KR100281791B1 - 영상 신호 합성 장치 및 그 방법 - Google Patents

영상 신호 합성 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

3개 이상의 영상 신호를 합성한 경우에 매끄러운 엣지 및 교차 영역을 얻을 수가 있고, 더욱이 부자연한 그림이 보이는 일이 없는 영상을 얻는 영상 신호 합성 장치 및 그 방법을 실현한다.
키 신호 및 깊이 신호를 포함하는 최소한 3개의 영상 신호를 합성하는 영상 신호 합성 장치에 있어서, 전단의 출력이 다음 단의 한 입력으로 되도록 캐스캐이드 접속되고, 2개의 영상 신호를 합성하는 최소한 2개의 2 입력 컴바이너(1,2)와, 입력 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위를 판정하는 판정 회로(3)와, 판정 회로(3)의 판정 결과에 의거해 입력 영상 신호를 배치순으로 나란히 대체하여 각 컴바이너(1,2)의 입력에 병렬적으로 출력하는 절환 회로(4)를 설치하고, 판정한 배치순으로 각 영상 신호를 순차 합성한다.

Description

영상 신호 합성 장치 및 그 방법
제1도는 본 발명에 따른 3채널 DME 컴바이너(combiner)의 한 실시예를 도시하는 구성도.
제2도는 종래의 3 채널 DME 컴바이너의 기본 구성을 도시하는 도면.
제3도는 2개의 평면이 교차하는 경우의 2채널 컴바이너의 합성 동작에 있어서 기본적인 엣지 처리를 설명하기 위한 도면.
제4도는 3개의 화상의 배치예를 도시하는 도면.
제5도는 3개의 화상의 영상 신호의 합성 순서의 예를 도시하는 도면.
제6도는 종래의 3채널 DME 컴바이너의 과제를 설명하기 위한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 제1의 2채널 컴바이너 2 : 제2의 2채널 컴바이너
3 : 배치 순위 판정 회로 4 : 매트릭스 스위쳐
[산업상의 이용분야]
본 발명은 3개 이상의 영상 신호를 합성하는 영상 신호 합성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
복수의 2차원 영상 신호를 합성하여 3차원의 영상 신호를 얻는 영상 신호 합성 장치로서, DME(Digital Multi Effector) 컴바이너가 알려져 있다.
제2도는 3개의 영상 신호를 합성하여 3차원 영상을 얻는 종래의 3채널 DME 컴바이너의 기본 구성을 도시하고 있다.
이 3채널 DME 컴바이너는 2개의 제1 및 제2의 2채널 컴바이너(1,2)를, 말하자면 캐스캐이드(cascade) 접속하여, 먼저, 2개의 영상 신호 DME1과 DME2를 제1의 2채널 컴바이너(1)로 합성하고, 이 합성 영상 신호 DME12와 나머지 영상 신호 DME3를 제2의 2채널 컴바이너(2)로 합성함으로써 소망의 합성 영상 신호 DME123를 얻도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 제1 및 제2의 2 채널 컴바이너(1,2)에 입력되는 영상 신호는 비디오 신호 V, 키 신호 K 및 깊이 신호 Z로 이루어지고, 키 신호 K 및 깊이 신호 Z를 소망의 값으로 적절하게 조합시킴으로써, 합성 영상의 엣지 및 교차 영역을 꺼칠꺼칠한 것이 없는 매끄러운 것으로 할 수가 있다.
여기에서, 2채널 컴바이너의 합성 동작에 있어서의 기본적인 엣지 처리를 2개의 평면 A, B가 교차하는 경우를 예로, 제3도를 사용해서 설명한다. 또한, 도면중 BG는 백그라운드, a는 평면 B위에 평면 A가 있는 영역의 엣지, b는 평면 A 위에 평면 B가 있는 영역의 엣지, c는 백그라운드 위에 평면 A가 있는 영역의 엣지, d는 평면 A와 평면 B와의 교차 영역을 각각 도시하고 있다.
엣지 a : 다음 (1)식에 나타낸 바와 같이 A 입력 키 신호 KA를 사용해서 비디오 신호 VA와 VB를 혼합한다.
KA·VA+ (1 - KA)·VB.... (1) (단, 0 ≤ KA≤1)
엣지 b : 다음 (2)식에 나타내는 바와 같이 B 입력의 키 신호 KB를 사용해서 비디오 신호 VA와 VB를 혼합한다.
KB·VB+ (1 - KB)·VA.... (2) (단, 0 ≤ KB≤1)
엣지 c : 다음 (3)식에 나타내는 바와 같이, 키 신호 KA와 KB와의 합성 키신호 KBG를 사용해서, 그림 F와 백그라운드 BG를 혼합한다.
KBG·VF+ (1 - KBG)·VBG.... (3)
KBG+ 1 - (1 - KA)(1 - KB)
교차 영역 d : 깊이 신호 ZA, ZB를 사용해서, 일종의 키 신호인 우선 신호 ZAB를 생성하고, 다음의 (4)식에 표시하는 바와 같이 비디오 신호 VA와 VB를 혼합한다.
ZAB·VA+ (1 - ZAB)·VB.... (4)
2채널 컴바이너를 이상의 처리를 행하는 것에 의해 매끄러운 엣지 및 교차 영역을 갖는 합성 영상을 얻고 있다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
그러나, 상기의 기능을 갖는 2 대의 2채널 컴바이너를 캐스캐드 접속한 종래의 3채널 DME 컴바이너는 합성하는 각 화상에 대응한 영상 신호의 합성 순서와 그림의 배치 위치의 상하 관계에 따라서는 매끄러운 엣지가 얻어지지 않고, 계단 형상을 이루는 부자연한 엣지 밖에 얻어지지 않는 문제가 있다.
다음에, 이 문제에 대해서 더욱 상세히 기술한다.
또한, 여기에서는 설명의 간단화를 위해 제 4 도에 도시하는 바와 같이, A, B, C의 3개의 평면 화상을 위해서 A,B,C의 순으로 겹쳐진 경우에 대해서 제 5 도 및 제 6 도를 사용해서 설명한다.
제 5 도의 a에 도시하는 바와 같이, 화상 A의 영상 신호 DMEA와 화상 B의 영상신호 DMEB를 합성한 후에, 합성 영상 신호 DMEAB와 화상 C의 영상 신호 DMEC를 합성한 경우, 즉 깊이 순으로 합성한 경우에는 A와 B의 합성 화상 AB는 키 신호 K에 의해 A와 B가 혼합되어서 A의 엣지는 매끄럽게 된다.
그래서, 합성 화상 AB와 화상 C를 합성한 경우에도, 키 신호 K에 의해 B와 C가 혼합되어서 B의 엣지는 매끄럽게 된다.
이것에 대해서, 제 5 도의 b에 도시하는 바와 같이 화상 A의 영상 신호 DMEA와 화상 C의 영상 신호 DMEC를 합성한 후에 합성 영상 신호 DMEAC와 양화상 AC의 중간에 위치하는 화상 B의 영상 신호 DMEB를 합성하는 경우, B의 엣지는 키 신호 K에 의해 B와 C가 혼합되어서 매끄럽게 되나, A의 엣지는 키 신호가 없기 때문에 꺼칠꺼칠하게 되어 버린다.
구체적으로는 먼저 화상 A와 화상 C를 합성하므로서 제 6 도의 a에 도시하는 바와 같이, A의 엣지 부분에 보여서는 안되는 C의 그림이 나와 버린다.
C의 그림을 보이지 않게 하려면 양화상 A, C의 합성을 하지 않으면 좋으나, 이 경우에는 제 6 도의 b에 도시하는 바와 같이, 엣지가 꺼칠꺼칠해진다.
이 문제는, 상술한 바와 같이, 합성의 순서를 배치 순위가 높은(또 낮은) 순서로 행하면 회피할 수 있으나, 스위쳐의 경우와 다르며 DME 컴바이너의 경우에는 일반적으로 그림의 배치 순위는 화소마다 바뀌고 있으며, 화면내의 모든 장소에서 균일하지 않기 때문에 단순하게 상기한 문제를 해결할 수는 없다.
또한, 화상 A가 반투명으로 화상 B가 불투명한 경우에도 상술한 바와 같은 문제가 일어난다. 즉, 화상 A와 화상 C를 먼저 합성하면, A와 C가 혼합되어 버려 B가 불투명하게 보일 까닭이 없는 C의 그림이 보여버리는 일이 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 3개 이상의 영상 신호를 합성한 경우에 매끄러운 엣지 및 교차 영역을 얻을 수가 있고, 더욱이 부자연한 그림이 보이는 일이 없는 영상을 얻을 수 있는 영상 신호 합성 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 영상 신호 합성 장치에서는 전단(前段)의 출력이 다음 단(段)의 한 입력으로 되도록 캐스캐이드 접속되고, 2개의 영상 신호를 합성하는 최소한 2개의 2 입력 컴바이너와, 입력 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위를 판정하는 판정 회로와, 판정 회로의 판정 결과에 의거해 입력 영상 신호를 배치순으로 나란히 대체시켜 상기 각 컴바이너의 입력에 병렬적으로 출력하는 절환 회로를 설치해서, 최소한 3개의 영상 신호를 합성하도록 하였다.
본 발명의 영상 신호 합성 방법에서는 입력 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위를 판정하고, 판정한 배치순으로 각 영상 신호를 순차 합성하는 것에 의해 최소한 3개의 영상 신호를 합성하도록 하였다.
[작 용]
본 발명의 영상 신호 합성 장치에 의하면, 예컨대 입력된 3개의 영상 신호 DMEA, DMEB, DMEC는 각각 절환 회로에 입력됨과 동시에 각 영상 신호의 깊이 신호가 판정 회로에 입력된다.
판정 회로에서는 입력된 깊이 신호로부터 화소마다의 각 화상간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위가 판정되고, 이 판정 결과가 절환 회로로 출력된다.
절환 회로에서는 입력한 판정 결과에 응답하여 입력 영상 신호가 배치순에 따라서 나란히 대체되고, 예를 들면 제1층째의 컴바이너에 대해서 서로 인접하는 위치에 있는 화상 A와 화상 B의 영상 신호 DMEA및 DEMB가 출력되고, 화상 B와 서로 인접하는 위치에 있는 화상 C의 영상 신호 DMEC가 제2층째의 컴바이너에 출력된다.
제1층째의 컴바이너에서는 입력한 영상 신호 DMEA및 DMEB의 키 신호 및 깊이 신호를 사용해서 엣지 혹은 교차 영역이 매끄럽게 되도록 양 화상의 혼합 처리가 행해진다. 이 혼합되어 합성된 영상 신호 DMEAB는 제2층째의 컴바이너에 출력된다.
제2층째의 컴바이너에서는 제1층째의 컴바이너의 출력 합성 영상 신호 DMEAB와 절환 회로로부터 출력된 영상 신호 DMEC가 상술한 바와 같이 키 신호 등을 사용한 유사한 처리에 의해 혼합된다.
이때, 화상 B와 화상 C는 키 신호 및 깊이 신호를 사용한 혼합 처리가 행해지기 때문에, 엣지 또는 교차 영역에 꺼칠꺼칠한 것이 발생하지 않는 매끄러운 합성 화상으로서 얻어지고, 3개의 화상 A, B, C가 합성된 3차원적인 영상을 표시하는 합성 영상 신호 DMEABC가 본 장치로부터 출력된다.
본 발명의 영상 신호 합성 방법에 의하면, 입력된 최소한 3개의 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상 간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위가 판정된다.
다음에, 이 판정한 배치순으로 각 영상 신호가 순차 합성된다. 이에 의해, 엣지나 교차 영역에 꺼칠꺼칠한 것이 생기지 않는 매끄러운 합성 화상이 얻어진다.
[실시예]
제 1 도는 본 발명에 따르는 3채널 DME 컴바이너의 한 실시예를 도시하는 구성도로서, 종래예를 도시하는 제 5 도와 동일한 구성 부분들은 동일한 부호로서 나타낸다.
즉, DMEA, DMEB, DMEC는 입력 영상 신호, (1)은 제 1의 2채널 컴바이너, (2)는 제2의 2채널 컴바이너, (3)은 배치 순위 판정 회로, (4)는 절환 회로로서의 매트릭스 스위쳐를 각각 표시하고 있다.
각 입력 영상 신호 DMEA, DMEB, DMEC는, 각각 비디오 신호 VA, VB, VC,키 신호 KA, KB, KC및 깊이 신호 ZA, ZB, ZC에 의해 구성되어 있다.
배치 순위 판정 회로(3)는 3개의 입력 영상 신호 DMEA, DMEB, DMEC에 있어서 깊이 신호 ZA, ZB, ZC로부터 화소마다 각 화상 A,B,C 사이의 깊이 방향, 즉 전후 방향 혹은 상하 방향의 배치 순서를 판정하고, 판정 결과를 표시하는 판정 신호 JG를 매트릭스 스위쳐(4)로 출력한다.
매트릭스 스위쳐(4)는 3개의 입력 단자 I1, I2, I3및 출력 단자 O1, O2, O3를 갖고, 하기의 표 1에 표시하는 바와 같이, 배치 순위 판정 회로(3)에 의한 판정 신호 JG의 내용에 따라 입력 단자 I1, I2, I3와 출력 단자 O1, O2, O3와의 접속상태를 절환한다.
또한, 출력 단자 O1, O2는 제1의 2채널 컴바이너(1)의 2개의 입력 단자에 각각 접속되고, 출력 단자 O3는 제2의 2채널 컴바이너(2)의 한편의 입력 단자에 각각 접속되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)의 다른 편의 입력 단자에는 제1의 2채널 컴바이너(1)의 출력 단자가 접속되어 있다.
즉, 화상 A, B, C의 깊이가 C, B, A의 순으로 큰 경우에는, 입력 단자 I1과 출력 단자 O1, 입력 단자 I2와 출력 단자 O2, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEA와 DMEB가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEAB와 영상 신호 DMEC가 입력된다.
화상 A, B, C의 깊이가 B, C, A의 순으로 큰 경우에는, 입력 단자 I1과 출력 단자 O1, 입력 단자 I3와 출력 단자 O2, 입력 단자 I2와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEA와 DMEC가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEAC와 영상 신호 DMEB가 입력된다.
화상 A, B, C의 깊이가 C, A, B의 순으로 큰 경우에는, 입력 단자 I2와 출력 단자 O, 입력 단자 I1과 출력 단자 O2, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEB와 DMEA가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEBA와 영상 신호 DMEC가 입력된다.
화상 A, B, C의 깊이가 A, C, B의 순으로 큰 경우에는, 입력단자 I1과 출력 단자 O1, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEA와 DMEC가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEAC와 영상 신호 DMEB가 입력된다.
화상 A, B, C의 깊이가 B, A, C의 순으로 큰 경우에는 입력 단자 I2와 출력 단자 O1, 입력 단자 I1과 출력 단자 O2, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEB와 DMEA가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEBA와 영상 신호 DMEC가 입력된다.
화상 A, B, C의 깊이가 A, B, C의 순으로 큰 경우에는, 입력 단자 I1과 출력 단자 O1, 입력 단자 I2와 출력 단자 O2, 입력 단자 I3와 출력 단자 O3를 각각 접속한다.
이때, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEA와 DMEB가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)에는 양자의 합성 영상 신호 DMEAB와 영상 신호 DMEC가 입력된다.
다음으로, 상기 구성에 의한 동작을 설명한다.
3채널 DME 컴바이너의 3개의 입력 포트 CH1, CH2, CH3에 입력된 영상 신호 DMEA, DMEB, DMEC는 각각 입력 단자 I1, I2, I3를 거쳐서 매트릭스 스위쳐(4)에 입력됨과 동시에 각 영상 신호 DMEA, DMEB, DMEC의 깊이 신호 ZA, ZB, ZC가 배치 순위 판정 회로(3)에 입력된다.
배치 순위 판정 회로(3)에서는 입력한 깊이 신호 ZA, ZB, ZC로부터, 화소 마다의 각 화소 A, B, C 간의 깊이 방향, 즉 전후 방향 혹은 상하 방향에 있어서 배치 순위가 판정되고, 판정 결과를 표시하는 판정 신호 JG가 생성되어서 매트릭스 스위쳐(4)에 출력된다.
매트릭스 스위쳐(4)에서는 입력한 판정 신호 JG가 표시하는 배치 순위의 관계에 따라 입력 단자 I1, I2, I3와 출력 단자 O1, O2, O3와의 접속 절환이 행해진다.
예를 들자면, 판정 신호 JG가 표시하는 배치 순위의 관계가 ZA≤ ZC≤ ZB, 즉 깊이의 크기가 화상 B, C, A의 순으로, 깊이 방향에 있어서 B와 C, C와 A가 서로 인접하는 경우, 입력 단자 I1과 출력 단자 O1, 입력 단자 I3와 출력 단자 O2, 입력단자 I2와 출력 단자 O3가 각각 접속된다.
이에 따라, 제1의 2채널 컴바이너(1)에는 영상 신호 DMEA와 DMEC가 입력되고, 제2의 2채널 컴바이너(2)의 한편의 입력 단자에는 영상 신호 DMEB가 입력된다.
제1의 2채널 컴바이너(1)에서는, 입력한 영상 신호 DMEA및 DMEC의 키 신호 KA, KC및 깊이 신호 ZA, ZC를 사용해서 엣지 혹은 교차 영역이 매끄럽게 되도록 비디오 신호 VA와 VC와의 혼합 처리가 행해진다. 이 혼합되고 합성된 영상 신호 DMEAC는, 제2의 2채널 컴바이너(2)의 다른 편의 입력 단자로 출력된다.
제2의 2채널 컴바이너(2)에서는, 제1의 2채널 컴바이너(1)의 출력 합성 영상 신호 DMEAC와 매트릭스 스위쳐(4)의 출력 단자 O3로부터 출력된 영상 신호 DMEB가 상술한 바와 같이 키 신호 KB등을 사용한 유사한 처리에 의해 혼합된다.
이때, 화상 C와 화상 B는 키 신호를 사용한 혼합 처리가 행해지기 때문에 엣지나 교차 영역에 꺼칠꺼칠함이 생기지 않는 매끄러운 합성 화상으로서 얻어지고, 3개의 화상 A, B, C가 합성된 3차원적인 영상을 표시하는 합성 영상 신호 DMEABC가 출력된다.
또한, 이 합성 영상에서는 화상 A가 반투명으로 화상 C가 불투명인 경우에 도, 화상 C가 불투명으로 보일 까닭이 없는 화상 B가 보여버리는 부자연한 영상으로 되는 일은 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 입력 영상의 각 화상마다 깊이 방향, 즉 전후 혹은 상하 방향에 있어서 배치 순서를 판정하고, 배치순에 따라서 순차 합성하도록 구성하였으므로, 3개의 영상 신호를 합성한 경우에 매끄러운 엣지 및 교차 영역을 얻을 수가 있고, 더욱이 부자연스런 그림이 보이는 일이 없는 영상을 얻을 수가 있다.
또한, 본 실시예에서는 합성해야할 영상 신호가 3개인 경우를 예로 설명하였으나, 4개 이상의 영상 신호를 합성하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있고, 판정한 배치순으로 순차 합성하므로써 상술한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
또한, 이 경우, 합성할 영상 신호의 수에 따라 매트릭스 스위쳐(4)의 입출력 단자 I, O 및 2채널 컴바이너는 정당하게 증설된다.
[발명의 효과]
이상으로 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 3개 이상의 영상 신호를 합성한 경우에 매끄러운 엣지 및 교차 영역을 얻을 수가 있고, 더욱이 부자연한 그림이 보이는 일이 없는 영상을 얻을 수가 있다.

Claims (2)

  1. 키 신호 및 깊이 신호를 포함하는 최소한 3개의 영상 신호를 합성하는 영상 신호 합성 장치에 있어서, 전단(前段)의 출력이 다음 단(段)의 한 입력으로 되도록 캐스캐이드 접속되고, 2개의 영상 신호를 합성하는 최소한 2개의 2 입력 컴바이너와, 입력 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위를 판정하는 판정 회로와, 판정 회로의 판정 결과에 의거해 입력 영상 신호를 배치순으로 나란히 대체시켜 상기 각 컴바이너의 입력에 병렬적으로 출력하는 절환 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 신호 합성 장치.
  2. 키 신호 및 깊이 신호를 포함하는 최소한 3개의 영상 신호를 합성하는 영상 신호 합성 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 깊이 신호로부터 화소마다 각 화상 간의 깊이 방향에 있어서 배치 순위를 판정하고, 판정한 배치순으로 각 영상 신호를 순차 합성하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 합성 방법.
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