不同的頻率模型參數來描述。
如下文詳細的討論，用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法使用基本策略，該策略使得能夠以若干不同的方式在接收機11內實施。用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的基本策略由建立整型的已變換系數集合而開始，這些系數典型地但非必需地為離散余弦變換(DCT)系數，典型地為N×N大小，其中N是整型。術語“圖像”有時是指這種整型的已變換系數集合。建立整型的已變換系數集合或圖像的步驟能夠以若干不同方式而進行。例如，所述建立步驟可以由圖1中接收機11的處理器或獨立的邏輯電路存取整型的已變換系數數據庫而執行，如下文所述。可選擇地，接收機11的處理器或獨立的邏輯電路可以通過如下方式來建立高斯隨機數集合或圖像讀取高斯隨機數的數據庫、或直接產生高斯隨機數。之后，可以對高斯隨機數執行整型DCT，以產生整型的DCT系數集合。
用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的基本方法的下一個步驟通過根據期望的膠片顆粒大小和形狀對整型的已變換系數進行頻率濾波而執行。例如，所述頻率濾波可以采用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。在頻率濾波后，整型的已變換系數進行逆變換，從而創建隨后存儲在數據庫中的具有比特精確度的膠片顆粒圖案。在某些實例中，系數的逆變換后會發生縮放。
實際中，本發明的膠片顆粒圖案創建方法使用整型DCT和逆DCT運算，因此保證了針對驗證和測試目的被證明有益的比特精確度。然而，下文所述的基本策略的不同實施方式不一定提供彼此之間的比特精確度。
具體實施方式
的選擇將取決于存儲要求和計算成本之間期望的折衷。
圖2示出了根據用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法的第一實施方式。圖2中的方法由起始步驟100開始，在起始步驟100期間進行初始化，盡管這個初始化不一定進行。接下來進行步驟101，發起進入對所有可能的膠片顆粒大小和形狀進行重復的循環。在進入循環后，進行步驟102以實現高斯隨機值圖像的創建。實際中，高斯隨機圖像具有N×N個值的大小。在圖2的方法中，通過高斯隨機數發生器103產生這些值，從而創建高斯隨機值圖像。
然后，在步驟102中創建的高斯隨機值圖像進行比特精確度變換，典型地通過步驟104中的整型離散余弦變換(DCT)運算而執行，盡管存在其它的比特精確度變換技術。然后，在步驟102中建立的整型DCT系數在步驟106中進行頻率濾波。典型地，使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH而進行頻率濾波，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。接下來進行步驟108，在步驟108中經過頻率濾波的、已變換的系數進行逆比特精確度變換，典型地但非必需地為整型逆離散余弦變換(IDCT)，以產生具有比特精確度的膠片顆粒圖案。在某些情況下，在步驟108后對逆變換的系數塊進行縮放被證明有益于改變具有比特精確度的膠片顆粒圖案的亮度。
在步驟108后，進行步驟110，從整型IDCT變換(以及可能的縮放)所獲得的具有比特精確度的膠片顆粒被存儲在數據庫111中。在由步驟101開始的循環的執行期間，重復執行步驟102-110。對于所有可能的膠片顆粒大小和形狀持續執行所述循環，循環執行在步驟112中結束，所述方法在步驟112之后的步驟114中結束。
為了實現比特精確度，圖2的方法需要具有比特精確度的高斯隨機數發生器以及比特精確度DCT和逆DCT變換操作。在本發明的不同實施方式中，實現比特精確度需要使用具有比特精確度的高斯隨機數發生器。使用哪一種具體的高斯隨機數發生器并不重要，只要所有的實施方式使用相同的發生器。作為實例，可以使用如下公布中描述的比特精確度高斯發生器的整型逼近“Numerical Recipes in CThe Art ofScientific Computing”(ISBN 0-521-41108-5)，它基于Box-Muller變換。
除了具有比特精確度的高斯隨機數發生器以外，還需要實施具有比特精確度的離散余弦變換，從而為完整的系統提供比特精確度。這里所述的所示實施例使用DCT的整型逼近。如果整型變換所獲得的結果合理地接近于浮點DCT所獲得的結果，那么可以使用任意的整型逼近。這個要求確保了在組成頻率濾波的已變換域中執行濾波。
在所示實施例中，通過對浮點形式的DCT進行縮放而進行整型形式的DCT。可以按照下文計算N×N的DCT矩陣for(i＝0；i＜N；j++)for(j＝0；j＜N；j++){if(i＝＝0)k＝sqrt(1/N)；
elsek＝sqrt(2/N)；C(i，j)＝k*cos(((2*j+1)*i*PI)/(2*N))；}其中C(i，j)表示行j、列i處的變換矩陣的系數。
然后，按照下文計算整型矩陣for(i＝0；i＜N；j++)for(j＝0；j＜N；j++){Cint(i，j)＝round(C(i，j)*scaling_factor)}其中round(x)返回x的最近整型逼近，而scaling_factor是正整型值。縮放因數的值確定了DCT整型逼近的品質(縮放因數越大，逼近越好)以及計算所述變換所需的比特個數(縮放因數越小，所需比特越少)。
一旦定義了DCT整型逼近，則按照下文計算DCT變換B＝((CintT*b*Cint)+2scaling_factor)＞＞2*scaling_factor其中CintT表示轉置后的變換矩陣。類似地，按照下文計算逆變換b＝((Cint*B*CintT)+2scaling_factor)＞＞2*scaling_factor在使用8×8DCT的具體實施例中，整型逼近可以是
Cint8T=666666668742-2-4-7-873-3-7-7-3377-2-8-4482-76-6-666-6-664-827-7-28-43-77-3-37-732-47-88-74-2]]>其中縮放因數等于16。
圖3示出了根據用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法的第二實施方式。圖3的方法由起始步驟200開始，在起始步驟200期間進行初始化，盡管這個初始化不一定進行。接下來進行步驟201，發起進入對所有可能的膠片顆粒大小和形狀進行重復的循環。在進入循環后，執行步驟202以創建高斯隨機值的集合或圖像。實際中，高斯隨機圖像具有N×N個值的大小。在圖3的方法中，通過從高斯隨機數查找表(LUT)203讀取高斯隨機值的集合而創建高斯隨機值圖像。
然后，對在步驟202中創建的高斯隨機值圖像進行比特精確度變換，典型地通過步驟204中的整型離散余弦變換(DCT)運算而執行，盡管存在其它的比特精確度變換技術。然后，在步驟202中建立的整型已變換系數在步驟206中進行頻率濾波。典型地，使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH而進行頻率濾波，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。接下來進行步驟208，在步驟208中經過頻率濾波的已變換系數塊進行逆比特精確度變換，典型地但非必需地為整型逆離散余弦變換(IDCT)，以產生具有比特精確度的膠片顆粒圖案。在某些情況下，對經過頻率濾波的逆變換的系數塊進行縮放被證明是有益的。
之后，進行步驟210，而且從整型逆變換(以及可能的縮放)所獲得的膠片顆粒被存儲在數據庫211中。在由步驟201發起的循環的執行期間，針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀重復執行步驟202-210。循環執行在步驟212中結束，所述方法在步驟212之后的步驟214中結束。以這種方式，數據庫存儲有多個膠片顆粒圖案，以供將來在對視頻信號的膠片顆粒進行仿真時使用。
與圖2的方法相比，圖3的膠片顆粒仿真方法消除了高斯隨機數發生器的使用。取而代之的是，圖3的方法使用包含預計算的高斯隨機值的查找表203。圖3的方法簡化了實施所需的硬件。
圖4示出了根據用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法的第三實施方式。圖4的方法由起始步驟300開始，在起始步驟300期間進行初始化，盡管這個初始化不一定進行。接下來進行步驟302，以創建高斯隨機值的集合或圖像。實際中，高斯隨機圖像具有N×N個值的大小。通過從高斯隨機數查找表(LUT)303讀取高斯隨機值的集合，圖4的方法創建了高斯隨機值圖像。用于創建高斯隨機數LUT303的方法不需要比特精確度。只要膠片顆粒圖案數據庫創建的所有實施方式都使用相同的LUT，那么該結果將會保證比特精確度。然而，當使用具有比特精確度的方法來創建這種LUT時，可以在膠片顆粒圖案數據庫創建方法的開始處產生LUT，避免了LUT的持久存儲需求。假定需要為完整膠片顆粒圖案數據庫的產生計算單一的變換(步驟304)，那么當與使用先前所示實施方式(圖2和4)所獲得的結果相比，存儲在數據庫中的膠片顆粒圖案的隨機性有所減小。然而，圖4所示的第三實施方式還具有更低的計算需求，這被證明有益于硬件和/或實時的實施方式。然后，在步驟302中創建的高斯隨機值圖像進行比特精確度變換，典型地通過步驟304中的整型離散余弦變換(DCT)操作而執行，盡管存在其它的比特精確度變換技術。在步驟304之后，進行步驟305，發起進入對所有可能的膠片顆粒大小和形狀進行重復的循環。循環內的第一步驟306對在步驟304中建立的整型DCT系數進行頻率濾波。典型地，使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH而進行頻率濾波，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。在步驟306后的步驟308中，經過頻率濾波的整型DCT系數進行逆比特精確度變換，典型地但非必需地為整型逆離散余弦變換(IDCT)，以產生具有比特精確度的膠片顆粒圖案。在某些情況下，在步驟308后對從逆變換的系數中創建的膠片顆粒圖案進行縮放被證明是有益的。之后，進行步驟310，而且膠片顆粒圖案被存儲在數據庫311中。
從步驟305開始的循環針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀而執行步驟306-310，循環執行在步驟312中結束，所述方法在步驟312之后的步驟314中結束。以這種方式，數據庫311存儲有針對所有膠片顆粒大小和形狀的膠片顆粒圖案。
圖5示出了根據用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法的第四實施方式。圖5的方法由執行起始步驟400而開始，在起始步驟400期間進行初始化，盡管這個初始化不一定進行。接下來進行步驟402，在步驟402中從根據高斯隨機值圖像而創建的查找表403中讀取DCT系數圖像或集合。實際中，從LUT 403讀取的DCT系數圖像具有N×N的大小。因此，與圖2-4中先前所描述的實施方式不同，圖5的膠片顆粒仿真方法消除了執行分離的整型DCT操作的需求，這是因為從LUT 403讀取的值在加載到LUT之前已經進行了這種變換。
在步驟402之后，進行步驟405，進入對所有可能的膠片顆粒大小和形狀進行重復的循環。循環內的第一步驟406對在步驟402中獲得的整型DCT系數進行頻率濾波。典型地，使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH而進行頻率濾波，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。在步驟406后的步驟408中，經過頻率濾波的整型DCT系數進行逆比特精確度變換，典型地但非必需地為整型逆離散余弦變換(IDCT)，以產生膠片顆粒圖案。在某些情況下，在步驟408后對逆變換的系數塊進行縮放被證明是有益的。之后，進行步驟410，而且從整型IDCT變換(以及可能的縮放)中產生的膠片顆粒圖案被存儲在數據庫411中。
從步驟405發起的循環針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀而重復執行步驟406-410，循環執行在步驟412中結束，所述方法在步驟412之后的步驟414中結束。以這種方式，數據庫411存儲有針對所有膠片顆粒大小和形狀的膠片顆粒圖案。
圖5的方法使用單一的預計算已變換系數塊來產生存在于數據庫411中的膠片顆粒圖案。與先前結合圖2-4所描述的實施方式相比，圖5的實施方式消除了執行整型DCT變換的步驟，從而減小了計算成本。
圖6示出了根據用于創建具有比特精確度的膠片顆粒圖案的本發明的方法的第五實施方式。圖6的方法由執行起始步驟500而開始，在起始步驟500期間進行初始化，盡管這個初始化不一定進行。接下來進行步驟501，發起進入對所有可能的膠片顆粒大小和形狀進行重復的循環。循環內的第一步驟502從查找表(LUT)503中讀取整型DCT系數集合圖像。實際中，DCT系數圖像具有N×N的大小。與圖5的實施方式相同，圖6的實施方式通過從LUT 503獲得整型DCT系數集合而建立整型的已變換系數圖像。實際中，LUT 503內的值源自隨后進行整型DCT的高斯隨機值圖像。因此，與先前描述的圖2-4的實施方式不同，圖6的實施方式如同圖5的實施方式那樣消除了執行分離的整型DCT的需求，這是應為從查找表503讀取的值在加載到表中之前已經進行了這種變換。
在步驟502之后，進行步驟506，在步驟506中整型DCT系數進行頻率濾波。典型地，使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH而進行頻率濾波，所述截頻表示對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述(在二維上)的濾波器的截止頻率。在步驟506后的步驟508中，經過頻率濾波的整型DCT系數進行逆比特精確度變換，典型地但非必需地為整型逆離散余弦變換(IDCT)，以產生膠片顆粒塊。在某些情況下，在步驟508后對逆變換的系數塊進行縮放被證明是有益的。之后，進行步驟510，而且從整型IDCT變換(以及可能的縮放)中產生的膠片顆粒塊被存儲在數據庫511中。
從步驟501開始的循環針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀而重復執行步驟502-510，循環執行在步驟512中結束，所述方法在步驟512之后的步驟514中結束。以這種方式，數據庫511存儲有針對所有膠片顆粒大小和形狀的膠片顆粒圖案。
與圖2和3的實施方式相似，圖6所述的膠片顆粒圖案創建的實施方式使用不同的整型DCT系數集合。使用不同的整型DCT系數集合允許創建比圖1、4和5的實施方式更為豐富的膠片顆粒圖案數據庫，它利用了整型的已變換系數塊。雖然圖1、4和5所述的實施方式提供了減小的存儲和計算需求，這些實施方式降低了提供的性能，因為相同的噪聲圖案用作產生所有膠片顆粒圖案的基礎。
上文描述了用于創建至少一個、優選是多個膠片顆粒圖案的技術的若干不同的實施方式，所述技術用于對視頻信號中的膠片顆粒進行仿真。
權利要求
1.一種用于創建膠片顆粒圖案的方法，包括步驟(a)建立具有比特精確度的已變換系數集合；(b)對具有比特精確度的已變換系數集合進行頻率濾波；以及(c)對經頻率濾波后的已變換系數執行比特精確度逆變換，以產生膠片顆粒圖案。
2.根據權利要求1所述的方法，其中針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀而重復步驟(a)-(c)。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟(d)把膠片顆粒圖案存儲在數據庫中。
4.根據權利要求3所述的方法，其中針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀而重復步驟(a)-(d)。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟對膠片顆粒圖案進行縮放。
6.根據權利要求所述的方法，其中建立具有比特精確度的已變換系數集合的步驟包括步驟從數據庫讀取整型離散余弦變換系數集合。
7.根據權利要求1所述的方法，其中建立具有比特精確度的已變換系數集合的步驟包括步驟針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀，從數據庫讀取整型離散余弦變換系數集合。
8.根據權利要求1所述的方法，其中建立具有比特精確度的已變換系數集合的步驟包括步驟產生高斯隨機數圖像；以及對于高斯隨機數圖像執行整型離散余弦變換。
9.根據權利要求1所述的方法，其中建立具有比特精確度的已變換系數集合的步驟包括步驟(i)產生高斯隨機數圖像；(ii)對于高斯隨機數圖像執行整型離散余弦變換；以及(iii)針對所有可能的膠片顆粒大小和形狀，重復步驟(i)和(ii)。
10.根據權利要求1所述的方法，其中頻率濾波這個步驟使用預定義的一組截頻fHL、fVL、fHH、和fVH，所述截頻表示在二維上對期望的膠片顆粒圖案的特征進行描述的濾波器的截止頻率。
11.根據權利要求1所述的方法，其中在經頻率濾波后的已變換系數執行比特精確度逆變換的步驟包括步驟執行整型逆離散余弦變換。
11.一種包括處理器和專用邏輯電路之一的設備，用于通過如下步驟創建膠片顆粒圖案(a)建立具有比特精確度的已變換系數集合；(b)對具有比特精確度的已變換系數集合進行頻率濾波；以及(c)對經頻率濾波后的已變換系數執行比特精確度逆變換，以產生膠片顆粒圖案。
13.根據權利要求12所述的設備，還包括用于存儲膠片顆粒圖案的第一存儲器。
14.根據權利要求12所述的設備，還包括用于存儲至少一個整型離散余弦變換系數集合的第二存儲器。
15.根據權利要求13所述的設備，還包括用于存儲多個整型離散余弦變換系數集合的第二存儲器。
16.根據權利要求12所述的設備，還包括高斯隨機發生器，用于產生高斯隨機數圖像；用于對于高斯隨機數圖像執行整型離散余弦變換、以產生具有比特精確度的已變換系數集合的裝置。
17.根據權利要求12所述的設備，還包括第二存儲器，用于存儲高斯隨機數圖像；以及用于對于高斯隨機數圖像執行整型離散余弦變換、以產生具有比特精確度的已變換系數集合的裝置。
18.一種用于創建膠片顆粒圖案的設備，包括用于建立具有比特精確度的已變換系數集合的裝置；用于對具有比特精確度的已變換系數集合進行頻率濾波的裝置；以及用于對經頻率濾波后的已變換系數執行比特精確度逆變換、以產生膠片顆粒圖案的裝置。
全文摘要
通過首先建立具有比特精確度的已變換系數集合來執行具有比特精確度的膠片顆粒圖案創建。對具有比特精確度的已變換系數集合進行頻率濾波、隨后進行比特精確度逆變換，以產生膠片顆粒圖案。
文檔編號G06T9/00GK101057258SQ200580038653
公開日2007年10月17日 申請日期2005年10月26日 優先權日2004年11月17日
發明者吉恩·拉什, 克里斯蒂娜·戈米拉, 杰弗里·艾倫·庫珀 申請人:湯姆森許可貿易公司