JPH0681275B2 - 画像変換装置 - Google Patents

画像変換装置

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JPH0681275B2
JPH0681275B2 JP60070330A JP7033085A JPH0681275B2 JP H0681275 B2 JPH0681275 B2 JP H0681275B2 JP 60070330 A JP60070330 A JP 60070330A JP 7033085 A JP7033085 A JP 7033085A JP H0681275 B2 JPH0681275 B2 JP H0681275B2
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0007—Image acquisition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ発明が解決しようとする問題点 Ｅ問題点を解決するための手段（第１図） Ｆ作用（第１図、第７図） Ｇ実施例（第１図〜第10図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は画像変換装置に関し、特にテレビジヨン信号に
特殊効果を与える特殊効果装置に適用して好適なもので
ある。
Ｂ発明の概要 本発明は、入力画像メモリに記憶された入力画像を３次
元曲面上の多角形疑似曲面に貼りつけるような画像変換
演算を実行して出力画像メモリに書き込むようになされ
た画像変換装置において、多角形疑似曲面相互間に隙間
が生じたときこれを記憶する隙間情報メモリの隙間情報
に基づいて、当該隙間の画素データを周囲の画素データ
から補間演算することにより、ハード的構成を大規模化
することなく隙間のない出力画像を得ることができるも
のである。
Ｃ従来の技術 特殊効果装置においては、テレビジヨン信号をデイジタ
ル信号変換処理することによつて、３次元曲面（例えば
円筒曲面）に入力画像を貼りつけたように見える画像を
デイスプレイ上に表示させるようにしたものが用いられ
ており、リアルタイムなデイジタル画像処理方法とし
て、３次元曲面を多数の多角形（例えば三角形、平行四
辺形、台形等）でなる疑似曲面の集合であるとして近似
し、各疑似曲面に２次元画像を当てはめるようにマツピ
ングする手法が提案されている（特開昭58-219664
号）。
この種の画像変換手法は、デイジタル演算処理を実行す
る際に、十分長いビツト数のデータを用いると共に、汎
用コンピュータを使用して十分な精度の演算を実行すれ
ば、３次元曲面上に貼りつけた多角形疑似曲面相互間に
隙間を生じさせることなく２次元画像のマツピングをな
し得るが、このようにすると、実際上演算時間が大きく
なるので、リアルタイム性が損なわれる問題がある。そ
こで実際上はリアルタイムな変換演算を実行するため
に、可能な限り専用ハードを用いた変換回路を用意する
ことによつて、実用上十分なリアルタイム演算を実現す
るような工夫がされている。
因に専用ハードを用いた変換回路として、２次元空間を
比較的大きな領域でなるブロツクに分けておき、多角形
疑似曲面への貼りつけ変換をする際には、この大きなブ
ロツクを単位にしてマイクロコンピュータを用いて変換
演算するのに対して、各ブロツク内の画素の演算を専用
ハードで実行するようにすることが考えられている。
ところでこのようにすると、各ブロツク内の演算を実行
するためのハードの構成をそれほど複雑大型にはできな
いために、計算精度をそれほど高くとり得なくなり、そ
の結果多角形疑似曲面相互間に隙間が生じることを避け
得なくなる。ここで、専用ハードを用いる場合、処理時
間を短縮するため複雑な処理工程を並行処理できるよう
にすることが必要であるから、少しでも計算精度を向上
させようとすれば、ハードの構成は格段的に大規模化す
ることを避け得なくなる。
Ｄ発明が解決しようとする問題点 この問題を解決する方法として、第１に、隙間がなくな
る程度に十分に高い計算精度を有する専用ハードを構成
することが考えられる。しかしこの方法は、上述のよう
にハードの構成量が膨大になる問題があり、また任意の
画像の変換をするにつき、適切なビツト長を捜し出すこ
とが困難で、特に複雑な３次元曲面に２次元画面をマツ
ピングしなければならないような場合には格段的に困難
になる問題がある。そしてかかる困難な問題を少しずつ
解決し得たとしても、改善の程度はそれほど大きくなら
ない不都合がある。
また隙間が生ずる問題を解決する第２の方法として、変
換演算の結果得られる出力をローパスフイルタにかけて
隙間を目立たなくする手法がある。しかしこの方法は、
出力画像信号の周波数帯域が制限されるために、折角所
定の計算精度で演算して得た変換画像出力をぼかすこと
を原理としているために、本質的に画質の劣化を生じさ
せる問題がある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、マツピン
グ処理した画像出力に生じた隙間を検出して適切な値を
補間するようにすることによつて、比較的簡易な構成に
よつて短い演算時間で実用上十分な精度の変換画像を得
ることができるようにした画像変換装置を提案しようと
するものである。
Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、入力ビ
デオ信号VDINによつて形成される２次元平面でなる入力
画像を入力画像メモリ２に記憶し、上記入力画像を所定
の大きさに区切つて３次元曲面上の多角形疑似曲面に貼
りつけるような画像変換演算を実行して出力画像メモリ
５に書き込むようになされた画像変換装置において、画
像変換演算の結果、多角形疑似曲面相互間に生ずる隙間
に相当する画素データを記憶する隙間情報メモリ８と、
この隙間情報メモリ８から送出される隙間情報S4に基づ
いて上記隙間の周囲の画素データから当該隙間の画素デ
ータを補間演算する隙間検出補間回路７とを設ける。
Ｆ作用 ２次元平面でなる入力画像を３次元曲面上の多角形疑似
曲面に貼りつけるような画像変換演算を実行する際に、
当該演算によつて生じた隙間に関する隙間情報S4が、隙
間情報メモリ８に記憶される。
この隙間情報メモリ８に記憶された隙間情報S4は、変換
後の出力画像を記憶している出力画像メモリ５から出力
画像データが読み出されるとき、これと同期して隙間検
出補間回路７に供給される。
隙間検出補間回路７は隙間情報S4から隙間がある画素を
検出すると共に、当該画素の周りにある画素に基づいて
補間演算してその補間演算結果によつて当該隙間を埋め
る。
かくして出力ビデオ信号VDOUTとして隙間のないビデオ
信号を得ることができる。
従つて入力画像を多角形疑似曲面に貼りつけるような画
像変換演算を実行する変換回路４として精度の高いハー
ドを使用しないために出力画像メモリ５に書き込まれた
画像に隙間ができたとしても、この隙間だけについて補
間演算をするだけで済むので、全体としての構成を大規
模化しないようにし得る。
Ｇ実施例 以下図面について本発明の一実施例を詳述する。第１図
において、入力ビデオ信号VDINがアナログ−デイジタル
変換回路１によつてデイジタル信号に変換された後、入
力画像メモリ２に入力される。
この入力画像メモリ２の記憶データは、バツフアメモリ
３から供給される第１のマツピング情報S1によつて読み
出されて変換回路４に出力される。ここで第１のマツピ
ング情報S1は、入力画像メモリ２に記憶されている入力
ビデオ信号VDINの各画素データ（第２図（Ａ））を所定
の大きさのブロツクに分割し、各ブロツクのデータをマ
ツピング情報S1に基づいて順次読み出すことにより、第
２図（Ｂ）に示すように、所定の３次元曲面（例えば円
筒曲面）IM1上の多角形疑似曲面に順次貼りつけて行く
ように変換するようになされている。
変換回路４は、バツフアメモリ３から供給される第２の
マツピング情報S2によつて、３次元曲面上に貼りつけら
れた各多角形疑似曲面に対応するブロツクに含まれる各
画素を、変換回路４を構成している専用ハードを利用し
て多角形疑似曲面内の所定位置に割り付けるような変換
動作をハード的に実行し、かくして３次元曲面IM1上に
入力ビデオ信号VDINを貼りつけてなる変換画像を出力画
像メモリ５内に書込む（第２図（Ｂ））。
ここでバツフアメモリ３は、プロセツサ６に対してオペ
レータが別途入力手段によつて入力した変換入力データ
に基づいて、入力ビデオ信号VDINを記憶している入力画
像メモリ２のアドレスを、３次元曲面に貼りつけたよう
に見える出力画像のアドレスに変換する演算を実行し、
かくしてバツフアメモリ３に１画面分のマツピング情報
を格納する。
出力画像メモリ５に書き込まれた変換後の画像データ
は、バツフアメモリ３から供給される第３のマツピング
情報S3に基づいて順次読み出されて隙間検出補間回路７
に供給する。これと共に、第３のマツピング情報S3は隙
間情報メモリ８に供給され、各画素についての隙間情報
S4が隙間検出補間回路７に供給される。
隙間情報メモリ８は第３図に示すように、書込フラグメ
モリ8A、表裏フラグメモリ8B、入力画像アドレスメモリ
8Cを有する。これらのメモリ8A、8B、8Cはそれぞれ出力
画像メモリ５の各画素データの垂直及び水平アドレスと
同じ水平及び垂直アドレスを有するメモリエリアを有
し、出力画像メモリ５の各画素が順次読み出されるごと
にこれと同期して対応するアドレスからデータを読み出
すようになされている。
書込フラグメモリ8Aは、出力画面を構成する各画素に対
応するアドレスのうち、出力画像メモリ５に変換画像デ
ータが書き込まれたか否かを表す１ビツトの書込フラグ
データを記憶している。この書込フラグデータは、プロ
セツサ６に予め入力されたデータに基づいて、指定され
た半径の円筒曲面上の多角形疑似曲面に入力画像を貼り
つける場合に、多角形疑似曲面が割り当てられたアドレ
スと、割り当てられなかつたアドレスとを、画素ごとに
論理「１」又は「０」レベルのフラグデータによつて表
す。この書込フラグデータは、実際上プロセツサ６に入
力されたデータに基づいて第１及び第２のマツピング情
報S1及びS2を演算する際に形成されて書込フラグメモリ
8Aに格納される。
第３図の場合、書込フラグメモリ8Aのうち、アドレス領
域X1は円筒表面には属さない領域（背景となる）である
ので、多角形疑似曲面が割り当てられなかつた領域であ
り、従つてこの領域X1の各画素には論理「０」のデータ
が書き込まれている。これに対してアドレス領域X2は円
筒曲面のうち表面に相当する領域であり、従つて入力ビ
デオ信号VDINが書き込まれている入力画像メモリ２の画
像を表側の画像（裏返しではない画像）として円筒曲面
上に貼りつけてこれを斜め上方から見たように見える画
像変換がされた変換画像部分を表している。さらにアド
レス領域X3は、円筒曲面に巻きつけられた入力画像のう
ち、裏側に巻き込まれた変換画像（即ち入力画像を裏返
してなる画像でなる）を表している。
従つてアドレス領域X1は、もともと入力画像が割り当て
られていない領域であるので、この領域に含まれる画素
に対応するアドレスには論理「０」データが書き込まれ
ている。これに対して領域X2及びX3には、多角形疑似曲
面が貼りつけられた部分と、貼りつけられていない部分
（これが隙間を表す）とでなり、多角形疑似曲面が割り
当てられているアドレスには論理「１」データが書き込
まれているのに対して、隙間には論理「０」データが書
き込まれていることになる。
かくして第４図に示すように、周囲に論理「１」のデー
タがある中に、論理「０」のデータをもつアドレス領域
AR11が取り残されたような形で、書込フラグメモリ8Aに
隙間の位置及び大きさが格納されることになる。
また表裏フラグメモリ8Bは、円筒曲面上に貼りつけられ
た入力画像の表裏を表すデータを格納するもので、入力
画像メモリ５のアドレスに対応する各アドレス位置に、
１ビツトの表裏フラグデータを記憶する。
第３図の実施例の場合、表裏フラグメモリ8Bのアドレス
領域Y1は、出力画像メモリ５のうち、入力画面データが
書き込まれていないアドレス領域に相当し、この領域に
は表裏データを格納せずに無効を表す信号が書き込まれ
ている。
またアドレス領域Y2には、出力画像メモリ５に書き込ま
れた変換画像データについて、円筒表面に巻きつけられ
た画像部分に含まれる各アドレスのうち、表側の部分の
画像データが記憶されているアドレスに対して論理
「１」のデータが書き込まれている。
さらにアドレス領域Y3には、出力画像メモリ５に書き込
まれた入力画像データについて、円筒曲面の背後に巻き
込まれた部分を表す裏返しの画像データが記憶されてい
るアドレスに対して論理「０」のデータが書き込まれて
いる。
従つて裏側の画像データが記憶されているアドレス領域
Y3上に、表側の画像データが記憶されているアドレス領
域Y2が重なつている部分について、表側の領域Y2に隙間
があれば、表裏フラグメモリ3Bのデータの配列は第５図
に示すように、周囲のメモリエリアに論理「１」のデー
タが書き込まれている状態において、隙間に相当するメ
モリエリアAR21だけに論理「０」のデータが書き込まれ
ているような状態になる。
この状態は、出力画像メモリ５に格納されている画像デ
ータについて、表の領域に隙間があるために、裏返しの
画像が見える状態になつていることを意味している。実
際上このような状態が生じると、例えば裏側の色と表側
の色とが極端に違う場合には、１画素分の隙間であつて
も見苦しい画面になるおそれがあるが、このような状態
の発生を表裏フラグメモリ8Bに記憶することができる。
入力画像アドレスメモリ8Cは、出力画像メモリ５の各ア
ドレスに対応するアドレスのメモリエリアに、変換前の
入力画像を記憶している入力画像メモリ２の水平方向ア
ドレス及び垂直方向アドレスを記憶する。ここで出力画
像メモリ５に記憶されている各アドレスの画像データの
アドレス位置は、第１及び第２のマツピング情報S1及び
S2によつて、入力画像メモリ２のアドレス位置から変換
演算によつて移動されたものであり、従つて出力画像メ
モリ５の各画素に隣接する画素のデータの入力画像メモ
リ２におけるアドレスは、画面の連続性から考えてそれ
ほどかけ離れた値にはならないはずである。しかし第６
図に示すように、メモリエリアAR31に記憶されているア
ドレスが、その周囲のメモリエリアに記憶されているア
ドレスと比較して極端に相違するような場合には、当該
メモリエリアAR31に相当するアドレス位置に隙間がある
と判断し得る。
このようにして、隙間は、２次元平面を多角形疑似曲面
に貼りつける際の演算時に既知なものとして得られて隙
間情報メモリ８を構成する書込フラグメモリ8A、表裏フ
ラグメモリ8B、入力画像アドレスメモリ8Cに予め書き込
まれ、その後出力画像メモリ５の各アドレスに記憶され
ている画素データが順次読み出されて行くとき、これと
同期して隙間情報S4として読み出されて隙間検出補間回
路７に供給される。
ここで書込フラグメモリ8A、表裏フラグメモリ8B、入力
画像アドレスメモリ8Cからのデータの読出しは、水平方
向（Ｈ方向）及び垂直方向（Ｖ方向）の両方について実
行され、かくして水平方向及び垂直方向の両方について
各画素のデータの配列に極端な不連続が発生したとき、
これを隙間と判断する。
また隙間情報メモリ８を構成する書込フラグメント8A、
表裏フラグメモリ8B、入力画像アドレスメモリ8Cへのデ
ータの書込みは、視覚上奥行位置にあるように見える画
像から順次手前の画像を重ね書きして行くようになさ
れ、その結果複数の画面部分が互いに重なり合つている
場合には最も手前の画面部分についてのデータがメモリ
8A、8B、8Cに残ることになる。
隙間検出補間回路７は隙間であると判断した画素データ
については当該画素のまわりのデータを用いて補間演算
を実行する。この実施例の場合、補間演算は、出力画像
メモリ５から順次送られてくる画素データのうち、隙間
の画素の前後の画素データの中間値（加算平均値）を用
いるようにする。なお補間演算としては中間値以外に、
前隣の画素データ、後隣の画素データ、１フイールド前
の画素データ、周囲８個の画素データの平均値等を当該
隙間のデータとして置き換えることなど、種々の補間方
法を適用し得る。
隙間検出補間回路７において隙間を補間されたデータは
デイジタル−アナログ変換回路９においてアナログ信号
に変換された後、出力ビデオ信号VDOUTとして送出され
る。
以上の構成において、隙間検出補間回路７は、第７図に
示すような処理手段に従つて隙間の検出及び補間演算を
実行する。隙間検出補間回路７は、先ずステツプSP1に
おいて、書込フラグメモリ8Aの書き込みフラグデータを
順次水平方向及び垂直方向に読み出して出力画像メモリ
５に書き込まれなかつた画素（第４図）を隙間として検
出した後、当該検出結果に基づいて次のステツプSP2に
おいて補間演算を実行することにより当該隙間の補間デ
ータを埋める。
続いて隙間検出補間回路７は、ステツプSP3に移つて、
表裏フラグメモリ8Bのデータを水平方向に読み出した
後、垂直方向に読み出すことにより、表フラグの間に裏
フラグが生じた画素を隙間として検出し、次のステツプ
SP4において当該隙間を補間演算によつて得た補間デー
タを埋める。
なおステツプSP1及びSP3において、水平方向について隙
間を検出するのみならず垂直方向についても隙間の検出
をするのは、例えば第８図に示すように、隙間であるこ
とを表す論理「０」の画素が水平方向（又は垂直方向）
に連続した場合に、これを隙間ではないと判断するおそ
れを回避するためである。因に隙間であるか否かの判断
は、順次続くフラグデータの内容が反転したとき当該反
転した画素を隙間と判定するような手法が用いられる
が、このようにした場合第８図のようなパターンのデー
タが得られたとき、水平方向だけについて判定をすれ
ば、隙間がないと判断するおそれがあるが、垂直方向に
も判断をすることによつてかかる誤判定を未然に防止し
得る。
隙間検出補間回路７は、次のステツプSP5において入力
画像アドレスメモリ8Cのデータを水平方向に読み出した
後、垂直方向に読み出し、アドレスデータの内容が極端
に変化する画素があればこれを隙間と判定し、次のステ
ツプSP6において補間演算を実行して当該画素に補間デ
ータを埋める。
ここで画像変換すべき３次元曲面として第９図に示すよ
うに、平面を渦巻き状に巻き込んだような曲面を選定し
た場合、入力画像の表側部分でなる２つの面部分K2及び
K4が互いに重なり合うような画像を得ることになるが、
手前の表側画面部分K2を記憶するメモリエリアAR41（第
10図）に隙間があつたとしても、この隙間には奥行側の
表面画面部分K4についての表フラグデータ「１」が記憶
されているので、この隙間AR41を判定し得ないおそれが
ある。しかしこの隙間AR41に対応する入力画像アドレス
メモリ8Cのメモリエリアに記憶されているアドレスは、
奥行側の表面画面部分K4についてのアドレスであるの
で、その周囲のアドレスすなわち手前側の表面画面部分
K2のアドレスとはかけ離れたアドレスになるはずであ
り、かくして隙間検出補間回路７はこの入力画像アドレ
スメモリ8Cのデータに基づいて確実に隙間を検出するこ
とができる。
かくして隙間検出補間回路７は全ての隙間の判定及び補
間演算を終了し、次のステツプSP7において出力ビデオ
信号VDOUTを出力する。
以上の実施例によれば、多角形疑似曲面を３次元曲面上
に貼りつけるように演算をする際に、隙間が生じたと
き、この隙間を検出して当該隙間だけについて補間演算
を実行するようにしたことにより、ハード的に構成をそ
れ程大規模にすることなく隙間にデータを補間してなる
出力ビデオ信号を確実に得ることができる。従つて２次
元平面を多角形３次元曲面に貼りつけるための演算とし
て、隙間が生じることを避け得ない程度に少ないビツト
数で演算を実行させるような専用ハードを採用しても、
実用上精度を低下させないようにし得、かくして高速度
の演算によつてリアルタイムな演算を高い精度で実行し
得る。
因に隙間検出回路７の代わりに、変換回路４における変
換演算の精度を向上させることによつて隙間をなくすよ
うな方法が考えられるが、変換回路４を構成する専用ハ
ードは一般に処理の高速化を図るためできるだけ多くの
パラレル処理を実行するように構成されているのに対し
て、当該専用ハードの精度を上げるためには各パラレル
回路の精度を上げなければならないので、全体としての
ハード量が極端に大きくなることを避け得ないが、上述
のように構成すれば、変換回路４の専用ハードの精度を
上げる必要はないので、全体としての構成をそれほど複
雑にしないですむ。
Ｈ発明の効果 以上のように本発明によれば、２次元平面を３次元多角
形疑似曲面に貼りつける際に隙間が生じても、これを確
実に検出して補間し得ることにより、リアルタイム的に
高い精度で画像変換を実行し得る画像変換装置を容易に
実行し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による画像変換装置の一実施例を示すブ
ロツク図、第２図は入力画像メモリ２の入力画像から出
力画像メモリ５の出力画像への画像変換の説明に供する
略線図、第３図は隙間情報メモリ８の構成を示す略線
図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ書込フラグメモ
リ8A、表裏フラグメモリ8B、入力画像アドレスメモリ8C
における隙間データの発生の仕方の説明に供する略線
図、第７図は隙間検出補間回路７のデータ処理手順を示
すフローチヤート、第８図、第９図、第10図は隙間検出
補間回路７のデータ処理動作の説明に供する略線図であ
る。 ２……入力画像メモリ、３……バツフアメモリ、４……
変換回路、５……出力画像メモリ、６……プロセツサ、
７……隙間検出補間回路、８……隙間情報メモリ、8A…
…書込フラグメモリ、8B……表裏フラグメモリ、8C……
入力画像アドレスメモリ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力ビデオ信号によつて形成される２次元
    平面でなる入力画像を入力画像メモリに記憶し、上記入
    力画像メモリの上記入力画像を所定の大きさに区切つて
    ３次元曲面上の多角形疑似曲面に貼りつけるような画像
    変換演算を実行して出力画像メモリに書き込むようにな
    された画像変換装置において、 上記画像変換演算の結果、上記多角形疑似曲面相互間に
    生ずる隙間に相当する画素データを記憶する隙間情報メ
    モリと、 上記隙間情報メモリから送出される隙間情報に基づいて
    上記隙間の周囲の画素データから当該隙間の画素データ
    を補間演算する隙間検出補間回路と、 を具えることを特徴とする画像変換装置。
  2. 【請求項２】上記隙間情報メモリは、上記出力画像メモ
    リに書き込まれた画素及び書き込まれなかつた画素を表
    す書込フラグデータを記憶する書込フラグメモリを有し
    てなる特許請求の範囲第１項に記載の画像変換装置。
  3. 【請求項３】上記隙間情報メモリは、上記出力画像メモ
    リに書き込まれた画像が、上記入力画像を裏返した内容
    のものであるか否かを表す表裏フラグデータを記憶する
    表裏フラグメモリを有する特許請求の範囲第１項に記載
    の画像変換装置。
  4. 【請求項４】上記隙間情報メモリは、上記出力画像メモ
    リの各画素に書き込まれた画素データの上記入力画像メ
    モリにおけるアドレスを表すデータを記憶する入力画像
    アドレスメモリを有してなる特許請求の範囲第１項に記
    載の画像変換装置。
JP60070330A 1985-04-03 1985-04-03 画像変換装置 Expired - Lifetime JPH0681275B2 (ja)

Priority Applications (10)

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