JP2004064309A - Device for special effect image - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号に特殊効果を与える画像特殊効果装置に関し、特に、球状の特殊効果を実現するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、映像信号を変形して表示する画像特殊効果装置は、原画像の画像信号をフレームメモリに一時蓄積し、このフレームメモリの読み出しアドレスを所定の変形画像が得られるように設定している。
例えば、特開平5−328217号公報には、画面上の任意の場所に任意の大きさの泡状の特殊効果映像を発生させる画像特殊効果装置が開示されている。この装置は、原画像の画像信号を一時蓄積するフレームメモリと、このフレームメモリのアドレスを指定するコントローラ部と、コントローラ部から出力されたアドレスを関数で変換するアドレス変換回路とを備えている。
【0003】
フレームメモリには、入力する原画像の画像信号が1フレーム分ずつ順次書き込まれる。コントローラ部は、フレームメモリのアドレスと特殊効果映像を発生する泡の半球面の半径とを指定する信号を出力し、アドレス変換回路は、このアドレスを、指定された半径の半球面に対応するアドレスに変換する。フレームメモリから、このアドレスの画像信号が順次読み出されて、泡状の特殊効果映像が表示される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の画像特殊効果装置では、画像を球状に変形する特殊効果を施しても、実際の映像は所望の効果よりも平面的に見えるという問題点があった。
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、所望の丸みを持つ球状への変形が得られるように、変形表示する球状の曲率を自由に変えることができる画像特殊効果装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、外部から入力される画像信号をメモリバッファに一時記憶し、このメモリバッファに記憶された画像信号を、読み出しアドレス生成手段が生成した読み出しアドレスによって読み出すことにより、メモリバッファに記憶された画像信号に対して特殊効果を施す画像特殊効果装置において、読み出しアドレス生成手段に、直交座標系アドレスを、特殊効果を施す画像の中心を原点とする極座標系アドレスに変換する極座標変換手段と、極座標系アドレスの変調量を生成する変調量生成手段と、変調量の振幅を調整する変調量振幅調整手段と、特殊効果を施す画像の拡大率を補正するために変調量が付加された極座標系アドレスを補正する補正手段と、補正手段で補正された極座標系アドレスを直交座標系アドレスに変換して読み出しアドレスを生成する直交座標変換手段と、極座標系アドレスの半径成分に基づいて、読み出しアドレスが特殊効果を施す画像の範囲内か否かを判定する判定手段とを設け、入力画像の一部を任意の曲率の球に変形できるように構成している。
この構成により、入力画像の一部を球のように変形することができ、この球の曲率を自由に変えることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置は、図4(b)に示すように、原画像(図4(a))の一部分を球状に拡大することができ、この球の曲率を自由に変えることができる。
この装置は、図1に示すように、外部から入力される1フレーム分の映像信号を一時記憶するフレームメモリバッファ10と、シーケンシャルな書き込みアドレスを発生する書き込みアドレス発生手段11と、シーケンシャルリードアドレスを入力として、フレームメモリバッファ10から画像信号を読み出すための読み出しアドレスを出力する読み出しアドレス生成手段12とを備えている。
【0007】
読み出しアドレス生成手段12は、図2に示すように、変形表示する球の半径R、曲率を調整するパラメータk及び特殊効果領域の中心位置(xc,yc)から各種パラメータを演算するCPU32と、シーケンシャルリードアドレスのx座標とCPU32から送られた特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−xc)とを加算する加算器20と、シーケンシャルリードアドレスのy座標とCPU32から送られた特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−yc)とを加算する加算器21と、加算器21、22の出力を入力としてxy座標系をrθ座標系に変換する極座標変換手段22と、極座標変換手段22より出力されるrとCPU32から送られた球の半径Rとからrに加える基本変調量を生成する変調量生成手段23と、基本変調量にパラメータkを乗算して基本変調量の振幅を調整する乗算器24と、乗算器24の出力とrとを加算する加算器25と、特殊効果領域の画像が特殊効果領域の端で連続的に特殊効果領域外の画像とつながるように補正するための拡大補正パラメータcを加算器25の出力に乗算する乗算器26と、rθ座標系をxy座標系に変換する直交座標変換手段27と、直交座標変換手段27によりxy座標系に変換されたxアドレスとCPU32より送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータxcとを加算する加算器29と、直交座標変換手段27によりxy座標系に変換されたyアドレスとCPU32より送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータycとを加算する加算器30と、特殊効果領域の範囲内では加算器29、30の出力を読み出しアドレスとして出力し、特殊効果領域の範囲外ではシーケンシャルリードアドレスx,yを読み出しアドレスとして出力する切替手段31と、極座標のrと球の半径Rとを比較して切替手段31に読み出しアドレスの切り替え信号を出力する判定手段28とを備えている。
【0008】
図1において、書き込みアドレス発生手段11はシーケンシャルなアドレスを発生し、このアドレスに基づいて1フレーム分の映像信号がフレームメモリバッファ10に書き込まれる。この1フレーム分の映像信号は一枚の画像信号として扱われる。読み出しアドレス生成手段12は、入力するシーケンシャルリードアドレスから特殊効果を施すための読み出しアドレスを生成し、フレームメモリバッファ10の該当する読み出しアドレスから画像信号が読み出される。
【0009】
図2を参照しながら、読み出しアドレス生成手段12の動作を説明する。
シーケンシャルアドレスのxアドレスは、加算器20で、CPU32から送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−xc)と加算され、また、シーケンシャルアドレスのyアドレスは、加算器21で、CPU32から送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−yc)と加算される。加算器20、21の出力は極座標変換手段22に入力し、xy座標系のシーケンシャルアドレスが、(xc,yc)を原点とするrθ座標系のアドレスに変換される。
【0010】
変調量生成手段23は、極座標のrとCPU32より送られてくる球の半径Rとから、rの基本変調量を生成する。この基本変調量に、乗算器24で、CPU32より送られてくる曲率調整パラメータkが乗算されて変調量が生成され、この変調量が、加算器25で極座標のrに加算される。
変調量が加算された極座標のrに対して、乗算器26で、特殊効果領域の端で連続的に特殊効果領域外の画像とつながるように補正するための拡大補正パラメータcが乗算される。直交座標変換手段27は、補正した極座標のrと極座標のθとから成るrθ座標系のアドレスをxy座標系のアドレスに変換する。直交座標変換手段27が出力するxアドレスには、CPU32から送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータxcが加算器29で加算され、また、直交座標変換手段27が出力するyアドレスには、CPU32から送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータycが加算器30で加算される。
【0011】
切替手段31は、判定手段28から出力される切替え信号によって、読み出しアドレスの出力(X,Y)をシーケンシャルアドレス(x,y)または加算器29、30の出力に切り替える。
判定手段28は、極座標変換手段22から出力されるrと、CPU32から送られてくる球の半径Rとを比較し、rがR以下であれば、加算器29、30の出力を読み出しアドレス(X,Y)とし、rがRを超えるときはシーケンシャルアドレス(x,y)を読み出しアドレス(X,Y)とする読み出しアドレスの切り替え信号を切替手段31に出力する。
【0012】
図3のフローチャートは、この画像特殊効果装置の動作手順を示している。なお、フローチャートの各図面では、動作手順を表すステップを“S”で表示している。
フレームメモリバッファ10は、1フレーム分の映像信号を書き込みアドレス発生手段11より出力されるアドレスに従ってフレームメモリに書き込む(ステップ101)。シーケンシャルリードアドレス(x,y)が読み出しアドレス生成手段12に入力する(ステップ102)。
【0013】
加算器20及び加算器21は、
x1=x−xc
y1=y−yc
により、効果の中心位置から読み出しアドレスx,yまでの差x1、y1を求める(ステップ103)。ここで、xc、ycは特殊効果領域の中心位置、つまり球の中心位置のx,y座標であり、CPU32より設定する。
【0014】
極座標変換手段24は、
r=√(x1 2+y1 2)
θ=tan−1(y1/x1)
により、直交座標系のアドレス(x1,y1)を極座標系のアドレス(θ,r)に変換する(ステップ104)。
【0015】
変調量生成手段23は、rとCPU32より送られてくる球の半径Rとから、
rm=Rsin−1(r/R)−r
により、基本変調量rmを求める(ステップ105)。ここで、基本変調量rmは図5に示すような関数である。
乗算器24は、
dr=k・rm
により変調量drを求める(ステップ106)。ここで、kは変調量の振幅であり、曲率を調整するためのパラメータである。これは、CPU32より設定する。
【0016】
加算器25は、
r1=r+dr
により、rにおける変調後の読み出しアドレスを求める(ステップ107)。
乗算器26は、
r2=c・r1
により、特殊効果領域の端で連続的に特殊効果領域外の画像とつながるように読み出しアドレスを補正する(ステップ108)。ここで、拡大補正パラメータcは、
c=1/{k(π/2−1)+1}
としてCPU32で求めた上で設定する。
【0017】
直交座標変換手段27は、
x2=r2cosθ
y2=r2sinθ
により、極座標系の読み出しアドレス(θ,r2)を直交座標系のアドレス(x2,y2)に変換する(ステップ109)。
加算器29及び加算器30は、
x3=x2+xc
y3=y2+yc
により、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)の値をオフセット値として加えて座標系の原点を戻し、特殊効果を施すための読み出しアドレスとする(ステップ110)。
【0018】
判定手段28は、極座標系のrとCPU32より設定される球の半径Rとを比較し、
r<R
であるか否かを判定する(ステップ111)。r<Rである場合には、切替手段31は、読み出しアドレス(X,Y)として、
X=x3
Y=y3
を出力する(ステップ112)。また、r<Rでない場合には、切替手段31は、読み出しアドレス(X,Y)として、
X=x
Y=y
を出力する(ステップ113)。
読み出しアドレス生成手段12は、フレームメモリバッファ10に書き込まれた1フレーム分の映像信号を、この読み出しアドレス(X,Y)により読み出す(ステップ114)。
【0019】
このように、この画像特殊効果装置では、画像を球状に変化させるための変調量の振幅を変化させ、極座標系rにおける読み出しアドレスについて拡大率を補正することで、球の曲率を自由に変えることが可能であり、画像の特殊効果領域の部分とも連続的につながるように補正された球状の特殊効果を与えることができる。
【0020】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置は、図9(b)に示すように、特殊効果領域外の原画像(図9(a))の部分を除くことができ、かつ、球を水平または垂直に回転したように特殊効果領域内の画像の位相を変化させることができる。
この画像特殊効果装置は、図6に示すように、特殊効果領域の範囲外で黒レベル(あるいは白レベル等の固定したレベル)の画像信号を出力する黒レベル出力手段40を備えており、また、読み出しアドレス生成手段12は、シーケンシャルリードアドレスを入力として、フレームメモリバッファ10の読み出しアドレスを生成してフレームメモリバッファ10に出力し、特殊効果領域の内/外を示すkey信号を生成して黒レベル出力手段40に出力する。その他の構成は第1の実施形態(図1)と変わりがない。
【0021】
この読み出しアドレス生成手段12の構成は、図7に示すように、第1の実施形態(図2)の構成から切替手段を除いたものに相当している。
また、CPU32は、変形表示する球の半径R、曲率を調整するパラメータk、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)及び画像オフセットパラメータ(xd,yd)(特殊効果領域内の画像を垂直または水平に回転したような効果を得るためのパラメータ)から各種パラメータを演算する。
【0022】
乗算器26は、極座標のrに変調量が加算された加算器25の出力に対して、所望の半径の球となるように読み出しアドレスを補正するための拡大補正パラメータcを乗算する。
判定手段28は、判定結果をkey信号として黒レベル出力手段40に出力する。
加算器29及び加算器30は、直交座標変換手段27により極座標から変換された直交座標に対して、画像オフセットパラメータ(xd,yd)を加算して特殊効果領域の読み出しアドレス(X,Y)を生成する。
その他の構成・動作は第1の実施形態と変わりがない。
【0023】
図8のフローチャートは、この画像特殊効果装置の動作を示している。このフローチャートにおいて、ステップ101からステップ107までの手順は第1の実施形態(図3)と同じである。
乗算器26は、rに変調量が加えられたr1を用いて、
r2=c・r1
により、所望の半径の球となるように読み出しアドレスを補正する(ステップ108)。ここで、拡大補正パラメータcは、
c=1/{k(π/2−1)+1}
としてCPU32で求めた上で設定する。
【0024】
直交座標変換手段27は、
x2=r2cosθ
y2=r2sinθ
により、極座標系の読み出しアドレス(θ,r2)を直交座標系のアドレス(x2,y2)に変換する(ステップ109)。
加算器29及び加算器30は、
X=x2+xd
Y=y2+yd
により、(x2,y2)にxd,ydの値をオフセット値として加えて、特殊効果を施すための読み出しアドレスとする(ステップ201)。ここで、xd,ydは画像の位相を調整するパラメータであり、このパラメータを調整することで、特殊効果領域内の画像を垂直または水平に回転するような効果が実現できる。また、xd=xc,yd=ycとしたときには画像の回転はない。
【0025】
判定手段28は、極座標系のrとCPU32より設定される球の半径Rとを比較し、
r<R
であるか否かを判定する(ステップ111)。判定手段28は、r<Rである場合には、key信号を1として出力し(ステップ202)、また、r<Rでない場合には、key信号を0として出力する(ステップ203)。
【0026】
読み出しアドレス生成手段12は、フレームメモリバッファ10に書き込まれた1フレーム分の映像信号を、読み出しアドレス(X,Y)により読み出す(ステップ114)。
黒レベル出力手段40は、読み出しアドレス生成手段12より出力されるkey信号が0のときは、信号を黒レベルの画像信号に変えて出力する(ステップ204)。
【0027】
このように、この画像特殊効果装置は、直交座標変換をしたあとに、画像の水平または垂直の回転を調整するオフセット値を加えており、また、判定手段から出力されるkey信号を黒レベル出力手段に与えている。こうすることで、画像の特殊効果領域外の部分を除くことができ、かつ、球を水平または垂直に回転したように特殊効果領域内の画像の位相を変化させることができる。
【0028】
なお、ここでは、特殊効果領域以外の部分を黒く表示する場合について説明したが、特殊効果領域以外の部分を、図9(b)に示すように白くしたり、あるいは、他の一定の色で表示することも可能である。
【0029】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置は、図12(b)に示すように、特殊効果領域外の原画像(図12(a))の部分を除くことができ、かつ、特殊効果領域内の画像を2次元回転することができる。
この装置の全体構成は第2の実施形態(図6)と同様である。読み出しアドレス生成手段12は、図10に示すように、極座標変換手段22により生成された極座標のθに2次元回転量θcを加算して直交座標変換手段27に出力する加算器50を備えている。また、CPU32は、変形表示する球の半径R、曲率を調整するパラメータk、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)、画像オフセットパラメータ(xd,yd)及び2次元回転量θcから各種パラメータを演算する。
その他の構成は、第2の実施形態(図7)と変わりがない。
【0030】
図11のフローチャートは、この画像特殊効果装置の動作を示している。このフローチャートにおいて、ステップ101からステップ108までの手順は第2の実施形態(図8)と同じである。
加算器50は、極座標変換手段22で変換された極座標のθを基に、
θ1=θ+θc
により、オフセットθcを加えたθ1を求める(ステップ301)。ここで、θcはCPU32より設定する2次元回転量のパラメータであり、このパラメータを調整することで、特殊効果領域内の画像を2次元的に回転したような効果を施すことができる。
【0031】
直交座標変換手段27は、
x2=r2cosθ1
y2=r2sinθ1
により、極座標系の読み出しアドレス(θ1,r2)を直交座標系のアドレス(x2,y2)に変換する(ステップ109)。
この後のステップ201からステップ204までの手順は、第2の実施形態(図8)と同じである。
【0032】
このように、この画像特殊効果装置では、極座標変換をしたあとのθに対してオフセット値を加えた上で、直交座標変換している。こうすることで、特殊効果領域の中だけに表示する球状の画像を2次元回転する特殊効果を実現することができる。
【0033】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態における画像特殊効果装置は、図15(b)に示すように、球を回転させたときにも原画像(図15(a))の右端に左端をつなげて画像が途切れることなく表示させることができる。
この装置の全体構成は第2の実施形態(図6)と同様である。読み出しアドレス生成手段12は、図13に示すように、加算器29、30の出力するアドレス値が有効画面範囲から外れる場合でも、有効画面範囲内のアドレス値を繰り返して発生する繰り返しアドレス発生手段60を備えている。また、CPU32は、変形表示する球の半径R、曲率を調整するパラメータk、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)、画像オフセットパラメータ(xd,yd)及び画像の縦及び横の大きさwx,wyから各種パラメータを演算する。
その他の構成は第2の実施形態(図7)と変わりがない。
【0034】
図14のフローチャートは、この画像特殊効果装置の動作を示している。このフローチャートにおいて、ステップ101からステップ109までの手順は第2の実施形態(図8)と同じである。
加算器29及び加算器30は、直交変換された座標値x2,y2にオフセット値xd,ydを加えて、
x3=x2+xd
y3=y2+yd
により、特殊効果を施すための読み出しアドレスを得る(ステップ201)。
【0035】
繰り返しアドレス発生手段60は、
X=mod(x3,wx)
Y=mod(y3,wy)
により、有効画面範囲内のアドレスに変換する(ステップ401)。ここで、wx,wyは画像の縦及び横の大きさであり、mod(A,B)はA/Bの余りを求める演算である。
【0036】
従って、x3<wxであれば、X=x3となり、x3≧wxであれば、X=x3−wxとなる。つまり、x3、y3が有効画面範囲から外れたときには、x3、y3から有効画面範囲の大きさwx,wyを減算して、有効画面範囲内の読み出しアドレスが生成される。
その後のステップ111からステップ204までの手順は、第2の実施形態(図8)と同じである。
【0037】
このように、この画像特殊効果装置では、出力読み出しアドレスを有効画素範囲で繰り返すようにしている。こうすることで、特殊効果領域に回転した状態の球を表示するときでも、画像が途切れずに表示することができる。
【0038】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態における画像特殊効果装置は、図18に示すように、球状の特殊効果画像を、基準とする位置に対称に表示することができる。
この装置の全体構成は第1の実施形態(図1)と同じである。読み出しアドレス生成手段12は、図16に示すように、変形表示する球の半径R、曲率を調整するパラメータk、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)及び対称の基準位置(xb,yb)から各種パラメータを演算するCPU32と、シーケンシャルリードアドレスを基準位置で対称に折り返すアドレスに変換する領域分割手段70と、領域分割手段70から出力されるx座標とCPU32より送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−xc)とを加算する加算器20と、領域分割手段70から出力されるy座標とCPU32より送られてくる特殊効果領域の中心位置のパラメータ(−yc)とを加算する加算器21と、領域分割手段70から出力される折り返しフラグ信号に基づいて、加算器29、30で求めたアドレス値を用いて、そのアドレス値が与える特殊効果と対称な特殊効果を与えるための読み出しアドレスを生成する対称効果生成手段71と、判定手段28からの切り替え信号によって対称効果生成手段71から出力される読み出しアドレスまたはシーケンシャルリードアドレスを切り替えて出力する切替手段31とを備えている。その他の構成は第1の実施形態(図2)と変わりがない。
【0039】
図17のフローチャートは、この画像特殊効果装置の動作を示している。
フレームメモリバッファ10は、書き込みアドレス発生手段11より出力されるアドレスに従って1フレーム分の映像信号をフレームメモリに書き込む(ステップ101)。
読み出しアドレス生成手段12にシーケンシャルリードアドレス(x,y)が入力すると(ステップ102)、領域分割手段70は、
x<xb
であるか否かを識別する(ステップ501)。x<xbであるときには、領域分割手段70は、
x0=x
とし、分割Xフラグとして0を設定する(ステップ502)。また、x≧xbであるときには、領域分割手段70は、これを基準位置から対称に折り返すアドレスとするため、
x0=2xb−x
とし、分割Xフラグとして1を設定する(ステップ503)。
【0040】
同様に、y座標についても、領域分割手段70は、
y<yb
であるか否かを識別し(ステップ504)、y<ybであるときには、領域分割手段70は、
y0=y
とし、分割Yフラグとして0を設定する(ステップ505)。また、y≧ybであるときには、領域分割手段70は、
y0=2yb−y
とし、分割Yフラグとして1を設定する(ステップ506)。
【0041】
加算器20及び加算器21は、
x1=x0−xc
y1=y0−yc
により、特殊効果領域の中心位置から読み出しアドレスx,yまでの差x1、y1を求める(ステップ103)。
【0042】
ステップ104からステップ110の手順は第1の実施形態(図3)と同じである。
即ち、極座標変換手段24は、
r=√(x1 2+y1 2)
θ=tan−1(y1/x1)
により、直交座標系のアドレス(x1,y1)を極座標系のアドレス(θ,r)に変換する(ステップ104)。
変調量生成手段23は、rとCPU32より送られてくる球の半径Rとから、
rm=Rsin−1(r/R)−r
により、基本変調量rmを求める(ステップ105)。ここで、基本変調量rmは図5に示すような関数である。
乗算器24は、
dr=k・rm
により変調量drを求める(ステップ106)。ここで、kは変調量の振幅であり、曲率を調整するためのパラメータである。これは、CPU32より設定する。
【0043】
加算器25は、
r1=r+dr
により、rにおける変調後の読み出しアドレスを求める(ステップ107)。
乗算器26は、
r2=c・r1
により、特殊効果領域の端で連続的に特殊効果領域外の画像とつながるように読み出しアドレスを補正する(ステップ108)。ここで、拡大補正パラメータcは、
c=1/{k(π/2−1)+1}
としてCPU32で求めた上で設定する。
直交座標変換手段27は、
x2=r2cosθ
y2=r2sinθ
により、極座標系の読み出しアドレス(θ,r2)を直交座標系のアドレス(x2,y2)に変換する(ステップ109)。
【0044】
加算器29及び加算器30は、
x3=x2+xc
y3=y2+yc
により、特殊効果領域の中心位置(xc,yc)の値をオフセット値として加えて座標系の原点を戻し、特殊効果を施すための読み出しアドレスとする(ステップ110)。
対称効果生成手段71は、分割Xフラグが0であるか否かを判定し(ステップ507)、分割Xフラグが0のときには、
x4=x3
とする(ステップ508)。また、分割Xフラグが1のときには、
x4=2xb−x3
とする(ステップ509)。
【0045】
同様に、y座標についても、対称効果生成手段71は、分割Yフラグが0であるか否かを判定し(ステップ510)、分割Yフラグが0のときには、
y4=y3
とする(ステップ511)。また、分割Yフラグが1のときには、
y4=2yb−y3
とする(ステップ512)。
【0046】
判定手段28は、極座標系のrとCPU32より設定される球の半径Rとを比較し、
r<R
であるか否かを判定する(ステップ111)。r<Rである場合には、切替手段31は、読み出しアドレス(X,Y)として、
X=x4
Y=y4
を出力する(ステップ112)。また、r<Rでない場合には、切替手段31は、読み出しアドレス(X,Y)として、
X=x
Y=y
を出力する(ステップ113)。
読み出しアドレス生成手段12は、フレームメモリバッファ10に書き込まれた1フレーム分の映像信号を、この読み出しアドレス(X,Y)により読み出す(ステップ114)。
【0047】
このように、この画像特殊効果装置では、入力する読み出しアドレスを領域分割手段によって基準位置で対称になるように折り返した上で、球状の特殊効果が得られるように読み出しアドレスを生成し、また、対称効果生成手段により、折り返された読み出しアドレスを元に戻すように処理をしている。こうすることで、基準位置に対して対称な球状の特殊効果を与えることができる。
【0048】
なお、この実施形態では、xy軸の軸対称に球状の特殊効果を与える場合について説明したが、領域分割手段においてx軸またはy軸の点対称となるように読み出しアドレスを折り返し、対称効果生成手段でこの折り返しを元に戻すように処理をしてもよい。
また、この場合も、第2の実施形態に示すように、特殊効果領域外の画像を除くようにしてもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像特殊効果装置は、入力画像の一部を球状に変形することができ、この球の曲率を自由に変えることができる。そのため、入力画像を所望の丸みを持つ球状に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置の読み出しアドレス生成手段の構成を示すブロック図
【図3】本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置の処理手順を示すフローチャート
【図4】本発明の第1の実施形態における画像特殊効果装置によって特殊効果が加えられた画像を模式的に示す図
【図5】本発明の実施形態における画像特殊効果装置での基本変調量を与える関数を示す図
【図6】本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置の構成を示すブロック図
【図7】本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置の読み出しアドレス生成手段の構成を示すブロック図
【図8】本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置の処理手順を示すフローチャート
【図9】本発明の第2の実施形態における画像特殊効果装置によって特殊効果が加えられた画像を模式的に示す図
【図10】本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置の読み出しアドレス生成手段の構成を示すブロック図
【図11】本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置の処理手順を示すフローチャート
【図12】本発明の第3の実施形態における画像特殊効果装置によって特殊効果が加えられた画像を模式的に示す図
【図13】本発明の第4の実施形態における画像特殊効果装置の読み出しアドレス生成手段の構成を示すブロック図
【図14】本発明の第4の実施形態における画像特殊効果装置の処理手順を示すフローチャート
【図15】本発明の第4の実施形態における画像特殊効果装置によって特殊効果が加えられた画像を模式的に示す図
【図16】本発明の第5の実施形態における画像特殊効果装置の読み出しアドレス生成手段の構成を示すブロック図
【図17】本発明の第5の実施形態における画像特殊効果装置の処理手順を示すフローチャート
【図18】本発明の第5の実施形態における画像特殊効果装置によって特殊効果が加えられた画像を模式的に示す図
【符号の説明】
10 フレームメモリバッファ
11 書き込みアドレス発生手段
12 読み出しアドレス生成手段
20 加算器
21 加算器
22 極座標変換手段
23 変調量生成手段
24 乗算器
25 加算器
26 乗算器
27 直交座標変換手段
28 判定手段
29 加算器
30 加算器
31 切替手段
32 CPU
40 黒レベル出力手段
50 加算器
60 繰り返しアドレス発生手段
70 領域分割手段
71 対称効果生成手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image special effect device for giving a special effect to a video signal, and more particularly to a spherical special effect.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image special effect device that deforms and displays a video signal temporarily stores an image signal of an original image in a frame memory, and sets a read address of the frame memory so that a predetermined deformed image can be obtained.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-328217 discloses an image special effect device for generating a bubble-like special effect image of an arbitrary size at an arbitrary position on a screen. This apparatus includes a frame memory for temporarily storing an image signal of an original image, a controller for designating an address of the frame memory, and an address conversion circuit for converting an address output from the controller with a function.
[0003]
An image signal of an input original image is sequentially written into the frame memory for each frame. The controller outputs a signal that specifies the address of the frame memory and the radius of the hemisphere of the bubble that generates the special effect image, and the address conversion circuit converts this address to the address corresponding to the hemisphere of the specified radius. Convert to The image signal at this address is sequentially read from the frame memory, and a bubble-shaped special effect image is displayed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional image special effect device has a problem that even when a special effect for deforming an image into a spherical shape is applied, an actual image looks flatter than a desired effect.
The present invention solves such a conventional problem, and provides an image special effect device capable of freely changing the curvature of a spherical shape to be deformed and displayed so that a spherical shape having a desired roundness can be obtained. It is intended to be.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the present invention, the image signal input from the outside is temporarily stored in the memory buffer, and the image signal stored in the memory buffer is read out by the read address generated by the read address generation means, thereby storing the image signal in the memory buffer. In an image special effect device for applying a special effect to the image signal, the read address generation unit includes a rectangular coordinate conversion unit that converts a rectangular coordinate system address into a polar coordinate system address having the origin at the center of the image on which the special effect is to be performed. A modulation amount generating means for generating a modulation amount of a polar coordinate system address, a modulation amount amplitude adjusting means for adjusting the amplitude of the modulation amount, and a polar coordinate added with a modulation amount for correcting an enlargement ratio of an image to be subjected to a special effect. Correcting means for correcting the system address, and converting the polar coordinate system address corrected by the correcting means into a rectangular coordinate system address. A rectangular coordinate conversion means for generating a read address; and a determination means for determining whether or not the read address is within a range of an image to which a special effect is to be applied, based on a radial component of a polar coordinate system address. It is configured so that it can be transformed into a sphere having an arbitrary curvature.
With this configuration, a part of the input image can be deformed like a sphere, and the curvature of the sphere can be freely changed.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
The image special effect device according to the first embodiment of the present invention can enlarge a part of the original image (FIG. 4A) into a sphere as shown in FIG. You can change it freely.
As shown in FIG. 1, this apparatus includes a
[0007]
As shown in FIG. 2, the read address generation means 12 includes a
[0008]
In FIG. 1, a write address generating means 11 generates a sequential address, and a video signal for one frame is written to the
[0009]
The operation of the read address generation means 12 will be described with reference to FIG.
The x address of the sequential address is added to the parameter (−xc) of the center position of the special effect area sent from the
[0010]
The modulation amount generating means 23 generates a basic modulation amount of r from the polar coordinate r and the radius R of the sphere sent from the
The
[0011]
The
The determination means 28 compares r output from the polar coordinate conversion means 22 with the radius R of the sphere sent from the
[0012]
The flowchart of FIG. 3 shows the operation procedure of the image special effect device. Note that, in each drawing of the flowchart, steps representing operation procedures are indicated by "S".
The
[0013]
The
x1= X-xc
y1= Y-yc
, The difference x from the center position of the effect to the read address x, y1, Y1Is obtained (step 103). Here, xc and yc are the x and y coordinates of the center position of the special effect area, that is, the center position of the sphere, and are set by the
[0014]
Polar coordinate conversion means 24
r = √ (x1 2+ Y1 2)
θ = tan-1(Y1/ X1)
Gives the address (x1, Y1) Is converted to an address (θ, r) in the polar coordinate system (step 104).
[0015]
The modulation amount generating means 23 calculates, from r and the radius R of the sphere sent from the
rm= Rsin-1(R / R) -r
The basic modulation amount rmIs obtained (step 105). Here, the basic modulation amount rm is a function as shown in FIG.
The
dr = krm
The modulation amount dr is obtained by the following (Step 106). Here, k is the amplitude of the modulation amount, and is a parameter for adjusting the curvature. This is set by the
[0016]
The
r1= R + dr
Thus, the read address after modulation at r is obtained (step 107).
The
r2= Cr1
Thus, the read address is corrected so that the end of the special effect area is continuously connected to the image outside the special effect area (step 108). Here, the enlargement correction parameter c is
c = 1 / {k (π / 2-1) +1}
Is determined by the
[0017]
The orthogonal coordinate conversion means 27
x2= R2cos θ
y2= R2sin θ
, The read address of the polar coordinate system (θ, r2) To the address (x2, Y2) (Step 109).
The
x3= X2+ Xc
y3= Y2+ Yc
Thus, the origin of the coordinate system is returned by adding the value of the center position (xc, yc) of the special effect area as an offset value, and is used as a read address for applying the special effect (step 110).
[0018]
The judging means 28 compares r in the polar coordinate system with the radius R of the sphere set by the
r <R
Is determined (step 111). When r <R, the switching
X = x3
Y = y3
Is output (step 112). When r <R is not satisfied, the switching
X = x
Y = y
Is output (step 113).
The read address generating means 12 reads the video signal for one frame written in the
[0019]
As described above, in this image special effect device, the curvature of the sphere can be freely changed by changing the amplitude of the modulation amount for changing the image into a sphere and correcting the enlargement ratio for the read address in the polar coordinate system r. And a spherical special effect corrected so as to be continuously connected to the special effect area of the image can be given.
[0020]
(Second embodiment)
As shown in FIG. 9B, the image special effect device according to the second embodiment of the present invention can remove the portion of the original image (FIG. 9A) outside the special effect area, and The phase of the image in the special effect area can be changed as if the image were rotated horizontally or vertically.
As shown in FIG. 6, the image special effect device includes black level output means 40 for outputting an image signal of a black level (or a fixed level such as a white level) outside the range of the special effect area. The read address generating means 12 receives the sequential read address as input, generates a read address of the
[0021]
As shown in FIG. 7, the configuration of the read
The
[0022]
The
The determination means 28 outputs the determination result to the black level output means 40 as a key signal.
The
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
[0023]
The flowchart of FIG. 8 shows the operation of the image special effect device. In this flowchart, the procedure from
The
r2= Cr1
Thus, the read address is corrected so that the sphere has a desired radius (step 108). Here, the enlargement correction parameter c is
c = 1 / {k (π / 2-1) +1}
Is determined by the
[0024]
The orthogonal coordinate conversion means 27
x2= R2cos θ
y2= R2sin θ
, The read address of the polar coordinate system (θ, r2) To the address (x2, Y2) (Step 109).
The
X = x2+ Xd
Y = y2+ Yd
Gives (x2, Y2) Is added to the values of xd and yd as offset values to obtain read addresses for applying special effects (step 201). Here, xd and yd are parameters for adjusting the phase of the image. By adjusting these parameters, an effect of rotating the image in the special effect area vertically or horizontally can be realized. When xd = xc and yd = yc, the image is not rotated.
[0025]
The judging means 28 compares r in the polar coordinate system with the radius R of the sphere set by the
r <R
Is determined (step 111). If r <R, the judging means 28 outputs the key signal as 1 (step 202), and if r <R, outputs the key signal as 0 (step 203).
[0026]
The read address generation means 12 reads the video signal for one frame written in the
When the key signal output from the read address generation means 12 is 0, the black level output means 40 converts the signal into a black level image signal and outputs it (step 204).
[0027]
As described above, the image special effect device adds the offset value for adjusting the horizontal or vertical rotation of the image after performing the orthogonal coordinate transformation, and outputs the key signal output from the determination unit to the black level output. Has given to the means. By doing so, the portion of the image outside the special effect area can be removed, and the phase of the image in the special effect area can be changed as if the sphere were rotated horizontally or vertically.
[0028]
Here, the case where the part other than the special effect area is displayed in black has been described. However, the part other than the special effect area is whitened as shown in FIG. It can also be displayed.
[0029]
(Third embodiment)
The image special effect device according to the third embodiment of the present invention can remove the portion of the original image (FIG. 12A) outside the special effect area as shown in FIG. The image in the effect area can be rotated two-dimensionally.
The overall configuration of this device is the same as in the second embodiment (FIG. 6). As shown in FIG. 10, the read
Other configurations are the same as those of the second embodiment (FIG. 7).
[0030]
The flowchart of FIG. 11 shows the operation of the image special effect device. In this flowchart, the procedure from
The
θ1= Θ + θc
Gives the offset θc plus θ1Is obtained (step 301). Here, θc is a parameter of the two-dimensional rotation amount set by the
[0031]
The orthogonal coordinate conversion means 27
x2= R2cos θ1
y2= R2sin θ1
Gives the read address of the polar coordinate system (θ1, R2) To the address (x2, Y2) (Step 109).
The procedure from
[0032]
As described above, in this image special effect device, the orthogonal coordinate conversion is performed after adding the offset value to θ after the polar coordinate conversion. This makes it possible to realize a special effect in which a spherical image displayed only in the special effect area is two-dimensionally rotated.
[0033]
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 15B, the image special effect device according to the fourth embodiment of the present invention connects the left end to the right end of the original image (FIG. 15A) even when the sphere is rotated. Can be displayed without interruption.
The overall configuration of this device is the same as in the second embodiment (FIG. 6). As shown in FIG. 13, the read address generation means 12 repeats the address value within the effective screen range even if the address values output from the
Other configurations are the same as those of the second embodiment (FIG. 7).
[0034]
The flowchart of FIG. 14 shows the operation of the image special effect device. In this flowchart, the procedure from
The
x3= X2+ Xd
y3= Y2+ Yd
As a result, a read address for applying a special effect is obtained (step 201).
[0035]
The repetitive address generation means 60
X = mod (x3, Wx)
Y = mod (y3, Wy)
Is converted to an address within the effective screen range (step 401). Here, wx and wy are the vertical and horizontal sizes of the image, and mod (A, B) is an operation for obtaining the remainder of A / B.
[0036]
Therefore, x3If <wx, X = x3And x3If ≧ wx, X = x3−wx. That is, x3, Y3Is outside the effective screen range, x3, Y3Is subtracted from the size wx, wy of the effective screen range to generate a read address within the effective screen range.
The subsequent steps 111 to 204 are the same as in the second embodiment (FIG. 8).
[0037]
As described above, in this image special effect device, the output read address is repeated in the effective pixel range. In this way, even when a rotated sphere is displayed in the special effect area, the image can be displayed without interruption.
[0038]
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 18, the image special effect device according to the fifth embodiment of the present invention can display a spherical special effect image symmetrically at a reference position.
The overall configuration of this device is the same as in the first embodiment (FIG. 1). As shown in FIG. 16, the read address generation means 12 includes a radius R of the sphere to be deformed and displayed, a parameter k for adjusting the curvature, a center position (xc, yc) of the special effect area, and a symmetric reference position (xb, yb).
[0039]
The flowchart of FIG. 17 shows the operation of the image special effect device.
The
When the sequential read address (x, y) is input to the read address generating means 12 (Step 102), the area dividing means 70
x <xb
Is determined (step 501). When x <xb, the area dividing means 70
x0= X
And 0 is set as the division X flag (step 502). When x ≧ xb, the area dividing means 70 sets the address to be symmetrically folded back from the reference position.
x0= 2xb-x
And 1 is set as the division X flag (step 503).
[0040]
Similarly, for the y coordinate, the region dividing means 70
y <yb
(Step 504), and when y <yb, the area dividing means 70
y0= Y
And 0 is set as the division Y flag (step 505). When y ≧ yb, the area dividing means 70
y0= 2yb-y
And 1 is set as the division Y flag (step 506).
[0041]
The
x1= X0-Xc
y1= Y0-Yc
, The difference x from the center position of the special effect area to the read addresses x, y1, Y1Is obtained (step 103).
[0042]
The procedure from
That is, the polar coordinate conversion means 24
r = √ (x1 2+ Y1 2)
θ = tan-1(Y1/ X1)
Gives the address (x1, Y1) Is converted to an address (θ, r) in the polar coordinate system (step 104).
The modulation amount generating means 23 calculates, from r and the radius R of the sphere sent from the
rm= Rsin-1(R / R) -r
The basic modulation amount rmIs obtained (step 105). Here, the basic modulation amount rm is a function as shown in FIG.
The
dr = krm
The modulation amount dr is obtained by the following (Step 106). Here, k is the amplitude of the modulation amount, and is a parameter for adjusting the curvature. This is set by the
[0043]
The
r1= R + dr
Thus, the read address after modulation at r is obtained (step 107).
The
r2= Cr1
Thus, the read address is corrected so that the end of the special effect area is continuously connected to the image outside the special effect area (step 108). Here, the enlargement correction parameter c is
c = 1 / {k (π / 2-1) +1}
Is determined by the
The orthogonal coordinate conversion means 27
x2= R2cos θ
y2= R2sin θ
, The read address of the polar coordinate system (θ, r2) To the address (x2, Y2) (Step 109).
[0044]
The
x3= X2+ Xc
y3= Y2+ Yc
Thus, the origin of the coordinate system is returned by adding the value of the center position (xc, yc) of the special effect area as an offset value, and is used as a read address for applying the special effect (step 110).
The symmetry effect generating means 71 determines whether or not the division X flag is 0 (step 507).
x4= X3
(Step 508). When the division X flag is 1,
x4= 2xb-x3
(Step 509).
[0045]
Similarly, for the y coordinate, the symmetry effect generating means 71 determines whether or not the division Y flag is 0 (step 510).
y4= Y3
(Step 511). When the division Y flag is 1,
y4= 2yb-y3
(Step 512).
[0046]
The judging means 28 compares r in the polar coordinate system with the radius R of the sphere set by the
r <R
Is determined (step 111). When r <R, the switching
X = x4
Y = y4
Is output (step 112). When r <R is not satisfied, the switching
X = x
Y = y
Is output (step 113).
The read address generating means 12 reads the video signal for one frame written in the
[0047]
As described above, in this image special effect device, after the input read address is turned back by the area dividing means so as to be symmetrical at the reference position, the read address is generated so as to obtain a spherical special effect. Processing is performed by the symmetric effect generation means to restore the folded read address. In this way, a spherical special effect symmetrical with respect to the reference position can be provided.
[0048]
In this embodiment, a case has been described in which a spherical special effect is applied to the xy axis axis symmetry. Then, processing may be performed so as to restore this return.
Also in this case, as shown in the second embodiment, the image outside the special effect area may be excluded.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the image special effect device of the present invention can deform a part of the input image into a sphere, and can freely change the curvature of the sphere. Therefore, the input image can be deformed into a spherical shape having a desired roundness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image special effect device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a read address generation unit of the image special effect device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the image special effect device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing an image to which a special effect has been added by the image special effect device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a function for giving a basic modulation amount in the image special effect device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an image special effect device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a read address generation unit of the image special effect device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the image special effect device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram schematically showing an image to which a special effect has been added by the image special effect device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a read address generation unit of the image special effect device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of the image special effect device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram schematically showing an image to which a special effect has been added by the image special effect device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a read address generation unit of the image special effect device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the image special effect device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram schematically showing an image to which a special effect has been added by the image special effect device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a read address generation unit of an image special effect device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a processing procedure of the image special effect device according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram schematically illustrating an image to which a special effect has been added by the image special effect device according to the fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 frame memory buffer
11 Write address generating means
12 Read address generation means
20 ° adder
21 adder
22 Polar coordinate conversion means
23 ° modulation amount generating means
24 multiplier
25 adder
26 multiplier
27 ° Cartesian coordinate conversion means
28 ° judgment means
29 ° adder
30 ° adder
31 ° switching means
32 CPU
40 ° black level output means
50 ° adder
60 ° repeated address generation means
70 ° area dividing means
71 ° symmetry effect generating means
Claims (8)
前記読み出しアドレス生成手段が、
直交座標系アドレスを、特殊効果を施す画像の中心を原点とする極座標系アドレスに変換する極座標変換手段と、
前記極座標系アドレスの変調量を生成する変調量生成手段と、
前記変調量の振幅を調整する変調量振幅調整手段と、
前記特殊効果を施す画像の拡大率を補正するために前記変調量が付加された極座標系アドレスを補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された前記極座標系アドレスを直交座標系アドレスに変換して読み出しアドレスを生成する直交座標変換手段と、
前記極座標系アドレスの半径成分に基づいて、前記読み出しアドレスが前記特殊効果を施す画像の範囲内か否かを判定する判定手段と
を備え、入力画像の一部を任意の曲率の球に変形することを特徴とする画像特殊効果装置。By temporarily storing an image signal input from the outside in a memory buffer and reading out the image signal stored in the memory buffer by using a read address generated by a read address generation unit, the image stored in the memory buffer is read out. In an image special effects device that applies special effects to signals,
The read address generation means,
Polar coordinate conversion means for converting the rectangular coordinate system address to a polar coordinate system address having the origin at the center of the image to be subjected to the special effect;
Modulation amount generating means for generating a modulation amount of the polar coordinate system address,
Modulation amount amplitude adjustment means for adjusting the amplitude of the modulation amount,
Correction means for correcting the polar coordinate system address to which the modulation amount has been added in order to correct the enlargement ratio of the image to which the special effect is applied;
Cartesian coordinate conversion means for converting the polar coordinate system address corrected by the correction means to a rectangular coordinate system address to generate a read address,
Determining means for determining whether or not the read address is within the range of the image to which the special effect is to be applied, based on a radius component of the polar coordinate system address, and transforms a part of the input image into a sphere having an arbitrary curvature. An image special effect device characterized by the above-mentioned.
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