JPH0437383A

JPH0437383A - 画像合成方法と装置

Info

Publication number: JPH0437383A
Application number: JP14166490A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujita; 利夫藤田; Kanji Hatada; 畑田　勘治; Yasunori Hirakawa; 平川　靖紀; Yasumi Shibata; 柴田　泰見
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-02-07
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: JP2999517B2

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）この発明は画像合成の技術に係り、特に赤外線用カメラ
から得られる被写体側の相対的な位置情報をキー信号と
して画像合成する方法および装置に関するものである。

（発明の概要）この発明は画像合成の技術に関するもので、従来の色成
分をキー信号として画像合成するクロマキー技術とは異
なり、はめこむべき画像に対応する物体を背景用スタジ
オセットの前面におき、それらが発する光線波長の分布
特性を大幅に異ならしめ、特に背景用スタジオセットの
発する光線波長は赤外領域とし、撮映側には赤外線用力
ラメと可視光線用カラーカメラを用意してこれらを撮映
し、その結果から画像合成のキー信号を作って前記はめ
こむべき画像を分離抽出して別の背景画像の前面にこれ
をはめこんでいる。か（することにより従来のクロマキ
ー技術で存在していた種々の制約を解放している。

（従来の技術）テレビジョン番組制作で任意の背景画面に人物などの別
の任意の画像を電気的にはめこむ画像合成技法の従来技
術のひとつにクロマキー技術がある。クロマキーは色の
３要素である明度、彩度、色相のうち、色相の差を主に
利用するもので、船釣には人物の肌色と補色の関係にあ
る前糸の色が抜取り用の色として使用される。

（発明が解決しようとする課題）クロマキー技術はゲート信号として色相にかＸわる色信
号を利用しているため以下に述べる制約が生しる。

すなわちクロマキー画像特殊効果装置に利用される色相
色の物体画像はすべてゲート信号となってしまうので、
セットや人物などの配色に制限が出てくる。またこの技
術では色信号をもとに画像の合成がなされているから色
照明、調光などの自由度が狭い。またこの技術では専用
のセットが必要で通常のスタジオセットと併用して使用
することができない。

またビデオマット画像特殊効実装置を使用した画像合成
では、コンピュータを使用して画像処理を行なっている
が、今の所処置時間などの問題から実時間で画像合成す
ることが不可能となっている。

従って本発明の目的は、クロマキー技術の問題点および
ビデオマット画像特殊効実装置の問題点を解消し、比較
的簡単な手法と装置を使用して実時間的に画像合成の可
能な画像合成方法および装置を提供せんとするものであ
る。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明画像合成方法は、はめ
こむべき画像に対応する物体をスタジオセット背景の全
面に置き、これを撮像カメラで撮映し、前記はめこむべ
き画像を抽出して別の背景画像の全面にこれをはめこむ
画像合成方法において、被写体側にあっては、前記対応
する物体とスタジオセット背景との間に基準位置を設定
し、この基準位置を中心にしてその前面側と後方側の被
写体の映像を光学的に分離可能とする手順を備えるとと
もに、撮映側にあっては、被写体側からの赤外光成分と
可視光成分とを分離し、それぞれ赤外線用カメラと可視
光線用カラーカメラでこれらをそれぞれ撮映し、それぞ
れを光線波長の分布特性の違いから得られる映像を比較
演算し、これにより被写体側の前記対応する物体と前記
スタジオセット背景の相対位置を取得し、この位置情報
を画像合成のキー信号として前記はめこむべき画像を前
記別の背景画像の全面にはめこむことを特徴とするもの
である。

また、本発明画像合成装置は、はめこむべき画像に対応
する物体を背景用スタジオセットの前面に置き、これを
撮像カメラで撮映し、前記はめこむべき画像を抽出して
別の背景画像の前面にこれをはめこむ画像合成装置にお
いて、被写体側には、前記対応する物体と、背景用スタ
ジオセットと、両者間に設けた基準位置を中心にしてそ
の前面側と後方側の被写体の映像を光学的に分離可能と
する手段とを具備し、撮映側には、被写体側からの赤外
光成分と可視光成分とを分離する手段と、前記赤外光成
分を撮映する赤外線用カメラと、前記可視光成分を撮映
する可視光線用カラーカメラと、これらカメラ出力の光
線波長の分布特性の違いから得られる映像を比較演算し
、被写体側の前記対応する物体と前記背景用スタジオセ
ットの相対位置を取得して画像合成用のキー信号を発生
するイメージプロセンサと、このキー信号により前記可
視光線用カラーカメラの出力から得られる前記対応する
物体の画像を前記別の背景画像の前面にはめこみこれを
出力する手段とを具備したことを特徴とするものである
。

（作　用）本発明によれば、画像ぬきとり用のキー信号として従来
のクロマキー技術における可視光領域の色成分信号を使
用するのでなく、はめこむべき画像は可視光線用カラー
カメラからこれ得、キー信号は別に設けた赤外線用カメ
ラからこれを得ているので、従来のクロマキー技術で課
題となった配色の制限とか色照明、調光などの自由度と
かが改善できるし、被写体側で抽出すべき物体と背景用
スタジオセットの映像の光学的分離可能な手段が、実施
例でも後述するごとく簡単な手段のものであるので、専
用のセットも必要でなく通常のスタジオセットと併用し
て使用できさらに実時間の処理も可能である。

（実施例）以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細な説明
する。

第１図に本発明に係るこれに限定されない実施例の略構
成図を示し、第２図に本発明に係る原理を説明するため
の図を示す。

カメラで撮映される被写体側には、はめこむべき画像に
対応する物体２と背景用スタジオセット１とを用意する
。被写体を撮映するカメラ側は、赤外光線と可視光線を
分離する回転放物面反射鏡４と、赤外線用カメラ５、可
視光線用カラーカメラ６、画像処理用のイメージプロセ
ッサ７、画像を合成する為の画像ゲート回路８を具備し
ている。

以下第１図示構成図を参照し、４つのより具体的な実施
例について順次に説明する。

第」４Ｊ１虹桝被写体側の背景用スタジオセット１と物体２との間の基
準位置に、放射率の高い透明な物体３を用意する。この
透明な物体３は放射率の高い物質（たとえば透明なアク
リル板やガラスなどといった物質）からなる。可視光線
用カメラ６（可視光線波長領域）では、セント１や物体
２を撮映することはできるが、物体３の物質は透明であ
るため撮映することはできない。一方、赤外線用カメラ
５（赤外線波長領域）では、物体２と物体３を撮映する
ことはできるが、セット１を撮映することはできない。

放射率の高い物体はたとえ透明な素材であっても赤外光
線の波長領域では透視できず、これより後方にあるもの
は赤外線用カメラで撮映することはできない。したがっ
て透明で放射率の高い物体３を置く事によってその位置
より前にある物体２と後方にあるセット１を赤外線用カ
メラで判定する事ができる。赤外線用カメラからの映像
はイメージプロセッサ７によって物体３より前方にある
物体２だけの２値化信号となるように信号成形される。

この信号によって、可視光線カメラの映像と他の映像と
を合成することができる。

員ｌ優夫隻拠被写体側のセット１と物体２との間の基準位置に赤外線
カットフィルタ３を用意する。この赤外線カットフィル
タ３は可視光用カメラでは透明な性質の物であるために
映像として再生することができない。しかし赤外線用カ
メラでは透視できない物質であるために、逆に映像とし
て再生することができる。赤外線用カメラからの映像は
イメージプロセンサ７によって、物体３より前方にある
物体２だけの２値化信号となるように信号成形される。

策主■災施拠被写体側のセット１を暖めることによって物質２との間
に温度差を大きく発生させる。この温度差を赤外線用カ
メラで区別する事によりセット１と物体２の相対的な位
置を知る事ができる。赤外線用カメラからの映像はイメ
ージプロセッサ７によって物体３より前方にある物体２
だけの２値化信号となるように信号成形される。この信
号によって、可視光線カメラの映像と他の映像とを合成
する事ができる。

第４（ＩＥ目１虹医放射率の高い材料を使用したセント１を用意する。これ
らを赤外線用カメラで撮映することによって、放射率の
違いからセント１と物体２とを見分けることができる。

赤外線用カメラから得られる放射率の違いを映像化した
情報信号は、イメージプロセッサ７によってセット１だ
けの２値化信号となるように信号成形される。この信号
によって可視光線カメラの映像と他の映像とを合成する
ことができる。

次に可視光線と赤外光線を分離する方法を、第１図示構
成図を参照して説明する。可視光線と赤外光線を同じ条
件で見るためには同一の光軸上で観測しなければならな
い。可視光線ではプリズムまたはハーフミラ−などによ
って一つの光軸を分離する方法があるが、赤外光線では
分離することができない。

そこでこの場合以下の手法を使用する。回転放物面反射
鏡の光軸中心に穴をあけ赤外線用カメラで被写体側をの
ぞけるようにする。一方可視光線の方は回転放物面反射
鏡で集められた光の焦点に可視光線用カラーカメラを設
置する。この事により可視光線用カラーカメラの映像と
赤外線用カメラの映像が同一の方向、大きさで撮映する
ことができる。

次に本発明の原理を第２図を参照して説明する。

同図（ａ）には被写体側の側面図Ｃ１正面図ｄのポンチ
絵が示され、同図（ｂ）には撮映側の本発明に係る赤外
線用カメラによる映像ｅ、可視光線用カラーカメラによ
る映像［、他の背景画像ｇおよび合成画像りがそれぞれ
対応してポンチ絵で示されている。

赤外線用カメラにより得られる映像ｅには基準位置３よ
り前方にある机と人物だけが映し出されている。これか
らゲート信号を得るには、赤外線用カメラによる映像ｅ
をイメージプロセッサ７で２値化信号の処理を行なう。

参照番号７内のポンチ絵では人物と机は黒レベル（２値
の零）その他は白レベル（２値の１）を表わすよう人物
と机はハツチで記載し他は白としている。可視光線用カ
メラによる映像ｆとそれに合成される映像ｇは、画像ゲ
ート回路８においてイメージプロセッサで得られたゲー
ト信号のタイミングにより合成される。結果としての画
像が合成画像りである。

以上本発明に係るいくつかの実施例について説明してき
たが、本発明はこれに限定されることなく各種の変形、
変更が本発明の範囲内で可能なことは自明であろう。

（発明の効果）以上詳細に説明してきたように、本発明によれば、従来
のこの種技術で色成分をキー信号として画像合成してき
たのとは異なり、被写体を赤外線用カメラと可視光用カ
ラーカメラで撮映するとともに、被写体側ではめこむべ
き画像に対応する物体と背景用スタジオセットとの間に
基準位置を設けてこれを中心に両者に分光特性の差をも
たせているので、従来の合成画像で問題であった配色の
制限とか色照明、調光の自由度とかが改善でき、簡単な
手法で通常のスタジオセットとの併用も可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例の略構成図を示し、第２図は、本発明の詳細な説明するための図を示す。１・・・背景用スタジオセット２・・・はめこむべき画像に対応する物体３・・・基準
位置４・・・回転放物面反射鏡　　５・・・赤外線用カメラ
６・・・可視光線用カラーカメラ７・・・イメージプロセッサ　訃・・画像ゲート回路９
・・・他の背景画像　　　　１ｏ・・・合成画像。

Claims

【特許請求の範囲】１、はめこむべき画像に対応する物体をスタジオセット
背景の前面に置き、これを撮像カメラで撮映し、前記は
めこむべき画像を抽出して別の背景画像の前面にこれを
はめこむ画像合成方法において、被写体側にあっては、前記対応する物体とスタジオセット背景との間に基準位置を設定し、この基
準位置を中心にしてその前面側と後方側の被写体の映像
を光学的に分離可能とする手順を備えるとともに、撮映側にあっては、被写体側からの赤外光成分と可視光成分とを分離し、それぞれ赤外線用カメラ
と可視光線用カラーカメラでこれらをそれぞれ撮映し、
それぞれを光線波長の分布特性の違いから得られる映像
を比較演算し、これにより被写体側の前記対応する物体
と前記スタジオセット背景の相対位置を取得し、この位
置情報を画像合成のキー信号として前記はめこむべき画
像を前記別の背景画像の前面にはめこむことを特徴とす
る画像合成方法。２、請求項１記載の方法において、前記光学的に分離可
能とする手順が、前記基準位置に放射率の高い透明な物
体をセットする手順であり、これにより前記基準位置よ
り後方にある被写体をマスクし、赤外線用カメラにより
撮映された映像から前記相対位置を取得し、画像合成用
キー信号を得ることを特徴とする画像合成方法。３、請求項１記載の方法において、前記光学的に分離可
能とする手順が、前記基準位置に赤外線カットフィルタ
をセットする手順であり、これにより前記基準位置より
後方の被写体から放射される赤外線をカットし、赤外線
用カメラにより撮映された映像から前記相対位置を取得
し、画像合成用キー信号を得ることを特徴とする画像合
成方法。４、請求項１記載の方法において、前記光学的に分離可
能とする手順が、前記基準位置より後方にある被写体を
加熱する手順であり、これにより赤外線用カメラで撮映
された映像から前記相対位置を取得し、画像合成のキー
信号を得ることを特徴とする画像合成方法。５、請求項１記載の方法において、前記光学的に分離可
能とする手順が、前記基準位置より後方にある被写体の
放射率を他の被写体のそれと異ならしめる手順であり、
これにより赤外線用カメラにより撮映された映像から前
記相対位置を取得し、画像合成用キー信号を得ることを
特徴とする画像合成方法。６、はめこむべき画像に対応する物体を背景用スタジオ
セットの前面に置き、これを撮像カメラで撮映し、前記
はめこむべき画像を抽出して別の背景画像の前面にこれ
をはめこむ画像合成装置において、被写体側には、前記対応する物体と、背景用スタジオセットと、両者間に設けた基準位置を中心に
してその前面側と後方側の被写体の映像を光学的に分離
可能とする手段とを具備し、撮映側には、被写体側からの赤外光成分と可視光成分とを分離する手段と、前記赤外光成分を撮映
する赤外線用カメラと、前記可視光成分を撮映する可視
光線用カラーカメラと、これらカメラ出力の光線波長の
分布特性の違いから得られる映像を比較演算し、被写体
側の前記対応する物体と前記背景用スタジオセットの相
対位置を取得して画像合成用のキー信号を発生するイメ
ージプロセッサと、このキー信号により前記可視光線用
カラーカメラの出力から得られる前記対応する物体の画
像を前記別の背景画像の前面にはめこみこれを出力する
手段とを具備したことを特徴とする画像合成装置。７、請求項６記載の装置において、撮映側の前記分離す
る手段が分離回転放物面反射鏡であることを特徴とする
画像合成装置。