(57)【要約】  本発明によって提供される、フィルムグレイン模擬処理におけるフィルムグレイン・パターンへの高速アクセスを実現する方法、装置及びシステムは、少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを格納する第１のメモリを設けること、フィルムグレイン模擬処理によって要求された、第１のメモリに格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも第２のメモリから少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを取得するように第１のメモリを更新することを有する。一実施形態において、第１のメモリはローカルキャッシュ、第２のメモリはフィルムグレイン・パターンのデータベースであり、フィルムグレイン模擬処理で要求された特定のフィルムグレイン・パターンに対して、制御器がローカルキャッシュの検査を行う。ローカルキャッシュに格納されていない要求フィルムグレイン・パターンに応じて、制御器はフィルムグレイン・パターンのデータベースを用いてローカルキャッシュの更新を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムグレイン模擬処理におけるフィルムグレイン・パターンへの高速アクセスを実現する方法であって：
少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを格納する第１のメモリを設ける段階；及び
フィルムグレイン模擬処理によって要求された、第１のメモリに格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも第２のメモリから少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを取得するように第１のメモリを更新する段階；
を有する方法。
【請求項２】
第１のメモリはフィルムグレイン模擬処理の位置にローカルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２のメモリはフィルムグレイン模擬処理の位置から遠隔の位置に設置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のメモリは少なくとも、フィルムグレイン模擬処理で最も一般的に使用されるフィルムグレイン・パターンを格納する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２のメモリは、フィルムグレイン模擬処理で使用可能な全てのフィルムグレイン・パターンを格納する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１のメモリはフィルムグレイン模擬処理の間、フィルムグレイン・パターンの主ソースである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
フィルムグレイン模擬処理におけるフィルムグレイン・パターンへの高速アクセスを実現する方法であって：
フィルムグレイン模擬処理の位置にローカルな、フィルムグレイン模擬処理で使用可能なフィルムグレイン・パターンの全数の少なくとも小集合を格納するキャッシュ、を設ける段階；及び
フィルムグレイン模擬処理で要求された、前記ローカルキャッシュに格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを含む少なくとも１つのデータベースから少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを取得するように前記ローカルキャッシュを更新する段階；
を有する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのデータベースは、フィルムグレイン模擬処理で使用可能なフィルムグレイン・パターンの全数を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ローカルキャッシュ内のフィルムグレイン・パターンの前記小集合は、前記少なくとも１つのデータベースからの、フィルムグレイン模擬処理で最も一般的に使用されるフィルムグレイン・パターンを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
フィルムグレイン模擬処理で要求されるフィルムグレイン・パターンを付加情報メッセージが指定する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記付加情報メッセージはＳＥＩメッセージを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも符号化された画像とフィルムグレイン模擬処理で使用するためのフィルムグレイン特徴情報を含む付加情報とを受信する手段；
少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを格納する第１の記憶手段；並びに
制御器であり：
フィルムグレイン模擬処理で要求されたフィルムグレイン・パターンが第１の記憶手段に格納されているかを決定する段階；及び
フィルムグレイン模擬処理で要求された、第１の記憶手段に格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも第２の記憶手段から少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを取得するように第１の記憶手段を更新する段階；
を実行するように適応された制御器；
を有するフィルムグレインを模擬する装置。
【請求項１３】
前記受信する手段は復号化器を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１の記憶手段はローカルキャッシュを有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
第２の記憶手段は遠隔データベースを有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御器はＲＡＭインターフェース制御器を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
第１の記憶手段は少なくとも、フィルムグレイン模擬処理で最も一般的に使用されるフィルムグレイン・パターンを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
第２の記憶手段は、フィルムグレイン模擬処理で要求される全てのフィルムグレイン・パターンを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記決定する段階は、フィルムグレイン模擬処理で要求される少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを指定する付加情報メッセージの受信に応じて行われる、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも符号化された画像とフィルムグレイン模擬処理で使用するためのフィルムグレイン特徴情報を含む付加情報とを受信する手段；
少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを格納する第１の記憶手段；
フィルムグレイン模擬処理で使用されるフィルムグレイン・パターンを格納する第２の記憶手段；並びに
少なくとも命令を格納するメモリと、該命令を実行するプロセッサとを含む制御器であり：
フィルムグレイン模擬処理で要求されたフィルムグレイン・パターンが第１の記憶手段に格納されているかを決定する段階；及び
フィルムグレイン模擬処理で要求された、第１の記憶手段に格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、第１の記憶手段に、第２の記憶手段から少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを取得させる段階；
を実行するように適応された制御器；
を有するフィルムグレインを模擬するシステム。
【請求項２１】
少なくとも符号化された画像とフィルムグレイン模擬処理で使用するためのフィルムグレイン特徴情報を含む付加情報メッセージとを受信する復号化器；
フィルムグレイン模擬処理で使用されるフィルムグレイン・パターンの全数の内の少なくとも小集合を格納するローカルデータベース；
フィルムグレイン模擬処理で使用されるフィルムグレイン・パターンの全数を格納する遠隔データベース；並びに
少なくとも、命令を格納するメモリと、該命令を実行するプロセッサとを含むインターフェース制御器であり：
受信された付加情報メッセージに応じて、フィルムグレイン模擬処理によって要求されたフィルムグレイン・パターンが前記ローカルデータベースに格納されているかを決定する段階；及び
前記付加情報メッセージによって指定される、前記ローカルデータベースに格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも前記遠隔データベースから少なくとも指定されたフィルムグレイン・パターンを取得するように前記ローカルデータベースを更新する段階；
を実行するように適応されたインターフェース制御器；
を有するフィルムグレインを模擬するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、フィルムグレインを模擬することに関し、より具体的には、効率的で低コストのフィルムグレインの模擬を実施する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムグレインは現像処理の際に動画像中に形成される。フィルムグレインはＨＤ画像において明らかに人目を引くものであり、画像処理及び配信チェーンの全体を通して保存されることがますます望まれる映画特有の特色となっている。それにも拘わらず、フィルムグレインの保存は現行の符号化器にとって難題である。何故なら、時間的予測に関連する圧縮が有効に使われ得ないからである。グレインのランダム性のため、視覚的に無損失の符号化は非常に高いビットレートで達成されるのみである。損失のある符号化器は、一般的にノイズと微細テクスチャに関連する高周波をフィルタリングするときに、フィルムグレインを抑制してしまう傾向にある。
【０００３】
最近策定されたＨ．２６４｜ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ動画圧縮規格、特にその拡張方式であるＦＲＥｘｔ改良版１において、フィルムグレインの付加エンハンスメント情報（ＳＥＩ）メッセージが定義されている。このメッセージは、大きさや強度のような特質に関するフィルムグレインの特徴を記述し、復号化された映像上に見えるフィルムグレインを復号化器が模擬することを可能にする。Ｈ．２６４｜ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ規格は、フィルムグレインＳＥＩメッセージ中に存在するパラメータと、このパラメータ、及びバイナリ・フォーマットでＳＥＩメッセージを符号化するために使用される構文とを解釈する方法とについての仕様を定めている。しかしながら、この規格はフィルムグレインＳＥＩメッセージを受信した際にフィルムグレインを模擬する厳密な手順については定めていない。
【０００４】
フィルムグレインの模擬（シミュレーション）は、昔のフィルム貯蔵の復元においてだけでなくコンピュータ生成素材上のフィルムグレインを模擬するために撮影後にも使用される比較的新しい技術である。この種のアプリケーションとしては、イーストマンコダック社からのＣｉｎｅｏｎ（登録商標）及びビジュアルインフィニティ社からのＧｒａｉｎ  Ｓｕｒｇｅｒｙ（登録商標）のような市販ソフトウェアが市場に存在している。これらのツールはユーザとのやり取りを必要とし、且つ実装するのが複雑であるため、実時間での動画符号化用途には不適当である。さらに、これらのツールは何れも、Ｈ．２６４／ＡＶＣ動画符号化規格によって仕様を定められたフィルムグレインＳＥＩメッセージを解釈する能力を有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、効率的で低コストのフィルムグレイン・シミュレーションを実現する方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に従った、フィルムグレイン模擬処理におけるフィルムグレイン・パターンへの高速アクセスを実現する方法は、フィルムグレイン模擬処理で使用可能なフィルムグレイン・パターンの全数の内の少なくとも小集合を有するキャッシュを設ける段階、及びフィルムグレイン模擬処理によって要求された、ローカルキャッシュに含まれていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを格納する少なくとも１つのデータベースを用いて少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを含むようにローカルキャッシュを更新する段階を有する。
【０００７】
本発明の他の一実施形態に従ったフィルムグレインを模擬する装置は、少なくとも符号化された画像とフィルムグレイン模擬処理で使用するためのフィルムグレイン特徴付け情報を含む付加情報とを受信する手段、少なくとも１つのフィルムグレイン・パターンを含む第１の記憶手段、及び命令を格納するメモリと命令を実行するプロセッサとを含む制御器を有する。該制御器は、フィルムグレイン模擬処理で要求されたフィルムグレイン・パターンが第１の記憶手段に存在しているかを決定する段階、及びフィルムグレイン模擬処理で要求された、第１の記憶手段に格納されていないフィルムグレイン・パターンに応じて、少なくとも第２の記憶手段を用いて、少なくとも要求されたフィルムグレイン・パターンを含むように第１の記憶手段を更新する段階を実行するように適応されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
添付図面と関連させながら以下の詳細な説明を参酌することにより、本発明による教示は容易に理解されることが可能である。図面は本発明概念を例示する目的のものであり、必ずしも本発明を例示するための唯一の取り得る構成ではないことは理解されるべきである。理解を容易にするため、図面に共通な同一要素を指定するに際して、可能な限り同一の参照符号を用いることとする。
【０００９】
本発明は有利なことに、効率的で低コストのフィルムグレインの模擬を実現する方法及びシステムを提供する。本発明は主に、例えば民生用ＨＤ−ＤＶＤ再生機のＩＣ設計などに応用するための動画復号化サブシステムに関する範囲内で説明されるが、本発明の具体的な実施形態は本発明の範囲を限定するものとして扱われるべきではない。当業者に認識されるように、また本発明による教示によって与えられるように、本発明の概念は、例えばメディア再生／受信装置、復号化器、セットトップボックス、テレビセット等における如何なるフィルムグレイン模擬処理にも効果的に適用され得るものである。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に従ってフィルムグレインを模擬することが可能な動画復号化サブシステムのハイレベル・ブロック図を示している。図１の動画復号化サブシステム１００は、例示的に、動画復号化器（例として、Ｈ．２６４デコーダ）１０６、動画表示・グラフィックエンジン１０８、ホストインターフェース１１０、インターフェース制御器（例として、ＲＡＭインターフェースコントローラ）１１２、及びメモリ（例として、ローカルなＲＡＭメモリ）１１４を有しており、メモリ１１４は遠隔フィルムグレイン・データベース１０４内のフィルムグレイン・パターンの小集合を格納するフィルムグレイン・キャッシュとして実装されている。図１は更に、ホストＣＰＵ１０２と、フィルムグレイン・データベースを有する永続的記憶プログラムメモリ（例として、遠隔永続的記録メモリ）１０４とを示している。図１の動画復号化サブシステム１００において、ホストＣＰＵ１０２及び遠隔フィルムグレイン・データベース１０４は個別の部品から成るものとして描かれているが、本発明の他の実施形態においては、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４はＣＰＵ１０２の永続的メモリ内に配置されていてもよい。さらに、図１の動画復号化サブシステム１００において、動画復号化器１０６、動画表示・グラフィックエンジン１０８、ホストインターフェース１１０及びインターフェース制御器１１２は個別の部品から成るものとして描かれているが、本発明の他の実施形態においては、動画復号化器１０６、動画表示・グラフィックエンジン１０８、ホストインターフェース１１０及びインターフェース制御器１１２は単一の部品から成っていてもよいし、単一の集積化システム・オン・チップ（ＳｏＣ）に一体化されていてもよい。
【００１１】
また、図１の動画復号化サブシステム１００において、フィルムグレイン・パターンを格納する手段はローカルなＲＡＭメモリ（キャッシュ）１１４と遠隔フィルムグレイン・データベース１０４として描かれているが、本発明の他の実施形態においては、フィルムグレイン・パターンの小集合及びフィルムグレイン・パターンの全数を保持するために、実質的に如何なるアクセス可能な記憶手段も実装され得る。このような手段は記憶ディスク、磁気記憶媒体、光記憶媒体、又は実質的に如何なる記憶手段をも含んでもよい。加えて、記憶装置の各々に１つ又は複数の記憶手段が実装されていてもよい。さらには、図１のフィルムグレイン・データベース１０４はＲＡＭメモリ１１４から離して配置されるものとして描かれているが、本発明の他の実施形態においては、フィルムグレイン・パターン記憶手段は互いに近接して配置されてもよいし、大きな距離をおいて配置されてもよい。
【００１２】
図２は、図１の動画復号化サブシステムで使用されるのに適したＲＡＭインターフェース制御器の一実施形態のハイレベル・ブロック図を示している。図２のＲＡＭインターフェース制御器１１２はプロセッサ２１０と、制御プログラム、アルゴリズム等を格納するメモリ２２０とを有している。プロセッサ２１０は、例えば電源、クロック回路、キャッシュメモリ等、及びメモリ２２０に格納されたソフトウェア・ルーチンを実行するのを支援する回路などの、従来のサポート回路２３０と協働する。なお、ここでソフトウェアとして説明される処理ステップの幾つかは、例えば様々なステップを実行するためにプロセッサ２１０と協働する回路として、ハードウェアに実装されてもよいことは意図されるところである。このＲＡＭインターフェース制御器１１２はまた、ＲＡＭインターフェース制御器１１２と交信する様々な個別機能要素の間のインターフェースを形成する入力／出力回路２４０を含んでいる。
【００１３】
図２のＲＡＭインターフェース制御器１１２は、本発明に従った様々な制御機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして描かれているが、本発明は、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として、ハードウェアに実装されることも可能である。なお、ここで説明される処理ステップは、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの組み合わせによって同等に実行されるものとして、広く解釈されるべきものである。
【００１４】
図１のサブシステム１００を再び参照するに、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４は典型的に比較的大きいものである。本発明の一実施形態において、Ｈ．２６４動画復号化器１０６、動画表示・グラフィックエンジン１０８、ホストインターフェース１１０、インターフェース制御器１１２及びローカルメモリ１１４はＨＤ−ＤＶＤ再生機の構成要素を有している。遠隔フィルムグレイン・データベース１０４からのフィルムグレイン・パターンは、例えばＨＤ−ＤＶＤ再生機の標本化速度でアクセスされる必要がある。故に、大きいフィルムグレイン・データベース１０４への高速アクセスが必要である。本発明に従った図１のサブシステム１００においては、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４の小さい部分のみが付加情報（ＳＥＩ）フィルムグレイン期間中に使用され、このことは複雑さを低減するキャッシング技術を展開するために活用される。
【００１５】
より具体的には、図１のフィルムグレイン模擬処理は、改良版１（ＦＲＥｘｔ）によって指定されているように国際標準ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃ．  Ｈ．２６４｜ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０ビットストリームにて伝達されるフィルムグレインＳＥＩメッセージの復号化を必要とする。本発明の一実施形態において、フィルムグレインＳＥＩメッセージはＩ（イントラ符号化）ピクチャに先立って送信され、個々のＩピクチャに唯一のフィルムグレインＳＥＩメッセージが先立つ。
【００１６】
本発明の、且つ標準仕様に従った一実施形態において、フィルムグレイン・パターンの遠隔フィルムグレイン・データベース１０４は、各々が６４ｘ６４のフィルムグレイン画像を表す４０９６標本の内の１６９パターンで構成されている。例えば、図３は図１のフィルムグレイン・データベースの典型的な構成のハイレベル・ブロック図を示している。図３は、ｘ軸にｉ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｙ軸にｊ＿ｏｆｆｓｅｔを有する６４ｘ６４標本のフィルムグレイン・パターンを示している。図３は更に、様々なタイプの１６９個のフィルムグレイン・パターンを示している。
【００１７】
フィルムグレイン・データベース１０４において、各フィルムグレイン・パターンは、標準仕様の周波数フィルタリングモデルに従った相異なる１対のカット周波数を用いて合成される。ＳＥＩメッセージにて伝達されるカット周波数は、フィルムグレイン模擬処理中にフィルムグレイン・パターンの遠隔フィルムグレイン・データベース１０４にアクセスするために使用される。フィルムグレイン・データベース１０４は、例えば図１の動画復号化サブシステム１００のフィルムグレイン・データベース１０４等の、ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ又は他の永続的記憶装置に格納されており、典型的には変化しない。フィルムグレイン・データベース１０４は非常に多様なフィルムグレイン形状及びサイズのランダムなフィルムグレイン・パターンを含んでいる。しかしながら、ある特定の動画コンテンツシーケンスでは、フィルムグレインを効率的に模擬するのに実際に必要とされるのはこのデータベースの小集合のみである。仕様は如何なるＳＥＩメッセージ期間に対してもフィルムグレイン・パターンの数を小集合に制限している。本発明は、故に、ＳＥＩメッセージの受信時に更新される例えばローカルＲＡＭメモリ１１４等の小さいフィルムグレイン・キャッシュを実装している。
【００１８】
典型的に、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４はホストＣＰＵ１０２の、あるいはホストＣＰＵ１０２の場所の、永続的記憶装置に格納されている。しかしながら、フィルムグレイン・データベース１０４への高速アクセスを必要とするのは動画復号化器１０６、及び動画表示・グラフィックエンジン１０８である。そのため、また本発明に従って、少なくともフィルムグレイン・パターンの小集合への高速アクセスのためにローカルメモリ１１４が設けられている。すなわち、少なくとも、現存のＳＥＩメッセージ期間によって必要とされたり最も多く実行されたりするフィルムグレイン・パターンの小集合が、ローカルメモリ１１４に転送・格納される。
【００１９】
本発明の一実施形態において、ローカルメモリ１１４は完全なフィルムグレイン・データベース１０４を格納するのに十分な大きさを有している。この実施形態においては、動画復号化器１０６及び動画表示・グラフィックエンジン１０８は、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４に元々格納されていた利用可能なフィルムグレイン・パターンの全てに対して、インターフェース制御器１１２を介しての迅速且つ高速なアクセスを有する。加えて、本発明のこの実施形態は、ローカルメモリ１１４内のフィルムグレイン・キャッシュがＳＥＩメッセージ受信時に更新される必要がないという利点を有する。この実施形態は、しかしながら、より大きいメモリが必要であるという欠点を有する。しかし、一部の実装においては、このような大きいメモリ（ＲＡＭ）空間が既に利用可能となっている。
【００２０】
これに代わる本発明の一実施形態においては、ローカルメモリ１１４はフィルムグレイン・データベース１０４の小集合を格納するのに十分な大きさのみを有する。この実施形態においては、ＳＥＩメッセージの受信ごとに、制御器１１２は、既にローカルメモリ１１４内にあるフィルムグレイン・パターンの小集合の何れが、新たなＳＥＩメッセージで選択された遠隔フィルムグレイン・データベース１０４内の別のフィルムグレイン・パターンで置き換えられる必要があるかを決定するために、ローカルメモリ１１４のキャッシュの検査を開始する。この技術の利点はローカルメモリ１１４の割当てが小さくなることである。欠点は、ローカルメモリ１１４のキャッシュが制御器１１２によって管理されなければならず、最悪の場合、Ｉフレーム毎にキャッシュサイズ全体が、例えば制御器１１２を介して、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４からローカルメモリ１１４に転送されなければならないことである。加えて、本発明のこの実施形態においては、装置の起動（又はリセット）時に、ローカルメモリ１１４（すなわち、フィルムグレイン・キャッシュ）は制御器１１２によって、遠隔フィルムグレイン・データベース１０４内に格納された最も一般的なフィルムグレイン・パターンで事前初期化され得る。すなわち、ローカルメモリ１１４に格納するフィルムグレイン・パターンの選択は、フィルムグレイン・データベース１０４内の何れのフィルムグレイン・パターンが映画コンテンツの幅広い選択にわたって最も頻繁に使用されたかに基づく経験データに依存する。
【００２１】
本発明の上述の実施形態の何れにしても、本発明に従ったローカルメモリ１１４は制御器１１２と連動して、以前は遠隔フィルムグレイン・データベース１０４に含まれるのみであったフィルムグレイン・パターンに、動画復号化器１０６及び動画表示・グラフィックエンジン１０８がより高速にアクセスすることを可能にする。
【００２２】
フィルムグレインを模擬するための方法、装置及びシステムの様々な実施形態（これらは例示的なものであり、限定的なものではない）について説明してきたが、上述の教示を受けた当業者によって変更及び変形が為され得る。故に、開示された本発明の具体的な実施形態には、添付の特許請求の範囲によってまとめられる本発明の範囲及び意図の範囲内で、変更が為され得ることは理解されるべきである。以上は本発明の様々な実施形態に向けられたものであるが、この他の更なる本発明の実施形態が本発明の基本的な範囲を逸脱することなく想到され得る。このため、本発明の適切な範囲は特許請求の範囲に従って決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に従った、フィルムグレインを模擬することが可能な動画復号化サブシステムを示すハイレベル・ブロック図である。
【図２】図１の動画復号化サブシステムで使用されるのに適したＲＡＭインターフェース制御器の一実施形態を示すハイレベル・ブロック図である。
【図３】図１のフィルムグレイン・データベースの典型的な構成を示すハイレベル・ブロック図である。
【図１】
2008517531.tif 000003
【図２】
2008517531.tif 000004
【図３】
2008517531.tif 000005
【国際調査報告】
2008517531.tif 000006
2008517531.tif 000007
2008517531.tif 000008