JP2703032B2

JP2703032B2 - 動画作成方法

Info

Publication number: JP2703032B2
Application number: JP1023996A
Authority: JP
Inventors: 英児中村; 茂樹正木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH02204791A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する技術分野）本発明は、コンピュータを用いて静止画像を時間的に
順次に変形させて動画を作成する方法に関する。

（従来の技術）従来、コンピュータを用いた動画の作成方法として、
動く対象となる画像（以下オブジェクトと記述する）に
対して動く経路、速度、動く対象のサイズなどの動きを
決める変形要因をそれぞれ個別に入力して作成していく
方法がある。

この方法ではオブジェクトの動きの軌跡や速度、拡大
縮小率、回転などの動きを決める変形要因の時間変化を
それぞれ個別に入力し、これらの入力された動きの情報
から、オブジェクトの動きの内容を算出することによっ
て動画を作成する。

コンピュータを用いて静止画像を時間的に順次に変形
させて、動画を作成する際、従来の方法では動きを決め
る変形要因をそれぞれ個別に入力するために入力作業に
手間がかかるという問題がある。

（発明の目的）本発明は上記のような従来の欠点を解消し、オブジェ
クトの軌跡、速度、拡大縮小率、回転などオブジェクト
の動きを決める変形要因を一回の操作で一括して入力
し、動画作成を容易にする動画作成方法を提供すること
を目的とするものである。

（発明の構成）（発明の特徴と従来技術との差異）本発明は上記目的を達成するため、静止画像を時間的
に順次変形させて、動画を作成する方法であって、前記
時間的に順次変形の各種変形要因のうち、その複数要因
を操作者が操作する座標入力装置の動きで同時に入力
し、該座標入力装置の動きから前記各種変形要因毎の時
間変化を、分離して算出することを最も主要な特徴とす
る。

従来の技術とは、コンピュータを用いて動画を作成す
るためにあたり、動きの軌跡や速度、拡大縮小率、回転
の時間変化などの動きを決める複数の変形要因を一回の
操作で同時に入力することができ、動画の容易な作成を
可能とする点が異なる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、図において、101はオブジェクトの作成部、102は
動的情報入力部、103は動的内容算出部、104は動的情報
修正編集部、105はオブジェクトの図形データや動的内
容のデータを記憶する記憶部、106は変換行列算出部、1
07は動画作成部、108はディスプレイ等にデータを表示
する画像表示部、109は全体の実行および、マウスやタ
ブレット、イメージスキャナ、あるいはキーボード等の
入力装置からのデータの入力、画像表示部108等を制御
する制御部である。

オブジェクト作成部101はオブジェクトをマウスやタ
ブレットなどのディジタイズ装置やイメージスキャナな
どの画像入力装置を用いて、該オブジェクトの輪郭を構
成する点列の位置情報として、図形的に入力し、オブジ
ェクトの図形データを第２図に例示するようなデータ構
造（２）で生成し、該オブジェクトデータを画像表示部
108に渡し、オブジェクトを表示する。さらに該オブジ
ェクトの図形データ（１）を記憶部105に記憶する。

第２図において、同図（１）はマウスやタブレットな
どのディジタイズ装置を用いて入力したオブジェクトの
図形データ例、同図（２）は同図（１）の図形データを
有するオブジェクトのデータ構造例である。同図（１）
において、201はオブジェクトを識別するための番号
ｉ、202は該オブジェクトｉを構成する端点数n_i、203は
各端点の属性A_i（ｔ）、204は各端点P_i（ｔ）の座標値
（x_i（ｔ），y_i（ｔ））、（ｔ＝1,…，n_i；座標原点は
予め定めておく）、205はオブジェクトｉの内部領域色C
_ai、206はオブジェクトｉの境界色C_biである。ここで端
点の属性A_i（ｔ）は以下の意味を持つ。

また、同図（２）において、オブジェクトｉは、P
_i（１）〜P_i(n_i)のn_i個の端点間を色C_biの直線を結んで
構成し、内部は色C_aiで塗りつぶす場合について例示し
たものである。実際の動く対象画像は複数のオブジェク
トから構成してもよい。

また、第２図（２）ではマウス等を用いて、オブジェ
クトが多角形や円等の幾何学的な図形（ジオメトリック
図形という）からなる場合のデータ構造の例を示してい
るが、イメージスキャナを用いてオブジェクト画像を入
力し、オブジェクトを構成する画素１点１点の色値、お
よび画素位置情報をデータとして持つドット形式のデー
タ構造でも何ら差し支えない。

次に第１図の動的情報入力部102の動作を、第３図に
示す動的情報の入力・修正編集画面の一例及び第４図に
示す動的情報入力部102のデータ構造の一例図を用いて
説明する。

ここで動的情報とはオブジェクトの動きを決定する上
で重要となる移動の軌跡や移動の速度の時間変化、拡大
縮小率の時間変化、回転角度の時間変化の情報等をい
う。予め動的情報入力部102は第３図に示す動的情報入
力・修正編集画面を画像表示部108を用いて表示してお
き、動的情報の入力にはマウスやタブレットを用いて動
的情報を図形的に入力する。

ここで、301は動的情報の入力・編集領域、302は速度
の時間変化編集領域、303は拡大縮小率の時間変化の編
集領域、304は回転角度の時間変化の編集領域、305はメ
ニュー表示領域にある。

オブジェクトの動的情報の入力には動的情報入力・編
集領域301で入力し、該動的情報を第４図のようなデー
タ構成で動的内容算出部103に渡す。

以下に動的情報の入力の一例として、マウスを用い
て、オブジェクトの移動の軌跡、速度、拡大縮小率、回
転角度の動的情報を一回の操作で同時に入力する方法に
ついて説明する。

オブジェクトの動的情報を入力するにはまず動的情報
入力対象のオブジェクト番号をキーボード等から指示す
る。次にマウス等によりまずメニュー表示領域305上で
“入力”を指定し、動的情報入力・編集領域301に直接
マウス等のカーソルを移動させる。さらに該動的情報入
力・編集領域301内でマウスのカーソルをオブジェクト
の動きの開始する場所に移動させる。動的情報の取り込
みは、マウスのボタンを押下しながら、オブジェクトの
動きに対応してマウスのカーソルを動かすことにより、
カーソルの移動した軌跡の座標データP_i（ｔ）＝（x_pi
（ｔ），y_pi（ｔ））（ｔ＝1,…，N_pi）を一定時間間隔
で取り込む。

ここでN_piは上記入力した軌跡の総点数であり、また
動的情報入力・編集領域301において水平方向の軸をＸ
軸、垂直方向の軸をＹ軸とする。入力を終了させるため
には、マウスのボタンを離せばよい。さらにオブジェク
トを表示するコマ数をキーボード等から入力する。入力
されたデータは第４図に示すデータ構成で動的内容算出
部103に渡される。

ここで401はオブジェクトを識別するためのオブジェ
クト番号、402はオブジェクトが動くコマの枚数、403は
入力された軌跡の点数、404は入力された軌跡の座標デ
ータである。

次に第１図の動的内容算出部103では、第４図のデー
タから、それぞれ移動の軌跡や速度や拡大縮小率、回転
角度などの動的情報の時間変化を算出し、算出結果を動
的情報修正編集部104に渡す。

以下に入力されたデータ（第４図）から動的内容算出
部103において移動の軌跡や速度や拡大縮小率、回転角
度の時間変化を算出する方法について説明する。

まず入力された軌跡の座標データより入力点間を関数
等により補間する。

（１）移動の軌跡：オブジェクトの移動の軌跡は入力点
P_i（ｔ）（ｔ＝1,…，N_pi）の軌跡と座標関係を予め対
応づけて決めておくだけで求まる。ここでは簡単のため
移動の軌跡をP_i（ｔ）（ｔ＝1,2,…，N_pi）の軌跡その
ものとする。

（２）速度の時間変化：入力点P_i（ｔ）における速度V_i
（ｔ）は軌跡の座標データ404を用い、第６図に示すよ
うに当該入力点P_i（ｔ）と直前の入力点P_i（ｔ−１）間
を結ぶ補間曲線L₀との長さP_i（ｔ）P_i（ｔ−１）として
定義する。

（３）拡大縮小率の時間変化：拡大縮小率S_i（ｔ）の定
め方は種々あるが、ここでは例えば第７図に示すように
入力点P_i（ｔ）＝（x_pi（ｔ），y_pi（ｔ））における拡
大縮小率を、予め特定の点（例えば座標原点など）を参
照点P_r（x_r，y_r）として決めておき、当該入力点P
_i（ｔ）と参照点P_rとの距離Ｌを用い、S_i（ｔ）＝ｆ
（Ｌ）と定める。但し、ｆは距離Ｌより拡大縮小率を定
める関数であり、例えばａを定義してｆ（Ｌ）＝aLのよ
うに予め決めておく。

（４）回転角度の時間変化：入力点P_i（ｔ）における回
転角度R_i（ｔ）は第８図に示すように補間曲線L₀のP
_i（ｔ）における接線がＸ軸となす角度θ_tを用いてR
_i（ｔ）＝θ_t−θ_t-1と定義する。例えば補間曲線の関
数表現形式がＹ＝Ｆ（Ｘ）の場合にはθ_t＝tan^-1Ｆ′
（x_pi（ｔ））で求められる。但し、Ｆ′（Ｘ）はＦ
（Ｘ）の一次導関数である。

上記のようにしてオブジェクトの移動の軌跡、速度、
拡大縮小率、回転角度の動的情報の時間変化を算出し、
結果を動的情報修正編集部104に渡す。算出結果のデー
タ構造の一例を第５図（ａ）に示す。ここで501はオブ
ジェクトを識別するためのオブジェクト番号、502はオ
ブジェクトが動くコマの枚数、503は動的情報入力部102
で入力された軌跡の入力点数、504は軌跡の座標値デー
タ、505は速度の時間変化のデータ、506は拡大縮小率の
時間変化のデータ、507は回転角度の時間変化のデータ
である。

動的情報修正編集部104では動的情報入力部102で入力
され、動的内容算出部103で算出されたオブジェクトの
動的情報、すなわち移動の軌跡や速度、拡大縮小率、回
転角度に対してマウス等を用いて会話的に修正編集を行
い、その動きのデータを記憶部105に記憶する。該編集
部の入力にはマウスやタブレットなどのディジタイズ装
置を用いる。以下に動的情報修正編集部104の動作を第
３図及び第５図を用いて説明する。

予め動的情報修正編集部104は動的情報入力部102で入
力され、動的内容算出部103で算出された動的情報のデ
ータ第５図（ａ）をもとに第３図に示す動的情報入力・
修正編集画面の画面構成及びそれぞれの動的情報をそれ
ぞれの編集領域に画像表示部108を用いて表示してお
く。ただし、第５図（ａ）のデータより、第３図に示す
表示画面の座標系（予め適正にスケーリングしておくも
のとする）に変換してから表示を行う。

まずマウス等によりメニュー表示領域305における
“修正編集”を選択する。次にマウス等のカーソルを修
正すべき動的情報の編集領域内に移動させ、マウス等の
ボタンを押して指示することにより、修正編集する動的
情報を指定する。さらに既に入力された動的情報を表示
したそれぞれの動的情報編集領域を見ながら、マウス等
を用いて修正点の選択および位置の修正を行う。修正編
集した動的情報は第５図（ｂ）に示すように当該データ
の位置を再入力したデータにより、書き換える。第５図
（ｂ）では拡大縮小率のデータ506を修正編集した例を
示す。そして、オブジェクトの修正編集が終了次第、修
正した第５図（ｂ）のデータを記憶部105に記憶する。

変換行列算出部106は動的情報修正編集部104で記憶部
105に記憶されたオブジェクトの動的情報データ（第５
図（ｂ）と同じもの）を読み出し、該データから実際に
動きの変換行列等の動画作成のためのデータ（第７図）
を生成し、該動画作成のためのデータを動画作成部107
に渡す。以下に変換行列算出部106の動作を説明する。

まず動的情報データ第５図（ｂ）をもとに、オブジェ
クトが動くコマ毎のそれぞれの動的情報の時間変化を求
める。以下に具体例として速度のコマ毎の時間変化の算
出方法を説明する。動的情報データ（第５図（ｂ））よ
り与えられたV_i（ｔ）（ｔ＝1,…，N_pi）という離散点
の座標データより、それらの離散点間を関数等を補間
し、関数f_vi（ｕ）（１≦ｕ≦N_pi）を求める。こうする
ことにより、オブジェクトが動くコマの枚数をN_iとする
と、任意のコマ枚ｋ（ｋ＝1,…，N_i）における速度v
_i（ｋ）は v_i（ｋ）＝f_vi（（ｋ−１）／（N_i−１）×（N_pi−１）
＋１）と表せる。拡大縮小率や回転角度の時間変化S_i（ｋ），
r_i（ｋ）（ｋ＝1,…，N_i）についても速度の時間変化と
同様にして求められる。

次に任意のコマ数ｋにおけるｘ方向,y方向の入力され
た軌跡の始点からの移動画素数t_x（ｋ），t_y（ｋ）（ｋ
＝1,…，N_i）を以下のようにして決定する。

軌跡の座標値データ（x_pi（ｔ），y_pi（ｔ））（ｔ＝
1,…，N_pi））を動的内容算出部103と同様に関数等で補
間し、連結した軌跡の離散座標点系列C: （ｘ（１）,y（１））…（ｘ（Ｌ）,y（Ｌ））を得る。
この時、始点（ｘ（１）,y（１））から終点（ｘ
（Ｌ）,y（Ｌ））までの軌跡Ｃ上で移動する際の移動画
像素数はＬである。軌跡の離散座標点系列Ｃ上で始点
（ｘ（１）,y（１））から（ｘ（ｌ）,y（ｌ））まで移
動する際の移動画像素数ｌがｌ≦Σv_i（ｋ）＜ｌ＋１と
なる時、t_x（ｋ）＝ｘ（ｌ）−ｘ（１），t_y（ｋ）＝ｙ
（ｌ）−ｙ（１）とする。

オブジェクトのコマ毎の動的情報を算出した後、オブ
ジェクトの座標値を変換するための変換行列を作成す
る。すなわち任意のコマ数ｋにおける変換行列は以下の
ようになる。

変換行列算出後、第９図のようなデータを生成する。
ここで第９図は動的内容算出部103の出力データの一例
であり、901は以下に続く動的情報のオブジェクト番号
ｉ、902はオブジェクトｉの動的情報の変換行列M
_i（ｋ）（ｋ＝1,…，N_i）である。この後変換行列算出
部106はオブジェクトの動的内容データ（第９図）を動
画作成部107に渡す。

動画作成部107はオブジェクト作成部101で作成された
オブジェクトの図形データ（第２図（１））を記憶部10
5から読み出し、変換行列算出部106で生成された動的内
容データ（第９図）をもとに動画を作成し、画像表示部
108に動画を表示する。すなわちオブジェクトを構成す
る端点（x_i（ｔ），y_i（ｔ））（ｔ＝1,…，n_i）の任意
のコマ数ｋにおける座標値（ｘ′_i（ｋ）,y′_i（ｋ））
は、変換行列算出部106で生成された座標の変換行列M_i
（ｋ）により、（ｘ′_i（ｋ）,y′_i（ｋ）１）＝（x_i（１），y_i（１）
１）M_i（ｋ）で算出され、さらに当該端点の属性203
（第２図（１））にしたがって新たなオブジェクトを生
成する。この生成されたオブジェクトを画像表示部108
に表示する。このような動作を繰り返し行うことによっ
て動画を作成する。また、作成された動画は画像表示部
108以外のディスプレイ等の表示装置に表示したもよ
い。

記憶部105はオブジェクト作成部101で作成されたデー
タ（第２図）や動的情報修正編集部104で入力・修正編
集されたデータ（第５図）を格納する。

制御部109は第１図における全体の処理シーケンスの
制御、各部の実行制御、および、オブジェクト作成部10
1、動的情報入力部102、動的情報修正編集部104で用い
るマウスやディジタイザ等のデータ入力制御、108のデ
ィスプレイ等へのデータ表示を制御する表示制御を行
う。

画像表示部108は制御部109の制御のもとにディスプレ
イ等に、オブジェクト作成部101、あるいは動的情報入
力部102、動的情報修正編集部104、動画作成部107から
データを受け、第２図に示すようなオブジェクト、ある
いは第５図に示すような動的情報等を表示画面上に表示
する。

これらを動作させるには、動く対象となる画像（オブ
ジェクト）をオブジェクト作成部101で図形的に入力
し、第２図のようなオブジェクトデータを記憶部105に
記憶する。更にオブジェクトに動きを与えるために、動
的情報入力部102でオブジェクトの動き（動的情報）を
マウスやタブレットなどのディジタイズ装置によりオブ
ジェクトの動きを決定する複数の変形要因を一回の操作
で同時に図形的に入力し、該入力されたデータ（第４
図）より動的内容算出部103において動的情報データ
（第５図）を算出し、該データを動的情報修正編集部10
4に渡す。

そして、動的情報修正編集部104では該動的情報を会
話的に修正し、第５図（ｂ）のデータ構成で動的情報デ
ータを記憶部105に記憶する。変換行列作成部106では記
憶部105から動的情報データ（第５図（ｂ））を読み出
し、オブジェクトが動くコマ毎の変換行列を算出し、第
９図のような動的内容を示すデータを作成し、動画作成
部107に渡す。

動画作成部107では動的内容（第９図）をもとにコマ
毎に記憶部105から読み出したオブジェクトデータ（第
２図（１））の座標変換を行い、動画を作成し、画像表
示部108に表示する。

但し、これらの全体の処理シーケンスの制御、各部の
実行制御、およびマウスやディジタイザ、あるいはキー
ボード等の入力装置からのデータ入力制御等は制御部10
9が行う。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によればオブジェクトの動
きをマウスやタブレットなどのディジタイズ装置よりオ
ブジェクトの動きを決定する複数の変形要因を一回の操
作で図形的に入力し、該入力された情報より、それぞれ
の変形要因を分離算出し、動画を容易に入力作成するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はオブジェクトの図形データの一例を示す図、第３
図は動的情報の入力・修正編集画面の一例を示す図、第
４図は動的情報入力部のデータ構造の一例、第５図は動
的情報のデータ構造の一例を示す図、第６図は速度の時
間変化の算出方法を示す図、第７図は拡大縮小率の時間
変化の算出方法を示す図、第８図は回転角度の時間変化
の算出方法を示す図、第９図は変換行列算出部出力のデ
ータ構成の一例を示す図である。 101…オブジェクト作成部、102…動的情報入力部、103
…動的内容算出部、104…動的情報修正編集部、105…記
憶部、106…変換行列算出部、107…動画作成部、108…
画像表示部、109…制御部、201…オブジェクト番号、20
2…端点の数、203…端点の属性、204…座標値、205…領
域色、206…境界色、301…動的情報入力・編集領域、30
2…速度時間変化編集領域、303…拡大縮小率時間変化編
集領域、304…回転角度時間変化編集領域、305…メニュ
ー表示領域、401…オブジェクト番号、402…オブジェク
トが動くコマ数、403…軌跡の入力点数、404…軌跡座標
データ、501…オブジェクト番号、502…オブジェクトが
動くコマ数、503…軌跡の入力点数、504…軌跡データ、
505…速度データ、506…拡大縮小率データ、507…回転
角度データ、901…オブジェクト番号、902…変換行列。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静止画像を時間的に順次に変形させて、動
画を作成する方法であって、前記時間的に順次変形の各
種変形要因のうち、その複数要因を操作者が操作する座
標入力装置の動きで同時に入力し、該座標入力装置の動
きから前記各種変形要因毎の時間変化を、分離して算出
することを特徴とする動画作成方法。