JPH1183440A

JPH1183440A - 動作データ作成システム

Info

Publication number: JPH1183440A
Application number: JP10204105A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Hatao; 安紀幡生
Original assignee: ART WING KK
Current assignee: ART WING KK
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP2865168B1

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーマーカを、周囲の明るさに影響される
ことなく検出して安定した動作データを得ることがで
き、また、カラー画像データの情報量を削減して高速か
つ正確な処理を可能とした動作データ作成システムを提
供する。【解決手段】入力画像２４ビットの約１６７７万色の
色表現を、これをルックアップテーブルメモリ回路１２
５，１２６により、カラーカメラ毎に統合・分割し、２
５６種類の色グループ信号として出力することにより、
情報量が約１／６万となり、容易で迅速な計算が実現す
る。また、色表現を、輝度（Ｙ）と色彩、例えば赤色差
（Ｒ−Ｙ）及び青色差（Ｂ−Ｙ）とに分離し、色彩成分
を輝度により補正することで、照明条件変化等の影響に
よる誤差を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体に形成され
たカラーマーカの動作軌跡を検出し、その検出情報に基
づいて被写体の動作データを作成する動作データ作成シ
ステム（いわゆるモーションキャプチャシステム）に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、アニメーションやバーチャルリア
リティ、あるいはコンピュータグラフィックス（ＣＧ）
を利用した映画等の分野において、合成した動画キャラ
クタに実際の人間の動作のデータを入力して、よりリア
ルな動画の動きを実現する技術が普及しつつある。この
場合、身体中に多数のセンサを取り付けた人間が演技し
た動きをカメラ撮影し、その撮影された動画像上でのセ
ンサの動きを解析して動作データを作成する、いわゆる
モーションキャプチャシステムと呼ばれるシステムが使
用される。このようなデータを、ＣＧ等で作成したキャ
ラクタに適用することにより、例えば実際には存在しな
いモンスターと人間が格闘するようなシーンもリアルな
動きで表現することができる。

【０００３】このようなモーションキャプチャシステム
におけるデータの入力には、例えば装着した磁気センサ
によって空間上の位置やねじれの方向を三次元計測する
方法がある。具体的には、運動する物体に直交コイルを
内蔵したレシーバ（センサ）を取り付け、他方トランス
ミッタ側の直交コイルに交流電流を流し、これにより発
生する磁界中にて物体を運動させる。すると、レシーバ
に誘導電流が発生するから、これを測定することで二次
元あるいは三次元の座標の位置や角度などのデータを得
ることができる。

【０００４】一方、別の方法としては、運動する物体に
反射式のターゲット（マーカ）を装着して複数のカメラ
でこれを撮影し、該マーカの動作を画像として取り込む
手法がある。この場合、映像信号に同期して点滅する発
光ダイオードをマーカとして用いることで画面上の位置
座標を得る方法や、特殊な照明により発光するマーカを
用いて、画像解析によりその発光体の位置座標を得る方
法がある。しかしながら、前者の方法では、発光ダイオ
ードに繋がる信号ケーブルのために物体の動きが制限さ
れたり、小さく軽量な物体には適用困難であるという問
題がある。他方、後者の方法では、複数のマーカ同士を
識別できないため、マーカ識別のためのコンピューター
への別の入力操作が必要になるという問題がある。

【０００５】そこで、上述のような問題点を解消すべ
く、個々のターゲットをカラーマーク化して物体に取り
付け、これらのターゲットをビデオカメラで撮影しなが
らモニタ用としてのビデオレコーダーを介して、そのマ
ーカの色と形状の情報信号をビデオボードに抽出し、例
えば、その情報信号に基づいて重心位置を求めていくこ
とで、測定対象部位の二次元的あるいは三次元的な動き
を知るようにしたモーションキャプチャシステムが提案
されている（例えば特開平４−９３７０４号公報、特開
平６−５０９８３号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンピュー
ターを用いた画像解析には、光の三原色である赤
（Ｒ）、縁（Ｇ）、青（Ｂ）の三要素を用い、それぞれ
の強度を用いた解析方法が一般的に利用されているが、
色は三次元空間で表現されるため解析が難しく、また、
輝度が要素として含まれているため照明の変化による影
響を受けてデータ抽出精度に誤差を生ずる問題がある。
また、カラー画像を扱うモーションキャプチャシステム
では、カラー画像データの情報量がグレースケール画像
とは桁違いに大きいため、相当の容量のメモリと高速の
ＣＰＵが必要となって、システムが大規模化・高価格化
するため、簡単には導入しにくい問題がある。特にカラ
ー画像による複数台の監視カメラを用いる監視システム
を導入しようとすれば、必要なメモリ量は膨大となり、
システムの複雑化・高価格化の問題が顕著となってその
普及のネックとなっている。

【０００７】本発明の課題は、被写体に設けたカラーマ
ーカをカラーカメラで撮影してその認識を行う場合に、
カラーマーカを、周囲の明るさに影響されることなく検
出して安定した動作データを得ることができ、また、カ
ラー画像データの情報量を削減して高速かつ正確な処理
を可能とした動作データ作成システムを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の動作データ作成システムの
第一の構成は、被写体にカラーマーカを取り付けるか、
又はその被写体の一部をカラーマーカとして定めた状態
において、その被写体の動作を撮影する１又は複数のカ
ラーカメラと、カラーカメラからの映像出力に基づくカ
ラー映像信号を、そのデコード処理を通じて各映像信号
に含まれる色情報を特定数の色グループに統合・集約す
ることにより、カラー映像信号よりもデータ数の少ない
画像データ（以下、色統合画像データという）を生成す
る色統合画像データ生成手段と、その生成された色統合
画像データに対し、カラーマーカの色として予め指定さ
れた色（以下、マーカ指定色という）の画素のデータを
抽出するマーカ指定色抽出手段と、その抽出されたマー
カ指定色画素データに基づき、撮影された被写体のカラ
ーマーカ位置を演算し、その演算結果として得られるマ
ーカ位置データを被写体の動作データとして出力するマ
ーカ位置データ演算・出力手段と、を備えたことを特徴
とする。

【０００９】上記方式によれば、被写体上のカラーマー
カの画像情報を、例えばＲＧＢ映像信号の膨大な色情報
を、特定数の色グループに統合・集約することで情報量
を劇的に少なくすることができ、全体のシステムの簡素
化を図ることができる。

【００１０】上記システムには、カラー映像信号を、そ
のデコード処理を通じて輝度の情報である輝度情報と、
色彩成分の情報である色彩情報とに分離する情報分離手
段と、その輝度情報により色彩情報を補正する色彩情報
補正手段とを設けることができる。この場合、色統合画
像データ生成手段は、その補正された色彩情報を主体と
してこれを特定数の色グループに統合・集約することに
より色統合画像データを生成するものとすることができ
る。これにより、前記したシステムの簡素化とともに、
光量変化の影響を受けにくいシステム構成が実現され
る。

【００１１】また、上記システムには、カラー映像信号
をデジタル変換する映像信号デジタル変換手段と、その
デジタル変換されたカラー映像信号を所定の時間間隔に
て取り込むことにより、被写体の画像データを生成する
画像データ生成手段とを設けることができる。この場
合、情報分離手段は、画像データの画素の色情報に対し
これを単一の成分からなる輝度情報と、第一色彩成分と
第二色彩成分との２成分からなる色彩情報とに分離する
ものとされ、色統合画像データ生成手段は、第一色彩成
分情報と第二色彩成分情報とをそれぞれ特定数のグルー
プに分割した場合の、それら第一色彩成分情報グループ
と第二色彩成分情報グループとの各組合せと、統合後の
色彩情報（以下、統合後色彩情報という）との対応関係
を記憶した色彩統合用ルックアップテーブルメモリを備
え、各画素について、その第一色彩成分と第二色彩成分
とが対応する統合後色彩情報を色統合用ルックアップテ
ーブルメモリから字引的に読み出して、これをその画素
の色彩データとするものとして構成することができる。

【００１２】すなわち、動作する被写体の動作データを
作成するには、多数の画素データの集合からなる画像デ
ータを何フレームも作る必要があり、カラーマーカ画像
部分の識別と、そのマーカ位置データの算出にも膨大な
回数の演算を行う必要がある。また、動きのリアルな動
画像を得るには単位時間当りのフレーム数を増やす必要
があり、マーカ位置データの演算回数も多くなる。そし
て、上記構成によれば、カラー画像データの２つの色彩
成分の統合処理を、ルックアップテーブル（以下、ＬＵ
Ｔと略記する場合がある）メモリを用いて迅速に行うこ
とができ、これによって演算に関与するデータ量が大幅
に減少させることができるから、簡素な回路構成で動画
処理を迅速に行うことができるようになる。

【００１３】具体的には、色彩情報補正手段は、統合後
色彩情報と輝度情報とをそれぞれ特定数のグループに分
割した場合の、それら統合後色彩情報グループと輝度情
報グループとの各組合せと、輝度補正後の色彩情報との
対応関係を記憶した補正用ルックアップテーブルメモリ
を備え、各画素について、その統合後色彩情報と輝度情
報とが対応する輝度補正後色彩情報を、その画素の補正
後色データとして補正用ルックアップテーブルメモリか
ら字引的に読み出すものとすることができる。この構成
では、補正用ルックアップテーブルメモリの使用により
輝度情報を統合後色彩情報に組み込む形で補正を行うこ
とにより、情報量の削減を一層効果的に行うことが可能
となり、かつ光量変化の影響もより受けにくくなるの
で、生成されるマーカ位置データの精度も高くなる。

【００１４】なお、上記構成では、２種の色彩情報を統
合後に、輝度情報の繰り込み（補正）を行うようにして
いたが、この順序を逆とすること、すなわち、色彩情報
をそれぞれ輝度により補正した後、それらを統合するよ
うに構成してもよい。具体的には色彩情報補正手段は、
第一色彩成分及び第二色彩成分のそれぞれに対応して、
その色彩情報と輝度情報とをそれぞれ特定数のグループ
に分割した場合の、それら色彩情報グループと輝度情報
グループとの各組合せと、輝度補正後の色彩情報との対
応関係を記憶した第一及び第二の補正用ルックアップテ
ーブルメモリを備え、各画素について、各色彩情報と輝
度情報とが対応する輝度補正後色彩成分情報を、その画
素の補正後色彩成分情報として、それぞれ対応する補正
用ルックアップテーブルメモリから字引的に読み出すも
のとする。そして、色統合画像データ生成手段におい
て、第一色彩成分情報と第二色彩成分情報とはそれぞれ
輝度補正後のものを使用するようにする。

【００１５】次に、上記システムに、カラー映像信号を
デジタル変換する映像信号デジタル変換手段と、そのデ
ジタル変換されたカラー映像信号を所定の時間間隔にて
取り込むことにより、被写体の画像データを生成する画
像データ生成手段とを設ける場合、マーカ位置データ演
算・出力手段は、画像データ毎の、マーカ指定色画素デ
ータに基づくカラーマーカ位置データの演算・出力を、
画素の転送周期（例えば、画素の転送クロックパルスの
周期）と同期して逐次行うものとして構成することがで
きる。この構成によれば、画素の転送周期に同期（例え
ば、転送クロックパルスの周波数は８〜３０ＭＨｚ程度
である）させて、各画像フレームのマーカ位置データの
演算をパイプライン的に高速で行うことができるから、
フレーム毎のマーカ位置データを含む動作データの作成
を撮影時にリアルタイムで行うことが可能となる。特
に、１０ＭＨｚ（例えば１４〜１５ＭＨｚ）以上のクロ
ックパルス周波数を採用することにより、動作データの
リアルタイム作成にとりわけ好適な高速処理環境を実現
することができる。

【００１６】一般に、カラー画像データは、ＲＧＢの三
原色表示において各色成分を８ビット（２５６段階）の
データとして記述した場合（輝度成分と２種の色彩成分
のそれぞれを８ビットで記述した場合も同じ）、２^８×
２^８×２^８＝１６７７万通りもの膨大な情報量となり、
パソコン等に使用される低廉なＣＰＵの処理能力ではリ
アルタイム演算は到底不可能に近い。しかしながら、上
記本発明の方式のように、色情報の統合・集約により情
報量を減ずることにより、処理速度の比較的遅い低廉な
ＣＰＵ（コンピュータ）においてもリアルタイム演算が
可能となるのである。

【００１７】この場合、マーカ位置データ演算・出力手
段は、各画像データのフレームに対し、マーカ画像領域
に含まれる画素の水平方向の座標成分ｘの総和Σｘと、
同じく垂直方向の座標成分ｙの総和Σｙと、各領域中の
画素総数ｎとを含むカラーマーカ位置データを演算・出
力するものとして構成することができる。これによれ
ば、得られるΣｘ、Σｙ及びｎのデータをもとに、カラ
ーマーカの画像の重心位置γを、（Σｘ／ｎ，Σｙ／
ｎ）により簡単に求めることができる。重心位置は、カ
ラーマーカの回転移動の影響を受けないので動作データ
として扱いやすく、動画加工処理に有用である。

【００１８】かつ、Σｘ及びΣｙは、例えば通常の走査
方式によるビデオ撮影装置系に必ず設けられている画像
の同期制御部を流用して、簡単に演算できる利点があ
る。すなわち、撮影装置からの映像信号は画素に分解さ
れ、走査線毎に区切られてシーケンシャルに転送され
る。この転送時において、画素データ列には、水平方向
及び垂直方向の同期信号が挿入されるのが通常であるか
ら、受像側でその水平同期信号を受けてからの転送画素
の個数をカウントすることで、各画素の画面上における
水平方向座標を特定することが可能となる。なお、転送
画素のカウントは、当然のことながら画素転送クロック
パルスを利用できるので、迅速処理が可能であることは
いうまでもない。他方、垂直同期信号を受けてから、所
期の画素位置までの走査線本数（例えば１走査線毎に挿
入される水平同期信号の数と等価である）をカウントす
ることにより、垂直方向座標も特定することができる。
また、Σｘ、Σｙ及びｎは、いずれも単純な加算量であ
るから、加算器を用いた極めて簡単な回路構成により迅
速な処理が可能であり、前記したリアルタイム演算を行
う上でも有利である。

【００１９】なお、もともとの映像信号に含まれる色の
数が少ない場合には、次のようなシステム構成により、
Σｘ、Σｙ及びｎを用いた演算処理が簡単に実現するこ
とができる。すなわち、該システムは、被写体にカラー
マーカを取り付けるか、又はその被写体の一部をカラー
マーカとして定めた状態において、その被写体の動作を
撮影する１又は複数のカラーカメラと、カラーカメラか
らの映像出力に基づくカラー映像信号を、所定の時間間
隔にて取り込むことにより、被写体の画像データをフレ
ーム単位にて逐次生成する画像データ生成手段と、その
逐次生成される画像データに対し、カラーマーカの色と
して予め指定された色（以下、マーカ指定色という）の
画素のデータを抽出するマーカ指定色画素抽出手段と、
そのマーカ指定色を有する画素の集合をマーカ画像領域
として、各画像データのフレームに対し、マーカ画像領
域に含まれる画素の水平方向の座標成分ｘの総和Σｘ
と、同じく垂直方向の座標成分ｙの総和Σｙと、各領域
中の画素総数ｎとを含むマーカ位置情報を画素の転送周
期と同期して逐次演算し、これを出力するマーカ位置デ
ータ演算・出力手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２０】次に、上記各構成に使用されるルックアッ
プテーブルメモリは、第一及び第二の色彩成分情報、輝
度情報あるいは統合後色彩情報等の、読出し対象データ
特定情報をアドレス線にて指定することにより、そのア
ドレスにて指定されるメモリセルから、読出し対象デー
タ特定情報にて特定される読出し対象データが字引的に
読み出されるものとして構成することができる。また、
各画像データに対する、ルックアップテーブルメモリか
らの読出し対象データの読出し処理を、画素の転送周期
と同期して逐次的に行わせる読出し制御手段が設けるこ
とができる。上記構成のルックアップテーブルメモリの
採用により、読出し対象データ特定情報をアドレス線に
て指定することで、読出し対象データに迅速にアクセス
できる。その結果、画素転送周期と同期した高速処理が
実現し、前記したリアルタイム処理も無理なく行うこと
が可能となる。

【００２１】なお、カラーカメラは複数台設ける構成と
することができる。この場合、それら複数台のカラーカ
メラが接続されて、各カメラとの接続状態を切り替える
ことにより、被写体を撮影するカメラを選択するを設け
ることができる。これにより、三次元的な動作データを
生成することが可能となり、また、あるカラーカメラに
おいてカラーマーカが死角に入った場合でも、他のカラ
ーカメラにおいてこれを確実に検出できるので、生成さ
れるマーカ位置データの精度を向上させることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照しつつ説明する。図１は、本発明の
動作データ作成システムの一例を、その周辺機器ととも
に示すブロック図である。該動作データ作成システム５
０はそれぞれカラーカメラを備えており、被写体を三次
元撮影（すなわちステレオ撮影）するために、ホストコ
ンピュータ６３を含んで構成された画像データ処理部６
０に対し２組接続されている。これら動作データ作成シ
ステム５０，５０は、略同一の構成を有しているので、
主にその一方で代表させて説明する。

【００２３】すなわち、上記動作データ作成システム５
０は、大きく分けて画像入出力機構部（画像データ生成
手段）１、色データ抽出機構部（色統合画像データ抽出
手段）２０及びマーカ画素計数機構部（マーカ指定色抽
出手段、マーカ位置データ演算・出力手段）４０の３つ
の部分を備えており、Ｉ／Ｆボード６１を介してアニメ
ーションやＣＧ動画等を作成するためのホストコンピュ
ータ６３に接続されている。また、６２は、画素転送ク
ロックパルスを与えるクロックパルス発生回路である。

【００２４】まず、図２は、画像入出力機構部１の詳細
を示すブロック図である。該画像入出力機構部１におい
ては、この例では２台のカラーカメラ２が配置されてい
る（あるいはそれ以上の複数台のカラーカメラを設けて
もよい）。被写体（例えば俳優等の人間のモデル）を撮
影するためのこれらカラーカメラ２は、よく知られたＣ
ＣＤカメラであり、それぞれビデオスイッチ３に接続さ
れている。ＩＮ1及びＩＮ2がそれらの接続端子である。

【００２５】ビデオスイッチ３にはカメラコントローラ
４が接続されている。このカメラコントローラ４は、ホ
ストコンピュータ６３（図１）からの指令を受けて、ビ
デオスイッチ３の接続状態となるスイッチ端子を適宜切
り替えさせる制御信号をビデオスイッチ３に供給する。
２台のカラーカメラ２の出力は、例えば被写体上の所定
のカラーマーカが一方のカメラ２において死角に入った
場合に、死角に入っていない方のカメラ２を選択する形
で切り替えられる。これは、後述する手法により、ホス
トコンピュータ６３側でカラーマーカの重心位置を追跡
することで実現される。例えば各カメラ２，２の撮影視
野に対し基準位置（例えば中心位置）を設定しておき、
カラーマーカの重心位置が該基準位置に近くなるほうの
カメラを選択するようにしてもよいし、一方の視野から
カラーマーカの重心が外れた瞬間に他方のカメラを選択
するようにしてもよい。

【００２６】ここで、カメラ２，２の切り替え時間は、
例えば画像フレームの切り替えインターバル、例えば後
述するように垂直同期信号の後に挿入される空白走査線
の期間に終了するように設定する。具体的には、その時
間は１／３０秒程度である。なお、カラーマーカが死角
に入る心配のない場合は、カラーカメラ２は１台のみを
使用する構成としてもよい。

【００２７】選択されたカラーカメラ２のＲ（赤色信
号）、Ｇ（緑色信号）及びＢ（青色信号）の各映像信号
ＡＲ，ＡＧ，ＡＢは、Ａ／Ｄ変換器（映像信号デジタル
変換手段）５によりデジタル信号に変換された後、それ
ぞれ８ビットの情報として画像メモリ（画像データ生成
手段）７（フレームメモリ）に一旦記憶される。画像メ
モリ７は、入力される画像データＩＲ，ＩＧ，ＩＢを記
憶すると同時に、その１フレーム前に入力され記憶され
た画像データを、モニタ機構部７０（デジタル画像デー
タをアナログ変換するＤ／Ａ変換器７５と、カラーモニ
タ９とを備える：ただし、このモニタ機構部７０は省略
してもよい）と、図３の色データ抽出機構部２０に送出
できるように構成され、休むことなく高速で処理ができ
るようになっている。

【００２８】さて、上記動作データ作成システム５０で
は、デジタル化された映像データＲ、Ｇ、Ｂは、輝度と
色を分離した１表現形式であるＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙにデ
コードされる。ここでＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙによる映像の
表現形式は公知であるため、詳しい説明は省略するが、
Ｙは輝度の信号、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙはそれぞれ赤色差信号
及び青色差信号であり、後者の２つは輝度信号を除くこ
とで、色相と彩度とを独立パラメータとした二次元座標
空間を張るものとなる（第一及び第二の色彩成分情報に
相当する）。このような表現形式を用いることで、色は
色相と彩度の二次元空間で表わされるため色指定が容易
になり、また輝度が独立しているため、照明の影響を受
けにくい処理が可能となる利点がある。以下、処理の概
略について述べる。

【００２９】まず、各カメラ２からの映像信号をこの表
現に変換するには、例えば（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）系の
ビデオコンポジット信号を使用するＮＴＳＣのデコード
方式等を採用すれば容易に変換できるが、ここではＲＧ
Ｂ信号からデジタル信号に変換する方法について説明す
る。これには、ＲＧＢ画像データと、（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ
−Ｙ）系画像データとの間に、数１の行列形式の関係式
が成立することを利用して、ＲＧＢのデジタル画像デー
タに対し上記行列演算を施して、（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ）の画像データに変換する。

【００３０】

【数１】

【００３１】他方、輝度（Ｖ）、色相（Ｈ）、彩度
（Ｃ）と、輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｒ−Ｙ）、
（Ｂ−Ｙ）との間には、ほぼ次の数２のような関係が成
り立つことが知られている。

【００３２】

【数２】

【００３３】これにより、指定のカラーマーカ（ＣＭ）
の色を抽出するには、まず、色相（Ｈ）と彩度（Ｃ）で
表現される輝度に独立な２次元空間から、数３に示され
るように、複数の色彩切り出し関数Ｆｎを用いて解析に
必要な対象領域色を指定し、抽出された色彩領域に対し
てカラーマーカ（ＣＭ）の番号付け（Ｑｎ）を行う。

【００３４】

【数３】

【００３５】さらに、色相（Ｈ）と彩度（Ｃ）とにより
抽出されたそれぞれのカラーマーカ（ＣＭ）の色彩領域
に対して、輝度（Ｖ）による切り出し関数Ｇｎ（数４）
を用いて抽出した色領域に対してカラーマーカ（ＣＭ）
の番号付け（Ｒｎ）を行う。これにより、指定の輝度
（Ｖ）、色相（Ｈ）、彩度（Ｃ）を持ったカラーマーカ
（ＣＭ）の領域を抽出し、結果をカラーマーカの信号と
して得ることができる。

【００３６】

【数４】

【００３７】以下、実際の回路での処理について説明す
る。まず、各カラーカメラ２から画像メモリ７を経て送
られてくるデジタル画像データＤＲ、ＤＧ，ＤＢ（図
２）は、それぞれ図３の色データ抽出機構部２０の準備
補正用ルックアップテーブルメモリ（ＬＵＴ）回路１２
１〜１２３（例えば２５６ｂｙｔｅ）により直線性やホ
ワイトバランス等が補正される。このＬＵＴ回路１２１
〜１２３の詳細構成については後述する。

【００３８】これら補正後の画像データは、（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）の情報を（Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の情報に変換する
ためカラーコンバータ（情報分離手段）１２４に入力さ
れる。このカラーコンバータ１２４は、図４に示すよう
に、９つの乗算器７１と３つの加算器７２及び３つの除
算器７３により構成される。すなわち、数１を行列展開
した形で表示すると、Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ‥‥(1) Ｒ−Ｙ＝０．７０１Ｒ＋（-０．５８７)Ｇ＋（-０．１１４Ｂ）‥‥(2) Ｂ−Ｙ＝(-０．２９９)Ｒ＋(-０．５８７)Ｇ＋０．８８６Ｂ‥‥(3) となる。そして、９つの乗算器７１は、上記(1)〜(3)式
の各項の乗算を行うためのものであり、入力される
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のデータに各式の項の乗算結果が対応す
る加算器７２によって加算される。なお、乗算及び加算
の演算結果から、必要なビット数（この場合、８ビッ
ト）の（Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の各信号を取り出すため
に、除算器７３が設けられている。こうして、変換後の
（Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の演算値が得られる。なお、７
４は、(1)〜(3)式の各項の係数値を出力するためのパラ
メータコントローラである。

【００３９】以下の回路部分は、輝度（Ｙ）及び赤色差
（Ｒ−Ｙ）、青色差（Ｂ−Ｙ）で表現される色空間か
ら、指定された色のカラーマーカ（ＣＭ）の領域を抽出
するための部分である。概略を説明すれば、数３の演算
を行うための演算Ｆｎ（ｘ，ｙ）の結果テーブルを、図
３に示す色彩統合用ＬＵＴ回路（色彩統合用ルックアッ
プテーブルメモリ）１２５に、数４で示される演算を行
うための演算Ｇｎ（ｘ，ｙ）の結果テーブルを、輝度組
込用ＬＵＴ回路（補正用ルックアップテーブルメモリ）
１２６に予め設定しておくことで、字引的にカラーマー
カ（ＣＭ）の番号であるＲｎが引き出される。数３に示
されるように色相（Ｈ）と彩度（Ｃ）の指標となる赤色
差（Ｒ−Ｙ）及び青色差（Ｂ−Ｙ）のデータ信号を色彩
統合用ＬＵＴ回路１２５に入力することにより、数４に
示される色彩領域が抽出されたカラーマーカ（ＣＭ）の
番号が得られる。次に、この出力は輝度の値を示す
（Ｙ）信号と共に、輝度組込用ＬＵＴ回路（補正用ルッ
クアップテーブルメモリ）１２６に入力され、これによ
り数５に示される輝度を含めたカラーマーカ（ＣＭ）色
領域の抽出を行い、結果として輝度（Ｖ）、色相
（Ｈ）、彩度（Ｃ）により指定された２５５までのカラ
ーマーカ（ＣＭ）の番号が得られる。

【００４０】

【数５】

【００４１】以下、詳細について説明する。まず、図３
の各ＬＵＴ回路１２１〜１２３及び１２５、１２６は、
公知のように、予め全ての入力データに対する演算結果
をメモリに登録しておき、アドレス線をデータ入力に用
いて、登録されたデータを選択出力することにより字引
的に演算結果を出力する機能を有するものである。

【００４２】データ処理の流れを概略的に言えば、色彩
統合用ＬＵＴ回路１２５で画像データを限られた数の色
グループに分割・統合して、８ビット・２５６種類の色
グループに統合する。また、輝度組込用ＬＵＴ回路１２
６は、輝度の信号により統合後の色彩データに補正をか
ける。また前述のカメラコントローラ４からの信号は現
在処理中のカメラ番号のデータとして出力され、これら
がＬＵＴ回路１２５，１２６に供給される。

【００４３】カメラコントローラ４からの１ビット（た
だし、カメラが４台の場合は２ビット、同８台の場合に
は３ビットとする）の信号はＬＵＴ回路１２５，１２６
に供給される。まず色彩統合用ＬＵＴ回路１２５には、
Ｒ−ＹデータとＢ−Ｙデータとが入力される。また、こ
の色彩統合用ＬＵＴ回路１２５には、カメラコントロー
ラ４からのカメラ番号の信号も入力される。ここで、カ
ラーカメラ毎に色相彩度空間のデータから、カラーマー
カとして使用される複数種（８ビット）の色グループに
統合（集約）され、輝度組込用ＬＵＴ回路１２６におい
て輝度を含めて必要な色グループに分割・統合され、こ
こでは８ビット表現２５６種類の色グループ番号として
結果出力される。

【００４４】つまり、例えばＲ−Ｙ成分が８ビット、Ｂ
−Ｙ成分が８ビットにより特定される色成分は６万数千
通りあるが、これを２５６種類の色グループに分割・統
合する。概念的に言えば、必要な色グループが１から２
５６まで２５６通り予め設定（登録）され、これが輝度
組込用ＬＵＴ回路１２６に登録されている。Ｒ−Ｙデー
タ及びＢ−Ｙデータ等の全ての組合せは、これら２５６
通りの色グループのいずれかに属するようにＬＵＴ回路
１２５，１２６でいわば順次ふるい分けられる（分類さ
れる）。言い換えれば、色データ（色彩あるいは輝度）
の全ての入力データ（１６ビットのデータの個々）に対
する演算結果（２５６の色グループ）をメモリに登録
し、アドレス線をデータ入力に用いて、予め登録された
データ（すなわち２５６色グループのいずれか）を選択
出力することにより、１６ビットの色成分が８ビットの
色グループに統合されることになる。図８は、そのＬＵ
Ｔ回路のメモリセル部の一例をごく概念的に示すもので
あり、１６ビットの入力データをデータＡ及びデータＢ
として、それらの内容に対応したアドレス線の選択によ
り、対応するセルの登録データＤＲ11，ＤＲ12‥‥等の
いずれかが読み出される二次元テーブルとなっている。

【００４５】他方、カラーコンバータ１２４の前段に置
かれる準備補正用ＬＵＴ回路１２１〜１２３は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各信号の直線性やホワイトバランス等の補正を
行うためのものであり、図１０に示すように、そのメモ
リセル部は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各データ（信号）の入力値
と、その補正値とを一対一に対応付けた１次元テーブル
となっている。

【００４６】なお、ＬＵＴ回路１２１〜１２３，１２
５，１２６には、スタティックラム（ＳＲＡＭ）が用い
られており、２５６通りの色データは任意に設定するこ
とができる。また、カメラ番号の入力信号もＬＵＴ回路
１２１〜１２３，１２５，１２６に供給されているた
め、カメラ番号毎に異なる２５６色グループを設定する
こともできる。なお、ＳＲＡＭはリフレッシュのための
回路部が不要であるから、システム全体の簡略化に貢献
している。

【００４７】このようにして、入力画像２４ビット
（Ｙ：８ビット、Ｒ−Ｙ：８ビット、Ｂ−Ｙ：８ビッ
ト）の約１６７７万色の色表現をカラーカメラ毎に統合
・分割し、２５６種類の色グループ信号として出力する
ことにより、情報量を約１／６万にまとめることで容易
な計算を実現している。

【００４８】こうして情報量を減じられた画像データ
は、図５のマーカ画素計数機構部４０に送られる。ここ
では、画像データの各フレーム毎に、指定されたマーカ
色（すなわち番号）の画素からなる領域を抽出し、画面
上でのマーカ位置データを演算する処理を行う。

【００４９】これらは、指定されたマーカ色の画素のｘ
座標値の和Σｘ、同ｙ座標値の和Σｙ、及び画素数ｎを
各々演算する３つの計数回路系４１〜４３を含んでい
る。それらの構成自体はほぼ同じであるので、第一の計
数回路系４１について主に説明する。この第一の計数回
路系４１は、加算器１３０と、その出力累計を記憶する
Σｘ−メモリ１３４等を中核とし、これらがラッチ１３
１（インヒビット入力付きのＲＳフリップフロップ（以
下、フリップフロップはＦＦと略記する）で構成され
る）及びトライステートバッファ１３２を介して接続さ
れるとともに、バストランスファ１３５及びメモリ制御
部１５７（メモリ１３４、トライステートバッファ１３
２、ラッチ１３１に制御信号を与える）が付属してい
る。なお、メモリ制御部１５７は、他の計数回路系４
２，４３と共通のものである。

【００５０】Σｘ−メモリ１３４は、初期状態において
ゼロクリアされている。まず、アドレスコントローラ１
２９は、ホストコンピュータ６３からのアドレス情報に
基づいて、各マーカ色毎のΣｘデータの格納エリアのア
ドレスを指定するものであり、画素の色に応じて、対応
するアドレスのメモリエリアを選択する。初めの処理画
素（例えば画面上の左上の画素）が図３の色データ抽出
機構部２０で処理され、この計数機構部４０に入ってく
ると、その画素のカメラ番号データ（ＣＭＤ）と、その
画素の色データがアドレスコントローラ１２９を経てΣ
ｘ−メモリ１３４のアドレス線に入力されることとな
る。なお、システムコントローラ１２８は、ホストコン
ピュータ６３からの指令を受け、Σｘ−メモリ１３４へ
のアクセス状況に応じて、Σｘ−メモリ１３４へのデー
タ読み書きのためのアドレスコントローラ１２９の作動
を制御するとともに、ホストコンピュータにデータ書込
み／読出し等の可否を通知する役割を果たすものであ
る。

【００５１】そして、第一の計数回路系４１において
は、画像転送の同期制御部（読出し制御手段）１５８に
より生成される水平同期信号を基準として、ｘカウンタ
１３３が、対象となる画素が転送されてくるまでの転送
画素個数をカウントし、その画素の画面上における水平
方向座標値として加算器１３０のＡに入力される。な
お、画素の転送制御は、図１のクロックパルス発生部６
２が発するクロックパルス信号に従って制御される。他
方、メモリ制御部１５７は、Σｘ−メモリ１３４の出力
制御ポート（ＯＣ）に出力指令信号を送り、対応する色
データの画素のｘ座標加算値（Σｘ）の記憶値を出力さ
せ、ラッチ１３１に保持信号を送ってこれを保持させ
る。そして、ｘカウンタ１３３からのカウント値（すな
わち、新たな画素のｘ座標値）Ａとラッチ１３１の値Ｂ
とが加算器１３０により加算される。次いで、メモリ制
御部１５７は、トライステートバッファ１３２を能動状
態とする。これにより、この加算器１３０の加算出力値
は該トライステートバッファ１３２を通じて、Σｘ−メ
モリ１３４の再び同じアドレスに書き込まれて加算記憶
値が更新され、１画素の処理が終了する。

【００５２】次に、第二の計数回路系４２も、第一の計
数回路系４１と略同様に、加算器１４０と、その出力累
計を記憶するΣｙ−メモリ１４４等を中核とし、これら
がラッチ１４１及びトライステートバッファ１４２を介
して接続されるとともに、バストランスファ１４５が付
属している。作動も第一の計数回路系４１と略同様であ
るが、加算器１４０に入力されるのは、画素のｙ座標
値、すなわち同期制御部１５８からの垂直同期信号を受
けてから、対象となる画素位置までの走査線本数（例え
ば１走査線毎に挿入される水平同期信号の数で代用でき
る）をカウントするｙカウンタ１４３のカウント出力値
であり、その加算出力値は、該ｙ座標の累積加算値であ
る。

【００５３】また、第三の計数回路系４３も、加算器１
５０と、その出力累計を記憶するｎメモリ１５４、ラッ
チ１５１、トライステートバッファ１５２及びバストラ
ンスファ１５５を備える。加算器１５０に入力されるの
は、指定のマーカ色を有した画素が一個入る毎にカウン
トパルスを一個発する画素カウンタ１５３の出力であ
り、その加算出力値は、対応するカラーマーカの画像領
域の総画素数ｎである。

【００５４】この一連の動作を、現在作動状態にあるカ
ラーカメラ２の画面全体に行うと、各カラーマーカ（Ｃ
Ｍ）のｘ座標の総和ΣｘがΣｘ−メモリ１３４に、同じ
くｙ座標の総和ΣｙがΣｙ−メモリ１４４に、さらに、
画素総数ｎがｎメモリ１５４内に、それぞれ演算結果と
して記憶された状態となる。この記憶値は、それぞれメ
モリ制御部１５７からの出力指令信号を受けることで、
各メモリ１３４，１４４，１５４から、対応するバスト
ランスファ１３５，１４５，１５５を経てデータバスに
よりホストコンピュータ６３に転送される。そして、１
フレームの画像データの処理が終了すると、フレームカ
ウンタ１５６からの信号により各メモリ１３４，１４
４，１５４の内容がクリアされ、次のフレームの画像デ
ータに対して同じ処理が繰り返される。こうして、カラ
ーカメラ２の撮影により逐次生成される画像データに対
し、各カラーマーカの上記Σｘ、Σｙ及びｎの値が、マ
ーカ位置データとしてリアルタイムにて演算・生成さ
れ、ホストコンピュータ６３に出力されることとなる。

【００５５】なお、ホストコンピュータ６３による各メ
モリ１３４，１４４，１５４の読出し中は、画像フレー
ムの切替えに伴うメモリのクリアや新たなデータの書き
込み処理が行われてはならない。そのため、本実施例で
は、メモリ１３４，１４４，１５４内のΣｘ、Σｙ及び
ｎのデータ記憶値は、マーカ位置データ退避メモリ６１
ａ（例えばＩ／Ｆボード６１に設けることができる）に
一旦退避させ、メモリクリアされても大丈夫な状態とし
ておいてから、この退避メモリ６１ａよりホストコンピ
ュータ６３が上記データ記憶値を読み出すように構成し
ている。ここでは、マーカ位置データ退避メモリ６１ａ
はデュアルポートメモリ（例えばＦＩＦＯなど、ライト
及びリードの両ポートがいずれもシーケンシャルアクセ
ス型のもの）で構成され、画像フレームの切替えインタ
ーバル（例えば、垂直同期信号の後に挿入される、画像
転送に寄与しない数本の空白走査線の期間）を利用し
て、メモリ１３４，１４４，１５４からのデータ書込み
と、ホストコンピュータ６３側へのデータ読出しとを交
互に切り替えながら行うようにしている。

【００５６】例えば図６のフローチャートに示すよう
に、図１のホストコンピュータ６３側では、Ｓ１で指定
されたカラーマーカの番号（アドレス）を出力し、Ｓ２
〜Ｓ４で、そのカラーマーカのΣｘ、Σｙ及びｎの値を
リードする。そして、これを用いることにより、そのカ
ラーマーカ領域の重心座標を演算し、これを被写体の動
作データとして取得することができる。この動作データ
は、例えばホストコンピュータ６３により、ＣＧデータ
記憶部６９に記憶されたアニメーション等のＣＧデータ
中に、動画キャラクタの動作データとして組み込むこと
ができ、モニタ６７上にてこれをデモ出力することがで
きる。

【００５７】なお、動作データ作成システム５０，５０
の各カラーカメラ２は、適宜切り替えられながら、同じ
被写体を異なる角度から撮影する。そして、各システム
５０，５０のカメラ２，２の画像データに基づくΣｘ、
Σｙ及びｎの値は、カメラ番号を付与された形で各メモ
リ１３４，１４４，１５４内の異なるエリアに格納され
る。そして、ホストコンピュータ６３では、各動作デー
タ作成システム５０，５０のΣｘ、Σｙ及びｎのデータ
を、メモリ１３４，１４４，１５４の対応するエリアか
ら読み出して、異なるカメラ視野における各カラーマー
カの重心位置が算出される。これにより、カラーマーカ
の三次元的な動きを特定することが可能となる。なお、
カラーマーカの二次元的動きのみを特定すればよい場合
には、動作データ作成システム５０，５０の一方を省略
してもよい。

【００５８】なお、図３には５つのＬＵＴ回路１２１〜
１２３、１２５及び１２６が存在するが、これらのＬＵ
Ｔ回路には初期設定のためにホストコンピュータ６３か
ら予め設定する色グループその他の設定値を書き込める
ようになっている。ＬＵＴ回路１２５又は１２６は同一
のハードウェア構成を有し、これをより詳細に示したも
のが図７である。この図７全体が１つのＬＵＴ回路を構
成し、例えば図３の色彩統合用ＬＵＴ回路１２５に相当
するものとなる。図５でデータＡ及びデータＢの各入力
信号は、それぞれＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙに相当するもので、そ
れがＯＤの８ビットの信号となって出力される。ＬＵＴ
メモリ１６０には、ＬＵＴメモリコントローラ１５９
（以下、ＬＭＣＮと記す）が付属し、また、そのデータ
の入力側にデータフリップフロップ（例えばＪＫ−ＦＦ
にて構成される）１６１，１６２が、また、出力側にデ
ータフリップフロップ１６４が設けられ、さらにカメラ
番号データのためにデータフリップフロップ１６３，１
６５が存在する。また、ホストコンピュータ６３からの
データバスは、双方向バストランシーババッファ１６６
を介してＬＵＴメモリ１６０に接続される。また、ホス
トコンピュータ６３からのアドレスバスは、バスバッフ
ァ１６７〜１６９を介してＬＵＴメモリ１６０のデータ
Ａ用のアドレス、データＢ用のアドレス及びカメラ番号
（ＣＭＤ）のためのアドレスにそれぞれつながってい
る。

【００５９】ＬＵＴ回路に初期設定を行う場合、ホスト
コンピュータ６３はＬＵＴメモリ制御信号（ＬＭＣＮ
Ｔ）を用いてＬＭＣＮ１５９にバス要求命令を送る。こ
れに従い、ＬＭＣＮ１５９は、データフリップフロップ
１６１〜１６５のアウトプットコントロール信号（Ｏ
Ｃ）を制御し、データフリップフロップ１６１〜１６５
の出力を非能動状態とするとともに、双方向バストラン
シーババッファ１６６及びバスバッファ１６７〜１６９
の出力イネーブル信号Ｇを制御し、これらの出力を能動
状態にする。これにより、ホストコンピュータ６３がＬ
ＵＴメモリ１６０に対し読み書きができる状態になり、
初期設定が行われる。

【００６０】ＬＵＴメモリ１６０へのデータ入力終了
後、ホストコンピュータ６３は前記ＬＭＣＮＴを用いて
ＬＭＣＮ１５９にバス解放命令（演算実行命令）を送
る。これにより、ＬＭＣＮ１５９は双方向バストランシ
ーババッファ１６６及びバスバッファ１６７〜１６９の
出力イネーブル信号Ｇを制御し、データフリップフロッ
プ１６１〜１６５のアウトプットコントロール信号（Ｏ
Ｃ）を制御し、データフリップフロップ１６１〜１６５
の出力を能動状態にする。その結果、ＬＵＴメモリ１６
０への入力データＡとデータＢにより字引的に求められ
た演算結果がＯＤに出力されるようになる。ここで、デ
ータフリップフロップ１６１，１６２その他は処理を行
う画素の転送クロックパルスを用いてこれに同期して動
作させることで、高速演算処理を実現している。なお、
各データフリップフロップにおけるＣＫはクロックパル
ス入力の端子であり、双方向バストランシーババッファ
１６６のＤＩＲはバス方向制御信号入力の端子である。

【００６１】次に、図３のＬＵＴ回路１２１〜１２３は
同一のハードウェア構成を有し、これをより詳細に示し
たものが図９である。図７の構成と同様に、ＬＵＴメモ
リ１７０には、ＬＵＴメモリコントローラ１７７が付属
しているが、そのデータの入力側に１次元の色データ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を入力するデータフリップフロップ１７
１が１つのみ設けられ、また、出力側に補正後の色デー
タを出力するデータフリップフロップ１７３が１つのみ
設けられている。他は、図７と同様に、カメラ番号デー
タのためのデータフリップフロップ１７２，１７４が存
在し、双方向バストランシーババッファ１７６、バスバ
ッファ１７８，１７９（色データ用に１つ、カメラ番号
用に１つ）も同様に設けられている。この基本的な作動
については、図７と同様であるので詳細な説明は省略す
る。

【００６２】図１１及び図１２は、画像入出力機構部１
及び色データ抽出機構部２０の別の構成例である。ここ
では、カラーカメラ２を８台用いている。図１１に示す
ように、選択されたカラーカメラ２の映像信号は、Ａ／
Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換された後、ビデオ
デコーダ（情報分離手段）６により、この例では輝度と
色彩を分離した１表現形式であるＹＣｒＣｂにデコード
される。ここでＹＣｒＣｂによる映像の表現形式は公知
であるため、詳しい説明は省略するが、Ｙは輝度の信
号、ＣｒＣｂは２元の座標系を構成し、色相と彩度を表
す色空間である。図１３に示すように、一般には、輝度
Ｙの座標系に対し、直角な円の半径が彩度に相当し、あ
る基準の位相からの角度データが色相に相当するものと
いえる。よって、ＣｒＣｂの両データで彩度と色相が特
定された色情報となる。なおＹＣｒＣｂによる表現形式
以外にもＹＵＶによる表現形式でもよい。これは輝度の
情報Ｙと彩度色相に相当するＵＶの座標系により色情報
を表現するものである。いずれにしても輝度と色彩を分
離した公知の表現形式（ここではＹＣｒＣｂによる表現
形式）を用いて、ビデオデコーダ６で輝度と色の情報に
分離され、これらの各データＹＣｒＣｂが画像メモリ７
（フレームメモリ）に記憶される。

【００６３】図１１の画像メモリ７から出力される各８
ビットの輝度信号ＤＹ、及び色信号ＤＣｒ、ＤＣｂは、
図１２に示す色データ抽出機構部２０に供給される。こ
こでは、その供給先は、Ｙ−Ｃｒ・ＬＵＴ回路２１、Ｙ
−Ｃｂ・ＬＵＴ回路２２、Ｃｒ−Ｃｂ・ＬＵＴ回路２
３、Ｙ−Ｃ・ＬＵＴ回路２４等である。ＬＵＴ回路を用
いた演算機は、公知のように、メモリの予め全ての入力
データに対する演算結果をメモリに登録しておき、アド
レス線をデータ入力に用いて、登録されたデータを選択
出力することにより字引的に演算結果を出力する方法で
ある。

【００６４】データ処理の流れを概略的に言えば、ＬＵ
Ｔ回路（補正用ルックアップテーブルメモリ）２１、２
２は、輝度の信号により色データに補正をかけ、ＬＵＴ
回路２３（色彩統合用ルックアップテーブルメモリ）、
同２４（補正用ルックアップテーブルメモリ）で画像デ
ータを限られた数の色グループに分割・統合して、８ビ
ット・２５６種類の色グループに統合する。そこで、図
１の画像入出力機構部１から入力される画像データＹ・
Ｃｒ・ＣｂにおいてＤはデータであることを示し、ま
た、前述の通り、Ｙは輝度を示し、ＣｒとＣｂは２次元
の色空間（色相彩度空間）を示している。

【００６５】カメラコントローラ４からの３ビットの信
号は、ＬＵＴ回路２１〜２４にＡ１６〜Ａ１８の３ビッ
トのデータとして供給される。まず初段のＹ−Ｃｒ・Ｌ
ＵＴ回路２１には、Ｃｒデータと共に輝度成分であるＹ
データ、及びカメラ番号とが入力され、Ｃｒデータにカ
メラ毎の輝度による補正がかけられるようになってい
る。同様にＹ−Ｃｂ・ＬＵＴ回路２２でもＣｂデータが
輝度成分であるＹデータにより補正されて出力されるよ
うに構成されている。この補正により照明条件変化の影
響を受けにくい色彩成分データが出力される。例えばカ
メラの絞りが変われば輝度データが変わるが、色データ
自身は実際には変わっていないにもかかわらず、それに
より色彩データＣｒ・Ｃｂが影響を受けると誤差となる
ので、輝度データの変化によって色彩成分データが影響
を受けないように、補正を行う。その補正形式として
は、例えば色彩成分データＣｒＣｂを輝度成分であるＹ
データの関数として演算したり、あるいは輝度成分Ｙの
データに応じた補正値もしくは補正係数を加えるといっ
たことができる。

【００６６】Ｙ−Ｃｒ・ＬＵＴ回路２１に入力されたＹ
データ及びＣｒデータの都合１６ビットの信号は、８ビ
ットの信号として、また、Ｙ−Ｃｂ・ＬＵＴ回路２２に
入力されたＹデータ及び色成分Ｃｂデータの都合１６ビ
ットの信号は、８ビットの信号として、それぞれＣｒ−
Ｃｂ・ＬＵＴ回路２３に供給される。つまり、Ｃｒ−Ｃ
ｂ・ＬＵＴ回路２３には輝度成分により補正された色彩
成分Ｃｒデータと、同じく輝度成分により補正された色
彩成分Ｃｂデータがそれぞれ８ビット、都合１６ビット
の信号として入力される。また、このＣｒ−Ｃｂ・ＬＵ
Ｔ回路２３には、カメラコントローラ４からのカメラ番
号の信号も入力される。ここで、カラーカメラ毎に色相
彩度空間のデータから必要な複数種（８ビット）の色グ
ループに統合（集約）され、さらにＹ−Ｃ・ＬＵＴ回路
２４において輝度を含めて監視に必要な色グループに分
割・統合され、ここでは８ビット表現２５６種類の色グ
ループ番号として結果ＫＤが出力される。このＫＤは、
図５のマーカ画素計数機構部４０に出力される。以下の
処理は、既に説明済のものと同様である。

【００６７】この回路によっても、入力画像２４ビット
（ＤＹ：８ビット、ＤＣｒ：８ビット、ＤＣｂ：８ビッ
ト）の約１６７７万色の色表現がカラーカメラ毎に統合
・分割され、２５６種類の色グループ信号として出力す
ることにより、情報量が約１／６万となり、容易で迅速
な計算が実現している。なお、図１２のように、５個の
ＬＵＴ回路を組合せる構成は、比較的小容量（８bit
等）の安価なメモリで構成できる利点があるが、これは
あくまでも１例示にすぎず、例えばこれら５つのＬＵＴ
回路を１つの大容量のＬＵＴ回路で構成することもでき
る。また、このようなＬＵＴ回路を用いることなく、ホ
ストコンピュータのシーケンスプログラムにおいて同様
な映像信号の分析・色グループへの統合、あるいはΣ
ｘ、Σｙ及びｎの演算等を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である動作データ作成装置の
全体構成を示すブロック図。

【図２】その画像入出力機構部の一構成例を示すブロッ
ク図。

【図３】同じく色データ抽出機構部の一構成例を示すブ
ロック図。

【図４】カラーコンバータの一構成例を示す回路図。

【図５】同じくマーカ画素計数機構部の一構成例を示す
回路図。

【図６】カラーマーカの重心位置演算の一例を示すフロ
ーチャート。

【図７】二次元ルックアップテーブルメモリ回路をより
詳しく示す回路図。

【図８】二次元ルックアップテーブルメモリの概念図。

【図９】一次元ルックアップテーブルメモリ回路をより
詳しく示す回路図。

【図１０】一次元ルックアップテーブルメモリの概念
図。

【図１１】画像入出力機構部の一変形例を示すブロック
図。

【図１２】色データ抽出機構部の一変形例を示すブロッ
ク図。

【図１３】輝度、色相及び彩度の関係を示す説明図。

【符号の説明】１画像入出力機構部（画像データ生成手段）２カラーカメラ３ビデオスイッチ（スイッチ）５Ａ／Ｄ変換器（映像信号デジタル変換手段）６ビデオデコーダ（情報分離手段）７画像メモリ（画像データ生成手段）２０色データ抽出機構部（マーカ指定色抽出手段）２１Ｙ−Ｃｒ・ＬＵＴ回路（補正用ルックアップテー
ブルメモリ）２２Ｙ−Ｃｂ・ＬＵＴ回路（補正用ルックアップテー
ブルメモリ）２３Ｃｒ−Ｃｂ・ＬＵＴ回路（色彩統合用ルックアッ
プテーブルメモリ）４０マーカ画素計数機構部（マーカ位置データ演算・
出力手段）５０動作データ作成システム１２５色彩統合用ＬＵＴ回路（色彩統合用ルックアッ
プテーブルメモリ）１２６輝度組込用ＬＵＴ回路（補正用ルックアップテ
ーブルメモリ）１５８画像転送の同期制御部（読出し制御手段）ＣＭカラーマーカＢ−Ｙ青色差信号（第二色彩成分情報）Ｒ−Ｙ赤色差信号（第一色彩成分情報）Ｙ輝度情報

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体にカラーマーカを取り付けるか、
又はその被写体の一部をカラーマーカとして定めた状態
において、その被写体の動作を撮影する１又は複数のカ
ラーカメラと、前記カラーカメラからの映像出力に基づくカラー映像信
号を、そのデコード処理を通じて各映像信号に含まれる
色情報を特定数の色グループに統合・集約することによ
り、前記カラー映像信号よりもデータ数の少ない画像デ
ータ（以下、色統合画像データという）を生成する色統
合画像データ生成手段と、その生成された色統合画像データに対し、前記カラーマ
ーカの色として予め指定された色（以下、マーカ指定色
という）の画素のデータを抽出するマーカ指定色抽出手
段と、その抽出されたマーカ指定色画素データに基づき、撮影
された被写体のカラーマーカ位置を演算し、その演算結
果として得られるマーカ位置データを前記被写体の動作
データとして出力するマーカ位置データ演算・出力手段
と、を備えたことを特徴とする動作データ作成システム。
【請求項２】前記カラー映像信号を、そのデコード処
理を通じて輝度の情報である輝度情報と、色彩成分の情
報である色彩情報とに分離する情報分離手段と、その輝度情報により色彩情報を補正する色彩情報補正手
段とを備え、前記色統合画像データ生成手段は、分離された色彩情報
を主体としてこれを特定数の色グループに統合・集約す
ることにより前記色統合画像データを生成するものであ
る請求項１記載の動作データ作成システム。
【請求項３】前記カラー映像信号をデジタル変換する
映像信号デジタル変換手段と、そのデジタル変換されたカラー映像信号を所定の時間間
隔にて取り込むことにより、前記被写体の画像データを
生成する画像データ生成手段とを備え、前記情報分離手段は、前記画像データの画素の色彩情報
に対しこれを単一の成分からなる輝度情報と、第一色彩
成分と第二色彩成分との２成分からなる色彩情報とに分
離するものとされ、前記色統合画像データ生成手段は、第一色彩成分情報と第二色彩成分情報とをそれぞれ特定
数のグループに分割した場合の、それら第一色彩成分情
報グループと第二色彩成分情報グループとの各組合せ
と、統合後の色彩情報（以下、統合後色彩情報という）
との対応関係を記憶した色彩統合用ルックアップテーブ
ルメモリを備え、各画素について、その第一色彩成分と
第二色彩成分とが対応する統合後色彩情報を前記色統合
用ルックアップテーブルメモリから字引的に読み出し
て、これをその画素の色彩データとするものである請求
項２記載の動作データ作成システム。
【請求項４】前記色彩情報補正手段は、前記統合後色
彩情報と前記輝度情報とをそれぞれ特定数のグループに
分割した場合の、それら統合後色彩情報グループと輝度
情報グループとの各組合せと、輝度補正後の色彩情報と
の対応関係を記憶した補正用ルックアップテーブルメモ
リを備え、各画素について、その統合後色彩情報と輝度
情報とが対応する輝度補正後色彩情報を、その画素の補
正後色データとして前記補正用ルックアップテーブルメ
モリから字引的に読み出すものである請求項３記載の動
作データ作成システム。
【請求項５】前記色情報補正手段は、前記第一色彩成
分及び第二色彩成分のそれぞれに対応して、その色彩情
報と前記輝度情報とをそれぞれ特定数のグループに分割
した場合の、それら色彩情報グループと輝度情報グルー
プとの各組合せと、輝度補正後の色彩情報との対応関係
を記憶した第一及び第二の補正用ルックアップテーブル
メモリを備え、各画素について、各色彩情報と輝度情報
とが対応する輝度補正後色彩情報を、その画素の補正後
色彩情報として、それぞれ対応する補正用ルックアップ
テーブルメモリから字引的に読み出すものとされ、前記色統合画像データ生成手段において、前記第一色彩
情報と前記第二色彩情報とはそれぞれ輝度補正後のもの
が使用される請求項３記載の動作データ作成システム。
【請求項６】前記カラー映像信号をデジタル変換する
映像信号デジタル変換手段と、そのデジタル変換されたカラー映像信号を所定の時間間
隔にて取り込むことにより、前記被写体の画像データを
生成する画像データ生成手段とを備え、前記マーカ位置データ演算・出力手段は、前記マーカ指
定色画素データに基づくカラーマーカ位置データの演算
・出力を、前記画像データの画素の転送周期と同期して
逐次行うものである請求項１ないし５のいずれかに記載
の動作データ作成システム。
【請求項７】前記マーカ位置データ演算・出力手段
は、画像データ毎に、前記マーカ画像領域に含まれる画
素の水平方向の座標成分ｘの総和Σｘと、同じく垂直方
向の座標成分ｙの総和Σｙと、各領域中の画素総数ｎと
を含むカラーマーカ位置データを演算・出力するもので
ある請求項６記載の動作データ作成システム。
【請求項８】前記各ルックアップテーブルメモリは、
前記第一及び第二の色彩成分情報、前記輝度情報あるい
は前記統合後色彩情報等の、読出し対象データ特定情報
をアドレス線にて指定することにより、そのアドレスに
て指定されるメモリセルから、読出し対象データ特定情
報にて特定される読出し対象データを字引的に読み出さ
れるものとなっており、また、各画像データに対する、前記ルックアップテーブ
ルメモリからの前記読出し対象データの読出し処理を、
前記画素の転送周期と同期して逐次的に行わせる読出し
制御手段が設けられている請求項６又は７に記載の動作
データ作成システム。
【請求項９】前記カラーカメラが複数台設けられ、それら複数台のカラーカメラが接続されて、各カメラと
の接続状態を切り替えることにより、前記被写体を撮影
するカメラを選択するスイッチが設けられている請求項
１ないし８のいずれかに記載の動作データ作成システ
ム。
【請求項１０】被写体にカラーマーカを取り付ける
か、又はその被写体の一部をカラーマーカとして定めた
状態において、その被写体の動作を撮影する１又は複数
のカラーカメラと、前記カラーカメラからの映像出力に基づくカラー映像信
号を所定の時間間隔にて取り込むことにより、前記被写
体の画像データを生成する画像データ生成手段と、その逐次生成される画像データに対し、前記カラーマー
カの色として予め指定された色（以下、マーカ指定色と
いう）の画素のデータを抽出するマーカ指定色画素抽出
手段と、そのマーカ指定色を有する画素の集合をマーカ画像領域
として、各画像データに対し、前記マーカ画像領域に含
まれる画素の水平方向の座標成分ｘの総和Σｘと、同じ
く垂直方向の座標成分ｙの総和Σｙと、各領域中の画素
総数ｎとを含むマーカ位置情報を前記画素の転送周期と
同期して逐次演算し、これを出力するマーカ位置データ
演算・出力手段と、を備えたことを特徴とする動作データ作成システム。