JP2007226444A - 画像合成装置及びその画像合成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の画像合成装置は、縦続接続される演算器の間に除算器が必要であり、チップ面積が増大する問題があった。
【解決手段】本発明にかかる画像合成装置は、第１、第２の画素情報を、第１、第２の画素情報に対応した第１、第２の係数に基づいて合成し、第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する複数の演算器と、複数の演算器のうちいずれか一つの演算器が出力する中間出力情報を第３の係数で除算して、第３の画素情報を出力する除算器とを有し、複数の演算器のうち少なくとも１つは、第１の画素情報に相当する入力として第１の画素情報に第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の演算器であるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は画像合成装置及びその画像合成方法に関し、特に複数の画像のそれぞれに対して重み係数αを用いることで画像の合成を行うアルファブレンディング手法を用いる画像合成装置及びその画像合成方法に関する。

従来から、複数の画像を合成する方法として、アルファブレンディング手法が良く知られている。アルファブレンディング手法は、重み係数αを用いて複数の画像のそれぞれに重み付けを行い、重み付けを行った画像を足し合わせることで画像を合成する方法である。このアルファブレンディング手法の一例が非特許文献１に開示されている。これは、ポーターダフ演算と呼ばれる計算手法である。

ポーターダフ演算で用いる重み係数αは、α値、アルファ値などと呼ばれる値であって、画像の不透明度を表す値である。本発明においては、アルファ値と称す。ポーターダフ演算の演算について説明する。ポーターダフ演算では、合成画像のアルファ値α_ｏｕｔと合成画像の画素値Ｃ_ｏｕｔは、それぞれ（１）式、（２）式で表すことができる。

上記の式において、Ｃ_０は背景画像の画素値、Ｃ_１は前景画像の画素値、α_DSTは背景画像のアルファ値、α_SRCは前景画像のアルファ値である。ここで、背景画像Ｃ_０のアルファ値α_DST＝１として、背景画像を不透明にすると、（１）式、（２）式は、それぞれ（３）式、（４）式によって表される。

例えばα_SRC＝０．３とすると、合成画像の画素値Ｃ_ｏｕｔは、３０％の前景画像の画素値成分と、７０％の背景画像の画素値成分とを有する画像となる。つまり、ポーターダフ演算で計算される合成画像の画素値Ｃ_ｏｕｔは、前景画像の画素値Ｃ_１を３０％の不透明度とし、背景画像の画素値Ｃ_０を７０％の不透明度として、この２つの画像を足し合わせることで生成される。

上記説明より、アルファブレンディング手法を用いることで、アルファ値を用いてそれぞれの画像の不透明度を調節し、調整された不透明度を有する画像値を合成することが可能である。このアルファブレンディング手法はカラー画像に対しても適用することができる。例えばＲＧＢ系のカラー画像の場合は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の成分ごとにアルファブレンディング手法を適用すればよく、ＹＣｂＣｒ系のカラー画像の場合はＹ（輝度）、Ｃｂ（青色差）、Ｃｒ（赤色差）の成分ごとにアルファブレンディング手法を適用すればよい。このようなアルファブレンディング手法を適用した画像合成装置の技術が特許文献１、２に開示されている。

また、３つ以上の画像を合成する場合は、まず複数の画像のうち２つの画像に対して（３）式及び（４）式の計算を行い、次にこの結果を一方の入力とし、他方に３番目の画像を入力して（３）式及び（４）式の計算を行う。この動作を繰り返すことで、３つ以上の画像を合成することができる。

上記説明のアルファブレンディング手法を実現する従来の画像合成装置１００について説明する。図１３に従来の画像合成装置１００のブロック図を示す。図１３に示すように、画像合成装置１００は、画像生成装置１１０、１２０、１４０、除算器１３０、表示装置１５０を有している。画像生成装置１１０は、例えば４枚の画像を合成した画素値にアルファ値を乗算したアルファ乗算済み画素値α_１Ｃ_１と、アルファ値α_１とを出力する。画像生成装置１２０は、背景画像画素値Ｃ_０を出力する。除算器１３０は、入力されるアルファ乗算済み画素値α_１Ｃ_１をアルファ値α_１で除算して、前景画像画素値Ｃ_１を出力する。画像生成装置１４０は、入力される背景画像画素値Ｃ_０、前景画像画素値Ｃ_１、アルファ値α_１とを用いて（４）式の計算に基づいて合成後画素値Ｃ_ｏｕｔを出力する。表示装置１５０は、生成された合成後画素値Ｃ_ｏｕｔを表示する。

ここで、画像生成装置１１０についてさらに詳細に説明する。画像生成装置１１０の内部のブロック図を図１４に示す。図１４に示すように、画像生成装置１１０は、アルファブレンディング演算器１１１、１１２、１１３、除算器１１４、１１５、１１６を有している。アルファブレンディング演算器１１１、１１２、１１３は、それぞれ入力される２つの画像のアルファ値αと、画像の画素値Ｃとに基づき、２つの画像を合成し、新たなアルファ値とアルファ乗算済み画素値を生成する。除算器１１４、１１５、１１６は、それぞれ入力されるアルファ乗算済み画素値を入力されるアルファ値で除算し、次段に入力する画素値を生成する。ここで、図１３において示される画像生成装置１４０は、図１４に示すアルファブレンディング演算器と除算器とをそれぞれ１つ有する。もしくは図１４に示すアルファブレンディング演算器を１つ有し、背景画像のアルファ値に固定値"１"が入力されている。

つまり、従来のアルファブレンディング演算器によれば、出力するアルファ値を用いて、アルファ値と共に出力されるアルファ乗算済み画素値を除算し、次段に入力する画素値をアルファ値で正規化することで合成画像の画素値を求めることができる。
T.Poter and T.Duff "Compositing Digital Images", SIGGRAPH, 1984, pp.253-259 特開２００１−２８５７４９号公報 特開２００５−７７５２２号公報

しかしながら、従来のアルファブレンディング演算器は、アルファ乗算済み画素値しか出力することができず、次段に画素値を出力する場合、アルファ値が乗算されていない画素値を生成する必要がある。そのため、アルファブレンディング演算器ごとに除算器が必要であり、回路規模が増大する問題があった。より多くの画像を合成しようとした場合、この除算器の数も膨大になるため、さらに顕著な問題となる。

また、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を用いて順次処理で合成画像の画素値を求める場合であっても、計算によって求まる値はアルファ乗算済み画素値であるため、次の計算のために除算を行いアルファ乗算済み画素値を正規化する必要がある。一般的に、除算処理は、乗算や加算よりも算術論理演算に時間がかかる。そのため、従来のアルファブレンディング演算器と同様の計算方法では、処理時間が長くなる問題がある。

本発明にかかる画像合成装置は、第１、第２の画素情報を、前記第１、第２の画素情報に対応した第１、第２の係数に基づいて合成し、前記第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する複数の演算器と、前記複数の演算器のうちいずれか一つの演算器が出力する前記中間出力情報を前記第３の係数で除算して、前記第３の画素情報を出力する除算器とを有し、前記複数の演算器のうち少なくとも１つは、前記第１の画素情報に相当する入力として前記第１の画素情報に前記第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の演算器であるものである。

本発明にかかる画像合成装置によれば、演算器は、第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する。しかしながら、複数の演算器のうち少なくとも１つは、第１の画素情報に相当する入力として第１の画素情報に第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の演算器である。そのため、縦続接続される演算器に第１の演算器を用いることで、前段に接続される演算器が出力する中間出力情報を、後段に接続される演算器の中間入力情報としてそのまま用いることができる。そのため、本発明の画像合成装置では、縦続接続される演算器の間に除算器を必要としない。このことより、比較的回路規模の大きな除算器が不要となるため、画像合成装置のチップ面積あるいはレイアウト面積を削減することが可能である。これに対し、従来では縦続接続される演算器の間に除算器が必要であった。

一方、本発明にかかる画像合成方法は、第１、第２の画素情報を、前記第１、第２の画素情報に対応した第１、第２の係数に基づいて合成し、前記第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する複数の合成ステップと、前記複数の合成ステップのうちいずれか一つの合成ステップが出力する前記中間出力情報を前記第３の係数で除算して、前記第３の画素情報を出力する除算ステップとを有し、前記複数の合成ステップのうち少なくとも１つは、前記第１の画素情報に相当する入力として前記第１の画素情報に前記第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の合成ステップであるものである。

本発明にかかる画像合成方法によれば、合成ステップは、第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する。しかしながら、複数の合成ステップのうち少なくとも１つは、第１の画素情報に相当する入力として第１の画素情報に第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の合成ステップである。そのため、２回目以降に実行される合成ステップに第１の合成ステップを実行することで、前のステップで実行される合成ステップが出力する中間出力情報を、後のステップで実行される合成ステップの中間入力情報としてそのまま用いることができる。そのため、本発明の画像合成方法では、続けて実行される合成ステップの間に除算ステップを必要としない。このことより、演算時間の長い除算ステップが不要となるため、画像合成処理にかかる時間を短縮することが可能である。

縦続接続されるアルファブレンディング演算器を有する画像合成装置において、除算処理の回数を大幅に削減した画像合成処理を行うことが可能である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態１にかかる画像合成装置１は、例えば画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４枚の画像を合成して出力する。また、それぞれの画像は、画像の不透明度を示すアルファ値αと、画素値Ｃとの情報を有している。本発明で用いるアルファブレンディング演算器は、例えば第１の画素情報（例えば、背景画像の画素値Ｃ_０）と第２の画素情報（例えば、前景画像の画素値Ｃ_１）とを、第１の係数（例えば、背景画像のアルファ値α_０）と第２の係数（例えば、前景画像のアルファ値α_１）とに基づき合成することで２枚の画像を合成する。そして、背景画像と前景画像のアルファ値αを合成した第３の係数（例えば、合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ）と、背景画像と前景画像との画素値を合成した第３の画素情報（例えば、合成画像の画素値Ｃ_ｍｉｘ）に合成画像のアルファ値α_ｍｉｘを乗算した中間出力情報（例えば、アルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘ）を出力する。

また、本実施の形態では、異なる演算を行う第１、第２の演算器を用いて複数の画素の合成を行う。第２の演算器は、背景画像のアルファ値α_０、画素値Ｃ_０、前景画像のアルファ値α_１、画素値Ｃ_１とに基づき合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ、アルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘを出力する。第１の演算器は、中間入力情報（例えば、背景画像のアルファ乗算済み画素値α_０Ｃ_０）、背景画像のアルファ値α_０、前景画像のアルファ値α_１、画素値Ｃ_１とに基づき、合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ、アルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘを出力する。

画像合成装置１のブロック図を図１に示す。図１に示すように、画像合成装置１は、第２の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器１０）、第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器２０_１、２０_２）、除算器３１を有している。アルファブレンディング演算器１０、２０_１、２０_２は、初段のアルファブレンディング演算器１０に続けて、アルファブレンディング演算器２０_１、２０_２が縦続接続されている。最終段となるアルファブレンディング演算器２０_２の出力には、除算器３１が接続されている。

アルファブレンディング演算器１０は、背景画像のアルファ値α_０及び画素値Ｃ_０として画像Ａのアルファ値α_ａ及び画素値Ｃ_ａが入力され、前景画像のアルファ値α_１及び画素値Ｃ_１として画像Ｂのアルファ値α_ｂ及び画素値Ｃ_ｂが入力される。また、合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ、アルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘとして、アルファ値α_ａｂ及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂを出力する。アルファブレンディング演算器１０は、乗算器１１〜１３、減算器１４、加算器１５、１６を有している。

乗算器１１は、画像Ａのアルファ値α_ａと減算器１４の出力とが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器１２は、画像Ａの画素値Ｃ_ａと乗算器１１の出力とが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器１３は、画像Ｂのアルファ値α_ｂと画素値Ｃ_ｂとが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。減算器１４は、値"１"と画像Ｂのアルファ値α_ｂとが入力され、値"１"からアルファ値α_ｂを減算した値を出力する。加算器１５は、乗算器１１の出力と画像Ｂのアルファ値α_ｂとが入力され、これら２つの加算結果を出力する。加算器１６は、乗算器１２の出力と乗算器１３の出力とが入力され、これら２つの値の加算結果を出力する。ここで、加算器１５の出力は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ａｂであって、加算器１６の出力は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂである。

アルファブレンディング演算器２０_１は、背景画像のアルファ値α_０及びアルファ乗算済み画素値α_０Ｃ_０として、前段に接続されるアルファブレンディング演算器１０のアルファ値α_ａｂ及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂが入力され、前景画像のアルファ値α_１及び画素値Ｃ_１として、画像Ｃのアルファ値α_ｃ及び画素値Ｃ_ｃが入力される。また、合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ及びアルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘとして、アルファ値α_ａｂｃ及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃを出力する。アルファブレンディング演算器２０_１は、乗算器２１_１〜２３_１、減算器２４_１、加算器２５_１、２６_１を有している。

乗算器２１_１は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ａｂと減算器２４_１の出力とが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器２２_１は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃと減算器２４_１の出力が入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器２３_１は、画像Ｃのアルファ値α_ｃと画素値Ｃ_ｃとが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。減算器２４_１は、値"１"と画像Ｃのアルファ値α_ｃとが入力され、値"１"からアルファ値α_ｃを減算した値を出力する。加算器２５_１は、乗算器２１_１の出力と画像Ｃのアルファ値α_ｃとが入力され、これら２つの加算結果を出力する。加算器２６_１は、乗算器２２_１の出力と乗算器２３_１の出力とが入力され、これら２つの値の加算結果を出力する。ここで、加算器２５_１の出力は、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ値α_ａｂｃであって、加算器２６_１の出力は、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃである。

アルファブレンディング演算器２０_２は、背景画像のアルファ値α_０及びアルファ乗算済み画素値α_０Ｃ_０として、前段に接続されるアルファブレンディング演算器２０_１のアルファ値α_ａｂｃ及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃが入力され、前景画像のアルファ値α_１及び画素値Ｃ_１として、画像Ｄのアルファ値α_ｄ及び画素値Ｃ_ｄが入力される。また、合成画像のアルファ値α_ｍｉｘ及びアルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘとして、アルファ値α_ａｂｃｄ及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄを出力する。アルファブレンディング演算器２０_２は、乗算器２１_２〜２３_２、減算器２４_２、加算器２５_２、２６_２を有している。

乗算器２１_２は、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ値α_ａｂｃと減算器２４_２の出力とが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器２２_２は、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃと減算器２４_２の出力が入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。乗算器２３_２は、画像Ｄのアルファ値α_ｄと画素値Ｃ_ｄとが入力され、これら２つの値の乗算結果を出力する。減算器２４_２は、値"１"と画像Ｄのアルファ値α_ｄとが入力され、値"１"からアルファ値α_ｄを減算した値を出力する。加算器２５_２は、乗算器２１_２の出力と画像Ｄのアルファ値α_ｄとが入力され、これら２つの加算結果を出力する。加算器２６_２は、乗算器２２_２の出力と乗算器２３_２の出力とが入力され、これら２つの値の加算結果を出力する。ここで、加算器２５_２の出力は、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄであって、加算器２６_２の出力は、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄである。また、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄは、画像合成装置１のアルファ値出力として、他の装置に出力される。

除算器３１は、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとアルファ値α_ａｂｃｄが入力され、アルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄをアルファ値α_ａｂｃｄで除算した結果（画素値Ｃ_ａｂｃｄ）を出力する。この画素値Ｃ_ａｂｃｄは、画像合成装置１の画素値出力として他の装置に出力される。

上記説明の接続をした場合の各アルファブレンディング演算器の出力の計算結果を示し画像合成装置１の動作を説明する。ここで、画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、画像Ａを最背面の画像とし、その上に画像Ｂ、Ｃ、Ｄの順で合成を行うものとする。まず、初段のアルファブレンディング演算器１０には、一方の入力画像に画像Ａのアルファ値α_ａ、画素値Ｃ_ａ、が入力され、他方の画像入力に画像Ｂのアルファ値α_ｂ、画素値Ｃ_ｂが入力されている。これらの入力に基づき、減算器１４は、値"１"から画像Ｂのアルファ値α_ｂを減算し、（１−α_ｂ）を出力する。乗算器１１は、減算器１４の出力と画像Ａのアルファ値α_ａとの乗算を行い、（（１−α_ｂ）＊α_ａ）を出力する。加算器１５は、乗算器１１の出力と画像Ｂのアルファ値α_ｂとを加算し、（α_ｂ＋（１−α_ｂ）＊α_ａ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ａｂは（５）式によって表される。

一方、乗算器１３は、画像Ｂのアルファ値α_ｂと画素値Ｃ_ｂとを乗算し、（α_ｂ＊Ｃ_ｂ）を出力する。乗算器１２は、乗算器１１の出力と画像Ａの画素値Ｃ_ａとを乗算し、（（１−α_ｂ）＊α_ａ＊Ｃ_ａ）を出力する。加算器１６は、乗算器１２の出力と乗算器１３の出力とを加算し、（α_ｂ＊Ｃ_ｂ＋（１−α_ｂ）＊α_ａ＊Ｃ_ａ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂは（６）式によって表される。

次に、２段目に接続されるアルファブレンディング演算器２０_１には、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ａｂ、アルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂ、画像Ｃのアルファ値α_ｃ、画素値Ｃ_ｃが入力されている。これらの入力に基づき、減算器２４_１は、値"１"から画像Ｃのアルファ値α_ｃを減算し、（１−α_ｃ）を出力する。乗算器２１_１は、減算器２４_１の出力とアルファブレンディング演算器１０のアルファ値α_ａｂとの乗算を行い、（（１−α_ｃ）＊α_ａｂ）を出力する。加算器２５_１は、乗算器２１_１の出力と画像Ｃのアルファ値α_ｃとを加算し、（α_ｃ＋（１−α_ｃ）＊α_ａｂ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ値α_ａｂｃは（７）式によって表される。

一方、乗算器２３_１は、画像Ｃのアルファ値α_ｃと画素値Ｃ_ｃとを乗算し、（α_ｃ＊Ｃ_ｃ）を出力する。乗算器２２_１は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂと、減算器２４_１の出力とを乗算し、（（１−α_ｃ）＊α_ａｂＣ_ａｂ）を出力する。加算器２６_１は、乗算器２２_１の出力と乗算器２３_１の出力とを加算し、（α_ｃ＊Ｃ_ｃ＋（１−α_ｃ）＊α_ａｂＣ_ａｂ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃは（８）式によって表される。

次に、３段目に接続されるアルファブレンディング演算器２０_２には、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ値α_ａｂｃ、アルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃ、画像Ｄのアルファ値α_ｄ、画素値Ｃ_ｄが入力されている。これらの入力に基づき、減算器２４_２は、値"１"から画像Ｄのアルファ値α_ｄを減算し、（１−α_ｄ）を出力する。乗算器２１_２は、減算器２４_２の出力とアルファブレンディング演算器２０_１のアルファ値α_ａｂｃとの乗算を行い、（（１−α_ｄ）＊α_ａｂｃ）を出力する。加算器２５_２は、乗算器２１_２の出力と画像Ｄのアルファ値α_ｄとを加算し、（α_ｄ＋（１−α_ｄ）＊α_ａｂｃ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄは（９）式によって表される。

一方、乗算器２３_２は、画像Ｄのアルファ値α_ｄと画素値Ｃ_ｄとを乗算し、（α_ｄ＊Ｃ_ｄ）を出力する。乗算器２２_２は、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃと、減算器２４_２の出力とを乗算し、（（１−α_ｄ）＊α_ａｂｃＣ_ａｂｃ）を出力する。加算器２６_２は、乗算器２２_２の出力と乗算器２３_２の出力とを加算し、（α_ｄ＊Ｃ_ｄ＋（１−α_ｄ）＊α_ａｂｃＣ_ａｂｃ）を出力する。従って、アルファブレンディング演算器２０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄは（１０）式によって表される。

上述の説明にて求まったアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄを除算器３１は、アルファ値α_ａｂｃｄで除算する。これによって、画像合成装置１が最終的に出力する画素値Ｃ_ａｂｃｄが求まる。

上記説明のように、本実施の形態にかかる画像合成装置１によれば、初段に配置される第２の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器１０）が画像Ａと画像Ｂとを合成して、画像Ａ、Ｂの合成画像のアルファ値α_ａｂとアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂとを出力する。

さらに、アルファブレンディング演算器１０に続いて第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器２０_１）が縦続接続される。このアルファブレンディング演算器２０_１は、アルファブレンディング演算器１０が出力する合成画像のアルファ値α_ａｂとアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂを一方の画像の情報として入力する。また、他方の画像の情報として、画像Ｃのアルファ値α_ｃと画素値Ｃ_ｃを入力する。

アルファブレンディング演算器２０_１は、上記（７）式に示すように、アルファブレンディング演算器１０が出力する合成画像のアルファ値α_ａｂと画像Ｃのアルファ値α_ｃとに基づき画像Ａ、Ｂ、Ｃを合成した合成画像のアルファ値α_ａｂｃを出力する。また、アルファブレンディング演算器２０_１は、上記（８）式に示すように、アルファブレンディング演算器１０が出力する合成画像のアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂ、画像Ｃのアルファ値α_ｃ、画素値Ｃ_ｃとに基づき画像Ａ、Ｂ、Ｃを合成した合成画像のアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃを出力する。

つまり、アルファブレンディング演算器２０_１は、出力するアルファ乗算済み画素値αＣを生成する場合に、入力される画像の情報のうちアルファ乗算済み画素値を用い、そのアルファ乗算済み画素値に対応するアルファ値を考慮しない。これによって、前段に接続されるアルファブレンディング演算器が出力するアルファ乗算済み画素値αＣを直接入力することができる。これによって、従来では縦続接続されるアルファブレンディング演算器の間に必要であった除算器を削減することが可能である。また、本発明のアルファブレンディング演算器は、除算器を有していない。そのため、他の演算器に比べて回路規模の大きな除算器の数を、画像合成装置全体で削減することが可能であり、画像合成装置のレイアウト面積、あるいはチップ面積を削減することが可能である。

また、アルファブレンディング演算器２０_１に接続されるアルファブレンディング演算器２０_２は、アルファブレンディング演算器２０_１と同様に一方の入力に合成画像のアルファ値α_ａｂｃとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃとが入力され、他方の入力に画像Ｄのアルファ値α_ｄと画素値Ｃ_ｄが入力される。これらの入力に基づきアルファブレンディング演算器２０_２は、上記（９）、（１０）式に示す画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを合成した合成画像のアルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとを出力する。本実施の形態では、アルファブレンディング演算器２０_２は、最終段に接続される演算器となるため、出力に除算器３１が接続される。除算器３１が、アルファブレンディング演算器２０_２の出力に基づき画像合成装置１が出力する画素値Ｃ_ａｂｃｄを生成して出力する。ここで、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄは、そのまま画像合成装置１が合成した画像のアルファ値として出力される。

従って、本実施の形態の画像合成装置１によれば、除算器を最終段に接続するのみでよく、従来の画像合成装置に比べて除算器の数を削減することが可能である。このことは、合成する画像が多く、縦続接続されるアルファブレンディング演算器の数が増加するほどに顕著な効果を奏する。

実施の形態２
実施の形態２にかかる画像合成装置２を図２に示す。実施の形態１にかかる画像合成装置１は、初段に第２の演算器を使用していたのに対し、実施の形態２にかかる画像合成装置２は、初段に第１の演算器を使用している。実施の形態２において、実施の形態１と同様の要素については、実施の形態１と同様の符号を付して説明を省略する。

図２に示すように、実施の形態２にかかる画像合成装置２は、初段に第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器２０_３）を有している。また、アルファブレンディング演算器２０_３への画像Ａの入力は、乗算器３２を介して行われる。乗算器３２は、画像Ａのアルファ値α_ａと画素値Ｃ_ａとを乗算して、画像Ａのアルファ乗算済み画素値α_ａＣ_ａを生成する。このアルファ乗算済み画素値α_ａＣ_ａとアルファ値α_ａとを一方の入力とし、他方に画像Ｂのアルファ値α_ｂと画素値Ｃ_ｂを入力することでアルファブレンディング演算器２０_３は、画像Ａと画像Ｂとの合成画像のアルファ値α_ａｂとアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂを出力する。アルファブレンディング演算器２０_３が出力するアルファ値α_ａｂとアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂとは、それぞれ（１１）式、（１２）式で表すことができる。

（１１）、（１２）式より、実施の形態２にかかる画像合成装置２の初段に接続されるアルファブレンディング演算器２０_３の出力は、実施の形態１にかかる画像合成装置１の初段に接続されるアルファブレンディング演算器１０の出力と同じになる。アルファブレンディング演算器２０_３に接続されるアルファブレンディング演算器２０_１、２０_２、除算器３１は、実施の形態１と同様の接続となっている。そのため、実施の形態２にかかる画像合成装置２の出力は、実施の形態１と同様の結果となる。

上記説明より、実施の形態２にかかる画像合成装置２によれば、第１の演算器を縦続接続することで、実施の形態１にかかる画像合成装置１と同様の結果を得ることができる。また、縦続接続される演算器は、同じ第１の演算器であるため、回路設計あるいはチップレイアウトにおいて同じ回路を用いることができるため、回路設計あるいはチップレイアウトを簡略化することができる。

また、実施の形態２にかかる画像合成装置２においても、縦続接続されるアルファブレンディング演算器の間、及びアルファブレンディング演算器の内部に除算器を必要としないため、実施の形態１と同様に除算器にかかるレイアウト面積、あるいはチップ面積を削減することが可能である。

ここで、実施の形態２にかかる画像合成装置２の他の一例を図３に示す。図３に示す画像合成装置２'は、画像合成装置２の乗算器３２に換えて第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器２０_４）を使用する。アルファブレンディング演算器２０_４は、一方の入力にアルファ値α及び画像値Ｃを入力せず（図３において、値"０"で示される）に、他方の入力に画像Ａのアルファ値α_ａと画素値Ｃ_ａを入力する。これによって、アルファブレンディング演算器２０_４が出力するアルファ値α_２０４、アルファ乗算済み画素値α_２０４Ｃ_２０４は（１３）式、（１４）式で表される

つまり、アルファブレンディング演算器２０_４が出力するアルファ値α_２０４とアルファ乗算済み画素値α_２０４Ｃ_２０４は、画像Ａのアルファ値α_ａとアルファ乗算済み画素値α_ａＣ_ａとなる。従って、アルファブレンディング演算器２０_４に続いて、画像合成装置２と同様にアルファブレンディング演算器２０_３、２０_１、２０_２、除算器３１を縦続接続することで、実施の形態１にかかる画像合成装置１と同様の出力結果を得ることができる。

また、画像合成装置２では、乗算器３２がアルファブレンディング演算器に加え必要であったが、画像合成装置２'では、乗算器３２に換えて他と同じ構成のアルファブレンディング演算器を使用する。そのため、画像合成装置２'は、画像合成装置２よりも設計を簡素化することが可能である。

実施の形態３
実施の形態３にかかる画像合成装置３のブロック図を図４に示す。図４に示すように、実施の形態３にかかる画像合成装置３は、実施の形態１にかかる画像合成装置１と２段目以降に縦続接続されるアルファブレンディング演算器が異なる。本実施の形態では、２段目以降に縦続接続される第１の演算器としてアルファブレンディング演算器４０_１、４０_２をそれぞれ使用する。本実施の形態の第１の演算器は、一方に値"１"からアルファ値αを引いた値（１−α）とアルファ乗算済み画素値αＣとが入力され、他方の入力にアルファ値αと画素値Ｃとが入力される。また、本実施の形態の第１の演算器は、入力される値に基づき合成画像のアルファ乗算済み画素値α_ｍｉｘＣ_ｍｉｘと値"１"からアルファ値α_ｍｉｘを引いた値（１−α_ｍｉｘ）を出力する。

ここで、本実施の形態にかかる画像合成装置３は、初段に配置されるアルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ａｂは、一方の入力画像に対応するアルファ値として減算器３３を介して２段目に接続されるアルファブレンディング演算器４０_１に入力される。減算器３３は、値"１"からアルファ値α_ａｂを減算した結果を出力する。

本実施の形態の第１の演算器について詳細に説明する。第１の演算器としてアルファブレンディング演算器４０_１を例に説明する。アルファブレンディング演算器４０_１は、乗算器４１_１、４２_１、４３_１、減算器４４_１、加算器４５_１を有している。アルファブレンディング演算器４０_１は、一方の入力画像に対応したアルファ値α及びアルファ乗算済み画素値αＣとして、それぞれ値（１−α_ａｂ）及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂが入力される。また、他方の入力画像に対応したアルファ値αと画素値Ｃとして、それぞれ画像Ｃのアルファ値α_ｃ及び画素値Ｃ_ｃが入力される。

アルファブレンディング演算器４０_１は、減算器４４_１にて値"１"から画像Ｃのアルファ値α_ｃを減算した値（１−α_ｃ）を出力する。乗算器４１_１は、減算器４４_１の出力と一方の入力画像の値として入力される値（１−α_ａｂ）とを乗算して出力する。この出力は値（１−α_ａｂｃ）としてアルファブレンディング演算器４０_１のアルファ値出力となる。値（１−α_ａｂｃ）は、以下の（１５）式によって表される。

また、乗算器４２_１は、減算器４４_１の出力と一方の入力画像の値として入力されるアルファ乗算済み画素値α_ａｂＣ_ａｂとを乗算して、その結果を出力する。乗算器４３_１は、画像Ｃのアルファ値α_ｃと画素値Ｃ_ｃとを乗算して、その結果を出力する。加算器４５_１は、乗算器４２_１の出力と乗算器４３_１の出力とを加算し、その結果を出力する。加算器４５_１の出力は、アルファブレンディング演算器４０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃとなる。アルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃは、以下の（１６）式によって、表される

次に、アルファブレンディング演算器４０_１に続けて縦続接続されるアルファブレンディング演算器４０_２は、アルファブレンディング演算器４０_１と同じ構成である。また、アルファブレンディング演算器４０_２は、一方の入力画像に対応したアルファ値α及びアルファ乗算済み画素値αＣとして、それぞれ値（１−α_ａｂｃ）及びアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃＣ_ａｂｃが入力される。また、他方の入力画像に対応したアルファ値αと画素値Ｃとして、それぞれ画像Ｄのアルファ値α_ｄ及び画素値Ｃ_ｄが入力される。アルファブレンディング演算器４０_２は、これらの入力に基づきアルファ値（１−α_ａｂｃｄ）とアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとを出力する。アルファ値（１−α_ａｂｃｄ）とアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとは、それぞれ以下の（１７）式、（１８）式で表される。

アルファブレンディング演算器４０_２が出力したアルファ値（１−α_ａｂｃｄ）は、減算器３４に入力され値"１"からアルファ値（１−α_ａｂｃｄ）を減算した結果となる。つまり、減算器３４の出力は、アルファ値はα_ａｂｃｄとなる。このアルファ値α_ａｂｃｄは、除算器３１に入力され、また画像合成装置３のアルファ値出力となる。

上記説明より、実施の形態３にかかる画像合成装置３は、縦続接続される第１の演算器のうち初段に配置される演算器に入力するアルファ値のうち入力するアルファ乗算済み画素値に対応するアルファ値を予め減算器にて（１−α）とし、縦続接続される第１の演算器のうち最終段に配置される演算器が出力するアルファ値を減算器にて（１−α）とする。これによって実施の形態３にかかる画像合成装置３は、実施の形態１、２の画像合成装置と同様に合成画像のアルファ値を得ることが可能である。

従って、実施の形態３にかかる画像合成装置３は、第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器４０_１、４０_２）の回路規模を実施の形態１、２にかかる第１の演算器よりも加算器分小さくすることが可能である。つまり、一つ一つのアルファブレンディング演算器を小さくすることが可能であるため、膨大な枚数の画像を合成しようとした場合の回路規模への影響は非常に顕著なものとなる。

実施の形態４
実施の形態４にかかる画像合成装置４のブロック図を図５に示す。実施の形態１〜３では、画像Ａを最背面画像として、画像Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ画像Ａの前面画像として画像Ａから順に合成した。これに対し、実施の形態４では、最前面画像となる画像Ｄに画像Ｃ、Ｂ、Ａを順番に合成する。つまり、実施の形態４にかかる画像合成装置４は、最前面画像を元にその背面画像となる画像を合成する。

図５に示すように、画像合成装置４は、第２の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器１０）に続けて第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器５０_１、５０_２）が縦続接続されている。アルファブレンディング演算器１０は、画像Ｃと画像Ｄとを合成した合成画像のアルファ値α_ｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ｃｄＣ_ｃｄとを出力する。アルファブレンディング演算器５０_１は、アルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ｃｄＣ_ｃｄとを第１の係数と第１の画素情報として用い、画像Ｂのアルファ値α_ｂと画素値Ｃ_ｂとを第２の係数と第２の画素情報として用いる。これに基づき、アルファブレンディング演算器５０_１は、画像Ｂ、Ｃ、Ｄを合成した合成画像のアルファ値α_ｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ｂｃｄＣ_ｂｃｄとを出力する。アルファブレンディング演算器５０_２は、アルファブレンディング演算器５０_１の出力を用い、画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを合成した合成画像のアルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄを出力する。アルファブレンディング演算器５０_２の出力には除算器３１が接続されており、アルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄをアルファ値α_ａｂｃｄで除算し、合成画像の画素値Ｃ_ａｂｃｄを出力する。

ここで、アルファブレンディング演算器１０は、実施の形態１の説明とは入力される画像が異なるのみであって、出力するアルファ値α_ｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ｃｄＣ_ｃｄは、以下の（１９）、（２０）式で表される。

アルファブレンディング演算器１０は、実施の形態１で説明したものと同じものであるため詳細な説明は省略する。アルファブレンディング演算器５０_１、５０_２について詳細に説明する。アルファブレンディング演算器５０_１、５０_２は同じものであるため、アルファブレンディング演算器５０_１を一例として説明する。

アルファブレンディング演算器５０_１は、一方の入力画像に対応したアルファ値α及び画素値Ｃとして、それぞれ画像Ｂのアルファ値α_ｂ及び画素値Ｃ_ｂが入力される。また、他方の入力画像に対応したアルファ値αとアルファ乗算済み画素値αＣとして、それぞれ前段に接続されるアルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ値α_ｃｄ及びアルファ乗算済み画素値α_ｃｄＣ_ｃｄが入力される。アルファブレンディング演算器５０_１は、これらの入力に基づきアルファ値α_ｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ｂｃｄＣ_ｂｃｄとを出力する。

アルファブレンディング演算器５０_１は、乗算器５１_１、５２_１、減算器５３_１、加算器５４_１、５５_１を有している。減算器５３_１は、値"１"から他方の入力画像に対応するアルファ値α_ｃｄを減算し、その結果を出力する。乗算器５１_１は、減算器５３_１の出力結果と画像Ｂのアルファ値α_ｂとを乗算し、その結果を出力する。加算器５４_１は、乗算器５１_１の出力結果と他方の入力画像に対応するアルファ値α_ｃｄとを加算して出力する。加算器５４_１の出力結果は、アルファブレンディング演算器５０_１が出力するアルファ値α_ｂｃｄとなる。アルファ値α_ｂｃｄは、以下の（２１）式によって表される。

また、乗算器５２_１は、乗算器５１_１の出力と画像Ｂの画素値Ｃ_ｂとを乗算して、その結果を出力する。加算器５５_１は、乗算器５２_１の出力とアルファブレンディング演算器１０が出力するアルファ乗算済み画素値α_ｃｄＣ_ｃｄとを加算し、その結果を出力する。加算器５５_１の出力は、アルファブレンディング演算器５０_１が出力するアルファ乗算済み画素値α_ｂｃｄＣ_ｂｃｄとなる。アルファ乗算済み画素値α_ｂｃｄＣ_ｂｃｄは、以下の（２２）式によって、表される

一方、アルファブレンディング演算器５０_１に続けて縦続接続されるアルファブレンディング演算器５０_２は、アルファブレンディング演算器５０_１と同じ構成である。また、アルファブレンディング演算器５０_２は、一方の入力画像に対応したアルファ値α及び画素値Ｃとして、それぞれ画像Ａのアルファ値α_ａ及び画素値Ｃ_ａが入力される。また、他方の入力画像に対応したアルファ値αとアルファ乗算済み画素値αＣとして、それぞれアルファブレンディング演算器５０_１が出力するアルファ値α_ｂｃｄ及びアルファ乗算済み画素値α_ｂｃｄＣ_ｂｃｄが入力される。アルファブレンディング演算器５０_２は、これらの入力に基づきアルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとを出力する。アルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとは、それぞれ以下の（２３）式、（２４）式で表される。

（２３）、（２４）式より、本実施の形態においても、最終段に接続されるアルファブレンディング演算器５０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄは、実施の形態１と同様のものである。つまり、本実施の形態によれば、画像を合成する順番を変更しても画像の合成を実施の形態１と同様に行うことが可能である。

また、本実施の形態の他の一例を図６に示す。図６に示す画像合成装置４'は、画像合成装置１から画像合成装置３への変更を、上記画像合成装置４に適用したものである。

実施の形態５
実施の形態５にかかる画像合成装置５のブロック図を図７に示す。実施の形態５にかかる画像合成装置５は、実施の形態１にかかる画像合成装置１に第１、第２のセレクタ（例えば、セレクタ３７_１、３７_２）を追加したものである。セレクタ３７_１は、各アルファブレンディング演算器が出力するアルファ値αが入力され、いずれか１つのアルファ値を選択してアルファ値α_ｏｕｔとして出力する。また、セレクタ３７_２は、各アルファブレンディング演算器のアルファ乗算済み画素値αＣが入力され、いずれか１つのアルファ乗算済み画素値を選択してアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔとして出力する。ここで、セレクタ３７_１が出力するアルファ値は、セレクタ３７_２が選択したアルファ乗算済み画素値に対応するものが選択される。

セレクタ３７_１、３７_２の出力は除算器３１に入力される。除算器３１は、セレクタ３７_２が出力するアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔを、セレクタ３７_１が出力するα_ｏｕｔで除算する。これによって除算器３１は、画像合成装置５が出力する合成画像の画素値Ｃ_ｏｕｔを生成する。また、セレクタ３７_１が出力するアルファ値α_ｏｕｔは、そのまま画像合成装置５が出力するアルファ値α_ｏｕｔとなる。

上記説明より、実施の形態５にかかる画像合成装置５によれば、合成する画像の数が異なる場合であっても、合成する画像の枚数に応じて出力するアルファブレンディング演算器の出力を選択することが可能である。これによって、１つの画像合成装置５によって、合成する画像の枚数が異なる場合であっても、適切な出力を行うことが可能である。

実施の形態６
実施の形態６にかかる画像合成装置６のブロック図を図８に示す。実施の形態６にかかる画像合成装置６は、実施の形態１にかかる画像合成装置１の出力に第３のセレクタ（例えば、セレクタ３８）を有するものである。セレクタ３８には、除算器３１が出力する合成画像の画素値Ｃ_ａｂｃｄと、アルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄが接続されている。セレクタ３８は、接続される出力のうちいずれか一方を選択して出力する。

これによって、実施の形態６にかかる画像合成装置６は、出力する値を画素値Ｃ_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄとのいずれかから選択することができる。これによって、画像合成装置６は、出力に接続されるブロックの機能に応じて出力する値を選択することができる。つまり、画像合成装置６によれば、画像合成装置６を含むシステムの柔軟性を高めることが可能である。

また、実施の形態６の他の一例を図９に示す。図９に示す画像合成装置６'は、除算器３１に入力するアルファ値を選択する第３のセレクタ（例えば、セレクタ３９）を有している。セレクタ３９には、値"１"とアルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄが入力される。セレクタ３９は、入力される値のうちいずれか一方を選択して出力する。

ここで、セレクタ３９がアルファ値α_ａｂｃｄを選択した場合、除算器３１にはアルファ値α_ａｂｃｄが入力されるため、除算器３１は、合成画像の画素値Ｃ_ａｂｃｄを出力する。また、セレクタ３９が値"１"を選択した場合、除算器３１には値"１"が入力されるため、除算器３１は、合成画像のアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄを出力する。つまり、画像合成装置６'においても、画像合成装置６と同様に出力する値を選択することが可能である。

実施の形態７
実施の形態７にかかる画像合成装置７のブロック図を図１０に示す。図１０に示すように、実施の形態７にかかる画像合成装置７は、実施の形態１にかかる画像合成装置１のアルファブレンディング演算器の内部に第４のセレクタを追加したものである。これによって、本実施の形態のアルファブレンディング演算器は、画像の情報として画素値とアルファ乗算済み画素値とのいずれが入力された場合にも対応することができる。

画像合成装置７の第２の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器７０）は、画像合成装置１の第２の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器１０）に対して、２つの第４のセレクタ（例えば、セレクタ７１、７２）が追加されている。また、画像合成装置７の第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器８０_１、８０_２）は、画像合成装置１の第１の演算器（例えば、アルファブレンディング演算器２０_１、２０_２）に対して、それぞれ第４のセレクタ（例えば、セレクタ８１_１、８１_２）を追加したものである。

アルファブレンディング演算器７０に追加されているセレクタ７１、７２の接続について説明する。セレクタ７１は、入力端子ｉ１、ｉ２を有しており、入力端子ｉ１、ｉ２のいずれか一方に入力された値を選択して出力する。セレクタ７１の入力端子ｉ１は、乗算器１３の出力が接続されており、入力端子ｉ２は、他方の入力画像に対応する画素値Ｃ又はアルファ乗算済み画素値αＣが入力される。セレクタ７２は、入力端子ｉ１、ｉ２を有しており、入力端子ｉ１、ｉ２のいずれか一方に入力された値を選択して出力する。セレクタ７２の入力端子ｉ１は、乗算器１１の出力が接続されており、入力端子ｉ２は、減算器１４の出力が接続されている。アルファブレンディング演算器７０は、セレクタ７１、７２が入力端子ｉ１を選択した場合は、実施の形態１のアルファブレンディング演算器１０と同様の接続であって、同様の演算を行う。一方、セレクタ７１、７２が入力端子ｉ２を選択した場合、後述するアルファブレンディング演算器８０_１、８０_２と同様の接続となり、同様の演算を行う。つまり、アルファブレンディング演算器７０は、第１の演算器と第２の演算器とのいずれか一方の機能を選択することができる。

アルファブレンディング演算器８０_１に追加されているセレクタ８１_１の接続について説明する。セレクタ８１_１は、入力端子ｉ１、ｉ２を有しており、入力端子ｉ１、ｉ２のいずれか一方に入力された値を選択して出力する。セレクタ８１_１の入力端子ｉ１は、乗算器２３_１の出力が接続されており、入力端子ｉ２は、他方の入力画像に対応する画素値Ｃ又はアルファ乗算済み画素値αＣが入力される。アルファブレンディング演算器８０_１は、セレクタ８１_１が入力端子ｉ１を選択した場合は、実施の形態１のアルファブレンディング演算器２０_１と同様の接続であって、同様の演算を行う。一方、セレクタ８１_１が入力端子ｉ２を選択することで、入力されるアルファ乗算済み画素値αＣと、このアルファ乗算済み画素値αＣに対応するアルファ値αとの乗算を行わない演算を行う。ここで、アルファブレンディング演算器８０_２に追加されているセレクタ８１_２の接続は、アルファブレンディング演算器８０_１に追加されているセレクタ８１_１と同じ接続であるため説明を省略する。

実施の形態７にかかる画像合成装置７の動作について説明する。まず、実施の形態１にかかる画像合成装置１の場合と同様に入力画像の情報としてアルファ値αと画素値Ｃが入力された場合について説明する。この場合、セレクタ７１、７２、８１_１、８１_２は、それぞれ入力端子ｉ１を選択する。これによって、各アルファブレンディング演算器の内部の接続は、画像合成装置１のアルファブレンディング演算器と同じになる。従って、画像合成装置７の出力は、画像合成装置１と同じものとなる。

一方、入力画像の情報としてアルファ値αとアルファ乗算済み画素値αＣが入力された場合について説明する。この場合、セレクタ７１、７２、８１_１、８１_２は、それぞれ入力端子ｉ２を選択する。これによって、各アルファブレンディング演算器は、入力されるアルファ乗算済み画素値αＣと、このアルファ乗算済み画素値αＣに対応するアルファ値αとの乗算を行わない接続となる。従って、アルファブレンディング演算器７０の出力は、（２５）、（２６）式で表され、アルファブレンディング演算器８０_１の出力は、（２７）、（２８）式で表され、アルファブレンディング演算器８０_２の出力は、（２９）、（３０）式で表される。

（２９）、（３０）式は、実施の形態１にかかるアルファブレンディング演算器２０_２が出力するアルファ値α_ａｂｃｄとアルファ乗算済み画素値α_ａｂｃｄＣ_ａｂｃｄと同じものとなる。従って、実施の形態７にかかる画像合成装置７は、入力画像の情報としてアルファ値αとアルファ乗算済み画素値αＣが入力された場合であっても、実施の形態１にかかる画像合成装置１と同様の結果を得ることができる。

上記説明より、実施の形態７にかかる画像合成装置７によれば、入力画像の画素値として、アルファ乗算済み画素値が入力された場合であっても、実施の形態１と同様の演算結果を得ることができる。また、実施の形態１と同様に入力画像の画素値Ｃが入力される場合であっても、セレクタによってアルファブレンディング演算器の内部接続を変更することで、実施の形態１と同様の結果を得ることができる。つまり、実施の形態７にかかる画像合成装置７は、アルファブレンディング演算器の内部に追加されたセレクタによって、アルファブレンディング演算器の内部接続を選択することで、入力される情報によらず実施の形態１と同様の結果を得ることが可能である。

実施の形態８
実施の形態８にかかる画像合成装置８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置：Central Processing Unit）等の汎用の演算装置を用いて、実施の形態１にかかる画像合成装置１で行っている演算を実行するものである。図１１に画像合成装置８のブロック図を示す。図１１に示すように、画像合成装置８は、画像入力部９１、ＣＰＵ部９２、画像出力部９３、メモリ９４を有している。また、画像入力部９１、ＣＰＵ部９２、画像出力部９３、メモリ９４は、データバス９５を介してデータの送受信を行う。

画像入力部９１は、入力画像の情報を受信し、データバス９５を介してメモリ９４に送信する。ＣＰＵ部９２は、画像合成装置１で実行される演算に基づき画像を合成する。画像出力部９３は、ＣＰＵ部９２で合成された画像を、例えば図示しない表示装置に出力する。メモリ９４は、入力画像、あるいは合成画像の情報を蓄積する。

ＣＰＵ部９２が行う演算のフローチャートを図１２に示し、図１２を参照して、ＣＰＵ部９２が行う演算の説明をする。ここで、合成する画像において、その画像の画素の番号をｉで示し、合成する画像の番号をｊで示す。

ＣＰＵ部９２は、画像の合成を開始すると、まず画素番号ｉを１番目に初期化する（ステップＳ１）。また、画像番号ｊを１番目に初期化する（ステップＳ２）。続いて、ｊ番目の画像とｊ＋１番目の画像とのｉ番目の画素についての合成を行い、ｊ番目の画像とｊ＋１番目の画像とのｉ番目の画素を合成したアルファ値α_ｏｕｔ［ｉ］とｊ番目の画像とｊ＋１番目の画像とのｉ番目の画素を合成したアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔ［ｉ］とを演算する第２の合成ステップが実行される（ステップＳ３）。ここで、ステップＳ３で行われる演算は、実施の形態１のアルファブレンディング演算器１０の演算に相当する。ステップＳ３で行われる演算を（３１）、（３２）式に示す。

続いて、ｊ＋２番目の画像の情報を読み込む（ステップＳ４）。このとき、ステップＳ３で求めたアルファ値α_ｏｕｔ［ｉ］とアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔ［ｉ］とを、それぞれアルファ値α_ＤＳＴと画素値Ｃ_ＤＳＴとに格納する。また、ステップＳ４で読み込んだｊ＋２番目の画像のアルファ値α_ｊ［ｉ］と画素値Ｃ_ｊ［ｉ］とを、それぞれアルファ値α_ＳＲＣと画素値Ｃ_ＳＲＣとに格納する（ステップＳ５）。続いて、アルファ値α_ＤＳＴ、画素値Ｃ_ＤＳＴ、アルファ値α_ＳＲＣ、画素値Ｃ_ＳＲＣに基づき、アルファ値α_ｏｕｔ［ｉ］とアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔ［ｉ］とを求める第１の合成ステップが実行される（ステップＳ６）。ここで、ステップＳ６で求まるアルファ値α_ｏｕｔ［ｉ］とアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔ［ｉ］とは、実施の形態１のアルファブレンディング演算器２０_１の演算に相当する。ステップＳ６で行われる演算を（３３）、（３４）式に示す。

ステップＳ６が終了すると、合成していない画像が残っているかどうかを判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７で合成していない画像が残っている場合は、ｊ＝ｊ＋１として次画像を読み込み（ステップＳ８）、再度ステップＳ５、Ｓ６を繰り返す。これらのステップで求まるアルファ値α_ｏｕｔ［ｉ］とアルファ乗算済み画素値α_ｏｕｔＣ_ｏｕｔ［ｉ］とは、実施の形態１のアルファブレンディング演算器２０_２の演算に相当する。一方、合成していない画像が残っていない場合はステップＳ６の結果に基づき出力する合成画像の画素値Ｃ_ｏｕｔを求める除算ステップが実行される（ステップＳ９）。ステップＳ９の演算は、実施の形態１の除算器３１の動作に相当する。この演算の式を（３５）式に示す。

続いて、まだ合成していない画素があるかを判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０で、合成していない画素が残っている場合は、ｉ＝ｉ＋１として次の画素を読み込み、ステップＳ２からステップＳ９までを繰り返す（ステップＳ１１）。一方、合成していない画素が残っていない場合には、合成処理を終了する。

上記説明より、実施の形態８にかかる画像合成装置８によれば、前述の実施の形態で用いたアルファブレンディング演算器によって行っていた処理をＣＰＵ等の汎用演算器によって行うことが可能である。

ここで、従来のアルファブレンディング演算器による画像合成処理をＣＰＵ等の汎用演算器に実行させることが可能である。しかしながら、従来のアルファブレンディング演算器では、１つのアルファブレンディング演算器の出力に付き１つの除算器が必要であり、このような処理を汎用演算器で行う場合、除算処理は他の処理に比べて処理に時間がかかるため、画像合成を高速に行うことができない問題がある。

これに対して、実施の形態８にかかる画像合成処理では、除算は全画像を合成した後に１度行えば良い。つまり、時間のかかる除算処理の回数が従来に比べ大幅に少ないため、画像合成処理を高速で行うことが可能である。

ここで、実施の形態１以外の実施の形態で行われた処理を汎用演算器で行う場合であっても、実施の形態２の乗算器３２の動作は乗算ステップ、実施の形態５の第１、第２のセレクタの動作は第１、第２の選択ステップ、実施の形態６の第３のセレクタの動作は第３の選択ステップ、実施の形態７の第４のセレクタの動作は、第４の選択ステップとして、適宜処理フローに組み込むことで、汎用演算器によって処理を行うことが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、４枚の画像を合成する場合について説明したが、合成する画像の枚数に応じて縦続接続するアルファブレンディング演算器の個数を調整することで、多数の画像の合成を行うことが可能である。また、上記実施の形態を適宜組み合わせても良い。

実施の形態１にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態２にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態２にかかる画像合成装置の他の一例のブロック図である。 実施の形態３にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態４にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態４にかかる画像合成装置の他の一例のブロック図である。 実施の形態５にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態６にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態７にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態７にかかる画像合成装置の他の一例のブロック図である。 実施の形態８にかかる画像合成装置のブロック図である。 実施の形態８にかかる画像合成装置のＣＰＵ部が行う処理のフローチャートである。 従来の画像合成装置のブロック図である。 従来の画像生成装置の詳細なブロック図である。

符号の説明

１〜７、１００ 画像合成装置
１０、２０_１〜２０_４、４０_１〜４０_２、５０_１〜５０_２、６０_１〜６０_２、７０、８０_１〜８０_２、１１１〜１１３ アルファブレンディング演算器
１１〜１３、２１_１〜２１_４、２２_１〜２２_４、２３_１〜２３_４、３２、４１_１〜４１_２、４２_１〜４２_２、４３_１〜４３_２、５１_１〜５１_２、５２_１〜５２_２、６１_１〜６１_２、６２_１〜６２_２、６３_１〜６３_２、１１１１〜１１１３、１１２１〜１１２３、１１３１〜１１３３ 乗算器
１４、２４_１〜２４_４、３３〜３６、４４_１〜４４_２、５３_１〜５３_２、６５_１〜６５_２、１１１４、１１２４、１１３４ 減算器
１５、１６、２５_１〜２５_４、２６_１〜２６_４、４５_１〜４５_２、５４_１〜５４_２、５５_１〜５５_２、６４_１〜６４_２、１１１５、１１１６、１１２５、１１２６、１１３５、１１３６ 加算器
３１、１１４〜１１６、１３０ 除算器
３７_１、３７_２、３８、３９、７１、７２、８１_１、８１_２ セレクタ
９１ 画像入力部
９２ ＣＰＵ部
９３ 画像出力部
９４ メモリ
９５ データバス
１１０、１２０、１４０ 画像生成装置
１５０ 表示装置

Claims (14)

1. 第１、第２の画素情報を、前記第１、第２の画素情報に対応した第１、第２の係数に基づいて合成し、前記第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する複数の演算器と、
   前記複数の演算器のうちいずれか一つの演算器が出力する前記中間出力情報を前記第３の係数で除算して、前記第３の画素情報を出力する除算器とを有し、
   前記複数の演算器のうち少なくとも１つは、前記第１の画素情報に相当する入力として前記第１の画素情報に前記第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の演算器である画像合成装置。
2. 前記画像合成装置は、初段に前記第１、第２の画素情報と、前記第１、第２の係数が入力され、前記第３の係数と、前記中間出力情報とを出力する第２の演算器が配置され、前記第２の演算器に続いて、少なくとも１つの前記第１の演算器が縦続接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像合成装置。
3. 前記画像合成装置は、初段に前記第１の画像情報と前記第１の係数とを乗算して、前記中間入力情報を生成する乗算器を有し、前記乗算器に続いて、少なくとも１つの前記第１の演算器が縦続接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像合成装置。
4. 前記画像合成装置は、一方の入力に画素情報及び係数の入力がなく、他方の入力に前記第１の画像情報と前記第１の係数が入力される前記第１の演算器が初段に接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像合成装置。
5. 前記画像合成装置は、前記複数の演算器のうちいずれか１つが出力する前記第３の係数を選択する第１のセレクタと、前記複数の演算器のうちいずれか１つが出力する前記中間出力情報を選択する第２のセレクタとを有し、前記除算器は、前記第２のセレクタが選択した前記中間出力情報を、前記第１のセレクタが選択した前記第３の係数で除算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像合成装置。
6. 前記画像合成装置は、前記複数の演算器のうち最終段に接続される演算器が出力する前記中間出力情報と、前記第３の画像情報とのいずれか一方を選択して出力する第３のセレクタを有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像合成装置。
7. 前記複数の演算器のうち少なくとも１つの演算器は、前記中間入力情報と当該中間入力情報に対応する前記第１の係数との乗算を行うか否かを選択する選択部を有していることを特徴とする請求項１乃至６に記載の画像合成装置。
8. 第１、第２の画素情報を、前記第１、第２の画素情報に対応した第１、第２の係数に基づいて合成し、前記第１、第２の係数の合成係数となる第３の係数と、前記第１、第２の画素情報の合成画素情報となる第３の画素情報に前記第３の係数を乗算した中間出力情報とを出力する複数の合成ステップと、
   前記複数の合成ステップのうちいずれか一つの合成ステップで出力される前記中間出力情報を前記第３の係数で除算して、前記第３の画素情報を出力する除算ステップとを有し、
   前記複数の合成ステップのうち少なくとも１つは、前記第１の画素情報に相当する入力として前記第１の画素情報に前記第１の係数を乗算した中間入力情報が入力される第１の合成ステップである画像合成方法。
9. 前記画像合成方法は、初回に前記第１、第２の画素情報と、前記第１、第２の係数が入力され、前記第３の係数と、前記中間出力情報とを出力する第２の合成ステップが実行され、前記第２の合成ステップに続いて、少なくとも１回の前記第１の合成ステップが実行されることを特徴とする請求項８に記載の画像合成方法。
10. 前記画像合成方法は、初回に前記第１の画像情報と前記第１の係数とを乗算して、前記中間入力情報を生成する乗算ステップを有し、前記乗算ステップに続いて、少なくとも１つの前記第１の合成ステップが実行されることを特徴とする請求項８に記載の画像合成方法。
11. 前記画像合成方法は、一方の入力に画素情報及び係数の入力がなく、他方の入力に前記第１の画像情報と前記第１の係数が入力される前記第１の合成ステップが初回に実行されることを特徴とする請求項８に記載の画像合成方法。
12. 前記画像合成方法は、前記複数の合成ステップのうちいずれか１つが出力する前記第３の係数を選択する第１の選択ステップと、前記複数の合成ステップのうちいずれか１つが出力する前記中間出力情報を選択する第２の選択ステップとを有し、前記除算ステップは、前記第２の選択ステップが選択した前記中間出力情報を、前記第１の選択ステップが選択した前記第３の係数で除算することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の画像合成方法。
13. 前記画像合成方法は、前記複数の合成ステップのうち最後に実行される前記合成ステップが出力する前記中間出力情報と、前記第３の画像情報とのいずれか一方を選択して出力する第３の選択ステップを有していることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像合成方法。
14. 前記複数の合成ステップのうち少なくとも１つの合成ステップは、前記中間入力情報と当該中間入力情報に対応する前記第１の係数との乗算を行うか否かを選択する第４の選択ステップを有していることを特徴とする請求項８乃至１３に記載の画像合成方法。

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