JP2969325B2 - ビデオ信号の背景欠陥補正用制御信号発生回路 - Google Patents
ビデオ信号の背景欠陥補正用制御信号発生回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/74—Circuits for processing colour signals for obtaining special effects
- H04N9/75—Chroma key
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Circuits (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ特殊効果を創造
するクロマ・キー装置、特に、不均一な照明レベル及び
／又は色温度、ひだ及びしわ、しみ、ルミナンス対クロ
ミナンス比がいろいろである色の使用などによる背景の
欠陥を補正する制御信号を発生する回路を具えたクロマ
・キー装置に関する。
するクロマ・キー装置、特に、不均一な照明レベル及び
／又は色温度、ひだ及びしわ、しみ、ルミナンス対クロ
ミナンス比がいろいろである色の使用などによる背景の
欠陥を補正する制御信号を発生する回路を具えたクロマ
・キー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】代表的な現実構成、即ち、クロマ・キー
用の配置（以下、クロマ・キー・セットという）では、
花瓶の如き前景オブジェクト、即ち前景場面が、通常で
は青又は緑である均一なカラー（色付き）背景場面（図
２）の前に、図３に示すように配置されている。なお、
図２の背景場面では、テーブルやその影が均一な色であ
る。このクロマ・キー・セットは、ビデオ・カメラで撮
影する。クロマ・キーのソース（信号源）によりカメラ
のビデオ出力を変調して、カラー背景場面を、テーブル
及びその他のオブジェクトがある部屋の如き新たな背景
場面（図４）に置き換える。なお、図４の新たな背景場
面では、テーブルや壁が所望のパターンとされている。
この結果、前景場面が新たな背景場面の前にあるかのよ
うに、この前景場面が現れる視覚的な効果が得られる。
映画においては、これと同様な技法を「マッティング
（matting）」という。
用の配置（以下、クロマ・キー・セットという）では、
花瓶の如き前景オブジェクト、即ち前景場面が、通常で
は青又は緑である均一なカラー（色付き）背景場面（図
２）の前に、図３に示すように配置されている。なお、
図２の背景場面では、テーブルやその影が均一な色であ
る。このクロマ・キー・セットは、ビデオ・カメラで撮
影する。クロマ・キーのソース（信号源）によりカメラ
のビデオ出力を変調して、カラー背景場面を、テーブル
及びその他のオブジェクトがある部屋の如き新たな背景
場面（図４）に置き換える。なお、図４の新たな背景場
面では、テーブルや壁が所望のパターンとされている。
この結果、前景場面が新たな背景場面の前にあるかのよ
うに、この前景場面が現れる視覚的な効果が得られる。
映画においては、これと同様な技法を「マッティング
（matting）」という。
【０００３】従来のクロマ・キー回路では、不要なアー
ティファクト（加工による不自然さ）に影響されずに、
良好なクロマ・キー効果を常に達成することができなか
った。特に、カラー背景場面が、完全で均一な色及びル
ミナンスでないと、不自然な結果となった。不均一な照
明レベル及び／又はカラー温度、ひだ及びしわ、しみ、
ルミナンス対クロミナンス比がいろいろである色の使用
などのようにカラー背景場面が不揃いである（図２）
と、クロマ・キー回路を設定する際に妥協する必要があ
る。例えば、クロマ・キー効果を達成するために用いる
一般的な実施法は、カラー背景場面と同じ色のクロマ・
キー・セット内に小道具を配置している。これら小道具
は、岩、テーブル、椅子又は任意のオブジェクトでよ
く、前景オブジェクトがその上に配置されたり、その周
囲を移動する。小道具は、カラー背景場面とマッチする
ように、これら小道具の彩色において同じルミナンス対
クロミナンス比でなければならない。しかし、小道具の
彩色のルミナンス対クロミナンス比は、しばしばこのよ
うにはならなかった。
ティファクト（加工による不自然さ）に影響されずに、
良好なクロマ・キー効果を常に達成することができなか
った。特に、カラー背景場面が、完全で均一な色及びル
ミナンスでないと、不自然な結果となった。不均一な照
明レベル及び／又はカラー温度、ひだ及びしわ、しみ、
ルミナンス対クロミナンス比がいろいろである色の使用
などのようにカラー背景場面が不揃いである（図２）
と、クロマ・キー回路を設定する際に妥協する必要があ
る。例えば、クロマ・キー効果を達成するために用いる
一般的な実施法は、カラー背景場面と同じ色のクロマ・
キー・セット内に小道具を配置している。これら小道具
は、岩、テーブル、椅子又は任意のオブジェクトでよ
く、前景オブジェクトがその上に配置されたり、その周
囲を移動する。小道具は、カラー背景場面とマッチする
ように、これら小道具の彩色において同じルミナンス対
クロミナンス比でなければならない。しかし、小道具の
彩色のルミナンス対クロミナンス比は、しばしばこのよ
うにはならなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ルミナンス抑圧は、あ
る比例定数でクロミナンス抑圧により決まるので、小道
具のルミナンス対クロミナンス比がマッチしないと、ほ
とんどの従来のクロマ・キー回路ではルミナンス抑圧が
困難となる。ルミナンス抑圧をカラー背景場面用に調整
すると、小道具にとっては、適切ではなく、抑圧が不十
分であったり、過度に抑圧されたりする。ルミナンス抑
圧を小道具用に調整すると、同様にカラー背景場面が不
適切に抑圧される。ルミナンスを抑圧し過ぎると、前景
オブジェクトの縁（境界）が劣化して、この縁の細部が
失われる。この抑圧が不十分であると、複合イメージ内
の新たな背景場面が不正確なルミナンス・レベルとな
る。操作者は、希望する特定の効果に対して、どちらの
不自然さが不都合でないかを判断しなければならない。
る比例定数でクロミナンス抑圧により決まるので、小道
具のルミナンス対クロミナンス比がマッチしないと、ほ
とんどの従来のクロマ・キー回路ではルミナンス抑圧が
困難となる。ルミナンス抑圧をカラー背景場面用に調整
すると、小道具にとっては、適切ではなく、抑圧が不十
分であったり、過度に抑圧されたりする。ルミナンス抑
圧を小道具用に調整すると、同様にカラー背景場面が不
適切に抑圧される。ルミナンスを抑圧し過ぎると、前景
オブジェクトの縁（境界）が劣化して、この縁の細部が
失われる。この抑圧が不十分であると、複合イメージ内
の新たな背景場面が不正確なルミナンス・レベルとな
る。操作者は、希望する特定の効果に対して、どちらの
不自然さが不都合でないかを判断しなければならない。
【０００５】同様な問題は、クロマ・キー・セットにお
ける不均一な照明、しみ及びしわによっても生じる。こ
の場合、カラー背景場面の抑圧は良好に作用する。しか
し、前景オブジェクトが存在する背景場面の位置に穴を
開けるように、新たな背景場面に作用するクロマ・キー
回路からの制御信号は、しみ、しわ及び照明の欠陥に応
答しないようにしなければならないので、新たな背景場
面の状態は、妥協したものとなる。このような処理に
は、利得調整及びクリッピング処理を行う必要があり、
利得が必要なほど、新たな背景場面及び前景オブジェク
ト間の縁（境界）が劣化する。これら劣化した縁によ
り、見栄えが悪くなり、細部が失われる。
ける不均一な照明、しみ及びしわによっても生じる。こ
の場合、カラー背景場面の抑圧は良好に作用する。しか
し、前景オブジェクトが存在する背景場面の位置に穴を
開けるように、新たな背景場面に作用するクロマ・キー
回路からの制御信号は、しみ、しわ及び照明の欠陥に応
答しないようにしなければならないので、新たな背景場
面の状態は、妥協したものとなる。このような処理に
は、利得調整及びクリッピング処理を行う必要があり、
利得が必要なほど、新たな背景場面及び前景オブジェク
ト間の縁（境界）が劣化する。これら劣化した縁によ
り、見栄えが悪くなり、細部が失われる。
【０００６】色の付いた小道具をクロマ・キー・セット
に配置する際に、上述と関連した問題が生じる。小道具
には、必然的に影があり、セット内の他の部分にも影を
投げかける。異なる角度で且つ異なる種類の面から不均
一に光が反射するので、セット内の均一に照明されてい
るオブジェクトでさえ、外観が不均一な照明となる。こ
れらの変化を改善するには、クロマ制御信号をクリップ
処理し且つ利得調整する必要があるが、その結果として
縁の細部が失われる。
に配置する際に、上述と関連した問題が生じる。小道具
には、必然的に影があり、セット内の他の部分にも影を
投げかける。異なる角度で且つ異なる種類の面から不均
一に光が反射するので、セット内の均一に照明されてい
るオブジェクトでさえ、外観が不均一な照明となる。こ
れらの変化を改善するには、クロマ制御信号をクリップ
処理し且つ利得調整する必要があるが、その結果として
縁の細部が失われる。
【０００７】ほとんどのクロマ・キー回路は抑圧処理に
て純粋な色を用いるので、照明が均一な色温度でない
と、ほとんどのクロマ・キー回路によるクロミナンス抑
圧が不完全となる。この不完全なクロミナンス抑圧によ
り、抑圧されないクロミナンスが新たな背景場面に付加
されて、複合イメージの領域が色相エラーにより汚染さ
れる（図５）。
て純粋な色を用いるので、照明が均一な色温度でない
と、ほとんどのクロマ・キー回路によるクロミナンス抑
圧が不完全となる。この不完全なクロミナンス抑圧によ
り、抑圧されないクロミナンスが新たな背景場面に付加
されて、複合イメージの領域が色相エラーにより汚染さ
れる（図５）。
【０００８】上述の如く、カラー背景場面内に欠陥があ
るかかるクロマ・キー・セットによって、その結果のク
ロマ・キー効果に望ましくない不自然さが生じる。カラ
ー背景場面を理想的にしようとする、即ち、カメラの視
点から完全に均一にしようとするが、実際には、特に小
道具を用いた際に、セットの調整又はその照明を行うこ
とによっては、カラー背景場面を理想的にすることがで
きない。
るかかるクロマ・キー・セットによって、その結果のク
ロマ・キー効果に望ましくない不自然さが生じる。カラ
ー背景場面を理想的にしようとする、即ち、カメラの視
点から完全に均一にしようとするが、実際には、特に小
道具を用いた際に、セットの調整又はその照明を行うこ
とによっては、カラー背景場面を理想的にすることがで
きない。
【０００９】ところで、１９９１年７月１６日に発行さ
れたペトロ・ブラホスのアメリカ合衆国特許第５０３２
９０１号「線形イメージの複合に対する色及びルミナン
スの不均一補償の援助」には、前景オブジェクトが配置
されないカラー背景場面の基準イメージに基づいてクロ
マ・キー動作を補正する２つの方法を開示している。こ
のアメリカ合衆国特許の第１３Ａ図に示された回路のブ
ロック１２１は、色相選択器及び基準イメージを用い
て、新たな背景場面を整形するのに用いるクロマ・キー
信号を発生する。色相選択器からの出力を正規化する内
蔵蓄積装置の前段にこの色相選択器を配置する。この色
選択器からの出力は、新たな背景場面を整形するための
みに用いる。このアメリカ合衆国特許の第１３Ａ図の回
路１１２、１１５は、カラー背景場面内の欠陥を補正す
る抑圧回路である。
れたペトロ・ブラホスのアメリカ合衆国特許第５０３２
９０１号「線形イメージの複合に対する色及びルミナン
スの不均一補償の援助」には、前景オブジェクトが配置
されないカラー背景場面の基準イメージに基づいてクロ
マ・キー動作を補正する２つの方法を開示している。こ
のアメリカ合衆国特許の第１３Ａ図に示された回路のブ
ロック１２１は、色相選択器及び基準イメージを用い
て、新たな背景場面を整形するのに用いるクロマ・キー
信号を発生する。色相選択器からの出力を正規化する内
蔵蓄積装置の前段にこの色相選択器を配置する。この色
選択器からの出力は、新たな背景場面を整形するための
みに用いる。このアメリカ合衆国特許の第１３Ａ図の回
路１１２、１１５は、カラー背景場面内の欠陥を補正す
る抑圧回路である。
【００１０】上述のアメリカ合衆国特許に開示されたア
プローチは、従来のクロマ・キー回路に類似している。
すなわち、このアプローチでは、従来の色相選択器の出
力により、均一なマット信号と、ルミナンス及びクロミ
ナンスの一定の比とを整形する。これは、カラー背景場
面内の欠陥に応答し、カラー背景場面からその結果を差
し引く。前景オブジェクトのない不完全なカラー背景場
面が抑圧されると、この抑圧の結果が、その欠陥による
エラーとなる。このエラーは、メモリに蓄積され、色相
選択器からの出力により整形されるので、これは前景オ
ブジェクトに応答しない。前景オブジェクトがあるカラ
ー背景場面が処理されると、メモリからの整形されたエ
ラー出力を用いて、カラー背景場面内の残りのエラーを
除去する。このアメリカ合衆国特許の第１０図に開示さ
れた回路は、従来のクロマ・キー装置への入力に対し
て、カラー背景場面の色を正規化する。しかし、上述の
アメリカ合衆国特許に開示されたアプローチは、構成が
複雑で、処理が面倒で、補正が完全でなかった。
プローチは、従来のクロマ・キー回路に類似している。
すなわち、このアプローチでは、従来の色相選択器の出
力により、均一なマット信号と、ルミナンス及びクロミ
ナンスの一定の比とを整形する。これは、カラー背景場
面内の欠陥に応答し、カラー背景場面からその結果を差
し引く。前景オブジェクトのない不完全なカラー背景場
面が抑圧されると、この抑圧の結果が、その欠陥による
エラーとなる。このエラーは、メモリに蓄積され、色相
選択器からの出力により整形されるので、これは前景オ
ブジェクトに応答しない。前景オブジェクトがあるカラ
ー背景場面が処理されると、メモリからの整形されたエ
ラー出力を用いて、カラー背景場面内の残りのエラーを
除去する。このアメリカ合衆国特許の第１０図に開示さ
れた回路は、従来のクロマ・キー装置への入力に対し
て、カラー背景場面の色を正規化する。しかし、上述の
アメリカ合衆国特許に開示されたアプローチは、構成が
複雑で、処理が面倒で、補正が完全でなかった。
【００１１】したがって、本発明の目的は、前景オブジ
ェクトがなく、カラー背景場面及び多くの小道具がある
クロマ・キー・セットである基準入力を用いて、不均一
な照明及び／又は色温度、ひだ及びしわ、しみ、ルミナ
ンス対クロミナンス比がいろいろである色の使用などに
よる背景の欠陥を確実に補正する制御信号を発生する簡
単な構成の回路を提供することである。
ェクトがなく、カラー背景場面及び多くの小道具がある
クロマ・キー・セットである基準入力を用いて、不均一
な照明及び／又は色温度、ひだ及びしわ、しみ、ルミナ
ンス対クロミナンス比がいろいろである色の使用などに
よる背景の欠陥を確実に補正する制御信号を発生する簡
単な構成の回路を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基準入
力と、前景オブジェクトを有するクロマ・キー・セット
とを比較して、クロマ・キー制御信号を発生する。この
制御信号は、前景オブジェクトがクロマ・キー・セット
の上にあり、背景欠陥に応答しないことのみを示すもの
である。このクロマ・キー制御信号を基準入力自体に適
用して、カラー背景場面及び背景欠陥を不自然さなく抑
圧する。また、クロマ・キー制御信号を用いて、前景オ
ブジェクトが新たな背景場面に付加されるように、この
新たな背景場面を調整すると、クロマ・キー制御信号は
これらによる応答を含まないので、欠陥による妥協を必
要としない。
力と、前景オブジェクトを有するクロマ・キー・セット
とを比較して、クロマ・キー制御信号を発生する。この
制御信号は、前景オブジェクトがクロマ・キー・セット
の上にあり、背景欠陥に応答しないことのみを示すもの
である。このクロマ・キー制御信号を基準入力自体に適
用して、カラー背景場面及び背景欠陥を不自然さなく抑
圧する。また、クロマ・キー制御信号を用いて、前景オ
ブジェクトが新たな背景場面に付加されるように、この
新たな背景場面を調整すると、クロマ・キー制御信号は
これらによる応答を含まないので、欠陥による妥協を必
要としない。
【００１３】本発明のその他の目的、利点及び新規な特
徴は、添付図を参照した以下の説明から明らかになろ
う。
徴は、添付図を参照した以下の説明から明らかになろ
う。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明による背景欠陥を補正するク
ロマ・キー装置のブロック図である。前景オブジェクト
１２を有するカラー背景場面１０をビデオ・カメラ１３
により撮影して、ビデオ信号を発生する。このビデオ信
号を入力変換マトリックス回路１４に入力して、ビデオ
信号をルミナンス成分Ｙ及びクロミナンス成分Ｃ（Ｕ，
Ｖ）に変換する。基準ビデオ信号は、小道具を含むが前
景オブジェクト１２のないカラー背景場面１０を表すビ
デオ信号であり、基準媒体（ソース）１６に記録されて
いる。この基準ビデオ信号を、カメラ１３からのビデオ
信号と同期させて、基準媒体１６から読み出し、基準変
換マトリックス回路１８に入力する。このマトリックス
回路１８は、基準信号をルミナンス成分Ｙ及びクロミナ
ンス成分Ｃ（Ｕ，Ｖ）に変換する。
ロマ・キー装置のブロック図である。前景オブジェクト
１２を有するカラー背景場面１０をビデオ・カメラ１３
により撮影して、ビデオ信号を発生する。このビデオ信
号を入力変換マトリックス回路１４に入力して、ビデオ
信号をルミナンス成分Ｙ及びクロミナンス成分Ｃ（Ｕ，
Ｖ）に変換する。基準ビデオ信号は、小道具を含むが前
景オブジェクト１２のないカラー背景場面１０を表すビ
デオ信号であり、基準媒体（ソース）１６に記録されて
いる。この基準ビデオ信号を、カメラ１３からのビデオ
信号と同期させて、基準媒体１６から読み出し、基準変
換マトリックス回路１８に入力する。このマトリックス
回路１８は、基準信号をルミナンス成分Ｙ及びクロミナ
ンス成分Ｃ（Ｕ，Ｖ）に変換する。
【００１５】マトリックス回路１４からのビデオ信号の
クロミナンス成分は色相選択器２０に入力する。この色
相選択器２０は、１９９３年１０月５日に発行されたジ
ェムズ・エイ・デルウイッチのアメリカ合衆国特許第５
２５１０１６号「２次色相選択器によるクロマ・キー装
置」の第４図に示された従来構成でもよく、マトリック
ス回路１４からのクロミナンス成分から所望の色相部分
を選択して、この選択部分に対応する初期クロマ制御信
号を発生する。なお、色相選択器２０は、初期クロマ制
御信号発生手段となる。基準信号のクロミナンス成分
は、クロミナンス・マグニチュード回路２２に入力す
る。この回路２２は、２つのクロミナンス成分Ｕ、Ｖの
２乗の和の平方根に等価なマグニチュード信号を発生す
る。このマグニチュード信号を逆数回路２４に入力す
る。ミキサ回路２６は、マグニチュード信号の逆数を色
相選択器２０からの初期クロマ制御信号と乗算して、ク
ロマ・キー制御信号を発生する。なお、マグニチュード
回路２２、逆数回路２４及びミキサ回路２６は、変調手
段を構成する。
クロミナンス成分は色相選択器２０に入力する。この色
相選択器２０は、１９９３年１０月５日に発行されたジ
ェムズ・エイ・デルウイッチのアメリカ合衆国特許第５
２５１０１６号「２次色相選択器によるクロマ・キー装
置」の第４図に示された従来構成でもよく、マトリック
ス回路１４からのクロミナンス成分から所望の色相部分
を選択して、この選択部分に対応する初期クロマ制御信
号を発生する。なお、色相選択器２０は、初期クロマ制
御信号発生手段となる。基準信号のクロミナンス成分
は、クロミナンス・マグニチュード回路２２に入力す
る。この回路２２は、２つのクロミナンス成分Ｕ、Ｖの
２乗の和の平方根に等価なマグニチュード信号を発生す
る。このマグニチュード信号を逆数回路２４に入力す
る。ミキサ回路２６は、マグニチュード信号の逆数を色
相選択器２０からの初期クロマ制御信号と乗算して、ク
ロマ・キー制御信号を発生する。なお、マグニチュード
回路２２、逆数回路２４及びミキサ回路２６は、変調手
段を構成する。
【００１６】このクロマ・キー制御信号は、２つの処
理、即ち、背景抑圧処理及び新たな背景整形処理に用い
る。前景オブジェクトが存在する位置に穴を有する不完
全なカラー背景場面に対してベクトルを構成することに
より、背景抑圧を行う。このベクトルを構成するとは、
ルミナンス及びクロミナンス成分用のミキサ回路２８、
３０内で、クロマ・キー制御信号により、基準信号が示
すような不完全なカラー背景に対して縮尺（スケール）
を行うことである。これらミキサ回路２８及び３０は、
組み合わせ手段となる。減算器（抑圧手段）３２、３４
において、ミキサ回路２８、３０からの出力信号を、マ
トリックス回路１４からのビデオ信号から減算して、前
景信号ＦＧＤのみが出力に現れるようにする。ミキサ回
路２６からのクロマ・キー制御信号をキー回路３６に供
給して、新たな背景に穴を開けるキー信号を発生する。
この新たな背景に前景信号を挿入する。すなわち、新た
な背景を整形する。キー回路３６からのキー信号及び減
算器３２、３４からの前景信号ＦＧＤをキー装置（図示
せず）が用いて、新たな背景を伴ったＦＧＤを合成す
る。その結果の合成信号は、図９に示すようになり、い
かなる背景の欠陥もない。
理、即ち、背景抑圧処理及び新たな背景整形処理に用い
る。前景オブジェクトが存在する位置に穴を有する不完
全なカラー背景場面に対してベクトルを構成することに
より、背景抑圧を行う。このベクトルを構成するとは、
ルミナンス及びクロミナンス成分用のミキサ回路２８、
３０内で、クロマ・キー制御信号により、基準信号が示
すような不完全なカラー背景に対して縮尺（スケール）
を行うことである。これらミキサ回路２８及び３０は、
組み合わせ手段となる。減算器（抑圧手段）３２、３４
において、ミキサ回路２８、３０からの出力信号を、マ
トリックス回路１４からのビデオ信号から減算して、前
景信号ＦＧＤのみが出力に現れるようにする。ミキサ回
路２６からのクロマ・キー制御信号をキー回路３６に供
給して、新たな背景に穴を開けるキー信号を発生する。
この新たな背景に前景信号を挿入する。すなわち、新た
な背景を整形する。キー回路３６からのキー信号及び減
算器３２、３４からの前景信号ＦＧＤをキー装置（図示
せず）が用いて、新たな背景を伴ったＦＧＤを合成す
る。その結果の合成信号は、図９に示すようになり、い
かなる背景の欠陥もない。
【００１７】基準信号は、多くのソースから供給しても
よい。ソースの１つは、テープ・デッキであり、前景オ
ブジェクトのないクロマ・キー・セットの記録を再生す
る。このソースでは、適所に前景オブジェクトを有する
クロマ・キー・セットを記録する際に用いるカメラの動
きに応じて、フレーム毎にその動きにマッチする限り、
カメラをパンしたり、ズームしたり、移動する。他のソ
ースは、前景オブジェクトを有するクロマ・キー・セッ
トの記録に関連して用いるクロマ・キー・セットであっ
て、前景オブジェクトのないこのセットをカメラで実況
撮影したものである。ここでも、カメラの動きを上述の
ように適用できる。基準入力用のテープ・デッキを利用
した場合と比較したこのソースの利点は、抑圧により、
記録の際に付加されるノイズがないことである。更に他
のソースとしては、前景オブジェクトのないクロマ・キ
ー・セットのフレーム蓄積イメージ（フレーム・バッフ
ァに蓄積されたイメージ）がある。このソースでは、カ
メラを固定する必要がある。この利点は、後述のよう
に、フレームを蓄積することにより、カラー背景場面の
ノイズを循環的に低減できることである。これらソース
は、予め考慮する必要がある。
よい。ソースの１つは、テープ・デッキであり、前景オ
ブジェクトのないクロマ・キー・セットの記録を再生す
る。このソースでは、適所に前景オブジェクトを有する
クロマ・キー・セットを記録する際に用いるカメラの動
きに応じて、フレーム毎にその動きにマッチする限り、
カメラをパンしたり、ズームしたり、移動する。他のソ
ースは、前景オブジェクトを有するクロマ・キー・セッ
トの記録に関連して用いるクロマ・キー・セットであっ
て、前景オブジェクトのないこのセットをカメラで実況
撮影したものである。ここでも、カメラの動きを上述の
ように適用できる。基準入力用のテープ・デッキを利用
した場合と比較したこのソースの利点は、抑圧により、
記録の際に付加されるノイズがないことである。更に他
のソースとしては、前景オブジェクトのないクロマ・キ
ー・セットのフレーム蓄積イメージ（フレーム・バッフ
ァに蓄積されたイメージ）がある。このソースでは、カ
メラを固定する必要がある。この利点は、後述のよう
に、フレームを蓄積することにより、カラー背景場面の
ノイズを循環的に低減できることである。これらソース
は、予め考慮する必要がある。
【００１８】いくつかの条件下において、選択的にフレ
ーム・バッファ（蓄積装置）に書き込みながら、前景オ
ブジェクトの存在するカラー背景場面を再生して、基準
信号を合成できる。選択の１つの基準は、他の基準も可
能ではあるが、フレーム・バッファに何が蓄積され、ク
ロマ・キー・セット内に何が生じたかを比較することに
基づく。人物の如き前景オブジェクトがクロマ・キー・
セットの周囲で動くと、現れたカラー背景場面部分をフ
レーム・バッファ内のものと置換するので、全体的なカ
ラー背景場面内を最終的に埋めることが可能になる。前
景オブジェクトが透明で、移動せずに、その部分にカラ
ー背景場面のあるものが現れる場合、その部分は本来重
要ではない。この技術は、移動しない透明の前景オブジ
ェクトに対して常には作用せず、この前景オブジェクト
が見えなくなる。
ーム・バッファ（蓄積装置）に書き込みながら、前景オ
ブジェクトの存在するカラー背景場面を再生して、基準
信号を合成できる。選択の１つの基準は、他の基準も可
能ではあるが、フレーム・バッファに何が蓄積され、ク
ロマ・キー・セット内に何が生じたかを比較することに
基づく。人物の如き前景オブジェクトがクロマ・キー・
セットの周囲で動くと、現れたカラー背景場面部分をフ
レーム・バッファ内のものと置換するので、全体的なカ
ラー背景場面内を最終的に埋めることが可能になる。前
景オブジェクトが透明で、移動せずに、その部分にカラ
ー背景場面のあるものが現れる場合、その部分は本来重
要ではない。この技術は、移動しない透明の前景オブジ
ェクトに対して常には作用せず、この前景オブジェクト
が見えなくなる。
【００１９】実在する従来のクロマ・キーでも、上述と
同じ背景補正の利点を得るために、図６及び図７に示す
ように、クロマ・キー・プリプロセッサを設けて、カラ
ー背景場面をマット・カラーにより正規化する。これら
回路は、図１で説明した回路と非常に類似しているが、
キー回路３６がなく、基準マット発生器３８を減算器４
０、４２と共に設けて、背景抑圧の代わりにエラー補正
を行う。マット発生器３８の出力から基準信号を減算器
４０、４２により減算して、この基準信号からエラー信
号を発生する。すなわち、これらマット発生器３８及び
減算器４０、４２は、エラー信号発生手段を構成する。
なお、このマット発生器３８の出力は、欠陥のない完全
な公称色の均一な背景場面を表す。減算器４０、４２の
出力信号は、完全な背景場面からの偏差を表すエラー信
号であり、これらエラー信号をミキサ回路２８、３０内
でクロマ・キー制御信号により整形し、補正手段である
加算回路４４、４６に供給する。加算回路４４、４６か
らの加算出力は、平坦な基準マット（図８）の前方にあ
るが如き前景オブジェクト１２である。この信号を従来
のクロマ・キー装置に入力すると、クロマ・キー装置の
入力前に背景の欠陥が除去されるので、その結果の複合
信号（図９）には、この欠陥が除去されている。
同じ背景補正の利点を得るために、図６及び図７に示す
ように、クロマ・キー・プリプロセッサを設けて、カラ
ー背景場面をマット・カラーにより正規化する。これら
回路は、図１で説明した回路と非常に類似しているが、
キー回路３６がなく、基準マット発生器３８を減算器４
０、４２と共に設けて、背景抑圧の代わりにエラー補正
を行う。マット発生器３８の出力から基準信号を減算器
４０、４２により減算して、この基準信号からエラー信
号を発生する。すなわち、これらマット発生器３８及び
減算器４０、４２は、エラー信号発生手段を構成する。
なお、このマット発生器３８の出力は、欠陥のない完全
な公称色の均一な背景場面を表す。減算器４０、４２の
出力信号は、完全な背景場面からの偏差を表すエラー信
号であり、これらエラー信号をミキサ回路２８、３０内
でクロマ・キー制御信号により整形し、補正手段である
加算回路４４、４６に供給する。加算回路４４、４６か
らの加算出力は、平坦な基準マット（図８）の前方にあ
るが如き前景オブジェクト１２である。この信号を従来
のクロマ・キー装置に入力すると、クロマ・キー装置の
入力前に背景の欠陥が除去されるので、その結果の複合
信号（図９）には、この欠陥が除去されている。
【００２０】プリプロセッサは、図７に示す如く、ノイ
ズ低減用の内部フレーム・バッファ４８、５０を含んで
もよい。基準信号の単一のフレームがフレーム・バッフ
ァ４８、５０に蓄積され、この基準信号がクロマ・キー
信号内のカラー背景場面を補正するのに用いられる場
合、マグニチュード回路２２からのクロマ・マグニチュ
ード信号は基準信号のノイズに応答する。よって、この
基準信号に関連したノイズは、このプリプロセッサの出
力信号に直接的に影響を与える。すなわち、基準信号の
ノイズを予め低減しておくと、マグニチュード信号や減
算器４０、４２の出力信号もノイズの影響を受けにくく
なる。クロマ・マグニチュード回路２２の出力信号によ
り色相選択器２０の出力信号を除算すると、ノイズ利得
が得られる。減算器４０、４２からの背景エラー信号が
ミキサ回路２８、３０で整形され、加算器４４、４６に
より前景場面に加算されて得た出力信号には、この背景
エラー信号が作用している、即ち、背景エラーが除かれ
ている。ノイズ低減について更に説明する。フレーム・
バッファ４８、５０の入力側にミキサ回路５２、５４を
設けて、マトリックス回路１８の出力信号、フレーム・
バッファ４８、５０の出力信号及びノイズ低減レベルＮ
ＲＬを乗算する。よって、基準信号のある割合を、既に
フレーム・バッファ４８、５０内に存在する信号と組み
合わせるて、このノイズ・エラーを減少させる。基準信
号の各フレーム内のノイズは、いかなる他のフレーム・
バッファのノイズとも相関していないので、フレーム・
バッファ４８、５０内にて、相関した信号のように高速
には、ノイズは累積しない。なお、フレーム・バッファ
４８、５０及びミキサ回路５２、５４は、ノイズ低減手
段を構成する。
ズ低減用の内部フレーム・バッファ４８、５０を含んで
もよい。基準信号の単一のフレームがフレーム・バッフ
ァ４８、５０に蓄積され、この基準信号がクロマ・キー
信号内のカラー背景場面を補正するのに用いられる場
合、マグニチュード回路２２からのクロマ・マグニチュ
ード信号は基準信号のノイズに応答する。よって、この
基準信号に関連したノイズは、このプリプロセッサの出
力信号に直接的に影響を与える。すなわち、基準信号の
ノイズを予め低減しておくと、マグニチュード信号や減
算器４０、４２の出力信号もノイズの影響を受けにくく
なる。クロマ・マグニチュード回路２２の出力信号によ
り色相選択器２０の出力信号を除算すると、ノイズ利得
が得られる。減算器４０、４２からの背景エラー信号が
ミキサ回路２８、３０で整形され、加算器４４、４６に
より前景場面に加算されて得た出力信号には、この背景
エラー信号が作用している、即ち、背景エラーが除かれ
ている。ノイズ低減について更に説明する。フレーム・
バッファ４８、５０の入力側にミキサ回路５２、５４を
設けて、マトリックス回路１８の出力信号、フレーム・
バッファ４８、５０の出力信号及びノイズ低減レベルＮ
ＲＬを乗算する。よって、基準信号のある割合を、既に
フレーム・バッファ４８、５０内に存在する信号と組み
合わせるて、このノイズ・エラーを減少させる。基準信
号の各フレーム内のノイズは、いかなる他のフレーム・
バッファのノイズとも相関していないので、フレーム・
バッファ４８、５０内にて、相関した信号のように高速
には、ノイズは累積しない。なお、フレーム・バッファ
４８、５０及びミキサ回路５２、５４は、ノイズ低減手
段を構成する。
【００２１】ノイズ低減レベルＮＲＬは、操作者により
設定され、ミキサ回路５２、５４用の混合係数となる。
フレーム・バッファ４８、５０にて累積される混合（ミ
キサ）での基準信号の割合が小さい程、ノイズをより一
層低減できる。また、必要とするこの割合が小さい程、
蓄積される基準信号のフレーム数が増える。フレーム・
バッファ４８、５０が黒信号（無信号状態）から記録
（蓄積）を開始すると、バッファ内容は、記録された各
フレームとなる。これは、必然的には望ましくないの
で、記録される第１フレームは、１００％の混合、即
ち、ＮＲＬ＝１で蓄積される。そして、蓄積された各連
続フレームにより、信号対ノイズ・レベルが改善される
一方、信号レベルは一定に維持する。１０％混合係数に
おいて、基準信号内のノイズ・パワーの改善は、１２．
７８ｄＢである。よって、基準信号としての基準ソース
１６に．カラー背景場面の多くのフレームが蓄積されて
いて、このノイズ軽減機能という利点を達成できる。Ｎ
ＲＬ＝１により第１フレームを蓄積した後に、ノイズを
軽減しないためには、ＮＲＬをゼロに設定して、フレー
ム・バッファ４８、５０に出力を保持する。スイッチＳ
１の設定により（これらスイッチＳ１がマトリックス回
路１８を選択した場合）、フレーム・バッファ４８、５
０をバイパスする。カメラにより基準信号を得てもよ
く、この場合も、ノイズ低減手段を用いれば、カメラの
出力のノイズを低減して、フレーム・バッファ４８、５
０に蓄積できる。
設定され、ミキサ回路５２、５４用の混合係数となる。
フレーム・バッファ４８、５０にて累積される混合（ミ
キサ）での基準信号の割合が小さい程、ノイズをより一
層低減できる。また、必要とするこの割合が小さい程、
蓄積される基準信号のフレーム数が増える。フレーム・
バッファ４８、５０が黒信号（無信号状態）から記録
（蓄積）を開始すると、バッファ内容は、記録された各
フレームとなる。これは、必然的には望ましくないの
で、記録される第１フレームは、１００％の混合、即
ち、ＮＲＬ＝１で蓄積される。そして、蓄積された各連
続フレームにより、信号対ノイズ・レベルが改善される
一方、信号レベルは一定に維持する。１０％混合係数に
おいて、基準信号内のノイズ・パワーの改善は、１２．
７８ｄＢである。よって、基準信号としての基準ソース
１６に．カラー背景場面の多くのフレームが蓄積されて
いて、このノイズ軽減機能という利点を達成できる。Ｎ
ＲＬ＝１により第１フレームを蓄積した後に、ノイズを
軽減しないためには、ＮＲＬをゼロに設定して、フレー
ム・バッファ４８、５０に出力を保持する。スイッチＳ
１の設定により（これらスイッチＳ１がマトリックス回
路１８を選択した場合）、フレーム・バッファ４８、５
０をバイパスする。カメラにより基準信号を得てもよ
く、この場合も、ノイズ低減手段を用いれば、カメラの
出力のノイズを低減して、フレーム・バッファ４８、５
０に蓄積できる。
【００２２】一時的なフィルタ動作を基準信号に適用し
てもよく、これは０＜ＮＲＬ＜＝１に類似している。こ
の場合、かかる動作により生じた一時的な不自然さを処
理するために、動き検出技法が必要である。
てもよく、これは０＜ＮＲＬ＜＝１に類似している。こ
の場合、かかる動作により生じた一時的な不自然さを処
理するために、動き検出技法が必要である。
【００２３】よって、本発明のクロマ・キー装置は、背
景欠陥の補正を次のように行う。すなわち、必要に応じ
て背景場面がないが小道具があるカラー背景場面を表す
基準信号を、この背景場面内に前景場面を含む入力信号
と比較する。また、入力信号から得たクロマ・キー制御
信号の形式であり、前景場面が背景場面にどのように影
響するかを表す基準信号クロマ・マグニチュードを用い
る。
景欠陥の補正を次のように行う。すなわち、必要に応じ
て背景場面がないが小道具があるカラー背景場面を表す
基準信号を、この背景場面内に前景場面を含む入力信号
と比較する。また、入力信号から得たクロマ・キー制御
信号の形式であり、前景場面が背景場面にどのように影
響するかを表す基準信号クロマ・マグニチュードを用い
る。
【００２４】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、簡単な構
成により、クロマ・キー装置における背景に欠陥のない
前景及び背景の複合信号を形成できる。すなわち、基準
信号は、小道具を含むが必要に応じて前景場面のないカ
ラー背景信号を表す。この基準信号を、カラー背景場面
内に前景場面を含む入力信号と比較する。この際、基準
信号からクロマ・マグニチュード信号を発生させ、入力
信号から初期クロマ制御信号を発生させる。これらマグ
ニチュード信号及び初期クロマ制御信号を組み合わせ
て、クロマ・キー制御信号を発生する。さらに、このク
ロマ・キー制御信号と基準信号と組み合わせて、背景抑
圧を行った制御信号を発生できる。この制御信号を入力
信号から減算して、背景の欠陥のない前景信号を得られ
る。また、クロマ・キー信号を用いて、背景信号と前景
信号と組み合わせて、背景に欠陥のない複合ビデオ信号
を形成できる。さらに、エラー信号発生手段により基準
信号のエラーを除去でき、ノイズ低減手段により基準信
号のノイズを低減できる。
成により、クロマ・キー装置における背景に欠陥のない
前景及び背景の複合信号を形成できる。すなわち、基準
信号は、小道具を含むが必要に応じて前景場面のないカ
ラー背景信号を表す。この基準信号を、カラー背景場面
内に前景場面を含む入力信号と比較する。この際、基準
信号からクロマ・マグニチュード信号を発生させ、入力
信号から初期クロマ制御信号を発生させる。これらマグ
ニチュード信号及び初期クロマ制御信号を組み合わせ
て、クロマ・キー制御信号を発生する。さらに、このク
ロマ・キー制御信号と基準信号と組み合わせて、背景抑
圧を行った制御信号を発生できる。この制御信号を入力
信号から減算して、背景の欠陥のない前景信号を得られ
る。また、クロマ・キー信号を用いて、背景信号と前景
信号と組み合わせて、背景に欠陥のない複合ビデオ信号
を形成できる。さらに、エラー信号発生手段により基準
信号のエラーを除去でき、ノイズ低減手段により基準信
号のノイズを低減できる。
【図１】本発明により背景欠陥の補正を行うクロマ・キ
ー装置のブロック図である。
ー装置のブロック図である。
【図２】種々の欠陥があるカラー背景場面の画像を示す
図である。
図である。
【図３】前景オブジェクトを有する図２のカラー背景場
面の画像を示す図である。
面の画像を示す図である。
【図４】新たな背景場面の画像を示す図である。
【図５】従来のクロマ・キー装置で作成した新たな背景
場面及び前景オブジェクトから形成した複合イメージの
画像を示す図である。
場面及び前景オブジェクトから形成した複合イメージの
画像を示す図である。
【図６】本発明により背景欠陥を補正するプリプロセッ
サを含むクロマ・キー装置のブロック図である。
サを含むクロマ・キー装置のブロック図である。
【図７】本発明によりノイズ低減を行う背景欠陥補正用
のプリプロセッサを含むクロマ・キー装置のブロック図
である。
のプリプロセッサを含むクロマ・キー装置のブロック図
である。
【図８】本発明により背景欠陥の補正をするための背景
抑圧を行った前景オブジェクトの画像を示す図である。
抑圧を行った前景オブジェクトの画像を示す図である。
【図９】本発明により背景欠陥の補正をするクロマ・キ
ー装置が発生した複合イメージの画像を示す図である。
ー装置が発生した複合イメージの画像を示す図である。
１０ カラー背景場面 １２ 前景オブジェクト １３ カメラ １４ 入力変換マトリックス回路 １６ 基準ソース １８ 基準変換マトリックス回路 ２０ 色選択器（初期クロマ制御信号発生手段） ２２、２４、２６ 変調手段 ２２ クロミナンス・マグニチュード回路 ２４ 逆数回路 ２６ ミキサ回路 ２８、３０ ミキサ回路（組み合わせ手段） ３２、３４ 減算器（抑圧手段） ３６ キー回路 ３８、４０、４２ エラー信号発生手段 ３８ 基準マット信号発生器 ４０、４２ 減算器 ４４、４６ 加算器（補正手段） ４８、５０、５２、５４ ノイズ低減手段 ４８、５０ フレーム・バッファ ５２、５４ ミキサ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 9/75 H04N 5/272
Claims (14)
- 【請求項１】 カラー背景部分及び前景オブジェクト部
分を有するビデオ信号内の背景欠陥を補正する制御信号
を発生する回路であって、 上記ビデオ信号のクロミナンス成分から初期クロマ制御
信号を発生する初期クロマ制御信号発生手段と、 上記前景オブジェクト部分を含まない上記カラー背景部
分を表す基準信号のクロミナンス成分の大きさに応じて
上記初期クロマ制御信号を変調し、クロマ・キー制御信
号を発生する変調手段と、 上記クロマ・キー制御信号を上記基準信号と組み合わせ
て上記制御信号を発生する組み合わせ手段とを具えた制
御信号発生回路。 - 【請求項２】 上記基準信号からエラー信号を発生し、
上記組み合わせ手段に入力し、上記クロマ・キー制御信
号と組み合わせて上記制御信号を発生させるエラー信号
発生手段を更に具えたことを特徴とする請求項１の制御
信号発生回路。 - 【請求項３】 上記基準信号内のノイズを低減して上記
エラー信号を発生する低減手段を更に具えたことを特徴
とする請求項２の制御信号発生回路。 - 【請求項４】 上記低減手段は、 上記基準信号を受ける第１入力端子、第２入力端子、ノ
イズ低減係数を受ける制御端子、及び変調した基準信号
を発生する出力端子を有するミキサ回路と、 該ミキサ回路からの変調された基準信号を蓄積用に受け
る入力端子、及び上記ミキサ回路の第２入力端子に結合
された出力端子を有するフレーム・バッファと具え、 該フレーム・バッファの出力端子からの上記変調した基
準信号を上記基準信号として用いて上記エラー信号を発
生することを特徴とする請求項３の制御信号発生回路。 - 【請求項５】 上記制御信号に応じて上記ビデオ信号の
上記背景欠陥を補正して、補正ビデオ信号を発生する補
正手段を更に具えたことを特徴とする請求項２又は３の
制御信号発生回路。 - 【請求項６】 上記補正手段は、上記エラー信号を上記
ビデオ信号に加算して、上記背景欠陥のない補正したビ
デオ信号を発生する組み合わせ回路を具えたことを特徴
とする請求項５の制御信号発生回路。 - 【請求項７】 上記初期クロマ制御信号発生手段は、上
記ビデオ信号のクロミナンス成分を入力とし、上記初期
クロマ制御信号を出力する色相選択器を具えたことを特
徴とする請求項１の制御信号発生回路。 - 【請求項８】 上記初期クロマ制御信号発生手段は、上
記ビデオ信号を、ルミナンス成分及び上記クロミナンス
成分を有するコンポーネントビデオ信号に変換する手段
を具えたことを特徴とする請求項７の制御信号発生回
路。 - 【請求項９】 上記変調手段は、 上記基準信号の上記クロミナンス成分からマグニチュー
ド信号を発生する手段と、 上記マグニチュード信号により上記初期クロマ制御信号
を除算して上記クロマ・キー制御信号を発生する手段と
を具えたことを特徴とする請求項１の制御信号発生回
路。 - 【請求項１０】 上記組み合わせ手段は、上記クロマ・
キー制御信号により上記基準信号を乗算して、上記制御
信号を発生するミキサ回路を具えたことを特徴とする請
求項１の制御信号発生回路。 - 【請求項１１】 上記エラー信号発生手段は、 上記カラー背景部分の公称色に対応する均一なカラー信
号を発生するマット発生器と、 上記均一なカラー信号から上記基準信号を減算して、上
記エラー信号を発生する加算回路とを具えたことを特徴
とする請求項２の制御信号発生回路。 - 【請求項１２】 上記制御信号に応じて、上記ビデオ信
号からの上記カラー背景部分を抑圧する抑圧手段を更に
具えたことを特徴とする請求項１の制御信号発生回路。 - 【請求項１３】 上記抑圧手段は、上記ビデオ信号から
上記制御信号を減算して、上記背景欠陥のない上記前景
オブジェクトのみを含んだ出力ビデオ信号を発生する加
算器を具えたことを特徴とする請求項１２の制御信号発
生回路。 - 【請求項１４】 上記クロマ・キー制御信号に応じてキ
ー信号を発生する手段を更に具えたことを特徴とする請
求項１の制御信号発生回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/196,737 | 1994-02-15 | ||
| US08/196,737 US5400081A (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Chroma keyer with correction for background defects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240937A JPH07240937A (ja) | 1995-09-12 |
| JP2969325B2 true JP2969325B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=22726637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7024654A Expired - Lifetime JP2969325B2 (ja) | 1994-02-15 | 1995-01-19 | ビデオ信号の背景欠陥補正用制御信号発生回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5400081A (ja) |
| JP (1) | JP2969325B2 (ja) |
| DE (1) | DE19504304C2 (ja) |
| GB (1) | GB2286502B (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5519826A (en) * | 1994-04-29 | 1996-05-21 | Atari Games Corporation | Stop motion animation system |
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