JP2010532629A - Chroma key production method and apparatus - Google Patents
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Abstract
適応的なクロマキーを生成する方法及び装置は、合成シーンの形成の間に前景のオブジェクト情報を考慮することを含む。前景のキーと後景のシーンとの間で関心のある領域の輝度及び色度が合成シーンの形成の間に考慮される。A method and apparatus for generating an adaptive chroma key includes considering foreground object information during composition scene formation. The brightness and chromaticity of the region of interest between the foreground key and the background scene are considered during the formation of the composite scene.
Description
本発明は、クロマキーイングに関する。
より詳細には、本発明は、適応型クロマキーの製作に関する。
本出願は、2007年6月29日に提出された“Method and Apparatus for Chroma Key Production”と題された国際特許出願PCT/US2007/015254に対する優先権を主張するものである。
The present invention relates to chroma keying.
More particularly, the present invention relates to the production of adaptive chroma keys.
This application claims priority to the international patent application PCT / US2007 / 015254 entitled “Method and Apparatus for Chroma Key Production” filed on June 29, 2007.
クロマキーは、一般に、後景のシーンに前景のオブジェクトを配置する。クロマキーのパラメータは、前景のシーンのみに基づいて各フィールドについて計算されるので、前景のオブジェクトは、後景のシーンの明暗に対して適応することができない。したがって、周辺光又は人口光の使用が変わる。 In general, a chroma key places a foreground object in a background scene. Because the chroma key parameters are calculated for each field based only on the foreground scene, the foreground object cannot adapt to the brightness of the background scene. Thus, the use of ambient light or artificial light changes.
実際に、クロマキーのパラメータは、後景のシーンにおける明暗よりも均質化されたスタジオの明暗の条件に基づく。このタイプの明暗のミスマッチにより、自然のクロマキーを生成することができない。 In fact, the chroma key parameters are based on a more uniform studio light / dark condition than light / dark in the background scene. This type of contrast between light and dark cannot produce a natural chroma key.
本発明の態様は、従来技術の問題点を克服する適応型のクロマキーを提供する。
この態様及び他の態様は、前景のキーを使用して合成シーンについて関心のある領域(AOI)を決定し、決定されたAOIにおける画素の物理的な特性を考慮してクロマキーを生成することを含む、クロマキーを生成する方法により達成される。
Aspects of the present invention provide an adaptive chroma key that overcomes the problems of the prior art.
This and other aspects use the foreground key to determine the area of interest (AOI) for the composite scene and to generate the chroma key taking into account the physical characteristics of the pixels in the determined AOI. This is achieved by a method for generating a chroma key.
本発明の別の態様によれば、クロマキーを生成する装置は、前景のキーを使用して合成シーンについて関心のある領域(AOI)を決定し、決定されたAOIにおける画素の物理的な特性を考慮してクロマキーを生成するために構成されるソース選択装置を含む。ソース選択装置は、複数の入力ソース、プロセッサ、プロセッサと通信するスイッチングロジック、並びに、プロセッサ及びスイッチングロジックに接続される適応型のクロマキーサブシステムを含み、前記クロマキーサブシステムは、プロセッサの制御下で動作し、合成シーンについて2以上の入力シーンを選択的に結合する。 In accordance with another aspect of the invention, an apparatus for generating a chroma key uses a foreground key to determine an area of interest (AOI) for a composite scene and to determine the physical characteristics of the pixels in the determined AOI. Includes a source selection device configured to generate chroma keys in consideration. The source selection device includes a plurality of input sources, a processor, switching logic in communication with the processor, and an adaptive chroma key subsystem connected to the processor and the switching logic, the chroma key subsystem operating under control of the processor Then, two or more input scenes are selectively combined with respect to the composite scene.
本発明の他の態様及び特徴は、添付図面と共に考慮される以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかし、図面は例示のために描かれており、本発明の限定する定義として描かれていないため、特許請求の範囲が参照されるべきである。図面は必ずしもスケーリングするために描かれておらず、特に示されない限り、本実施の形態で記載される構造及び手順を概念的に例示することが意図されている。図面では、同じ参照符号は、図面を通して同じコンポーネントを示す。 Other aspects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description considered in conjunction with the accompanying drawings. However, since the drawings are drawn for purposes of illustration and not as a limiting definition of the invention, the claims should be referred to. The drawings are not necessarily drawn to scale, and unless otherwise indicated, are intended to conceptually illustrate the structures and procedures described in this embodiment. In the drawings, like reference numerals indicate like components throughout the drawings.
一般に、クロマキーにより、前景のオブジェクトを後景のシーンに配置することができる。クロマキーのパラメータは前景のシーンのみに基づいて各フィールドについて計算されるので、前景のオブジェクトは、後景のシーンの明暗(たとえば周囲及び人口)の変化に適応することができない。実際に、クロマキーのパラメータは、後景のシーンにおける明暗ではなく、スタジオの明暗の状態について均質化されることがある。 In general, the foreground object can be placed in the background scene by the chroma key. Because the chroma key parameters are calculated for each field based solely on the foreground scene, the foreground object cannot adapt to changes in the brightness (eg, ambient and population) of the background scene. In fact, the chroma key parameters may be homogenized for studio light and dark conditions rather than light and dark in the background scene.
本発明は、後景のシーンからの輝度情報及び色度情報を使用して、クロマキーの適応的な形成を可能にすることで、このクロマキーイング(chroma keying)スキームに対する代替を提供する。 The present invention provides an alternative to this chroma keying scheme by allowing the adaptive formation of chroma keys using luminance and chromaticity information from the background scene.
図1〜5は、本発明の概念を理解するための幾つかの後景の情報を示す。図1は、(ピクチャにおける人により表される)前景のシーン10、及び緑色のバーチャルスタジオセット12を示す。図2は、バーチャルスタジオセット12がない前景のオブジェクト10を示す。図3は、バーチャルスタジオセット上に表示される後景のシーン14を示す。図4は、後景のシーン上に重ね合わされる前景のシーンの画像を表す前景のキー16を示す。図5は、後景のシーン14と前景のシーン10の組み合わせから得られる合成出力画像の描写である。
1-5 show some background information to understand the concept of the present invention. FIG. 1 shows a foreground scene 10 (represented by a person in a picture) and a green
はじめに、本発明によれば、前景のシーンと後景のシーンとの間の関心のある領域(AOI)に関する判定が行われる(図10aのステップ102)。図10bを参照して、これを行うため、前景のキーは後景のシーンに重ね合わされ(ステップ110)、前景のキーに入る後景のシーンの全ての画素の識別が行われる(ステップ112)。この識別は、AOIを構成する。図6は、このプロセスから得られたAOIのグラフィック描写である。
First, according to the present invention, a determination is made regarding an area of interest (AOI) between a foreground scene and a background scene (
1つの実現によれば、後景のシーンからの情報は、クロマキーを適応的に形成するため、クロマキーロジックにより使用される。これを行うことにおいて、本方法は、クロマキーを形成するため、決定されたAOIにおける画素の1以上の物理的な特性を考慮することを含む。本実施の形態の例では、これらの物理的な特性は、画素の輝度及び色度を含む。 According to one implementation, information from the background scene is used by the chroma key logic to adaptively form the chroma key. In doing this, the method includes taking into account one or more physical characteristics of the pixel in the determined AOI to form a chroma key. In the example of the present embodiment, these physical characteristics include pixel brightness and chromaticity.
図10aは、AOIの輝度を考慮する方法100を示し、図11は、AOIの色度を考慮する方法150を示す。
FIG. 10a shows a
図10aを参照して、はじめに、合成シーンのAOIに関する判定(ステップ102)が行われる。次いで、AOIにおける画素の平均の輝度が計算され(ステップ104)、前景のシーンにおけるサンプルエリアの平均の輝度も計算される(ステップ106)。ひとたびこれらの輝度の計算が行われると、前景のシーンにおける輝度は、AOIにおける輝度にリンクされる(ステップ108)。言い換えると、各フィールドについて、前景のシーンにおける輝度に対するAOIにおける輝度の差(デルタ)を利用する。後景がビデオクリップのような急激な明暗の変化を有する場合、たとえばビデオクリップは、マンハッタンの明るい道路と暗い道路を見せる。前景のオブジェクト(たとえば新たなリーダ又はリポート)は、後景のシーンに適応し、これに応じてその明暗を変える。図7は、明るい前景のオブジェクトを有する明るい後景の例を示し、図8は、暗い前景のオブジェクトを有する暗い後景の例を示す。 Referring to FIG. 10a, first, a determination regarding the AOI of the composite scene is made (step 102). The average brightness of the pixels in the AOI is then calculated (step 104), and the average brightness of the sample area in the foreground scene is also calculated (step 106). Once these luminance calculations are made, the luminance in the foreground scene is linked to the luminance in the AOI (step 108). In other words, for each field, the difference in brightness (delta) in AOI relative to the brightness in the foreground scene is used. If the background has a sharp light-dark change like a video clip, for example, the video clip shows a light and dark road in Manhattan. A foreground object (eg, a new leader or report) adapts to the background scene and changes its brightness accordingly. FIG. 7 shows an example of a bright foreground with a bright foreground object, and FIG. 8 shows an example of a dark foreground with a dark foreground object.
図11は、色度信号が考慮される方法150の例を示す。AOIの決定102の後、一定のベクトルがAOIにおける全ての画素に適用されるかが決定される(ステップ120)。適用されない場合、前景のシーンは、変化しないままである(ステップ124)。AOIにおける全ての画素に適用される一定のベクトルがある場合、僅かなパーセンテージの同じ一定のベクトルは、結果として得られる前景のシーンに適用される。たとえば、後景のシーンが多色の光ビームが回転するディスコクラブである場合、前景のオブジェクトは、後景のシーンにおける色相の変化に適応する(すなわち、赤の光ビームがAOIに含まれる場合、同様に、やや赤い色が前景のオブジェクトに現れる)。したがって、後景のシーンにおける異なる色相は、異なるものの、整合するオブジェクトを前景において形成することができる。この概念は、図9a〜図9cの例示的な画像において示される。それぞれの図において、色相は異なり、結果的に前景のオブジェクトの色における変化となり、これにより、表示される合成画像全体の全体的な変化となる。図9bは、後景の明暗に付加される(図9b全体をカバーする非常に小さなドットのアレイにより表現される)赤色を帯びた色相の影響、及び前景のオブジェクトへの赤色を帯びた色相の全体的な影響(すなわち、後景との赤色を帯びた色相の整合)を示し、図9cは、後景のシーンにおける(図9c全体をカバーする非常に小さなダッシュのアレイにより表される)緑色を帯びた色相の影響を示す。
FIG. 11 shows an example of a
図12は、本発明に従って動作するためにプログラムされるスイッチャシステム200のブロック図を示す。スイッチャ202は、複数の入力208、プロセッサ204、及びプロセッサと通信するスイッチングロジック206を含む。プロセッサ208は、オンボードメモリ210を含むか、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、フラッシュメモリ又は他の固体メモリ装置、或いは他のメモリストレージ手段のような外部記憶媒体にリンクされる場合がある。適応クロマキーサブシステム207は、プロセッサ204及びスイッチングロジック206と通信し、本発明の方法を実行し、後景のシーンを有する前記入力208のうちの1つを受け、それを前景のシーンを有する別の入力と選択的に結合し、その出力212で所望の合成シーンを供給する。
FIG. 12 shows a block diagram of a
図13は、本発明の実現に係る適応型クロマキーサブシステム207のブロック図を示す。前景のビデオ250及び前景のキー252は、補間器258により補間される。(第一の色相セレクタ262及び第二の色相セレクタ266を介した)色相の選択及び(第一の抑圧264及び第二の抑圧268を介した)抑圧の後、ビデオ270は、スイッチャ202における次のロジカルサブシステム(たとえば、スイッチングロジック206)に通過される。第二の色相セレクタ266は、前景の情報を出力し、この前景の情報は、後景の変化が適用される(280)前に処理される(チップ&ゲイン278)。後景のビデオ254と後景のキー256は、補間器260により補間され、次いで、AOIが決定される。上述されたように、ひとたびAOIが決定されると、AOIにおける輝度の変化274及び色度の変化276が決定され、前景に与えられる(280)。このステージで、オフセット282がフォアグランドキー信号に加えられ、前景のキー212が出力される。
FIG. 13 shows a block diagram of an adaptive chroma
様々な態様、実現及び特徴は、1以上の様々なやり方で実現される。たとえば、様々な態様、実現及び特徴は、たとえば1以上の方法、装置を使用して、方法、プログラム又は他の命令のセットを実行する装置又は処理装置を使用して、プログラム又は命令のセットを含む装置を使用して、及びコンピュータ読取可能な記録媒体を使用して実現される場合がある。 Various aspects, implementations and features may be implemented in one or more different ways. For example, various aspects, implementations, and features may be used to implement a program or set of instructions using an apparatus or processing device that performs the method, program, or other set of instructions using, for example, one or more methods, apparatuses. May be implemented using a device including, and using a computer-readable recording medium.
装置は、たとえば、ディスクリート又は集積されたハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアを含む場合がある。例として、装置は、たとえばマイクロプロセッサ、集積回路、又はプログラマブルロジックデバイスを一般に含む処理装置を示すプロセッサを含む場合がある。別の例として、装置は、1以上のプロセッサを実行する命令を有する1以上のコンピュータ読取可能な記録媒体を含む場合がある。 The device may include, for example, discrete or integrated hardware, firmware and software. By way of example, an apparatus may include a processor that represents a processing apparatus that typically includes, for example, a microprocessor, an integrated circuit, or a programmable logic device. As another example, an apparatus may include one or more computer readable media having instructions for executing one or more processors.
コンピュータ読取可能な記録媒体は、たとえば、ハードディスク、コンパクトディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)又はリードオンリメモリ(ROM)のようなソフトウェアキャリア又は他のストレージデバイスを含む場合がある。また、コンピュータ読取可能な記録媒体は、たとえば命令を符号化又は送信するフォーマットされた電磁波を含む場合がある。命令は、たとえば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は電磁波である場合がある。命令は、たとえばオペレーティングシステム、個別のアプリケーション、又はこれらの組み合わせで見られる場合がある。プロセッサは、たとえば、プロセスを実行するために構成される装置及びプロセスを実行する命令を有するコンピュータ読取可能な記録媒体を含む装置の両者として特徴付けられる。 A computer readable recording medium may include, for example, a software carrier or other storage device such as a hard disk, compact disk, random access memory (RAM) or read only memory (ROM). A computer-readable recording medium may also include a formatted electromagnetic wave that encodes or transmits instructions, for example. The instructions can be, for example, hardware, firmware, software, or electromagnetic waves. The instructions may be found, for example, in the operating system, individual applications, or combinations thereof. A processor can be characterized as, for example, both an apparatus configured to perform a process and an apparatus that includes a computer-readable recording medium having instructions to perform the process.
多数の実現が開示された。それにもかかわらず、様々な変更が行われる場合がある。たとえば、異なる実現のエレメントは、他の実現を生成するために結合、補充、変更又は除去される場合がある。したがって、他の実現は、以下の特許請求の範囲の概念に含まれる。 A number of implementations have been disclosed. Nevertheless, various changes may be made. For example, elements of different realizations may be combined, supplemented, changed or removed to generate other realizations. Accordingly, other implementations are within the scope of the following claims.
Claims (19)
前景のキーを使用して合成シーンについて関心のある領域(AOI)を決定するステップと、
決定されたAOIにおける画素の物理的な特性を考慮してクロマキーを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 A method for generating a chroma key,
Determining an area of interest (AOI) for the composite scene using foreground keys;
Generating a chroma key taking into account the physical characteristics of the pixels in the determined AOI;
A method comprising the steps of:
後景のシーンに前景のキーを重ね合わせるステップと、
前記前景のキーに含まれる前記後景のシーンにおける画素を識別するステップと、
を含む請求項1記載の方法。 The determining step includes:
Superimposing the foreground key on the background scene;
Identifying pixels in the background scene included in the foreground key;
The method of claim 1 comprising:
前記AOIにおける画素の平均の輝度を計算するステップと、
前記前景のシーンにおけるサンプルされた領域の平均の輝度を計算するステップと、
前記前景のシーンにおける輝度を前記AOIにおける輝度に関連付けるステップと、
を更に含む請求項1記載の方法。 The generating step includes
Calculating an average luminance of pixels in the AOI;
Calculating an average brightness of a sampled region in the foreground scene;
Associating brightness in the foreground scene with brightness in the AOI;
The method of claim 1 further comprising:
前記AOIにおける色度信号を考慮するステップを更に含む、
請求項1記載の方法。 The generating step includes
Further comprising considering a chromaticity signal in the AOI.
The method of claim 1.
一定のベクトルが前記AOIにおける全ての画素に適用されるかを判定するステップと、
一定のベクトルが全ての画素に適用されるとき、僅かな割合の前記一定のベクトルを結果として得られる前景のシーンに適用するステップと、
を更に含む請求項4記載の方法。 The step of considering includes
Determining whether a constant vector applies to all pixels in the AOI;
Applying a small percentage of the constant vector to the resulting foreground scene when a constant vector is applied to all pixels;
The method of claim 4 further comprising:
一定のベクトルが前記AOIにおける全ての画素に適用されるかを判定するステップと、
一定のベクトルが全ての画素に適用されないとき、結果として得られる前景のシーンに変化を加えないステップと、
を更に含む請求項4記載の方法。 The step of considering includes
Determining whether a constant vector applies to all pixels in the AOI;
Not applying a change to the resulting foreground scene when a constant vector is not applied to all pixels;
The method of claim 4 further comprising:
請求項5記載の方法。 The small percentage includes 5-10%,
The method of claim 5.
前景のキーを使用して合成シーンについて関心のある領域(AOI)を決定する手段と、
決定されたAOIにおける画素の物理的な特性を考慮してクロマキーを生成する手段と、
を有することを特徴とする装置。 A device for generating a chroma key,
Means to determine the area of interest (AOI) for the composite scene using the foreground keys;
Means for generating a chroma key taking into account the physical characteristics of the pixels in the determined AOI;
A device characterized by comprising:
前記前景のキーに含まれる前記後景のシーンにおける画素を識別する手段と、
を更に有する請求項8記載の装置。 Means for overlaying the foreground keys on the background scene;
Means for identifying pixels in the background scene included in the foreground key;
9. The apparatus of claim 8, further comprising:
前記前景のシーンにおけるサンプルされた領域の平均の輝度を計算する手段と、
前記前景のシーンにおける輝度を前記AOIにおける輝度に関連付ける手段と、
を更に有する請求項8記載の装置。 Means for calculating the average luminance of the pixels in the AOI;
Means for calculating an average brightness of a sampled region in the foreground scene;
Means for associating luminance in the foreground scene with luminance in the AOI;
9. The apparatus of claim 8, further comprising:
前記AOIにおける色度信号を考慮する手段を更に有する、
請求項8記載の装置。 The means for generating is
Further comprising means for taking into account the chromaticity signal in the AOI;
The apparatus of claim 8.
一定のベクトルが前記AOIにおける全ての画素に適用されるかを判定する手段と、
一定のベクトルが全ての画素に適用されると判定されたとき、僅かな割合の前記一定のベクトルを結果として得られる前景のシーンに適用する手段と、
を含む請求項11記載の装置。 Said means for considering are:
Means for determining whether a constant vector is applied to all pixels in the AOI;
Means for applying a small percentage of the constant vector to the resulting foreground scene when it is determined that the constant vector is applied to all pixels;
The apparatus of claim 11 comprising:
一定のベクトルが前記AOIにおける全ての画素に適用されるかを判定する手段と、
一定のベクトルが全ての画素に適用されないとき、結果として得られる前景のシーンに変化を加えない手段と、
を含む請求項11記載の装置。 Said means for considering are:
Means for determining whether a constant vector is applied to all pixels in the AOI;
Means for not changing the resulting foreground scene when a constant vector is not applied to all pixels;
The apparatus of claim 11 comprising:
請求項11記載の装置。 The small percentage includes 5-10%,
The apparatus of claim 11.
前景のキーを使用して合成シーンについて関心のある領域(AOI)を決定し、決定されたAOIにおける画素の物理的な特性を考慮してクロマキーを生成するソース選択装置を有する、
ことを特徴とする装置。 A device for generating a chroma key,
Using a foreground key to determine an area of interest (AOI) for a composite scene and having a source selection device that generates chroma keys in consideration of the physical characteristics of the pixels in the determined AOI;
A device characterized by that.
複数の入力ソースと、
プロセッサと、
前記プロセッサと通信するスイッチングロジックと、
前記プロセッサ及び前記スイッチングロジックに接続される適応型クロマキーサブシステムであって、前記合成シーンについて2以上の入力ソースを選択的に結合するために前記プロセッサの制御下で動作する適応型クロマキーサブシステムと、
を有する請求項15記載の装置。 The source selection device is:
Multiple input sources,
A processor;
Switching logic in communication with the processor;
An adaptive chroma key subsystem connected to the processor and the switching logic, the adaptive chroma key subsystem operating under control of the processor to selectively combine two or more input sources for the composite scene; ,
16. The apparatus of claim 15, comprising:
請求項15記載の装置。 The physical characteristics of the pixel include a luminance signal and a chromaticity signal.
The apparatus of claim 15.
請求項17記載の装置。 The source selection device calculates an average luminance of the pixels in the AOI, calculates an average luminance of a sampled region in the foreground scene, and links data that associates the luminance in the foreground scene with the luminance in the AOI. Generating the chroma key by supplying,
The apparatus of claim 17.
請求項17記載の装置。 The source selection device determines whether a constant vector is applied to all pixels in the AOI, and when a constant vector is applied to all pixels in the AOI, a small percentage of the constant vector is applied. Applying to the resulting foreground scene in the composite scene;
The apparatus of claim 17.
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