JP2007066268A - 画像処理装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができるようにする。
【解決手段】 CPU３１は、メモリ３４のプレーンに初期値を設定する。グラフィック描画部３８は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号からイメージ部品を生成し、生成したイメージ部品をプレーンに描画することで、所定の関係を満たすグラフィック信号を生成する。重畳部３９は、グラフィック描画部３８が生成したグラフィック信号を、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号に重畳させることで、より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができるようになる。本発明は、画像処理装置に適用できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は画像処理装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができるようにした画像処理装置および方法、並びにプログラムに関する。

近年、透明または半透明な画素を含む画像を表示するための手法として、アルファブレンディング（αブレンディング）と称される手法が使用されている。アルファブレンディングとは、透明度を示す値であるアルファ値を使用して２つの画像データを合成（ブレンド）する手法であり、例えば、あるテレビ番組の画像の上に、表示されている番組のチャンネル番号を示すバナー、電子番組表（EPG（Electronic Program Guide））、または天気予報などの情報（グラフィック）を重ね合わせる場合、アルファ値（α値）に基づいて、テレビ番組の画像の上に、それらの半透明となるバナーなどのグラフィックを重畳する。

ここで、アルファ値とは、0.0乃至1.0の範囲をとる係数であり、不透明の領域に対しては値1.0が、透明の領域に対しては値0.0が、半透明の領域に対しては0.0乃至1.0（すなわち、値0.0に近いほど、より透明となり、値1.0に近いほど、より不透明となる）の間のいずれかの値が、それぞれ付加されている。すなわち、画像を構成する画素は、色情報としてR（赤）、G（緑）、B（青）の三原色の情報を持っており、それらの組み合わせにより色を表現するが、さらに、透明度を表現する場合、色を示す３つの情報（RGB）に透明度を示すアルファ値を加えた４つの情報の組み合わせにより色を表現する。

動画（テレビ番組の画像）の上に、半透明となるバナーなどのグラフィックを重畳する場合、グラフィックを記憶するフレームバッファが、１または複数のプレーン（Plane：面）（例えば、赤プレーン（R）、緑プレーン（G）、または青プレーン（B））により、１枚のフレームバッファを構成することで、これらの各プレーンのビットが組み合わされることで、各画素の情報を示すことになる。

また、アルファブレンディングは、一般的に、Porter-Duff（Source Over）方式やOpenGL方式などの方式によって実現される。図１で示すように、プレーンを示す画素ａ１に、バナーで表示されるチャンネル番号などの画像データであるイメージ部品（ビットマップリソース）を示す画素ａ２を重ね合わせる場合、画素ａ１の色を示す値とアルファ値をそれぞれ、CdとAdとし、画素ａ２の色を示す値とアルファ値をそれぞれ、CsとAsとし、アルファブレンディングをした後における、プレーンの画素の色を示す値とアルファ値をそれぞれ、CxとAxとしたとき、Porter-Duff方式により、アルファブレンディングをした後のアルファ値（Ax）は式（１）で表される。

Ax=1-（1-As）×（1-Ad）・・・（１）

また、Porter-Duff方式により、アルファブレンディングをした後の画素の色（Cx）は式（２）で表される。

Cx=（As×Cs+（1-As）×Ad×Cd）/Ax・・・（２）

すなわち、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングを行う場合、それらの式は、アルファブレンディングの完全式となるので、プレーンの画素ａ１に対してもアルファ値を考慮することが可能となり、理想的なアルファブレンディングを実現することができるが、画像の描画を行うハードウェアが高価（変数の除算が演算に含まれるため、ハードウェアの実装が困難）となるために、その多くは、OpenGL方式による簡略化されたアルファブレンディングによって実現されている。

すなわち、OpenGL方式により、アルファブレンディングをした後の画素の色（Cx）は式（３）で表される。

Cx=As×Cs+（1-As）×Cd・・・（３）

なお、式（３）においては、プレーンの画素ａ１のアルファ値が1.0、すなわちAd=1.0が前提となっており、OpenGL方式によるアルファブレンディングの場合、画像の下に動画や他の画像が重畳されることが前提とされておらず、半透明となる画像を前提としていないため、理想とは異なる手法によりアルファブレンディングを行っている（すなわち、厳密に言えば、正しいアルファブレンディングを行っていない）。

OpenGL方式によるアルファブレンディングは、図２に示すように、動画の1フレームである画像Ａ１に、グラフィックＡ２を重ね合わせる場合、グラフィックＡ２においては、プレーンのアルファ値が1.0であることが前提となるため、グラフィックＡ２に対して、理想的なアルファブレンディングをすることができない。したがって、この場合、グラフィックＡ２を構成するイメージ部品を加工するなどにより（アルファブレンディングを予想して、予めイメージ部品の背景が半透明となるように加工しておくなど）、あたかもアルファブレンディングがされているかのように見せるなどの手法が採用されている。

すなわち、従来の画像処理装置の重畳部１１は、不透明な画像Ａ１に、半透明なグラフィックＡ２を重畳させる場合、グラフィックＡ２のプレーンのアルファ値が1.0であることが前提となるので、加工されたイメージ部品からなるグラフィックＡ２を、画像Ａ１に重畳させることにより、アルファブレンディングを行う。

また、アンテナにより受信されたCS（Communication Satellite）放送波を、デコーダによって、テレビ放送のデータとデータ放送のデータとに分離し、分離されたデータのうち、データ放送のデータを画像データに処理してDRAM（Dynamic Random Access Memory）に格納し、DRAMに格納された画像データを他のDRAMに転送させ、他のDRAMに転送された画像データと、テレビ放送のデータとを合成させてCRT（Cathode Ray Tube）に表示させるデジタルテレビ受信機もある（例えば、特許文献１）。

特開２００３−１１６０７１号公報

しかしながら、Porter-Duff方式によるアルファブレンディングはコストがかかるため、一般的には、OpenGL方式によるアルファブレンディングが行われているが、OpenGL方式の場合、グラフィックのプレーンのアルファ値が1.0となることが前提となっているので、理想的なアルファブレンディングを行っているとは言えなかった。

例えば、特開２００３−１１６０７１号公報に開示されているデジタルテレビ受信機は、画像データとテレビ放送のデータとを合成させて表示させているが、理想的なアルファブレンディングを行っているとは言えなかった。

また、OpenGL方式によるアルファブレンディングの場合、プレーンのアルファ値が1.0となることが前提となっているので、自然なグラフィックの描画を行うために、イメージ部品のデザインの工夫などが必要となり、余計な作業が発生してしまうという問題もある。

さらに、放送規格上、Porter-Duff方式によってアルファブレンディングを行わなければならない場合、従来の画像処理装置では、放送規格に合わないために、バナーなどのグラフィックを表示することができない可能性があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができるようにするものである。

本発明の一側面は、第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置において、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定手段と、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成手段と、OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳手段とを備える画像処理装置である。

前記所定の関係とは、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をC'g、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をCg、および画素の透明度を示す情報をAgとしたとき、C'g=Ag×Cgとなる関係とすることができる。

前記生成手段には、前記C'g=Ag×Cgの関係となるように、前記第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画する描画手段と、前記C'gを前記Agで除算する除算手段とを設けることができる。

前記生成手段には、前記C'g=Ag×Cgの関係となるように、前記第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、前記第１の画像データを生成し、前記重畳手段には、前記第２の画像データを示す値をCvとした場合、生成した前記第１の画像データにおける前記C'g=Ag×Cgの関係を利用して、Ag×Cg+（1-Ag）×Cvを演算することで、前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させることができる。

本発明の一側面は、第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置の画像処理方法において、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定ステップと、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成ステップと、OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳ステップとを含む画像処理方法である。

本発明の一側面は、第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置のコンピュータに、画像処理を行わせるプログラムにおいて、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定ステップと、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成ステップと、OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳ステップとを含むプログラムである。

本発明の一側面においては、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値が設定され、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データが生成され、OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データが前記第２の画像データに重畳される。

以上のように、本発明の一側面によれば、より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面の画像処理装置（例えば、図３のテレビジョン受像機２１）は、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる第１の画像データ（例えば、グラフィックＢ２）を構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層（例えば、プレーンＢ２−１）における画素の初期値を設定する設定手段（例えば、図３のCPU３１）と、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層（例えば、イメージ部品Ｂ２−２）を、初期値が設定された第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる第1の画像データ（例えば、グラフィックＢ２）を生成する生成手段（例えば、図３のグラフィック生成部３８）と、OpenGL方式により、生成された第１の画像データ（例えば、グラフィックＢ２）を第２の画像データ（例えば、画像Ｂ１）に重畳させる重畳手段（例えば、図３の重畳部３９）とを備える。

所定の関係とは、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をC'g、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をCg、および画素の透明度を示す情報をAgとしたとき、C'g=Ag×Cgとなる関係とすることができる。

生成手段は、C'g=Ag×Cgの関係となるように、第２の階層を、初期値が設定された第１の階層に描画する描画手段（例えば、図４の描画処理部５１）と、C'gをAgで除算する除算手段（例えば、図４の除算部５２）とを設けることができる。

生成手段は、C'g=Ag×Cgの関係となるように、第２の階層を、初期値が設定された第１の階層に描画することで、第１の画像データを生成し、重畳手段は、第２の画像データを示す値をCvとした場合、生成した第１の画像データにおけるC'g=Ag×Cgの関係を利用して、Ag×Cg+（1-Ag）×Cvを演算することで、第１の画像データを第２の画像データに重畳させることができる。

本発明の一側面の画像処理方法またはプログラムは、OpenGL方式によりアルファブレンディングされる第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定ステップ（例えば、図６のステップＳ１３の処理）と、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、初期値が設定された第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる第1の画像データを生成する生成ステップ（例えば、図６のステップＳ１４の処理）と、OpenGL方式により、生成された第１の画像データを第２の画像データに重畳させる重畳ステップ（例えば、図６のステップＳ１５の処理）とを含む。

本発明の一側面のプログラムは、記録媒体（例えば、図３の磁気ディスク４６）に記録することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図３は、本発明を適用したテレビジョン受像機２１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。

テレビジョン受像機２１は、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）、PDP（Plasma Display Panel）、若しくはCRT（Cathode Ray Tube）などから構成されるテレビジョン受像機、またはテレビチューナ機能を備えたパーソナルコンピュータなどであり、本発明の画像処理装置の一例である。

テレビジョン受像機２１は、CPU（Central Processing Unit）３１、ROM（Read Only Memory）３２、RAM（Random Access Memory）３３、メモリ３４、チューナ３６、デコーダ３７、グラフィック生成部３８、重畳部３９、および表示部４０を含むようにして構成される。また、CPU３１、ROM３２、RAM３３、メモリ３４、デコーダ３７、およびグラフィック生成部３８のそれぞれは、バス３５を介して、相互に接続される。

CPU３１は、テレビジョン受像機２１の全体を制御する。

また、CPU３１は、バス３５を介して、メモリ３４のプレーンに初期値を設定する。さらにまた、CPU３１は、必要に応じて、ROM３２に記憶されているプログラムを読み込み、実行する。さらに、CPU３１は、必要に応じて、データをRAM３３に供給したり、RAM３３が一時的に記憶しているデータを取得する。

メモリ３４は、例えば、DRAMなどからなるフレームバッファであり、上述したプレーンを有する。

チューナ３６は、ユーザの操作に応じた受信する放送局の指定に従って、アンテナ（図示せず）より受信された地上波や放送衛星からの電波などのテレビジョン放送の放送電波に対応する放送信号であって、アンテナから供給された放送信号を復調する。チューナ３６は、復調して得られた映像信号をデコーダ３７に供給する。

なお、チューナ３６は、復調して得られた音声信号を音声処理部（図示せず）に供給する。そして、音声処理部は、チューナ３６から供給された音声信号を基に、音声をスピーカ（図示せず）から出力させる。

デコーダ３７は、CPU３１の制御の基に、チューナ３６から供給される映像信号を復調する。デコーダ３７は、復調によって得られた映像信号のうち、テレビジョン放送の映像信号（以下、テレビ映像信号とも称する）を重畳部３９に供給し、テレビ映像信号に重畳させるグラフィックに関する映像信号（以下、グラフィック信号とも称する）をグラフィック生成部３８に供給する。

グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、文字、または線若しくは曲線などの図形を描く処理をするグラフィックライブラリなどを利用して、所定の処理を施すことにより、イメージ部品を生成する。グラフィック生成部３８は、生成したイメージ部品を、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されている初期値が設定されたプレーンに描画する。また、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されている、プレーンにイメージ部品が描画されたグラフィック信号を重畳部３９に転送する。

すなわち、グラフィック生成部３８は、（表示部４０に表示される）画像に重畳されるグラフィックに対応するグラフィック信号を生成している。なお、グラフィック生成部３８の詳細は後述する。

重畳部３９は、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号に、グラフィック生成部３８から供給されるグラフィック信号を重畳させ、重畳させることにより得られた画像データを表示部４０に供給する。なお、重畳部３９の詳細は後述する。

表示部４０は、上述したように、例えば、LCD、PDP、またはCRTなどから構成される。表示部４０は、重畳部３９から供給された画像データ（グラフィック信号が重畳されたテレビ映像信号）に対応する画像を表示する。

ドライブ４１は、必要に応じてテレビジョン受像機２１に接続される。ドライブ４１には、磁気ディスク４６（例えば、ハードディスク）、光ディスク４７（例えば、CD（Compact Disc）やDVD（Digital Versatile Disc））、光磁気ディスク４８（例えば、MD（Mini-Disc）（商標））、または半導体メモリ４９（例えば、メモリカード）が適時装着される。ドライブ４１は、装着された磁気ディスク４６、光ディスク４７、光磁気ディスク４８、または半導体メモリ４９から記録されているプログラムを読み出して、読み出したプログラムをCPU３１に供給する。

このように、CPU３１は、記録媒体の一例である磁気ディスク４６、光ディスク４７、光磁気ディスク４８、または半導体メモリ４９から読み出されたプログラムを実行することができる。

次に、図４を参照して、グラフィック生成部３８および重畳部３９の詳細について説明する。なお、図３と同様の部分には同様の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。

グラフィック生成部３８は、描画処理部５１および除算部５２を含むようにして構成される。

描画処理部５１は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用して、OpenGL方式によるアルファブレンディングなどの所定の処理を施し、所定の処理を施すことで得られたグラフィック信号を除算部５２に供給する。

ここで、アルファブレンディングの処理であるが、描画処理部５１がOpenGL方式により出力する色を示す値をC'gとし、仮に、Porter-Duff方式により理想的なアルファブレンディングがされた場合に出力される色を示す値をCgとし、アルファ値をAgとした場合、その関係は、式（４）で示されるような関係となる。

C'g=Cg×Ag・・・（４）

すなわち、図５で示すように、プレーンＢ２−１に、イメージ部品Ｂ２−２を描画して、グラフィックＢ２を生成する場合、Porter-Duff方式（図中右側）によりアルファブレンディングを行ったとき、理想的なアルファブレンディングがされているので、CgとAgとが出力される。一方、OpenGL方式（図中左側）によりアルファブレンディングを行ったとき、理想的なアルファブレンディングがされていないので、CgとAgとを出力することはできないが、Cgと所定の関係（リニアな関係）を持つ値であるC'gと、Agとを出力するようにする。

このとき、CPU３１は、メモリ３４に記憶されているプレーンＢ２−１の初期値が、例えば、半透明の緑（R:0％，G:100％，B:0％，α=50％）である場合、その初期値を、半輝度半透明の緑、すなわち、（R:0％，G:50％，B:0％，α=50％）に設定する。そして、描画処理部５１は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号を基に、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されているプレーンＢ２−１に、イメージ部品Ｂ２−２を描画することで、グラフィック信号（C'g，Ag）を生成し、生成したグラフィック信号（C'g，Ag）を除算部５２に供給する。

なお、図５で示される例において、プレーンＢ２−１は、イメージ部品Ｂ２−２の下地となる画像データであり、イメージ部品Ｂ２−２は、バナーなどのイメージ部品に対応した画像データであり、それらの画像データを重ね合わせることにより、グラフィックＢ２に対応するグラフィック信号となる。また、上述した、R，G，B，αのそれぞれは、赤、緑、青、透明度のそれぞれの割合を示す。

除算部５２は、描画処理部５１から供給されたグラフィック信号（C'g，Ag）のうち、C'g（=Cg×Ag）をAg（アルファ値）で除算する。除算部５２は、除算することで得られたグラフィック信号（Cg，Ag）を重畳部３９に供給する。

すなわち、このとき、グラフィック生成部３８から出力されるグラフィック信号は、CgおよびAgとなるので、Porter-Duff方式により正しくアルファブレンディングされた場合と同様のグラフィック信号となる。

グラフィック生成部３８は、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されているグラフィック信号（Cg，Ag）を重畳部３９に転送する。

ここで、デコーダ３７から供給されてくるテレビジョン放送の映像信号をCv、表示部４０に供給する色に関する情報を示す値をCxとした場合、Cxは、式（５）により算出される。

Cx=Ag×Cg+（1-Ag）×Cv・・・（５）

すなわち、重畳部３９は、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、デコーダ３７から供給されるテレビジョン放送の映像信号（Cv）に、グラフィック生成部３８から供給される、Porter-Duff方式と同様にアルファブレンディングされたグラフィック信号（Cg，Ag）を重畳させ、重畳させることにより得られた画像データ（Cx）を表示部４０に供給する。

このように、イメージ部品Ｂ２−２をプレーンＢ２−１に描画する場合、Porter-Duff方式によるアルファブレンディングを行うことが理想であるが、コストがかかるために現実的ではないので、本発明においては、OpenGL方式であっても、プレーンＢ２−１の初期値を適宜変更することにより、CgとC'gとの間に所定の関係を持たせることで、グラフィック生成部３８は、Porter-Duff方式でアルファブレンディングを行った場合と同様のグラフィック信号（Cg，Ag）を出力することが可能となる。

また、このとき、重畳部３９側では、映像信号（Cv）に、グラフィック信号（Cg，Ag）を重畳させることになるので、グラフィック生成部３８（例えばグラフィックチップ）と重畳部３９（例えばミキサー）の個々の仕様が明確になる。さらに、グラフィック生成部３８においては、従来のOpenGL方式によるアルファブレンディングが採用されている汎用的なグラフィックチップ（グラフィック描画デバイス）を使用することができるとともに、複雑なハードウェアを実装せずに、Porter-Duff方式でアルファブレンディングを行った場合と同様のグラフィック信号（Cg，Ag）を出力することができるので、低コストで実装することが可能となる。

なお、上述したプレーンＢ２−１の初期値であるが、例えば、プレーンＢ２−１の初期値が、（R:100％，G:0％，B:0％，α：50％）のように半透明の赤である場合、実際にプレーンＢ２−１に書き込むときの値は、半輝度半透明の赤（R:50％，G:0％，B:0％，α：50％）となり、プレーンＢ２−１の初期値が、（R: 0％，G:0％，B: 100％，α：50％）のように半透明の青である場合、実際にプレーンＢ２−１に書き込むときの値は、半輝度半透明の青（R:0％，G:0％，B:50％，α：50％）のようになる。

次に、図６のフローチャートを参照して、テレビジョン受像機２１が行う、画像表示の処理について説明する。

ステップＳ１１において、チューナ３６は、ユーザの操作に応じた受信する放送局の指定に従って、アンテナ（図示せず）より受信された地上波や放送衛星からの電波などのテレビジョン放送の放送電波に対応する放送信号であって、アンテナから供給された放送信号を復調し、復調して得られた映像信号をデコーダ３７に供給する。

ステップＳ１２において、デコーダ３７は、CPU３１の制御の基に、チューナ３６から供給される映像信号を復調し、復調によって得られた映像信号のうち、テレビ映像信号を重畳部３９に供給し、テレビ映像信号に重畳させるグラフィック信号をグラフィック生成部３８に供給する。

例えば、ステップＳ１２において、デコーダ３７は、CPU３１の制御の基に、映像信号を復調することで得られた、図７で示すような画像Ｂ１に対応するテレビ映像信号を重畳部３９に供給し、図７の画像Ｂ１に重畳させるグラフィック信号（例えば、図７の画像Ｂ１に重畳させる、チャンネル番号を示すバナーなどの番組に関する情報を示す信号）をグラフィック生成部３８に供給する。

ステップＳ１３において、CPU３１は、メモリ３４に記憶されているプレーン（の画素）に初期値を設定する。例えば、ステップＳ１３において、CPU３１は、図８に示すようなプレーンＢ２−１の各画素の初期値が、例えば、半透明の緑（R:0％，G:100％，B:0％，α=50％）である場合、その初期値を、半輝度半透明の緑、すなわち、（R:0％，G:50％，B:0％，α=50％）に設定する。

ステップＳ１４において、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用することにより所定の処理を施して、イメージ部品を生成する。グラフィック生成部３８は、生成したイメージ部品を、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されている初期値が設定されたプレーンに描画する。また、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されている、プレーンにイメージ部品が描画されたグラフィック信号を重畳部３９に転送する。

例えば、ステップＳ１４において、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、グラフィックライブラリなどを利用することにより所定の処理を施して、図９の右側に示すようなイメージ部品Ｂ２−２（イメージ部品Ｂ２−２ａ乃至Ｂ２−２ｅ）を生成する。グラフィック生成部３８は、生成したイメージ部品Ｂ２−２ａ乃至Ｂ２−２ｅ（図９の右側）のそれぞれを、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されている、初期値が半輝度半透明の緑（R:0％，G:50％，B:0％，α：50％）に設定されたプレーンＢ２−１（図９の左側）に描画する。

具体的には、図９で示すように、イメージ部品Ｂ２−２は、例えば、イメージ部品Ｂ２−２ａ乃至Ｂ２−２ｅなどから構成され、それらのイメージ部品を組み合わせることで、バナー、電子番組表、または天気予報などの情報を示す画像となる。

すなわち、グラフィック生成部３８は、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、各画素の初期値を半輝度半透明の緑（R:0％，G:50％，B:0％，α：50％）に設定されたプレーンＢ２−１（図９の左側）に、イメージ部品Ｂ２−２ａ乃至Ｂ２−２ｅを描画することで、図１０に示すようなグラフィックＢ２に対応するグラフィック信号をメモリ３４に記憶させる。

グラフィック生成部３８は、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されている、図１０に示すようなグラフィックＢ２に対応するグラフィック信号を重畳部３９に転送する。アルファブレンディングの処理については後述する。

ステップＳ１５において、重畳部３９は、グラフィック生成部３８から供給されるグラフィック信号を、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号に重畳させ、重畳させることにより得られた画像データを表示部４０に供給する。

例えば、ステップＳ１５において、重畳部３９は、図１１に示すように、グラフィック生成部３８から供給されるグラフィックＢ２に対応するグラフィック信号を、デコーダ３７から供給される画像Ｂ１に対応したテレビ映像信号に重畳させ、重畳させることにより得られた、画像Ｂ１（図１１の下側）とグラフィックＢ２（図１１の上側）とが重畳している画像に対応した画像データを表示部４０に供給する。

ステップＳ１６において、表示部４０は、重畳部３９から供給された、画像データ（グラフィック信号が重畳されたテレビ映像信号）に対応する画像を表示して、処理は、ステップＳ１１に戻り、上述した処理が繰り返される。例えば、ステップＳ１６において、表示部４０は、重畳部３９から供給された、図１１に示すように、画像Ｂ１（図１１の下側）とグラフィックＢ２（図１１の上側）とが重畳している画像データに対応する画像を表示する。

次に、図６のステップＳ１４のアルファブレンディングの処理の詳細について、図１２のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ３１において、描画処理部５１は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号を基に、グラフィック信号（C'g，Ag）を算出し、算出したグラフィック信号（C'g，Ag）を除算部５２に供給する。

例えば、ステップＳ３１において、描画処理部５１は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用して、OpenGL方式によるアルファブレンディングなどの所定の処理を施し、所定の処理を施すことで得られたグラフィック信号（C'g，Ag）を除算部５２に供給する。

ステップＳ３２において、除算部５２は、描画処理部５１から供給されたグラフィック信号（C'g，Ag）のうち、C'g（= Cg×Ag）をAgで除算する。除算部５２は、除算することで得られたグラフィック信号（Cg，Ag）を重畳部３９に供給して、アルファブレンディングの処理を終了し、図６のステップＳ１４に処理を戻し、ステップＳ１５以降の処理を実行させる。

すなわち、このとき、除算部５２から出力されるグラフィック信号は、CgおよびAgとなるので、Porter-Duff方式により正しくアルファブレンディングされた場合と同様のグラフィック信号となる。

ところで、上述した例においては、描画処理部５１が出力したC'gを、除算部５２がAgで除算することで、Cgを算出して重畳部３９に供給するようにしていたが、除算部５２を設けずに、描画処理部５１（グラフィック生成部３８）が出力したC'gを、そのまま重畳部３９に供給することも可能である。すなわち、グラフィック生成部３８は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号にアルファブレンディングを施し、アルファブレンディングを施すことにより得られたグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳部３９に供給する。以下、図１３および図１６を参照して、グラフィック生成部３８に除算部５２を設けない場合の処理について説明する。

まず、図１３を参照して、グラフィック生成部３８および重畳部３９の詳細について説明する。なお、図３と同様の部分には同様の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。

グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用して、所定の処理を施すことにより、イメージ部品を生成する。グラフィック生成部３８は、生成したイメージ部品を、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されている初期値が設定されたプレーンに描画することで、グラフィック信号（C'g，Ag）をメモリ３４に記憶させる。また、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されている、プレーンにイメージ部品が描画されたグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳部３９に転送する。

重畳部３９は、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号（Cv）に、グラフィック生成部３８から供給される、Porter-Duff方式と同様にアルファブレンディングされたグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳させ、重畳させることにより得られた画像データ（Cx）を表示部４０に供給する。

重畳部３９は、演算部６２および加算部６３を含むようにして構成される。なお、図中には、演算部６１が点線で表現されているが、これは、重畳部３９が出力するCxは、上述した式（５）のように、Cx=Ag×Cg+（1-Ag）×Cvにより算出されるが、Ag×Cgについては、グラフィック生成部３８から供給されてくるC'g（=Ag×Cg）により既に計算されているので、演算部６１がAg×Cgである演算を行う必要がないことを示す。

演算部６２は、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号（Cv）およびグラフィック重畳部３８から供給されるグラフィック信号（C'g，Ag）のうちのAgを基に、（1-Ag）×Cvである演算を行い、演算によって得られた（1-Ag）×Cvを加算部６３に供給する。

加算部６３は、グラフィック生成部３８から供給されたグラフィック信号（C'g，Ag）のうちのC'gと、演算部６２から供給された（1-Ag）×Cvとを加算する。加算部６３は、加算することにより算出された、Ag×Cg+（1-Ag）×Cv（=Cx）を表示部４０に供給する。

すなわち、重畳部３９は、OpenGL方式のアルファブレンディングを行う場合、グラフィック演算部３８から供給されるC'gを利用して、Ag×Cgの演算をC'gに置き換えることができるので、Cx=C'g+（1-Ag）×Cvの演算を行っていることになり、演算量を減らすことができる。

次に、図１４を参照して、図１３の構成における、テレビジョン受像機２１が行う、画像表示の処理について説明する。

ステップＳ５１乃至ステップＳ５３の処理のそれぞれは、図６のステップＳ１１乃至ステップＳ１３の処理のそれぞれと同様であり、その説明は省略する。

ステップＳ５４において、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用して、所定の処理を施すことにより、イメージ部品を生成する。グラフィック生成部３８は、生成したイメージ部品を、OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、メモリ３４に記憶されている初期値が設定されたプレーンに描画することで、グラフィック信号（C'g，Ag）をメモリ３４に記憶させる。また、グラフィック生成部３８は、CPU３１の制御の基に、所定の間隔で、メモリ３４に記憶されている、プレーンにイメージ部品が描画されたグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳部３９に転送する。アルファブレンディングの処理については後述する。

ステップＳ５５において、重畳部３９は、グラフィック生成部３８から供給される、Porter-Duff方式と同様にアルファブレンディングされたグラフィック信号（C'g，Ag）を、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号（Cv）に重畳させ、重畳させることにより得られた画像データ（Cx）を表示部４０に供給する。グラフィック重畳の処理については後述する。

ステップＳ５６の処理は、図６のステップＳ１６の処理と同様であり、その説明は省略する。

次に、図１５のフローチャートを参照して、図１３のグラフィック生成部３８が行う、アルファブレンディングの処理について説明する。すなわち、図１５のフローチャートは、図１４のステップＳ５４のアルファブレンディングの処理の詳細について説明するフローチャートとなる。

ステップＳ７１において、グラフィック生成部３８は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号を基に、グラフィック信号（C'g，Ag）を算出し、算出したグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳部３９に供給して、アルファブレンディングの処理を終了し、図１４のステップＳ５４に処理を戻し、ステップＳ５５以降の処理を実行させる。

例えば、ステップＳ７１において、グラフィック生成部３８は、デコーダ３７から供給されたグラフィック信号に、例えば、グラフィックライブラリなどを利用して、OpenGL方式によるアルファブレンディングなどの所定の処理を施し、所定の処理を施すことで得られたグラフィック信号（C'g，Ag）を重畳部３９に供給する。

次に、図１６のフローチャートを参照して、図１３の重畳部３９が行う、グラフィック重畳の処理について説明する。すなわち、図１６のフローチャートは、図１４のステップＳ５５のグラフィック重畳の処理の詳細について説明するフローチャートとなる。

ステップＳ９１において、演算部６２は、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号（Cv）およびグラフィック重畳部３８から供給されるグラフィック信号（C'g，Ag）のうちのAgを基に、（1-Ag）×Cvである演算を行い、演算によって得られた（1-Ag）×Cvを加算部６３に供給する。

ステップＳ９２において、加算部６３は、グラフィック生成部３８から供給されたグラフィック信号（C'g，Ag）のうちのC'gと、演算部６２から供給された（1-Ag）×Cvとを加算する。加算部６３は、加算することにより算出された、Ag×Cg+（1-Ag）×Cv（=Cx）を表示部４０に供給して、グラフィック重畳の処理を終了し、図１４のステップＳ５５に処理を戻し、ステップＳ５６以降の処理を実行させる。

また、テレビジョン受像機２１の構成であるが、上述した例においては、図３で示すような構成を一例にして説明したが、本発明はそれに限らず、様々な構成とすることができる。以下、図１７乃至図１９を参照して、本発明のテレビジョン受像機２１の他の構成について説明する。

図１７乃至図１９のそれぞれは、本発明を適用したテレビジョン受像機２１の一実施の形態の他の構成を示すブロック図である。図１７乃至図１９のそれぞれにおいて、図３と同様の部分には、同様の符号が付してありその説明は適宜省略する。

図１７のテレビジョン受像機２１おいては、上述したチューナ３６（図３）の代わりに、記憶媒体７１が設けられている。記憶媒体７１は、例えば、DVD、BD（Blu-ray Disc）、フラッシュメモリ、ハードディスク、またはMD（商標）などの映像のデータを記憶できる媒体である。記憶媒体７１は、ユーザの操作に従って、映像信号をデコーダ３７に供給する。

また、図１８に示すように、メモリ３４（図３）の代わりに、メモリ８１およびメモリ８２のそれぞれを設けるようにしてもよい。すなわち、図１８のテレビジョン受像機２１においては、デコーダ３７およびグラフィック生成部３８のそれぞれが共有して使用していたメモリ３４の代わりに、メモリ８１がデコーダ３７により使用されるメモリとして設けられ、メモリ８２がグラフィック生成部３８により使用されるメモリとして設けられている。

メモリ８１は、デコーダ３７から供給される映像信号を適宜記憶し、デコーダ３７からの要求に応じて、記憶している映像信号をデコーダ３７に供給する。また、メモリ８２は、グラフィック生成部３８から供給されるグラフィック信号を適宜記憶し、グラフィック生成部３８からの要求に応じて、記憶しているグラフィック信号をグラフィック生成部３８に供給する。

さらにまた、図１９に示すように、表示部４０（図３）を設けないようにしてもよい。図１９のテレビジョン受像機２１においては、画像を表示する表示部４０が設けられておらず、重畳部３９は、グラフィック生成部３８から供給されるグラフィック信号を、デコーダ３７から供給されるテレビ映像信号に重畳させ、重畳させることにより得られた画像データを、例えば、LCD、PDP、またはCRTなどからなる、テレビジョン受像機２１に接続されている外部の表示装置（図示せず）に供給する。

図示せぬ表示装置は、重畳部３９から供給された、画像データ（グラフィック信号が重畳されたテレビ映像信号）に対応する画像を表示する。

以上のように、本発明によれば、より簡略化した、理想的なアルファブレンディングを行うことができる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、図３に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク４６（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク４７（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)を含む）、光磁気ディスク４８（MD（商標）を含む）、若しくは半導体メモリ４９などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM（図示せず）などで構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

アルファブレンディングについて説明する図である。 画像とグラフィックの重畳について説明する図である。 本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 グラフィック生成部および重畳部の詳細について説明する図である。 OpenGL方式における初期値の設定について説明する図である。 画像表示の処理について説明するフローチャートである。 画像の例を示す図である。 プレーンの例を示す図である。 プレーンとイメージ部品との例を示す図である。 グラフィックの例を示す図である。 画像にグラフィックを重畳させた例を示す図である。 アルファブレンディングの処理の詳細について説明するフローチャートである。 グラフィック生成部および重畳部の詳細について説明する図である。 画像表示の処理について説明するフローチャートである。 アルファブレンディングの処理の詳細について説明するフローチャートである。 グラフィック重畳の処理の詳細について説明するフローチャートである。 本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の他の構成を示すブロック図である。 本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の他の構成を示すブロック図である。 本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の他の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２１ テレビジョン受像機， ３１ CPU， ３２ ROM， ３３ RAM， ３４ メモリ， ３５ バス， ３６ チューナ， ３７ デコーダ， ３８ グラフィック生成部， ３９ 重畳部， ４０ 表示部， ４１ ドライブ， ４６ 磁気ディスク， ４７ 光ディスク， ４８ 光磁気ディスク， ４９ 半導体メモリ， ５１ 描画処理部， ５２ 除算部， ６２ 演算部， ６３ 加算部， ７１ 記憶媒体， ８１ メモリ， ８２ メモリ

Claims (6)

1. 第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置において、
   OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定手段と、
   OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成手段と、
   OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記所定の関係とは、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をC'g、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色を示す情報をCg、および画素の透明度を示す情報をAgとしたとき、
   C'g=Ag×Cg
   となる関係である
   請求項１の画像処理装置。
3. 前記生成手段は、
   前記C'g=Ag×Cgの関係となるように、前記第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画する描画手段と、
   前記C'gを前記Agで除算する除算手段と
   を備える請求項２の画像処理装置。
4. 前記生成手段は、前記C'g=Ag×Cgの関係となるように、前記第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、前記第１の画像データを生成し、
   前記重畳手段は、前記第２の画像データを示す値をCvとした場合、生成した前記第１の画像データにおける前記C'g=Ag×Cgの関係を利用して、Ag×Cg+（1-Ag）×Cvを演算することで、前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる
   請求項２の画像処理装置。
5. 第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置の画像処理方法において、
   OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定ステップと、
   OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成ステップと、
   OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳ステップと
   を含む画像処理方法。
6. 第１の画像データを第２の画像データに重畳させる画像処理装置のコンピュータに、画像処理を行わせるプログラムにおいて、
   OpenGL方式によりアルファブレンディングされる前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、最も下位の層である第１の階層における画素の初期値を設定する設定ステップと、
   OpenGL方式によるアルファブレンディングにより、前記第１の画像データを構成する複数の層のうち、表示させる画像に対応するデータの層である第２の階層を、前記初期値が設定された前記第１の階層に描画することで、OpenGL方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、Porter-Duff方式によりアルファブレンディングされた画素の色に関する情報と、画素の透明度に関する情報とが、所定の関係となる前記第1の画像データを生成する生成ステップと、
   OpenGL方式により、生成された前記第１の画像データを前記第２の画像データに重畳させる重畳ステップと
   を含むプログラム。

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