JPS63175584A - 被写体像抜き取り装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 この発明は動画像映像信号から目的とする被写体像だけ
を取り出す被写体像抜き取り装置に関するものである。

「従来の技術」 動画像映像信号の中から目的とする被写体像だけを抜き
出す装置としてはクロマキー装置がよくしられており、
放送局等における番組作製等に広く利用されている。し
かしながら、この装置においては入力する映像信号は均
一色の背景である必要があり、その背景色以外の色成分
を被写体像とするものであり、利用できる映像はスタジ
オ等において青等の均一な背景のもとで撮像されたもの
にかぎられていた。このため、この装置が使用できる範
囲は非常に狭く、任意の場所で撮像した映像信号の中か
ら目的とする被写体像を抜き出すことが出来ないという
問題があった。

この発明の目的は、前述のクロマキー装置におけるよう
な入力映像信号に対する制限を緩和させることにより適
用範囲の広い被写体像抜き取り装置を提供することにあ
る。

「問題点を解決するための手段」 この発明によれば背景像の映像信号が背景メモリに記憶
され、その記ｔ９された背景像の映像信号は読み出し手
段により入力映像信号と同期して読み出される。その読
み出された背景像の映像信号と入力映像信号とのレベル
の差分値が背景差分演算手段により画素毎に演算される
。その演算された差分値は２値化手段によりあらかじめ
定められているしきい値により２値化される。その２値
化された差分値は輪郭補正手段により補正されて映像抜
き取り信号が作製される。その輪郭補正手段は入力映像
信号の各画素毎にその画素、つまり補正対象画素の上下
左右の各領域内の各画素に対応する前記２値化したレベ
ル値が取り出され、その上下左右の各領域毎に取り出さ
れたその画素の２値化レベル値を基にその上下左右の各
領域での２領化レベルが判定され、その判定された２値
化レベル値の内の上下の各領域の２値化レベル値と前記
補正対象画素に対する２値化レベル値とからその補正対
象画素の垂直レベル値が判定される。また前記判定され
た左右の各領域の２値化レベル値と前記補正対象画素に
対する２値化レベル値とからその補正対象画素の水平レ
ベル値が判定される。

前記補正対象画素の水平レベル値と前記補正対象画素の
垂直レベル値とからその補正対象画素の２値化レベル値
が判定され、その判定により求められた２値化レベル値
がその画素に対する前記映像抜き取り信号のレベルとさ
れる。

つまりこの発明では背景像の映像信号を予め記憶してお
き、これと入力映像信号との差をとり、所定値以上の差
分が生じた部分を被写体像の部分とし、しかも被写体像
の部分の変動を輪郭補正手段により補正することにより
正しい映像抜き取り信号を得ている。

「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示す。

まず、背景ロードスイッチ１１を押下して入力しようと
する映像信号と同一の静止した背景だけの映像信号を入
力端子１２より入力し、背景像の映像信号を背景メモリ
１３に記憶させる。つまり背景ロードスイッチ１１は被
写体が背景のみの状態の時にオンにして背景像映像信号
を記憶しておく。その後、取り出したい被写体像を撮影
し、その際にその入力端子１２からのその映像信号と同
期して背景メモリ１３に記憶した背景像の映像信号が読
みだされ、両映像信号は背景差分演算回路１４に入力さ
れる。背景差分演算回路１４は背景メモリ１３より入力
される背景像の映像信号と端子１２から入力される映像
信号との画素毎の差分を演算し、その各画素の差分値（
絶対値）を２値化回路１５に入力する。２値化回路１５
は背景差分演算回路１４より入力される差分値を一定の
しきい値βで２値化した信号を作る。

第２図は以上の動作を説明する図であって、同図ａは背
景メモリ１３より出力される背景像の映像信号、ｂは入
力端子１２に入力される入力映像信号、Ｃは背景差分演
算回路１４から出力される差分値の信号、ｄは２値化回
路１５より出力される映像抜き取り信号である。すなわ
ち、背景像の映像信号ａと入力映像信号すとの差分を画
素ごとに演算することにより、両信号の差Ｘだけの差分
信号Ｃが得られる。

以上の説明で明らかな様に、差分値信号Ｃには背景部分
は背景像の映像信号と入力映像信号とのレベルが等しい
ため常に“′０゛となり、抜き取ろうとする映像の部分
だけにレベルが発生ずる。したがって、同図Ｃに示す様
に適当なレベルｌでその差分信号Ｃを２値化することに
より得られた２値化信号ｄは抜き取ろうとする被写体像
の映像部分だけが高レベルとなるので、この信号を映像
抜き取り信号として、第１図中の映像ゲート１６で入力
端子１２からの入力映像信号から目的とする映像信号を
抜き取ることができる。

しかしながら、背景像の映像信号ａと入力映像信号すと
のレベル差が少ない部分がある場合には、両信号の差が
無くなり背景差分演算回路１４より出力される差分信号
Ｃは２値化回路１５におけるしきい値以下となるため、
２値化回路１５より出力される２値化信号ｄ　（第２図
ｄ）には抜き取ろうとしている部分中に低レベル（０”
）の部分が生じ、この信号を映像抜き取り信号ｅとして
映像信号を抜き取ると、前記の抜き取った映像信号は雑
音の多い抜き取り画面となる。

このため、この発明では２値化回路１５から出力される
２値化信号ｄは輪郭補正回路１７により前記抜き取り部
分内の低レベル部分（“０”）を高レベル１１″）にな
るように補正した映像抜き取り信号ｅを映像ゲート回路
１６に供給し、映像ゲート回路１６により映像入力信号
すから映像抜き取り信号が高レベル（“１”）の部分だ
けを抜き取ることにより目的とする物体だけの抽出信号
が得られる。第１図中の入力端子１２から映像ゲートの
回路１６へ供給する映像遅延回路１８は前記抜き取り信
号ｅを作るまでに要する処理時間を補正し、映像ゲート
回路１６に入力する入力映像信号と映像抜き取り信号と
の位相を一致させるためのものである。

第３図は第１図の輪郭補正回路１７の動作を説明する図
であって、同図ａは入力される映像信号の画素の走査方
向を示しており、２１は映像の領域、２２は水平走査方
向、２３は垂直走査方向である。すなわち、ここでは映
像領域２１を左上から右下の方向へ水平ライン毎に走査
しているものとする。なお、補正しようとしている補正
対象画素２４と補正対象画素２４を含む映像領域の一部
である微少領域２５を示す。

第３図すは前記微少領域２５の拡大図であって、補正画
素２４に対する上部レベル判定画素領域２６、下部レベ
ル判定画素領域２７、左部レベル判定画素領域２８、右
部レベル判定画素領域２９をそれぞれ示す。

一般に、背景と類似したレベルの被写体像であっても実
際には陰影等によるレベル差があり広い領域に渡り均一
で有ることはまれである。また、背景像も同様であり、
背景像映像信号と被写体部分の映像信号との各画素の差
分の２値化値が連続して“０″　（背景）となる場合は
非常に少ない。

一方、背景部分は同一の映像信号で有り、差分の２値化
値は雑音の無い場合は“Ｏ”となる。

したがって、輪郭補正回路１７は近傍２５の画素の差分
の２値化値が“０゛となっており、その補正画素２４の
部分が１″となっているところを“０”に修正し、近傍
２５の画素の差分の２値化値が“１”　（被写体像）と
なっており、その補正画素２４部分が“０”となってい
るところを“１”に修正する。さらに、この輪郭補正回
路１５の処理時間は映像信号を実時間で処理するために
は高速であることが要求される。これを実現するため、
輪郭補正回路１５は第３図すに示す様に補正対象画素２
４の上下左右それぞれに上部レベル判定画素領域２６、
下部レベル判定画素領域２７、左部レベル判定画素領域
２８、右部レベル判定画素領域２９を設け、それぞれの
判定領域における２値化レベルの値を判定する。各判定
領域の画素数は多いと細かい変化に追従出来ず、少ない
と補正しきれない画素が生じるが、実際には１〜２画素
が適当である。各領域のレベル値の判定法は判定領域内
の画素数が１の場合は何もせず、２以上の場合は多数決
とし、同数は“１′′と判定する。

次ぎに、上部レベル判定画素領域２６、下部しベル判定
画素領域２７でそれぞれの前記レベル判定結果と補正対
象画素２４の２値化レベル値とから多数決により垂直方
向で判定した補正対象画素２４の垂直レベル値を判定す
る。これと独立に、左部レベル判定画素領域２８、右部
レベル判定画素領域２９でそれぞれの前記レベル判定結
果と補正対象画素２４の２値化レベル値とから同様に多
数決により水平方向で判定した補正対象画素の水平レベ
ル値を判定する。引き続き、前記垂直レベル値と前記水
平レベル値の論理和をとり補正対象画素２４の２値化レ
ベル値を決定する。

第４図は第３図で説明した輪郭補正回路１５を実際に処
理する回路の例である。２値化回路１５の出力は下部判
定画素抽出回路３１に入力され、下部判定画素抽出回路
３１に上部判定画素抽出回路３２が縦続接続される。下
部判定画素抽出回路３１および上部判定画素抽出回路３
２はそれぞれ１水平走査期間の遅延量を持つ遅延回路（
ＩＨＤＬ）を必要な画素数だけ縦続的に並べることによ
り入力される２値化信号より必要な各画素の２値化レベ
ル値を取り出すことが出来る。第４図では画素数が２の
場合を例示している。下部判定画素抽出回路３１及び上
部判定画素抽出回路３２の接続点から補正対象画素２４
の２値化レベル値ｆが導出される。下部判定画素抽出回
路３１、上部判定画素抽出回路３２でそれぞれ抽出され
た各判定画素領域の２値化レベル値はそれぞれ下部レベ
ル判定回路３３および上部レベル決定回路３４に入力さ
れ、それぞれ多数決により各判定画素領域の２値化レベ
ル値が判定される。第４図の例では入力される２値化レ
ベル値の数は２であるから、実際にはこれら判定回路３
３．３４は論理和回路となる。この下部レベル判定回路
３３および上部レベル判定回路３４の出力は補正対象画
素の２値化レベル値ｆと共に垂直レベル決定回路３５に
入力され、ここで多数決により補正対象画素の垂直レベ
ル値が求められる。

一方、補正対象画素の２値化レベル値ｆは右部判定画素
抽出回路３６に入力され、これに左部判定画素抽出回路
３７が縦続に接続され、それぞれの回路により必要な水
平方向の画素の２値化レベル値を取り出す。この布部判
定画素抽出回路３６および左部判定画素抽出回路３７は
それぞれ１画素走査期間の遅延量を持つ遅延回路（１ｐ
ｅｌＤＬ）を必要な画素数だけ縦続に接続することによ
り必要な各画素の２値化レベル値を取り出すことが出来
る。右部判定画素抽出回路３６、左部判定画素抽出回路
３７で抽出されたそれぞれの判定領域の画素の２値化レ
ベル値はそれぞれ右部レベル判定回路３８、左部レベル
判定回路３９により各画素領域における２値化レベル値
が判定され、補正対象画素２４の２値化レベル値ｆ′と
共に水平レベル判定回路４１に入力され、ここで補正対
象画素の水平レベル値が求められる。それぞれの判定回
路における動作は垂直レベルの判定の場合と同じである
。

つぎに、遅延回路（ＤＬ）４２は前記対象画素の水平レ
ベルを求めるのに要する処理時間を補正するもので、右
部判定画素数の画素走査に必要な時間の遅延量を持つ。

第３閏の例では２画素走査に要する時間だけ信号を遅延
させる回路である。この遅延回路４２により、補正対象
画素の前記垂直レベル値と水平レベル値とは同一のタイ
ミングでレベル決定回路４３に入力され、論理和をとる
ことにより補正対象画素２４のレベル値が決定され、映
像抜き取り信号ｅが出力される。輪郭補正回路１７は以
上の様な動作をするので、非常に早い速度で正確な輪郭
を有する被写体像の部分を示す映像抜き取り信号を作製
することができる。

この映像抜き取り信号ｅを映像ゲート回路１６に供給し
、映像抜き取り信号が“１”の部分の映像だけを抜き取
ることにより被写体像の部分を抜き取った映像信号かえ
られる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、入力映像信号
の背景像と入力映像信号の間の差信号を基に、各画素毎
に上下左右の差信号を参照して被写体領域内の画素であ
るかどうかを高速で判定し、その結果を基に入力映像信
号の中から被写体像を抜き取るので、背景像が変化しな
い限り非常に精度良くかつ高速度で入力映像信号中の目
的とする被写体像を抜き取ることができるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図は第１図の
動作を説明する波形図、第３図は第１図の輪郭補正回路
１７の動作を説明するための画像と、その一部拡大した
各レベル判定画素領域を示す図、第４図は第１図中の輪
郭補正回路１７の具体例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 背景像の映像信号を記憶する背景メモリと、入力映像信
   号と同期して記憶している背景像の映像信号をその背景
   メモリから読み出す読み出し手段と、 前記背景メモリから読み出される背景像の映像信号と入
   力映像信号とのレベルの差分値を画素毎に演算する背景
   差分演算手段と、 その差分値をあらかじめ定められているしきい値により
   ２値化する２値化手段と、 その２値化した差分値を補正し映像抜き取り信号を作製
   する輪郭補正手段と、 その映像抜き取り信号により前記入力映像信号から被写
   体像を抜き取る映像ゲート手段とを有し、前記輪郭補正
   手段は前記入力映像信号の各画素毎にその画素（補正対
   象画素）の上下左右の各領域内の各画素に対応する前記
   ２値化したレベル値を取り出す手段と、 前記上下左右の各領域毎に取り出されたその画素の２値
   化レベル値を基に前記上下左右の各領域の２値化レベル
   を判定する手段と、 その判定した２値化レベル値の内の上下の各領域の２値
   化レベル値と前記補正対象画素に対応する２値化レベル
   値とからその補正対象画素の垂直レベル値を判定する手
   段と、 前記判定した上下左右の各領域の２値化レベル値の内の
   左右の各領域の２値化レベル値と前記補正対象画素に対
   応する２値化レベル値とから前記補正対象画素の水平レ
   ベル値を判定する手段と、前記補正対象画素の前記水平
   レベル値と前記補正対象画差の前記垂直レベル値とから
   その補正対象画素の２値化レベル値を判定し、その判定
   により求められた２値化レベルをその画素に対する映像
   抜き取り信号のレベルとする手段とからなる被写体像抜
   き取り装置。