JP3619642B2

JP3619642B2 - 画像合成処理回路

Info

Publication number: JP3619642B2
Application number: JP26610297A
Authority: JP
Inventors: 和則千田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11110526A

Description

【０００１】
【従来の技術】
従来より、ビデオキャプチャのように、例えばテレビ映像などに、他の映像上の文字等を埋め込んで合成画像を作成するための同一ＩＣ内に集積された画像合成処理回路が知られている。図２は、それぞれ異なる表示内容の２つの画像の合成例を概念的に示し、図６は、画像合成を実行する従来の処理回路の構成を示している。
【０００２】
青色等の所定の色の背景に文字が表示された図２のような第１画像データから文字部分を抜き出し、この文字をＴＶ映像等からなる第２画像データにはめ込むことで第３画像データを形成し、画像２上に画像１の文字がはめ込まれたように見える画像３が得られる。
【０００３】
例えば第１画像データの背景が青色（ブルーバック）である場合、比較部４０に比較レベルとして、該背景の青色に相当するデータをセットする。比較部４０は、この比較レベルと第１画像データとを比較し、一致した場合にＫＥＹ信号をセレクタ４２に出力する。セレクタ４２はこのＫＥＹ信号に応じて切り替わり、セレクタ４２は第２画像データが出力する。このように、比較部４０とセレクタ４２とによって、入力される第１画像データの背景部分では第２画像データが出力され、第１画像データの背景部分以外の文字等の情報部分では第１画像データが出力されて第３画像データが得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような画像合成処理回路に入力される第１及び第２画像データはアナログデータであるため、この処理回路では、これらのアナログデータを回路内に設けたアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部４４、４６においてそれぞれデジタルデータに変換し、その後、比較部４０に設定されるデジタルの比較レベルと比較処理を行い、画像合成処理を行っている。そして、従来、このデジタルの比較レベルとして、例えば８ビットの固定データが用いられている。
【０００５】
しかしながら、集積化されて同一ＩＣ内に画像合成処理回路が形成されているので、例えば、風景や、頻繁に輝度が反転する細かい模様であるなど、第２画像データであるＴＶ画像等の空間周波数が高い場合には、このような第２画像データを処理することで、ＩＣ内における消費電流の増大などによって内部で共通のグランド電位が変動してしまう。
【０００６】
ＩＣ内でグランド電位が変動することは、Ａ／Ｄ変換部４４で入力アナログデータをＡ／Ｄ変換する際、入力アナログデータに対して変換の基準となる電位が変動することとなる。従って、変換して得られるデジタルデータには変換誤差が発生し、ノイズとなってしまう。このため、比較部４０で、固定の比較レベルと、デジタル変換された第１画像データとを比較すると、比較結果に誤差が生ずることとなり、第１画像データから背景部分、ひいては文字等の情報部分の正確な切り出しに失敗してしまうという問題があった。
【０００７】
このような誤検出を緩和するための方法として、例えば第１画像データの背景部分のレベルに相当する例えば８ビットデータの内、上位４ビットのみを比較レベルとして比較部４０に設定することが考えられる。しかし、常時、上位４ビットのみを比較レベルとするのでは比較精度が低く、第１画像データの背景部分の検出処理の精度が悪化する。ノイズ成分が大きいときは、背景部分の検出ができない可能性もあり、誤検出の増加のおそれもある。
【０００８】
いずれにしても、回路内でデジタル変換して得られる第１画像データに重畳されるノイズ成分は常に一定の振幅をもっているとは限らず、システム構成等の外的要因によっても変動振幅が変わるため、固定的な比較レベルを用いて第１画像データから背景部分を検出すると、誤検出が起こりやすいという問題があった。
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は、入力される画像データにノイズが存在している場合にも、一方の画像データを他方の画像データにはめ込むための閾値を適切なものとして正確な画像合成を可能とする画像合成処理回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、入力される互いに異なる表示内容の第１画像データと第２画像データに対し、前記第１画像データの各画素位置におけるデータレベルを所定の検出閾値に基づいて順次検出し、検出結果に応じて前記第１画像データの該当画素位置におけるデータに代えて対応する画素位置における前記第２画像データを合成し第３画像データを作成する画像合成処理回路であり、前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデータから最大値と最小値を検出し、該最大値と最小値の差から前記第１画像データのノイズレベル範囲を検出し、前記第１画像データの各画素位置でのデータレベル検出のための前記検出閾値を前記ノイズレベル範囲に応じた値とする。
【００１１】
また、この発明では、第１画像データにノイズが多く、検出したデータの最大値と最小値の差が大きい場合には、例えば、検出閾値をノイズレベル範囲に応じた広い幅とし、ノイズが少なく、検出したデータの最大値と最小値の差が小さい場合には、検出閾値をノイズレベル範囲に応じて狭い幅に設定することができる。これにより、入力される第１画像データから、その状態に応じた適切な検出閾値によって所定のデータレベル、例えば所定色の背景等を検出することができ、第１画像データと第２画像データを正確に合成することができる。
【００１２】
また、この発明は、入力される互いに異なる表示内容の複数のアナログ画像データをそれぞれアナログデジタル変換し、得られた第１画像データ及び第２画像データに基づいて第３画像データを合成する画像合成処理回路であって、前記第１画像データの各画素位置におけるデジタルデータレベルと所定の比較レベルとを比較する比較部と、前記比較結果に応じて前記第１画像データの該当する画素位置のデータに代え、対応する画素位置における第２画像データを出力する画像データ選択部と、前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデジタルデータから最大値と最小値を検出し、該最大値と最小値の差から前記第１画像データのノイズレベル範囲を検出し、前記比較レベルを前記ノイズレベル範囲に応じた値とする比較レベル制御手段と、を有する。
【００１３】
アナログデータとして供給された画像データをデジタル変換する場合、回路内のグランド電位の変動等により、得られるデジタル画像データには、変換誤差（ぶれ）がノイズとして発生することとなる。比較レベル制御手段が、第１画像データからそのノイズレベル範囲を検出し、これに応じて第１画像データに第２画像データをはめ込むための第１画像データの比較レベルを設定する。具体的には、第１画像データの所定画素範囲での最大値と最小値の差を考慮してノイズレベル範囲を判断する。ノイズレベル範囲が広い場合、そのノイズレベル範囲に応じて、本来第１画像データから検出すべきデジタルデータレベルのうち所定の上位ビットのみを比較レベルとして設定することができる。つまり、デジタルデータとして設定される比較レベルのビット数が低く設定されることで、第１画像データに対する比較レベルの幅が広く設定される。一方、検出されたノイズレベル範囲が狭い場合には、これに応じてデジタルデータとして設定される比較レベルのビット数を多く設定し、第１画像データの比較レベルの幅を狭くすることができる。このような制御を行うことにより、ＩＣ化された回路内で画像データに発生するぶれ、つまりノイズを考慮し、入力される第１画像データから、そのノイズの発生状態に応じた適切な比較レベルによって所定のデータレベル、例えば所定色の背景等を検出することが、非常に簡易かつ高速な処理によって実現でき、第１画像データと第２画像データとが正確に合成されることとなる。
【００１４】
更に、この発明では、上記比較レベル制御手段は、前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデジタルデータから得られた最大値と最小値とに基づいて前記ノイズレベル範囲を検出することで、簡単な構成でノイズレベル範囲の検出を可能としている。
【００１５】
また更に、この発明では、前記第１画像データにおける前記ノイズレベル範囲の検出範囲を任意に設定する範囲設定機能を備えることで、第１画像データによって異なる画面位置に切り出すべき文字等の情報信号が存在している場合にも、情報信号が存在しない背景領域にノイズレベル範囲の検出範囲を設定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、この実施形態の画像合成処理回路の構成を示している。異なる表示内容の第１及び第２画像データは、それぞアナログデータとしてこの画像合成処理回路に供給される。図２に示すように、回路に供給される画像データの内、第１画像データは、例えばコンピュータ画像であり、所定色の背景の上に、文字、図形、その他の映像データが表示されている。また、一方の第２画像データは、例えばＴＶ画像である。この第１及び第２画像データは、それぞれ対応して設けられているＡ／Ｄ変換部４４、４６で、ＲＧＢそれぞれについて例えば８ビットのデジタルデータに変換され、画像データ選択部であるセレクタ１０に出力される。
【００１８】
比較範囲設定部１６は、例えば外部リモートコントロール装置であり、画像合成処理回路にＩ^２Ｃ素子を利用したＩ^２Ｃバスシステム等を採用することで、この比較範囲設定部１６により第１画像データのノイズレベル検出範囲が画面上の任意の位置に設定できる。例えば比較範囲として水平８画素×垂直８ライン分、３フィールド分が、この比較範囲設定部１６で設定されると、デコーダ１４が、これをデコードし、タイミングカウンタ１８からのタイミング信号に応じて比較範囲に応じた比較範囲信号を出力する。
【００１９】
デコーダ１４からの比較範囲信号は、有効窓信号として比較レベル制御部２０に出力される。比較レベル制御部２０は、入力される第１画像データのＲＧＢについてそれぞれ上記有効窓信号に応じた範囲の各画素のデータを取り込み、比較範囲内のデータからノイズレベル範囲を検出し、第１画像データの背景領域を検出するための比較レベルを決定する。
【００２０】
決定された比較レベルは、比較レベル制御部２０から画像データ比較部３４に供給される。画像データ比較部３４は、順次供給される第１画像データと、得られた比較レベルとを比較し、第１画像データが設定された比較レベルに一致すると（比較レベルの許容範囲内も含む）、ＫＥＹ信号をセレクタ１０に出力する。セレクタ１０は、このＫＥＹ信号が供給されると出力を第１画像データから第２画像データに切り替える。その結果、第１画像データの背景領域に第２画像データがはめ込まれた第３画像データが得られる。
【００２１】
次に、比較レベル制御部２０の構成及びノイズレベル範囲の検出動作について図３、図４及び図５に従って説明する。比較レベル制御部２０は、図３に示すように、イネーブル部２４、比較部２６、最大用レジスタ２８、最小用レジスタ３０、比較レベル決定部３２を備える。イネーブル部２４は、デコーダ１４からの有効窓信号に応じて第１画像データの入力を許可する。比較部２６は、デコーダ１４からの比較範囲設定信号に基づき、イネーブル部２４を通過した第１画像データが比較設定範囲内かどうか比較し、範囲内の第１画像データを最大用レジスタ２８及び最小用レジスタ３０に供給する。
【００２２】
最大用レジスタ２８及び最小用レジスタ３０は、図４に示すように、まず、比較部２６から供給される最初のデータ（８ビットデジタルデータ）を保持し、それ以降に入力されるデータと、保持したデータとの比較処理を行い、各データに対し、図中矢印のように順位付けを行う。例えば、最終的に最大８データ、最小８データからそれぞれ平均最大値、平均最小値として求めるように設定した場合、最初のデータから８個目のデータに対して比較を終了したら、次からは順次データの入れ替えを行う。
【００２３】
入れ替えは、図５に示すような手順で行う。入力データに対し、既に保持したデータ１〜８とをそれぞれ比較し、最大用レジスタ２８では、各保持データ１〜８に対して、入力データの方が大きければ「０」を、小さければ「１」を値として出力する。そして、出力値が「０」から「１」に変化する位置に入力データを挿入し、「０」の出力されたデータについてはビットシフトを行って、最大値から９番目となるデータを廃棄し、出力値が「１」ならば、そのデータを保持する。最小用レジスタ３０では、各保持データ１〜８に対し、入力データの方が小さければ「１」、大きければ「０」を値として出力し、出力値が「０」から「１」に変化する位置に入力データを挿入し、最小値から９番目となるデータを廃棄し、出力値が「１」ならばそのデータを保持する。
【００２４】
以上のような手順を繰り返し、比較設定範囲内の全ての画素についてのデータについて比較、入れ替え処理を実行することで、最大用レジスタ２８は比較設定範囲内のデータのうちの最大８データ、最小用レジスタ３０は、最小８データを得る。そして、各レジスタ２８、３０は、これを比較レベル決定部３２に出力する。比較レベル決定部３２は、最大用レジスタ２８からの最大８データと最小用レジスタ３０からの最小８データについてそれぞれその各平均を求め、平均最大値と平均最小値との幅をノイズレベル範囲とする。そして、このノイズレベル範囲を比較レベルとする。
【００２５】
画像データ比較部３４は、得られた比較レベルと入力される第１画像データとを比較して、比較レベルの範囲内に第１画像データが存在している場合、ＫＥＹ信号を発生してこれをセレクタ１０に供給する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換されて得られたＲＧＢそれぞれのデジタル第１画像データにノイズが多ければ、上記比較レベル決定部３２で得られる平均最大値と平均最小値との幅、即ちノイズレベル範囲は広くなる。従って、その場合には、比較レベルはノイズレベル範囲内の全てを含むように設定されることとなる。具体的には、この実施形態のようにＲＧＢの各画素についてのデータが８ビットの場合に、例えば上位４ビットだけを比較レベルとして設定する。よって、上位４ビットが比較レベルに一致する第１画像データは全て、セレクタ１０において第２画像データに置き換えられることとなる。一方、第１画像データのノイズが少なく、ノイズレベル範囲が狭ければ、比較レベルは、例えば上位７ビットに設定する。従って、この場合には、第１画像データの上位７ビットが比較レベルに一致する場合に第２画像データに置き換えられることとなる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説得したように本発明によれば、画像合成処理回路内で、グランド電位の変動や処理誤差といった外内的要因などにより合成すべき画像データにバラツキやぶれ等のノイズが発生しても、簡易かつ少ない回路構成にて、そのノイズのふれ幅に応じ画像データを抜き取るための閾値となる比較レベルを調整でき、正確に画像合成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像合成処理回路の構成を示す図である。
【図２】第１画像データと第２画像データとの合成例を概念的に示す図である。
【図３】図１の比較レベル制御部２０の構成を示す図である。
【図４】比較設定範囲内の第１画像データから最大値及び最小値を検出する手順を概念的に示す図である。
【図５】最大及び最小用レジスタ内における最大値及び最小値検出のための入れ替え動作を概念的に示す図である。
【図６】従来の画像合成処理回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０セレクタ、１４デコーダ、１６比較範囲設定部、１８タイミングカウンタ、２０比較レベル制御部、２４イネーブル部、２６比較部、２８最大用レジスタ、３０最小用レジスタ、３２比較レベル決定部、３４画像データ比較部。

Claims

入力される互いに異なる表示内容の第１画像データと第２画像データに対し、前記第１画像データの各画素位置におけるデータレベルを所定の検出閾値に基づいて順次検出し、検出結果に応じて前記第１画像データの該当画素位置におけるデータに代えて対応する画素位置における前記第２画像データを合成し第３画像データを作成する画像合成処理回路であり、
前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデータから最大値と最小値を検出し、該最大値と最小値の差から前記第１画像データのノイズレベル範囲を検出し、
前記第１画像データの各画素位置でのデータレベル検出のための前記検出閾値を前記ノイズレベル範囲に応じた値とすることを特徴とする画像合成処理回路。
入力される互いに異なる表示内容の複数のアナログ画像データをそれぞれアナログデジタル変換し、得られた第１画像データ及び第２画像データに基づいて第３画像データを合成する画像合成処理回路であって、
前記第１画像データの各画素位置におけるデジタルデータレベルと所定の比較レベルとを比較する比較部と、
前記比較結果に応じて前記第１画像データの該当する画素位置のデータに代え、対応する画素位置における第２画像データを出力する画像データ選択部と、
前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデジタルデータから最大値と最小値を検出し、該最大値と最小値の差から前記第１画像データのノイズレベル範囲を検出し、前記比較レベルを前記ノイズレベル範囲に応じた値とする比較レベル制御手段と、
を有することを特徴とする画像合成処理回路。
請求項１又は請求項２に記載の画像合成処理回路において、
前記検出閾値又は前記比較レベルの範囲は、前記最大値と前記最小値の差が大きい時にに広く、該差が小さいときに狭く設定することを特徴とする画像合成処理回路。
請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の画像合成処理回路において、
前記最大値及び前記最小値は、
最大値用レジスタ及び最小値用レジスタが、前記第１画像データの任意の画素領域内における複数のデータを大きい順、小さい順にそれぞれ並べながら保持し、
所定量のデータを保持後、以後入力されるデータと保持したデータを比較し、保持データの入れ替えを実行し、
所定設定範囲の全ての前記第１画素データについてデータの比較入れ替えを実行して、前記設定範囲内の全データのうちの最大側、最小側からそれぞれ所定数のデータを抽出し、
抽出したデータから最大側及び最小側のデータの平均値を求め、それぞれの平均値を最大値、最小値とすることを特徴とする画像合成処理回路。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の画像合成処理回路において、
更に、前記第１画像データにおける前記ノイズレベル範囲の検出範囲を任意に設定する範囲設定機能を備えることを特徴とする画像合成処理回路。