JPS589491A

JPS589491A - デジタルクロマキ−装置

Info

Publication number: JPS589491A
Application number: JP10742281A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Yamamoto; 嘉一山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1983-01-19
Also published as: JPH0347630B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、デジタルクロマキー装置に関する。

第１図は、周知のクロマキー装置の概略を示すもので、
（１）　（２）は前景及び背景の夫々を撮影するカラー
テレビジョンカメラ、（３）　（４）は前景カラービデ
オ信号及び背景カラービデオ信号が供給されるゲート回
路、（５）はこのゲート回路ｆ３）　（４）に対するキ
ー信号を発生するキー信号発生回路、（６）はゲート回
路（３１（４）の出力を混合して出力端子（力に導くミ
キサーである。第２図Ａに例示するように、バックカラ
ー例えば責の塗料がぬられたバックスクリーン（８）の
前に被写体（９）（例えは人物）が位置する前景ＱＯ）
がカラーテレビカメラ（１）で撮影され、キー信号発生
回路（５）において、この前景カラービデオ信号中の３
原色成分（Ｒ，Ｇ、Ｂ）を演算し、色相差を振幅差に変
換することによりキー信号が形成される。つまり、第２
図Ｃに示すように、被写体（９）の部分のみでゲートオ
ンとするキー信号が形成され、これがゲート回路（３）
に供給され、他方、第２図りに示すように、被写体（９
）以外の部分のみでゲートオンとするキー信号が形成さ
れ、これがゲート回路（４）に供給される。したがって
テレビジョンカメラ（２）で撮影される第２図Ｂに示す
背ｔ（ＩＩＩのうちで、被写体（９）の部分が除かれた
第２図Ｅに示す画像の信号がゲート回路（４）から発生
し、ゲート回路（３）からの被写体（９）と対応する信
号とミキサー（６）で混合されることにより、出力端子
（力には、第２図Ｆに示すように被写体（９）が背景（
ｌυにはめ込まれた画像の信号を得ることができる。

かかるクロマキー装置をデジタル処理で行なうときには
、前景カラービデオデータからバックスクリーン（８）
の色相と対応する基準データ例えば青のデータを減算す
ることによって被写体（９）のみのカラービデオデータ
を得るようになされる。ところが、実際のバックスクリ
ーン（８）が塗りムラを持っていたり、照明が不均一で
あると、前景カラービデオデータに含まれるバックスク
リーン（８）のデータは、必ずしも基準データと一致せ
ず、バックカラーのキャンセルが充分に行なわれず、そ
の結果、被写体（９）の輪郭にバックカラーの縁取り（
カラーフリンジ）が生じる欠点がある。

このような問題点を解決するひとつの方法として、予め
バックスクリーン（８）のみを撮影し、そのおき、次に
被写体（９）を含む前景ＱＯ）を撮影し、予め記憶され
たバックカラーデータを用いてカラーキャンセルを行な
うことが考えられる。この方法によると、実際に用いる
バックスクリーン（８）と全く対応したバックカラーデ
ータを用いることができ、バックスクリーン（８）の窪
りむら、照明の不均一さに対して有効に対処できるよう
に思われる。しかしながら、バックカラーデータの記憶
のためにだケ、フレームメモリーを用いるという無駄が
あり、また、前景００を撮影する際に、ズームイン、ズ
ームアウト、パンイン、パンアウト等のカメラ操作を行
なったときに、記憶してあったバックカラーデータが全
く無意味なものとなる欠点がある。

この発明の目的のひとつは、使用するバックスクリーン
（８）と良く対応のとれたバックカラーデータを発生す
ることである。また、この発明は、バックカラーデータ
の発生のために、フレームメモリーを必要とせず、また
、前−ｔ（１０）を撮影する除に種々のカメラ操作を行
なっても、正しいバックカラーデータを発生できるよう
にしたものである。

この発明に依り形成されたバックカラーデータによって
バックカラーのキャンセルを行なうことによって、力２
−フリンジを防止することができる。

以下、この発明なｙ、　ｕ、　ｖ信号系のデジタルカラ
ービデオ信号を対象とするデジタルクロマキー装置に対
して適用した一実施例について図面を参照して説明する
Ｌデジタルクロマキー装置の全体の構成を示す第３図にお
いて、０２１は、前景カラービデオデータＦＧＶＩＤと
背景カラービデオデータＢ（）、ＶＩＤとが夫々のタイ
ミング基準信号ＴＲ８と共に供給されるインターフェー
スである。このカラービデオデータは、カラーテレビジ
ョンカメラの出力（Ｒ％０１Ｂ、）をマトリックス演算
することで形成されたｌｉｅ信号Ｙ　、　色差信号Ｕ　
、　Ｖ　ヲ例、ｔば（１４ニアニア）の比のサンプリン
グ周波数でサンプリングしてなる各成分からなるもので
ある。インターフェースＱりは、各々のタイミング基準
信号ＴＲ８からデコードされたタイミング信号（水平同
期信号、垂直同期信号等）をみて、２つのカラービデオ
データＦＧ、ＶＩＤ及びＢＧ、ＶＩＤの位相を適切なも
のとし、後段に出力する。

０は、バックカラ・−データ形成回路である。前景カラ
ービデオデータＦＧ、ＶＩＤかβ後に詳述するようにバ
ックカラーデータが形成され、このバックカラーデータ
がキー信号形成回路ｕ荀支びカラーキャンセラーａυに
供給される。

キー信号形成回路（１４１は、色差信号をベースとして
キー信号を形成するもので、第４図に示すように、色度
座標系を形成する２つの色差信号Ｕ、　Ｖを用い、バン
クカラーと対応する基準値又はバックカラーデータの平
均値を基準データ（ＵＱ　、　Ｖｏ　）とし、前景カラ
ービデオデータＦＧ、　Ｖ　Ｉ　Ｄの各サンプルデータ
（Ｕ、Ｖ）とを比較演算し、その差に応じたキー信号を
発生するように構成される。例えば（Ｕｏ　、　Ｖｏ　
）を原点とする新たな座標系に対するサンプルデータの
射影成分ｘ、ｙの一次結合（Ｋ＝ｌｘｌ＋１ｙｌ）で表
わされるレベルのキー信号が形成される。このように発
生したキー信号そのものは、外乱を多く含んでいて、そ
のままでは使用できないので、キープロセッサ（１５）
において、上述のキー信号によるクリップ、このクリッ
プ出力のエツジタイミングの調整、ゲインの調整等の波
形整形処理が行なわれ、キー信号ＫＥＹが得られる。

カラーキャンセラー（１６）は、このキー信号ＫＥＹを
もとに、前景カラービデオデータＦＧ、ＶＩＤ中からバ
ックカラーを取り除く。例えば被写体（９）が透明な場
合に、透けて見えるバックカラーが除去される。具体的
には、バックカラー信号をキー信号ＫＥＹで糸幅変調し
、この変調出力を前景カラービデオデータＦＧ、ＶＩＤ
から減算するようになされる。このバックカラーの除去
は、Ｕ及びＶの信号だけについてなされ、輝度信号Ｙは
、単に通過するだけである。

このカラーキャンセラー（［６）には、遅延回路（１７
）を介して前景カラービデオデータＦＧ、　Ｖ　Ｉ　Ｄ
が供給される。キープロセッサ（１句における前述の波
形処理に要する時間に相当する遅延量を遅延回路（ｌη
がそして、カラーキャンセラー（１６）の出力ＣＡ　Ｎ
、Ｖ　ＩＤと背景カラービデオデータＢＧ、ＶＩＤとが
ミキサー（１８）に供給され、キー信号ＫＥＹをもとに
して両者のミキシングが行なわれる。このミキシングは
、２つのカラービデオデータＣＡＮ、　Ｖ　Ｉ　ＤとＢ
Ｇ。

ＶＩＤとを単にスイッチングして出力する方法の他に、
両者の境界において、一方のレベルを徐々に減少させる
と共に、他方のレベルを徐々に増大させるクロスフェー
ドの方法を用いることができる。このミキサー０８）の
出力は、デジタルフィルタ（ｌ翅を介してインターフェ
ース（２Ｉに供給される。デジタルフィルタ０９は、ミ
キサー（旧の出力の波形を整えるためのものである。

インターフェース（２０１は、カラーキャンセラー（１
６）から色消しかされたＣＡＮ。ＶＩＤとデジタルフィ
ルタ■からの合成カラービデオデータＫＹＤ、ＶＩＤと
、夫々のタイミング基準信号と、キー信号ＫＥＹとを外
部に出力するためのものである。

更に、マイクロプロセッサＣυ、ＣＲＴモニター（２２
及びコンソール（２階が設けられており、コンソール（
Ｊ３１からのユーザーのキー人力を翻訳してシステム内
部に伝達したり、各回路ブロックにおいて必要とされる
演算処理を行なったりできるようにされている。

上述のカラーキャンセラー（１６）及びミキサーＵは、
基本的には、第５図に示す構成のものである。同図にお
いて、（至）（２ω（２６＋の夫々は乗算器、ｃ２ｎは
減算器、（２＆は加算器、シ（至）は反転回路である。

前景０〔の−例として透明な椀形の器が被写体（９）で
あって、その中央部にバック實クリーン（８）が透けて
みえる場合には、キー信号形成回路（１４）において、
第６図Ａに示すようなキー（８号が発生し、キープロセ
ッサ（１５１において、一点鎖線で示すベースレベル及
びピークレベルによってクリップされ、同図Ｂに示すよ
うなキー１百号ＫＥＹが形成される。このキー信号ＫＥ
ＹのレベルをＫとし、その最大レベルの相対値を１とす
ると、反転回路＆ｉから（１−Ｋ）のレベルとされた第
６図Ｃに示すキー信号が発生する。

キー信号は、例えば８ビツトのサンプルが順次含まれる
デジタルキー信号であるが、第６図では、理解の容易の
ため、アナログ波形でもってキー信号を表わしている。

そして、乗算器Ｃ２４１によりバックカラーデータＢＣ
ＤＴと（１−Ｋ）のレベルとされたキー信号とが乗算さ
れ、減算器（２７）において前景カラービデオデータＦ
Ｇ、ＶＩＤから減算される。したがって、減算器（２７
）の出力には、前景カラービデオデータＦＧ。

ＶＩＤ中の透けて見えるものも含めてバックカラーがキ
ャンセルされた、カラービデオデータＣＡＮ。

ＶＩＤが得られる。

また、ミキサー（１（至）の乗算器（２５）においてこ
のカラービデオデータＣＡＮ、ＶＩＤとキー信号ＫＥＹ
とが乗算されると共に、乗算器（２６）において、背景
カラービデオデータＢＧ、ｖＩＤと（１−Ｋ）のキー信
号とが乗算され、これらの乗算器（２５）　ｔ２６）の
出力が加算器（２８）に供給される。したがって加算器
（２８１の出力には、背景（１υに被写体（９）がはめ
込まれると共に、被写体（９）が透明な器のときには、
背景（１υが透けて見えるようなカラービデオデータＫ
ＹＤ、ＶＩＤが倚られることになる。

上述のバックカラーデータ形成回路（１３）の構成は、
第７図に示すものとされている。第、７図において、（
３０）及び０１）の夫々は、例えば読出し及び書込アク
セスが同時に可能なバッファメモリーを示しており、こ
のバッファメモリー（至）６υは、コントロール回路（
３２１によって書込み及び胱出し動作が制御される。

インターフェース（１２）からの前景カラービデオデー
タＦＧ、ＶＩＤ中の例えばイサンプル８ビツトの一方の
色差データＵｉが遅延回路−を介してバッファメモ’）
　−（３０）に供給され、その他方の色差データ■１が
遅延回路３復を介してバッファメモリー（３ｆ）に供給
される。この遅延回路−ｔａ４Ｊの遅延量は共に等しく
、αとされており、この遅延量αは、後述するライン相
関検出のために心安な時間と等しいものとされている。

そして、バッファメモリー（３０）　（１３υは、（Ｉ
Ｈ−α）分（ＩＨは１ライン）の色差データを記憶でき
る容量とされている。したがって、遅延回路Ｑ図に入力
される色差データＵ！、Ｖｉと、バッファメモリー（３
１ｊ　（３υの各出力に現れる色差デーる関係となる。

また、減算器（３５１Ｇ（ｆｉｔ　、　ラッチ（３７）
（３Ｓ　、　ＲＯＭ　（３９）（４０）　、　ラッチ（
４υ（４り、加算器（４増、ラッチ（偵、比較器（句か
らなるライン相関検出回路が設けられている。減算器（
３５）において（Ｕｉ−Ｕｉ−１−△Ｕ）の演算がなさ
れ、その出力△Ｕがラッチ１３７）に保持され、ＲＯＭ
（３９１においてその絶対値１△Ｕ１が形成され、ラッ
チ（４１）に保持される。同様に減算器（３６＋　、　
ＲｏＭ（４０）　、　２ツテ（至）（４２１によってラ
イン間での色差データの差の絶対値１△■１が形成され
る。これらが加算器（４３で加算されラッチ（伯に保持
される。そして、比較器（４５）では、所定のレベルの
基準データＶＴＨと１△■１＋１△Ｕ１との比較がなさ
れ、（ＶＴＨ）ｌ△Ｖｌ＋ｌ△Ｕｌ）のときには、０”
の比較出力が発生し、（ＶＴＨ（ｌ△Ｖ１＋１△Ｕｌ）
のときには、′１”の比較出力が発生する。この比較出
力がシフトレジスタ（４６）及びオアデー）　（４７）
によって適当な幅の判定信号Ｓｏとなされる。（５Ｏ＝
＝＝　１”）は、ライン相関があることを意味し、（Ｓ
Ｏ＝″１１”）は、ライン相関がないことを意味する。

このオアデー）　（４７）からの判定信号ＳＯは、セレ
クタ（５０）ｔ５υの状態を制御すると共に、バッファ
メモリーのコントロール回路Ｃ３４に供給され、バック
アメモリ−圓６υの書込動作を禁止する。セレクタ６０
）には、遅延回路６島を介されたデータＬｌｉと、遅延
回路（州を介されたデータＵｉ−１とが供給され、同様
に、セレクタ６〃には、遅延回路図（佃を介されたデー
タ■１及びＶｌ−１が供給されている。この遅延回路（
州（４９）の遅延量は、遅延回路□□□（ロ）と等しく
αとされている。セレクタ（５０）　５υの夫々は、（
ＳＯ＝＠Ｏ”）の状態で遅延回路０１（ロ）の出力Ｕｉ
、Ｖｉを選択し、（５Ｏ＝Ｉ＋　１”）の状態テ遅延回
路（４ａｌ　（４９１ｆ）　出力Ｕｉ−１゜■ムー１を
選択し、このセレクタ１６１１５υからバックカラーデ
ータＢＣＤＴの１サンプルＵ、Ｖが発生する。

−例として第８図に示すように、バックスクリーン（８
）の前に被写体（９）が位置する前景ＯＱを考えること
にする。簡単のため、１フレームのライン数を起１〜２
９としている。まず、破切の第１ラインｇｌのデータは
、初期値として用いられ、バッファメモリー関（３υに
ロードされると共に、出力として取り出される。次の第
２ラインＱ２のデータは、その前半及び後半の部分は、
バックスクリーン（８）の色差データであり、中間の部
分に被写体（９）である人物の頭部のデータである。し
たがって、第２ラインＱ２の前半及び後半では、第１ラ
イン２１とライン相関があるため、（Ｓｏ＝″０”）の
判定信号が発生し、色差データがバッファメモリー（至
）６υニ書込まれると共に、遅延回路３復の出力がセレ
クタ１６０）　（５１）で取り出されてバックカラーデ
ータＢＣＤＴとして出力される。また、第２ライ八氾２
の中間の部分で被写体（９）のデータが発生すると、こ
れは、ライン相関がないため、（ＳＯ＝″′１”）とな
り、バックアメモリ−（３０）（３１）に貯えられてい
た第１ラインｇ１の対応する部分の色差データが選択さ
れて出力される。これと共に、バックァメモリー−０１
）の書込動作が禁止されるので、バッファメモリー（至
）６υに貯えられるデータの最新のものへの更新が中止
され、以前の第１ライン妃１のデータが保存されること
になる。

上述の動作は、第３ラインＱ３以後も繰り返して行なわ
れるので、セレクタ（５０）　ｔ５υから現れるバック
カラーデータＢＣＤＴは、被写体（９）の領域を除いて
は、現に撮影しているバックスクリーン（８）と完全に
対応したものとなり、また、被写体（９）の領域内でも
、略々対応がとれたものとなる。

このようにして得られたバックカラーデータＢＣＤＴは
、前景カラービデオデータＦＧ、ＶＩＤと同期してカラ
ーキャンセラー（１６）に供給され、前述のように、前
景カラービデオデータＦＧ、ＶＩＤ中のバックカラーを
キャンセルするのに用いられる。

また、このバックカラーデータの平均値を形成し、これ
をキー信号形成回路α滲に対して基準データとして供給
するようにしても良い。

上述の一実施例の説明から理解されるように、この発明
においては、前景カラービデオデータから相関の有無に
よってバックスクリーンか、被写体かの判別を行ない、
相関があるときは、バックスクリーンと判断し、相関が
ないときは、被写体と判断するので、現に撮影中の前景
に含まれるもすることができる。したがってバックスク
リーンの塗りムラ、照明の不均一などかあやても、これ
と対応するバックカラーデータを得ることができる。

一例として、前景カラービデオデータＦＧ、ＶＩＤが青
のバックスクリーン（８）の前に赤に近い色相の被写体
（９）が位置している場合を考えると、バックスクリー
ン（８）から被写体（９）に移行する境界部では、Ｕ、
Ｖ座像系において色差データがバックカラー（青）から
被写体（９）の輪郭部のデータ（Ｕｌ、Ｖｌ）へ変化し
、第９図Ａに示すような軌跡が描かれる。

第９図Ａにおいて、点線枠内のランダムな軌跡は、使用
したバックスクリーン（８）が持つ塗りムラ、照明の不
均一さのために生じたものである。

冒頭に説明したように、カラーキャンセル時に、基準の
バックカラーデータ（Ｌｌｏ、Ｖｏ）を用いる方法によ
れば、キャンセル後のカラービデオデータＣＡＮ、Ｖ　
Ｉ　Ｄは、第９図Ｂに示すように、境界部にバックカラ
ーデータが残留したものとなる。したかって、この残留
成分のうち、第１象覗４．第３象現、第４象現に含まれ
る残留成分が被写体（９）の色相と大きく異なるため、
カラーフリンジとして目立つ問題点がある。

しかるに、この発明に依れば、実際に用いるバックスク
リーン（８）と対応の良くとれたバックカラーデータに
よってカラーキャンセルを行なうので、前景カラービデ
オデータＦＧ、ＶＩＤ中のノくツクカラーデータを充分
にキャンセルでき、カラービデオデータＣＡＮ、　Ｖ　
Ｉ　Ｄの境界部には、第９図Ｃに示すように、バックカ
ラーデータが殆ど残留しない。

したがって、この発明によれば、カラーフリンジの発生
を防止することができる。

更に、この発明により形成されたバックカラーデータを
キー信号形成に用いると、キー信号のエツジ部にノイズ
が重畳され、ディザ−効果によって合成画像のバックス
クリーンと仮写体との境界がなめらかになる効果も生じ
る。

なお、このディザリング用のノイズ源として用いない場
合は、キー信号形成回路＜１４）で発生ｌ、たキー信号
を判定信号ＳＯとして用いるようにしても良い。この場
合には、レベル比較器（４５１に供給される基準データ
ＶＴＲは、キープロセッサ０勺で用いられるベースクリ
ップレベルに等しく選ばれる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のクロマキー装置の概略の構成
図及びその動作説明に用いる路線図、第３図はこの発明
が適用されたデジタルクロマキー装置の一実施例の全体
の構成を示すブロック図、第４図はキー信号発生の説明
に用いる路線図、第５図及び第６図はこの発明の一実施
例におけるカラーキャンセラー及びミキサーの説明に用
いるブロック図及び波形図、第７図はこの発明の一実施
例におけるバックカラーデータ形成回路のブロック図、
第８図及び第９図はバックカラーデータ形成回路の動作
説明に用いる略称図である。（８）はバックスクリーン、（９）は被写体、（１υは
背景、ｕａＨ末バツバツクカラーデータ形成回路（１４
１はキー信号形成回路、ａ６）はカラーキャンセラー、
（国はミキサー、（至）（３１）はバッファメモリー、
イクはバツファメモリーのコントロール回路、（５Ｈ］
）はセレクタである。特開昭５８−９４９１（７）

Claims

【特許請求の範囲】

前景カラービデオデータが供給されるメモリー装置と、
この前景カラービデオデータ中のバックスクリーンと被
写体とを判別する判別手段と、この被写体と対応するカ
ラービデオデータの上記メモリー装置に対する書込を禁
止する手段と、上記前景カラービデオデータと上記メモ
リー装置の出力との一方を選択してバックカラーデータ
として出力する手段と、上記前景カラービデオデータか
もキー信号で変調された上記バックカラーデータを減算
するカラーキャンセラーと、このカラー大ヤンセラーの
出力に得られるカラービデオデータと背景カラービデオ
データとをキー信号によって合成する、合成手段とを備
えてなるデジタルクロマキー装置。