JPH03267885A - 映像特殊効果処理方式 - 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】 〔概要〕 本発明は，コンピュータのＣＲＴディスプレイ装置に，
ＡＶＩｌ器がら送信される映像をリアルタイム動画像と
して表示するシステムにおいて。

動画像に対する部分的な色変換や輝度調整などを行うた
めの演算ができないという問題を解決するため。

動画メモリと静止画メモリの非表示領域間のデータで，
Ｎ素ごとの演算を行い，マスクメモリで動！ｉ／静止画
の表示を選択することにより。

動画と静止画の同時表示および動画に対するフェードイ
ン操作やワイプなどの特殊効果処理を実現したものであ
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、コンピュータのＣＲＴデイスプレィ装置など
に、ＡＶ機器から送信される映像をリアルタイム動画像
として表示するシステムにおける映像特殊効果処理方式
に関するものである。

最近、コンピュータ・グラフィックスのようなディジタ
ル画像処理を利用したメディアの展開が盛んに行われて
おり、さらに高機能なＡＶＩＩ器の普及によって、これ
らのビジアル情報を包括した画像処理装置の開発に期待
が寄せられている。

本発明は、このような背景の中で、ビデオライブ画像に
対する特殊効果処理表示を、フレキシブルに、かつ通常
の画像処理と同一のステージで実現することによって、
ユーザがこれらの映像を有機的に取り扱うための環境を
提供する。

〔従来の技術〕 第１１図は従来技術の例を示す。

第１１図において、１００はＮＴＳＣやＰＡＬ方式によ
る映像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバー
タ、１０１は映像信号のスキャンコンバートを行うため
のビデオフリーズバッファ。

１０２はディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａコンバータ、１０３は輝度等を調整する輝度等調整回
路、１０４はＣＲＴデイスプレィ。

１０５は色変換に用いられるルックアップチーフル（Ｌ
ＵＴ）を表す。

従来のビデオスキャンコンバータを搭載した表示システ
ムでは、動画像に対する色変換や輝度調整等を行う場合
９例えば第１１図（イ）に示すように、Ｄ／Ａコンバー
タ１０２の出力であるアナログの表示信号に対して、専
用の輝度等調整回路１０３により１色ごとの輝度調整を
行ったり、第１１ｉｆｆｌ（ロ）に示すように、Ｄ／Ａ
コンバータ１０２の前段にルックアップテーブル１０５
を１き。

ルックアップテーブル１０５に格納された値により１色
の変換を行うようにされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、従来技術では、動画像に対して。

任意の算術演算や論理演算を施すことができず。

フレキシブルな表示変換機能を実現することができない
という問題があった。また、何らかの処理を行ったとし
ても、その作用は動画像領域全般に及んでしまい、動画
像の一部にだけ、特殊効果を及ぼすようなことはできな
いという問題があった。

本発明は上記問題点の解決を図り、動画像に対する部分
的な色変換や輝度調整などを可能とし。

フレキシビリティのある特殊効果処理表示を実現するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、１０はデータ処理を行うコンピュータ
ｅなどが接続されるシステムバス、１１は通常静止画を
格納するフレームバッファ、１２は画像の表示切り換え
制御用のマスクデータを持つマスクプレーン、１３はビ
デオ信号を入力してディジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ、１４は動画表示用のビデオフリーズバッファ
、１５は設定された演算器に基づく演算を行う演算器１
６はフレームバッファ１１に格納された演算データを読
み出す制御を行う演算データ読み出し手段、１７はマス
クプレーン１２から読み出されたデータの変化を検出す
るデータ変化検出回路、１８はフレームバッファ読み出
し制御回路、１９はフレームバ・７フア１１に対する読
み出しアドレスを発生するアドレス発生器、２０はマル
チプレクサ（ＭＰＸ）、２１は色変換を行うルックアッ
プテーブル（ＬＵＴ）やＤ／ＡコンバータからなるＬＵ
Ｔ＆Ｄ／Ａコンバータ、２２はＣＲＴデイスプレィを表
す。

フレームバッファ１１は、複数プレーンからなるビット
マツプ状のバッファであるが、この非表示部分の領域に
、演算データ格納域が設けられる。

この演算データ格納域には、ビデオフリーズバソノア１
４内のデータに演算を施す際のオペランドとなるデータ
が５　システムバス１０を介して格納される。

マスクプレーン１２には、システムバス１０を介して、
フレームバッファ１１とビデオフリーズバッファ１４内
の画像データを、同一の表示画面上に同時に表示するた
めの表示切り換え制御情報が格納される。

フレームバッフ１１１．ビデオフリーズバッファ１４．
マスクプレーン１２内のデータは、ＣＲＴデイスプレィ
２２への表示読み出し走査に同期して読み出される。

データ変化検出回路１７は、マスクプレーン１２から読
み出したデータの変化を検出する回路である。マスクデ
ータの変化を検出した場合、フレームバッファ読み出し
制御回路１８およびアドレス発生器１９は、フレームバ
ッファ１１に対する読み出しアドレスを１表示データ域
と演算データ格納域との間で切り換える。

すなわち、マスクプレーン１２から読み出したマスクデ
ータが静止画の選択を指示しているとき。

アドレス発生器１９によって、フレームバッファ１１の
読み出しアドレスを表示データ域とし５　マスクデータ
が動画の選択を指示しているとき、フレームバッファ１
１の読み出しアドレスを演算データ格納域とする。

演算器１５は、動画表示期間中のとき、フレームバッフ
ァ１１から読み出した演算データ、マスクプレーン１２
から読み出したマスクデータ、ビデオフリーズバッファ
１４から読み出したフリーズデータについて、論理和、
論理積、加算、減算などの算術・論理演算を行う、なお
、マスクデータについては、演算器工５による演算対象
から外すようにしてもよい。

マルチプレクサ２０は、マスクプレーン１２の出力デー
タにより、フレームバッファ１１（７）出力または演算
器１５の出力のいずれかを選択し、ＬＵＴ＆Ｄ／Ａコン
バータ２１に送る。ＬＵＴ＆Ｄ／Ａコンバータ２１の出
力が、ＣＲＴデイスプレィ２２に表示される。

〔作用〕

従来の技術では、動画像に対する表示変換処理は、ハー
ドウェア上の制限により柔軟性のある機能を提供するこ
とができなかった。

本発明では、動画像に対する種々の演算処理を。

フレームバッファ１１に設定した演算データを用いて、
演算器１５によって画素単位に実行することができる。

したがって、ソフトウェアでマスクパターン、ビットマ
ツプ形式の演算データおよび演算器を、任意に変換させ
ていくことにより、動画と静止画の同一画面上への表示
が可能になるとともに、動画のフェードイン、フェード
アウト。

ワイプなどのフレキシブルな特殊効果処理が可能になる
。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例ブロック図、第３図は本発明
の実施例で用いるデュアルポートメモリの例、第４図な
いし第６図は第３図に示すデュアルポートメモリのタイ
ムチャート第７図は本発明の実施例によるフェードイン
操作の例、第８図は本発明の実施例によるフェードイン
操作の処理説明図、第９図および第１０図は本発明の応
用例による半透明表示の説明図を示す。

第２図において、第１図と同符号のものは、第１図に示
すものに対応する。３０は表示データや演算データの格
納処理を行うコプロセッサ、３１は第１図に示すフレー
ムバッファ１１に相当するフレームメモリ、３２は第１
図に示すマスクプレーン１２に相当するマスクメモリ、
３３はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）、３４はフリー
ズメモリコントローラ、３５はＮＴＳＣの映像信号を色
別に分離するＮＴＳＣデコーダ、３６は第１図に示すビ
デオフリーズバッファ１４に相当するフリーズメモリ、
３７は映像信号から垂直同期信号と水平同期信号とを取
り出す５ＹＮＣ分離回路、３日は第１図に示すフレーム
バッファ読み出し制御回路１８に相当するフレームメモ
リ制御回路を表す。

フレームメモリ３１およびフリーズメモリ３６のプレー
ン数（ピント数）は、自然色表示が可能なＲＧＢ各８ビ
ットの場合を例に説明する。

フレームメモリ３１およびフリーズメモリ３６は１例え
ば第３図に示すようなデュアルポートメモリで構成され
る。デュアルポートメモリは、ＣＰＵや第２図に示すコ
プロセッサ３０からのデータ入出力用に使用されるラン
ダムボートと、　　ＣＲＴの走査に同期して、メモリか
ら連続的に表示データを読み出すシリアルボートを持つ
。

このデュアルポートメモリにおけるランダムボートのリ
ード／ライトサイクルのタイムチャートは、第４図に示
すとおりである。

また、リード転送サイクルのタイムチャートは。

第５図に示すようになっている０本サイクル中には、シ
リアルボート側は、動作を停止している。

水平ブランク期間中に次にスキャンするラインのデータ
をシリアル側バッファに転送するときに使用する。

リアルタイムリード転送サイクルのタイムチャートは、
第６図に示すようになっている。読み出し走査中にダイ
ナミックにリード転送を実行し読み出す領域を変更する
。

第４図ないし第６図に示すような動作をするデュアルポ
ートメモリについては周知であるのでここでの説明はこ
の程度にとどめる。

本実施例では、フレームメモリ３１における表示データ
域と演算データ格納域の読み出しの切り換えは、第６図
に示すリアルタイムリード転送のモードを使用する。

フリーズメモリ３６へのデータの書き込みは。

デュアルポートメモリにおけるランダムボート側で、Ｎ
ＴＳＣの映像信号をＲＯＢ各８ビットのディジタルデー
タに変換して行う。フリーズメモリコントローラ３４は
、この書き込み制御を、５ＹＮＣ分離回路３７により分
離した映像同期信号をもとに行う。

フレームメモリ３１．マスクメモリ３２．フリーズメモ
リ３６からのデータの読み出しは、デュアルポートメモ
リのシリアルボート側で、ＣＲＴＣ３３およびフリーズ
メモリコントローラ３４によって同期して行われる。

今、マスクメモリ３２のデータ定義を０″の場合に静止
画表示、　”工”の場合に動画表示とする。この場合、
マスクメモリ３２から“Ｏ”のデータが読み出されてい
る期間では、後段のマルチプレクサ２０は、フレームメ
モリ３１の内容を選択し、それがＬＵＴ＆Ｄ／Ａコンバ
ータ２１を介して、ＣＲＴデイスプレィに表示される。

マスクメモリ３２の内容が、０″から”１”に変化する
際に、データ変化検出回ＩＩ！１１７．フレームメモリ
制御回路３８．アドレス発生器１９等によって、フレー
ムメモリ３１のシリアル側データ読み出し領域を２表示
データ域から演算データ格納域へと、リアルタイムリー
ド転送サイクルを実行することによって切り換える。

このようにして読み出される演算データとフリーズメモ
リ３６からのデータとの間で、演算器１５により、任意
の指定された演算が画素ごとに行われ、その結果が後段
のマルチプレクサ２０に出力されて１表示データとして
選択される。

マスクメモリ３２のマスクデータが　“２”から“０”
に変化する場合も、同様に演算データ格納域から表示デ
ータ域へとリアルタイムリート転送サイクルを実行する
。

〈フェードイン操作の例〉 次に、第２図に示す表示処理回路を用いたフェードイン
操作の例を、第７図および第８図を参照して説明する。

以下に説明するフェードインでは、動画の表示を開始す
る際に１円形の動画表示領域の中心から外周に向か、て
、ｌＩ度を徐々に上げていくものとする。

動画の表示開始時におけるフレームメモリ３１には、第
７図（イ）に示すように２表示データ域に静止画データ
が格納され、演算データ格納域に。

演算データＯＰＤが格納されている。ここで、演算デー
タＯＰＤは、すべて１６進のＦＦとする。

マスクメモリ３２により３円形の動画表示領域を指定す
る。これには、第７図（ロ）に示すように、静止画表示
する部分のマスクデータＭＤをオール゛０°とじ、動画
表示する部分のマスクデータＭＤをオール“１゛とする
。なお、Ｐは円の中心点を示す。

フリーズメモリ３６には、第７図（ハ）に示すような動
画データが格納されるものとする。このフリーズメモリ
３６のデータを、説明の都合上。

ＦＤとする０点Ｐ′は９点Ｐに対応する点であり。

この点を中心としたデータＦＤの読み出しが行われる。

第２図に示す演算器１５に対する演算種は、外部から任
意に指定できる。ここでは、演算種および演算条件を１
次のように設定する。

Ｙ＝ＦＤ−ＯＰＤ なお、Ｙは演算器１５の出力であり、演算結果が負のと
きは、Ｙは１６進の００である。

マスクデータＭＤ＝０のとき、データＦＤをそのまま出
力し、ＭＤ−１のとき、演算を行う。

動画表示開始直後には、ＣＲＴデイスプレィに。

第７図（ニ）に示すように表示される。

動画表示領域のフェードイン効果のため、フェードイン
操作の処理を、第８図（イ）に示すように実行する。な
お、動画表示領域は半径２５６ドツトの円であるとする
。

■　円周カウンタｉを０に初期化する。

■　ｉが２５６以上になるまで、以下の処理を繰り返す
、２５６になったならば、処理を終了する。

■　作業変数ｊにｉの値を設定する。

■　中心点Ｐ′からのドツト数ｋを、ｉとする。

■〜■　フレームメモリにおける中心からｊドツトの円
内の演算データから１を引く。

■〜■　ｊに１を加算し、ｊが２５５を超えるまで、処
理■以下を繰り返す。

［相］　ｊが２５５を超えたならば９１に１を加算し。

処理■に戻って、同様に処理を繰り返す。

以上の処理により、フレームメモリ内の演算データＯＰ
Ｄの値は、第８図（ロ）に示す（ａ）〜（ロ）のように
、同心円状に徐・々に小さくなっていく。

このように、第７図（イ）に示すフレームメモＩＪ　３
１の演算データ格納域に格納された演算データＯＰＤを
更新していくことにより、動画の中心点Ｐ′から同心円
状に徐々に絵が浮かび上がってく　る。

フェードイン操作が終了すると、ＣＲＴデイスプレィの
表示は、第７図（ホ）に示す表示画面のようになる。

フェードアウト操作についても、同様に実現するこ跡１
きる。

〈ワイプ操作の例〉 ワイプは、ｉＩ像のスイッチ方式の一種であって。

例えば静止画の任意の矩形領域を、矩形の左端から右端
の方向へ逐次的に動画に切り換える操作である。

この場合２次のような手順で実行する。

（１）第２図に示す演算器１５に対する演算種は。

動画をそのまま通過するモードとする。

（２）マスクメモリ３２の内容を、動画表示を指示する
値に、矩形左端の動画表示開始点から矩形右端の動画表
示終了点に向かって、徐々に拡げていく。

〈メルト操作の例〉 メルトも画像のスイッチ方式の一種であるが。

部分的に侵食されていくイメージになる。テレビでは１
回想、怪奇現象、心理描写の表現などに利用される。

メルト操作により、静止画の任意の矩形領域内を２輝度
の高い部分から徐々に動画表示に切り換えるとする。こ
の場合１次のように実現する。

ＲＧＢ合わせて８ビツト（２５６色）からなる画像デー
タであれば、　Ｘ’ＦＦ”、　Ｘ’ＦＥ’、　　Ｘ’Ｆ
Ｄ”。

・・・・・・、　　Ｘ’０１’、　　Ｘ’ＯＯ”の順に
、これと一致する静止画の位置に対応するマスクメモリ
３２の領域内を、動画表示する値に変化させていく。

〈半透明表示の例〉 半透明表示では、複数の画像を、輝度のバランス等を変
えて重ね合わせて表示する。

今、水平および垂直方向の幅が５１２ドツトの正方形領
域を半透明表示の対象とし、静止画Ａと動画Ｂを第９図
（イ）に示すような輝度バランスで１重ね合わせて表示
する場合を考える。すなわち、左側に向かうほど静止画
が強く、右側に向かうほど動画が強く現れる例を考える
。

第２図に示す回路では、マスクメモリ３２のデータ変化
検出時に、フレームメモリ３１の読み出し領域が２表示
データ域と演算データ格納域との間で切り換えられる。

したがって、動画と静止画の半透明表示を行うには、マ
スクメモリ３２の内容を動画表示にする必要があり、静
止画を通常の表示データ域に展開しておくことはできな
い。

そこで以下の方法をとる。

フレームメモリ３１がＲＯＢ各８ビットであったとする
と、フレームメモリ３１の演算データ格納域の各ピクセ
ルごとのフォーマットを、第９図（ロ）に示すようにす
る。すなわち、静止画の画像データおよび演算データを
、それぞれ８ビツトから４ビツトに圧縮変換した形にす
る。このときの変換の最も簡単な方法は１例えば第９図
（ハ）に示すように、原データの偶数ビットを落として
３圧縮データとする方法である。

フレームメモリ３１およびフリーズメモリ３６間のデー
タ演算では、第９図（ロ）に示すフォーマントで送られ
てきた演算データを、第９図（ニ）に示すように、それ
ぞれ４ビツトから８ビツトに引き伸ばし、演算器１５に
より、この変換後の静止画データ、演算データと、動画
データとの間で１次式のような演算を実行させる。

Ｙ−（Ａ−ＯＰＤ）＋　（Ｂ−（Ｘ’ＦＦ’−０ＰＤ）
）ただし、Ｙは演算器出力。

Ａは静止画データ。

Ｂは動画データ（８ビツト）。

ＯＰＤは演算データである。

以上のような演算条件・演算器・データ変換の設定下に
おいて、圧縮演算データを第１０図に示すように階段状
に展開しておけば、第９図（イ）に示したような輝度バ
ランスで、静止画と動画の半透明表示の一応の効果は得
ることができる。静止画データおよび演算データの圧縮
・伸長については、場合ごとに適切な方法をとることに
より。

原画にかなり忠実な半透明表示を実現することができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、動画像に対する
種々の演算処理を、ｍ素単位に実行することができるた
め、外部のＡＶ機器から送られるライブビデオの特殊効
果処理表示を実現することが可能になる。また１通常の
画像メモリに画像データと動画像に対する演算データを
格納し、これらのデータを動画の表示走査に同期して読
み出すので、実現のためのハードウェア量は少なくてよ
く、動画像の特殊効果処理表示を通常の画像処理と同一
のステージで実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の一実施例ブロック図。 第３図は本発明の実施例で用いるデュアルポートメモリ
の例。 第４図はランダムボートの′；：／ライトサイクルのタ
イムチャート。 第５図はリード転送サイクルのタイムチャート第６図は
リアルタイムリード転送サイクルのタイムチャート 第７図は本発明の実施例によるフェードイン操作の例。 第８図は本発明の実施例によるフェードイン操作の処理
説明図。 第９図および第１０図は本発明の応用例による半透明表
示の説明図。 第１１図は従来技術の例を示す。 図中、１０はシステムバス、１１はフレームバッファ、
１２はマスクプレーン、１３はＡ／Ｄコンバータ、１４
はビデオフリーズバンファ、１５は演算器、１６は演夏
データ読み出し手段、１７はデータ変化検出回路、１日
はフレームバッファ読み出し制御回路、１９はアドレス
発生器、２０はマルチプレクサ、２１はＬＵＴ＆Ｄ／Ａ
コンバータ、２２はＣＲＴデイスプレィを表す。 ４−ｅ明／１層、理容九明図 ＄１ｉ２） テ５１１し不０−トノｔす４（ｉ’１ ＄　３　囚 ランタ゛ムボ°−ト偽リート・／ライト４７４７１し＄
　　４　　〔う 本４σ明り一爽施σ゛ｊブ°口・、りｎう１トレス 入 第 図 １４５脚づｍＬ７）−１メλ１１′イヒＪモ。 ）フルタイムリート・・転送ｊイ２１し茶　６　区 フェート−メン４４ヒイ）　めイシｌ ＄７ｔｍ （０） （ハ） ρヨ ＃−透明Ａホめ註明区 第　９［！］ （Ｖ鳩） Ｉ塙〕 半；ａｅｕホｅＡｔ九１ＲＩｆｆｉ 葛　１０　１！１ 腋氷８帽−引 ＄　１１　ｆｆｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数プレーンからなるビットマップ状のフレームバッフ
   ァ（１１）と、外部機器から送信される映像信号をスキ
   ャンコンバートするためのビデオフリーズバッファ（１
   ４）と、前記フレームバッファおよびビデオフリーズバ
   ッファ内の画像データを同一の表示画面上に同時に表示
   するための表示切り換え制御情報を格納するマスクプレ
   ーン（１２）とを備えた表示制御システムにおける映像
   特殊効果処理方式であって、 前記フレームバッファにおける非表示部分の領域に格納
   された演算データを、前記ビデオフリーズバッファのフ
   リーズデータおよび前記マスクプレーンのマスクデータ
   の表示読み出し走査に同期して読み出す手段（１６）と
   、 同期して読み出される演算データ、フリーズデータ、マ
   スクデータ間で算術・論理演算を行う演算器（１５）と
   、 この演算器の出力を表示データとして選択する手段（２
   ０）とを備え、 動画像に対する特殊効果処理を画素単位で行うようにし
   たことを特徴とする映像特殊効果処理方式。