JPH04372079A - 画像表示装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の画像を合成して表
示する画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元コンピュータグラフィック
スの画像を表示する場合には、画像を構成する物体の座
標や色などに関するデータから、座標変換、クリッピン
グ、隠れ面除去などの画像生成処理を行い、生成された
画像を一旦フレームバッファと呼ばれるメモリに格納し
、ＣＲＴディスプレイなどの出力機器の同期タイミング
に合わせてフレームバッファに格納されている画像の画
素データを読み出して、映像信号に変換して表示してい
た。これらの処理方法については、例えば「コンピュー
タ・グラフィックス」今宮淳美訳、日本コンピュータ協
会（１９８４年）などに詳しく述べられている。隠れ面
除去の方法としては、種々の方法が提案されているが、
ハードウェアでの実現の容易さから、Ｚバッファ（また
は奥行きバッファ）法と呼ばれる方法が広く用いられて
いる。

【０００３】隠れ面除去の方法としてＺバッファ法を採
用した従来の画像表示装置は、図５のように、画像生成
回路４１と、フレームバッファ４２と、奥行きバッファ
４３と、画像出力回路４４と、出力機器４５とにより構
成されていた。画像生成回路４１は、入力された物体の
データから画像を生成する。フレームバッファ４２は、
画像生成回路４１からの画素データを格納する。奥行き
バッファ４３は、画像生成回路４１からの奥行きに関す
る座標データ（以下「奥行きデータ」と記す）を格納す
る。画像出力回路４４は、フレームバッファ４２から画
素データを読み出して映像信号に変換して出力する。出
力機器４５は、ＣＲＴディスプレイなどからなり、画像
出力回路４４からの映像信号に基づいて画像を表示画面
上に表示する。

【０００４】この従来の画像表示装置において、画像の
１つのフレームを構成する物体のデータは、１フレーム
毎に画像生成回路４１に入力される。画像生成回路４１
は、入力された物体のデータに基づいて、物体のデータ
の座標を各フレーム毎に設定された視点から見た座標系
に変換し、クリッピングと呼ばれる処理によって視野か
ら外にある物体またはその一部分を取り除き、最終的な
出力機器４５の表示解像度に応じたデバイス座標系と呼
ばれる座標系に変換する。３次元コンピュータグラフィ
ックスの場合には、物体が他の物体の後ろに位置して隠
されて見えなくなる部分を除去するための、隠れ面除去
という処理を行うために、出力機器４５の表示画面上の
通常の２次元座標データの他に、奥行きデータを用いる
。３次元コンピュータグラフィックスでは、出力機器４
５の表示画面上の座標をＸ−Ｙ座標とし、表示画面に垂
直な奥行き方向の座標をＺ座標にとることが一般的であ
る。Ｚ座標は通常、視点に近いほど値が小さくなるよう
にとる。以下の説明においても、Ｚ座標は視点に近いほ
ど小さいものとする。

【０００５】ここで、隠れ面除去の処理方法の一例とし
て、上記「コンピュータ・グラフィックス」ｐｐ．５７
２〜５７３に示されているＺバッファ法を詳細に説明す
る。画像生成回路４１は、まず各フレームの最初に、フ
レームバッファ４２と奥行きバッファ４３とを初期化す
る。すなわち、フレームバッファ４２には背景（無限遠
）の色を示す画素データを書き込み、奥行きバッファ４
３には表現できるＺ座標の最大値を奥行きデータとして
書き込む。初期化の後、各物体毎に、その物体に対応す
る画素データを計算によって求める。このとき同時に、
各画素データに対応する奥行きデータも求めておく。そ
して、計算によって求めた画素データ毎に、奥行きバッ
ファ４３からその画素データに対応する位置に格納され
ている奥行きデータを読み出し、計算によって求めた奥
行きデータと比較する。比較の結果、奥行きバッファ４
３に格納されていた奥行きデータの方が大きい場合（即
ち、計算によって求めた画素データに対応する画素の方
が視点に近い場合）には、計算によって求めた画素デー
タをフレームバッファ４２の対応する位置に書き込み、
同時に計算によって求めた奥行きデータも奥行きバッフ
ァ４３の対応する位置に書き込む。また比較の結果、奥
行きバッファ４３に格納されていた奥行きデータの方が
小さい場合には、計算によって求めた画素データと奥行
きデータとはどこにも格納しない。なお、比較の結果が
等しい場合は上記のいずれかの一方に含める。この処理
をすべての物体について終了したとき、フレームバッフ
ァ４２に格納されているのが、そのフレームの最終的な
画像である。このようにしてフレームバッファ４２に格
納された画像の画素データは、画像出力回路４４によっ
て、出力機器４５の同期タイミングに合わせて読み出さ
れ、映像信号に変換されて出力機器４５に出力され、表
示画面上に表示される。

【０００６】従来の別の画像表示装置として、クロマキ
ーと呼ばれる方法を用いて、画像を合成して表示するも
のが知られている。クロマキーの原理については、例え
ば「放送技術双書　　カラーテレビジョン」日本放送協
会編（１９６１年）ｐｐ．５３９〜５４０に詳しく示さ
れている。クロマキーは、放送における特殊効果技術の
１つであり、２台のカメラで撮影した画像の一方に、も
う一方の画像をはめ込んだ合成画像を作成するための手
法である。

【０００７】このようなクロマキーの原理を採用した従
来の画像表示装置は、図６のように、画像合成回路５１
を用いて、合成の対象となる画像ａ，ｂの信号のうち、
どちらか一方の画像の中の特定の色や信号レベルをキー
とし、キーを検出したときにその部分の信号をもう一方
の画像の信号で置き換え、画像を合成して合成画像ｃを
表示画面上に表示する。

【０００８】なお、コンピュータの表示画面上に外部か
ら取り込んだ自然画像を表示する場合も、このクロマキ
ーの原理が応用されている。即ち、コンピュータ側の画
像データを格納するフレームバッファに、取り込んだ画
像を表示するための領域を指定し、その領域内を予めキ
ーとなる色で塗りつぶしておくことにより、クロマキー
と同様にキーの部分のみを外部から取り込んだ画像に置
き換えてディスプレイ装置に表示する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像表示装置で
は、自然画像が奥行きに関する情報をもっていないため
、自然画像同士あるいは自然画像と計算による画像とを
合成する場合、一方の画像を他方の画像に対して、常に
前に配置するか、常に後ろに配置するかの、いずれかに
見えるような効果をもつような画像合成しかできなかっ
た。例えば図３（Ａ）に示す画像と図３（Ｂ）に示す画
像とを合成する場合、図３（Ｃ）に示すような合成がで
きなかった。即ち、図３（Ａ）の手前の建物と後ろの建
物との間を、図３（Ｂ）の車が通過していくような、２
つの画像中の物体が互いに入り組んで前後するような画
像を、それらの物体の前後関係を正しく保ちながら合成
することができず、不自然な画像しか得られなかった。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みて成されたもの
であり、自然画像同士あるいは自然画像と計算による画
像とを合成する場合、複数の画像を、各画像中に存在す
る個々の物体相互間の前後関係を保ちながら合成して表
示できる画像表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、入力
された物体の形状や色や位置などを表す数値データから
各画素毎の画素データと奥行きデータとを算出して計算
による画像を生成する任意数の画像生成手段と、入力さ
れた自然画像の各画素毎の画素データを出力する任意数
の画像入力手段と、これら各画像入力手段毎に設置され
て前記各自然画像の各画素毎の視点からの距離を計測し
て各画素毎の奥行きデータを出力する距離計測手段と、
前記各画像生成手段からの奥行きデータと前記各距離計
測手段からの奥行きデータとを対応する画素毎に相互に
比較して最も視点に近い奥行きデータを有する画素の画
素データを選択的に出力する画像合成手段とを具備する
ことを特徴としている。

【００１２】請求項２の発明は、入力された自然画像の
各画素毎の画素データを出力する複数の画像入力手段と
、これら各画像入力手段毎に設置されて前記各自然画像
の各画素毎の視点からの距離を計測して各画素毎の奥行
きデータを出力する距離計測手段と、これら各距離計測
手段からの奥行きデータを対応する画素毎に相互に比較
して最も視点に近い奥行きデータを有する画素の画素デ
ータを選択的に出力する画像合成手段とを具備すること
を特徴としている。

【００１３】請求項３の発明は、入力された物体の形状
や色や位置などを表す数値データから各画素毎の画素デ
ータと奥行きデータとを算出して計算による画像を生成
する画像生成回路と、この画像生成回路からの画素デー
タを格納する第１のフレームバッファと、前記画像生成
回路からの奥行きデータを格納する第１の奥行きバッフ
ァと、入力された自然画像の各画素毎の画素データを出
力する画像入力回路と、この画像入力回路からの画素デ
ータを格納する第２のフレームバッファと、前記自然画
像の各画素毎の視点からの距離を計測して各画素毎の奥
行きデータを出力する距離計測回路と、この距離計測回
路からの奥行きデータを格納する第２の奥行きバッファ
と、前記計算による画像と前記自然画像との対応する画
素毎に前記第１および第２の奥行きバッファからの奥行
きデータを比較して最も視点に近い奥行きデータを有す
る画素の画素データを選択して出力する画像合成回路と
を具備することを特徴としている。

【００１４】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、第１および第２のフレームバッファが各々２フレー
ム分の画素データを格納できる容量を有し、第１および
第２の奥行きバッファが各々２フレーム分の奥行きデー
タを格納できる容量を有し、前記第１のフレームバッフ
ァおよび前記第１の奥行きバッファの各々２フレーム分
のうちの一方の１フレーム分を画像生成回路からの画素
データおよび奥行きデータの書き込み用とすると共に、
他方の１フレーム分を画像合成回路への画素データおよ
び奥行きデータの読み出し用とし、前記第２のフレーム
バッファの２フレーム分のうちの一方の１フレーム分を
画像入力回路からの画素データの書き込み用とすると共
に、他方の１フレーム分を前記画像合成回路への画素デ
ータの読み出し用とし、前記第２の奥行きバッファの２
フレーム分のうちの一方の１フレーム分を距離計測回路
からの奥行きデータの書き込み用とすると共に、他方の
１フレーム分を前記画像合成回路への奥行きデータの読
み出し用として、１フレーム毎に新たな画像の画像デー
タおよび奥行きデータの格納が完了しているときに限り
前記全ての書き込み側と読み出し側とを切り替え、新た
な画像の画像データおよび奥行きデータの格納が完了し
ていないときには書き込み側と読み出し側とを切り替え
ずに用いる構成としたことを特徴としている。

【００１５】請求項５の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、距離計測回路が、画像入力回路から
の画素データを用いて距離を算出する構成としたことを
特徴としている。

【００１６】

【作用】請求項１の発明において、任意数の画像生成手
段は、入力された物体の形状や色や位置などを表す数値
データから各画素毎の画素データと奥行きデータとを算
出して計算による画像を生成する。任意数の画像入力手
段は、入力された自然画像の各画素毎の画素データを出
力する。距離計測手段は、各画像入力手段毎に設置され
て各自然画像の各画素毎の視点からの距離を計測して各
画素毎の奥行きデータを出力する。画像合成手段は、各
画像生成手段からの奥行きデータと各距離計測手段から
の奥行きデータとを対応する画素毎に相互に比較して最
も視点に近い奥行きデータを有する画素の画素データを
選択的に出力する。

【００１７】請求項２の発明において、複数の画像入力
手段は、入力された自然画像の各画素毎の画素データを
出力する。距離計測手段は、各画像入力手段毎に設置さ
れて各自然画像の各画素毎の視点からの距離を計測して
各画素毎の奥行きデータを出力する。画像合成手段は、
各距離計測手段からの奥行きデータを対応する画素毎に
相互に比較して最も視点に近い奥行きデータを有する画
素の画素データを選択的に出力する。

【００１８】請求項３の発明において、画像生成回路は
、入力された物体の形状や色や位置などを表す数値デー
タから各画素毎の画素データと奥行きデータとを算出し
て計算による画像を生成する。第１のフレームバッファ
は、画像生成回路からの画素データを格納する。第１の
奥行きバッファは、画像生成回路からの奥行きデータを
格納する。画像入力回路は、入力された自然画像の各画
素毎の画素データを出力する。第２のフレームバッファ
は、画像入力回路からの画素データを格納する。距離計
測回路は、自然画像の各画素毎の視点からの距離を計測
して各画素毎の奥行きデータを出力する。第２の奥行き
バッファは、距離計測回路からの奥行きデータを格納す
る。画像合成回路は、計算による画像と自然画像との対
応する画素毎に第１および第２の奥行きバッファからの
奥行きデータを比較して最も視点に近い奥行きデータを
有する画素の画素データを選択して映像信号に変換する
。出力機器は、画像合成回路からの映像信号に基づいて
合成画像を表示する。

【００１９】請求項４の発明において、第１および第２
のフレームバッファは、各々２フレーム分の画素データ
を格納できる容量を有している。また第１および第２の
奥行きバッファは、各々２フレーム分の奥行きデータを
格納できる容量を有している。そして第１のフレームバ
ッファおよび第１の奥行きバッファの各々２フレーム分
のうちの一方の１フレーム分を画像生成回路からの画素
データおよび奥行きデータの書き込み用とすると共に、
他方の１フレーム分を画像合成回路への画素データおよ
び奥行きデータの読み出し用とし、第２のフレームバッ
ファの２フレーム分のうちの一方の１フレーム分を画像
入力回路からの画素データの書き込み用とすると共に、
他方の１フレーム分を画像合成回路への画素データの読
み出し用とし、第２の奥行きバッファの２フレーム分の
うちの一方の１フレーム分を距離計測回路からの奥行き
データの書き込み用とすると共に、他方の１フレーム分
を画像合成回路への奥行きデータの読み出し用として、
１フレーム毎に新たな画像の画像データおよび奥行きデ
ータの格納が完了しているときに限り全ての書き込み側
と読み出し側とを切り替え、新たな画像の画像データお
よび奥行きデータの格納が完了していないときには書き
込み側と読み出し側とを切り替えずに用いる。

【００２０】請求項５の発明において、距離計測回路は
、画像入力回路からの画素データを用いて距離を算出す
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１における画像表示
装置のブロック図で、この画像表示装置は、画像生成回
路１と、第１のフレームバッファ２と、第１の奥行きバ
ッファ３と、画像入力回路４と、第２のフレームバッフ
ァ５と、距離計測回路６と、第２の奥行きバッファ７と
、画像合成回路８と、出力機器９とにより構成されてい
る。画像生成回路１は、外部から供給される物体のデー
タから画像を生成する。第１のフレームバッファ２は、
画像生成回路１で生成された画像の画素データを格納す
る。第１の奥行きバッファ３は、画像生成回路１で生成
された奥行きデータを格納する。画像入力回路４は、図
外のカメラなどの外部装置から画像を取り込む。 第２のフレームバッファ５は、画像入力回路４が取り込
んだ画像の画素データを格納する。距離計測回路６は、
画像入力回路４からの画像の各画素毎の視点からの距離
を計測する。第２の奥行きバッファ７は、距離計測回路
６で計測された奥行きデータを格納する。画像合成回路
８は、第１のフレームバッファ２から読み出した画素デ
ータと第１の奥行きバッファ３から読み出した奥行きデ
ータと第２のフレームバッファ５から読み出した画素デ
ータと第２の奥行きバッファ７から読み出した奥行きデ
ータとに基づいて画像を合成し、映像信号に変換して出
力する。出力機器９は、ＣＲＴディスプレイなどからな
り、画像合成回路８からの映像信号に基づいて合成画像
を表示画面上に表示する。

【００２２】図２は画像合成回路８のブロック図で、こ
の画像合成回路８は、比較回路１１と、選択回路１２と
、信号変換回路１３とにより構成されている。比較回路
１１は、第１の奥行きバッファ３からの奥行きデータと
第２の奥行きバッファ７からの奥行きデータとを比較す
る。選択回路１２は、比較回路１１からの制御信号に基
づいて、第１のフレームバッファ２からの画素データと
第２のフレームバッファ５からの画素データとのうちの
いずれか一方を選択して信号変換回路１３に供給する。 信号変換回路１３は、選択回路１２からの画素データを
映像信号に変換する。

【００２３】次に動作を説明する。画像生成回路１は、
物体の形状や色や位置などを表す数値データに対して、
座標変換、クリッピング、Ｚバッファ法による隠れ面除
去などの画像生成処理を行い、生成した画像の画素デー
タを第１のフレームバッファ２に、また生成した画像の
各画素毎の奥行きデータを第１の奥行きバッファ３に各
々格納する。画像入力回路４は、図外のカメラなどの外
部装置から画像を取り込み、取り込んだ画像の画素デー
タを第２のフレームバッファ５に格納する。距離計測回
路６は、画像入力回路４に取り込まれた画像の視点から
物体までの距離を各画素毎に計測し、その奥行きデータ
を第２の奥行きバッファ７に格納する。この距離計測回
路６は、画像入力回路４から出力される画像の画素デー
タそのものを用いて、画像処理により視点から物体まで
の距離を計測する。画像合成回路８は、第１のフレーム
バッファ２および第２のフレームバッファ５に格納され
ている画素データと、第１の奥行きバッファ３および第
２の奥行きバッファ７に格納されている奥行きデータと
を読み出し、２つの画像の対応する画素毎に奥行きデー
タを比較し、より視点に近い奥行きデータを持つ方の画
素の画素データを選択して、映像信号に変換し、出力機
器９に出力する。すなわち、比較回路１１は、第１の奥
行きバッファ３からの奥行きデータと第２の奥行きバッ
ファ７からの奥行きデータとを比較し、より視点に近い
奥行きデータを持つ方の画素の画素データを選択回路１
２が選択するように、制御信号を選択回路１２に供給す
る。選択回路１２は、比較回路１１からの制御信号に応
じて、第１のフレームバッファ２からの画素データと第
２のフレームバッファ５からの画素データとのうち、よ
り視点に近い奥行きデータを持つ方の画素の画素データ
を選択し、信号変換回路１３に供給する。信号変換回路
１３は、選択回路１２からの画素データを、出力機器９
に応じた映像信号に変換して出力する。出力機器９は、
画像合成回路８からの映像信号に基づいて合成画像を表
示画面上に表示する。

【００２４】かくして得られる合成画像は、画像生成回
路１で生成された画像が図３（Ａ）のような画像で、画
像入力回路４に取り込まれた画像が図３（Ｂ）のような
画像である場合、図３（Ｃ）のようになる。すなわち本
実施例の画像表示装置によれば、各画像中に存在する個
々の物体相互間の前後関係を保ちながら画像を合成して
表示できる。 （実施例２）図４は本発明の実施例２における画像表示
装置のブロック図で、この画像表示装置は、画像生成回
路２１と、第１のフレームバッファ２２と、第１の奥行
きバッファ２３と、画像入力回路２４と、第２のフレー
ムバッファ２５と、距離計測回路２６と、第２の奥行き
バッファ２７と、画像合成回路２８と、出力機器２９と
により構成されている。画像生成回路２１は、外部から
供給される物体のデータから画像を生成する。第１のフ
レームバッファ２２は、２フレーム分の画素データを格
納できる容量を有し、画像生成回路２１で生成された画
像の画素データを格納する。第１の奥行きバッファ２３
は、２フレーム分の奥行きデータを格納できる容量を有
し、画像生成回路２１で生成された奥行きデータを格納
する。画像入力回路２４は、図外のカメラなどの外部装
置から画像を取り込む。第２のフレームバッファ２５は
、２フレーム分の画素データを格納できる容量を有し、
画像入力回路２４が取り込んだ画像の画素データを格納
する。距離計測回路２６は、画像入力回路２４からの画
像の各画素毎の視点からの距離を計測する。第２の奥行
きバッファ２７は、距離計測回路２６で計測された奥行
きデータを格納する。画像合成回路２８は、第１のフレ
ームバッファ２２から読み出した画素データと第１の奥
行きバッファ２３から読み出した奥行きデータと第２の
フレームバッファ２５から読み出した画素データと第２
の奥行きバッファ２７から読み出した奥行きデータとに
基づいて画像を合成し、映像信号に変換して出力する。 出力機器２９は、ＣＲＴディスプレイなどからなり、画
像合成回路２８からの映像信号に基づいて合成画像を表
示画面上に表示する。なお、第１のフレームバッファ２
２と第１の奥行きバッファ２３と第２のフレームバッフ
ァ２５と第２の奥行きバッファ２７とのそれぞれの２フ
レーム分の記憶領域のうち、一方の１フレーム分をＡ側
、他方の１フレーム分をＢ側と、便宜上呼ぶものとする
。

【００２５】次に動作を説明する。画像生成回路２１は
、物体の形状や色や位置などを表す数値データに対して
、座標変換、クリッピング、Ｚバッファ法による隠れ面
除去などの画像生成処理を行い、生成した画像の画素デ
ータを第１のフレームバッファ２２の例えばＡ側に、ま
た生成した画像の各画素毎の奥行きデータを第１の奥行
きバッファ２３の例えばＡ側に各々格納する。画像入力
回路２４は、図外のカメラなどの外部装置から画像を取
り込み、取り込んだ画像の画素データを第２のフレーム
バッファ２５の例えばＡ側に格納する。距離計測回路２
６は、画像入力回路２４に取り込まれた画像の各画素に
対応する視点から物体までの距離を各画素毎に計測し、
その奥行きデータを第２の奥行きバッファ２７の例えば
Ａ側に格納する。この距離計測回路２６は、画像入力回
路２４から出力される画像の画素データそのものを用い
て、画像処理により物体までの距離を計測する。１フレ
ーム分の処理が終了すれば、上記と同様の動作により、
第１および第２のフレームバッファ２２，２５のＢ側に
画素データを格納し、第１および第２の奥行きバッファ
２３，２７のＢ側に奥行きデータを格納する。

【００２６】一方、画像合成回路２８は、第１および第
２のフレームバッファ２２，２５の例えばＢ側に格納さ
れている画素データと、第１および第２の奥行きバッフ
ァ２３，２７の例えばＢ側に格納されている奥行きデー
タとを読み出し、２つの画像の対応する画素毎に奥行き
データを比較し、より視点に近い奥行きデータを持つ方
の画素の画素データを選択して、映像信号に変換し、出
力機器２９に出力する。出力機器２９は、画像合成回路
２８からの映像信号に基づいて合成画像を表示画面上に
表示する。１フレーム分の処理が終了すれば、上記と同
様の動作により、第１および第２のフレームバッファ２
２，２５のＡ側から画素データを読み出し、第１および
第２の奥行きバッファ２３，２７のＡ側に奥行きデータ
を読み出して合成画像を表示画面上に表示する。

【００２７】かくして、第１および第２のフレームバッ
ファ２２，２５ならびに第１および第２の奥行きバッフ
ァ２３，２７のＡ側への画素データならびに奥行きデー
タの格納、さらには第１および第２のフレームバッファ
２２，２５ならびに第１および第２の奥行きバッファ２
３，２７のＢ側からの画素データならびに奥行きデータ
の読み出しと、第１および第２のフレームバッファ２２
，２５ならびに第１および第２の奥行きバッファ２３，
２７のＢ側への画素データならびに奥行きデータの格納
、さらには第１および第２のフレームバッファ２２，２
５ならびに第１および第２の奥行きバッファ２３，２７
のＡ側からの画素データならびに奥行きデータの読み出
しとが、１フレーム毎に交互に行われ、画像の合成が連
続的に処理される。なおこの切り替えは、第１および第
２のフレームバッファ２２，２５ならびに第１および第
２の奥行きバッファ２３，２７のＡ側あるいはＢ側への
新たな画素データならびに奥行きデータの格納が完了し
ていなければ行われない。またこの切り替えは、第１お
よび第２のフレームバッファ２２，２５ならびに第１お
よび第２の奥行きバッファ２３，２７の入力側および出
力側に電子スイッチ等を内蔵することにより実現できる
。また画像生成回路２１と画像入力回路２４と距離計測
回路２６との出力側および画像合成回路２８の入力側に
電子スイッチ等を内蔵してもよい。

【００２８】このように、画像合成回路２８が画素デー
タおよび奥行きデータを読み出している最中にデータが
書き換わらないので、合成した画像の動画表示が可能と
なる。なお上記各実施例では、画像生成回路１，２１と
画像入力回路４，２４とを１つずつ設けて２つの画像を
合成したが、本発明はこのような構成に限定されるもの
ではなく、画像生成回路１，２１と画像入力回路４，２
４とを各々任意数設けて任意数の画像を合成するように
構成してもよい。

【００２９】また上記各実施例では、画像生成回路１，
２１と画像入力回路４，２４とを設けて、計算によって
生成された画像と自然画像とを合成したが、本発明はこ
のような構成に限定されるものではなく、複数の画像入
力回路４，２４を設けて、複数の自然画像を合成するよ
うに構成してもよい。また上記各実施例では、隠れ面除
去方法としてＺバッファ法を採用した画像生成回路１，
２１を用いたが、本発明はこのような構成に限定される
ものではなく、他の隠れ面除去方法を採用して画素デー
タと奥行きデータとを生成する画像生成回路を用いても
よい。

【００３０】また上記各実施例では、距離計測回路６，
２６として画像入力回路４，２４からの画素データに基
づいて視点からの距離を求めるものを採用したが、本発
明はこのような構成に限定されるものではなく、距離計
測回路自身が距離計測の対象となる物体に対してレーザ
光などを照射し、その反射応答時間などから視点からの
距離を求めるように構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力された物体の形状や色や位置などを表す数値データか
ら各画素毎の画素データと奥行きデータとを算出して計
算による画像を生成する任意数の画像生成手段と、入力
された自然画像の各画素毎の画素データを出力する任意
数の画像入力手段と、これら各画像入力手段毎に設置さ
れて各自然画像の各画素毎の視点からの距離を計測して
各画素毎の奥行きデータを出力する距離計測手段と、各
画像生成手段からの奥行きデータと各距離計測手段から
の奥行きデータとを対応する画素毎に相互に比較して最
も視点に近い奥行きデータを有する画素の画素データを
選択的に出力する画像合成手段とを設けたので、計算に
より生成された任意数の画像と任意数の自然画像とを、
各画像中に存在する個々の物体相互間の前後関係を保ち
ながら合成して表示できる。

【００３２】また、入力された自然画像の各画素毎の画
素データを出力する複数の画像入力手段と、これら各画
像入力手段毎に設置されて各自然画像の各画素毎の視点
からの距離を計測して各画素毎の奥行きデータを出力す
る距離計測手段と、これら各距離計測手段からの奥行き
データを対応する画素毎に相互に比較して最も視点に近
い奥行きデータを有する画素の画素データを選択的に出
力する画像合成手段とを設ければ、複数の自然画像を、
各画像中に存在する個々の物体相互間の前後関係を保ち
ながら合成して表示できる。

【００３３】また、第１および第２のフレームバッファ
が各々２フレーム分の画素データを格納できる容量を有
し、第１および第２の奥行きバッファが各々２フレーム
分の奥行きデータを格納できる容量を有し、第１のフレ
ームバッファおよび第１の奥行きバッファの各々２フレ
ーム分のうちの一方の１フレーム分を画像生成回路から
の画素データおよび奥行きデータの書き込み用とすると
共に、他方の１フレーム分を画像合成回路への画素デー
タおよび奥行きデータの読み出し用とし、第２のフレー
ムバッファの２フレーム分のうちの一方の１フレーム分
を画像入力回路からの画素データの書き込み用とすると
共に、他方の１フレーム分を画像合成回路への画素デー
タの読み出し用とし、第２の奥行きバッファの２フレー
ム分のうちの一方の１フレーム分を距離計測回路からの
奥行きデータの書き込み用とすると共に、他方の１フレ
ーム分を画像合成回路への奥行きデータの読み出し用と
して、１フレーム毎に新たな画像の画像データおよび奥
行きデータの格納が完了しているときに限り全ての書き
込み側と読み出し側とを切り替え、新たな画像の画像デ
ータおよび奥行きデータの格納が完了していないときに
は書き込み側と読み出し側とを切り替えずに用いる構成
とすれば、３次元コンピュータグラフィックス画像とカ
メラなどから取り込んだ実写画像とを合成しながら動画
表示できるため、映画やテレビなどの映像制作における
特殊効果の現実感を高めることにおける効果が大であり
、コンピュータグラフィックス画像の応用分野の拡大が
期待できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における画像表示装置のブロ
ック図である。

【図２】本発明の実施例１における画像表示装置に設置
された画像合成回路のブロック図である。

【図３】本発明の実施例１における画像表示装置による
画像合成の説明図である。

【図４】本発明の実施例２における画像表示装置のブロ
ック図である。

【図５】従来の画像表示装置のブロック図である。

【図６】従来の別の画像表示装置の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　画像生成回路 ２　　　　第１のフレームバッファ ３　　　　第１の奥行きバッファ ４　　　　画像入力回路 ５　　　　第２のフレームバッファ ６　　　　距離計測回路 ７　　　　第２の奥行きバッファ ８　　　　画像合成回路 ９　　　　出力機器 ２１　　　　画像生成回路 ２２　　　　第１のフレームバッファ ２３　　　　第１の奥行きバッファ ２４　　　　画像入力回路 ２５　　　　第２のフレームバッファ ２６　　　　距離計測回路 ２７　　　　第２の奥行きバッファ ２８　　　　画像合成回路 ２９　　　　出力機器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力された物体の形状や色や位置など
   を表す数値データから各画素毎の画素データと奥行きデ
   ータとを算出して計算による画像を生成する任意数の画
   像生成手段と、入力された自然画像の各画素毎の画素デ
   ータを出力する任意数の画像入力手段と、これら各画像
   入力手段毎に設置されて前記各自然画像の各画素毎の視
   点からの距離を計測して各画素毎の奥行きデータを出力
   する距離計測手段と、前記各画像生成手段からの奥行き
   データと前記各距離計測手段からの奥行きデータとを対
   応する画素毎に相互に比較して最も視点に近い奥行きデ
   ータを有する画素の画素データを選択的に出力する画像
   合成手段とを具備することを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】　　入力された自然画像の各画素毎の画素
   データを出力する複数の画像入力手段と、これら各画像
   入力手段毎に設置されて前記各自然画像の各画素毎の視
   点からの距離を計測して各画素毎の奥行きデータを出力
   する距離計測手段と、これら各距離計測手段からの奥行
   きデータを対応する画素毎に相互に比較して最も視点に
   近い奥行きデータを有する画素の画素データを選択的に
   出力する画像合成手段とを具備することを特徴とする画
   像表示装置。
3. 【請求項３】　　入力された物体の形状や色や位置など
   を表す数値データから各画素毎の画素データと奥行きデ
   ータとを算出して計算による画像を生成する画像生成回
   路と、この画像生成回路からの画素データを格納する第
   １のフレームバッファと、前記画像生成回路からの奥行
   きデータを格納する第１の奥行きバッファと、入力され
   た自然画像の各画素毎の画素データを出力する画像入力
   回路と、この画像入力回路からの画素データを格納する
   第２のフレームバッファと、前記自然画像の各画素毎の
   視点からの距離を計測して各画素毎の奥行きデータを出
   力する距離計測回路と、この距離計測回路からの奥行き
   データを格納する第２の奥行きバッファと、前記計算に
   よる画像と前記自然画像との対応する画素毎に前記第１
   および第２の奥行きバッファからの奥行きデータを比較
   して最も視点に近い奥行きデータを有する画素の画素デ
   ータを選択して出力する画像合成回路とを具備すること
   を特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】　　第１および第２のフレームバッファが
   各々２フレーム分の画素データを格納できる容量を有し
   、第１および第２の奥行きバッファが各々２フレーム分
   の奥行きデータを格納できる容量を有し、前記第１のフ
   レームバッファおよび前記第１の奥行きバッファの各々
   ２フレーム分のうちの一方の１フレーム分を画像生成回
   路からの画素データおよび奥行きデータの書き込み用と
   すると共に、他方の１フレーム分を画像合成回路への画
   素データおよび奥行きデータの読み出し用とし、前記第
   ２のフレームバッファの２フレーム分のうちの一方の１
   フレーム分を画像入力回路からの画素データの書き込み
   用とすると共に、他方の１フレーム分を前記画像合成回
   路への画素データの読み出し用とし、前記第２の奥行き
   バッファの２フレーム分のうちの一方の１フレーム分を
   距離計測回路からの奥行きデータの書き込み用とすると
   共に、他方の１フレーム分を前記画像合成回路への奥行
   きデータの読み出し用として、１フレーム毎に新たな画
   像の画像データおよび奥行きデータの格納が完了してい
   るときに限り前記全ての書き込み側と読み出し側とを切
   り替え、新たな画像の画像データおよび奥行きデータの
   格納が完了していないときには書き込み側と読み出し側
   とを切り替えずに用いる構成としたことを特徴とする請
   求項３に記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】　　距離計測回路は、画像入力回路からの
   画素データを用いて距離を算出する構成としたことを特
   徴とする請求項３または請求項４に記載の画像表示装置
   。