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Elaboran una herramienta artística para el cine que a su vez mejora la eficiencia de la compresión de vídeo

Fuente: UPF | Publicado: 13-05-2020
Derechos: La retina es una lámina delgada de tejido neural que recubre la parte posterior del ojo y transforma la luz en señales eléctricas.

En la industria del cine, una práctica muy extendida es mejorar la apariencia de las imágenes añadiendo grano fotográfico. Este proceso tiene un coste computacional elevado, por lo que, habitualmente, se hace en fase de post-producción y no al comienzo. Este es un factor limitante para los artistas, ya que no les permite experimentar con el grano o crear nuevos estilos. Además, la compresión de vídeo requiere una mayor tasa de bits cuando tiene grano fotográfico o cualquier otro tipo de textura de alta frecuencia.


Un método que emula la retina y aporta una apariencia natural

Un artículo publicado el 21 de abril en IEEE Access aporta soluciones a este problema. En este trabajo los autores proponen un método para añadir textura a imágenes y vídeo digitales, basado en modelos biológicos de visión que estudian el ruido en la retina, es decir que emulan el ruido retiniano.

Ha sido un trabajo publicado por Itziar Zabaleta, primera autora del artículo, con Trevor Canham y Marcelo Bertalmío, miembros y coordinador del grupo de investigación , Image Processing for Enhanced Cinematography (IP4EC), del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, y por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid.


Izquierda: marco sin ruido. A su derecha hay un detalle ampliado en cuatro versiones, de izquierda a derecha y de arriba a abajo: original, resultado de emulación de grano de película de Newson et al., resultado de emulación de grano de película de DaVinci Resolve 14, los resultados de emulación de ruido retiniano de Bertalmío et al.

En este trabajo, los autores presentan un método novedoso para añadir textura a vídeo e imágenes digitales con el propósito de solucionar algunas de las limitaciones existentes en la industria del cine. "El nuevo algoritmo que proponemos se basa en un modelo de "ruido retiniano", con el cual las imágenes procesadas con nuestro método tienen una apariencia natural", explica Itziar Zabaleta, primera autora del trabajo.


Realzar la calidad artística y mejorar la calidad de la imagen


Este ruido retiniano tiene un doble objetivo. En primer lugar, es estético, ya que tiene parámetros que permiten variar ampliamente la apariencia de la textura resultante, lo que hace que sea una herramienta artística interesante para los cineastas. "Los resultados han sido validados mediante experimentos psicofísicos, en los cuales los sujetos, incluyendo profesionales de cine, prefieren nuestro método sobre otros métodos de síntesis de grano fotográfico de la academia y de la industria", explican los autores.


En segundo lugar, el otro objetivo de este método de emulación de ruido retiniano, es mejorar la calidad de la compresión de vídeo, al hacer menos perceptibles los artefactos de compresión, lo que permite disminuir la tasa de bits manteniendo la calidad de imagen, y aumentar la calidad de imagen manteniendo la tasa de bits fija.


"La eficacia de nuestro método para mejorar la eficiencia de codificación, con una media de reducción de la tasa de bits del 22.5%, ha sido validada mediante experimentos psicofísicos usando material cinematográfico profesional grabado en 4K, donde la intensidad del ruido retiniano ha sido elegido por un especialista de cine, basado únicamente en una preferencia estética", explica Zabaleta.


Trabajo de referencia: Itziar Zabaleta, Mateo Cámara, César Díaz, Trevor Canham, Narciso García, Marcelo Bertalmío (2020), "Retinal Noise Emulation: A Novel Artistic Tool for Cinema That Also Improves Compression Efficiency", IEEE Access, 21 de abril, vol. 8, pp. 67263-67276. Digital Object Identifier 10.1109/ACCESS.2020.2984994
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