JPH02121477A - ビデオ・ルミナンス・セルフ・キー信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオ信号処理装置、特に入力ビデオ信号とキ
ー信号の２重乗算を行なわないようにするビデオ・ルミ
ナンス・セルフ・キー信号発生器に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ビデオ
入力信号をキー処理することはビデオ信号の処理では普
通に行なわれている。キーは、次の３信号、即ち、背景
（バックグランド）ビデオ信号、前景（フォアグランド
）ビデオ信号、及びキー信号から成る。これらの３種類
の信号は、キー信号を制御信号として、ミキサに入力さ
れるのが普通である。従って、キー信号が１であればミ
キサの出力は背景ビデオ信号であり、キー信号が０であ
ればミキサの出力は前景ビデオ信号であり、キー信号が
０と１の間であればミキサの出力はキー信号の値に応じ
て混合割合が決まる前景と背景の混合ビデオ信号である
。キーの種類或いは型（タイプ）はキー信号をどの様に
して得るかによって決まる。キー信号がビデオ信号のル
ミナンス・レベルの関数であれば、そのキー信号はルミ
ナンス・キーと呼ばれ、キー信号がビデオ信号のクロミ
ナンス・レベルの関数であれば、そのキー信号はクロマ
・キーと呼ばれる。キー信号を引き出すのに使用される
ビデオ信号がミキサで使用される前景ビデオであれば、
そのキー信号はセルフ・キーと呼ばれる。更に、キー信
号を求めるのに使用されるビデオ信号が前景或いは背景
ビデオ信号の何れでもなければ、そのキー信号は外部キ
ーと呼ばれる。

ビデオ信号のルミナンス部分からキー信号を抽出するの
に通常使用される回路は、クリップ／利得回路と呼ばれ
る。クリップ／利得回路では入力されるビデオ信号はク
リップ・レベルと呼ばれるしきい値と比較される。ビデ
オ信号レベルがクリップ・レベルより充分に低ければ出
力されるキー信号は通常０であり、逆にビデオ信号レベ
ルがクリップ・レベルより充分に高ければ出力されるキ
ー信号は通常１である。ビデオ信号レベルがクリップ・
レベルと等しければ、クリップ／利得回路から出力され
るキー信号のレベルは１／２である。

クリップ／利得回路に入力するビデオ信号のレベルが、
クリップ・レベルを中心にした狭い範囲内で変化すれば
、キー信号はｌとＯの間で変化して一方の制限値（例え
ば１）から他方の制限値（例えばＯ）に滑らかに変化す
る。この遷移（トランジション）の幅は、クリップ／利
得回路の利得によって決定される。即ち、利得が高けれ
ばトランジションの幅が狭くなり、ミキサの出力は前景
と背景のビデオ境界で急激に切り換わる。一方、クリッ
プ／利得回路の利得が低ければトランジションの幅は広
くなり、ミキサの出力は前景と背景のビデオ境界で緩や
かに切り換わる。

クリップ／利得回路のクリップ・レベル及び利得レベル
は、通常、操作者により所望の値に設定され、１つのビ
デオ効果の期間中は固定される。

更に、このクリップ／利得回路のクリップ・１ノベル及
ヒ利得レベルは、キーフレーム間シーケンスの一部とし
てフィールド毎に変化するようにしてもよいし、及び／
或いは変調マスク信号により決定されるｌビデオ・フィ
ールド内でダイナミックに変化するようにしてもよい。

クリップ／利得回路をセルフ・キーに使用した場合、２
重の乗算が行なわれるという問題がある。トランジショ
ン領域内のビデオ信号レベルでは、クリップ／利得回路
から出力されるキー信号は人力ビデオ信号レベルの直接
関数である。この十−信号は、次に、背景と前景の組合
ソ暮用され、ビデオ信号の整形に不都合な変化を生ずる
原因となる。これは、ミキサが、前景ビデオに、既に前
景ビデオの関数であるキー信号を乗算するからである。

この２重乗算による視覚的な影響はビデオの内容に依存
するが、一般的には、トランジション領域でビデオ画像
が暗くなるという問題がある。

従って、本発明の目的は、上述の２重乗算が原因となっ
ているビデオ画面への悪影響を除去するビデオ・セルフ
・キー信号発生装置を提供することである。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明は、前景
ビデオ信号とキー信号を１回だけ乗算するルミナンス・
ビデオ・セルフ・キー信号発生装置に関する。整形ビデ
オ技術を使用し、前景ビデオ信号はそれ自身のキー信号
で既に乗算されていると仮定され、従って、ミキサは背
景ビデオ信号を単に上記キー信号の補数で乗算してその
乗算結果を前景ビデオ信号に加算する。前景ビデオ信号
は、キー信号のトランジン５ン領域の開始点及び終了点
の入力レベルで表わされた伝達関数で処理される。低り
リップ点以下の入力ビデオ信号レベルはＯとされ、高り
リップ点以上の入力ビデオ信号レベルはｌとされ、トラ
ンジション領域内の信号レベルは０から１の値をとる。

未整形前景ビデオ信号から整形前景ビデオ信号への変換
は、前景ビデオ信号から、キー信号の補数で低クリップ
・レベルを乗算して求めた信号を減算することにより行
なわれる。このようにして求めた整形後の前景ビデオ信
号は、背景ビデオ信号と結合されて所望の混合出力信号
となる。

［実施例］ 本発明の詳細な説明する前に、第４図を参照して更に従
来例の問題を具体的に説明する。

第４図Ａに示す前景ビデオ信号は、黒レベルかう白レベ
ルに変化し、更に白レベルから黒レベルに変化するトラ
ンジションを有する。第４図Ｂに示す黒レベルの背景ビ
デオ信号は上記前景ビデオ信号とミックス（混合）され
る信号である。第４図Ｃに示すセルフ・キー信号は、５
０％のクリップ・レベルと利得ｌを有する公知のクリッ
プ／利得回路により前景ビデオ信号から抽出される。公
知のミキサにおいて前景ビデオ信号をセルフ・キー信号
と乗算すると、被乗数（前景ビデオ信号）及びビデオ出
力信号は非直線トランジションを前景及び背景信号間に
有する（第４図Ｄ）。　このため、両信号間のトランジ
ション領域画像が理想的な直線トランジションに比べて
暗くなるという問題がある（第４図Ｅ）。

以下、このような問題を解決する本発明について説明す
る。

キー信号抽出回路の伝達関数曲線を第１図に図示する。

第１図に示すように、キー信号は３つの領域を有する。

即ち、キー信号レベルが０である低領域、キー信号レベ
ルが１である高領域、キー信号レベルが０から１に直線
的に変化するトランジション領域である。第１図に示す
伝達関数曲線のトランジション領域の端部は、実際には
、トランジション領域と低及び高領域との間の滑らかな
遷移を得るために丸くなっているが、説明の便宜上第１
図に示すように丸みを付けていない。クリ、ブ、レベル
は操作者によって設定され、キー信号の１７２の点を決
定する。クリップ／利得回路の利得は同様に操作者によ
り設定され、この利得によりトランジション領域のスロ
ープ（傾斜）が決まる。クリップ／利得回路の利得は、
キー信号に対する出力信号レベル変化を人力信号のトラ
ンジション・レベル領域での信号レベル変化で除したも
のである。操作者によるクリップ及び利得の調整は相互
に影響し合うものであり、両方を制御することによりキ
ー信号の３つの領域の位置を制御できる。

伝達関数は、トランジション領域の開始点及び終了点く
それぞれ低クリップ・レベル及び高クリップ・レベルで
特定される）の入力レベルにより表わすことも可能であ
る。低クリップ・レベルはキー信号出力がＯとなる入力
信号の最高レベルに相当し、高クリップ・レベルはキー
信号出力が１となる入力信号の最低レベルに相当する。

操作者が２つのクリップ・レベルの内の一方を変えると
、上述の３領域の内の２領域の相対位置が変化する（っ
まり３領域全部の相対位置が変化するのではない）。こ
のことは制御の相互依存性を減するものである。このよ
うに、伝達関数を変化させないで、キー信号の３領域の
相対位置を特定する方法を変化させている。広いトラン
ジション領域は美学的により好ましいので、操作者は前
景ビデオ信号の望ましくない部分を見ることなく低クリ
ップ・レベルをできるだけ低く設定し、同様に、背景ビ
デオとブレンドされた前景ビデオの望ましい不透明部分
を持つことなく高クリップ・レベルをできるだけ高く設
定する。

第２図に示すように、整形前の前景ビデオ信号（この信
号からキー信号が抽出される）はキー信号抽出回路ｌＯ
及び減算器１２の一方の入力端に入力される。キー信号
抽出器１０は操作者によって設定された高及び低クリッ
プ点に基づいて前景ビデオ信号からキー信号を発生する
。キー信号は補数回路１４に入力され、この補数回路１
４において、０から１の範囲（レンジ）を有する（ｌ（
キー信号））の補数キー信号（即ちキー信号の補数信号
）が作られる。この補数キー信号は整形ミキサ１６及び
乗算器１８に加えられる。乗算器１８は入力した補数キ
ー信号を低クリップ・レベルと乗算し、乗算した整形信
号を減算器１２の他方の入力端に加える。減算器１２の
出力は“整形後”の前景ビデオ信号であり、この前景ビ
デオ信号はクリップ／利得回路２０を介して整形ミキサ
１６に加えられる。この前景ビデオ信号のレベルが低ク
リップ・レベルよりも低ければ、減算器１２の出力はＯ
或いは負であり、負の出力レベルはクリップ／利得回路
２０によりクリップされる。

前景ビデオ信号のレベルが、トランジション領域内にお
いて低クリップ・レベル以上であれば、減算される量は
低クリップ・レベルと０の間であり、この結果、トラン
ジション領域での整形されたビデオ信号出力のスロープ
を決定する。

背景ビデオ信号も同様に整形ミキサ１６に人力される。

整形ミ牛す１６は乗算器２２を有し、この乗算器２２は
上記背景ビデオ信号及びキー信号の補数信号が人力され
る。整形ミキサ１６の加算器２４は、乗算器２２からの
キー信号制御の背景ビデオ信号と、クリップ／利得回路
２０からの整形前景ビデオ信号とを加算する。加算器２
４の出力信号は、前景及び背景ビデオ信号を組み合わせ
たビデオ信号である。

第２図に示した本発明に係るルミナンス・ビデオ・セル
フ・キー信号発生装置では、高及び低入力レベルに応じ
てキー信号レベルが夫々ｌ及ヒＯとなる通常のキー信号
設定である。しかしながら、第２図の場合と逆、即ち、
低人力レベルに対してキー信号レベルが高くなり、高入
力レベルに対してキー信号レベルが低くなる場合が必要
なことがしばしばある。キー信号を反転させたい場合の
例として、白地に黒色の文字を有する書籍が前景にあり
、背景に黒色の文字を入れたい場合である。

このような処理は第３図に示す回路で実現される。

即ち、抽出後のキー信号を反転するよりも、キー信号発
生装置への人力信号を反転している（即ちブラック・黒
レベルをホワイト・レベル或いはその逆にする）。ビデ
オ信号は、次の機能、即ち、［（ホワイト−人力）＋ブ
ラックコ の信号処理を行なう回路で反転され、このホワイト及び
ブラックはピーク・ホワイト及びピーク・ブラックに対
して一定値である。反転されたビデオ信号は、第２図の
場合と同じように、キー信号抽出回路３０に入力される
。抽出されたキー信号のレベルは、元々黒い部分に対し
ては高く、元々白い部分に対しては低い。キー信号抽出
回路３０は、ノーマル／インバータ回路４０、減算器４
２、乗算器４４、及びリミタ４６から構成される。図示
の如く、ノーマル／インバータ回路４０には前景ビデオ
信号の他にインバータ・オン／オフ信号が加えられ、減
算器４２、乗算器４４には夫々低クリップ・レベル及び
利得信号が加えられる。利得信号は高クリップ・レベル
と等価である。何故なら、利得信号も高リップ・レベル
も共に低クリップ・レベルに関してスロープ及び高クリ
ップ・レベルを設定するからである。ノーマル／インバ
ータ回路４０は、インバータ・オン／オフ信号に応答し
て前景ビデオ信号を圧用化（ノーマライズ〉して符号反
転する。減算器４２は、回路４０において正規化された
前景ビデオ信号を受けると共に低クリ・・ノブ・レベル
を受け、低クリップ・レベル以上の前景ビデオ信号の部
分を通過させる。次段の乗算器４４は、減算器４２の出
力と利得信号を受け、第１図に示したような伝達関数波
形信号を出力する。リミタ４６は乗算器４４の出力を受
け、０と１の間の値をとるキー信号を出力する。リミタ
４６の出力は補数回路１４に加えられる。

キー信号が一旦抽出されると、前景ビデオ信号の整形は
第２図の場合と僅かに異なっている。前景ビデオ信号か
ら得ようとする映像はオリジナルと同様にブラックなの
で、前景ビデオ信号は整形ミキサ１６に加えられる前に
再度符号変換される必要がある。しかしながら、符号反
転が行なわれれば、クリッピングを必要とするレベルは
反転された低クリップ・レベル以上のレベルであり、非
反転状態での低クリップ・レベル以下ではない。

従って、前景ビデオ信号は非加算ミキサ（ＮＡＭ）３４
に入力される。ＮＡＭ３４はインバート・オン／オフ信
号に応答して入ノＪされる前景ビデオ信号を反転するか
或いは非反転とする。ＮＡＭ３４の出力は、入力される
前景ビデオ信号が反転されるか否かに応じて、低クリッ
プ・レベルか、叉は、このレベル以上或いは以下の前景
ビデオ信号である。ＮＡＭ３４の出力は減算器１２の一
方の入力端に加えられる。低クリップ・レベルは更にイ
ンバータ３２にも入力され、インバート・オン／オフ信
号に応じて反転され或いは反転されないで整形乗算器１
８に加えられる。減算器１２は、整形乗算器１８の出力
を受けて整形前景ビデオ信号を高／低クリップ／リミタ
３６に出力する。整形ミキサ１６は、最終処理を受けた
前景ビデオ信号と背景ビデオ信号とから、前景及び背景
ビデオ信号の所望の組合せを有するビデオ出力信号を出
力する。

［発明の効果］ 本発明によれば、整形されていない前景ビデオ信号から
キー信号を抽出１３、前景ビデオ信号を整形して整形ビ
デオミキサに入力し、整形ビデオ信号と背景ビデオ信号
と組合せることにより、ソース・ビデオ信号をキー信号
で２度乗算することを防止し、前景及び背景ビデオ間の
トランジション領域が暗（なるという従来の問題を効果
的に除去している。

【図面の簡単な説明】

第１図はキー信号抽出器の伝達関数曲線図、第２図及び
第３図は夫々本発明の実施例のブロック図、第４図は従
来例を説明する信号波形図である。 図中、ｌＯはキー信号抽出器、１２は減算器、１８．２
２．４４は夫々乗算器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　キー信号を、キー信号のトランジション領域の一端を
   特定するクリップ・レベルの関数として入力ビデオ信号
   から得る手段と、 上記キー信号と上記クリップ・レベルを用いて上記入力
   ビデオ信号を整形して出力する手段とを有するキー信号
   発生装置。