JP3731212B2

JP3731212B2 - 画像特殊効果装置

Info

Publication number: JP3731212B2
Application number: JP09154394A
Authority: JP
Inventors: 哲郎中田; 哲也原田; 求植田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: US5625420A; GB2288944A; GB9508607D0; GB2288944B; US5877818A; JPH07298136A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、原画像に関する情報を用いて該原画像に対して非線形な変形画像を形成する画像特殊効果装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッファメモリを用いて画像信号に特殊効果処理を施すことが行われている。例えば、画像信号をフレームバッファメモリに取り込む際の書き込みアドレスを操作したり、画像信号をフレームバッファメモリから読み出す際の読み出しアドレスを操作して特殊効果処理が施された変形画像を得ることができる。
【０００３】
特殊効果処理としては、例えば、縮小、拡大、移動、回転等の線形な変形から画像を波紋状にするリップル効果、変形を受けた画像が自らの画像に重なり合うような効果の一例であり本のページをめくるようなページターン効果等の非線形効果がある。そして、このような特殊効果処理は、画像特殊効果装置により行われる。
【０００４】
上記画像特殊効果装置が行う特殊効果処理は、基本的に、画像信号（以下、ビデオ信号という。）の合成であり、例えば、図９の（Ａ）に示すビデオ信号Ｖ₁と図９の（Ｂ）に示すキー信号Ｋの２種類の信号と、その他の信号であるバックグランド信号Ｖ₂とをスイッチャにより合成処理し、図９の（Ｃ）に示す合成処理信号Ｏを出力する。
【０００５】
具体的に、上記画像特殊効果装置は、図１０に示すような手法によって合成処理信号Ｏを出力する。先ず、図９の（Ａ）に示す入力ビデオ信号Ｖ₁と図９の（Ｂ）に示すキー信号Ｋは、乗算器７０で乗算されＶ₁Ｋとなる。また、減算器７１にて“１”からキー信号Ｋを減算して得られた（１−Ｋ）とバックグランド信号Ｖ₂は乗算器７２にて乗算され、Ｖ₂（１−Ｋ）となる。この乗算器７２の乗算出力Ｖ₂（１−Ｋ）と乗算器７０の乗算出力Ｖ₁Ｋは、加算器７３にて加算される。したがって、合成処理信号Ｏは、
Ｏ＝Ｖ₁Ｋ＋Ｖ₂（１ーＫ）・・・（１）
となる。この（１）式において、入力ビデオ信号Ｖ₁とバックグランド信号Ｖ₂の境界は、キー信号Ｋの傾斜によって決まる。
【０００６】
ここで、上記画像特殊効果装置が行うページターン効果を図１１を参照しながら以下に説明する。
【０００７】
ページターン効果は、入力画像Ｖをある折り返し線の位置で折り返すような効果である。その折り返し部分の曲線は側面から観測した場合円筒である。折り返す場合その方向と折り返す位置Ｍを表現するための座標Ｔが必要である。図１１にはこの座標Ｔ＝（Ｘ：Ｙ：Ｌ）も示す。Ｔ軸は、折り返す方向を表す。また、この座標Ｔにおいて、Ｘ軸及びＹ軸上のＸ_L及びＹ_Lは縮小、拡大、移動、回転等のリニア変形処理の演算を行ったアドレスであるリニアアドレスを示す。すると、上記Ｔ軸は、
Ｔ＝Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθ ・・・（２）
で与えられる。ここで、θは折り返し方向を示す角度である。
【０００８】
図１１に実線で示す、画面上で裏面側を表示する裏面側画像（下側画像）Ｖ_bは、ある折り返し線の位置Ｍで折り返すと視覚状円筒に巻き付き手前側に出る。これは下側画像のリニアアドレスをＴ軸方向に圧縮するように移動する変形が生じたと考えればよい。この下側画像の移動を表す移動関数ｆ_D（Ｔ）は、ｒを円筒の半径、ｐを円筒の中心位置とするとき、
ｆ_D（Ｔ）＝−Ｔ＋ｐ−ｒ＊arcSin（（−Ｔ＋ｐ）／ｒ）・・・（３）
で与えられる。
【０００９】
この（３）式と上記（２）式によれば、上記（２）式で示したリニアアドレス（Ｘ_L、Ｙ_L）のそれぞれの成分に対しては、Cosθ、Sinθをかけた分の移動量が加算される。したがって、ページターン効果の下側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_DLと、Ｙ軸読み出しアドレスＹ_DLは、
Ｘ_DL＝Ｘ_L＋ｆ_D（Ｔ）＊Cosθ ・・・（４）
Ｙ_DL＝Ｙ_L＋ｆ_D（Ｔ）＊Sinθ ・・・（５）
となる。
【００１０】
また、画面上で表面側を表示する表面側画像（上側画像）の読み出しアドレスは、上側画像の移動を表す移動関数をｆ_Ｕ（Ｔ）とすると、そのＸ軸読み出しアドレスＸ_ＵＬとＹ軸読み出しアドレスＹ_ＵＬを、
Ｘ_ＵＬ＝Ｘ_Ｌ＋ｆ_Ｕ（Ｔ）＊Cosθ・・・（６）
Ｙ_ＵＬ＝Ｙ_Ｌ＋ｆ_Ｕ（Ｔ）＊Sinθ・・・（７）
とする。
【００１１】
上記下側画像の移動を表す移動関数ｆ_D（Ｔ）及び上記上側画像の移動を表す移動関数ｆ_U（Ｔ）の特性を図１２の（Ｂ）及び図１２の（Ｃ）に示す。この下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）及び上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）は、中央演算処理ユニットであるＣＰＵの制御により予めルックアップテーブルとして用いるスタティックＲＡＭに書き込まれており、Ｔの値をアドレスとして該ルックアップテーブルから参照することができる。ここで、図１２の（Ａ）は、上記図１１の折り返し部分の曲線を側面から観測した場合を示す図である。
【００１２】
図１３は、上記（４）乃至（７）式に示した上記下側画像の読み出しアドレス及び上記上側画像の読み出しアドレスを得るための後述するページターンアドレス生成回路の具体的な回路図である。
【００１３】
この図１３において、乗算器８０には、リニアアドレスＸ_LとCosθが与えられる。また、乗算器８２には、リニアアドレスＹ_LとSinθが与えられる。加算器８１は、乗算器８０の出力Ｘ_L＊Cosθと、乗算器８２の出力Ｙ_L＊Sinθを加算し、加算出力Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθを出力する。この加算出力Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθは、上記（２）式に示したＴである。ここで、Cosθ、Sinθは、効果として希望する回転角ＣＰＵを使い設定する。上述したルックアップテーブルである上側画像移動関数用テーブル８３及び下側画像移動関数用テーブル８４は、Ｔの値をアドレスとして、上記上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）及び下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）を出力する。
【００１４】
上側画像移動関数（以下、ｆ_U（Ｔ）という。）用テーブル８３から出力された上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）は、乗算器８６及び８７に供給される。下側画像移動関数（以下、ｆ_d（Ｔ）という。）用テーブル８４から出力された下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）は、乗算器９０及び９１に供給される。
【００１５】
乗算器８６は、上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）とCosθを乗算し、その乗算出力ｆ_U（Ｔ）＊Cosθを加算器８５に出力する。加算器８５は、リニアアドレスＸ_Lと乗算出力ｆ_U（Ｔ）＊Cosθとを加算し、加算出力Ｘ_L＋ｆ_U（Ｔ）＊Cosθを上記（６）式に示すように、上側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_ULとして出力する。
【００１６】
乗算器８７は、上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）とSinθを乗算し、その乗算出力ｆ_U（Ｔ）＊Sinθを加算器８８に出力する。加算器８８は、リニアアドレスＹ_Lと乗算出力ｆ_U（Ｔ）＊Sinθとを加算し、加算出力Ｙ_L＋ｆ_U（Ｔ）＊Sinθを上記（７）式に示すように、上側画像のＹ軸読み出しアドレスＹ_ULとして出力する。
【００１７】
乗算器９０は、下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）とCosθを乗算し、その乗算出力ｆ_D（Ｔ）＊Cosθを加算器８９に出力する。加算器８９は、リニアアドレスＸ_Lと乗算出力ｆ_D（Ｔ）＊Cosθとを加算し、加算出力Ｘ_L＋ｆ_D（Ｔ）＊Cosθを上記（４）式に示すように、下側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_DLとして出力する。
【００１８】
乗算器９１は、下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）とSinθを乗算し、その乗算出力ｆ_D（Ｔ）＊Sinθを加算器９２に出力する。加算器９２は、リニアアドレスＹ_Lと乗算出力ｆ_D（Ｔ）＊Sinθとを加算し、加算出力Ｙ_L＋ｆ_D（Ｔ）＊Sinθを上記（５）式に示すように、下側画像のＹ軸読み出しアドレスＹ_DLとして出力する。
【００１９】
また、上記加算器８１から出力されたＴは、後述するＦｃ用テーブル９３に供給され、後述する有効領域検出フラグＦｃを参照する際のアドレスとなる。
【００２０】
以上、図１３に示した回路は、ページターン効果を発生するための各種アドレスを生成する部分であり、ページターンアドレス生成回路と呼ばれる。
【００２１】
次に、上記図１３に示したページターンアドレス生成回路を含めた従来の画像特殊効果装置について、図１４を参照しながら説明する。
【００２２】
この従来の画像特殊効果装置は、図１４に示すような構成とされる。
ビデオ入力データは、フレームバッファメモリであるビデオメモリ１０１に格納される。キー信号は、キーメモリ１０２に格納される。ここで、キー信号としては、通常２種類がある。一方は、画枠キー信号生成部１０３から供給される画像の画枠に相当する画枠キー信号である。他方は任意の形状を受け付ける場合に用いられる外部キー信号であり、例えばテロップ用の文字信号であったり、クロマキー装置で発生したキー信号等である。これら２種類のキー信号は、切換スイッチ１０４で切り換え選択される。すなわち、切換スイッチ１０４の被選択端子ａには外部キー信号が、被選択端子ｂには画枠キー信号生成回路１０３からの画枠キー信号が供給され、選択端子ｃの切り換えによりキーメモリ１０２には、上記２種類の内の一のキー信号が供給される。
【００２３】
リニアアドレス生成回路１０５は、ビデオ出力、キー出力の角サンプリング点の位置を表す２次元のアドレスである基本アドレスＨ、Ｖに縮小、拡大、移動、回転の効果を加えたリニアアドレスＸ_L、Ｙ_Lを生成し、非線形アドレス生成部である上記ページターンアドレス生成回路１０６に供給する。
【００２４】
ページターンアドレス生成回路１０６は、上記図１３を用いて説明したように、上記（４）式と（５）式に示したページターン効果の下側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_DLとＹ軸読み出しアドレスＹ_DLとを有効領域検出器１０７ａと切換スイッチ１０８の被選択端子ａとに、また、上記（６）式と（７）式に示したページターン効果の上側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_ULとＹ軸読み出しアドレスＹ_ULとを有効領域検出器１０７ｂと切換スイッチ１０８の被選択端子ｂとに供給している。
【００２５】
有効領域検出器１０７ａ及び１０７ｂは、上記下側画像の読み出しアドレスＸ_DLとＹ_DL及び上記上側画像の読み出しアドレスＸ_ULとＹ_ULの値を評価し、それらのアドレスが画像の存在するアドレスである有効アドレスであるときに、ハイレベルの信号“Ｈ”を有効領域検出フラグＦａ及びＦｂとして出力する。ここで、読み出しアドレスは、出力のサンプリング点の全てに定義されているので、フレームバッファメモリであるビデオメモリ１０１の有効アドレスの範囲を超える読み出しアドレスも演算上発生してしまうことになる。このビデオメモリ１０１の有効アドレスの範囲を超える読み出しアドレスで読み出された画像データは、不確定な画像データとなってしまう。また、ページターンのように上面（上側）と下面（下側）の画像が重ね合わされる場合は、上面の出力される領域を限定し、上面の画像が無効データの場合は下面データに切り換える必要がある。このため、上記下側画像の読み出しアドレスＸ_DLとＹ_DL及び上記上側画像の読み出しアドレスＸ_ULとＹ_ULに対応するように、二つの有効領域検出器１０７ａ及び１０７ｂを設け、該読み出しアドレスが有効アドレスである場合には、有効領域検出フラグＦａ及びＦｂを出力する。
【００２６】
なお、ページターンアドレス生成回路１０６は、リニアアドレス生成回路１０５から供給されたリニアアドレスＸ_L及びＹ_Lに応じて、Ｘ：Ｙ：Ｌ座標のＬ軸方向での有効領域を示す有効領域フラグＦｃを出力している。ページターンでは画像が折り返される効果のためＴ軸上のある点以降の範囲は画像が無くなる。そのため下側画像移動関数ｆ_D（Ｔ）及び上側画像移動関数ｆ_U（Ｔ）を出力するｆ_D（Ｔ）用テーブル８４及びｆ_U（Ｔ）用テーブル８３も、Ｔの値が所定の範囲内では、ｆ_D（Ｔ）及びｆ_U（Ｔ）であるテーブルデータを定義することができず、上記（４）式乃至（７）式で演算される各読み出しアドレスも結果的に無効アドレスを含むことになる。この無効なアドレスの発生していない領域を示すものが有効領域検出フラグＦｃである。
【００２７】
この有効領域検出フラグＦｃは、図１３に示すＦｃ用テーブル９３から読み出すことができる。すなわち、この有効領域検出フラグＦｃは、ＣＰＵの制御により予め１ビットのルックアップテーブルに書き込まれており、Ｔの値をアドレスとして該ルックアップテーブルであるＦｃ用テーブル９３から参照することができる。
【００２８】
図１４に戻る。切換スイッチ１０８は、ページターンアドレス生成回路１０６から供給される上側画像読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）と、下側画像読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）を切り換えるスイッチであり、後述するＡＮＤゲート１０９により切り換えが制御される。
【００２９】
切換スイッチ１１２は、ビデオメモリ１０１から読み出されたデータが無効である場合にその領域を黒レベルに置き換えるためのスイッチであり、後述するＡＮＤゲート１１１により切り換えが制御される。
【００３０】
切換スイッチ１１３は、キーメモリ１０２から読み出されたデータが無効である場合にその領域をデータ“０”に置き換えるためのスイッチであり、切換スイッチ１１２と同様にＡＮＤゲート１１１により切り換えが制御される。
【００３１】
上記有効領域検出器１０７ａの有効領域フラグＦａはＯＲゲート１１０に、上記有効領域検出器１０７ｂの有効領域フラグＦｂはＯＲゲート１１０とＡＮＤゲート１０９に、上記ページターンアドレス生成回路１０６の有効領域フラグＦｃはＡＮＤゲート１１１及び１０９に供給されている。また、ＯＲゲート１１０の出力はＡＮＤゲート１１１に供給されている。
【００３２】
このためＡＮＤゲート１０９は、有効領域検出フラグＦｂと有効領域検出フラグＦｃとがいずれも“Ｈ”のとき、すなわち上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）が有効アドレスであり、かつリニアアドレス（Ｘ_L、Ｙ_L）が有効アドレスである場合に、切換スイッチ１０８の選択端子ｃを被選択端子ａ又は被選択端子ｂの内の被選択端子ｂに接続して、上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）を選択させる。
【００３３】
また、ＡＮＤゲート１１１は、有効領域検出フラグＦａと有効領域検出フラグＦｂが供給されるＯＲゲート１１０の出力と、有効領域検出フラグＦｃとが供給されているので、有効領域検出フラグＦａ、Ｆｂ及びＦｃがすべて“Ｈ”のとき、すなわち上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）、下側画像の読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）及びリニアアドレス（Ｘ_L、Ｙ_L）が有効アドレスである場合に、切換スイッチ１１２の選択端子ｃを被選択端子ａ又は被選択端子ｂの内の被選択端子ｂに接続して、ビデオメモリ１０１の出力データを選択させ、それ以外の領域のときには被選択端子ｃから供給される黒レベルを選択させる。
【００３４】
同様に、ＡＮＤゲート１１１は、有効領域検出フラグＦａ、Ｆｂ及びＦｃがすべて“Ｈ”のとき、すなわち上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）、下側画像の読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）及びリニアアドレス（Ｘ_L、Ｙ_L）が有効アドレスである場合に、切換スイッチ１１３の選択端子ｃを被選択端子ａ又は被選択端子ｂの内の被選択端子ｂに接続して、キーメモリ１０２の出力データを選択させ、それ以外の領域のときには被選択端子ｃから供給されるデータ“０”を選択させる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の画像特殊効果装置では、画面上で表面側を表示する表面側画像（上側画像）の読み出しアドレスと、画面上で裏面側を表示する裏面側画像（下側画像）の読み出しアドレスがスイッチされるため、詳細を後述する図１５の領域１２４ｂの部分に上下画像がサンプリング点で切り換わるエッジギザが発生する。また、図１５の領域１２４ａの部分ではキー信号は切換スイッチ１１３で“０”に切り換えられる処理が行われるためキー信号Ｋに傾斜がなくなりスイッチャで合成した場合にエッジギザが発生する。
【００３６】
すなわち、上記（１）式において、キー信号Ｋに傾斜が無い場合はある点で急に画像が切り替わることになる。入力ビデオ信号Ｖ₁、バックグランド信号Ｖ₂及びキー信号ＫのいずれもＡ／Ｄ変換してディジタル信号処理を行うと、あるサンプリング点で急に画像が切り替わりサンプリング点をエッジとするエッジギザが発生する。
【００３７】
上述したようなページターン効果に現れるエッジギザの位置とその形状について図１５を用いて説明する。図１５はモニタ装置の画面１２１上に表示されたページターンの画像を表している。紙１２２の表側（紙１２２の右側）は画面１２１上で表面側にあるので表面側画像（上側画像）と呼ぶ。この上側画像が示す紙１２２の表側の左端部をめくることにより、画面上で裏面側にある裏面側画像が表面側画像を裏返したような画像として、境界領域１２４ａを通っている折り返し線の位置から境界領域１２４ｂを通る左端部１２３を示す線まで現れている。このようなページターン画像において、従来、バックグランド信号Ｖ₂と入力ビデオ信号Ｖ₁との境界領域１２４ａ及び１２４ｂには、エッジギザが拡大領域１２４の中に示すように発生してしまっている。このエッジギザは、特殊効果画像の精度を下げてしまう。
【００３８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、変形を受けた画像を自らに重なり合わせるような効果を出すような際に、エッジギザの発生を抑え、特殊効果画像の精度を上げることのできる画像特殊効果装置の提供を目的とする。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像特殊効果装置は、上記課題を解決するために、原画像に関するビデオ信号を記憶するビデオ信号用記憶手段と、原画像に関するキー信号を記憶するキー信号用記憶手段と、上記原画像の基本アドレスから上記原画像を線形に変形するための線形アドレスを生成する線形アドレス生成手段と、画面上で表面側になるように表示される表面側画像と、画面上で裏面側になるように表示される裏面側画像とを折り返し線で交差することにより、上記原画像をある位置で折り返したような非線形な特殊効果画像を得るために、上記線形アドレス生成手段が生成した線形アドレスから上記表面側画像に関する読み出しアドレスと上記裏面側画像に関する読み出しアドレスを生成するとともに、上記表面側画像と裏面側画像が交差する位置を示す折り返し線で、ある値をとり、折り返し線を基準にめくれる方向に直線状に増加するデータＺを生成する読み出しアドレス生成手段と、上記読み出しアドレス生成手段からの上記表面側画像の読み出しアドレスと上記裏面側画像の読み出しアドレスとに応じて上記ビデオ信号用記憶手段から読み出したビデオ信号を表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に分割し、また上記キー信号用記憶手段から読みだしたキー信号を上記表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に対応する表面側キー信号及び裏面側キー信号に分割する分割手段と、上記分割手段で分割された表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号と、上記表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に対応する上記表面側キー信号及び裏面側キー信号と、上記データＺを受信し、上記データＺに基づいて表面側キー信号と裏面側キー信号のプライオリティを決める第１のプライオリティ決定信号を生成し、上記表面側キー信号と上記裏面側キー信号を合成して出力キー信号を生成し、上記表面側キー信号と上記裏面側キー信号と上記第１のプライオリティ決定信号と上記出力キー信号とを合成して第１の合成キー信号を生成し、上記第１の合成キー信号に基づいて上記表面側ビデオ信号と上記裏面側ビデオ信号を合成して合成ビデオ信号を生成し、かつ上記第１のプライオリティ決定信号に基づいて上記合成ビデオ信号から不要な部分を除去した合成ビデオ信号を出力する画像合成手段とを備える。
【００４０】
上記画像合成手段は、上記データＺに基づいて表面側キー信号と裏面側キー信号のプライオリティを決める、上記第１のプライオリティ決定信号とは異なる第２のプライオリティ決定信号を生成し、上記第２のプライオリティ決定信号と上記出力キー信号とを合成して上記第１の合成キー信号とは異なって不要部分のキー信号を零にしている第２の合成キー信号を生成して、上記不要な部分を除去した合成ビデオ信号と共に出力する。
【００４３】
【作用】
画像合成手段は、分割手段で分割された表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号と、表面側キー信号及び裏面側キー信号と、データＺを受信し、データＺに基づいて表面側キー信号と裏面側キー信号のプライオリティを決める第１のプライオリティ決定信号を生成し、表面側キー信号と裏面側キー信号を合成して出力キー信号を生成し、表面側キー信号と裏面側キー信号と第１のプライオリティ決定信号と出力キー信号とを合成して第１の合成キー信号を生成し、第１の合成キー信号に基づいて表面側ビデオ信号と裏面側ビデオ信号を合成して合成ビデオ信号を生成し、かつ第１のプライオリティ決定信号に基づいて合成ビデオ信号から不要な部分を除去した合成ビデオ信号を出力する。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明に係る画像特殊効果装置の実施例を図面を参照しながら説明する。この実施例は、変形を受けた画像を自らに重なり合わせるような効果の一例であり本のページをめくるようなページターン効果を行うことのできる画像特殊効果装置である。特に、この実施例の画像特殊効果装置は、入力画像をフレームバッファメモリに格納し読み出しアドレスを非線形にすることで変形画像を形成するいわゆる読み出し方式を採用した画像特殊効果装置である。
【００４５】
この実施例の画像特殊効果装置は、図１に示すような構成とされる。
原画像に関するビデオ入力データは、フレームバッファメモリであるビデオメモリ１に格納される。原画像に関するキー信号は、キーメモリ２に格納される。ここで、キー信号としては、通常２種類がある。一方は、画像の画枠に相当する画枠キー信号であり、画枠キー信号生成回路３から供給される。また他方は、任意の形状を受け付ける場合に用いられる外部キー信号であり、例えばテロップ用の文字信号であったり、クロマキー装置で発生したキー信号等である。これら２種類のキー信号は、切換スイッチ４で切り換え選択される。すなわち、切換スイッチ４の被選択端子ａには外部キー信号が、被選択端子ｂには画枠キー信号生成回路３からの画枠キー信号が供給され、選択端子ｃの切り換えによりキーメモリ２には、上記２種類の内の一のキー信号が供給される。
【００４６】
リニアアドレス生成回路５は、ビデオ出力、キー出力の各サンプリング点の位置を表す２次元のアドレスである基本アドレス（Ｈ、Ｖ）に、縮小、拡大、移動、回転の効果を加えたリニアアドレス（Ｘ_L、Ｙ_L）を生成し、非線形アドレス生成部であるページターンアドレス生成回路６に供給する。ここで、ページターン効果は、入力画像をある位置で折り返す効果である。折り返す場合その方向と折り返す位置を表現するための座標Ｘ：Ｙ：Ｌが必要となる。Ｔ軸は折り返す方向を表すものとする。すると、Ｔ軸は、θを折り返し方向を示す角度とすると、
Ｔ＝Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθ ・・・（８）
で与えられる。この（８）式に示すＴは、ページターンアドレス生成回路６の中で得られる。
【００４７】
ページターンアドレス生成回路６は、図２に示すような構成とされる。
この図２において、乗算器１０には、リニアアドレスＸ_LとCosθが与えられる。また、乗算器１２には、リニアアドレスＹ_LとSinθが与えられる。加算器１１は、乗算器１０の出力Ｘ_L＊Cosθと、乗算器１２の出力Ｙ_L＊Sinθ加算し、加算出力Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθを出力する。この加算出力Ｘ_L＊Cosθ＋Ｙ_L＊Sinθは、上記（８）式に示したＴである。ここで、θは、上述したように折り返し方向を示す角度であり、中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという。）を使い設定することができる。ルックアップテーブルである上側画像移動関数（以下、ｆ_u（Ｔ）という。）用テーブル１３及び下側画像移動関数（以下、ｆ_d（Ｔ）という。）用テーブル１４は、Ｔの値をアドレスとして、後述する上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）及び下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）を出力する。
【００４８】
ｆ_u（Ｔ）用テーブル１３及びｆ_d（Ｔ）用テーブル１４には、図３に示すようなＳ字展開をする画像移動関数が予め書き込まれている。このＳ字展開をする画像移動関数について以下に説明する。
【００４９】
本実施例の画像特殊効果装置は、後述するようにコンバイナ処理回路９に２つの画像を合成させて、この合成画像からページターン効果を得るような処理をしている。すなわち、コンバイナ処理による２つの画像合成では、画面上で表面側となる表面側画像（上側画像）から画面上で裏面側となる裏面側画像（下側画像）に移行する画像のエッジ部分はキー信号のエッジ傾斜に従って滑らかになり、本実施例の画像特殊効果装置は、この原理を適用してページターン効果を作り出している。詳細は後述するが、ページターンアドレス生成回路６が生成した表面側画像（上側画像）読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）と、裏面側画像（下側画像）読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）をそれぞれ時分割多重した時分割多重読み出しアドレス（Ｘ_GL、Ｙ_GL）をビデオメモリ１及びキーメモリ２に供給し、該ビデオメモリ１及びキーメモリ２からビデオ信号及びキー信号を読み出し、該読み出しビデオ信号及びキー信号を表面側画像用のビデオ信号及びキー信号と、裏面側画像のビデオ信号及びキー信号に分割し、これら各信号を用いて図４に示すような画像を作り出し、該画像から不要な部分を除去することによって、ページターン効果の画像を得ている。
【００５０】
図４に示す画像は、ページターンの画像を破線で示す折り返し線Ｌで、本来の方向Ｍへ巻かずに折り返し線Ｌを基準に丁度逆方向Ｎに巻き付けるようにする。
【００５１】
このような一連の操作を上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）と、下側画像の読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）のいずれに対しても行う。このとき、この操作で読みだされる画像を横から観測した場合、Ｓ字形が形成される。このため、ここでは、上側画像の読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）と、下側画像の読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）を用いて行う一連の操作を読み出しアドレスのＳ字展開呼ぶことにする。このＳ字展開を行う関数を上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）及び下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）とする。
【００５２】
ここで、図３の（Ａ）は、図４に示す画像を横から観測した図である。図３の（Ｂ）は、下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）を示す図である。また、図３の（Ｃ）は、上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）を示す図である。
【００５３】
図２に戻る。ｆ_u（Ｔ）用テーブル１３から出力された上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）は、乗算器１６及び１７に供給される。また、ｆ_d（Ｔ）用テーブル１４から出力された下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）は、乗算器２０及び２１に供給される。
【００５４】
乗算器１６は、上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）とCosθを乗算し、その乗算出力ｆ_u（Ｔ）＊Cosθを加算器１５に出力する。加算器１５は、リニアアドレスＸ_Lと乗算出力ｆ_u（Ｔ）＊Cosθとを加算し、加算出力Ｘ_L＋ｆ_u（Ｔ）＊Cosθを上側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_ULとして出力する。
【００５５】
乗算器１７は、上側画像移動関数ｆ_u（Ｔ）とSinθを乗算し、その乗算出力ｆ_u（Ｔ）＊Sinθを加算器１８に出力する。加算器１８は、リニアアドレスＹ_Lと乗算出力ｆ_u（Ｔ）＊Sinθとを加算し、加算出力Ｙ_L＋ｆ_u（Ｔ）＊Sinθを上側画像のＹ軸読み出しアドレスＹ_ULとして出力する。
【００５６】
乗算器２０は、下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）とCosθを乗算し、その乗算出力ｆ_d（Ｔ）＊Cosθを加算器１９に出力する。加算器１９は、リニアアドレスＸ_Lと乗算出力ｆ_d（Ｔ）＊Cosθとを加算し、加算出力Ｘ_L＋ｆ_d（Ｔ）＊Cosθを下側画像のＸ軸読み出しアドレスＸ_DLとして出力する。
【００５７】
乗算器２１は、下側画像移動関数ｆ_d（Ｔ）とSinθを乗算し、その乗算出力ｆ_d（Ｔ）＊Sinθを加算器２２に出力する。加算器２２は、リニアアドレスＹ_Lと乗算出力ｆ_d（Ｔ）＊Sinθとを加算し、加算出力Ｙ_L＋ｆ_d（Ｔ）＊Sinθを下側画像のＹ軸読み出しアドレスＹ_DLとして出力する。
【００５８】
また、上記加算器１１から出力されたＴは、オフセット加算器２４に供給され、偽データＺを出力するのに用いられる。この偽データＺは、図４に示した画像から不要な画像を除去する際に用いられる奥行き情報である。この偽データＺは、表面側画像（上側画像）と裏面側画像（下側画像）が交差する位置（折り返し線Ｌ）で、ある値（例えば０とする）をとり、折り返し線Ｌを基準にめくれる方向に直線状に増加するデータである。ページターン効果の場合、Ｔ軸データにオフセットを加算し折り返し線Ｌの位置で０となるようにする。
【００５９】
ここで、図１に戻る。ページターンアドレス生成回路６で生成された２つのアドレス、すなわち上側画像読み出しアドレス（Ｘ_UL、Ｙ_UL）と下側画像読み出しアドレス（Ｘ_DL、Ｙ_DL）は、マルチプレクサ７に供給される。このマルチプレクサ７は、上記２つのアドレスを時分割多重し、時分割多重読み出しアドレス（Ｘ_GL、Ｙ_GL）を作り出し、ビデオメモリ１及びキーメモリ２に供給する。この時分割多重読み出しアドレス（Ｘ_GL、Ｙ_GL）は、サンプリング周期の２倍のレートになっている。
【００６０】
ビデオメモリ１及びキーメモリ２は、時分割多重読み出しアドレス（Ｘ_GL、Ｙ_GL）にしたがって、非線形効果画像をそれぞれ出力する。ビデオメモリ１から出力された非線形効果画像は、デマルチプレクサ８ａに供給されて、上側ビデオ信号Ｖ_aと下側ビデオ信号Ｖ_bに分割される。また、キーメモリ２から出力された非線形効果画像は、デマルチプレクサ８ｂに供給されて、上側キー信号Ｋ_aと下側キー信号Ｋ_bとに分割される。このデマルチプレクサ８ａ及び８ｂで分割された上側ビデオ信号Ｖ_aと下側ビデオ信号Ｖ_b及び上側キー信号Ｋ_aと下側キー信号Ｋ_bは、コンバイナ処理回路９に供給される。
【００６１】
コンバイナ処理回路９は、上述したように２つの画面を合成する際に、上側画像から下側画像に移行する画像のエッジ部分をキー信号のエッジの傾斜に従い滑らかにするものであり、図５に示すような構成である。各構成部での演算を図６の各信号の波形図を参照しながら説明する。
【００６２】
図１のデマルチプレクサ８ａから出力された上側ビデオ信号Ｖ_a及び下側ビデオ信号Ｖ_bは、乗算器３２及び乗算器３３に供給される。また、デマルチプレクサ８ｂから出力された上側キー信号Ｋ_aは、“１”が与えられる減算器３４、乗算器３５及び乗算器３６に供給される。また、同様にデマルチプレクサ８ｂから出力された下側キー信号Ｋ_bは、“１”が与えられる減算器３７に供給される。
【００６３】
減算器３４の減算出力（１−Ｋ_a）と、減算器３７の減算出力（１−Ｋ_b）は、乗算器３８に供給される。乗算器３８の乗算出力（１−Ｋ_a）＊（１−Ｋ_b）は、“１”が与えらえる減算器３９に供給される。減算器３９の減算出力｛１−（（１−Ｋ_a）＊（１−Ｋ_b））｝は、キー信号Ｋ_OUTとして乗算器４０と除算器４１に供給される。除算器４１には、分母側の値として供給される。また、減算器３７の減算出力（１−Ｋ_b）は、乗算器４２にも供給されている。
【００６４】
また、図１のページパターンアドレス生成回路６から出力された偽データＺは、ゲイン量Ｇ_oが与えられている乗算器４３及びゲイン量Ｇ_o’が与えらえている乗算器４４に供給される。
【００６５】
したがって、乗算器４３の乗算出力は、Ｚ＊Ｇ _oとなる。この乗算器４３の乗算出力Ｚ＊Ｇ _oを偽データＺから成形した、表面側（上側）キー信号Ｋ _ａ、裏面側（下側）キー信号Ｋ _ｂのプライオリティを決めるプライオリティ信号Ｇ_zとする。そして、このプライオリティ信号Ｇ_zはリミッタ４５により、０以上１以下の値に制限される。すなわち、０≦Ｇ_z≦１とされる。したがって、データＺから決められたプライオリティ信号Ｇ_zは、
Ｇ_z＝Ｚ＊Ｇ_o
ただし、０≦Ｇ_z ≦１
・・・（９）
となる。
【００６６】
また、乗算器４４の乗算出力は、（Ｚ_a−Ｚ_b）＊Ｇ_o’となる。この乗算器４４の乗算出力（Ｚ_a−Ｚ_b）＊Ｇ_o’をもう一つのプライオリティ信号Ｇ_z’とする。そして、このＧ_z’はリミッタ４６により、０以上１以下の値に制限される。すなわち、０≦Ｇ_z’≦１とされる。したがって、このもう一つのプライオリティ信号Ｇ_z’は、

となる。この（１０）式において、Ｇ_o’には適当な係数を選び、Ｇ_z’に適度な傾斜を持たせている。
【００６７】
リミッタ４５から出力されたプライオリティ信号Ｇ_zは、乗算器３５、減算器４７及び１ビット化処理部４８に供給される。乗算器３５は上記上側キー信号Ｋ_aとプライオリティ信号Ｇ_zを乗算し、乗算出力Ｋ_a＊Ｇ_zを加算器４９に供給する。減算器４７には“１”が与えられており、減算出力（１−Ｇ_z）を乗算器３６に供給する。１ビット化処理部４８は、プライオリティ信号Ｇ_zが０であるとき（Ｇ_z＝０）には２値信号“０”を、プライオリティ信号Ｇ_zが０より大きいとき（Ｇ_z＞０）には２値信号“１”を切り換えスイッチ５０に出力する。
【００６８】
リミッタ４６から出力されたもう一つのプライオリティ信号Ｇ_z’は、乗算器４０に供給される。乗算器４０は減算器３９から出力された減算出力であるキー信号Ｋ_OUT（＝１−（（１−Ｋ_a）＊（１−Ｋ_b）））にプライオリティ信号Ｇ_z’を乗算し、乗算出力Ｋ_OUT＊Ｇ_z’をもう一つの乗算出力Ｋ_OUT’として出力する。すなわち、もう一つの乗算出力Ｋ_OUT’は、
Ｋ_OUT’＝Ｋ_OUT＊Ｇ_z’ ・・・（１１）
となる。この（１１）式で示されるもう一つの乗算出力Ｋ_OUT’は、上記乗算出力Ｋ_OUTが２つのキー信号を交差して合成し、ページターン効果として不要な部分を持っているのに対し、不要部分のキー信号を零にしている。
【００６９】
乗算器３６は、減算器４７の減算出力（１−Ｇ_z）と上記上側キー信号Ｋ_aとを乗算し、乗算出力Ｋ_a＊（１−Ｇ_z）を乗算器４２に供給する。乗算器４２は、この乗算出力Ｋ_a＊（１−Ｇ_z）と、減算器３７の減算出力（１−Ｋ_b）を乗算し、乗算出力（Ｋ_a＊（１−Ｇ_z））＊（１−Ｋ_b）を加算器４９に供給する。加算器４９は、乗算器３５の乗算出力Ｋ_a＊Ｇ_zと、乗算器４２の乗算出力（Ｋ_a＊（１−Ｇ_z））＊（１−Ｋ_b）を加算し、加算出力Ｋ_a＊Ｇ_z＋（Ｋ_a＊（１−Ｇ_z））＊（１−Ｋ_b）を除算器４１に分子として供給する。除算器４１には減算器３９の減算出力であるＫ_OUTが分母として供給されており、除算出力Ｋ_abを、
Ｋ_ab＝｛Ｋ_a＊Ｇ_z＋（Ｋ_a＊（１−Ｇ_z））＊（１−Ｋ_b）｝／Ｋ_OUT・・・（１２）
として出力する。この（１２）式に示した除算出力Ｋ_abは、上側ビデオ信号Ｖ_aと下側ビデオ信号Ｖ_bを合成するキー信号であり、乗算器３２及び減算器５１に供給される。
【００７０】
乗算器３２は、上記（１２）式に示したキー信号Ｋ_abと、上記上側ビデオ信号Ｖ_aを乗算し、乗算出力Ｖ_a＊Ｋ_abを加算器５２に供給する。減算器５１には“１”が与えらえており、減算出力（１−Ｋ_ab）を乗算器３３に供給する。乗算器３３は、減算器５１の減算出力（１−Ｋ_ab）と、上記下側ビデオ信号Ｖ_bを乗算し、乗算出力Ｖ_b＊（１−Ｋ_ab）を加算器５２に出力する。加算器５２は、乗算器３２の乗算出力Ｖ_a＊Ｋ_abと、乗算器３３の乗算出力Ｖ_b＊（１−Ｋ_ab）とを加算し、加算出力Ｖ_OUTを、
Ｖ_OUT＝Ｖ_a＊Ｋ_ab＋Ｖ_b＊（１−Ｋ_ab）・・・（１３）
として出力する。この（１３）式に示した加算出力Ｖ_OUTは、コンバイン処理されたビデオ信号であり、切換スイッチ５０の被選択端子ａに供給される。
【００７１】
切換スイッチ５０の被選択端子ｂには黒レベル信号が供給されており、選択端子ｃによる切換選択は、１ビット化処理部４８から供給される２値信号“１”又は“０”により制御されている。すなわち、１ビット化処理部４８に供給された上記プライオリティ信号Ｇ_zが０であるときには、切換スイッチ５０には“０”が供給されるので、選択端子ｃは被選択端子ｂに接続され、黒レベル信号をビデオ信号Ｖ_OUT’として出力する。一方、１ビット化処理部４８に供給された上記プライオリティ信号Ｇ_zが０より大きいときには、切換スイッチ５０には“１”が供給されるので、選択端子ｃは被選択端子ａに接続され、該切換スイッチ５０は加算器５２から上記（１３）式に示されるＶ_OUT信号をビデオ信号Ｖ_OUT’として出力する。すなわち、キー信号と同様にページターン効果として不要な部分については、
Ｇ_z＝０ならＶ_OUT’＝黒レベル
Ｇ_z＞０ならＶ_OUT’＝Ｖ_OUT＊Ｇ_z
なる演算で削除する。
【００７２】
ここで、Ｋ_OUT’はページターン効果のいずれのエッジも傾斜を持ったものになっている。Ｖ_OUT’はＶ_aとＶ_bが切り替わるエッジはＫ_abにより既に滑らかに混合されている。それ以外のエッジは急峻にブラックレベルと切り換えられているが、Ｋ_OUT’の傾斜によりスイッチャで合成を行った場合エッジキザは生じない。
【００７３】
なお、この実施例では、上記コンバイナ処理回路９を図５に示すような構成としたが、上記プライオリティ信号Ｇ_zは、“０”か“１”しかとらない関係上Ｇ_zを掛ける演算部分はスイッチに置き換えることが可能である。また、偽ＺデータからＧ_zを得る部分も偽データＺの符号を判定して、Ｇ_zを“０”か“１”とすることが可能である。図７には、Ｇ_zを掛ける演算部分を省略し、上記符号判定回路６０を設けたコンバイナ処理回路の詳細な回路図を示す。符号判定回路６０は、偽データＺの符号が正であるか負であるかを判定し、正である場合にはＧ_zを“１”とし、負である場合にはＧ_zを“０”として、該２値信号を切換スイッチ５０に供給している。この図７における他のブロックの内、上記図５に示したブロックと同様であるものについては同符号を付し説明を省略する。
【００７４】
この図７に示したコンバイナ処理回路は、除算器４１からの除算出力であり上側ビデオ信号Ｖ_aと下側ビデオ信号Ｖ_bを合成するキー信号Ｋ_abと、加算器５２からの加算出力でありコンバインされたビデオ信号であるＶ_OUTとを図８に示すような波形の信号にしている。他の各波形信号は、上記図６に示したのと同様である。
【００７５】
また、この実施例の画像特殊効果装置は、ページターン効果の他、円筒効果、球効果等の特殊効果も行うことができる。
【００７６】
また、上記各アドレスをＳ字展開する場合、画像が最終的に削除される領域に相当する部分のルックアップテーブルの関数は必ずしも格納せずとも良い。
【００７７】
また、ビデオ入力、キー入力それぞれにフレームバッファを２つ用意し、同じ画像データを格納し２つの読み出しアドレスで読み出しても良い。この場合はアドレスをマルチプレクサで時分割多重する必要はない。また読み出されデータのデマルチプレクサも不要となる。
【００７８】
また、上記実施例では、Ｇ_z’は、Ｚ_a＝０のとき効果に食い込むように成形されている。しかし、Ｚ_a＝０のときＧ_z’＝０．５となるように成形してもよい。この場合は食い込みが軽減される。Ｇ_zはＧ_z’＝０の点で変化するよう成形方法を変える必要がある。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、エッジギザの発生を抑えることができる。したがって、この画像特殊効果装置は、精度の良い特殊効果画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の画像特殊効果装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】図１に示した画像特殊効果装置のページターンアドレス生成回路の構成を示す回路図である。
【図３】Ｓ字展開される画像移動関数を示す特性図である。
【図４】コンバイナ処理回路が合成する画像を示す図である。
【図５】コンバイナ処理回路の具体的な構成例を示すブロック回路図である。
【図６】図５のコンバイナ処理回路を有する画像特殊効果装置の動作を説明するための信号波形図である。
【図７】コンバイナ処理回路の具体的な他の構成例を示すブロック回路図である。
【図８】図７のコンバイナ処理回路を有する画像特殊効果装置の動作を説明するための信号波形図である。
【図９】画像特殊効果装置が行うビデオ信号の合成を説明するための図である。
【図１０】ビデオ信号の合成を行うための回路図である。
【図１１】従来の画像特殊効果装置で行うページターン効果を説明するための図である。
【図１２】従来の画像特殊効果装置でページターン効果を実行する場合に用いる画像移動関数を示す特性図である。
【図１３】従来の画像特殊効果装置のページターンアドレス生成回路の具体的な回路図である。
【図１４】従来の画像特殊効果装置の構成を示すブロック回路図である。
【図１５】従来の画像特殊効果装置が発生するエッジギザを説明するための図である。
【符号の説明】
１ビデオメモリ
２キーメモリ
３画枠キー信号生成回路
４切換スイッチ
５リニアアドレス生成回路
６ページターンアドレス生成回路
７マルチプレクサ
８ａ、８ｂデマルチプレクサ
９コンバイナ処理回路

Claims

原画像に関するビデオ信号を記憶するビデオ信号用記憶手段と、
原画像に関するキー信号を記憶するキー信号用記憶手段と、
上記原画像の基本アドレスから上記原画像を線形に変形するための線形アドレスを生成する線形アドレス生成手段と、
画面上で表面側になるように表示される表面側画像と、画面上で裏面側になるように表示される裏面側画像とを折り返し線で交差することにより、上記原画像をある位置で折り返したような非線形な特殊効果画像を得るために、上記線形アドレス生成手段が生成した線形アドレスから上記表面側画像に関する読み出しアドレスと上記裏面側画像に関する読み出しアドレスを生成するとともに、上記表面側画像と裏面側画像が交差する位置を示す折り返し線で、ある値をとり、折り返し線を基準にめくれる方向に直線状に増加するデータＺを生成する読み出しアドレス生成手段と、
上記読み出しアドレス生成手段からの上記表面側画像の読み出しアドレスと上記裏面側画像の読み出しアドレスとに応じて上記ビデオ信号用記憶手段から読み出したビデオ信号を表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に分割し、また上記キー信号用記憶手段から読みだしたキー信号を上記表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に対応する表面側キー信号及び裏面側キー信号に分割する分割手段と、
上記分割手段で分割された表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号と、上記表面側ビデオ信号及び裏面側ビデオ信号に対応する上記表面側キー信号及び裏面側キー信号と、上記データＺを受信し、上記データＺに基づいて表面側キー信号と裏面側キー信号のプライオリティを決める第１のプライオリティ決定信号を生成し、上記表面側キー信号と上記裏面側キー信号を合成して出力キー信号を生成し、上記表面側キー信号と上記裏面側キー信号と上記第１のプライオリティ決定信号と上記出力キー信号とを合成して第１の合成キー信号を生成し、上記第１の合成キー信号に基づいて上記表面側ビデオ信号と上記裏面側ビデオ信号を合成して合成ビデオ信号を生成し、かつ上記第１のプライオリティ決定信号に基づいて上記合成ビデオ信号から不要な部分を除去した合成ビデオ信号を出力する画像合成手段と
を備えることを特徴とする画像特殊効果装置。
上記画像合成手段は、上記データＺに基づいて表面側キー信号と裏面側キー信号のプライオリティを決める、上記第１のプライオリティ決定信号とは異なる第２のプライオリティ決定信号を生成し、上記第２のプライオリティ決定信号と上記出力キー信号とを合成して上記第１の合成キー信号とは異なって上記不要部分のキー信号を零にしている第２の合成キー信号を生成して、上記不要な部分を除去した合成ビデオ信号と共に出力することを特徴とする請求項１記載の画像特殊効果装置。