JP2565354B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、映像信号を処理する映像信号処理装置に関
する。

［従来の技術］ テレビジョン画像は、テレビジョン番組の製作者が構
成した場面（シーン）の平面的な表現である。この場面
は、現実の物を撮影したものでもよいし、人工的手段、
例えばテレビジョン・グラフィック・システムにより合
成してもよいので、場面を表わす映像信号の信号源は、
カメラ又はフィルム・スキャナだけでなく、フレーム・
バッファ及びこのフレーム・バッファの内容を調整する
コンピュータでもよい。通常、場面は、２つの場面成
分、即ち、前景場面及び背景場面により構成されてお
り、トラベリング・マット技法を用いて場面成分を組合
せる。例えば、第2a及び第2b図に示すように、無地のカ
ラー・マットをバックにした環形を前景場面とし、対照
的な色をバックにした矩形を背景場面とすると、前景場
面と背景場面とを組合せれぱ、合成画像は第2c図に示す
ようになる。

映像変換システムは、場面を表わす映像信号を操作す
るシステムであるが、この場面の特殊な変換に用いても
よい。例えば、場面を右側に移動することもできる。第
2a図の場面を表わす前景映像信号を変換システムに供給
し、第2a図の場面の環形が右にシフトするようにこの映
像信号を変換し、変換された映像信号が第2d図の場面を
表示するならば、変換された前景信号を背景信号と組合
せて得た映像信号は、第2e図に示す画像を表わすことに
なる。

殆どの変換システムには、主に２種類、即ち、フォワ
ード変換システム、及びフレームを基本にした（フレー
ム・ベースド）リバース変換システムがある。第３図
は、既知の原理に基づいたフレーム・ベースド・リバー
ス変換システムを示す。第３図のシステムそのものは、
従来存在しなかったと思われるが、本発明を理解する上
で有効なので、このシステムを次に説明する。

第３図に示したシステムは、書込みクロツク発生器10
の制御により入力映像信号をデジタル化し、デジタル化
された10ビットのデジタル・ワード・シーケンス（前景
信号）を、フォワード・アドレス発生器14が発生するア
ドレスにより、映像フレーム・バッファ12に書込む。入
力映像信号は、従来の飛越走査フオーマットのアナログ
複合映像信号をその成分（通常はルミナンス（輝度）成
分及びクロミナンス（色度）成分）に分離し、これらの
各成分をデジタル化することにより得る。フレーム・バ
ッファ12は、ルミナンス成分を蓄積するメモリと、クロ
ミナンス成分を蓄積するメモリとから構成される。しか
し、これらの成分は変換システム内で同じように処理さ
れるので、これらの成分を別々に考察する必要はない。

映像信号のデジタル化により、画像の各走査線を、小
さいが領域内にて有限の複数ピクセル、例えば720個の
ピクセルに効果的に分割できる。場面のピクセル位置
は、入力場面（例えば第2a図）の２座標表示アドレス
（U,V）で決定できる。表示アドレスとフォワード・ア
ドレス発生器（書込み手段）14が発生するメモリ・アド
レスとが１対１で対応するように、映像フレーム・バッ
ファのアドレス空間を体系化する。よって、（U,V）と
表現できるフレーム・バッファ12のメモリ・アドレス位
置に、表示アドレス（U,V）におけるピクセルを表わす
デジタル・ワードを書込む。

フレーム・バッファ12から出力映像信号を読出すため
に、読出しアドレス・カウンタ16は、読出しクロツク発
生器17の制御により動作し、順次、アドレス指定される
ピクセルの出力場面内の位置を決める一連のアドレス
（X,Y）を発生する。座標値Ｘ及びＹの桁数は、座標値
Ｕ及びＶと夫々同じである。よって、表示アドレス（U,
V）が入力表示空間内において位置を定めるように、表
示アドレス（X,Y）が出力表示空間内で同じピクセル位
置を定義する。しかし、フレーム・バッファ12から出力
映像信号を読出すには、表示アドレス（X,Y）を直接用
いない。リバース・アドレス発生器（アドレス発生手
段）18は、出力場面表示アドレス（X,Y）を受け、これ
らアドレスと変換マトリクスＴ′とを乗算して、対応す
るメモリ・アドレス（Ｘ′,Y′）を発生する。このメモ
リ・アドレスを用いて、フレーム・バッファ12から映像
信号を読出す。ユーザ・インターフエース（I/F）19
が、変換マトリクスＴ′をリバース・アドレス発生器18
に供給して、リバース変換システムによる変換特性を定
める。例えば、入力場面を斜め上方の対角線方向でピク
セル間ピッチに等しい量だけ左に移動する変換を行なう
際、変換マトリクスは、表示アドレス（X,Y）に応答し
て発生したメモリ・アドレス（Ｘ′,Y′）が（Ｘ＋1,Y
＋１）となるようなマトリクスである。なお、ここで
は、座標系の原点が入力及び出力場面の左上隅であり、
Ｘ及びＹの値は夫々右及び下に向って増えると仮定して
いる。また、後述の如く、変換マトリクスＴ′は、所望
の空間変換の逆数である。

一般的な場合、Ｘ′及びＹ′の値を整数の加算又は減
算だけでＸ及びＹに関連させるのでは十分でないので、
メモリ・アドレス座標Ｘ′及びＹ′は表示アドレス座標
Ｘ及びＹよりも有効桁数が多い。リバース・アドレス
は、フレーム・バッファ21のみでなく、映像補間器20に
も供給する。各リバース・アドレス（Ｘ′,Y′）に対し
て、フレーム・バッファ12は各デジタル・ワードを出力
するが、このデジタル・ワードはリバース・アドレス
（Ｘ′,Y′）か定義した位置を囲むピクセル配列を表わ
す。例えば、アドレス（Ｘ′,Y′）が定義した点に最も
近い４つのピクセルをこのデジタル・ワード（データ）
は表わす。これら４つのデジタル・ワードを補間器20に
供給すると、この補間器20は、これら４つのデジタル・
ワードをアドレス（Ｘ′,Y′）の小数部分に応じて単一
のデジタル出力ワードに組合わせる。例えば、10進法を
用いた場合、各座標Ｘ及びＹの最下位桁が１であるが、
座標Ｘ′，及びＹ′の最下位桁が10分の１であり、カウ
ンタ16が読出しアドレス（23,6）を発生し、変換マトリ
クスＴ′との乗算によりこの読出しアドレスがリバース
・アドレス（56.3,19.8）に変化した場合、フレーム・
バッファ12はこのリバース・アドレス（56.3,19.8）に
応答して、アドレス（56,19），（56,20），（57,19）
及び（57,20）に蓄積されたデジタル・ワードを与え、
補間器20は水平方向に３対７、垂直方向に８対２の重み
付けで、これらデジタル・ワードを単一のデジタル出力
ワードに組合わせる。このデジタル・ワードは、表示ア
ドレス（23,6）が定義した出力スクリーンの位置に発生
すべき値を定義する。

リバース・アドレスの可能範囲は、フレーム・バッフ
ァ12内の位置を定義するメモリ・アドレスの範囲よりも
広いので、有効に発生されたリバース・アドレスは、フ
レーム・バッファのアドレス空間内に存在しない位置を
定義するかもしれない。よって、リバース・アドレスを
アドレス境界検出器22に供給する。この検出器22は、無
効リバース・アドレス（フレーム・バッファ12のアドレ
ス空間外の位置を定義するアドレス）に応答して信号を
発生し、この信号により、映像ブランキング回路24が、
フレーム・バッファ12の出力信号を最終的に出力するの
を禁止する。

映像フレーム・バッファ12、映像補間器20及び映像ブ
ランキング回路24で構成された映像チャンネルと並列
に、キー・フレーム・バッファ26、キー補間器28及びキ
ー・ブランキング回路30で構成されたキー・チャンネル
を設ける。このキー・チャンネルに供給されるキー信号
は、映像チャンネルに供給された前景映像信号に関する
不透明情報を与える。この不透明情報は、キー信号の制
御により前景映像信号及び背景映像信号を混合して生成
した複合画像（第2c図）において、背景映像信号が表わ
す背景場面の見える範囲を定義する。前景対象物の境界
の外側では、前景場面は透明であり（キー信号の値は、
０）、前景場面による変更なしに、背景場面が見える。
前景対象物が完全に不透明（キー信号の値は、１）の場
合、背景場面は前景対象物により完全に見えなくなる。
しかし、前景対象物がやや透明（０＜［キー信号の値］
＜１）の場合、キー信号の値に比例して、背景映像信号
を前景映像信号と混合する。映像チャンネルが前景場面
を空間的に変換するので、前景場面及びキーの一致を維
持するために、キー信号も変換する必要がある。よっ
て、映像チャンネルで前景信号を処理するのと同じ方法
により、キー信号をキー・チャンネルで処理する。した
がって、このキー信号も、前景信号と同じ空間的変換及
び補間を受けると共に、アドレス境界検出器22による同
じアドレス境界により、ブランキング回路30でブランキ
ング処理が行われる。

変換マトリクスＴ′は、所望の空間変換Ｔの数字的逆
数であり、このためリバース変換システムは上述のよう
なものとして知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ テレビジョン画像が厳密に２次元（Ｘ及びＹ）であっ
たとしても、視点から又は視点への移動をシミュレーシ
ョンする特殊効果を与える場合、第３の次元（Ｚ次元、
即ち、奥行方向の次元）を適用しなければならない。よ
って、リバース変換システムは、通常、第３の次元に適
用出来なければならず、また、３次元のピクセル位置を
表わす信号を用いた計算を実行出来なければならない。

したがって、本発明の目的は、第１映像信号を空間的
に変換した場合、基準面又は第２映像信号に対する第１
映像信号の変化後の相対的な奥行に応じて、特殊効果を
達成する映像信号処理装置の提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の映像信号処理装置は、映像信号が表わす場面
の位置関数として、奥行の程度を表す奥行制御信号を発
生する手段と、映像信号をこの奥行制御信号に応じて制
御する手段とを具えている。

すなわち、本発明の映像信号処理装置は、第１映像信
号の空間的変換により空間的変換された第１映像信号が
表す第１場面の各ピクセルの奥行値を表す奥行信号を発
生する奥行信号発生手段（18）と、奥行信号の値及び基
準奥行値との差を求め、この差から基準奥行値に対する
奥行信号の相対的な値を表す奥行制御信号を発生するプ
ロセッサ手段（60）と、第１及び第２信号の混合比を奥
行制御信号により制御して、第１及び第２信号を混合す
る混合手段（70、80、84）とを具えている。

［作用］ 基準奥行値が映像の基準面の奥行の値であり、第１信
号が空間的に変換された第１映像信号であり、第２信号
が黒色映像信号である場合、混合手段（70）は、映像の
基準面の奥行の値に対する空間的変換された第１映像信
号が表す第１場面の各ピクセルの相対的な奥行により、
空間的変換された第１映像信号を黒色映像信号と混合し
た出力映像信号を発生する。よって、空間変換された第
１映像信号の場面が基準面から遠くに離れるに従って、
即ち、奥行制御信号の値が増えるに従って、空間変換さ
れた第１映像信号に対する黒色映像信号の混合比が大き
くなる（又は小さくなる）関係でこれら信号が混じりあ
って、明るさの変化が生じるので、基準面に対する遠近
感を明るさの変化により表現できる。

また、基準奥行値が第２映像信号が表す第２場面の各
ピクセルの奥行の値であり、第１信号が空間的変換され
た第１映像信号であり、第２信号が第２映像信号である
場合、混合手段（84）は、第２映像信号が表す第２場面
の各ピクセルの奥行の値に対する空間的変換された第１
映像信号が表す第１場面の各ピクセルの相対的な奥行に
より、空間的変換された第１映像信号を第２映像信号と
混合した出力映像信号を発生する。よって、空間変換さ
れた第１映像信号の場面が第２映像信号の場面から遠く
に離れるに従って、即ち、優先信号である奥行制御信号
の値が増えるに従って、空間変換された第１映像信号に
対する第２映像信号の混合比が大きくなる（又は小さく
なる）関係でこれら信号が混じりあうので、第２映像信
号の場面に対する遠近感を優先度として、第１及び第２
映像信号の混合の割合に応じて表現できる。

さらに、基準奥行値が映像の基準面の奥行の値であ
り、第１信号が空間的変換された第１映像信号に関連し
たキー信号であり、第２信号が値ゼロの信号である場
合、混合手段（80）は、映像の基準面の奥行の値に対す
る空間的変換された第１映像信号が表す第１場面の各ピ
クセルの相対的な奥行により、空間的変換された第１映
像信号に関連したキー信号を値ゼロの信号と混合した出
力キー信号を発生する。よって、空間変換された第１映
像信号の場面が基準面から遠くに離れるに従って、即
ち、奥行制御信号の値が増えるに従って、第１映像信号
に関連したキー信号に対する値ゼロの信号の混合比が大
きくなる（又は小さくなる）関係でこれら信号が混じり
あって、出力キー信号の値が変化する。キー信号は、第
１映像信号に関する不透明情報であるので、かかる出力
キー信号を用いて、第１映像信号を背景信号などの別の
信号と混合する際、基準面に対する第１映像信号の場面
の遠近感を別の信号との混合による変化として表現でき
る。

［実施例］ 第１図は、本発明の映像信号処理装置の好適な実施例
のブロック図であり、第３図を参照して説明したリバー
ス変換システムを基本にしている。よって、説明を明瞭
にするため、リバース変換システムのいくつかの要素を
第１図には示していない。特に、映像チャンネル及びキ
ー・チャンネルは、単に、ブロック34及び36として夫々
表わし、アドレス境界検出器を第１図に示さない。な
お、映像チャンネル34は、第３図の映像フレーム・バッ
ファ12、補間器20及びブランキング回路24で構成され、
キー・チャンネル36は、第３図のキー・フレーム・バッ
ファ26、補間器28及びブランキング回路30で構成され
る。

２次元場面の空間的変換において、出力場面の表示ア
ドレス（Ｘ′,Y′）位置のピクセルを、入力場面の表示
アドレス（X,Y）位置のピクセルから次にように求め
る。

なお、係数Ａ〜Ｉは、空間的変換を定義するフイール
ド定数値である。

リバース・アドレス発生器を第３図よりも詳細に第１
図に示す。このリバース・アドレス発生器18は、奥行信
号発生手段であり、リバース変換マトリクスＴ′を構成
する係数Ａ〜Ｉを発生する変換マトリクス発生器54を具
えている。これら係数は、ユーザ・インタフエース（I/
F）から受けた実行すべき変換特性を表わす信号に応答
して発生される。係数の３つのグループ、即ち、A,B,C
と、D,E,FとG,H,Iとを処理回路56X,56Y及び56Zに夫々供
給する。処理回路56の各々は、夫々の出力信号として値
AX＋BY＋C,DX＋EY＋Ｆ及びGX＋HY＋Ｉを発生する。処理
回路56X及び56Yの出力信号を分子入力として除算回路58
X及び58Yに夫々供給する。これら除算回路の各々は、そ
れらの分母入力として、処理回路56Zの出力信号を受け
る。

よって、除算回路58X及び58Yの出力信号は、Ｘ′及び
Ｙ′を夫々表わし、映像チャンネル及びキー・チャンネ
ルに供給される。一般に、係数Ａ〜Ｆは、平面変換（X/
Yの縮尺、X/Y変換、又はＺ軸回転）に用い、係数Ｇ〜Ｉ
は、透視視点と表示アドレス（Ｘ′,Y′）のピクセルの
Ｚ位置との関数である。透視でないか（視点が場面から
無限距離にあるか）、Ｘ又はＹ軸回転、又はＺ軸変換が
呼び出されないとき、Ｇ及びＨは各々ゼロであり、Ｉは
１であるので、次式の分母は１になる。また、分母が１
でない場合、値Ｘ′及びＹ′は、ピクセルごとに（Ｇが
ゼロでない場合）、３ラインごとに（Ｈがゼロでない場
合）、及び／又はフイールド定数ごとに（Ｉが１でない
場合）変化する。分母が１より小さい場合、位置が（X,
Y）の（かつ、位置（Ｘ′,Y′）に変換された）ピクセ
ルが視界から去る方向に移動する。しかし、分母が１よ
り大きい場合、ピクセルは視界方向に移動する。よっ
て、空間的変換式の分母は、視界からのピクセルの見掛
けの距離の尺度となる。したがって、処理回路56Zが発
生した値GX＋HY＋Ｉである信号は、変換された映像信号
が表わす場面の各ピクセルの見掛けの奥行を表わす奥行
信号となる。

この奥行信号を透視プロセッサ60に供給する。このプ
ロセツサ60は、映像チャンネル34及びキー・チャンネル
36から変換された映像信号及びキー信号を受ける。ま
た、この透視プロセツサ60は、奥行信号用の透視デイム
（薄暗い）・チャンネル（62〜70）、透視フェード・チ
ャンネル（72〜80）、透視クリツプ・チャンネル（86）
及び交差面チャンネル（90〜96、84）用の４つの独立し
た処理チャンネルを具えている。

透視デイム・チャンネルにおいて、ピクセルの見掛け
の奥行を表す処理回路56Zからの奥行き信号と、映像の
空間における基準面、即ち、開始面の見掛けの奥行を表
すI/Fからのデータ値とを減算回路（＋及び−入力端を
有する加算回路）62に供給する。この減算回路62は、ピ
クセルの奥行信号から基準面のデータ値を減算し、減算
結果が負の場合には、出力信号がゼロになる。奥行信号
が表すピクセルの見掛けの奥行の値が基準面のデータ値
よりも小さいと、これは、ピクセルが基準面よりも視点
に近いことを意味し、減算回路62の出力信号はゼロとな
る。なお、減算回路62の出力信号がゼロの場合、ピクセ
ルの奥行信号は透視デイム・チャンネルの出力に影響を
与えない。奥行信号が表わすピクセルの見掛けの奥行が
基準面のデータ値よりも大きいと、減算回路62の出力信
号は、基準面に関連したピクセルの相対的な奥行を示
す。

減算回路62の出力信号を乗算器（マルチプライア）64
に供給し、相対奥行を表わす信号をI/Fからの利得係数
と乗算する。利得係数の値は、ゼロから非常に大きな値
（典型的には1024）までの範囲である。利得係数が１よ
り小さいと、相対奥行値に対する次段の感度が減少す
る。しかし、利得係数が１より大きいと、この感度は増
加する。マルチプライア64の出力をクリツプ整形回路66
に供給する。ここで、マルチプライアの出力を1.0であ
る最大値以内に制限し、整形するので、クリツプ整形回
路66の出力信号には傾斜の断続がない。これによって、
デイムのない状態（相対奥行がゼロより小さい）からデ
イムのある状態（相対奥行がゼロより大きい）への遷移
が、クリップ整形回路66の出力を急激に変化させること
がない。クリップ機能付き加算回路68にて、静的デイム
を制御するオフセツト値をクリツプ整形回路66の出力信
号に加算し、その和を再び1.0にクリツプする。その結
果を奥行制御信号として用いて、映像混合器70の制御ポ
ートを駆動する。

この映像混合器70は、その信号ポートに映像チャンネ
ルの出力信号と、ブランキング状態の映像信号、即ち、
黒色映像信号とを受ける。加算回路68からの奥行制御信
号がゼロの場合に、映像チャンネルからの出力信号を変
化させずに通過させ、奥行制御信号が１の場合に、黒色
映像を通過させ、奥行制御信号がゼロと１の間の場合
に、映像チャンネルの出力信号と黒色映像の比例混合を
実行するように、混合器70を設定する。透視デイム・チ
ャンネルが発生した制御信号は、キー・チャンネルの出
力信号に影響しない。透視デイムの影響により、制御値
が増加するに従って、黒部分の増加した量と映像チャン
ネルの出力信号とを混合する。よって、映像チャンネル
の出力信号が表わす場面の見掛けの奥行が、時間的に
（フレームごとに）、及び／又は空間的に（ラインご
と、又はピクセルごとに）深まるにつれて、場面は暗く
なる。すなわち、空間変換された映像信号の場面が基準
面から遠く離れるに従って、空間変換された映像信号に
対する黒色映像信号の混合比が大きくなる関係でこれら
信号が混じりあって、明るさの変化が生じるので、基準
面に対する遠近感を明るさの変化により表現できる。

ピクセルの見掛けの奥行を表す奥行信号から、基準面
の見掛けの奥行を表すデータ値を上述のように減算する
ことにより、透視デイム効果は、基準面の奥行よりも深
い奥行のピクセルに限定される。加算器68に供給される
静的デイム・オフセツトが、透視デイム。チャンネルの
発生した奥行制御信号用の最小値を定める。すなわち、
基準面の奥行よりも浅い奥行のピクセルでさえ、静的デ
イムの影響を受ける。マルチプライア64に供給された利
得係数により、観察者から遠ざかるにつれて、いかに素
早く場面を薄暗くするかを決定する。

透視フェード・チャンネルは、減算回路72、乗算器7
4、クリップ整形回路76及び加算回路78により構成され
ており、加算回路78からの奥行制御信号を映像混合器70
に供給する代わりにキー混合器80に供給することを除い
て透視デイム・チャンネルに類似している。加算回路78
からの奥行制御信号の制御値がゼロの場合、キー・チャ
ンネル36の内のキー・ブランキング回路の出力信号は、
変化することなくキー混合器80を通過する。１の奥行制
御値に対しては、ゼロ・キー信号（値ゼロのキー信号）
が混合器80を通過し、ゼロと１の間の制御値に対しては
キー・ブランキング回路の出力信号及びゼロ・キーとの
間で比例した混合が実行される。よって、キー用の奥行
制御信号に応じて、キー混合器80の出力端に発生したキ
ー信号は、ゼロの最小値から、キー・チャンネルの出力
信号の値に等しい最大値まで変化する。よって、空間変
換された映像信号の場面が基準面から遠くに離れるに従
って、映像信号に関連したキー信号に対する値ゼロの信
号の混合比が大きくなる関係でこれら信号が混じりあっ
て、混合器80からの出力キー信号の値が変化する。キー
信号は、映像信号に関する不透明情報であるので、かか
る出力キー信号を用いて、映像信号を背景信号などの別
の信号と混合する際、基準面に対する映像信号の場面の
遠近感を別の信号との混合による変化として表現でき
る。

映像混合器70及びキー混合器80の出力信号を、夫々映
像組合せ回路（映像混合器）84及びキー組合せ回路（キ
ー混合器）85を介して背景混合器82に供給する。これら
組合わせ回路は、1985年３月６日に出願した米国特許出
願第836945号に開示された回路と同じ一般形式のもので
あり、その動作を後で説明する。しかし、ここでは、こ
れら組合わせ回路は混合器70及び80の出力信号に影響し
ないものと仮定する。映像混合器84及びキー混合器85の
出力信号を前景信号及び映像キー信号として背景混合器
82に供給し、キー混合器85の出力信号がキー奥行制御信
号の変化に応じて変化すると、背景混合器82のフル
（全）・フィールド出力信号が表わす映像の前景場面の
不透明度が変化する。すなわち、キー値が１からゼロ方
向に変化すると、前景場面の透明度が減少し、その結
果、背景混合器82は背景映像を更に混合して、前景場面
が観測者から遠ざかるにしたがって、この前景場面を背
景内に消え去るようにする。データ値、即ち、回路72及
び78並びに回路74にて奥行信号に夫々作用する静的フェ
ード・オフセット及び利得係数は、透視デイム・チャン
ネルにて奥行信号に作用する対応値と同様である。

なお、透視デイム効果及び透視フェード効果を同時に
実行しても良い。単一の透視デイム／透視フエード・チ
ャンネルを用いて、混合器70の制御ポート及び／又は混
合器80の制御ポートに選択的に供給する奥行制御信号を
発生してもよい。

テレビジョン画像は、投影面上に２次元的に投影され
た像である。この投影は、視点に関連して生じる。Ｚ軸
変換、又はＸ又はＹ軸回転により、ピクセルがＺ方向に
移動するように場面を空間的に変換すると、視点の後ろ
になった位置にピクセルが変換される可能性がある。こ
れが生じると、変換された場面の部分の反転された複製
が投影面上に生じる。通常、観察者は、投影面に対して
観察者の反対側に配置された場面の投影面部分内を見る
ことが出来ないので、これら場面の回りこんだ部分をブ
ランキングすることが望ましい。変換式の分母が負のと
きに、この回りこみが生じることが理解できよう。よっ
て、処理回路56Zが発生した奥行信号の符号ビットを透
視クリップ・チャンネルであるアンド・ゲート（信号発
生手段）86の一方の入力端に供給する。このアンド・ゲ
ート86の他方の入力端は、ユーザ・インタフエースから
のオン／オフ信号を受ける。アンド・ゲート86の出力信
号を映像チャンネル及びキー・チャンネルのブランキン
グ回路に供給する。オン／オフ信号がオン状態のとき、
奥行信号の符号ビットをブランキング回路に供給し、奥
行信号が負の値であることを符号ビットが表わす場合
に、映像信号及びキー信号を禁止する。オン／オフ信号
がオフ状態のとき、符号ビットの値に応じた場面の回り
こみ部分は、禁止されない。

上述の米国特許出願において、優先信号の値に応じ
て、一方の画像を他方の画面に重ね合わせるために、２
つの映像信号の優先度をどのように調整できるかを説明
している。また、優先信号は、相補的に２つのキー信号
を効果的に重み付けできるので、この優先信号の値を調
整して、キー信号の有効な相対値を変更できる。

第１図に示すごとく、交差面チャンネルにおいて、処
理回路56Zの出力信号（奥行１）を減算回路90に供給す
る。この減算回路90は、第２キー信号（キー組合せ回路
85に供給されるキー２）に関連した第２映像信号（映像
組合せ回路84に供給される映像２）の奥行を表す第２奥
行信号（奥行２）を他の入力端に受ける。第２奥行信号
は、第３図に18で示すリバース・アドレス発生器のごと
き発生器で発生してもよいし、実際の奥行情報を用いて
発生してもよい。減算回路90は、第２奥行信号と、処理
回路56Zからの第１奥行信号との差を相対奥行信号とし
て求め、この相対奥行信号をマルチプライア92に供給
し、この相対奥行値を利得係数と乗算する。この利得係
数は、ゼロから非常に大きい値（例えば1024）の範囲で
ある。また、マルチプライアの出力信号をクリップ機能
付き減算回路94に供給し、この出力信号を0.5だけオフ
セツトし、0.0から1.0の範囲でクリツプする。次に、こ
のオフセツトされクリツプされた信号を整形回路96に供
給し、整形するので、その結果の相対奥行制御信号に
は、ゼロ又は１において、傾斜の非連続がない。相対奥
行制御信号を、第１図に簡略化して示した組合わせ回路
の映像混合器84及びキー混合器85の両方に供給する。映
像組合せ回路（映像混合器）84では、ゼロの相対奥行制
御信号に対して、混合器70からの第１映像信号（映像
１）を通過させ、１の相対奥行制御値に対して、映像２
を通過させ、ゼロと１の間の相対奥行制御値に対して、
２つの映像信号値の間で比例的混合を行う。よって、空
間変換された第１映像信号の場面が第２映像信号の場面
から遠くに離れるに従って、即ち、優先信号である奥行
制御信号の値が増えるに従って、空間変換された第１映
像信号に対する第２映像信号の混合比が大きくなる関係
でこれら信号が混じりあうので、第２映像信号の場面に
対する遠近感を優先度として、第１及び第２映像信号の
混合の割合に応じて表現できる。

また、同様に、キー組合せ回路（キー混合器）85で
は、ゼロの相対奥行制御値に対して、混合器80からの第
１キー信号（キー１）を通過させ、１の相対奥行制御値
に対してキー２を通過させ、ゼロと１の間の相対奥行制
御値に対してキー１及びキー２の間で比例的混合を行
う。減算回路94による0.5のオフセツトにより、等しい
見掛けの奥行（ゼロの相対奥行値の結果による）が、映
像１及び映像２の等しい混合となるのを確実にする。

映像チャンネル34に供給された映像信号は、整形され
ていない映像信号である。すなわち、この映像信号は、
関連したキー信号と乗算されていない。むしろ、背景混
合器82に供給された前景映像信号が、整形された映像信
号である。整形は、1986年10月24日に出願された米国特
許出願第922906号に開示されたごときシヤドウ・プロセ
ツサにて行う。このプロセツサは、映像チャンネル34及
び背景混合器82の間に配置する。

本発明は、上述し、図示した特定の実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種々
の変形及び変更が可能である。例えば、リバース変換シ
ステムのリバース・アドレス発生器が奥行制御信号を発
生するのは本質的なことではない。減算回路90の入力で
の説明に関連して示したごとく、奥行を表わす信号は、
リバース変換発生器とは独立に、例えば、別個のアドレ
ス発生器から得てもよい。リバース変換発生器の出力の
場合のごとく絶対的ではなく、明瞭に奥行を表わすデー
タを用いると、実際の奥行のより信頼のある指示が得ら
れるという特徴がある。勿論、本発明は、リバース変換
システムと関連して用いることに限定されない。

［発明の効果］ 上述のごとく本発明の映像信号処理装置は、第１映像
信号の空間的変換により空間的変換された第１映像信号
が表す第１場面の各ピクセルの奥行値を表す奥行信号を
発生する奥行信号発生手段（18）と、奥行信号の値及び
基準奥行値との差を求め、この差から基準奥行値に対す
る奥行信号の相対的な値を表す奥行制御信号を発生する
プロセッサ手段（60）と、第１及び第２信号の混合比を
奥行制御信号により制御して、第１及び第２信号を混合
する混合手段（70、80、84）とを具えている。

よって、透視デイム・チャンネルの場合、即ち、基準
奥行値が映像の基準面の奥行の値であり、第１信号が空
間的に変換された第１映像信号であり、第２信号が黒色
映像信号である場合、混合手段（70）は、映像の基準面
の奥行の値に対する空間的変換された第１映像信号が表
す第１場面の各ピクセルの相対的な奥行により、空間的
変換された第１映像信号を黒色映像信号と混合した出力
映像信号を発生する。よって、空間変換された第１映像
信号の場面が基準面から遠くに離れるに従って、即ち、
奥行制御信号の値が増えるに従って、空間変換された第
１映像信号に対する黒色映像信号の混合比が大きくなる
（又は小さくなる）関係でこれら信号が混じりあって、
明るさの変化が生じるので、基準面に対する遠近感を明
るさの変化により表現できる映像特殊効果を達成でき
る。

また、交差面チャンネルの場合、即ち、基準奥行値が
第２映像信号が表す第２場面の各ピクセルの奥行の値で
あり、第１信号が空間的変換された第１映像信号であ
り、第２信号が第２映像信号である場合、混合手段（8
4）は、第２映像信号が表す第２場面の各ピクセルの奥
行の値に対する空間的変換された第１映像信号が表す第
１場面の各ピクセルの相対的な奥行により、空間的変換
された第１映像信号を第２映像信号と混合した出力映像
信号を発生する。よって、空間変換された第１映像信号
の場面が第２映像信号の場面から遠くに離れるに従っ
て、即ち、優先信号である奥行制御信号の値が増えるに
従って、空間変換された第１映像信号に対する第２映像
信号の混合比が大きくなる（又は小さくなる）関係でこ
れら信号が混じりあうので、第２映像信号の場面に対す
る遠近感を優先度として、第１及び第２映像信号の混合
の割合に応じて表現できる映像特殊効果を達成できる。

さらに、透視フェード・チャンネルの場合、即ち、基
準奥行値が映像の基準面の奥行の値であり、第１信号が
空間的変換された第１映像信号に関連したキー信号であ
り、第２信号が値ゼロの信号である場合、混合手段（8
0）は、映像の基準面の奥行の値に対する空間的変換さ
れた第１映像信号が表す第１場面の各ピクセルの相対的
な奥行により、空間的変換された第１映像信号に関連し
たキー信号を値ゼロの信号と混合した出力キー信号を発
生する。よって、空間変換された第１映像信号の場面が
基準面から遠くに離れるに従って、即ち、奥行制御信号
の値が増えるに従って、第１映像信号に関連したキー信
号に対する値ゼロの信号の混合比が大きくなる（又は小
さくなる）関係でこれら信号が混じりあって、出力キー
信号の値が変化する。キー信号は、第１映像信号に関す
る不透明情報であるので、かかる出力キー信号を用い
て、第１映像信号を背景信号などの別の信号と混合する
際、基準面に対する第１映像信号の場面の遠近感を別の
信号との混合による変化として表現できる映像特殊効果
を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例のブロック図、第２図は
前景場面の変換を説明する図、第３図はリバース変換シ
ステムのブロック図である。 18……奥行信号発生手段 60……プロセッサ手段 70……映像信号及び黒色映像信号との混合手段 80……キー信号用の混合手段 84……第１及び第２映像信号用の混合手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１映像信号の空間的変換により空間的変
   換された上記第１映像信号が表す第１場面の各ピクセル
   の奥行値を表す奥行信号を発生する奥行信号発生手段
   と、 上記奥行信号の値及び基準奥行値との差を求め、該差か
   ら上記基準奥行値に対する上記奥行信号の相対的な値を
   表す奥行制御信号を発生するプロセッサ手段と、 第１及び第２信号の混合比を上記奥行制御信号により制
   御して、上記第１及び第２信号を混合する混合手段と を具えた映像信号処理装置。
2. 【請求項２】上記基準奥行値は、映像の基準面の奥行の
   値であり、 上記第１信号は、上記空間的変換された第１映像信号で
   あり、 上記第２信号は、黒色映像信号であり、 上記映像の基準面の奥行の値に対する上記空間的変換さ
   れた第１映像信号が表す上記第１場面の各ピクセルの相
   対的な奥行により、上記空間的変換された第１映像信号
   を上記黒色映像信号と混合した出力映像信号を上記混合
   手段が発生する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の映像信
   号処理装置。
3. 【請求項３】上記基準奥行値は、第２映像信号が表す第
   ２場面の各ピクセルの奥行の値であり、 上記第１信号は、上記空間的変換された第１映像信号で
   あり、 上記第２信号は、上記第２映像信号であり、 上記第２映像信号が表す第２場面の各ピクセルの奥行の
   値に対する上記空間的変換された第１映像信号が表す上
   記第１場面の各ピクセルの相対的な奥行により、上記空
   間的変換された第１映像信号を上記第２映像信号と混合
   した出力映像信号を上記混合手段が発生する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の映像信
   号処理装置。
4. 【請求項４】上記基準奥行値は、映像の基準面の奥行の
   値であり、 上記第１信号は、上記空間的変換された第１映像信号に
   関連したキー信号であり、 上記第２信号は、値ゼロの信号であり、 上記映像の基準面の奥行の値に対する上記空間的変換さ
   れた第１映像信号が表す上記第１場面の各ピクセルの相
   対的な奥行により、上記空間的変換された第１映像信号
   に関連した上記キー信号を上記値ゼロの信号と混合した
   出力キー信号を上記混合手段が発生する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の映像信
   号処理装置。