JPH10145808A - 合成ビデオ信号発生方法及び装置 - Google Patents
合成ビデオ信号発生方法及び装置Info
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- JPH10145808A JPH10145808A JP9259947A JP25994797A JPH10145808A JP H10145808 A JPH10145808 A JP H10145808A JP 9259947 A JP9259947 A JP 9259947A JP 25994797 A JP25994797 A JP 25994797A JP H10145808 A JPH10145808 A JP H10145808A
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Abstract
明エッジを発生することなく抑圧する合成ビデオ信号発
生方法を提供することにある。 【解決手段】 クロマキー法により合成ビデオ信号を発
生する方法及び装置を開示する。スピル光の除去時に発
生する暗化効果を除去するため、及び”クリーンアッ
プ”処理時に発生する明化効果を除去するために、仮想
背景スピル信号を発生させ、合成ビデオ信号に加える。
背景スピル信号は仮想スピル信号源(SP)と制御信号
(k3 )との積からなるものとすることができる。制御
信号(k3 )は前景制御信号(k1 )と背景制御信号
(k2 )との差とするのが好ましく、両制御信号は前景
レンジと背景レンジにおいて同一であるがスピルレンジ
においては相違する必要がある。
Description
り形成された前景及び背景信号からなるビデオ信号(V
out )を発生させる方法であって、背景信号(BG)を
前景信号(FG)から導出した制御信号(k)を用いて
所定のキーカラー(KC)により固定された前景信号部
分内に減算法により挿入し、該減算法においてはキーカ
ラー基準ベクトル(KC)を前景信号(FG)のベクト
ルから減算し、新背景信号(BG)のベクトルの対応す
る部分を次の方程式: Vout =FG−k・KC+k・BG に従って加算挿入するビデオ信号発生方法に関するもの
である。
1に記載されている。しかし、この既知の減算法では、
前景のバックにより発生される迷光又はスピルの問題が
考慮されていない。既知のように、このクロマキー法で
は、前景内の物体を単色スクリーン、一般にブルースク
リーン又はブルーバックの前でテレビジョンカメラによ
り記録することにより前景シーンを形成し、前景シーン
のブルーバックの画像部分を背景シーンと置き換えてい
る。このとき、ブルーバックにより発生されるスピル光
がしばしば前景物体の部分に横方向に入射し、物体縁部
上及び縁部を越えてブルーヘイズを発生しうる。従っ
て、スピル光は完全に低減すべきである。しかし、スピ
ルを既知のクロマキー法により抑圧しようとすると、前
景物体縁部が透明になる。この透明化を避けると同時
に、スピル位置に暗エッジ又は暗部を発生させることが
できる。
び背景信号からなる合成ビデオ信号の発生方法がUSP
5、343、252から既知である。しかし、この既知
の方法及びその実施装置は単一カラー成分に対し複数の
制御信号を発生させる必要があり、かなり複雑である。
カラースピル又はブルースピルを暗エッジ又は明エッ
ジ、又は暗部又は明部を発生することなく抑圧する頭書
に記載したタイプの方法を提供することにある。
めに、頭書に記載の方法において、前景信号内のキーカ
ラースピルを抑圧するために、最初に背景信号用の変更
制御信号を、キーカラーの制御信号が可調整しきい値を
超過した後にこの制御信号から導出し、次に他の制御信
号で重み付けされた人工背景スピル信号を次の方程式: Vout =FG−k1 ・KC+k2 ・BG+(k1 −
k2 )・SP に従ってビデオ出力信号に加算することを特徴とする。
ルー)スピルが適切な照明、拡散材料の適切な選択及び
ブルーバック前の物体の適切な位置調整により低減され
るのみならず、人工背景スピル光を加えることにより合
成シーンを一層簡単に何の問題もなしに形成することが
できる。更に、人工スピル光を用いて背景と前景との間
の一層自然なつなぎ目を達成することもできる。
号と背景信号の制御信号を減算して取り出すため、カラ
ーキーイング中の比例領域内に入る画像部分、即ち迷光
により照明された物体エッジ、半透明物体及び不透明物
体に選択的に影響を及ぼすことができる。このような影
響は追加の拡散、後方照明の印象を与える(光源自体は
見えない)。これにより前述の暗エラーが完全に補償さ
れ、これまで暗かったエッジ又は部分が著しく自然な印
象を与えるものとなる。
値、即ち背景信号用の制御信号の導出におけるクリップ
部分の大きさに依存する。画像が除去すべき多量の迷光
を含むときは大きなクリップ部分が必要とされる。従っ
て、多量のブルースピルの除去は多量の人工背景スピル
光の挿入に対応する。
大きさにも依存し、この仮想スピル信号源は、最も簡単
な場合には、静カラー部分とすることができる。このカ
ラー部分は時間及び位置に関し一定であり、且つ互いに
調整可能な3つのパラメータY,CR ,CB を有し、こ
れらのパラメータにより暗エラーを除去することができ
るとともに、他のカラー補正効果、又はシーン不整合効
果を達成することができる。
値に依存する動カラー部分としての構成することもでき
る。この場合、スピル信号は局部的に一定のままとな
り、即ち前記画像部分に亘って一定のままとなる。スピ
ル信号源は新背景画像の輝度及びクロミナンスに双方に
関する平均値に自動的に合致する。これにより、手動調
整の必要がなくなるのみならず、画像の一層自然な印象
も得られる。このように背景スピル信号が背景信号の平
均信号レベルに合致し、従って一層強いコヒーレンス印
象をもたらす。新背景画像が暗くなると、人工スピル光
も前景画像内に存在しなくなり、背景画像が明るくなる
と、人工背景スピル光が前景内で増大する。
行する好適な構成は縦続請求項に特定されている。本発
明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例
の説明から一層明らかになる。
される信号の時間に対する変化を示す。図1aは前景画
像内の前景信号FG及びキーカラーKC(一般にブル
ー)の信号の時間に対する変化を示し、このキーカラー
信号を対応する背景信号BGと置換する必要がある。図
1bは制御信号kの時間に対する変化を示し、この制御
信号により前景信号と背景信号との間の部分を形成する
ことができる。既知のように、減算法では、キーカラー
基準ベクトルKCの部分を前景信号FGから減算し、新
背景信号BGの対応する部分を次の方程式: Vout =FG−k・KC+k・BG に従って加算挿入する。
度として使用され、この制御信号は次の3つのレンジに
分割される。 1.前景レンジ: 制御信号kは値0を有し、このレンジでは画像信号をキ
ーカラーKCにより全く影響されない前景に明確に指定
することができる。この場合には、キーカラーも除去さ
れ、新背景も挿入されない。 2.背景レンジ: 制御信号kは値1を有し、このレンジでは画像信号は選
択された基準キーカラーに対応する(超過することもあ
る)キーカラー値を示す。この場合には、画像信号はキ
ーカラーのみからなり、キーイング処理中に完全に除去
されて100%挿入の新背景と置換される。 3.比例レンジ: 制御信号kは比例レンジにおいて0〜1の値を有し、こ
のレンジではキーカラーは完全には見えず、前景物体に
より部分的にさえぎられる又は覆われるためにこのカラ
ーの一部分のみが見える。この場合には、基準キーカラ
ーの比例部分のみが除去される。従って、前景信号の一
部分が残り、除去されたキーカラーの相対的大きさに対
応する相対的大きさを有する新背景信号の一部分が挿入
される。この3レンジへの分割は、少なくとも、カラー
キーイング中のキーカラー部分の選択がブルーバックの
可視度及び従って新背景の未来の可視度に関し信頼しう
る結果をもたらすかぎり、通常十分である。比較的大き
な制御信号kはブルーバックの比較的大きな部分が可視
であったことを意味し、前景物体がこの位置で高度に透
明にならなければならないことを意味する。従って、通
常、図1cに示すように、背景信号の対応する大きな部
分をキーカラーの除去後に挿入する必要がある。
が前景物体上に横方向に入射すると、キーカラーの可視
度が前景の透明度に関し適切な結果を発生しなくなる。
不透明前景物体に入射するブルースピルは所定の値の制
御信号kを導くが、この制御信号kに基づいてブルーバ
ック又は未来の背景が可視となる結果を導くことは間違
いである。この場合には、制御信号が背景信号の一部分
を挿入して前景物体が透明物体に見えることになる。
避けるために、減算すべきキーカラーの部分を決定する
制御信号k1 と、挿入すべき背景信号の部分を決定する
変更制御信号k2 とに区別することが既知である(US
P5,343,252)。この目的のために、減算方程
式を次のように変更する。 Vout =FG−k1 ・KC+k2 ・BG
ーレンスを示す。制御信号k1 は先の制御信号kに対応
し、制御信号k2 は制御信号k1 (又はk)から慣例の
クリップ/利得処理により得られる(タイプEP026
7553B1参照)。制御信号k2 においては、前景レ
ンジ(値0)が制御信号k1 に対し拡張され、即ち所定
のキーカラー減算が既に生ずるレンジ(k1 >0)内で
背景挿入が抑圧されるため、図3a及び3bに示すよう
に、制御信号k1 がスピル光のない前景の部分に適合
し、新制御信号k2 がスピル光で妨害される前景の部分
に適合する。
完全に除去すると同時に、前景を純粋なスピルレンジS
Pで”不透明”に維持するという良好な結果をもたら
す。この方法は、スピル光のこのような除去は何の信号
も満たされない信号の欠落部を生ずる欠点を有する(図
3c)。この場合にはスピル光により先に影響された部
分が暗い影になるとともに、物体エッジが暗い輪郭にな
る。その理由は、これらの部分から信号の一部分が除去
されるためである。この表示画像は不自然であり、固い
印象を与える。
しい人工的なスピル信号を発生させ、画像に加えること
を提案する。新背景スピル信号は仮想スピル信号源(信
号Y,CR,CBを含む)から取り出し、適切な他の制
御信号k3 により制御することができる。
落部は、制御信号k1 及びk2 間の差により生じ、補償
する必要がある。この補償は、本質的に、人工的スピル
信号を好ましくは制御信号k1 及びk2 間の差に対応す
る制御信号k3 により制御することにより実現すること
ができる。従って、先に述べた方程式に項(k1 −
k 2 )・SPを補充して、 Vout =FG−k1 ・KC+k2 ・BG+(k1 −
k2 )・SP とする。
前景レンジでは0(k1 =0及びk 2 =0)であり、背
景レンジでは1(k1 =1及びk2 =1)である。従っ
て、これらの2つのレンジはスピル信号制御により影響
されない。スピル信号効果はk1 レンジの中心、即ちk
2 がその出発点に位置する場合に最大になる。従って、
図3cに示すような信号の欠落をこの信号により完全に
補償するこができる。
述した方法では、図2aの追加の制御信号k2 は前景制
御信号k1 より低い値を有する。その結果生ずる暗化効
果を本発明が提案する仮想背景スピル信号により除去す
る必要がある。しかし、別個の背景制御信号k2 を取り
出す必要がある。”クリーンアップ”法による背景レン
ジにおける背景制御信号(例えば雑音又は影)の変更を
避けるために、制御信号k2 はその上端に制限する必要
がある。これはクリップ/利得処理により実現すること
もでき、図4aに示す特性曲線を発生する。この場合に
は、制御信号k 2 の前景レンジ代わりに背景レンジが拡
張される。この場合には制御信号k2 の値が前景信号k
1 の値を越える。その結果、比例レンジにおいて、先に
除去されたキーカラーより多量の背景信号が加算され
る。これは特に物体のエッジに不自然な明るいエッジと
して現れる。
の場合にも人工スピル信号SPを加算することができ
る。図4bに示すように、この場合には制御差信号k1
−k2は負値を有する。これは、この場合には背景スピ
ル信号を臨界レンジ内で減算することを意味する。スピ
ル信号SPが背景信号の平均輝度に対応する場合には、
先に多く加えすぎた量が比例レンジにおいて(平均し
て)正確に減算される。
の構成を示す。この装置は入力端子1に前景信号FG
を、入力端子2に背景信号BGを受信し、両信号は輝度
成分Y及びクロミナンス成分CR 及びCB からなる。前
景信号FGは第1加算段3の第1入力端子に供給すると
ともに制御信号k1 を発生するキープロセッサ4に供給
する。前景信号から取り出した制御信号k1 を次に第1
乗算器5の第1入力端子に供給し、その第2入力端子に
キーカラー信号発生器6の出力信号−KCを供給する。
第1乗算器5の出力信号を加算段3の第2入力端子に供
給する。入力端子2からの背景信号BGを第2乗算器7
の第1入力端子に供給し、その第2入力端子に、クリッ
プ及び利得段8において制御信号k1 から取り出した制
御信号k2を供給する。第2乗算器7の出力信号を第1
加算段3の第3入力端子に供給する。
から積分段9により取り出し、第3乗算器10の第1入
力端子に供給するとともに、この乗算器の第2入力端子
に、段11において制御信号k1 及びk2 の減算により
得られた他の制御信号k3 を供給する。この背景スピル
信号k3 ・SPを、一方の入力端子に第1加算段3の出
力信号が供給される第2加算段12の他方の入力端子に
供給する。こうして、次の方程式:Vout =FG−k1
・KC+k2 ・BG+(k1 −k2 )・SPにより規定
され、スピル信号部分を殆ど有しないビデオ出力信号V
out が装置の出力端子13から得られる。
る変化を示す図であり、bは関連する制御信号の時間に
関する変化を示す図であり、cは前景信号及び対応する
背景信号の時間に関する変化を示す図である。
号間のコヒーレンスを示す図であり、bは2つの新制御
信号の差信号を示す図である。
ー信号の時間に関する変化を示す図であり、bは2つの
新制御信号の差信号を示す図であり、cは前景信号及び
対応するスピル除去成分を有する背景信号の時間に関す
る変化を示す図である。
レンスを示す図であり、bはこの他の用途用の2つの新
制御信号の差信号を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 クロマキー法により形成された前景及び
背景信号からなるビデオ信号(Vout )を発生させる方
法であって、背景信号(BG)を前景信号(FG)から
導出した制御信号(k)を用いて所定のキーカラー(K
C)により固定された前景信号部分内に減算法により挿
入し、該減算法においてはキーカラー基準ベクトル(K
C)を前景信号(FG)のベクトルから減算し、新背景
信号(BG)のベクトルの対応する部分を次の方程式: Vout =FG−k・KC+k・BG に従って加算挿入する合成ビデオ信号発生方法におい
て、 前景信号(FG)内のキーカラースピルを抑圧するため
に、最初に背景信号(BG)用の変更制御信号(k2 )
を、キーカラーの制御信号(k1 )が可調整しきい値を
超過した後にこの制御信号(k1 )から導出し、次に他
の制御信号(k 3 )で重み付けされた人工背景スピル信
号(SP)を次の方程式: Vout =FG−k1 ・KC+k2 ・BG+(k1 −
k2 )・SP に従ってビデオ出力信号(Vout )に加算することを特
徴とする合成ビデオ信号発生方法。 - 【請求項2】 背景信号(BG)の制御信号(k2 )を
キーカラー(KC)の制御信号(k1 )からクリップ及
び利得処理により取り出すことを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】 前記他の制御信号(k3 )はキーカラー
(KC)の制御信号(k1 )と背景信号(BG)の制御
信号(k2 )との減算: k3 =k1 −k2 により取り出すことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記背景スピル信号(SP)は仮想スピ
ル信号源により発生させることを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項5】 前記仮想スピル信号源は静カラー部分で
あることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 前記静カラー部分は時間及び位置に関し
一定であり、且つ互いに調整可能な3つのパラメータ
(Y,CR ,CB )を有することを特徴とする請求項5
記載の方法。 - 【請求項7】 前記仮想スピル信号源は背景信号(B
G)に依存する動カラー部分であることを特徴とする請
求項4記載の方法。 - 【請求項8】 背景信号(BG)の依存度はその輝度及
びクロミナンスの双方に関する平均値により決まること
を特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 請求項1記載の方法を実行する装置であ
って、 前記信号(FG)を第1加算段(3)の第1入力端子
と、制御信号(k1 )を発生するキープロセッサ(4)
とに供給し、 制御信号(k1 )を第1乗算器(5)の第1入力端子に
供給し、その第2入力端子にキーカラー信号(−KC)
を供給し、その出力端子を第1加算段(3)の第2入力
端子に接続し、 背景信号(BG)を第2乗算器(7)の第1入力端子に
供給し、その第2入力端子に変更制御信号(k2 )を供
給し、その出力端子を第1加算段(3)の第3入力端子
に接続し、 制御信号(k1 )及び変更制御信号(k2 )を減算(1
1)後に第3乗算器(10)の第1入力端子に供給する
とともに、その第2入力端子を仮想スピル信号源(S
P)に接続し、その出力端子を、第1入力端子が第1加
算段(3)の出力端子に接続された第2加算段(12)
の第2入力端子に接続し、且つ第2加算段(12)の出
力端子13からキーカラースピルのないビデオ出力信号
(Vout )を得ることができることを特徴とする合成ビ
デオ信号発生装置。 - 【請求項10】 キープロセッサ(4)から制御信号
(k1 )を受信し、変更制御信号(k2 )を出力するク
リップ及び利得段(8)が設けられていることを特徴と
する請求項9記載の装置。 - 【請求項11】 前記仮想スピル信号源用に、背景信号
(BG)を受信し、仮想スピル信号(SP)を出力する
積分段(9)が設けられていることを特徴とする請求項
9記載の装置。
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