JPH1040411A - 動画像生成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人的・時間的コストを軽減し、アニメーショ
ン等における複数の独立な動画像を並列又は直列に生成
する動画像生成方法及び装置を提供する。 【解決手段】 動画像生成手段を有する複数の映像生成
手段１−１…により、動画像の画素や領域に対し、透過
度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順位等の特徴量を
付与し、又は画像の大きさ、形状、位置等の特徴量を付
与して生成する。入出力処理手段２は、それらの動画像
の入出力を処理する。特徴量処理手段３は、上記の特徴
量を含む全動画像をひとつの系として取り扱い、合成処
理を行おうとする動画像全体の透過度、輝度、領域情
報、奥行情報、優先順位等の特徴量を複数種類の情報と
して再付与する。これらの複数種類の情報に応じて合成
処理手段４は、複数種類の動画像を合成処理し、動画像
出力手段５−１…は、その合成処理された複数種類の動
画像を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機を用いてア
ニメーションを作成したり映像を生成したりする、コン
ピュータ・アニメーションによる動画像生成技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、アニメーションを作成する最も
一般的な方法は、図５のセルアニメーション生成方法に
示すように、背景画像の上にセルと呼ばれる透明なシー
トを重ねて撮影する方法である。即ち、変化（移動）し
ない部分の上に移動する部分を重ね、移動する部分を描
いたセルを入れ換えながらフィルムに撮影するという方
法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のセルアニメーション生成方法は、膨大な人的
コスト、時間的コストを要するという問題があった。

【０００４】また、計算機を用いてセルを生成しこれを
重ね合わせてセルアニメーションを作成することも考え
られるが、それで出力される動画像は１種類に限定され
る、という問題がある。

【０００５】本発明の目的は、このような従来の技術に
おけるセルの描画や撮影の際の人的・時間的コストを軽
減し、また、複数種類の独立した動画像を並列あるいは
直列に生成することができる複数の動画像入力による動
画像生成方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の動画像生成方法は、映像を生成する方法に
おいて、複数の部品動画像を入力する段階と、前記入力
された複数の部品動画像を合成処理して組み合わせるこ
とにより１以上の種類の動画像を出力する段階と、を有
することを特徴とする。

【０００７】上記複数の部品動画像を入力する段階は、
透過度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順位の１以上
を含む特徴量を所持する部品動画像を複数生成する過程
を有し、前記入力された複数の部品動画像を合成処理し
て組み合わせることにより１以上の種類の動画像を出力
する段階は、前記入力された複数の部品動画像が所持す
る透過度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順位の１以
上を含む特徴量を読み込み、合成処理を行おうとする動
画像全体の透過度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順
位の１以上を含む特徴量を１以上の種類毎に再構成して
再付与する過程と、前記再付与された特徴量に応じて前
記入力された複数の部品動画像を加算・減算・乗算・除
算の１以上を含む合成処理を前記１以上の種類毎に行う
過程と、前記合成処理された１以上の種類の動画像を出
力する過程と、を有するのが、多種多様な動画像を生成
する上で実用上好適である。

【０００８】また、上記透過度、輝度、領域情報、奥行
情報、優先順位の１以上を含む特徴量に加えて、部品動
画像の大きさ、形状、位置、時間間隔の１以上を含む特
徴量を用いるのが、より一層多種多様な動画像を生成す
る上で好適である。

【０００９】さらに、本発明の動画像生成装置は、画素
あるいは領域に対し特徴量を付与して複数の部品動画像
を生成する動画像生成手段と、前記生成された複数の部
品動画像の入出力を扱う入出力処理手段と、前記特徴量
を含む全部品動画像をひとつの系として取り扱い、合成
処理を行おうとする動画像全体の特徴量を１以上の種類
毎に再付与する特徴量処理手段と、前記１以上の種類毎
に再付与された特徴量に応じて合成処理を行う合成処理
手段と、前記合成処理された１以上の種類の動画像を出
力する動画像出力手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】本発明では、人的なセルの描画や重ね合わ
せに代えて、計算機等により生成した複数の部品動画像
を用い、計算機等により合成処理して組み合わせること
によって、アニメーション等の動画像の作成にかかる人
的・時間的コストを軽減する。また、アニメーション等
の動画像の変化部分を複数の部品動画像として計算機等
により独立に描画可能とすることで、処理の分散化をは
かると同時に複数の部品動画像の再利用を可能とし、上
記コストの軽減に寄与する。また、複数の計算機等によ
り描画された複数の部品動画像を計算機等により合成処
理してアニメーション等の動画像を作成することで、セ
ルを重ね合わせて撮影する手間を軽減し、併せて上記コ
ストを軽減する。さらに、その合成処理において、合成
処理を行おうとする動画像全体の特徴量として複数種類
を付与することにより、複数の部品動画像を任意に選択
可能とするとともに、複数の動画像を生成可能とする。

【００１１】従来の技術とは、部品動画像が所持する特
徴量を再構成して動画像全体に対して特徴量を再付与す
ることにより、複数の部品動画像から任意の部品動画像
を選択可能とし、かつ、それらの動画像を再付与された
特徴量に従って合成処理することにより１以上の種類の
動画像を生成することを可能としている、という点が異
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す構
成図である。本発明の動画像生成装置は、複数の動画像
生成手段１−１，１−２，１−３，…、メモリあるいは
バッファ２１を有する入出力処理手段２、特徴量処理手
段３、合成処理手段４、複数の動画像出力手段５−１，
５−２，５−３，…から構成される。

【００１３】本発明における動画像の生成は、上記の各
手段により次の順序で行われる。

【００１４】（１）計算機またはプロセッサ等からな
る、動画像生成手段を有する複数の映像生成手段１−
１，１−２，１−３，…は、合成処理の構成単位となる
部品動画像を、入出力処理手段２からの生成命令に従っ
てそれぞれ生成する。生成される部品動画像は、輝度
（ＲＧＢ値あるいはそれを適当な形式に変換したも
の）、または透過度、または奥行情報、または領域情
報、または優先順位などの特徴量のいずれか、あるいは
これらの複数を所持している。特徴量は各画素単位のデ
ータに格納されていても良いし、ポインタでも良いし、
また、画素単位でなくても領域単位でもよい。

【００１５】また、上記の特徴量に加えて、さらに、動
画像の大きさ、位置、形状、時間間隔などの特徴量のい
ずれか、あるいはこれらの複数のデータを動画像自体が
ヘッダ情報などとして所持するようにしても良い。

【００１６】各々の動画像生成手段を有する映像生成手
段１−１，１−２，１−３，…は、例えばネットワーク
接続された複数の計算機でもよいし、あるいは同一の計
算機の複数のプロセッサでもよいし、あるいは同一のプ
ロセッサによる異なるプロセスでもよい。

【００１７】（２）入出力処理手段２は、上記のように
動画像生成手段を有する映像生成手段１−１，１−２，
１−３，…に対して生成命令などの処理命令を出力し、
また、複数の動画像生成手段により生成された部品動画
像を、単一あるいは複数のメモリあるいはバッファ２１
等に格納する。

【００１８】各映像生成手段１−１，１−２，１−３，
…により生成された複数の部品動画像はそれぞれが独立
したものでもよいし、その中のいくつかが合成されたも
のでも良いが、本入出力処理手段２により入力される段
階では独立なものとして扱う。

【００１９】以下、入力された動画像の数をＮとする。
また、入力される部品動画像は識別可能であり、動画像
の番号を１，２，…，Ｎで表す。また、それぞれの部品
動画像をＭ₁，Ｍ₂，…，Ｍ_Nで表す。時間的な変化を考
慮する場合はＭ₁（ｔ），Ｍ₂（ｔ），…，Ｍ_N（ｔ）で
表し、Ｎ個の部品動画像全体を含む系を示す場合はＭあ
るいはＭ（ｔ）のように表す。

【００２０】（３）特徴量処理手段３は、入力される複
数の部品動画像が所持する輝度、透過度、優先順位、奥
行情報等の、各動画像毎に独立した一つないし複数の特
徴量を読み込み、合成処理を行おうとする系全体の特徴
量として再構築する。

【００２１】即ち、部品動画像Ｍ_i（ｉ＝１，２，…，
Ｎ）に対する特徴量をＰ_iとすると、部品動画像全体Ｍ
に対する特徴量としてＰをＰ_iの各要素の和集合として
Φ＝｛Ｐ_i｝ ｉ＝１，２，…，Ｎとして表現する。Φ
の各要素はもとのどの動画像の特徴量であるかを識別可
能である。また、ΦはＰ_iの各要素の和集合に、新たに
特徴量を加えても良い。

【００２２】Φの決定方法は予め決定されており、同じ
決定方法を処理の開始から終了まで用いても良いし、処
理途中で変更しても良い。

【００２３】また、Φは単一でもよいし、複数でもよ
い。複数存在する場合はΦ_j（ｊ＝１，２，…）などと
添字付きで示す。

【００２４】（４）合成処理手段４は、特徴量Φ及びＰ
_i及び複数の入力動画像に応じて、各画素の輝度に対し
て加算・減算・乗算・除算などの処理の一つないし複数
を施す。その際、Φが複数存在する場合は複数の結果が
生じる。複数の処理結果は、動画像出力手段を有する映
像出力手段５−１，５−２，５−３，…へ出力される。

【００２５】（５）映像出力手段５−１，５−２，５−
３，…は、上記の合成された動画像を表示する。あるい
は、データ変換を行い、ファイル化装置、記憶装置、ビ
デオテープ等へ出力する。

【００２６】以上の処理により、それら複数の動画像を
任意に選択可能であり、かつ、任意の合成処理が可能で
あり、かつ、複数種類の出力結果が得られる、という効
果が生じる。

【００２７】本発明では、セルの描画や重ね合わせに計
算機を用いることで、アニメーション作成にかかる従来
の人的・時間的コストを軽減できる。また、アニメーシ
ョン等の動画像の変化部分を複数の計算機により独立に
描画可能とすることで、処理の分散化をはかると同時に
複数の部品動画像の再利用が可能となる。また、複数の
計算機により描画された複数の部品動画像を計算機によ
り合成処理を行うことで、従来の撮影の手間を軽減でき
る。また、それら複数の部品動画像を任意に選択可能で
あり、複数の動画像を並列に生成することも可能であ
り、異なる出力結果を再生成することなく確認できる、
という効果が生じる。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。

【００２９】《実施例１》まず、本発明の第一の実施例
を説明する。図２は本実施例の処理の流れを示すフロー
チャートである。

【００３０】本実施例は、ネットワーク等で接続された
動画像生成手段を所持する映像生成装置、入出力処理手
段・特徴量処理手段・合成処理手段を実装する単一ある
いは複数の装置、及び、動画像出力手段を所持する映像
出力装置から構成される装置を用いてセルアニメーショ
ンを生成するものとする。

【００３１】本実施例では、以下の順序でセルアニメー
ションを生成する。

【００３２】（１）アニメーションに必要な最小描画時
間間隔をΔｔとする。この値をあらかじめ設定してお
く。例えば、ＴＶ放送用ならΔｔ＝１／３０ｓｅｃ等で
ある。時間間隔の代わりに１秒間の描画フレーム数ｆ
（以下、フレームレートと称する）を設定してもよい。
１秒間の最大フレーム数はｆ＝１／Δｔである。また、
各種パラメータを予め決定する。以下では、各部品動画
像の所持する特徴量Ｐとして輝度及び領域情報及び透過
率を用い、Φとして輝度及び領域情報及び透過率及び優
先順位を用いているが、他の量を用いても同様である。
さらに、下記の合成処理における合成処理方法（加算、
減算、その他）を予め決定しておく。

【００３３】（２）動画像生成手段を有するＮ個の映像
生成装置において、それぞれ部品動画像を生成する。動
画像生成手段を所持する映像生成装置は、合成処理手段
を実装する計算機にネットワーク接続されている。ある
いは、同じ計算機内の、プロセス間通信が可能な別プロ
セスであってもよいし、それらが混在してもよい。

【００３４】次に、各動画像の、必要な描画間隔あるい
はフレームレートを決定する。時間間隔の場合はΔｔを
単位とし、その整数倍で表される。動画像Ｍ_iにおける
描画時間間隔をΔｔ_iで表し、フレームレートをｆ_iで表
すと、ｆ_i＝１／Δｔ_iという関係式が成り立つ。Δｔま
たはｆ_iは上記であらかじめ設定してある値を用い、必
要なシーンが描画し終るまで固定されていてもよいし、
必要に応じて対話的に変更しても良い。

【００３５】各部品動画像は、各画素あるいは領域ごと
に特徴量を所持するように生成される。例えば、図３に
示す部品動画像例の場合、例えば各画素の透過率をある
値ｔで表し、また、領域Ｍ₁ ¹に含まれる画素とそれ以外
の領域とが識別可能であるとすると、領域Ｍ₁ ¹に含まれ
る画素の透過率をｔ₁ ¹、他の部分（領域Ｍ₁ ²）の透過率
をｔ₁ ²と指定する、などである。また、各画素はそれぞ
れの輝度を所持する。

【００３６】動画像生成手段ｉでは、部品動画像Ｍ
_i（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を生成するものとし、部品動
画像Ｍ_iに対する上記のような特徴量全てをＰ_iで表す。
これらの部品動画像は並列に、あるいは直列に入力され
る。

【００３７】例えば動画像Ｍ_j（１≦ｊ≦Ｎ）の描画間
隔Δｔ_jが最小描画時間間隔Δｔのｍ_j倍であり、別のあ
る動画像Ｍ_k（１≦ｋ≦Ｎ）の描画間隔Δｔ_kが最小描画
時間間隔Δｔに等しいとすると、Ｍ_kが１フレーム動く
間にＭ_jがｍ_jフレーム動くことになる。

【００３８】動画像生成手段ｋがＭ_kの同じ動画像を入
出力処理手段に対してｍ_j回入力してもよいし、また、
通信の量を減ずるためにＭ_kを一度だけ入力してメモリ
あるいはバッファに格納し、Ｍ_jがｍ_jフレームに入力さ
れるまでそのメモリあるいはバッファから呼び出して使
用し、その後、次のＭ_kフレームを入力する、という方
法を採ってもよい。

【００３９】これらの部品動画像入力は、上記のような
時間間隔の違いに対する処理も含め、Ｎの入力あるいは
呼び出しが全て終了して一単位とする。従って、効率の
良さを得たいならば、高速処理が可能な動画像生成装置
で生成される部品動画像の描画間隔は小さく、処理が低
速な動画像生成装置で生成される部品動画像の描画間隔
は大きく取ればよい。

【００４０】（３）次に、各部品動画像Ｍ_iが所持する
特徴量を読み込み、部品動画像Ｍ全体に対して特徴量付
与の処理を行う。

【００４１】全部品動画像の特徴量Ｐ_i ｉ＝１，２，
…，Ｎに対し、順序付けや優先順位付けなどの処理を行
う。例えば、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す入力動
画像Ｍ₁，Ｍ₂，Ｍ₃に対し、それぞれの領域に対して優
先順位を付与する。例えば、Ｍ₁の領域Ｍ₁ ¹の優先順位
を１，Ｍ₂の領域Ｍ₂ ¹の優先順位を２，…，などとす
る。これらの情報をまとめてΦと表す。

【００４２】時間変化を考慮する場合は、各パラメータ
を必要に応じて変更あるいは更新する。また、合成して
出力する動画像が複数の場合は、複数のパラメータを付
与しても良い。この場合、例えば第一の出力動画像に対
するパラメータ群Φ₁、第二の出力動画像に対するパラ
メータ群Φ₂，…などを指定する。

【００４３】（４）次に、付与されたΦに応じて複数の
入力部品動画像に対して合成処理を施し、ひとつあるい
は複数の動画像を生成する。

【００４４】合成処理は、各部品動画像Ｍ_iの各ピクセ
ルの輝度を、与えられたパラメータＰ_iの透過率や優先
順位に従い、先に決定した合成処理方法に従って加算処
理や減算処理、乗算処理、除算処理などの一つないし複
数を行い、動画像を生成する。

【００４５】例えば図３をパラメータΦ₁に応じて、優
先順位の上位である領域が下位のものを上書きするよう
に各画素を加算処理することにより合成処理した結果、
図４（ａ）に示すような動画像が生成される。また、他
のパラメータΦ₂を用いた場合は、図４（ｂ）のような
動画像が生成される。このようにして合成処理して生成
された動画像は、動画像出力手段を有する複数の映像出
力装置に出力される。

【００４６】《実施例２》次に、本発明の第二の実施例
を説明する。

【００４７】本実施例では、各部品動画像の所持する特
徴量の情報として部品動画像の大きさ及び位置を用いる
が、これらを単一で用いたり、部品動画像の形状などと
組み合わせて用いたり、その形状などを単一で用いたり
しても構わない。また、本実施例では部品動画像の部分
画像が持つ特徴量は第一の実施例と同様のものを用いる
が、その他の特徴量を用いても構わない。

【００４８】本実施例では、以下の順序で動画像を生成
する。

【００４９】（１）Ｎ個の動画像生成手段において、そ
れぞれ部品動画像を生成する。時間間隔や各部品動画像
の所持する特徴量は第一の実施例と同様であるとする
が、他の特徴量を用いても良い。

【００５０】（２）次に、各部品動画像Ｍ_iが所持する
各画素または領域の特徴量を読み込み、全体に対して処
理を行う。

【００５１】その際、第一の実施例で述べたＰ_iに加
え、さらに、各部品動画像の位置及び大きさ（縦横の画
素数）なども読み込み、併せてＰ_iとする。位置は、例
えば合成処理後、出力を行おうとする仮想的な画像に対
し、ある原点からの位置、として表せる。仮想的な合成
画像の縦横の大きさは、例えば、読み込んだ部品画像の
中で最大の縦の大きさ、最大の横の大きさを用いて表
す、などとすればよい。

【００５２】これらの全部品動画像の特徴量Ｐ_i（ｉ＝
１，２，…，Ｎ）に対し、順序付けや優先順位付けなど
の処理を行う。例えば、図２に示す入力動画像Ｍ₁，
Ｍ₂，Ｍ₃に対し、それぞれ領域に対して優先順位を付与
する。例えば、Ｍ₁の領域Ｍ₁ ¹の優先順位を１，Ｍ₂の領
域Ｍ₂ ¹の優先順位を２，…，などとする。さらに、Ｍ₁
に属する領域の場合は座標原点から（ｘ₁，ｙ₁）だけ平
行移動し，Ｍ₂に属する領域の場合は座標原点から
（ｘ₂，ｙ₂）だけ平行移動し，…，などとする。これら
の平行移動する値は画素単位でもよいし、適当に変換し
たものでも良く、また、同じ動画像に属するものでも領
域によって変更しても良い。これらの情報をまとめてΦ
と表す。

【００５３】時間変化を考慮する場合は各パラメータを
必要に応じて変更あるいは更新する。また、合成して出
力する動画像が複数の場合は、複数のパラメータを付与
しても良い。この場合、例えば第一の出力動画像に対す
るパラメータ群Φ₁、第二の出力動画像に対するパラメ
ータ群Φ₂，…などを指定する。

【００５４】（３）次に、付与されたΦに応じて複数の
入力動画像に対して合成処理を施し、一つあるいは複数
の動画像を生成する。

【００５５】合成処理は、各部品動画像Ｍ_iの各ピクセ
ルの輝度を、与えられたパラメータＰ_iの透過率や優先
順位に従って加算処理や減算処理、乗算処理、除算処理
などの一つないし複数を行い、動画像を生成する。生成
された動画像は、動画像出力手段を有する複数の映像出
力装置に出力される。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下のよ
うな効果を奏する。

【００５７】（１）従来のセルの人的な描画や重ね合わ
せに代えて、計算機等により生成した部品動画像を用
い、計算機等により合成処理して組み合わせることを採
用したので、アニメーション等の動画像の作成にかかる
人的・時間的コストが軽減できる。

【００５８】（２）アニメーション等の動画像の変化部
分を複数の部品動画像として計算機等により独立に描画
可能としたので、処理の分散化をはかることができ、同
時に複数の部品動画像の再利用が可能となる。

【００５９】（３）複数の計算機等により描画された複
数の部品動画像を計算機等により合成処理してアニメー
ション等の動画像を作成するので、セルを重ね合わせて
撮影する従来の手間が軽減できる。

【００６０】（４）合成処理を行おうとする動画像全体
の特徴量として複数種類を付与して合成処理を行うの
で、複数の部品動画像が任意に選択できるとともに、複
数の動画像を並列または直列に生成可能となり、異なる
出力結果を再生成することなく確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する構成図である。

【図２】本発明の第一の実施例を処理の流れを説明する
フローチャートである。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記第一の実施例
における部品動画像例を示す図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、上記第一の実施例における
合成処理された動画像例を示す図である。

【図５】従来のセルアニメーション生成方法を説明する
図である。

【符号の説明】

１−１〜１−３…映像生成手段 ２…入出力処理手段 ３…特徴量処理手段 ４…合成処理手段 ５−１〜５−３…映像出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 保日児 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を生成する方法において、 複数の部品動画像を入力する段階と、 前記入力された複数の部品動画像を合成処理して組み合
   わせることにより１以上の種類の動画像を出力する段階
   と、 を有することを特徴とする動画像生成方法。
2. 【請求項２】 複数の部品動画像を入力する段階は、透
   過度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順位の１以上を
   含む特徴量を所持する部品動画像を複数生成する過程を
   有し、 前記入力された複数の部品動画像を合成処理して組み合
   わせることにより１以上の種類の動画像を出力する段階
   は、 前記入力された複数の部品動画像が所持する透過度、輝
   度、領域情報、奥行情報、優先順位の１以上を含む特徴
   量を読み込み、合成処理を行おうとする動画像全体の透
   過度、輝度、領域情報、奥行情報、優先順位の１以上を
   含む特徴量を１以上の種類毎に再構成して再付与する過
   程と、 前記再付与された特徴量に応じて前記入力された複数の
   部品動画像を加算・減算・乗算・除算の１以上を含む合
   成処理を前記１以上の種類毎に行う過程と、 前記合成処理された１以上の種類の動画像を出力する過
   程と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の動画像生成
   方法。
3. 【請求項３】 透過度、輝度、領域情報、奥行情報、優
   先順位の１以上を含む特徴量に加えて、部品動画像の大
   きさ、形状、位置、時間間隔の１以上を含む特徴量を用
   いる、 ことを特徴とする請求項２に記載の動画像生成方法。
4. 【請求項４】 画素あるいは領域に対し特徴量を付与し
   て複数の部品動画像を生成する動画像生成手段と、 前記生成された複数の部品動画像の入出力を扱う入出力
   処理手段と、 前記特徴量を含む全部品動画像をひとつの系として取り
   扱い、合成処理を行おうとする動画像全体の特徴量を１
   以上の種類毎に再付与する特徴量処理手段と、 前記１以上の種類毎に再付与された特徴量に応じて合成
   処理を行う合成処理手段と、 前記合成処理された１以上の種類の動画像を出力する動
   画像出力手段と、 を有することを特徴とする動画像生成装置。