JPH10145674A - ビデオ信号処理装置及びビデオ信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はビデオ信号処理装置に関し、従来に比
してオペレータの操作を低減し得るようにする。 【解決手段】ビデオ信号の青色板の領域の各コーナ位置
と、挿入するソースビデオ信号の映像領域の各コーナ位
置とに基づいて、映像領域を青色板の領域に対して３次
元的に画像変換するための変換行列を算出し、当該変換
行列の逆行列に基づいて、メモリからソースビデオ信号
を読み出すためのアドレス情報を算出するアドレス発生
手段（１１）を設け、そのアドレス情報に基づいてメモ
リからソースビデオ信号を読み出すことによつて映像領
域が青色板の領域に対応する位置に３次元的に画像変換
された変換ソースビデオ信号を生成する。これにより従
来のようにオペレータが変換後の状態を示すパラメータ
を入力しなくても、挿入する映像領域に対して３次元的
な画像変換を施して挿入先である青色板の領域に自動的
に挿入し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 （１）全体構成（図１〜図８） （２）画像変換器の構成（図９） （３）３次元変換アドレス発生器の変換アドレス発生方
法 （３−１）座標系の定義（図１０） （３−２）３次元画像変換の基本アルゴリズム（図１
１） （３−３）変換行列Ｔ₃₃の算出方法 （３−４）変換アドレスの発生方法 （４）実施例の動作及び効果（図１２及び図１３） （５）他の実施例（図１４〜図１９） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオ信号処理装置
及びビデオ信号処理方法に関し、例えばニユーススタジ
オにおいて、ニユースを読み上げるニユースキヤスタを
撮像してそのビデオ信号を発生し、そのビデオ信号に対
して他のビデオ信号を挿入することにより、ニユースキ
ヤスタの背景の所定枠内に当該他のビデオ信号の映像を
挿入するようになされたビデオ信号処理装置に適用して
好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、ニユース番組制作においては、ニ
ユースキヤスタが読み上げるニユース内容に応じたビデ
オイメージを、ニユースキヤスタの背景の所定枠内に挿
入することにより、ニユース内容に合つた映像を視聴者
に提供することが行われている。これにより視聴者は、
ニユースキヤスタが読み上げるニユース原稿と、ニユー
スキヤスタの背景に示されるビデオイメージとによつ
て、そのニユースの内容を一段と詳細に理解することが
できるようになる。

【０００４】このようなビデオ信号の挿入処理は、従
来、次に説明するような方法によつて行われていた。ま
ず始めにニユースキヤスタの背景の所定枠内に挿入すべ
きビデオイメージ（以下、これをソースビデオイメージ
と呼ぶ）を示すソースビデオ信号を生成（又はＶＴＲ等
から再生）し、これをビデオイフエクタを介してミキサ
の一方の入力端子に入力する。またこれと並行してスタ
ジオのニユースキヤスタを撮像することによりスタジオ
ビデオ信号を得、これをミキサの他方の入力端子に入力
する。このミキサは、一方及び他方の入力端子にそれぞ
れ入力されたソースビデオ信号とスタジオビデオ信号と
をミツクスし、その結果得られる合成ビデオ信号をモニ
タに供給する。

【０００５】オペレータは、このモニタに表示される合
成映像を見ながら、ソースビデオイメージの外形がニユ
ースキヤスタの背景の所定枠に一致するように、ソース
ビデオイメージを拡大、縮小、移動及び回転させるため
のパラメータをトラツクボール等の入力装置を介してビ
デオイフエクタに供給する。ビデオイフエクタは、供給
されたパラメータに基づいてソースビデオイメージに対
して拡大、縮小、移動及び回転の処理を施し、それらの
処理が施されたソースビデオ信号と、それらの処理が施
された後のソースビデオイメージの形状を示すキー信号
とをミキサに供給する。ミキサは、スタジオビデオ信号
のうちこのキー信号に基づいて示される位置にソースビ
デオ信号を挿入する。その結果得られる合成ビデオ信号
は、上述したようにモニタに供給され、表示される。オ
ペレータは、この表示される合成映像を見ながら、ソー
スビデオイメージの外形がニユースキヤスタの背景の所
定枠に一致するまで、拡大、縮小、移動及び回転のパラ
メータを繰り返しビデオイフエクタに供給する。このよ
うな処理を順次繰り返して行くことにより、従来の場合
には、ニユースキヤスタの背景の所定枠内にソースビデ
オイメージを挿入していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる従来の
挿入処理では、オペレータはソースビデオイメージの形
状がニユースキヤスタの背景の所定枠に一致するまで、
ソースビデオイメージの拡大、縮小、移動及び回転とい
つた変換処理に必要なパラメータをトラツクボール等の
入力装置を用いてマニユアル操作で入力しなければなら
ず、このためソースビデオイメージの形状をニユースキ
ヤスタの背景の所定枠に正確に一致させる迄に比較的時
間がかかると共に、その間、パラメータの入力操作をし
なければならないので操作が煩雑になるといつた問題が
ある。

【０００７】これを解決する方法として、例えば米国特
許「USP 4,951,040 及びUSP 5,107,252 」に開示されて
いるような方法がある。この方法においては、オペレー
タはタツチタブレツトやスタイラス等の入力手段を用い
て、ソースビデオイメージの変換後の形を示す少なくと
も４点のコーナ位置を入力する。そして画像変換手段と
しては、入力された４点のコーナ位置を示すアドレス信
号に基づいて、指定された４点のコーナにソースビデオ
イメージのコーナが一致するように、当該ソースビデオ
イメージを変換する。これによりこの方法においては、
先に述べた方法に比して比較的短い時間でソースビデオ
イメージを所定枠内に挿入することができると共に、オ
ペレータの操作を軽減することができる。

【０００８】しかしながらこの方法においても、ニユー
スキヤスタの背景の所定枠内にソースビデオイメージを
挿入する場合には、ソースビデオイメージの各コーナが
ニユースキヤスタの背景の所定枠の各コーナに一致する
ように、オペレータがタツチタブレツトやスタイラス等
の入力手段をマニユアル操作してコーナ位置を入力しな
ければならず、オペレータの操作を簡易にするという点
においては未だ不十分なところがある。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、オペレータの操作を一段と低減し得るビデオ信号処
理装置及びビデオ信号処理方法を提案しようとするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、撮像対象を当該撮像対象の背景に
ある青色板と共に撮像することにより得られたビデオ信
号から当該青色板の領域を検出し、当該領域の各コーナ
位置をそれぞれ検出するコーナ検出手段と、ソースビデ
オ信号のうちビデオ信号の青色板の領域に対して挿入す
る映像領域の各コーナ位置をそれぞれ指定するソースコ
ーナ指定手段と、コーナ検出手段によつて検出された青
色板の領域の各コーナ位置を示す位置情報と、ソースコ
ーナ指定手段によつて指定された映像領域の各コーナ位
置を示す位置情報とに基づいて、映像領域を青色板の領
域に対して３次元的に画像変換するための変換行列を算
出した後、当該変換行列の逆行列を算出し、当該逆行列
に基づいて、ソースビデオ信号を書き込んだメモリから
当該ソースビデオ信号を読み出すためのアドレス情報を
算出するアドレス発生手段と、ソースビデオ信号をメモ
リに書込み、アドレス発生手段によつて発生したアドレ
ス情報に基づいて当該メモリに書き込んだソースビデオ
信号を読み出すことにより、映像領域が青色板の領域に
対応する位置に３次元的に画像変換された変換ソースビ
デオ信号を生成する画像変換手段と、変換ソースビデオ
信号とビデオ信号とを合成することにより、当該ビデオ
信号内の青色板の領域にソースビデオ信号の映像領域が
挿入された合成ビデオ信号を生成する信号合成手段とを
設けるようにした。

【００１１】このようにしてビデオ信号から青色板の領
域の各コーナ位置をそれぞれ検出し、その検出した位置
を示す位置情報と、挿入するビデオ信号の映像領域の各
コーナ位置を示す位置情報とに基づいて、映像領域を青
色板の領域に対応する位置に３次元的に画像変換するた
めの変換行列を算出し、その変換行列の逆行列に基づい
てアドレス情報を発生し、当該アドレス情報に基づいて
メモリからソースビデオ信号を読み出すことによつて、
映像領域が青色板の領域に対応する位置に３次元的に画
像変換された変換ソースビデオ信号を生成するようにし
た。これによりソースビデオ信号をビデオ信号の所定枠
内に挿入するとき、従来のようにオペレータが変換後の
状態を示すパラメータを入力しなくても、挿入する映像
領域に対して３次元的な画像変換を施して挿入先である
青色板の領域に自動的に挿入し得、従来に比してオペレ
ータの操作を一段と低減し得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１３】（１）全体構成 図１において、１は全体として本発明を適用したビデオ
信号処理装置を示し、ビデオカメラ２によつてスタジオ
３を撮像することによりスタジオビデオ信号を生成する
ようになされている。この場合、ニユースキヤスタ４
は、スタジオ３内に置かれたテーブル５に近接した位置
でニユースの原稿を読むようにセツテイングされてい
る。またニユースキヤスタ４の斜め後方には、色相が青
色である４角形ＡＢＣＤの青色板６が奥行き方向に斜め
に配置されている。この青色板６はソースビデオイメー
ジの挿入位置を示すために配置されており、後述するよ
うな映像合成によつてこの青色板６のところにソースビ
デオイメージが挿入される。因みに、ソースビデオイメ
ージを挿入しない場合には、青色板６は、モータ等の昇
降機構によつて、ビデオカメラ２の撮像範囲内に入らな
い位置Ｔに移動させられる。なお、ニユースキヤスタ４
及び青色板６の後方には、スタジオ３の壁があるが、こ
の壁は青色板６が容易に識別し得るように青色以外の色
相に選定されている。

【００１４】このようにセツテイングされたスタジオ３
は、撮像素子としてＣＣＤを有するデイジタル方式のビ
デオカメラ２によつて撮像される。その際、ビデオカメ
ラ２は、ニユースキヤスタ４を画面の中心とし、青色板
６やテーブル５が画面内に収まるようにスタジオ３を撮
像する。このビデオカメラ２によつて出力されるデイジ
タルの映像信号は、スタジオビデオ信号Ｖ_BKとして、ク
ロマキー装置７に供給されると共に、ミキサ８の一方の
入力端子に供給される。

【００１５】クロマキー装置７は、供給されたスタジオ
ビデオ信号Ｖ_BKから色相が青色である映像信号を検出
し、その検出結果をターゲツトキー信号 keyＴとして出
力する。このターゲツトキー信号 keyＴは10ビツトのデ
イジタル信号であり、このデイジタル信号で示されたタ
ーゲツトキー信号 keyＴの信号レベルはスタジオビデオ
信号Ｖ_BKの色相に応じたレベルとなつている。すなわち
色相が青色からなるビデオ信号の領域においてはターゲ
ツトキー信号 keyＴの信号レベルは高くなり、その他の
色相からなるビデオ信号の領域においてはターゲツトキ
ー信号 keyＴの信号レベルは低くなる。従つて信号レベ
ルが「高」となる領域の形状は、青色板６の形状と一致
し、図２（Ａ）に示すように、青色板６と同じ形状の４
角形ＡＢＣＤとなる。また信号レベルが「高」となる領
域はスタジオビデオ信号Ｖ_BK内の青色板６の位置と一致
している。なお、参考までに、図２（Ｂ）にスタジオビ
デオ信号を示す。このように青色板６の形状及び位置を
示すターゲツトキー信号 keyＴは、続くコーナ検出器９
に供給される。

【００１６】コーナ検出器９は、入力装置１０に設けら
れた基準レベル用のボリユームを使用してオペレータが
入力した基準信号レベルＳ_LEV を当該入力装置１０から
受け、当該基準信号レベルＳ_LEV と、クロマキー装置７
から供給されたターゲツトキー信号 keyＴの信号レベル
とを比較する。そしてコーナ検出器９は、ターゲツトキ
ー信号 keyＴの信号レベルが基準信号レベルＳ_LEV 以上
となる領域を検出して青色板６の領域を検出し、その領
域の４つのコーナの表示座標系における位置を検出して
その４つのコーナの位置を示すアドレス信号Ｓ１を発生
する。このアドレス信号Ｓ１は、続く３次元変換アドレ
ス発生器１１に供給される。なお、ここで言う表示座標
系とは、モニタスクリーンの水平方向をｘ軸、垂直方向
をｙ軸、モニタスクリーンに対する鉛直方向をｚ軸とし
た座標系である。

【００１７】一方、ニユースキヤスタ４の背景の所定枠
内に挿入されるソースビデオ信号は、このビデオ信号処
理装置１の場合、次に説明するように２通りの方法によ
つて生成される。第１の方法は、予め磁気テープに記録
されているビデオ信号をビデオテープレコーダ（ＶＴ
Ｒ）１２によつて再生することによりソースビデオ信号
を生成する方法である。第２の方法は、撮像素子として
ＣＣＤを有するビデオカメラ１３を使用して被写体１４
を撮像することによりソースビデオ信号を生成する方法
である。なお、ここではビデオテープレコーダ１２及び
ビデオカメラ１３は共にデイジタル方式のものであると
する。ビデオテープレコーダ１２及びビデオカメラ１３
の出力端子は切換スイツチ１５の入力端子の一方及び他
方に接続されている。これによりオペレータが切換スイ
ツチ１５を切り換えれば、２つの方法で生成されるソー
スビデオ信号のうち所望のビデオ信号を選択的に選べる
ようになつている。切換スイツチ１５によつて選択され
たデイジタルのビデオ信号はソースビデオ信号Ｖ_inとし
て画像変換器１６に供給される。なお、ソースビデオ信
号Ｖ_inは、上述のいずれの方法によつて生成された場合
でも、図１に示されるように、有効映像領域ＥＦＧＨを
有する一般的なカラー映像方式（例えばＮＴＳＣ方式）
の映像信号である。

【００１８】ここでこのビデオ信号処理装置１では、こ
のように生成されたソースビデオ信号Ｖ_inの有効映像領
域ＥＦＧＨのうち所望の映像領域を指定してそれをニユ
ースキヤスタ４の背景にある所定枠（ＡＢＣＤ）内に挿
入し得るようになされている。この映像領域の指定につ
いて、以下に具体的に説明する。但し、以降の説明で
は、オペレータが選択指定した映像領域を選択映像領域
ＩＪＫＬと呼ぶことにする。まずソースビデオ信号Ｖ_in
は、上述したように画像変換器１６に供給される。また
このソースビデオ信号Ｖ_inはこの他にもモニタ１７に供
給される。モニタ１７はこのソースビデオ信号Ｖ_inを表
示するものであり、モニタ画面上にソースビデオ信号Ｖ
_inの有効映像領域ＥＦＧＨを表示する。

【００１９】このモニタ１７に対してはコントローラ１
８からの表示制御信号が供給されており、この表示制御
信号に基づいて、モニタ１７の画面上には選択映像領域
ＩＪＫＬを視覚的に識別し得るように当該選択映像領域
ＩＪＫＬの外郭を示す識別線１７Ａが表示される。この
識別線１７Ａは、オペレータが入力装置１０に備えられ
ている範囲指定ボリユームやキーボードを使用して範囲
指定情報を入力すると、その大きさが変化する。すなわ
ちオペレータが入力装置１０の範囲指定ボリユームやキ
ーボードを使用して範囲指定情報を入力すると、コント
ローラ１８はその範囲指定情報に応じた表示制御信号を
生成し、当該表示制御信号をモニタ１７に供給すること
によつて識別線１７Ａの大きさを制御する。これにより
モニタ１７の画面上には、オペレータが指定した大きさ
の識別線１７Ａが表示される。従つてオペレータは、モ
ニタ１７に表示される画面を見ながら、ソースビデオイ
メージとして挿入したい領域が識別線１７Ａによつて囲
まれるように、入力装置１０の範囲指定ボリユームやキ
ーボードを操作すれば良い。

【００２０】ここでこの範囲指定について、さらに具体
的に説明する。上述したように、オペレータはモニタ１
７に表示されるソースビデオイメージを見ながら入力装
置１０の範囲指定ボリユームやキーボードを操作し、有
効映像領域ＥＦＧＨのうちのどの範囲を選択映像領域Ｉ
ＪＫＬとするかといつた範囲指定情報を入力する。その
際、オペレータはソースビデオ信号Ｖ_inの有効映像領域
ＥＦＧＨの中心を基準とし、水平方向及び垂直方向の範
囲指定情報を入力する。例えば水平方向の範囲指定情報
として有効映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス80パーセ
ント及びマイナス80パーセントを、垂直方向の範囲指定
情報として有効映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス80パ
ーセント及びマイナス80パーセントをオペレータが入力
すると、図３（Ａ）に示すような位置に識別線１７Ａが
表示される。すなわち有効映像領域ＥＦＧＨの中心から
水平方向にプラス80パーセント及びマイナス80パーセン
トずれた位置に識別線１７Ａの縦線が表示され、有効映
像領域ＥＦＧＨの中心から垂直方向にプラス80パーセン
ト及びマイナス80パーセントずれた位置に識別線１７Ａ
の横線が表示される。この場合、このように表示される
識別線１７Ａによつて囲まれる映像領域が選択映像領域
ＩＪＫＬとして指定されたことになる。

【００２１】また例えば水平方向の範囲指定情報として
有効映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス50パーセント及
びマイナス50パーセントを、垂直方向の範囲指定情報と
してプラス80パーセント及びマイナス20パーセントをオ
ペレータが入力すると、図３（Ｂ）に示すような位置に
識別線１７Ａが表示される。すなわち有効映像領域ＥＦ
ＧＨの中心から水平方向にプラス50パーセント及びマイ
ナス50パーセントずれた位置に識別線１７Ａの縦線が表
示され、有効映像領域ＥＦＧＨの中心から垂直方向にプ
ラス80パーセント及びマイナス20パーセントずれた位置
に識別線１７Ａの横線が表示される。この場合にも、こ
のように表示される識別線１７Ａによつて囲まれる映像
領域が選択映像領域ＩＪＫＬとして指定されたことにな
る。

【００２２】なお、水平方向の範囲指定情報として有効
映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス100 パーセント及び
マイナス100 パーセントを、垂直方向の範囲指定情報と
して有効映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス100 パーセ
ント及びマイナス100 パーセントを入力すると、図３か
ら明らかなように、識別線１７Ａは有効映像領域ＥＦＧ
Ｈの外郭上に位置することになり、選択映像領域ＩＪＫ
Ｌとしては有効映像領域ＥＦＧＨそのものが指示される
ことになる。因みに、識別線１７Ａのデフオルト値とし
ては、水平及び垂直方向が共にプラス100 パーセント及
びマイナス100パーセントに設定されているので、オペ
レータが入力装置１０の範囲指定ボリユームやキーボー
ドを操作しなければ、選択映像領域ＩＪＫＬとしては有
効映像領域ＥＦＧＨが指示される。

【００２３】ここで再び図１に戻つて説明を続ける。オ
ペレータによる選択映像領域ＩＪＫＬの指定が終了する
と、コントローラ１８は、入力装置１０からの範囲指定
情報に基づいて、指定された選択映像領域ＩＪＫＬの４
つのコーナの位置を検出し、その４つのコーナの表示座
標系における位置を示すアドレス信号Ｓ２を発生する。
なお、上述したようにオペレータが範囲指定を行わなけ
れば、デフオルト値である有効映像映像領域ＥＦＧＨの
４つのコーナの位置を示すアドレス信号Ｓ２を発生す
る。このアドレス信号Ｓ２は３次元変換アドレス発生器
１１とセルフキー発生器１９にそれぞれ供給される。因
みに、この説明から分かるように、コントローラ１８
は、スタジオビデオ信号Ｖ_BKに挿入する映像領域の各コ
ーナ位置を後述する３次元変換アドレス発生器１１に対
して指定するソースコーナ指定回路を構成している。

【００２４】３次元変換アドレス発生器１１には、上述
したようにコーナ検出器９から供給された青色板６を示
す４角形ＡＢＣＤの４つのコーナの位置を示すアドレス
信号Ｓ１と、コントローラ１８から供給された選択映像
領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置を示すアドレス信号
Ｓ２とが供給されている。また３次元変換アドレス発生
器１１には、この他にも、スクリーンアドレス発生器２
２によつて生成されたスクリーンアドレス信号Ｓ３が供
給されている。このスクリーンアドレス信号Ｓ３は、後
述するモニタ２１のモニタスクリーン上のアドレスを示
す信号である。スクリーンアドレス発生器２２は内部に
画素周波数に対応した基準クロツク発生器を有してお
り、当該基準クロツク発生器で発生した基準クロツクに
基づいてモニタ２１のラスタスキヤン順のスクリーンア
ドレスを発生し、これをスクリーンアドレス信号Ｓ３と
して出力している。

【００２５】３次元アドレス発生器１１は、コーナ検出
器９から供給された青色板６を示す４角形ＡＢＣＤの４
つのコーナの位置を示すアドレス信号Ｓ１と、コントロ
ーラ１８から供給された選択映像領域ＩＪＫＬの４つの
コーナの位置を示すアドレス信号Ｓ２とに基づいて、選
択映像領域ＩＪＫＬを４角形ＡＢＣＤと同じ形状に変換
するための変換アドレスを演算によつて算出する。具体
的には、３次元アドレス発生器１１は、自然なパースペ
クテイブ変換処理（いわゆる遠近処理）を施した選択映
像領域ＩＪＫＬが４角形ＡＢＣＤに挿入されるようにす
るための変換行列を、４角形ＡＢＣＤの４つのコーナの
位置を示すアドレス信号Ｓ１と選択映像領域ＩＪＫＬの
４つのコーナの位置を示すアドレス信号Ｓ２とに基づい
て算出する。次に３次元アドレス発生器１１は、その変
換行列の逆行列を算出し、当該逆行列をスクリーンアド
レス信号Ｓ３によつて得たスクリーンアドレスに順次乗
算して行くことにより変換アドレスを算出する。この変
換アドレスは変換アドレス信号Ｓ４として画像変換器１
６に供給される。

【００２６】画像変換器１１はフイールドメモリからな
り、入力されるソースビデオ信号Ｖ _inを順次フイールド
メモリに書き込んで行く。また画像変換器１１は、３次
元変換アドレス発生器１１から供給された変換アドレス
信号Ｓ４によつて指示されるフイルードメモリ内の位置
からソースビデオ信号Ｖ_inを読み出すことにより、ソー
スビデオイメージとしての選択映像領域ＩＪＫＬが青色
板６と同じ形状の４角形ＡＢＣＤに変換されたソースビ
デオ信号Ｖ_out を生成する。なお、変換アドレスは、ラ
スタスキヤン順に生成されたスクリーンアドレスに基づ
いて生成されているので、フイールドメモリ内に存在し
ない位置を示すことがある。その場合には、画像変換器
１１はソースビデオ信号Ｖ_inの読み出し動作を行わな
い。かくしてこのようにして生成されたソースビデオ信
号Ｖ_OUT は、図４に示すように、ソースビデオイメージ
である選択映像領域ＩＪＫＬが青色板６を示す４角形Ａ
ＢＣＤと同じ形状に変換されていると共に、その４角形
ＡＢＣＤの位置に座標変換されたビデオ信号である。な
お、この図４から明らかなように、選択映像領域ＥＦＧ
Ｈと４角形ＡＢＣＤとの対応関係は、選択映像領域のコ
ーナＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈがそれぞれ４角形のコーナＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄに対応するようになされている。このようにして
生成されたソースビデオ信号Ｖ_out は続くミキサ８の他
方の入力端子に供給される。

【００２７】セルフキー発生器１９は、コントローラ１
８から供給された選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナ
の位置を示すアドレス信号Ｓ２に基づいて、図５に示す
ように、信号レベルが「１」となる領域が選択映像領域
ＩＪＫＬと同じ形状になるセルフキー信号Ｓ５を発生
し、これをキー信号用の変換器２０に出力する。なお、
この図５から明らかなように、セルフキー信号Ｓ５が示
す領域全体の大きさは有効映像領域ＥＦＧＨに対応して
いる。キー信号用の変換器２０は、基本的に画像変換器
１６と同じ構成を有しており、入力されるセルフキー信
号Ｓ５を順次フイールドメモリに書き込んで行く。また
キー信号用の変換器２０は、３次元変換アドレス発生器
１１から供給された変換アドレス信号Ｓ４によつて指示
されるフイールドメモリ内の位置からセルフキー信号Ｓ
５を読み出すことにより、信号レベルが「１」となる領
域が青色板６と同じ形状の４角形ＡＢＣＤに変換された
セルフキー信号Ｋ_out を生成する。なお、この変換器１
１の場合にも、変換アドレスがフイールドメモリ内に存
在しない位置を示したときには、セルフキー信号Ｓ５の
読み出し動作を行わない。かくしてこのようにして生成
されたセルフキー信号Ｋ_out は、図６に示すように、信
号レベルが「１」となる領域が青色板６を示す４角形Ａ
ＢＣＤと同じ形状に変換されていると共に、その４角形
ＡＢＣＤの位置に座標変換された信号である。このよう
にして生成されたセルフキー信号Ｋ_out は続くミキサ８
のキー入力端子に供給される。

【００２８】ミキサ８は、画像変換器１６から供給され
たソースビデオ信号Ｖ_out とビデオカメラ２から供給さ
れたスタジオビデオ信号Ｖ_BKとを、キー信号入力端子に
供給されたセルフキー信号Ｋ_out に基づいて合成する。
すなわちミキサ８は、セルフキー信号Ｋ_out の信号レベ
ルが「０」のときビデオカメラ２から供給されたスタジ
オビデオ信号Ｖ_BKを出力し、セルフキー信号Ｋ_out の信
号レベルが「１」のとき画像変換器１６から供給された
ソースビデオ信号Ｖ_out を出力する。これによりスタジ
オビデオ信号Ｖ_BKの青色板６の領域にソースビデオ信号
Ｖ_out が挿入された合成ビデオ信号Ｖ_mix が生成され
る。この合成ビデオ信号Ｖ_mix は外部の放送設備に供給
されると共に、モニタ２１に供給される。

【００２９】このようにして生成された合成ビデオ信号
Ｖ_mix をモニタ２１に表示すると、図１に示すように、
当該モニタ２１には、ニユースキヤスタ４の背景の所定
枠ＡＢＣＤ内にソースビデオイメージＩＪＫＬが挿入さ
れた合成ビデオ画面が表示される。因みに、選択映像領
域ＩＪＫＬとして有効映像領域ＥＦＧＨの全領域を指定
した場合には、図７に示すように、ニユースキヤスタ４
の背景の所定枠ＡＢＣＤ内に有効映像領域ＥＦＧＨの全
体が挿入された合成ビデオ画面が表示される。また選択
映像領域ＩＪＫＬとして図３（Ｂ）に示したように有効
映像領域ＥＦＧＨの一部分だけ（すなわち花びら部分だ
け）を指定した場合には、図８に示すように、ニユース
キヤスタ４の背景の所定枠ＡＢＣＤ内にその指定された
部分だけが挿入された合成ビデオ画面が表示される。な
お、この図８から明らかなように、有効映像領域ＥＦＧ
Ｈの一部分だけを指定した場合には、その指定された部
分が拡大表示されることになる。

【００３０】（２）画像変換器の構成 この項では、上述した画像変換器１６の具体的構成につ
いて説明する。図９に示すように、画像変換器１６は大
きく分けてフイルタ１６Ａ、メモリ１６Ｂ、補間器１６
Ｃ、書込みアドレス発生器１６Ｄ及び読出しアドレス発
生器１６Ｅを有している。切換スイツチ１５から出力さ
れたソースビデオ信号Ｖ_inは、まずフイルタ１６Ａに供
給される。このフイルタ１６Ａはエリアシングの発生を
抑制するためのものであり、入力されるソースビデオ信
号Ｖ_inに対して水平及び垂直方向についての帯域制限を
施し、その結果得られる帯域制限されたソースビデオ信
号Ｖ_inをメモリ１６Ｂに供給する。

【００３１】このメモリ１６Ｂは３つのフイールドメモ
リから構成されている。３つのフイールドメモリは常に
１つが書込み可能状態に制御され、残り２つが読出し可
能状態に制御される。この場合、書込み可能状態及び読
出し可能状態に制御されるフイールドメモリはフイール
ド周期で順次シフトして行く。例えば最初に第１のフイ
ールドメモリが書込み可能状態であり、第２及び第３の
フイールドメモリが読出し可能状態であるとすると、次
のフイールドのタイミングでは第２のフイールドメモリ
が書込み可能状態に制御され、第３及び第１のフイール
ドメモリが読出し可能状態に制御される。さらに次のフ
イールドのタイミングでは、第３のフイールドメモリが
書込み可能状態に制御され、第１及び第２のフイールド
メモリが読出し可能状態に制御される。なお、このよう
に３つのフイールドメモリの書込み及び読出し可能状態
がフイールド周期で切り換わつて行くことにより、後述
するような変換処理をリアルタイムで行うことが可能と
なる。

【００３２】このようなメモリ１６Ｂは、ソースビデオ
信号Ｖ_inが入力されると、書込みアドレス発生器１６Ｄ
から供給されるシーケンシヤルの書込みアドレス信号Ｓ
１０に基づいて、そのソースビデオ信号Ｖ_inを書込み可
能状態になつているフイールドメモリに順次書き込んで
行く。なお、書込みアドレス発生器１６Ｄは内部にソー
スビデオ信号Ｖ_inの画素周波数に対応した基準クロツク
発生器を有しており、その基準クロツク発生器で発生し
た基準クロツクに基づいてシーケンシヤルのアドレス信
号Ｓ１０を発生する。またメモリ１６Ｂは、この書込み
動作と並行して、読出しアドレス発生器１６Ｅから供給
される読出しアドレス信号Ｓ１１に基づいて、読出し可
能状態になつている２つのフイールドメモリからソース
ビデオ信号Ｖ_inを順次読み出して行く。この読み出され
たソースビデオ信号は続く補間器１６Ｃに供給される。

【００３３】ここで読出しアドレス発生器１６Ｅは、３
次元変換アドレス発生器１１から供給された変換アドレ
ス信号Ｓ４に基づいて読出しアドレス信号Ｓ１１を生成
する。この場合、読出しアドレス発生器１６Ｅは、変換
アドレス信号Ｓ４によつて得られる変換アドレスの整数
部を読出しアドレスとして取り出し、その読出しアドレ
スを読出しアドレス信号Ｓ１１としてメモリ１６Ｂに供
給する。なお、取り出された読出しアドレスがメモリ１
６Ｂ内に存在しないアドレスであれば、読出しアドレス
信号Ｓ１１を出力しないので、上述したように読出し動
作が停止することになる。また読出しアドレス発生器１
６Ｅは、変換アドレス信号Ｓ４によつて得られる変換ア
ドレスの小数部を取り出し、その小数部に基づいて補間
器１６Ｃで使用する補間係数を生成する。この補間係数
は、補間係数信号Ｓ１２として補間器１６Ｃに供給され
る。

【００３４】補間器１６Ｃは、メモリ１６Ｂから読み出
されたソースビデオ信号に対して補間処理を行うもので
あり、補間係数信号Ｓ１２から得られる補間係数に基づ
いて、読み出されたソースビデオ信号に補間処理を施
す。なお、このように補間器１６Ｃが設けられている理
由は、次に説明する通りである。３次元変換アドレス発
生器１１から供給される変換アドレスは必ずしも整数と
は限らず、小数を含んでいることもある。このように変
換アドレスが小数を含んでいると、メモリ１６Ｂ内には
小数のアドレスが実在しないので読出し動作ができなく
なる。このため変換アドレスを整数部と小数部に分け、
変換アドレスが小数を含んでいる場合には、整数部によ
つて読み出されたビデオデータを補間処理して小数部に
相当するビデオデータを得ている。これにより変換アド
レスが小数を含んでいる場合にも、その変換アドレスに
対応するビデオデータを得ることが可能となる。

【００３５】かくしてこのように変換アドレスの整数部
に応じてメモリ１６Ｂからソースビデオ信号を読み出す
と共に、変換アドレスの小数部に応じてその読み出した
ソースビデオ信号に補間処理を施すことにより、図３に
示したように、ソースビデオイメージの部分が青色板６
を示す４角形ＡＢＣＤと同じ形状に変換されていると共
に、その４角形ＡＢＣＤの位置に座標変換されたソース
ビデオ信号Ｖ_out が生成される。このソースビデオ信号
Ｖ_out は上述したようにミキサ８に供給される。

【００３６】因みに、ここではフイルタ１６Ａ、メモリ
１６Ｂ及び補間器１６Ｃが１組であるとして説明した
が、実際には、ソースビデオ信号Ｖ_inの輝度信号及び色
差信号に対応させて、フイルタ１６Ａ、メモリ１６Ｂ及
び補間器１６Ｃは２組設けられている。すなわちこの画
像変換器１６では、一方の組でソースビデオ信号Ｖ_inの
輝度信号の変換処理を行い、他方の組でソースビデオ信
号Ｖ_inの色差信号の変換処理を行うようになされてい
る。

【００３７】（３）３次元変換アドレス発生器の変換ア
ドレス発生方法 この項では、３次元変換アドレス発生器１１における変
換アドレスの発生方法について説明する。ソースビデオ
信号Ｖ_inを青色板６で示される４角形ＡＢＣＤのところ
に挿入する場合には、ソースビデオ信号Ｖ_inを３次元空
間へ写像し、それをさらにオペレータの視点位置を基点
としてモニタスクリーン面上に投影したものを、４角形
ＡＢＣＤに挿入しなければならない。なぜなら青色板６
は３次元空間上に存在するものであり、４角形ＡＢＣＤ
はその３次元空間上に存在する青色板６をオペレータの
視点位置を基点としてモニタスクリーン面上に投影した
ものであるからである。従つて３次元変換アドレス発生
器１１では、３次元空間への写像及び３次元空間から２
次元平面への投影を含む変換行列を算出し、その変換行
列の逆行列を算出して変換アドレスを生成しなければな
らない。この点について、以下に具体的に説明する。

【００３８】（３−１）座標系の定義 まずここでは図１０（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、３次元
空間の座標系について説明する。この実施例において使
用される３次元の座標系は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に
示すように、モニタスクリーンの中心を原点とし、モニ
タスクリーンの水平方向をｘ軸、モニタスクリーンの垂
直方向をｙ軸、モニタスクリーンに対する鉛直方向をｚ
軸としたｘｙｚの直交座標系によつて定義される。この
場合、ｘ軸に関してはモニタスクリーンの右方向を正方
向、モニタスクリーンの左方向を負方向とし、ｙ軸に関
してはモニタスクリーンの上方向を正方向、モニタスク
リーンの下方向を負方向とし、ｚ軸に関してはスクリー
ンの奥行き方向を正方向、スクリーンの手前側（すなわ
ちオペレータの視点がある側）を負方向とする。

【００３９】またスクリーン領域内のｘ軸方向に関して
は、−４から＋４の間の仮想的な座標値が設定され、ス
クリーン領域内のｙ軸方向に関しては、−３から＋３の
間の仮想的な座標値が設定されている。もちろん、スク
リーン領域外にも、仮想的な座標値は設定されている。
またオペレータの視点位置ＰＺについては、ｚ軸上のｚ
座標が「−16」のところに仮想的に設定されている。

【００４０】（３−２）３次元画像変換の基本アルゴリ
ズム 次にここでは、ソースビデオ信号Ｖ_inに対して３次元画
像変換処理（すなわち３次元空間への写像及び３次元空
間からモニタスクリーン面への投影）を施したビデオ信
号を生成する方法について説明する。まずソースビデオ
信号Ｖ_inは、３次元的な処理は何もされず、そのままの
状態で画像変換器１６内部のメモリ１６Ｂに記憶され
る。このソースビデオ信号Ｖ_inは、２次元のビデオ信号
であるので、図１０（Ａ）に示すように、３次元空間で
はモニタスクリーン上の位置Ｍ₁ に存在するビデオ信号
Ｖ₁ である。

【００４１】このソースビデオ信号Ｖ_inは上述したよう
に３次元空間内に存在する青色板６の位置に座標変換さ
れなければならない。ここで青色板６は、図１０（Ａ）
に示すように、ｚ軸の正方向であつて、スクリーン面に
対して約45°傾いた位置Ｍ₂に存在しているものとす
る。このような位置Ｍ₂ に青色板６が存在するとする
と、ソースビデオ信号Ｖ_inに対してｚ軸の正方向への平
行移動と、ｙ軸を中心とした約45°の回転処理を施さな
ければならない。このような座標変換処理は３次元の変
換行列Ｔ₀ を使用することにより実行できる。すなわち
ソースビデオ信号Ｖ_inの各画素に３次元の変換行列Ｔ₀
を乗算することにより、３次元空間に存在するビデオ信
号Ｖ₂ を生成することができる。

【００４２】この３次元の変換行列Ｔ₀ は、一般に次式

【数１】 によつて表すことができる。この３次元の変換行列Ｔ₀
に使用される変換パラメータｒ₁₁〜ｒ₃₃は、ソースビデ
オ信号Ｖ_inをｘ軸回り、ｙ軸回り及びｚ軸回りに回転さ
せるための要素、ソースビデオ信号Ｖ_inをｘ軸方向、ｙ
軸方向及びｚ軸方向にスケールをそれぞれ拡大／縮小さ
せるための要素、及び、ソースビデオ信号Ｖ_inをｘ軸方
向、ｙ軸方向及びｚ軸方向にそれぞれスキユーさせるた
めの要素等を含んだパラメータである。また変換パラメ
ータｌ_x 、ｌ_y 、ｌ_z は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向にソ
ースビデオ信号Ｖ_inをそれぞれ平行移動させるための要
素を含んだパラメータであり、変換パラメータｓは、ソ
ースビデオ信号Ｖ_in全体を３次元のそれぞれの軸方向に
一様に拡大／縮小させるための要素を含んだパラメータ
である。なお、この変換行列Ｔ₀ は、回転変換等の座標
系と平行移動変換及び拡大縮小変換の座標系とを同じ１
つの座標系内で表現しているので４行４列の行列とな
る。一般にはこのような座標系は同次座標系（Homogene
ous Coordinate）と呼ばれている。

【００４３】このように３次元の変換行列を使用して３
次元空間に座標変換されたビデオ信号Ｖ₂ は、スタジオ
ビデオ信号Ｖ_BKの中の４角形ＡＢＣＤのところにはめ込
まれるため、オペレータの視点を基点としたモニタスク
リーン上へ投影処理を施さなければならない。すなわち
これは言い換えれば、図１０（Ａ）に示すように、ｚ軸
上の仮想視点ＰＺから３次元空間内の位置Ｍ₂ に存在す
るビデオ信号Ｖ₂ を見たときにｘｙ平面上に透視される
ビデオ信号Ｖ₃ を求めなければならない。この投影処理
は透視変換行列Ｐ₀ を使用することにより実行できる。
すなわちビデオ信号Ｖ₂ の各画素に対して透視変換行列
Ｐ₀ を乗算することにより、３次元空間に存在するビデ
オ信号Ｖ₂ をｘｙ平面上に透視したビデオ信号Ｖ₃ を求
めることができる。

【００４４】この透視変換行列Ｐ₀ は、一般に次式

【数２】 によつて表される。この透視変換行列Ｐ₀ のパラメータ
Ｐ_Z は、ビデオ信号Ｖ₂ をｘｙ平面上に透視する際に、
遠近法を適用するためのパースペクテイブ値である。通
常、このパースペクテイブ値Ｐ_Z は、「１／16」が基準
値として設定されている。これは仮想視点ＰＺのｚ座標
値が「−16」であることを意味している。なお、このパ
ースペクテイブ値Ｐ_Z は、オペレータ設定により所望の
値に変更することも可能である。かくしてこのような３
次元空間への座標変換と、３次元空間からｘｙ平面への
投影処理とをソースビデオ信号Ｖ_inに対して施すことに
より、ソースビデオ信号Ｖ_inをスタジオビデオ信号Ｖ_in
の中の４角形ＡＢＣＤにはめ込むことが可能となる。

【００４５】ここで以上説明してきた変換処理の内容を
まとめると、次のようになる。すなわちこの変換処理
は、３次元の変換行列Ｔ₀ によつてソースビデオ信号Ｖ
_in（Ｖ₁ ）から３次元の変換ビデオ信号Ｖ₂ を得るまで
の空間的画像変換ステツプと、透視変化行列Ｐ₀ によつ
て３次元の変換ビデオ信号Ｖ₂ から透視変換ビデオ信号
Ｖ₃ を得るまでの透視変換ステツプとから構成される。
従つて、ソースビデオ信号Ｖ_in（Ｖ₁ ）から透視変換ビ
デオ信号Ｖ₃ を得るための変換行列Ｔは、３次元の変換
行列Ｔ₀ と透視変換行列Ｐ₀ との乗算式により、次式

【数３】 に示すように表される。従つてこの（３）式に示される
変換行列Ｔ₀ をソースビデオ信号Ｖ_inの各画素に乗算す
れば、スタジオビデオ信号Ｖ_BKにはめ込むことができる
ソースビデオ信号Ｖ_out を生成することができる。

【００４６】なお、このビデオ信号処理装置１において
は、ソースビデオ信号Ｖ_out を生成するとき、変換行列
Ｔ₀ をソースビデオ信号Ｖ_inに乗算しているのではな
く、実際には、変換行列Ｔ₀ によつて示される画像変換
が施されるような読出しアドレスを求め、その読出しア
ドレスを基に画像変換器１６のメモリ１６Ｂからソース
ビデオ信号を読み出すことによりソースビデオ信号Ｖ
_out を生成している。すなわちこのビデオ信号処理装置
１では、ソースビデオ信号Ｖ_inを画像変換器１６のメモ
リ１６Ｂに順に書き込み、変換行列Ｔ₀ によつて示され
る画像変換が施されるような読出しアドレスに基づいて
そのソースビデオ信号Ｖ_inを読み出すことにより、スタ
ジオビデオ信号Ｖ_BKにはめ込むことができるようなソー
スビデオ信号Ｖ_out を生成している。

【００４７】ところでメモリ１６Ｂに書き込まれるソー
スビデオ信号Ｖ_in及びメモリ１６Ｂから読み出されるソ
ースビデオ信号Ｖ_out は共に２次元のビデオデータであ
り、またメモリ１６Ｂも２次元のデータを記憶するメモ
リである。このためメモリ１６Ｂからの読出し動作に使
用される読出しアドレスの演算においては、３次元空間
上のｚ軸方向のデータを演算するためのパラメータは実
質的には使用されないことになる。従つて（３）式に示
した変換行列Ｔのうち、ｚ軸方向のデータを演算するた
めの３列目及び３行目のパラメータは不要となる。すな
わち読出しアドレスの演算に実際に必要となるパラメー
タを有する変換行列をＴ₃₃とすると、その変換行列Ｔ₃₃
は、（３）式の３列目及び３行目を除いたものとなり、
次式

【数４】 によつて表される。

【００４８】次にメモリ１６Ｂからのソースビデオ信号
の読出し動作に使用する読出しアドレスの算出方法につ
いて説明する。まずここでは、始めに図１１を用いて、
メモリ１６Ｂ上の位置ベクトルと、モニタスクリーン上
の位置ベクトルとの関係について説明する。但し、以降
の説明では、説明を分かりやすくするため、メモリ１６
Ｂ内の読出し可能状態にある２つのフイールドメモリが
１つのフレームメモリであると仮定して説明する。

【００４９】まずフレームメモリ上の２次元のアドレス
を（Ｘ_M ，Ｙ_M ）及び位置ベクトルを〔Ｘ_M Ｙ_M 〕と
し、モニタスクリーン上のアドレスを（Ｘ_S ，Ｙ_S ）及
び位置ベクトルを〔Ｘ_S Ｙ_S 〕とする。続いてこのフ
レームメモリ上の２次元の位置ベクトル〔Ｘ_M Ｙ_M 〕
を同次座標系で表現すると、ベクトル〔ｘ_m ｙ
_mＨ₀ 〕と表すことができ、モニタスクリーン上の位置
ベクトル〔Ｘ_S Ｙ_S 〕を同次座標系で表現すると、ベ
クトル〔ｘ_s ｙ_s １〕と表すことができる。なお、
この同次座標系のパラメータ「Ｈ₀ 」はベクトルの大き
さを表すパラメータである。

【００５０】フレームメモリ上の位置ベクトル〔ｘ_m
ｙ_m Ｈ₀ 〕に対して、変換行列Ｔ₃₃を作用させること
によつて、フレームメモリ上の位置ベクトル〔ｘ_m ｙ
_mＨ₀ 〕がモニタスクリーン上の位置ベクトル〔ｘ_s
ｙ_s １〕に変換される。従つてフレームメモリ上の位
置ベクトル〔ｘ_m ｙ_m Ｈ₀ 〕とモニタスクリーン上
の位置ベクトル〔ｘ_s ｙ_s １〕との関係式は、次式

【数５】 によつて表すことができる。

【００５１】なお、フレームメモリ上の位置ベクトル
〔ｘ_m ｙ_m Ｈ₀ 〕において使用されている同次座標
系のパラメータ「Ｈ₀ 」及びモニタスクリーン上の位置
ベクトル〔ｘ_s ｙ_s １〕において使用されている同
次座標系のパラメータ「１」との関係は、変換行列Ｔ₃₃
によつて、フレームメモリ上の位置ベクトル〔ｘ_m ｙ
_m 〕がスクリーン上の位置ベクトル〔ｘ_s ｙ_s 〕に変
換され、フレームメモリ上の位置ベクトル〔ｘ_m
ｙ_m 〕の大きさ「Ｈ₀ 」がモニタスクリーン上の位置ベ
クトル〔ｘ_s ｙ_s 〕の大きさ「１」になるように変換
されるということである。

【００５２】ところでこのビデオ信号処理装置１のよう
に、フレームメモリに対して、変換行列Ｔ₃₃に対応する
ような読出しアドレスを供給することによつて、ソース
ビデオ信号Ｖ_inに対して空間的な変換処理を施すような
装置においては、フレームメモリ上の点に対応するモニ
タスクリーン上の点を求めるのでは無く、モニタスクリ
ーン上の点に対応するフレームメモリ上の点を求める必
要がある。すなわち（５）式を変形した次式

【数６】 に示すように、モニタスクリーン上の位置ベクトル〔ｘ
_s ｙ_s １〕を基準にして、変換行列Ｔ₃₃の逆行列Ｔ
₃₃ ^-1を用いてフレームメモリ上の位置ベクトル〔ｘ_m
ｙ_m Ｈ₀ 〕を演算する必要がある。

【００５３】次にこの考え方に基づいて、実際にフレー
ムメモリ上の２次元の位置ベクトル〔Ｘ_M Ｙ_M 〕を求
める方法について以下に説明する。まず変換行列Ｔ
₃₃を、次式

【数７】 に示すように、パラメータａ₁₁〜ａ₃₃で表現し、逆行列
Ｔ₃₃ ^-1を、次式

【数８】 に示すように、パラメータｂ₁₁〜ｂ₃₃で表現する。この
ように定義した逆行列Ｔ₃₃ ^-1を上述した（６）式に代入
し、それを展開すると、次式

【数９】 が得られる。この（９）式からフレームメモリ上の位置
ベクトル〔ｘ_m ｙ_mＨ₀ 〕は、次式

【数１０】 に示すように表される。

【００５４】ここでこのようにして求められるフレーム
メモリ上の同次座標系による位置ベクトル〔ｘ_m ｙ_m
Ｈ₀ 〕をフレームメモリ上の２次元の位置ベクトル
〔Ｘ_MＹ_M 〕に変換する場合には、次のようにすれば良
い。すなわち２次元の位置ベクトル〔Ｘ_M Ｙ_M 〕を同
次座標系に変換するときに使用したパラメータ「Ｈ₀」
は、同次座標系の位置ベクトル〔ｘ_m ｙ_m 〕の大きさ
を表すパラメータであるので、同次座標系の位置ベクト
ルを２次元の位置ベクトルに変換するためには、同次座
標系の位置ベクトルの方向を表すパラメータ「ｘ_m 」及
び「ｙ_m 」を同次座標系の位置ベクトルの大きさを表す
パラメータ「Ｈ₀ 」で正規化すれば良い。従つてフレー
ムメモリ上の２次元の位置ベクトルの各パラメータ「Ｘ
_M 」及び「Ｙ_M 」は、次式

【数１１】 によつて求めることができる。

【００５５】またモニタスクリーン上の同次座標系によ
る位置ベクトル〔ｘ_s ｙ_s １〕を２次元の位置ベク
トル〔Ｘ_S Ｙ_S 〕に変換する場合も同様の考え方で行
うことができ、同次座標系の位置ベクトルの方向を表す
パラメータ「ｘ_s 」及び「ｙ_s 」を同次座標系の位置ベ
クトルの大きさを表すパラメータ「１」で正規化すれば
良い。従つてモニタスクリーン上の２次元の位置ベクト
ルの各パラメータ「Ｘ_S 」及び「Ｙ_S 」は、次式

【数１２】 によつて求めることができる。

【００５６】かくしてこの（１１）式に（１０）式及び
（１２）式を代入すると、フレームメモリ上の２次元の
位置ベクトルの各パラメータ「Ｘ_M 」及び「Ｙ_M 」は、
次式

【数１３】

【数１４】 に示すように表すことができ、この（１３）及び（１
４）式によつてフレームメモリ上の位置ベクトル〔Ｘ_M
Ｙ_M 〕を求めることができると共に、フレームメモリ
上の読出しアドレス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）を求めることができ
る。

【００５７】次に（１３）式及び（１４）式に使用され
る逆行列Ｔ₃₃ ^-1の各パラメータを求める。逆行列Ｔ₃₃ ^-1
の各パラメータｂ₁₁〜ｂ₃₃は、変換行列Ｔ₃₃の各パラメ
ータａ₁₁〜ａ₃₃を使用して、次式

【数１５】

【数１６】

【数１７】

【数１８】

【数１９】

【数２０】

【数２１】

【数２２】

【数２３】 に示すように表すことができる。但し、パラメータＷ₁
は、次式

【数２４】 に示される値である。

【００５８】ここで各パラメータａ₁₁〜ａ₃₃の値は、
（７）式の関係式から、次式

【数２５】

【数２６】

【数２７】 で表されるので、この（２５）式〜（２７）式を（１
５）式〜（２４）式に代入すると、（１５）式〜（２
４）式は、次式

【数２８】

【数２９】

【数３０】

【数３１】

【数３２】

【数３３】

【数３４】

【数３５】

【数３６】

【数３７】 のように変形し得る。

【００５９】かくして（２８）式〜（３７）式を（１
３）式及び（１４）式に代入すると、フレームメモリの
読出しアドレス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）は、次式

【数３８】

【数３９】 によつて求めることができる。なお、パラメータＨ
₀ は、（１０）式に（３４）式〜（３６）式を代入する
ことにより、次式

【数４０】 によつて表される。

【００６０】このようにフレームメモリの読出しアドレ
ス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）は、変換行列Ｔ₃₃の各パラメータ（ｒ
₁₁〜ｒ₃₃、ｌ_x 、ｌ_y 、ｌ_z 、ｓ及びＰ_Z ）を用いて表
すことができる。従つて（３８）式から（４０）式に対
して、モニタスクリーンのラスタスキヤン順に対応する
ように、スクリーンアドレス（Ｘ_S ，Ｙ_S ）を画素毎に
供給すると、その供給されたスクリーンアドレスに対応
したフレームメモリ上の読出しアドレス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）
を順に求めることができる。

【００６１】（３−３）変換行列Ｔ₃₃の算出方法 上述したように変換行列Ｔ₃₃の各パラメータが分かれ
ば、（３８）式から（４０）式を使用してフレームメモ
リの読出しアドレス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）を求めることができ
る。ここではこの変換行列Ｔ₃₃の各パラメータの算出方
法を説明する。フレームメモリ上の位置ベクトルとモニ
タスクリーン上の位置ベクトルの関係は、上述したよう
に（５）式に示したような関係になつている。従つてこ
の（５）式に位置ベクトルの実際の値を代入すれば変換
行列Ｔ₃₃の各パラメータを求めることができる。

【００６２】モニタスクリーン上の位置ベクトルとして
は、コーナ検出器９で検出した４角形ＡＢＣＤの４つの
コーナＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置ベクトルを使用する。また
フレームメモリ上の位置ベクトルとしては、オペレータ
が指定した選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナＩ、
Ｊ、Ｋ、Ｌの位置ベクトルを使用する。なお、上述した
ようにコントローラ１８からは、選択映像領域ＩＪＫＬ
の４つのコーナの表示座標系におけるアドレス信号Ｓ２
が送出されるので、３次元変換アドレス発生器１１にお
いては、そのアドレス信号Ｓ２を基にして選択映像領域
ＩＪＫＬの４つのコーナのメモリ上の位置ベクトルを算
出し、これをコーナＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌの位置ベクトルとし
て使用する。まず４角形ＡＢＣＤの４つのコーナＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの位置ベクトルを順に〔Ｘ₁ Ｙ₁ 〕、〔Ｘ
₂ Ｙ₂ 〕、〔Ｘ₃ Ｙ₃ 〕、〔Ｘ₄ Ｙ₄ 〕とし、オ
ペレータが指定した選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコー
ナＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌの位置ベクトルを順に〔Ｘ′₁ Ｙ′
₁ 〕、〔Ｘ′₂ Ｙ′₂ 〕、〔Ｘ′₃ Ｙ′₃ 〕、
〔Ｘ′₄ Ｙ′₄ 〕とする。これらの位置ベクトルをそ
れぞれ同次座標系で表現すると、４つのコーナＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの位置ベクトルは、次式

【数４１】 で表され、４つのコーナＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌの位置ベクトル
は、次式

【数４２】 で表される。

【００６３】この同次座標系の位置ベクトルをそれぞれ
（５）式に代入すると、次式

【数４３】 が得られる。ここで変換行列Ｔ₃₃を、次式

【数４４】 に示すように定義すると、（４３）式は、次式

【数４５】 に示すように変形し得る。この（４５）式を展開する
と、次式

【数４６】 に示すようになり、これから各パラメータ「Ｘ_i 」、
「Ｙ_i 」及び「Ｋ_i 」について、次式

【数４７】

【数４８】

【数４９】 が得られる。この（４９）式を（４７）式及び（４８）
式に代入すると、パラメータ「Ｘ_i」及び「Ｙ_i 」に関
する式が、次式

【数５０】

【数５１】 のように得られる。

【００６４】ここでこの（５０）式及び（５１）式の右
辺の分母分子をパラメータ「ａ₃₃」で割ると、次式

【数５２】

【数５３】 に示すようになり、パラメータ「ａ₃₃」で割つてもパラ
メータ「Ｘ_i 」及び「Ｙ_i 」の値は変わらないことが分
かる。従つて変換行列Ｔ₃₃を、次式

【数５４】 に示される変換行列Ｔ₃₃′で置き換えたとしても、（４
５）式が成立することになる。すなわち次式、

【数５５】 が成立することになる。

【００６５】この（５５）式をｉ＝１〜４について展開
すると、次式

【数５６】

【数５７】

【数５８】

【数５９】

【数６０】

【数６１】

【数６２】

【数６３】

【数６４】

【数６５】

【数６６】

【数６７】 に示すように、パラメータ「ａ₁₁′」〜「ａ₃₃′」及び
「Ｋ₁ 」〜「Ｋ₄ 」に関する１２個の連立一次方程式が
得られる。この連立一次方程式はパラメータが全部で１
２個であるので解くことができる。従つてパラメータ
「ａ₁₁′」〜「ａ₃₃′」を求めることができ、変換行列
Ｔ₃₃′を求めることができる。なお、変換行列Ｔ₃₃に関
しては、求めた変換行列Ｔ₃₃′に予め設定される拡大／
縮小のパラメータ「ａ₃₃」を乗算すれば求めることがで
きる。

【００６６】（３−４）変換アドレスの発生方法 ３次元変換アドレス発生器１１としては、以上説明して
きたような手順で画像変換器１６に供給する変換アドレ
スを生成する。すなわち３次元変換アドレス発生器１１
は、コーナ検出器９からアドレス信号Ｓ１として供給さ
れる４角形ＡＢＣＤの４つのコーナの位置ベクトルと、
コントローラ１８からアドレス信号Ｓ２として供給され
る選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置ベクトル
とに基づいて、上述した変換行列Ｔ₃₃の各パラメータに
関する連立一次方程式を設定し、その連立一次方程式を
解くことにより、変換行列Ｔ₃₃を求める。次に３次元変
換アドレス発生器１１は、その求めた変換行列Ｔ₃₃の各
パラメータを使用して逆行列Ｔ₃₃ ^-1を求め、その逆行列
Ｔ₃₃ ^-1の各パラメータとスクリーンアドレス発生器２２
からスクリーンアドレス信号Ｓ３として供給されるスク
リーンアドレス（Ｘ_S ，Ｙ_S ）とを基に画像変換器１６
に供給する変換アドレス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）を求め、この変
換アドレスを変換アドレス信号Ｓ４として画像変換器２
０に供給する。なお、より具体的に言えば、変換行列Ｔ
₃₃から逆行列Ｔ₃₃ ^-1を求める手順は実際には省略され、
変換行列Ｔ₃₃の各パラメータを使用して、上述した（３
８）式〜（４０）式の演算を行い、直接的に変換アドレ
ス（Ｘ_M ，Ｙ_M ）を求めている。

【００６７】（４）実施例の動作及び効果 以上の構成において、このビデオ信号処理装置１では、
ニユースキヤスタ４の背景にソースビデオイメージの挿
入先として青色板６を設置し、この青色板６を撮像対象
のニユースキヤスタ４と共にビデオカメラ２によつて撮
像し、スタジオビデオ信号Ｖ_BKを生成する。このスタジ
オビデオ信号Ｖ_BKはクロマキー装置に供給され、ここで
色相が青色である領域を示すターゲツトキー信号 keyＴ
が生成される。コーナ検出器９はこのターゲツトキー信
号 keyＴを受け、当該ターゲツトキー信号 keyＴに基づ
いて青色板６で示される４角形ＡＢＣＤの４つのコーナ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置を検出し、その位置を示すアドレ
ス信号Ｓ１を３次元変換アドレス発生器１１に供給す
る。

【００６８】一方、ビデオテープレコーダ１２による再
生又はビデオカメラ１３による撮像によつて生成された
ソースビデオ信号Ｖ_inは画像変換器１６に供給され、当
該画像変換器１６の内部に設けられたメモリ１６Ｂに順
に書き込まれて行く。またソースビデオ信号Ｖ_inは、モ
ニタ１７にも供給され、当該モニタ１７に表示される。
ビデオ信号処理装置１を操作するオペレータは、このモ
ニタ１７に表示されるソースビデオ信号Ｖ_inを見ながら
入力装置１０を操作し、スタジオビデオ信号Ｖ_BKの４角
形ＡＢＣＤにはめ込む選択映像領域ＩＪＫＬの範囲を指
定する。この範囲指定情報は入力装置１０からコントロ
ーラ１８に送られる。コントローラ１８はこの範囲指定
情報を基に選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナＩ、
Ｊ、Ｋ、Ｌの位置を検出し、その位置を示すアドレス信
号Ｓ２を３次元変換アドレス発生器１１及びセルフキー
発生器１９に供給する。

【００６９】３次元変換アドレス発生器１１は、コーナ
検出器９から供給された４角形ＡＢＣＤの４つのコーナ
の位置を示すアドレス信号Ｓ１と、コントローラ１８か
ら供給された選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位
置を示すアドレス信号Ｓ２とに基づいて、選択映像領域
ＩＪＫＬを４角形ＡＢＣＤと同じ形状に画像変換するた
めの変換アドレスを算出する。３次元変換アドレス発生
器１１は、変換アドレスを求める場合、まず４角形ＡＢ
ＣＤの４つのコーナの位置ベクトルと、選択映像領域Ｉ
ＪＫＬの４つのコーナの位置ベクトルとを基に３次元画
像変換処理の変換行列Ｔ₃₃を求める。次に３次元変換ア
ドレス発生器１１は、その変換行列Ｔ₃₃の各パラメータ
を使用して変換行列Ｔ₃₃の逆行列Ｔ₃₃ ^-1を求め、この逆
行列Ｔ₃₃ ^-1の各パラメータとスクリーンアドレス発生器
２２からのスクリーンアドレス（Ｘ_S ，Ｙ_S ）とに基づ
いて演算処理を行うことにより変換アドレス（Ｘ_M ，Ｙ
_M）を順に求め、これを変換アドレス信号Ｓ４として画
像変換器１６及び変換器２０に供給する。

【００７０】画像変換器１６は、メモリ１６Ｂに書き込
まれているソースビデオ信号Ｖ_inを変換アドレス信号Ｓ
４に基づいて順に読み出して行く。これによりスタジオ
ビデオ信号Ｖ_BKの４角形ＡＢＣＤに挿入し得るように３
次元画像変換処理が施されたソースビデオ信号Ｖ_out が
生成される。またセルフキー発生器１９は、コントロー
ラ１８からの選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナＩ、
Ｊ、Ｋ、Ｌの位置を示すアドレス信号Ｓ２を受け、当該
アドレス信号Ｓ２に基づいて選択映像領域ＩＪＫＬの形
状に対応した領域が信号レベル「１」で、その他の領域
が信号レベル「０」でなるセルフキー信号Ｓ５を生成す
る。変換器２０はこのセルフキー信号Ｓ５を内部のメモ
リに書き込み、これを３次元変換アドレス発生器１１か
ら供給された変換アドレス信号Ｓ４に基づいて読み出し
て行く。これにより信号レベルが「１」となる領域が４
角形ＡＢＣＤと同じ形状に変換されたセルフキー信号Ｋ
_out が生成される。

【００７１】ミキサ８は、セルフキー信号Ｋ_out に基づ
いて、画像変換が施されたソースビデオ信号Ｖ_out とス
タジオビデオ信号Ｖ_BKとを切り換えて出力する。すなわ
ちセルフキー信号Ｋ_out の信号レベルが「０」のときに
はスタジオビデオ信号Ｖ_BKを選択して出力し、セルフキ
ー信号Ｋ_out の信号レベルが「１」のときにはソースビ
デオ信号Ｖ_out を選択して出力する。これによりスタジ
オビデオ信号Ｖ_BKの４角形ＡＢＣＤのところにソースビ
デオ信号Ｖ_out が挿入された合成ビデオ信号Ｖ_mix が生
成される。

【００７２】ここで各ビデオ信号のイメージを図１２及
び図１３に示す。図１２に示すように、ソースビデオ信
号Ｖ_inのうち選択映像領域ＩＪＫＬとして指定された部
分は、４角形ＡＢＣＤの形状を示すターゲツトキー信号
keyＴに基づいて画像変換され、図１２（Ｃ）に示すよ
うに４角形ＡＢＣＤの形状に変換される。この変換され
たソースビデオ信号Ｖ_out は、図１３に示すように、ス
タジオビデオ信号Ｖ_BKの４角形ＡＢＣＤのところに合成
され、その結果、選択映像領域ＩＪＫＬが４角形ＡＢＣ
Ｄのところに挿入された合成ビデオ信号Ｖ_mix が生成さ
れる。

【００７３】このようにしてこのビデオ信号処理装置１
では、スタジオビデオ信号Ｖ_BKから４角形ＡＢＣＤの４
つのコーナの位置を検出し、その検出した位置を示す位
置情報と、挿入する選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコー
ナ位置を示すの位置情報とに基づいて画像変換のための
変換行列Ｔ₃₃を算出し、その変換行列Ｔ₃₃の各パラメー
タを使用して変換行列Ｔ₃₃の逆行列Ｔ₃₃ ^-1を求め、その
逆行列Ｔ₃₃ ^-1の各パラメータとスクリーンアドレスとに
基づいて画像変換のための変換アドレスを算出し、画像
変換器１６のメモリ１６Ｂに書き込んだソースビデオ信
号Ｖ_inをその変換アドレスに基づいて読み出すようにし
た。これにより従来のように変換後の形状を示すパラメ
ータをオペレータがトラツクボール等を用いて入力しな
くても、ニユースキヤスタ４の背景の所定枠（ＡＢＣ
Ｄ）に一致するソースビデオイメージを有するソースビ
デオ信号Ｖ_out を自動的に生成し得る。従つてオペレー
タとしてはスタジオビデオ信号Ｖ_BKに挿入する選択映像
領域ＩＪＫＬを指定するだけの簡単な操作を行うだけで
良く（ソースビデオ信号Ｖ_in全体を挿入するのであれば
この操作も不要）、従来のようなソースビデオイメージ
を所定枠（ＡＢＣＤ）に正確に一致させるための煩雑な
マニユアル調整が不要になり、オペレータの操作を従来
に比して低減し得る。

【００７４】以上の構成によれば、スタジオビデオ信号
Ｖ_BKからソースビデオイメージの挿入先である４角形Ａ
ＢＣＤの４つのコーナの位置を検出し、その検出した位
置を示す位置情報と、挿入する選択映像領域ＩＪＫＬの
４つのコーナの位置を示す位置情報とに基づいて画像変
換のための変換行列Ｔ₃₃を算出し、その変換行列Ｔ₃₃の
各パラメータを使用して変換行列Ｔ₃₃の逆行列Ｔ₃₃ ^-1の
各パラメータを算出し、その逆行列Ｔ₃₃ ^-1の各パラメー
タとスクリーンアドレスとに基づいて画像変換のための
変換アドレスを算出し、その変換アドレスに基づいてメ
モリ１６Ｂからのソースビデオ信号Ｖ_inの読み出しを行
うようにしたことにより、スタジオビデオ信号Ｖ_BKの４
角形ＡＢＣＤに正確に一致する３次元画像変換が施され
たソースビデオイメージを有するソースビデオ信号Ｖ
_out を自動的に生成することができる。かくするにつ
き、ニユースキヤスタ４の背景の所定枠ＡＢＣＤにソー
スビデオイメージを挿入するとき、従来のようにオペレ
ータが変換後の状態を示すパラメータを入力しなくて
も、ソースビデオイメージに対して３次元画像変換を施
して青色板の領域に自動的に挿入し得るので、従来に比
してオペレータの操作を一段と低減することができ、使
い勝手を向上させることができる。

【００７５】（５）他の実施例 （５−１）なお上述の実施例においては、モニタ１７に
ソースビデオ信号Ｖ_inを表示し、このモニタ１７に表示
されるソースビデオ信号Ｖ_inの画面を見ながら選択映像
領域ＩＪＫＬを指定した場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、モニタ１７を設けずに、合成ビデオ信
号Ｖ_mix が表示されるモニタ２１だけを設け、当該モニ
タ２１に表示される合成ビデオ信号Ｖ_mix の画面を見な
がら選択映像領域ＩＪＫＬを指定するようにしても上述
の場合と同様の効果を得ることができる。

【００７６】このモニタ２１を見ながらの選択映像領域
ＩＪＫＬの指定方法について以下に具体的に説明する。
選択映像領域ＩＪＫＬの範囲指定情報は、デフオルト値
として、有効映像領域ＥＦＧＨの中心から水平方向にプ
ラス100 パーセント及びマイナス100 パーセント、垂直
方向にプラス100 パーセント及びマイナス100 パーセン
トが設定されており、有効映像領域ＥＦＧＨの全てが選
択映像領域ＩＪＫＬとして指定されている。従つてビデ
オ信号処理装置１を動作させた直後は、図７に示すよう
に、ニユースキヤスタ４の背景の所定枠ＡＢＣＤ内に有
効映像領域ＥＦＧＨが挿入された合成ビデオ信号Ｖ_mix
がモニタ２１に表示される。

【００７７】オペレータはこのモニタ２１に表示される
合成ビデオ信号Ｖ_mix の画面を見ながら、入力装置１０
の範囲指定ボリユームやキーボードを操作して、選択映
像領域ＩＪＫＬを指定するための範囲指定情報を入力す
る。例えば範囲指定ボリユームを操作して選択映像領域
ＩＪＫＬの範囲指定情報を連続的に変換させた場合に
は、モニタ２１に表示されている選択映像領域ＩＪＫＬ
の範囲が連続的に変化する。オペレータはこの選択映像
領域ＩＪＫＬの範囲の変化を観察し、所望の選択映像領
域ＩＪＫＬの範囲が表示されたら入力操作を止めて範囲
指定ボリユームを固定する。このような操作により、所
望の選択映像領域ＩＪＫＬをニユースキヤスタの背景の
所定枠ＡＢＣＤに挿入することができる。

【００７８】また範囲指定ボリユームの代わりにキーボ
ードを用いて範囲指定情報の値を直接的に入力すること
も可能である。この場合、例えば水平方向の範囲指定情
報として、有効映像領域ＥＦＧＨの中心からプラス80パ
ーセント及びマイナス80パーセントを入力し、垂直方向
の範囲指定情報として、有効映像領域ＥＦＧＨの中心か
らプラス80パーセント及びマイナス80パーセントを入力
すると、有効映像領域ＥＦＧＨのうちのその範囲が選択
映像領域ＩＪＫＬとして選択される。従つてモニタ２１
には、この選択された選択映像領域ＩＪＫＬがニユース
キヤスタ４の背景の所定枠ＡＢＣＤに挿入された合成ビ
デオ信号Ｖ_mix が表示される。因みに、このような範囲
指定を行つた場合にも、コントローラ１８の動作はモニ
タ１７への表示コントロールが無いだけで基本的に同じ
である。すなわちコントローラ１８は入力装置１０から
受けた範囲指定情報に基づいて、選択映像領域ＩＪＫＬ
の４つのコーナの位置を検出し、その位置を示すアドレ
ス信号Ｓ２を出力する。

【００７９】（５−２）また上述の実施例においては、
図１４に示すように、選択映像領域ＩＪＫＬのコーナ
Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌがそれぞれ４角形ＡＢＣＤのコーナＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄに対応するように当該選択映像領域ＩＪＫＬ
を４角形ＡＢＣＤに挿入した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、この対応関係を90°ずつずらすこ
とによつて選択映像領域ＩＪＫＬの方向を変えて挿入す
るようにしても良い。この選択映像領域ＩＪＫＬの方向
を変えて挿入する方法について以下に具体的に説明す
る。オペレータは選択映像領域ＩＪＫＬを指定する範囲
指定情報と共に、選択映像領域ＩＪＫＬの各コーナと４
角形ＡＢＣＤの各コーナの対応関係を示す方向情報を入
力装置１０を介して入力する。この方向情報としては、
選択映像領域ＩＪＫＬを回転させることによつてコーナ
を対応させるための回転角が入力される。なお、回転角
は右回りの方向を正方向とし、左回りを負方向とする。

【００８０】例えば入力装置１０から範囲指定情報と共
に、方向情報としてプラス90°が入力されると、コント
ローラ１８はこれらの情報を受け取る。そしてコントロ
ーラ１８は範囲指定情報を基に選択映像領域ＩＪＫＬの
４つのコーナの位置を検出し、その位置を示すアドレス
信号Ｓ２と共に、方向情報を３次元変換アドレス発生器
１１に送出する。３次元変換アドレス発生器１１は、コ
ーナ検出器９から供給された４角形ＡＢＣＤの４つのコ
ーナの位置を示すアドレス信号Ｓ１と、コントローラ１
８から供給された選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナ
の位置を示すアドレス信号Ｓ２と、プラス90°を示す方
向情報とに基づいて、図１５に示すように、選択映像領
域ＩＪＫＬを４角形ＢＤＡＣと一致させるための変換ア
ドレス（すなわち選択映像領域ＩＪＫＬを90°回転させ
て対応させる変換アドレス）を演算によつて生成する。
かくしてこの変換アドレスを画像変換器１６及びキー信
号用の変換器２０に供給することにより、選択映像領域
ＩＪＫＬが右回りに90°回転した状態で挿入された合成
ビデオ信号Ｖ_mix が生成される。

【００８１】また入力装置１０から方向情報としてプラ
ス 180°を示す方向情報が入力された場合には、コント
ローラ１８は、このプラス 180°を示す方向情報を、選
択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置を示すアドレ
ス信号Ｓ２と共に３次元変換アドレス発生器１１に供給
する。３次元変換アドレス発生器１１は、コーナ検出器
９から供給された４角形ＡＢＣＤの４つのコーナの位置
を示すアドレス信号Ｓ１と、コントローラ１８から供給
された選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置を示
すアドレス信号Ｓ２と、プラス 180°を示す方向情報と
に基づいて、図１６に示すように、選択映像領域ＩＪＫ
Ｌを４角形ＤＣＢＡと一致させるための変換アドレス
（すなわち選択映像領域ＩＪＫＬを 180°回転させて対
応させる変換アドレス）を演算によつて生成する。かく
してこの変換アドレスを画像変換器１６及びキー信号用
の変換器２０に供給することにより、選択映像領域ＩＪ
ＫＬが右回りに 180°回転した状態で挿入された合成ビ
デオ信号Ｖ_mix が生成される。

【００８２】また入力装置１０から方向情報としてプラ
ス 270°を示す方向情報が入力された場合には、コント
ローラ１８は、このプラス 270°を示す方向情報を、選
択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置を示すアドレ
ス信号Ｓ２と共に３次元変換アドレス発生器１１に供給
する。３次元変換アドレス発生器１１は、コーナ検出器
９から供給された４角形ＡＢＣＤの４つのコーナの位置
を示すアドレス信号Ｓ１と、コントローラ１８から供給
された選択映像領域ＩＪＫＬの４つのコーナの位置を示
すアドレス信号Ｓ２と、プラス 270°を示す方向情報と
に基づいて、図１７に示すように、選択映像領域ＩＪＫ
Ｌを４角形ＣＡＤＢと一致させるための変換アドレス
（すなわち選択映像領域ＩＪＫＬを 270°回転させて対
応させる変換アドレス）を演算によつて生成する。かく
してこの変換アドレスを画像変換器１６及びキー信号用
の変換器２０に供給することにより、選択映像領域ＩＪ
ＫＬが右回りに 270°回転した状態で挿入された合成ビ
デオ信号Ｖ_mix が生成される。

【００８３】（５−３）また上述の実施例においては、
水平方向と垂直方向の範囲指定情報を入力することによ
り長方形又は正方形の選択映像領域ＩＪＫＬを指定した
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
キーボード等の入力装置１０を用いて選択映像領域ＩＪ
ＫＬの各コーナＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌの位置をそれぞれ独立に
指定し得るようにしても良い。このようにすれば、図１
８に示すように、単なる長方形や正方形でない任意の形
状の選択映像領域ＩＪＫＬを４角形ＡＢＣＤのところに
挿入することができ、より使い勝手を向上させることが
できる。

【００８４】（５−４）また上述の実施例においては、
挿入するソースビデオイメージの形状を示すキー信号
（Ｓ５）をビデオ信号処理装置１内部で発生した場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、キー信号を外
部機器から受けるようにしても良い。この場合のビデオ
信号処理装置の構成を、図１との対応部分に同一符号を
付した図１９に示す。このビデオ信号処理装置３０の場
合には、外部機器（図示せず）によつて別の画像処理が
施されたソースビデオ信号Ｖ_in′が入力される。このソ
ースビデオ信号Ｖ_in′は、図１に示したビデオ信号処理
装置１と同様に画像変換器１６に供給され、当該画像変
換器１６内部のメモリに順に書き込まれて行く。またこ
のビデオ信号処理装置３０の場合には、ソースビデオ信
号Ｖ_in′と共に外部機器によつて生成されたキー信号 k
eyＳが入力されている。このキー信号 keyＳはソースビ
デオ信号Ｖ_in′のうちソースビデオイメージとして４角
形ＡＢＣＤのところに挿入する領域の形状を示す信号で
あり、挿入する映像領域に対応した領域では信号レベル
が「１」、その領域外では信号レベルが「０」になる信
号である。このキー信号 keyＳはコーナ検出器３１及び
変換器２０に入力される。

【００８５】コーナ検出器３１は、ターゲツトキー信号
keyＴのコーナを検出するコーナ検出器９とほぼ同様の
構成を有し、キー信号 keyＳの４つのコーナの位置を検
出し、その４つのコーナの表示座標系における位置を示
すアドレス信号Ｓ２０を３次元変換アドレス発生器１１
に供給する。３次元変換アドレス変換器１１は、コーナ
検出器９から供給された４角形ＡＢＣＤの４つのコーナ
の位置を示すアドレス信号Ｓ１と、コーナ検出器３１か
ら供給されたキー信号 keyＳの４つのコーナの位置を示
すアドレス信号Ｓ２０とに基づいて、ソースビデオ信号
Ｖ_in′を４角形ＡＢＣＤのところに挿入するための変換
行列を算出し、その変換行列の逆行列とスクリーンアド
レス発生器２２からのスクリーンアドレス信号Ｓ３とに
基づいて変換アドレスを算出する。すなわちこのビデオ
信号処理装置３０の場合には、選択映像領域ＩＪＫＬの
４つのコーナの位置情報の代わりに、コーナ検出器３１
で検出されたキー信号 keyＳの４つのコーナの位置情報
を使用して変換アドレスを求める。

【００８６】求めた変換アドレスは変換アドレス信号Ｓ
４として画像変換器１６及びキー信号用の変換器２０に
供給される。画像変換器１６は、内部のメモリに書き込
まれているソースビデオ信号Ｖ_in′を変換アドレス信号
Ｓ４によつて得られる変換アドレスに基づいて読み出す
ことにより、画像変換されたソースビデオ信号Ｖ_outを
生成する。同様に、変換器２０は、内部のメモリに書き
込まれているキー信号keyＳを変換アドレス信号Ｓ４に
よつて得られる変換アドレスに基づいて読み出すことに
より、信号レベルが「１」となる領域が４角形ＡＢＣＤ
と同じ形状に変換されたキー信号Ｋ_out を生成する。か
くしてミキサ８において、このキー信号Ｋ_out に基づい
て、ソースビデオ信号Ｖ_out とスタジオビデオ信号Ｖ_BK
とを選択して出力することにより、ソースビデオ信号Ｖ
_in′が挿入された合成ビデオ信号Ｖ_mix が生成される。

【００８７】（５−５）また上述の実施例においては、
ソースビデオイメージの挿入先が４角形ＡＢＣＤであつ
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、少な
くとも４つの以上のコーナがあれば変換行列Ｔ₃₃の各パ
ラメータを算出し得るので、ソースビデオイメージの挿
入先としては４つの以上のコーナを有する多角形であれ
ば良い。

【００８８】（５−６）また上述の実施例においては、
ソースビデオ信号Ｖ_inを挿入しない場合に青色板６を昇
降機構を用いて退避させた場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、スタジオスタツフ等が青色板６を退
避させるようにしても良い。

【００８９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ビデオ信
号の青色板の領域の各コーナ位置を示す位置情報と、挿
入するソースビデオ信号の映像領域の各コーナ位置を示
す位置情報とに基づいて、映像領域を青色板の領域に対
して３次元的に画像変換するための変換行列を算出し、
当該変換行列の逆行列に基づいて、メモリから当該ソー
スビデオ信号を読み出すためのアドレス情報を算出する
アドレス発生手段と、アドレス情報に基づいて当該メモ
リに書き込んだソースビデオ信号を読み出すことによ
り、映像領域が青色板の領域に対応する位置に３次元的
に画像変換された変換ソースビデオ信号を生成する画像
変換手段とを設けるようにしたことにより、従来のよう
にオペレータが変換後の状態を示すパラメータを入力し
なくても、挿入する映像領域に対して３次元的な画像変
換を施して挿入先である青色板の領域に自動的に挿入し
得、従来に比してオペレータの操作を一段と低減し得
る。かくするにつき従来に比してオペレータの操作を一
段と低減し得るビデオ信号処理装置及びビデオ信号処理
方法を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるビデオ信号処理装置の
全体構成を示すブロツク図である。

【図２】ターゲツトキー信号 keyＴ及びスタジオビデオ
信号Ｖ_BKのイメージを示す略線図である。

【図３】選択映像領域の範囲指定の説明に供する略線図
である。

【図４】ソースビデオ信号Ｖ_out のイメージを示す略線
図である。

【図５】セルフキー信号Ｓ５のイメージを示す略線図で
ある。

【図６】セルフキー信号Ｋ_out のイメージを示す略線図
である。

【図７】選択映像領域ＩＪＫＬとして有効映像領域ＥＦ
ＧＨの全体を指定したときの合成ビデオ信号Ｖ_mix のイ
メージを示す略線図である。

【図８】選択映像領域ＩＪＫＬとして有効映像領域ＥＦ
ＧＨの一部分を指定したときの合成ビデオ信号Ｖ_mix の
イメージを示す略線図である。

【図９】画像変換器の構成を示すブロツク図である。

【図１０】３次元画像変換処理の原理の説明に供する略
線図である。

【図１１】メモリとモニタスクリーンの位置ベクトルの
対応関係の説明に供する略線図である。

【図１２】ソースビデオ信号Ｖ_inをスタジオビデオ信号
Ｖ_BKに挿入するときの各過程でのビデオ信号のイメージ
を示す略線図である。

【図１３】ソースビデオ信号Ｖ_inをスタジオビデオ信号
Ｖ_BKに挿入するときの各過程でのビデオ信号のイメージ
を示す略線図である。

【図１４】選択映像領域ＩＪＫＬを回転させずに４角形
ＡＢＣＤにはめ込んだ場合の説明に供する略線図であ
る。

【図１５】選択映像領域ＩＪＫＬを右回りに90°回転さ
せて４角形ＡＢＣＤにはめ込んだ場合の説明に供する略
線図である。

【図１６】選択映像領域ＩＪＫＬを右回りに 180°回転
させて４角形ＡＢＣＤにはめ込んだ場合の説明に供する
略線図である。

【図１７】選択映像領域ＩＪＫＬを右回りに 270°回転
させて４角形ＡＢＣＤにはめ込んだ場合の説明に供する
略線図である。

【図１８】選択映像領域ＩＪＫＬとして任意の形状を指
定した場合の説明に供する略線図である。

【図１９】他の実施例によるビデオ信号処理装置の構成
を示すブロツク図である。

【符号の説明】

１、３０……ビデオ信号処理装置、２、１３……ビデオ
カメラ、４……ニユースキヤスタ、６……青色板、７…
…クロマキー装置、８……ミキサ、９、３１……コーナ
検出器、１０……入力装置、１１……３次元変換アドレ
ス発生器、１２……ビデオテープレコーダ、１５……切
換スイツチ、１６……画像変換器、１６Ａ……フイル
タ、１６Ｂ……メモリ、１６Ｃ……補間器、１６Ｄ……
書込みアドレス発生器、１６Ｅ……読出しアドレス発生
器、１７、２１……モニタ、１８……コントローラ、１
９……セルフキー発生器、２０……変換器。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビデオ信号の所定領域にソースビデオ信号
   を挿入して合成ビデオ信号を生成するビデオ信号処理装
   置において、 撮像対象を当該撮像対象の背景にある青色板と共に撮像
   することにより得られたビデオ信号から当該青色板の領
   域を検出し、当該領域の各コーナ位置をそれぞれ検出す
   るコーナ検出手段と、 上記ソースビデオ信号のうち上記ビデオ信号の上記青色
   板の領域に対して挿入する映像領域の各コーナ位置をそ
   れぞれ指定するソースコーナ指定手段と、 上記コーナ検出手段によつて検出された上記青色板の領
   域の各コーナ位置を示す位置情報と、上記ソースコーナ
   指定手段によつて指定された上記映像領域の各コーナ位
   置を示す位置情報とに基づいて、上記映像領域を上記青
   色板の領域に対して３次元的に画像変換するための変換
   行列を算出した後、当該変換行列の逆行列を算出し、当
   該逆行列に基づいて、上記ソースビデオ信号を書き込ん
   だメモリから当該ソースビデオ信号を読み出すためのア
   ドレス情報を算出するアドレス発生手段と、 上記ソースビデオ信号をメモリに書込み、上記アドレス
   発生手段によつて発生したアドレス情報に基づいて当該
   メモリに書き込んだソースビデオ信号を読み出すことに
   より、上記映像領域が上記青色板の領域に対応する位置
   に３次元的に画像変換された変換ソースビデオ信号を生
   成する画像変換手段と、 上記変換ソースビデオ信号と上記ビデオ信号とを合成す
   ることにより、当該ビデオ信号内の上記青色板の領域に
   上記ソースビデオ信号の映像領域が挿入された合成ビデ
   オ信号を生成する信号合成手段とを具えることを特徴と
   するビデオ信号処理装置。
2. 【請求項２】上記変換行列は、上記映像領域を３次元空
   間に写像し、写像された映像領域をさらにモニタスクリ
   ーン面に透視変換するための行列であることを特徴とす
   る請求項１に記載のビデオ信号処理装置。
3. 【請求項３】上記アドレス発生手段は、 上記ソースコーナ指定手段からの上記位置情報に基づい
   て、上記メモリ上における上記映像領域の各コーナの位
   置ベクトルを算出し、 当該映像領域の各コーナの位置ベクトルと、上記コーナ
   検出手段からの上記位置情報によつて得られる上記青色
   板の領域の各コーナのモニタスクリーン上における位置
   ベクトルとに基づいて、上記変換行列の各パラメータに
   関する連立一次方程式を設定し、当該連立一次方程式を
   解くことにより上記変換行列を算出することを特徴とす
   る請求項２に記載のビデオ信号処理装置。
4. 【請求項４】上記アドレス発生手段は、 算出された変換行列の各パラメータを使用して当該変換
   行列の逆行列を算出し、当該逆行列の各パラメータと、
   ラスタスキヤン順に発生したモニタスクリーン上のアド
   レスとに基づいて、上記メモリからの読出しに使用する
   アドレス情報を発生することを特徴とする請求項３に記
   載のビデオ信号処理装置。
5. 【請求項５】上記ビデオ信号内の上記青色板の領域に対
   して挿入する上記映像領域を選択するための入力手段を
   具え、 上記ソースコーナ指定手段は、当該入力手段によつて選
   択された選択映像領域の各コーナ位置を指定することに
   より、当該選択映像領域が上記ビデオ信号の上記青色板
   の領域に挿入された上記合成ビデオ信号を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載のビデオ信号処理装置。
6. 【請求項６】ビデオ信号の所定領域にソースビデオ信号
   を挿入して合成ビデオ信号を生成するビデオ信号処理方
   法において、 撮像対象を当該撮像対象の背景にある青色板と共に撮像
   することにより得られたビデオ信号から当該青色板の領
   域を検出し、当該領域の各コーナ位置をそれぞれ検出す
   るコーナ検出ステツプと、 上記ソースビデオ信号のうち上記ビデオ信号の上記青色
   板の領域に対して挿入する映像領域の各コーナ位置をそ
   れぞれ指定するソースコーナ指定ステツプと、 上記コーナ検出ステツプによつて検出された上記青色板
   の領域の各コーナ位置を示す位置情報と、上記ソースコ
   ーナ指定ステツプによつて指定された上記映像領域の各
   コーナ位置を示す位置情報とに基づいて、上記映像領域
   を上記青色板の領域に対して３次元的に画像変換するた
   めの変換行列を算出した後、当該変換行列の逆行列を算
   出し、当該逆行列に基づいて、上記ソースビデオ信号を
   書き込んだメモリから当該ソースビデオ信号を読み出す
   ためのアドレス情報を算出するアドレス発生ステツプ
   と、 上記ソースビデオ信号をメモリに書込み、上記アドレス
   発生ステツプによつて発生したアドレス情報に基づいて
   当該メモリに書き込んだソースビデオ信号を読み出すこ
   とにより、上記映像領域が上記青色板の領域に対応する
   位置に３次元的に画像変換された変換ソースビデオ信号
   を生成する画像変換ステツプと、 上記変換ソースビデオ信号と上記ビデオ信号とを合成す
   ることにより、当該ビデオ信号内の上記青色板の領域に
   上記ソースビデオ信号の映像領域が挿入された合成ビデ
   オ信号を生成する信号合成ステツプとを具えることを特
   徴とするビデオ信号処理方法。
7. 【請求項７】上記変換行列は、上記映像領域を３次元空
   間に写像し、写像された映像領域をさらにモニタスクリ
   ーン面に透視変換するための行列であることを特徴とす
   る請求項６に記載のビデオ信号処理方法。
8. 【請求項８】上記アドレス発生ステツプは、 上記ソースコーナ指定ステツプからの上記位置情報に基
   づいて、上記メモリ上における上記映像領域の各コーナ
   の位置ベクトルを算出し、 当該映像領域の各コーナの位置ベクトルと、上記コーナ
   検出ステツプからの上記位置情報によつて得られる上記
   青色板の領域の各コーナのモニタスクリーン上における
   位置ベクトルとに基づいて、上記変換行列の各パラメー
   タに関する連立一次方程式を設定し、当該連立一次方程
   式を解くことにより上記変換行列を算出することを特徴
   とする請求項７に記載のビデオ信号処理方法。
9. 【請求項９】上記アドレス発生ステツプは、 算出された変換行列の各パラメータを使用して当該変換
   行列の逆行列を算出し、当該逆行列の各パラメータと、
   ラスタスキヤン順に発生したモニタスクリーン上のアド
   レスとに基づいて、上記メモリからの読出しに使用する
   アドレス情報を発生することを特徴とする請求項８に記
   載のビデオ信号処理方法。
10. 【請求項１０】上記ビデオ信号内の上記青色板の領域に
    対して挿入する上記映像領域を選択する領域選択ステツ
    プを具え、 上記ソースコーナ指定ステツプは、当該領域選択ステツ
    プによつて選択された選択映像領域の各コーナ位置を指
    定することにより、当該選択映像領域が上記ビデオ信号
    の上記青色板の領域に挿入された上記合成ビデオ信号を
    生成することを特徴とする請求項６に記載のビデオ信号
    処理方法。