JP2985236B2 - Digital special effects device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル特殊効果装置に関し、特に入力画
像を３次元空間で回転して平面に写像する効果を得るこ
とのできるディジタル特殊効果装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital special effects device, and more particularly to a digital special effects device capable of obtaining an effect of rotating an input image in a three-dimensional space and mapping it on a plane.
従来、この種のディジタル特殊効果装置は、画像信号
の１フレーム分を入力順序に従って記憶するメモリ部
と、画像信号をメモリへ書込むためのアドレスを生成す
る書込みアドレス生成部と、画像信号をメモリから読出
すためのアドレスを生成する読出しアドレス生成部とを
備え、読出しアドレス生成部で生成される読出しアドレ
スに応じてメモリから画像信号を読出すことにより、画
像を３次元空間で回転して平面に写像する特殊効果を得
ている。この読出しアドレス生成部は、画像の回転角度
情報からアフイン変換の要素となる定数を算定し、画像
の中心を原点とし横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とするＸ
−Ｙ平面に対応するＸアドレスおよびＹアドレスに対
し、定数を構成要素とするアフイン変換のマトリクス行
列を乗じてＸ読出しアドレスおよびＹ読出しアドレスを
生成している。2. Description of the Related Art Conventionally, a digital special effect device of this type includes a memory unit that stores one frame of an image signal in an input order, a write address generation unit that generates an address for writing the image signal into the memory, and a memory that stores the image signal in the memory. A read address generating unit for generating an address for reading from the memory, and reading an image signal from a memory in accordance with the read address generated by the read address generating unit, thereby rotating the image in a three-dimensional space and performing plane rotation. The special effect that maps to is obtained. The read address generation unit calculates a constant which is an element of the affine transformation from the rotation angle information of the image, and calculates an X with the origin at the center of the image, the X axis in the horizontal direction and the Y axis in the vertical direction.
An X read address and a Y read address are generated by multiplying the X address and the Y address corresponding to the -Y plane by a matrix matrix of affine transformation having constants as constituent elements.
読出しアドレスの生成に際し、２次元のＸ−Ｙ平面に
対応するＸアドレスおよびＹアドレスに対して、３次元
空間での回転の座標変換およびＸ−Ｙ平面への透視変換
のための変換演算を行う場合、あらかじめ回転角に応じ
て１フレームに１種類設定された要素に基づいて逆変換
マトリクス行列を設定し、画面に対応したＸアドレスお
よびＹアドレスにこの逆変換マトリクス行列を乗じて読
出しアドレスを演算している。ここで、Ｘアドレスｘ、
Ｙアドレスｙ、アフイン変換の要素となる定数A,B,C,D,
E,F,P,Q,K、Ｘ読出しアドレスＵ、Ｙ読出しアドレスＶ
とすると次式の演算を行うことにより、画像を３次元空
間で回転して平面に写像する効果を得ている。When generating the read address, the X and Y addresses corresponding to the two-dimensional XY plane are subjected to a conversion operation for coordinate conversion of rotation in a three-dimensional space and perspective conversion to an XY plane. In this case, an inverse transformation matrix matrix is set based on one type of element set in one frame in advance according to the rotation angle, and the read address is calculated by multiplying the X address and Y address corresponding to the screen by the inverse transformation matrix matrix. doing. Here, X address x,
Y address y, constants A, B, C, D,
E, F, P, Q, K, X read address U, Y read address V
By performing the following calculation, the effect of rotating an image in a three-dimensional space and mapping it on a plane is obtained.
Ｕ＝（Ａ・ｘ＋Ｂ・ｙ＋Ｃ）／（Ｐ・ｘ＋Ｑ・ｙ＋Ｋ） …（１） Ｖ＝（Ｄ・ｘ＋Ｅ・ｙ＋Ｆ）／（Ｐ・ｘ＋Ｑ・ｙ＋Ｋ） …（２） 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来のディジタル特殊効果装置は、Ｘ−Ｙ平
面に対応するＸアドレスおよびＹアドレスに対して、３
次元空間での回転の座標変換およびＸ−Ｙ平面への透視
変換を行って読出しアドレスを生成する場合、回転角に
応じて１フレームに１種類設定された要素に基づいた逆
変換マトリクス行列によって読出しアドレスを求めてい
るので、画像の中心を原点とし横方向をＸ軸、縦方向を
Ｙ軸とするＸ−Ｙ平面の各部分に対してそれぞれ別方向
に画像を回転させることができない。第３図（ａ），
（ｂ）は従来の効果画像の一例を示す図であり、同図
（ａ）は入力画像、同図（ｂ）は入力画像をＹ軸を中心
に回転させた後、更にＸ軸を中心に回転させた効果画像
である。画像をＸ軸を中心に上下に分けた場合、上側の
画像と下側の画像とを１方向に回転させることはできる
が、それぞれを別方向に回転させることはできない。U = (Ax + By + C) / (PxxQy + K) (1) V = (DxxEy + F) / (PxxQy + K) (2) [Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional digital special effect device has three addresses for the X address and the Y address corresponding to the XY plane.
When a read address is generated by performing coordinate transformation of rotation in a dimensional space and perspective transformation to an XY plane, reading is performed by an inverse transformation matrix matrix based on an element set in one frame according to the rotation angle. Since the address is obtained, the image cannot be rotated in different directions with respect to each part of the XY plane having the origin at the center of the image, the X axis in the horizontal direction, and the Y axis in the vertical direction. FIG. 3 (a),
(B) is a diagram showing an example of a conventional effect image, in which (a) shows an input image, and (b) shows an image after rotating the input image about the Y axis and further about the X axis. It is a rotated effect image. When the image is divided vertically above and below the X axis, the upper image and the lower image can be rotated in one direction, but cannot be rotated in another direction.
本発明の目的は、画像の中心を原点とするＸ−Ｙ平面
の各部分をそれぞれ別方向に回転させることのできるデ
ィジタル特殊効果装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital special effect device capable of rotating each part of an XY plane having an origin at the center of an image in different directions.
本発明のディジタル特殊効果装置は、画像信号の１フ
レーム分を記憶するメモリ部と、画像信号をメモリ部へ
書込むためのアドレスを生成する書込みアドレス生成部
と、画像信号をメモリから読出すためのアドレスを生成
する読出しアドレス生成部とを備えるディジタル特殊効
果装置において、前記読出しアドレス生成部は、画像の
中心を原点とし横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とするＸ−
Ｙ平面に対応したＸアドレスおよびＹアドレスをそれぞ
れ生成するXYアドレス生成器と、前記XYアドレス生成器
の出力側に接続されて前記ＸアドレスおよびＹアドレス
の内少なくとも一方のアドレスを絶対値に変換して出力
する絶対値変換器と、画像の回転角度情報からアフイン
変換の定数を生成する定数生成器と、前記絶対値変換器
が出力するアドレスに対して前記定数を要素とするアフ
イン変換処理を行ってＸ読出しアドレスおよびＹ読出し
アドレスを生成するアドレス演算器と、前記アドレス演
算器の出力側に接続されて前記Ｘ読出しアドレスおよび
Ｙ読出しアドレス並びに前記XYアドレス生成器からＸア
ドレスおよびＹアドレスをそれぞれ受け、前記Ｘ読出し
アドレスおよびＹ読出しアドレスの内前記絶対値変換器
で絶対値に変換された側の読出しアドレスに対して絶対
値変換前の符号を付加して出力する符号付加器とを具備
する構成である。また、前記絶対値変換器は、前記Ｘア
ドレスおよびＹアドレスの内指定された側のアドレスに
対して絶対値変換を行い、また、前記符号付加器は、前
記Ｘ読出しアドレスおよびＹ読出しアドレスの内指定さ
れた側の読出しアドレスに対して指定された符号を付加
するように構成してもよい。A digital special effect device according to the present invention includes a memory unit for storing one frame of an image signal, a write address generation unit for generating an address for writing the image signal to the memory unit, and a read unit for reading the image signal from the memory. And a read address generating unit for generating an address of the X-axis, wherein the read address generating unit has an origin at the center of the image, an X-axis in the horizontal direction, and a Y-axis in the vertical direction.
An XY address generator for generating an X address and a Y address corresponding to the Y plane, respectively, and connected to an output side of the XY address generator to convert at least one of the X address and the Y address into an absolute value; An absolute value converter that outputs the absolute value, a constant generator that generates a constant for the affine conversion from the rotation angle information of the image, and performs an affine conversion process using the constant as an element for the address output by the absolute value converter. An address calculator for generating an X-read address and a Y-read address, and receiving an X-address and a Y-address from the X-read and Y-read addresses and the XY-address generator connected to the output side of the address calculator. The absolute value of the X read address and the Y read address is converted to an absolute value by the absolute value converter. A structure comprising a code adder for outputting by adding the sign of the previous absolute value conversion on the read address side. The absolute value converter performs an absolute value conversion on an address on a designated side of the X address and the Y address, and the sign appender performs an absolute value conversion on the X read address and the Y read address. A configuration may be adopted in which a specified code is added to the read address on the specified side.
次に図面を参照して本発明を説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例を示す図であり、ディジタ
ル特殊効果装置の読出しアドレス生成部を示している。
同図において、タイミングパルスSTに応じて画像の中心
を原点とするＸ−Ｙ平面に対応したＸアドレスおよびＹ
アドレスをそれぞれ生成するＸおよびＹアドレス生成器
11,12、ＸアドレスおよびＹアドレスを受け指定に応じ
てアドレスの絶対値を出力するＸおよびＹ絶対値変換器
13,14、画像の回転角度情報SRに応じてアフイン変換の
要素となる定数A,B,C,D,E,F,P,Q,Kを生成する定数生成
器15、ＸアドレスおよびＹアドレスに対して前記定数を
要素とするアフイン変換処理を行ってＸ読出しアドレス
およびＹ読出しアドレスを生成するアドレス演算器16、
Ｘ読出しアドレスおよびＹ読出しアドレス並びにＸアド
レスおよびＹアドレスをそれぞれ受け、絶対値に変換さ
れた側の読出しアドレスに対して絶対値変換前の符号を
付加して出力するＸおよびＹ符号付加器17,18を備えて
いる。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, and shows a read address generating section of a digital special effect device.
In the figure, the timing pulse S X address corresponding to the center of the image in the X-Y plane with its origin in response to T and Y
X and Y address generators for generating addresses respectively
X and Y absolute value converters for receiving an X address and a Y address and outputting an absolute value of the address according to designation
13 and 14, the rotation angle information S R constant A which is an element of the affine transformation according to the image, B, C, D, E , F, P, Q, constant generator 15 for generating the K, X addresses and Y An address calculator 16 for performing an affine conversion process on the address using the constant as an element to generate an X read address and a Y read address;
An X and Y code adder 17, which receives an X read address and a Y read address, an X address and a Y address, respectively, adds a code before the absolute value conversion to the read address converted to the absolute value, and outputs the result. Equipped with 18.
次に、動作について説明する。一例として、画像を３
次元空間でＸ軸を中心に回転させて表示する場合を説明
する。Next, the operation will be described. As an example, 3
A case where the image is rotated and displayed around the X axis in the dimensional space will be described.
Ｘアドレス生成器11およびＹアドレス生成器12は、画
像信号の水平および垂直同期に対応したタイミングパル
スSTに基づいてＸアドレスｘおよびＹアドレスｙをそれ
ぞれ生成し絶対値変換器13および14へそれぞれ送出す
る。この場合、Ｙ絶対値変換器14を動作させＹアドレス
ｙを絶対値|y|に変換し、また、Ｘアドレスｘは絶対値
に変換せずにそれぞれをアドレス演算器16へ送出する。
一方、定数生成器15は回転角度情報SRを受け、３次元空
間で回転してＸ−Ｙ平面へ写像するためのアフイン変換
演算に必要な定数A,B,C,D,E,F,P,Q,Kを設定し、アドレ
ス演算器16へ送出する。X address generator 11 and the Y address generator 12, respectively an X address x and the Y address y based on the timing pulse S T corresponding to the horizontal and vertical synchronization of the image signals generated into an absolute value converter 13 and 14, respectively Send out. In this case, the Y absolute value converter 14 is operated to convert the Y address y to the absolute value | y |, and the X address x is sent to the address calculator 16 without converting it to the absolute value.
On the other hand, the constant generator 15 receives the rotation angle information S R, and obtains constants A, B, C, D, E, F, and A required for an affine transformation operation for rotating in a three-dimensional space and mapping onto an XY plane. P, Q, and K are set and sent to the address calculator 16.
アドレス演算器16は、乗算回路21,22および加算回路2
7,30により、Ａ・ｘ＋Ｂ・|y|＋Ｃを演算し、また、乗
算回路23,24および加算回路28,31により、Ｄ・ｘ＋Ｅ・
|y|＋Ｆを演算し、同様に、乗算回路25,26および加算回
路29,32により、Ｐ・ｘ＋Ｑ・|y|＋Ｋを演算する。逆数
生成回路33は、Ｐ・ｘ＋Ｑ・|y|＋Ｋの逆数を乗算回路3
4および35へ出力する。乗算回路34および35は、 Ｘ読出しアドレスx1＝（Ａ・ｘ＋Ｂ・|y|＋Ｃ） ／（Ｐ・ｘ＋Ｑ・|y|＋Ｋ） …（３） Ｙ読出しアドレスy1＝（Ｄ・ｘ＋Ｅ・|y|＋Ｆ）／ （Ｐ・ｘ＋Ｑ・|y|＋Ｋ） …（４） をそれぞれ生成する。この場合Ｙアドレスの絶対値|y|
で演算するので、Ｙ軸の正方向部分に対して座標変換さ
れて２次元平面に対する透視変換結果はＸ軸について対
称となる。The address calculator 16 includes the multiplication circuits 21 and 22 and the addition circuit 2
A, x + B · | y | + C is calculated by 7,30, and D · x + E · is calculated by multiplication circuits 23,24 and addition circuits 28,31.
| y | + F, and similarly, P · x + Q · | y | + K is calculated by the multiplication circuits 25 and 26 and the addition circuits 29 and 32. The reciprocal generation circuit 33 multiplies the reciprocal of P · x + Q · | y | + K by the multiplication circuit 3
Output to 4 and 35. The multiplication circuits 34 and 35 calculate the following: X read address x 1 = (A · x + B · | y | + C) / (P · x + Q · | y | + K) (3) Y read address y 1 = (D · x + E · | y | + F) / (P · x + Q · | y | + K) (4) are respectively generated. In this case, the absolute value of the Y address | y |
, The coordinates are transformed with respect to the positive direction part of the Y axis, and the perspective transformation result with respect to the two-dimensional plane is symmetric with respect to the X axis.
ＸおよびＹ符号付加器17,18は、読出しアドレスx1,y1
およびアドレスx,yをそれぞれ受け、この場合は、Ｙ符
号付加器18がＹ読出しアドレスy1に対して絶対値変換前
の符号を付加してＹ読出しアドレスＶとして出力すると
共に、Ｘ符号付加器17は、Ｘ読出しアドレスx1に対して
符号を付加せずにＸ読出しアドレスＵとして出力する。
このようにＹ読出しアドレスy1に符号を付加することに
より、Ｙ軸の正方向の画像はＸ軸を中心に指定された方
向に回転し、Ｙ軸の負方向の画像はこれとは逆方向に回
転する効果を与える読出しアドレスU,Vが生成される。The X and Y code adders 17 and 18 provide read addresses x 1 and y 1
And receiving an address x, y, respectively, in this case, together with the Y code adding device 18 adds the sign of the previous absolute value conversion on the Y read address y 1 is output as Y read address V, X code adder 17 outputs the X read address U without adding the codes to X read address x 1.
Thus by adding a sign to the Y read address y 1, the positive direction of the image is rotated in the direction specified about the X-axis, the negative direction of the image is reverse to this Y-axis Y-axis The read addresses U and V which give the effect of rotating the data are generated.
第２図（ａ），（ｂ）は本発明による効果画像の一例
を示す図であり、同図（ａ）は入力画像、同図（ｂ）は
入力画像をＹ軸を中心に回転させた後、更にＸ軸を中心
に回転させた効果画像である。画像をＸ軸を中心に上下
に分けたとき、上側の画像と下側の画像を互いに別方向
に回転する効果が得られる。2 (a) and 2 (b) are views showing an example of an effect image according to the present invention. FIG. 2 (a) shows an input image, and FIG. 2 (b) shows an input image rotated about a Y axis. Later, the effect image is further rotated about the X axis. When the image is divided up and down around the X axis, an effect of rotating the upper image and the lower image in different directions can be obtained.
なお、絶対値変換器13,14は、外部からの指示に応じ
てそれぞれ絶対値変換を行い、また、符号付加器17,18
は、外部からの指示に応じた符号を付加できるようにす
れば、更に多様化した画像効果を得ることができる。Note that the absolute value converters 13 and 14 perform absolute value conversion in accordance with external instructions, respectively.
By adding a code corresponding to an external instruction, it is possible to obtain more diversified image effects.
以上説明したように本発明によれば、アドレス演算を
行う前にＸアドレスおよびＹアドレスの内少なくとも１
方側のアドレスを絶対値に変換してアドレス演算を行
い、またアドレス演算後、読出しアドレスの内絶対値に
変換した側の読出しアドレスに対して絶対値変換前の符
号を付加するので、画像の中心を原点とするＸ−Ｙ平面
の各部分をそれぞれ別方向に回転させる効果を与える読
出しアドレスを生成することのできる。更に、外部から
の指示に応じて絶対値に変換し、また、外部からの指示
に応じて指定された符号を付加するようにすれば、多様
化した画像効果を得ることができる。As described above, according to the present invention, at least one of the X address and the Y address before performing the address operation.
The address on the side is converted to an absolute value and the address is calculated, and after the address calculation, the sign before the absolute value conversion is added to the read address converted to the absolute value of the read address. It is possible to generate a read address giving an effect of rotating each part of the XY plane with the center as the origin in different directions. Further, by converting to an absolute value according to an external instruction and adding a designated code according to an external instruction, a diversified image effect can be obtained.
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図（ａ），
（ｂ）は本発明による効果画像の一例を示す図、第３図
（ａ），（ｂ）は従来の効果画像の一例を示す図であ
る。 11……Ｘアドレス生成器、12……Ｙアドレス生成器、13
……Ｘ絶対値変換器、14……Ｙ絶対値変換器、15……定
数生成器、16……アドレス演算器、17……Ｘ符号付加
器、18……Ｙ符号付加器。FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3B is a diagram illustrating an example of an effect image according to the present invention, and FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of a conventional effect image. 11 ... X address generator, 12 ... Y address generator, 13
... X absolute value converter, 14 ... Y absolute value converter, 15 ... constant generator, 16 ... address arithmetic unit, 17 ... X sign adder, 18 ... Y sign adder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/262 Ｇ０６Ｆ 15/66 ３５０ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04N 5/262 G06F 15/66 350
Claims (2)
部と、画像信号をメモリへ書込むためのアドレスを生成
する書込みアドレス生成部と、画像信号をメモリから読
出すためのアドレスを生成する読出しアドレス生成部と
を備えるディジタル特殊効果装置において、前記読出し
アドレス生成部は、画像の中心を原点とし横方向をＸ
軸、縦方向をＹ軸とするＸ−Ｙ平面に対応したＸアドレ
スおよびＹアドレスをそれぞれ生成するXYアドレス生成
器と、前記XYアドレス生成器の出力側に接続されて前記
ＸアドレスおよびＹアドレスの内少なくとも一方のアド
レスを絶対値に変換して出力する絶対値変換器と、画像
の回転角度情報からアフイン変換の定数を生成する定数
生成器と、前記絶対値変換器が出力するアドレスに対し
て前記定数を要素とするアフイン変換処理を行ってＸ読
出しアドレスおよびＹ読出しアドレスを生成するアドレ
ス演算器と、前記アドレス演算器の出力側に接続されて
前記Ｘ読出しアドレスおよびＹ読出しアドレス並びに前
記XYアドレス生成器からＸアドレスおよびＹアドレスを
それぞれ受け、前記Ｘ読出しアドレスおよびＹ読出しア
ドレスの内前記絶対値変換器で絶対値に変換された側の
読出しアドレスに対して絶対値変換前の符号を付加して
出力する符号付加器とを具備することを特徴とするディ
ジタル特殊効果装置。1. A memory unit for storing one frame of an image signal, a write address generation unit for generating an address for writing the image signal to the memory, and an address for reading the image signal from the memory. A digital special effect device comprising a read address generation unit, wherein the read address generation unit sets the origin at the center of the image and sets the horizontal direction to X.
Axis, an XY address generator for respectively generating an X address and a Y address corresponding to the XY plane with the vertical direction as the Y axis, and an XY address generator connected to the output side of the XY address generator for generating the X address and the Y address. An absolute value converter that converts and outputs at least one of the addresses to an absolute value, a constant generator that generates a constant for the affine conversion from the rotation angle information of the image, and an address output by the absolute value converter. An address calculator for performing an affine conversion process using the constant as an element to generate an X read address and a Y read address; and the X read address, the Y read address, and the XY address connected to the output side of the address calculator. An X address and a Y address are respectively received from a generator, and the absolute value of the X read address and the Y read address is received. Digital special effect apparatus characterized by comprising a code adder for outputting by adding the sign of the previous absolute value conversion on the read address of the converter in the converter to an absolute value side.
びＹアドレスの内指定された側のアドレスに対して絶対
値変換を行い、また、前記符号付加器は、前記Ｘ読出し
アドレスおよびＹ読出しアドレスの内指定された側の読
出しアドレスに対して指定された符号を付加することを
特徴とする請求項１記載のディジタル特殊効果装置。2. The absolute value converter performs an absolute value conversion on an address on a designated side of the X address and the Y address, and the sign adder outputs the X read address and the Y read address. 2. The digital special effect device according to claim 1, wherein a designated code is added to a read address on a designated side of the address.
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