JPH10126686A - Picture special effect device - Google Patents

Picture special effect device

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JPH10126686A
JPH10126686A JP8273620A JP27362096A JPH10126686A JP H10126686 A JPH10126686 A JP H10126686A JP 8273620 A JP8273620 A JP 8273620A JP 27362096 A JP27362096 A JP 27362096A JP H10126686 A JPH10126686 A JP H10126686A
Authority
JP
Japan
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image
frame memory
depth information
parameter
dimensional
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP8273620A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Minami
信之 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH10126686A publication Critical patent/JPH10126686A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide depth information without installing the hardware for operation and without increasing the burden of a central processing unit by using a parameter corresponding to a reduction factor used for the operation for obtaining the read address signal of a frame memory. SOLUTION: A value H showing the enlargement factor or the reduction factor of video deformed by perspective is used as depth information. For operating depth information, it is not necessary to actually operate the coordinate value of a Z-axis and therefore it is not necessary to use a high speed processor for three-dimensional conversion. Thus, the operation is executed even if a processor whose speed is comparatively slow is used. The parameter H is the value required at the time of operating the two-dimensional read address signals (X and Y) supplied to a frame memory 11 and a key information memory 16. Thus, it is not necessary to execute a special operation for obtaining the parameter H and the burden of the central processing unit 20 does not increase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はテレビジョン放送信
号等を形成するのに使用して好適な画像の拡大、縮小、
回転、移動等の変形を行うようにした画像特殊効果装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to enlargement and reduction of an image suitable for use in forming a television broadcast signal and the like.
The present invention relates to an image special effect device that performs deformation such as rotation and movement.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
テレビジョン放送信号等を形成するのに画像の拡大、縮
小、回転したり、モザイク、デフォーカスをかけたり、
あるいは本のページをめくるような特殊効果を得るよう
にした画像特殊効果装置が提案されている。
2. Description of the Related Art
Enlarge, reduce, rotate, mosaic, and defocus images to form television broadcast signals,
Alternatively, there has been proposed an image special effect device which obtains a special effect such as turning a page of a book.

【0003】この従来の画像特殊効果装置は画像信号を
フレームメモリに記憶し、このフレームメモリよりこの
画像信号を読み出すときに画像の拡大、縮小、回転、移
動等の変形を行うようにしたものである。
This conventional image special effect device stores an image signal in a frame memory, and performs transformation such as enlargement, reduction, rotation, and movement of the image when reading the image signal from the frame memory. is there.

【0004】斯る画像特殊効果装置において、例えば画
像同士の三次元的な交差を行うときに、三次元線形変換
による奥行き情報を必要とする。
In such an image special effect device, for example, when three-dimensional intersections between images are performed, depth information by three-dimensional linear conversion is required.

【0005】従来は、この三次元空間での平面の奥行き
情報zは、平面の方程式がわかれば、 z=Ax+By+C で求めることができる。
Conventionally, depth information z of a plane in this three-dimensional space can be obtained as follows: z = Ax + By + C if the equation of the plane is known.

【0006】この式を演算することにより、奥行き情報
を求めることは、正確な奥行き情報を演算できるという
利益があるが、この奥行き情報zを演算する演算用のハ
ードウェアが必要になると同時に、この三次元線形変換
の演算とは別に、係数A,B及びCを演算しなければな
らないので、中央処理装置の負担が増える不都合があっ
た。
Determining depth information by calculating this equation has the advantage that accurate depth information can be calculated. However, hardware for calculation for calculating this depth information z is required, and Since the coefficients A, B, and C must be calculated separately from the three-dimensional linear conversion, the burden on the central processing unit increases.

【0007】本発明は斯る点に鑑み、奥行き情報を得る
のに奥行き情報の演算用のハードウェアを設けることな
く且つ中央処理装置の負担を増すことがないようにする
ことを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide depth information without providing hardware for calculating the depth information and without increasing the load on the central processing unit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明画像特殊効果装置
は画像信号をフレームメモリに記憶し、このフレームメ
モリより画像信号を読み出すときに画像の拡大、縮小、
回転、移動等の変形を行うようにした画像特殊効果装置
において、平面に投影された出力画像に対するこのフレ
ームメモリの読み出しアドレス信号を求める演算で使用
される縮小率に対応するパラメータを奥行き情報として
使用するようにしたものである。
The image special effect apparatus of the present invention stores an image signal in a frame memory, and enlarges, reduces, and enlarges the image when reading the image signal from the frame memory.
In an image special effect device that performs deformation such as rotation and movement, a parameter corresponding to a reduction ratio used in an operation for obtaining a read address signal of the frame memory for an output image projected on a plane is used as depth information. It is something to do.

【0009】本発明によれば平面に投影された出力画像
に対するこのフレームメモリの読み出しアドレス信号を
求める演算で使用される縮小率に対応するパラメータを
奥行き情報として使用するので、奥行き情報の演算用の
ハードウェアを必要とすることなく且つ中央処理装置の
負担を増すことがない。
According to the present invention, a parameter corresponding to a reduction ratio used in an operation for obtaining a read address signal of the frame memory for an output image projected on a plane is used as depth information. It does not require hardware and does not increase the load on the central processing unit.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明画像
特殊効果装置の一実施例につき説明しよう。図1におい
て、10は撮像画像信号等のデジタルのビデオデータが
供給されるビデオデータ入力端子を示し、このビデオデ
ータ入力端子10に供給されるビデオデータをフレーム
メモリ11に供給する如くする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the image special effect apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a video data input terminal to which digital video data such as a captured image signal is supplied. The video data supplied to the video data input terminal 10 is supplied to a frame memory 11.

【0011】このフレームメモリ11より読み出したビ
デオデータを補間回路12及びミキサー13を介してモ
ニタ14に供給する如くする。また、15は映像をキー
イングするキーデータKA が入力されるキーデータ入力
端子を示し、このキーデータ入力端子15に供給される
キーデータKA をフレームメモリより成るキー情報メモ
リ16に供給する如くする。このキー情報メモリ16よ
り読み出したキーデータを補間回路17を介してミキサ
ー13に供給し、このミキサー13でビデオデータとこ
のキーデータとを混合した信号をモニタ14に供給する
如くする。13aは放送用ビデオデータの出力端子であ
る。
The video data read from the frame memory 11 is supplied to a monitor 14 via an interpolation circuit 12 and a mixer 13. Further, 15 represents a key data input terminal key data K A keying the image is input, as supplies key data K A to be supplied to the key data input terminal 15 in the key information memory 16 of frame memory I do. The key data read from the key information memory 16 is supplied to the mixer 13 via the interpolation circuit 17, and the mixer 13 supplies a signal obtained by mixing the video data and the key data to the monitor 14. 13a is an output terminal for broadcast video data.

【0012】この補間回路12及び17はキーフレーム
間の画像が連続的になる如く補間するようになすもので
ある。
The interpolation circuits 12 and 17 perform interpolation so that images between key frames are continuous.

【0013】本例においては、このフレームメモリ11
よりビデオデータを読み出すとき及びキー情報メモリ1
6よりキーデータを読み出すときにモニタ14の映像画
面14aに得られる画像がフレームメモリ11に記憶し
たビデオデータ及びキー情報メモリ16に記憶したキー
データの画像を拡大、縮小、回転、移動等の効果を付加
するものである。
In this embodiment, the frame memory 11
When reading video data from the key information memory 1
The image obtained on the video screen 14a of the monitor 14 when the key data is read out from the monitor 6 has the effect of enlarging, reducing, rotating, moving, etc. the video data stored in the frame memory 11 and the key data image stored in the key information memory 16. Is added.

【0014】また図1において、18は基準クロック発
生回路を示し、この基準クロック発生回路18はバス1
9を介して中央処理装置(CPU)20に接続されてお
り、この基準クロック発生回路18はモニタ14の映像
画面14aの各画素に対応したクロック信号CK、水平
同期信号HD及び垂直同期信号VDを発生し、このクロ
ック信号CK、水平同期信号HD及び垂直同期信号VD
を夫々スクリーンアドレス発生回路21に供給する。
In FIG. 1, reference numeral 18 denotes a reference clock generation circuit.
The reference clock generation circuit 18 is connected to a central processing unit (CPU) 20 via the CPU 9 and outputs a clock signal CK, a horizontal synchronization signal HD, and a vertical synchronization signal VD corresponding to each pixel of the video screen 14a of the monitor 14. The clock signal CK, the horizontal synchronizing signal HD and the vertical synchronizing signal VD
Are supplied to the screen address generating circuit 21 respectively.

【0015】このスクリーンアドレス発生回路21はバ
ス19を介して中央処理装置20に接続されており、こ
のスクリーンアドレス発生回路21はスクリーンアドレ
ス信号xs及びysを、モニタ14のラスタスキャンに
対応するようにシーケンシャルに発生し、これを読み出
しアドレス発生回路22に供給する。このスクリーンア
ドレス信号xs及びysとは、モニタ14の映像画面1
4aのラスタスキャンに対応する順序で供給されるアド
レス信号である。またこの読み出しアドレス発生回路2
2はバス19を介して、中央処理装置20に接続されて
いる。
The screen address generating circuit 21 is connected to a central processing unit 20 via a bus 19, and the screen address generating circuit 21 converts the screen address signals xs and ys so as to correspond to a raster scan of the monitor 14. It is generated sequentially and supplied to the read address generation circuit 22. The screen address signals xs and ys correspond to the video screen 1 of the monitor 14.
4a are address signals supplied in an order corresponding to the raster scan of FIG. Also, this read address generation circuit 2
2 is connected to a central processing unit 20 via a bus 19.

【0016】このスクリーンアドレス信号xs及びys
は、読み出しアドレス発生回路22において、変換処理
されずにそのまま読み出しアドレス信号X及びYとして
出力された場合にはフレームメモリ11に記憶されてい
るビデオデータ(画像信号)及びキー情報メモリ16に
記憶されているキーデータがそのまま出力され、このビ
デオデータ及びキーデータによる画像がそのままモニタ
14の映像画面14aに表示される。
The screen address signals xs and ys
Are output as read address signals X and Y without conversion in the read address generation circuit 22, and are stored in the video data (image signal) stored in the frame memory 11 and the key information memory 16. The key data is output as it is, and an image based on the video data and the key data is displayed on the video screen 14a of the monitor 14 as it is.

【0017】これに対してフレームメモリ11に記憶さ
れているビデオデータ及びキー情報メモリ16に記憶さ
れているキーデータの画像に拡大、縮小、回転及び移動
を施すような3次的な空間的画像変換を実行する場合に
は、オペレータの操作によるコントロールパネル23よ
りの入力情報に基づいて、読み出しアドレス発生回路2
2が標準アドレス信号xs及びysと複数の変換パラメ
ータとからフレームメモリ11及びキー情報メモリ16
に対する読み出しアドレス信号X及びYを生成する。
On the other hand, a tertiary spatial image in which an image of video data stored in the frame memory 11 and an image of key data stored in the key information memory 16 are enlarged, reduced, rotated and moved. When the conversion is performed, the read address generation circuit 2 is operated based on information input from the control panel 23 by the operation of the operator.
2 is a frame memory 11 and a key information memory 16 based on the standard address signals xs and ys and a plurality of conversion parameters.
To generate read address signals X and Y.

【0018】この場合コントロールパネル23よりの入
力情報はインタフェース回路24及びバス19を介して
中央処理装置20に供給される。図1において、25は
この中央処理装置20の動作に使用されるRAMを示
し、26はメニュー等のコントロールパネル23の操作
に必要な事項を表示する制御用表示装置である。
In this case, input information from the control panel 23 is supplied to the central processing unit 20 via the interface circuit 24 and the bus 19. In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a RAM used for the operation of the central processing unit 20, and reference numeral 26 denotes a control display device for displaying items such as menus necessary for operating the control panel 23.

【0019】この生成された2次元の読み出しアドレス
信号X及びYをフレームメモリ11及びキー情報メモリ
16に供給することによって、このフレームメモリ11
に記憶したビデオデータ及びキー情報メモリ16に記憶
したキーデータに対し、所定の空間的画像変換が施され
る。
By supplying the generated two-dimensional read address signals X and Y to the frame memory 11 and the key information memory 16, the frame memory 11
The predetermined spatial image conversion is performed on the video data stored in the key information memory 16 and the key data stored in the key information memory 16.

【0020】一般に、このフレームメモリ11及びキー
情報メモリ16を読み出してビデオデータ及びキーデー
タの画像の拡大、縮小、回転及び移動を施す読み出しア
ドレス信号X及びYを得るのに次のようにしていた。
Generally, the reading of the frame memory 11 and the key information memory 16 to obtain read address signals X and Y for enlarging, reducing, rotating, and moving an image of video data and key data is performed as follows. .

【0021】まず入力ビデオデータ(入力キーデータ)
の画像の拡大、縮小、移動、回転を施し、3次元線形変
換を行うために図2に示す如く2つの座標系を定義す
る。即ち、XYの直角座標のワールド座標系と投影面
(モニタの映像画面)をXY平面、奥行方向をZ(プラ
ス)とする座標系とである。
First, input video data (input key data)
The two coordinate systems are defined as shown in FIG. 2 in order to perform enlargement, reduction, movement, and rotation of the image, and to perform three-dimensional linear conversion. In other words, there are a world coordinate system of rectangular coordinates in XY and a coordinate system in which the projection plane (video screen of the monitor) is an XY plane and the depth direction is Z (plus).

【0022】図2に示すように、入力ビデオデータの画
像は、ワールド座標系のXY平面上に位置し、映像画面
14aの中心を座標系の中心と定義すると、拡大、縮
小、移動、回転等の画像の変形は同次座標を用いて4×
4の変換行列Tで表すことができる。
As shown in FIG. 2, the image of the input video data is located on the XY plane of the world coordinate system, and if the center of the video screen 14a is defined as the center of the coordinate system, enlargement, reduction, movement, rotation, etc. The transformation of the image of 4x using homogeneous coordinates
4 can be represented by a transformation matrix T.

【0023】即ち移動及び回転の変換を表す行列をT0
とし、拡大、縮小及び透視変換を表す行列をP0 とした
とき、この変換行列は次の通りの4行4列の変換行列と
なる。
That is, a matrix representing the transformation of the movement and the rotation is T 0
When a matrix representing enlargement, reduction, and perspective transformation is P 0 , this transformation matrix is a 4-by-4 transformation matrix as follows.

【0024】 [0024]

【0025】尚この4×4の変換行列は回転変換と拡
大、縮小等の違う次元の変換を同じ座標系で表している
ので4×4の行列となり、一般的にはこれを同次座標と
称している。
The 4 × 4 transformation matrix is a 4 × 4 matrix because rotation transformation and transformations of different dimensions such as enlargement and reduction are represented in the same coordinate system. Is called.

【0026】ここで、 Px =r110x+r120y+r130zy =r210x+r220y+r230zz =r310x+r320y+r330z S =lx 0x+ly 0y+lz 0z+S0 ‥‥(2) とおくと、[0026] Here, P x = r 11 P 0x + r 12 P 0y + r 13 P 0z P y = r 21 P 0x + r 22 P 0y + r 23 P 0z P z = r 31 P 0x + r 32 P 0y + r 33 P 0z S = l x P 0x + l y P 0y + l z P 0z + S 0 ‥‥ putting and (2),

【0027】 と表すことができる。[0027] It can be expressed as.

【0028】尚、(1)及び(2)式において使用され
ている変換パラメータr11〜r33はXYZ座標の3次元
空間において各軸のスケーリング、回転、SKEW(せ
ん断)に関連するパラメータ、P0x,P0y及びP0zは映
像画面14a上に表示する際に遠近法を適用して透視変
換するためのパースペクティブ値、lx ,ly 及びlz
はX、Y及びZ軸方向に座標系の原点を平行移動させる
ためのパラメータ、S0 は入力映像を拡大又は縮小する
ためのパラメータである。
The conversion parameters r 11 to r 33 used in the equations (1) and (2) are parameters related to scaling, rotation, and SKEW (shear) of each axis in a three-dimensional space of XYZ coordinates. 0x, P 0y and P 0z perspectives value for perspective transformation by applying the perspective when displayed on a video screen 14a, l x, l y and l z
Is a parameter for translating the origin of the coordinate system in the X, Y and Z axis directions, and S 0 is a parameter for enlarging or reducing the input video.

【0029】この場合の読み出しアドレス発生回路22
においては、(2)式において、遠近法を適用するため
に用いられるパースペクティブ値P0X,P0y及びP
0zは、 P0x=0,P0y=0,P0z=1/16 ‥‥(4) の値が基準値となるような値に設定されており、これに
より、次式 (P0x0y0z)=(0 0 1/16) ‥‥(5) によって、オペレータの視点がZ座標の−16の位置に
あることを意味している。
In this case, the read address generating circuit 22
In the equation (2), the perspective values P 0X , P 0y and P 0 used for applying the perspective method
0z is set to a value such that the value of P 0x = 0, P 0y = 0, P 0z = 1 / 1616 (4) becomes a reference value, whereby the following equation (P 0x P 0y P 0z ) = (0 0 1/16) ‥‥ (5) means that the operator's viewpoint is at −16 on the Z coordinate.

【0030】尚、この座標値−16という値は、勝手に
決められた値であって、特に一般的な値ではない。XY
面となる映像画面14aの座標を、映像画面14aの中
心を原点として、X軸上には−4〜+4の座標値が設定
され、Y軸上には、−3から+3の座標値が仮想的に設
定されている。
The value of the coordinate value -16 is a value determined arbitrarily and is not a general value. XY
With the coordinates of the image screen 14a as a plane, the center of the image screen 14a as the origin, coordinate values of -4 to +4 are set on the X axis, and coordinate values of -3 to +3 are assumed on the Y axis. Is set.

【0031】次に、(3)式において、フレームメモリ
11から読み出されるビデオデータ及び映像画面14a
上に表示される画像のデータは2次元データであるの
で、この(3)式の第3行目及び第3列目のパラメータ
は2次元的アドレスを演算する際には必要ない。従っ
て、(3)式から第3行目及び第3列目のパラメータを
除いた変換行列をT33とすると、
Next, in equation (3), the video data read from the frame memory 11 and the video screen 14a
Since the data of the image displayed above is two-dimensional data, the parameters in the third row and third column of the equation (3) are not necessary when calculating a two-dimensional address. Therefore, if the T 33 the transformation matrix excluding the third row and the third row of the parameter from the equation (3),

【0032】 [0032]

【0033】が、フレームメモリ11上の2次元的な点
(X,Y)を映像画面14a上の点(xS ,yS )に変
換するための行列となる。即ちこの変換行列T33は図2
に示す如くフレームメモリ11に記憶された画像信号か
ら映像画面14aの画像を得るための変換式であり、本
例ではフレームメモリ11から画像信号を読み出す際に
変換を行うので、このフレームメモリ11から画像信号
を読み出すときに行う変換行列は、この変換行列T33
逆行列T33 -1になる。
However, this is a matrix for converting a two-dimensional point (X, Y) on the frame memory 11 into a point (x S , y S ) on the video screen 14a. That is, this transformation matrix T 33 is shown in FIG.
Is a conversion formula for obtaining an image of the video screen 14a from the image signal stored in the frame memory 11 as shown in FIG. 7. In this example, the conversion is performed when the image signal is read from the frame memory 11. The conversion matrix used when reading the image signal is the inverse matrix T 33 -1 of the conversion matrix T 33 .

【0034】ここで、フレームメモリ11上の2次元空
間の点(x* * )及び映像画面14a上の2次元空間
の点(xS S )を同次座標系では3次元のベクトルと
して次のように表せる。
[0034] Here, as a vector of three-dimensional points in two-dimensional space (x * y *) and the point of the two-dimensional space on the video screen 14a a (x S y S) in the same coordinate system in the frame memory 11 It can be expressed as follows.

【0035】 (x* * )=(X Y H) (xS S )=(xS S l) ‥‥(7)[0035] (x * y *) = ( X Y H) (x S y S) = (x S y S l) ‥‥ (7)

【0036】このHは、遠近法により変形された映像の
拡大率又は縮小率を表す値であって、このHの値を本実
施例においては、奥行き情報として使用する。
This H is a value representing an enlargement ratio or a reduction ratio of an image deformed by the perspective method, and this value of H is used as depth information in this embodiment.

【0037】再び上記の式(6)(7)に戻り、フレー
ムメモリ11上のベクトル(X YH)に対して、変換
行列T33を作用させることによって、映像画面14a上
のベクトル(xS S l)になるので、映像画面14a
上のベクトルは、 (xS S l)=(X Y H)T33 ‥‥(8) の式で定義されることになる。
[0037] Returning again to equation (6) (7) above, to the vector on the frame memory 11 (X YH), by the action of the transformation matrix T 33, vector on the video screen 14a (x S y S 1), so the video screen 14a
Vector above, it will be defined by the formula (x S y S l) = (X Y H) T 33 ‥‥ (8).

【0038】ところで、空間的画像変換を行う場合に
は、ビデオデータをフレームメモリ11から読み出す際
に3次元変換をしているので、ラスタスキャンに対応す
るようにシーケンシャルに供給されるスクリーンアドレ
スに対して、フレームメモリ上のアドレスを指定する必
要がある。よって、図2からも分かるように、 (X Y H)=(xS S l)T33 -1 ‥‥(9) の演算を実行することにより、映像画面14a上のアド
レス(xS ,yS )がラスタスキャンに応じて指定され
ると、フレームメモリ11のアドレス信号(X,Y)が
指定される。よって、この2次元の読み出しアドレス信
号(X,Y)を、フレームメモリ11及びキー情報メモ
リ16に供給することによって、空間的画像変換の行な
われた2次元のビデオデータ及びキーデータを得ること
ができる。
When spatial image conversion is performed, three-dimensional conversion is performed when video data is read from the frame memory 11, so that a screen address supplied sequentially to a raster scan is used. Therefore, it is necessary to specify an address on the frame memory. Thus, as can be seen from FIG. 2, (X Y H) = (x S y S l) by performing the calculation of the T 33 -1 ‥‥ (9), the address on the video screen 14a (x S, When y s ) is specified according to the raster scan, the address signal (X, Y) of the frame memory 11 is specified. Therefore, by supplying the two-dimensional read address signal (X, Y) to the frame memory 11 and the key information memory 16, it is possible to obtain two-dimensional video data and key data subjected to spatial image conversion. it can.

【0039】ここで、(6)式の行列について考える。Here, consider the matrix of equation (6).

【0040】 [0040]

【0041】 [0041]

【0042】とおき、(9)式に対して、(11)式を
代入することにより
By substituting equation (11) for equation (9),

【0043】 [0043]

【0044】と表すことができ、これを展開すれば、Which can be expressed as:

【0045】 (X Y H)=(b11s +b12s +b1321s +b22s +b2331s +b32s +b33) ‥‥(13)[0045] (X Y H) = (b 11 x s + b 12 y s + b 13 b 21 x s + b 22 y s + b 23 b 31 x s + b 32 y s + b 33) ‥‥ (13)

【0046】になるから従って、Therefore,

【0047】 X=b11S +b12S +b13 Y=b21S +b22S +b23 H=b31S +b32S +b33 ‥‥(14)X = b 11 x S + b 12 y S + b 13 Y = b 21 x S + b 22 y S + b 23 H = b 31 x S + b 32 y S + b 33 (14)

【0048】の値が演算される。ところがフレームメモ
リ11上のベクトル(X Y H)は同次座標系のベク
トルであるので、これを2次元座標系に戻すには、パラ
メータHで正規化すれば良い。
Is calculated. However, since the vector (XYH) on the frame memory 11 is a vector in the homogeneous coordinate system, it can be returned to the two-dimensional coordinate system by normalizing with the parameter H.

【0049】 [0049]

【0050】かくして実際上読み出しアドレス発生回路
22においては、スクリーンアドレス(xS ,yS )に
対応する画素についてのデータをフレームメモリ11及
びキー情報メモリ16からシーケンシャルに読み出すた
めに、(X/H,Y/H)に基づく読み出しアドレス信
号(X,Y)を供給する。
Thus, the read address generation circuit 22 actually reads (X / H) in order to sequentially read data for the pixel corresponding to the screen address (x S , y S ) from the frame memory 11 and the key information memory 16. , Y / H) based on the read address signal (X, Y).

【0051】次に(11)式について、行列式T33 -1
解く。ここで、パラメータa11〜a33は(10)式か
ら、
[0051] The next (11), solving the matrix equation T 33 -1. Here, the parameters a 11 to a 33 are obtained from the equations (10),

【0052】 a11=r11、 a12=r12、 a13=Px 21=r21、 a22=r22、 a23=Py 31=lx 、 a32=ly 、 a33=S ‥‥(16)A 11 = r 11 , a 12 = r 12 , a 13 = Px a 21 = r 21 , a 22 = r 22 , a 23 = P y a 31 = l x , a 32 = l y , a 33 = S ‥‥ (16)

【0053】であるので、Therefore,

【0054】 [0054]

【0055】となる。Is as follows.

【0056】従って、(14)式から、奥行き情報とし
てのパラメータHは、次式
Therefore, from equation (14), the parameter H as depth information is given by the following equation:

【0057】 [0057]

【0058】によって求められる。Is obtained by

【0059】次に、オペレータの操作によりコントロー
ルパネル23から入力される制御パラメータによって、
(1)式のパラメータのうち遠近法に関連するパースペ
クテイブ値P0x及びP0yが、
Next, according to the control parameters inputted from the control panel 23 by the operation of the operator,
(1) perspective value P 0x and P 0y associated with perspective of type parameters,

【0060】P0x=0、P0y=0 ‥‥(19) に設定され、かつ拡大・縮小率S0 P 0x = 0, P 0y = 0 (19) and the enlargement / reduction ratio S 0 is

【0061】S0 =1 ‥‥(20) に設定されたとすると、(2)式から、Assuming that S 0 = 1 ‥‥ (20) is set, from equation (2),

【0062】 Px =r130zy =r230z S =lz 0z+1 ‥‥(21)[0062] P x = r 13 P 0z P y = r 23 P 0z S = l z P 0z +1 ‥‥ (21)

【0063】となる。ここで、(19)及び(20)式
の値を決定したのは、後述する式を簡単にするためであ
る。また、実際のオペレーションにおいては、P0x
0、P0y=0,S0 =1を設定されることが多い。
Is obtained. Here, the values of the expressions (19) and (20) are determined in order to simplify the expressions described later. In actual operation, P 0x =
0, P 0y = 0, S 0 = 1 are often set.

【0064】このパラメータPx ,Py 及びSの値を
(17)式に代入すると、次のようになる。
When the values of these parameters P x , P y and S are substituted into equation (17), the following is obtained.

【0065】 [0065]

【0066】本例においては、(22)式によって求め
られたパラメータHの値を奥行き情報として使用してい
る。なぜなら、3次元変換した時の実際の3次元空間の
Z座標値とこのHとが比例するからである。
In this example, the value of the parameter H obtained by the equation (22) is used as depth information. This is because the H is proportional to the actual Z coordinate value of the three-dimensional space at the time of three-dimensional conversion.

【0067】更に、図3及び図4を参照して具体例につ
きこの奥行き情報を解説する。図3例は視点P(原点0
から視点Pまでの距離−pz)に対して、オブジェクト
30をZ軸方向に原点0から距離zoだけ平行移動した
例である。
Further, this depth information will be described with reference to FIGS. 3 and 4 for a specific example. In the example shown in FIG.
This is an example in which the object 30 is translated in the Z-axis direction by a distance zo from the origin 0 with respect to a distance -pz) from the image to the viewpoint P.

【0068】この場合視点Pからオブジェクト30のZ
軸上の点Cまでの距離がzo−pzであり、視点Pから
投影面までの距離は−pzであるので奥行き情報zは次
の通りである。
In this case, from the viewpoint P to the Z of the object 30
Since the distance to the point C on the axis is zo-pz and the distance from the viewpoint P to the projection plane is -pz, the depth information z is as follows.

【0069】 [0069]

【0070】また、斯るオブジェクト30(フレームメ
モリ11に記憶された画像信号)より投影面(映像画面
14a)に図3に示す如き画像を得る変換行列T33 -1
次に示す通りである。
A transformation matrix T 33 -1 for obtaining an image as shown in FIG. 3 on the projection plane (video screen 14a) from the object 30 (image signal stored in the frame memory 11) is as follows. .

【0071】 [0071]

【0072】従って、この変換行列T33 -1の入力映像を
拡大又は縮小するためのパラメータH=pz/(pz−
zo)と上述奥行き情報zとが同一となることが解か
る。
Therefore, a parameter H = pz / (pz−) for enlarging or reducing the input image of the transformation matrix T 33 -1.
zo) and the above-described depth information z are the same.

【0073】また図4例は視点P(原点0から視点Pま
での距離−pz)に対し、オブジェクト30をX軸回り
に角θだけ回転させた例である。
FIG. 4 shows an example in which the object 30 is rotated by an angle θ about the X axis with respect to the viewpoint P (the distance from the origin 0 to the viewpoint P−pz).

【0074】この場合、図4に示す如く、回転したオブ
ジェクト30の点Bは投影面(映像画面14a)のA点
に投影されるので、この点BのZ軸の値即ちC点の値を
求める。この値は以下の2元連立一次方程式で求めるこ
とができる。
In this case, as shown in FIG. 4, the point B of the rotated object 30 is projected on the point A on the projection plane (the image screen 14a). Ask. This value can be obtained by the following simultaneous linear equation.

【0075】 ここで、y0は距離(0,A)を示す。[0075] Here, y0 indicates the distance (0, A).

【0076】 [0076]

【0077】従って、この奥行き情報zは次の通りであ
る。
Therefore, the depth information z is as follows.

【0078】 [0078]

【0079】また、斯るオブジェクト30(フレームメ
モリ11に記憶された画像信号)より投影面(映像画面
14a)に図4に示す如き画像を得る変換行列T33 -1
次に示す通りである。この図4例では視点P(原点0か
ら視点Pまでの距離−pz)に対して、オブジェクト3
0をX軸回りにθだけ回転させているので、3次元線形
変換行列Tは次の通りである。
A transformation matrix T 33 -1 for obtaining an image as shown in FIG. 4 on the projection plane (video screen 14a) from the object 30 (image signal stored in the frame memory 11) is as follows. . In the example of FIG. 4, the object 3 is set with respect to the viewpoint P (the distance from the origin 0 to the viewpoint P−pz).
Since 0 is rotated by θ about the X axis, the three-dimensional linear transformation matrix T is as follows.

【0080】 [0080]

【0081】ここから3行3列の要素を除くと、次の通
りである。
Excluding the elements in 3 rows and 3 columns, the following is the result.

【0082】 [0082]

【0083】更に、この逆行列を求めると、次の通りで
ある。
Further, when this inverse matrix is obtained, it is as follows.

【0084】 [0084]

【0085】従って、この変換行列T33 -1の入力映像を
拡大又は縮小するためのパラメータHは次の通りであ
る。
Therefore, the parameter H for enlarging or reducing the input image of the transformation matrix T 33 -1 is as follows.

【0086】 [0086]

【0087】このパラメータHは上述奥行き情報zと同
一となることが解かる。
It can be seen that this parameter H is the same as the depth information z.

【0088】以上述べた如く、本例においては奥行き情
報として、3次元空間の実際のZ軸の座標値を使用する
のではなくして、式(22)で求められたパラメータH
の値を使用することによって以下の効果を有する。
As described above, in the present embodiment, the depth information does not use the actual Z-axis coordinate value of the three-dimensional space, but the parameter H obtained by the equation (22).
The use of the value has the following effects.

【0089】この奥行き情報を演算する場合に、実際に
Z軸の座標値を演算する必要が無いので1次元分の演算
を省略できることになる。これによって3次元変換用の
高速なプロセッサを使用する必要が無く、速度の比較的
遅いプロセッサを使用しても奥行き情報を演算すること
ができる。
When calculating this depth information, it is not necessary to actually calculate the coordinate values of the Z-axis, so that the one-dimensional calculation can be omitted. As a result, it is not necessary to use a high-speed processor for three-dimensional conversion, and depth information can be calculated even when a relatively low-speed processor is used.

【0090】更に、このパラメータHはフレームメモリ
11及びキー情報メモリ16に供給する2次元読み出し
アドレス信号(X,Y)の演算をする際に、必要とされ
る値であるので、このパラメータHを求めるために、特
に演算をする必要はなく、中央処理装置20の負担を増
すことがなく且つこの演算用のハードウェアを必要とし
ない利益がある。
Since this parameter H is a value required when calculating the two-dimensional read address signal (X, Y) to be supplied to the frame memory 11 and the key information memory 16, this parameter H is There is an advantage that the calculation does not require any particular operation, does not increase the load on the central processing unit 20, and does not require hardware for this operation.

【0091】尚、本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が撮
り得ることは勿論である。
It is to be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明によればフレームメモリの読み出
しアドレス信号を求める演算で使用される縮小率に対応
するパラメータHを奥行き情報として使用するので、こ
の奥行き情報を得るのに特に演算を必要とすることなく
中央処理装置の負担を増すことがないと共にこの奥行き
情報を得るための演算用のハードウェアを必要としない
利益がある。
According to the present invention, since the parameter H corresponding to the reduction ratio used in the operation for obtaining the read address signal of the frame memory is used as depth information, an operation is particularly required to obtain this depth information. Therefore, there is an advantage that the load on the central processing unit is not increased and the hardware for calculating the depth information is not required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明画像特殊効果装置の一実施例を示す構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an image special effect device of the present invention.

【図2】本発明の説明に供する線図である。FIG. 2 is a diagram for describing the present invention.

【図3】本発明の説明に供する線図である。FIG. 3 is a diagram for explanation of the present invention.

【図4】本発明の説明に供する線図である。FIG. 4 is a diagram for describing the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ビデオデータ入力端子、11 フレームメモリ、
12 補間回路、14モニタ、14a 映像画面、19
バス、20 中央処理装置、22 読み出しアドレス
発生回路、23 コントロールパネル、25 RAM
10 video data input terminal, 11 frame memory,
12 interpolation circuit, 14 monitors, 14a video screen, 19
Bus, 20 central processing unit, 22 read address generation circuit, 23 control panel, 25 RAM

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像信号をフレームメモリに記憶し、該
フレームメモリより画像信号を読み出すときに画像の拡
大、縮小、回転、移動等の変形を行うようにした画像特
殊効果装置において、 平面に投影された出力画像に対する前記フレームメモリ
上の読み出しアドレス信号を求める演算で使用される縮
小率に対応するパラメータを奥行き情報として使用する
ことを特徴とする画像特殊効果装置。
1. An image special effect device in which an image signal is stored in a frame memory and an image is deformed such as enlargement, reduction, rotation, movement or the like when the image signal is read out from the frame memory. An image special effect device using a parameter corresponding to a reduction ratio used in an operation for obtaining a read address signal on the frame memory for the output image obtained as depth information.
JP8273620A 1996-10-16 1996-10-16 Picture special effect device Abandoned JPH10126686A (en)

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