JP2000504441A - グラフィックス信号とビデオ信号との混合 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カラー値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を記憶してあるカラールックアップテーブル（ＣＬＵＴ）をアドレス指定することによって得られるグラフィックス信号と、ビデオ信号とを或る比率のアルファ、即ち（１−アルファ）で混合する方法では、各混合比に対して記憶させるカラー値の数がこの混合比に依存するようにして、カラールックアップテーブルを最適に充填させる。

Description

【発明の詳細な説明】 グラフィックス信号とビデオ信号との混合 本発明は、グラフィックス信号とビデオ信号とを混合する方法及び装置と、斯 種の装置を具えているマルチメディア装置に関するものである。 本発明の目的は特に、ハードウエア要素の効率を最適にするグラフィックス／ ビデオ信号の混合法を提供することにある。このために、本発明の第１要点は、 請求の範囲第１項に規定したような方法にある。本発明の第２の要点は請求の範 囲第２項に規定したような方法にある。本発明の第３の要点は請求の範囲第３項 に規定したような装置にある。本発明の第４の要点は請求の範囲第７項に記載し たようなマルチメディア装置にある。他の有利な例は従属請求項に記載したよう な通りである。 本発明の主たる要点は、グラフィックス信号とビデオ信号とを或る比率のアル ファ、即ち、（１−アルファ）で混合する方法にあり、この場合のグラフィック ス信号はカラー値を記憶してあるカラールックアップテーブルをアドレス指定す ることによって得るのであり、各混合比に対して記憶させるカラー値の数は、カ ラールックアップテーブルを最適に満たすべく混合比に依存するようにする。請 求の範囲にて云う「カラー値」は、赤、緑及び青のカラー値をカバーするだけで なく、輝度値及びクロミナンス値によって色を表わす値もカバーする値である。 本発明のこうした要点及他の要点を以下実施例を参照して説明することにより 明らかにする。 図面は本発明による表示装置を示す。 この図面におけるフレームバッファＦＢは８ビットのアドレス信号をカラール ックアップテーブルＣＬＵＴに供給する。カラールックアップテーブルＣＬＵＴ はカラー値Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）又は輝度信号Ｙ及びクロミナンス信 号Ｕ，Ｖ並びに混合係数アルファ（α）を混合器ＭＩＸの第１入力端子に供給す る。混合器ＭＩＸの第２入力端子は、カラー信号Ｒ’，Ｇ’及びＢ’の形態又は 輝度信号Ｙ’及びクロミナンス信号Ｕ’，Ｖ’の形態のビデオ信号を受信する。 混合器ＭＩＸはカラー信号Ｒ”，Ｇ”及びＢ”の形態又は輝度信号Ｙ”およびク ロミナス信号Ｕ”，Ｖ”の形態の出力信号を供給する。この混合器の出力信号は 後処理ユニットＰＰを経てディスプレイＤに供給される。混合器の出力信号が輝 度信号Ｙ”とクロミナンス信号Ｕ”，Ｖ”とによって構成される場合には、後処 理ユニットＰＰがＲＧＢ信号への必要な変換を行なう。図示の表示装置は、テレ テキスト機能を装備したテレビジョン受信機とすることができるが、それ以外に も適用でき、本発明はグラフィックス情報及びビデオ信号を表示する前にこれら を混合させる任意のマルチメディア装置に広く適用することができる。予め定め た内容を有するカラールックテーブルＣＬＵＴ（標準テーブル）を具えている端 末装置（例えば、ＴＶ受信機の上のセットトップボックス）は、ビットマップを 有する標準テーブルを伝送する必要なく、しかも端末装置内で複雑な色変換を行 なう必要もなく、標準テーブルに従って符号化されたビットマップを受取って、 表示することができる。 本発明はフレームバッファＦＢ，カラールックアップテーブルＣＬＵＴ及びビ デ混合器ＭＩＸを内蔵する表示システムに関するものである。画像をフレームバ ッファＦＢに記憶しておき、この画像を、ビデオ信号と混合する表示システムに よって、幾つかの透明度のレベルで表示させることができる。本発明の主たる着 想は、ｃｌｕｔ（カラールックアップテーブル）における利用可能な空間を如何 にして有効に満たし、且つｃｌｕｔのこの用法を、ディザーリング及び色空間の 変換の如き画像処理技法と如何にして組み合わせるかにある。 表示プロセス中にフレームバッファＦＢによって発生されるような各画素デー タは、３つのカラー値及び１つの透明度の値を記憶しているテーブルにおける各 アドレスとしてｃｌｕｔにて用いられる。色成分に対する有効な選択は赤、緑及 び青のトリプレット又はＹＵＶのトリプレットに対して行なう。透明度の値は通 常アルファによって示される。混合器はｃｌｕｔによって発生されるグラフック スのカラー値を取り込み、これらのカラー値をアルファで逓倍し、ビデオカラー 値を取り入れ、これらを（１−アルファ）で逓倍し、且つ２つの積を加えて、グ ラフィック入力とビデオ入力との平均をアルファによって決められる重みで加重 する。従って、各画素の重みは相違させることができる。（全透明：アルファ＝ ０，非透明：アルファ＝１） コンシューマシステムでは、フレームバッファに記憶する画素当りのビット数 及びｃｌｕｔにおけるエントリの数が共に通常極めて少ない。一般に、フレーム バッファＦＢは画素当り８ビットを記憶し、ｃｌｕｔのエントリ数は約２５６で ある。このことは、ｃｌｕｔにおける有効エントリの用法に極めて注意しなけれ ばならないことを意味している。ｃｌｕｔを充填する方法には幾つかの優れた方 法があるが、これらは、カラー値を発生するだけのｃｌｕｔに過ぎない。ここで 述べたようなｃｌｕｔはアルファ値も発生し、従ってｃｌｕｔを充填する新規の 方法が必要である。 最も簡単なやり方は、カラー透明画の空間における規則的な格子をｃｌｕｔに 割当てることにある。このことは、３つの色成分及びアルファチャネルに対する レベル数を選定し、且つｃｌｕｔをこれらのレベルのカルテシアン積（即ち、全 組み合わせ）で満たすことを意味する。例えば、各チャネルに４つのレベルを割 当て、４×４×４×４＝２５６個のエントリとして、ｃｌｕｔを正確に充填する ことができる。ＲＧＢの色成分で細工する場合における多少賢い選択レベルは（ ＲＧＢアルファ）４×５×３×４＝２４０レベルである。ｃｌｕｔは完全には充 填されないけれども、緑チャネルは画像品質を決定するのに最も有力であること からして、実際に得られる画像は良好なものとなる。 ｃｌｕｔをカルテシアン積で充填することは、フレームバッファに記憶すべき 画像をディザ処理する必用がある場合に役立つ。画像をディザ処理することは、 画像品質を多少とも許容可能な品質に保ちつつ単一画像における色の数を減らす 技法の集大成である。これよりもさらに精巧なディザアルゴリズムは、かなりの 品質を維持するも、実行するのに多量の処理能力を要する。アルゴリズムの複雑 性を軽減する１つのやり方は各色成分を別々にディザ処理するやり方であり、こ れにはｃｌｕｔをカルテシアン積で充填する必用がある。色の低減パレットでの ディザ法を用いる好適な画像表現法についてはＥＰ−Ａ−０６３９，９２０（代 理人の整理番号ＰＨＮ１４．５５２）に開示されている。 しかし、透明度の全レベル数をｃｌｕｔのエントリの数と同じとすることは、 ｃｌｕｔスペースの良好な使用法とは云えない。これは完全な透明レベル（アル ファ＝０）に注目すれば明らかである、この場合には僅か１つのエントリで十分 である。一般的には、アルファ値を下げると、同じ出力のカラー解像度を達成す るのに必要な入力カラーレベルの数が少なくなる。アルファ値は各グラフックス のカラーチャネルにおける一次係数として用いられるので、グラフックスカラー チャネルの各々におけるカラーの一次係数の数、つまりカラーレベルの数はアル ファ値でほぼ直線的に増えるようになる。 このことは、透明度のレベル当りの色の総数がｃｌｕｔのアルファ値で近似的 に増えることを意味する。０＜＝ａ＜＝Ａ、即ちＡ＋１個の透明なレベルがある と想定する。ａ＝１に対する色の数がＣであるとすると、全てのアルファレベル を総計する場合に、色の総数は約Ａ^2*（Ａ＋１）^2*Ｃ／４となる。ｃｌｕｔにお ける色の総数を２５６とすると、次表のようになる。 Ａ ＝ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ Ｃ ＝ 256.0 28.4 7.11 2.56 1.138 .5805 .3265 Ｃ^* Ａ³ ＝ 256 227.5 192.0 163.8 142.2 125.4 112.0 次のステップは透明度レベル毎に色の適当な位置を見つけることである。ここ で注目することは、このシステムに簡単なディザ法を適用することである。この 場合、各透明度レベルにはｃｌｕｔのカルテシアン積を持たせるのが有利である 。このことが意味することは、各透明度レベルにて、ｃｌｕｔに確保する色の数 を各カラーチャネルに対する色レベルの数である３つの数の積とすべきであると 云うことにある。 例えば、ＲＧＢのカラーチャネルがあるものとする。青チャネルが最少量の解 像度を必要とし、赤チャネルが多少多めの解像度を必要とし、緑チャネルがさら に高い解像度を必要とすることは周知である。透明度レベルは３つの全てのカラ ーチャネルに影響を及ぼすので、これはアルファレベルが最高のカラーチャネル の解像度に比べて最高の解像度を必要とする。それぞれのレベルの合理的な割当 ては（Ｒ，Ｇ，Ｂ，ａ）＝（５，６，４，７）とすることである。これはＡ＝６ 以上の数に最も近いものに相当することがわかる。 オプションのＡ＝６又はＡ＝７から出発して、他のレベルのカルテシアン積で のｃｌｕｔの首尾良い充填を見つけるようにすることができる。この際考慮する ことは、低解像度のレベルでは、レベル数を或る程度増やすべきであると云うこ とであり、これは計算が切捨てて丸められ、これらの丸め処理による誤差が特に 低解像度では目立つからである。例えば、ａ＝１の場合、即ち依然或るグラフィ ックスを示す最低の透明度レベルでは、各カラーチャネルに対する最小レベル数 が２であり、ｃｌｕｔでの最小使用レベル数は８となる。これは次のように分け られる。 Ａ＝６（ 即ち、７つの透明度レベル） ａ 0 1 2 3 4 5 6 Ｃ^* ａ³ 0 0.6 4.6 15.7 37.2 72.3 125.4 Ｒ，Ｇ，Ｂ 1,1,1 2,2,2 2,3,2 3,3,2 3,4,3 4,5,3 5,6,4 Ｒ^* Ｇ^* Ｂ 1 8 12 18 36 60 120 使用される色の総数：２５５ 透明度の値ごとにｃｌｕｔのエントリ数が可変のカラールックアップテーブル は次のように実現する。透明度の数：５（１００％，７５％，５０％，２５％， ０％）。例：ｃｌｕｔ[14]＝[ ０，１２７，２５５ ]、ここに１４はｃｌｕｔの 指標であり、０は赤色信号Ｒの値であり、１２７は緑色信号Ｇの値であり、２５ ５は青色信号Ｂの値である。 透明度＝０％に対するｃｌｕｔのエントリ 透明度＝２５％に対するｃｌｕｔのエントリ 透明度＝５０％に対するｃｌｕｔのエントリ 透明度＝７５％に対するｃｌｕｔのエントリ 透明度＝１００％に対するｃｌｕｔのエントリ ＲＧＢに対するこれらの値は気にしない。 本発明の要点は次のように要約することができる。本発明はカラールックアッ プテーブル（ｃｌｕｔ）のディスプレイへの用法に関するものであり、フレーム バッファの内容をビデオ画像に複数の透明度のレベルのうちの或る１つのレベル で重畳するものである。特に、ｃｌｕｔを充填する最適な方法について説明した 。或る所定の透明度のレベルに対する可能な色数は混合比のアルファに依存し、 即ち、１００％の透明度では単一値で十分であるのに対し、０％の透明度では最 大数の色が必要である。３乗の関係式を用いるのが有利であり、色の数は赤値の 数ＲＲと、緑値の数ＧＧと、青値の数ＢＢとを掛けた積であり、ここに、ＧＧ＞ ＝ＲＲ＞＝ＢＢとするのが好適である。 本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、請求の範囲を逸脱すること なく、幾多の変更を加え得ることは当業者に明らかであり、請求の範囲における 括弧内の参照符号は請求の範囲を限定するものとして理解されるべきものではな い。本発明は幾つかの個別の要素を具えているハードウエアによるか、適当にプ ログラムしたコンピュータによって実現することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. カラー値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及び混合係数（α）をカラールックアップテーブル （ＣＬＵＴ）に記憶する方法において、各混合係数（α）に対して記憶させるカ ラー値の数が、該混合係数（α）に依存するようにすることを特徴とするカラー ルックアップテーブルへのカラー値及び混合係数の記憶方法。 2. カラー値を記憶してあるカラールックアップテーブル（ＣＬＵＴ）をアドレ ス指定することによって得られるグラフィックス信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、ビデオ 信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）とを或る比率のアルファ（１−アルファ）で混合する 方法において、各混合比に対して記憶するカラー値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の数が該混合 比に依存するようにすることを特徴とするグラフィックス信号とビデオ信号との 混合方法。 3. カラー値を記憶してあるカラールックアップテーブル（ＣＬＵＴ）をアドレ ス指定することによって得られるグラフィックス信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、ビデオ 信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）とを或る比率のアルファ（１−アルファ）で混合する 装置において、各混合比に対して記憶するカラー値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の数が該混合 比に依存するようにしたことを特徴とするグラフィックス信号とビデオ信号との 混合用装置。 4. 各混合比で記憶するカラー値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の数が、これらカラー値（Ｒ， Ｇ，Ｂ）を混合算法にて逓倍する係数（α）の３乗に依存するようにしたことを 特徴とする請求の範囲３に記載の装置。 5. 種々の緑のカラー値（Ｇ）に数を、種々の赤のカラー値（Ｒ）の数に等しく するか、それ以上とし、種々の赤のカラー値（Ｒ）の数を種々の青のカラー値（ Ｂ）の数に等しくするか、又はそれ以上とすることを特徴する請求の範囲３に記 載の装置。 6. 種々の混合比の数を種々の緑のカラー値（Ｇ）の数に等しくするか、又はそ れ以上とすることを特徴とする請求の範囲５に記載の装置。 7. 請求の範囲３に記載したようなグラフィックス及びビデオ信号混合装置と； 前記混合装置の出力端子に結合させたデイスプレイ（Ｄ）と； を具えているマルチメディア装置。