JPH043155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、クロマキー装置に関し、特にキー
信号の範囲を表示し、調整を容易に且つ正確に行
なうようにしたものである。

以下、この発明をデイ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説明する。

第１図を参照してこの発明の一実施例における
キー信号の形成について説明する。人物などの被
写体が背景色例えば青のスクリーンの前に位置す
る前景画像がカラーカメラで撮影され、このカメ
ラ出力である前景カラービデオ信号がデイジタル
化され、各サンプルデータが（Ｕ−Ｖ）座標系
（色度座標系）における基準値と比較されること
でキー信号が形成される。

この基準値は、直線群で定まる領域である。第
１図に示すように、キー信号の中心軸をとし
て、Ｕ軸からの角度をαとする。その中心軸
に直交する直線をP₁、開き角度＋θ、−θで交わ
る直線をP₂，P₃として、これらの直線P₁，P₂，
P₃で形成される折れ線が被写体とスクリーンと
の境界と定められる。

前景カラービデオ信号の１サンプルデータを
（U_A、V_A）とすると、この点から上述の各直線
P₁，P₂，P₃への距離d₁、d₂、d₃の中の最小のもの
をキー信号のレベルとする。直線P₁，P₂（P₃）の
原点Ｏらの距離をER₁、ER₂とすると、d₁、d₂、
d₃は、次式で求めることができる。

d₁＝V_A・sinα＋U_A・cosα−ER₁ …(1) d₂＝−V_A・cos（α＋θ）＋U_A・sin（α＋θ） −ER₂ …(2) d₃＝V_A・cos（α−θ）−U_A・sin（α＋θ）−ER₂
…(3) 前景カラービデオ信号の青のスクリーンに対応
するデータが中心軸上にあるのが理想的であ
る。青のスクリーンから被写体に変わるのに伴な
う色差データの変化によつてベクトルスコープ上
に軌跡が描かれる。実際に使用するスクリーンの
青色の塗料、照明などによつて、中心軸と上
述の軌跡とがずれるので、両者が一致するよう
に、α、θなどのパラメータが調整される。この
調整を簡単に且つ正確に行なうために、P₁，P₂，
P₃の直線群で定まる背景色領域を表示すること
が必要である。

第２図以下を参照して境界表示をベクトルスコ
ープで行なうための境界信号の発生方法について
説明する。

第２図に示すように、境界線上の４点Ａ（u_a、
v_a）、Ｂ（u_b、v_b）、Ｃ（u_c、v_c）、Ｄ（u_d、v_d）を求
めこのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間を直線的に変化するＵ
（ｔ）、Ｖ（ｔ）を与えてこれからクロマ信号を発
生すれば良い。例えばＡ点からＢ点にτの時間を
かけて動かすときは Ｕ（ｔ）＝u_a−u_b／τ×ｔ＋u_a Ｖ（ｔ）＝v_a−v_b／τ×ｔ＋v_a とされる。

Ｂ点及びＣ点は、直線P₁，P₂，P₃の交点で計
算すれば求まる。Ａ点及びＤ点は、直線P₁と平
行な直線P₁′を適当に与えて（適当なER₁′を与え
ることになる）、これと直線P₂，P₃との交点を求
めれば良い。この一実施例では、（Ａ→Ｂ→Ｃ→
Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｂ…）と変化させることで境界
表示を行なう。

この交点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求める演算について
更に説明すると、直線P₁，P₁′，P₂，P₃を以下の
ように表わす。

P₁：Ｖ＝m₁・Ｕ＋a₁ …(4) P₁′：Ｖ＝m₁・Ｕ＋a₁′ …(4)′ P₂：Ｖ＝m₂・Ｕ＋a₂ …(5) P₃：Ｖ＝m₃・Ｕ＋a₃ …(6) そして、第３図に示すように、直線P₁，P₁′の
Ｕ軸となす角度をとすると m₁＝sin／cos＝sin（α−３／２cosπ）／（α−３
／２π）＝−cosα／sinα…(7) m₂＝sin（α＋θ）／cos（α＋θ） …(8) m₃＝sin（α−θ）／cos（α−θ） …(9) ：Ｖ＝sinα／cosα・Ｕ …(10) 直線P₁と中心軸との交点を（u₁、v₁）とす
ると ER₁ ²＝u₁ ²＋v₁ ² …（11） (4)式、(7)式、(10)式から sinα／cosα・u₁＝−cosα／sinαu₁＋a₁ これより u₁＝a₁・sinα・cosα …（12） （12）式を(10)式に代入して v₁＝a₁・sin²α …（13） （12）式、（13）式を（11）式に代入して ER₁ ²＝a₁ ²sin²α（sin²α＋cos²α） ＝a₁ ²sin²α したがつて a₁＝±ER₁／sinα …（14） a₁′＝±ER₁′／sinα …（15） a₂＝±ER₂／cos（α＋θ） …（16） a₃＝±ER₂／cos（α−θ） …（17） 今、任意の２直線 Ｖ＝k₁・Ｕ＋b₁ Ｖ＝k₂・Ｕ＋b₂ の交点を（ｕ、ｖ）とすると ｕ＝（b₂−b₁）／（k₁−k₂） …（18） ｖ＝k₁・b₂−k₂・b₁／k₁−k₂ …（19） 第２図における交点Ａ（u_a、v_a）を求める場合
には、（18）式及び（19）式のb₁、b₂、k₁、k₂に
夫々（15）式、（16）式のa₁′、a₂、(7)式、(8)式の
m₁、m₂を代入すれば良い。以下同様にして、Ｂ
（u_b、v_b）、Ｃ（u_c、v_c）、Ｄ（u_d、v_dの各交点が求
められる。

また、sinα、cos（α＋θ）、cos（α−θ）が零
になる場合、即ち直線P₁，P₂，P₃の何れかがＶ
軸と平行になる場合には、次の方法で交点を求め
れば良い。

まず、第４図Ａに示すように、直線P₁がＶ軸
に平行な場合には、各交点が下記に示すものとな
る。

u_b＝u_c＝ER₁ u_a＝u_d＝ER₁′ v_a＝sinθ／cosθ・ER₁′＋ER₂／cosθ v_d＝−v_a v_b＝sinθ／cosθ・ER₁＋ER₂／cosθ v_c＝−v_b また、第４図Ｂに示すように、直線P₂がＶ軸
に平行な場合には、各交点が下記に示すものとな
る。

v_a＝v_b＝ER₂ v_a＝−cosα／sinα・ER₂＋ER₁′／sinα v_b＝−cosα／sinα・ER₂＋ER₁／sinα Ｃ点及びＤ点に関しては、前述の一般的な方法
で求める。更に、直線P₃がＶ軸に平行な場合も、
直線P₂がＶ軸に平行な場合と同様に、各交点が
求められる。

以下、この発明の一実施例について説明する
と、第５図は、その全体の構成を示し、同図にお
いて、１が前景カラービデオ信号の入力端子、２
が背景カラービデオ信号の入力端子である。

この両カラービデオ信号がＡ／Ｄコンバータ
３，４によつて、例えば4_SC（_SCはカラーサブキ
ヤリアの周波数）のサンプリング周波数でデイジ
タル化される。Ａ／Ｄコンバータ３からの前景カ
ラービデオデータが遅延回路５を介して乗算器６
に供給され、Ａ／Ｄコンバータ４からの背景カラ
ービデオデータが乗算器７に供給される。乗算器
６に対しては、キー信号のレベルと対応する係数
Ｋ（０〜１の範囲の値をとりうる）が供給され、
乗算器７には、反転回路８で形成された（１−
Ｋ）の係数が供給される。この乗算器６，７の出
力が加算器９に供給される。したがつて、加算器
９からは、前景及び背景の両カラービデオデータ
が合成された合成カラービデオデータが得られ、
スイツチ回路１０の一方の入力端子に供給され
る。

スイツチ回路１０の他方の入力端子には、
RAM１１からの境界信号が供給される。RAM
１１には、CPU１２によつて前述のように形成
された交点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのデータが書込まれ
る。CPU１２には、キー入力などによつて、α、
θ、ER₁（ER₁′は固定）、ER₂の値が与えられ、前
述の演算によつて、各交点の値（u_a〜u_d、v_a〜
v_d）が求められる。次に、各交点を直線的に移行
するクロマデータをCPU１２により演算して求
める。このクロマデータがRAM１１に書込まれ
る。

RAM１１に関連してアドレスカウンタ１３が
設けられている。このアドレスカウンタ１３に対
して、端子１４及び１５の夫々から、基準の水平
同期信号及び基準のカラーサブキヤリアが供給さ
れ、このアドレスカウンタ１３によつて、1H（水
平走査期間）を単位とし、1/4_SCの周期で変化す
るアドレスが形成される。このRAM１１から読
出された境界データがスイツチ回路１０を介して
Ｄ／Ａコンバータ１６によつてアナログ化され、
出力端子１７に取り出される。

このようにして形成された境界信号は、第６図
に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各交点と対応す
る搬送色信号が1H期間内で順次位置するものと
なる。次の1H期間では、（Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ）の順
序となされる。したがつて、基準の水平同期信号
及びカラーサブキヤリアに同期するベクトルスコ
ープに第６図に示す搬送色信号を復調し、アナロ
グ化して供給すれば、第７図に示すように、各交
点が明るくなり、交点の間の直線がうすく示され
る境界表示を行なうことができる。

スイツチ回路１０は、アンドゲート１８の出力
によつて切り替えられる。アンドゲート１８に
は、スイツチ回路１９の出力と端子２０からの１
フイールド毎に反転するパルス信号とが供給され
る。スイツチ回路１９によつて低レベルの出力が
発生すると、アンドゲート１８の出力も低レベル
となり、スイツチ回路１０は、加算器９からの合
成カラービデオデータを選択する状態となる。ま
た、スイツチ回路１９によつて高レベルの出力が
発生すると、スイツチ回路１０が１フイールド毎
に切替わる。後述のように、この場合には、前景
カラービデオデータのみが加算器９から現れるの
で、スイツチ回路１０からは、前景カラービデオ
データと境界データとが１フイールド毎に交互に
発生する。

出力端子１７に、ベクトルスコープ又は波形管
と共に、モニター受像機が接続されており、通常
のクロマキー動作のときには、モニター受像機に
よつてクロマキー出力である合成画像を見ること
ができる。また、境界表示動作のときで前景カラ
ービデオデータと境界データとが１フイールド毎
に交互に存在する場合には、フリツカが存在する
が、モニター受像機によつて前景画像を見ること
ができると共に、ベクトルスコープによつて、第
７図に示す境界表示に前景カラービデオデータの
色データによる軌跡が重畳された表示がなされ
る。この表示により、キー信号を発生するための
境界が最適なものとなるように、α、θなどのパ
ラメータが変更される。

また、この発明の一実施例におけるキー信号の
発生について説明すると、遅延回路５の出力が
Ｙ／Ｃ分離回路２１に供給され、色信号データが
デイジタルの色復調回路２２に供給され、色デー
タＵ，Ｖが取り出される。

これらの入力色データがRAM２３のアドレス
入力とされる。RAM２３には、CPU１２によつ
て演算されたデータテーブル２４，２５，２６，
２７，２８，２９が予め書込まれている。このデ
ータテーブル２４〜２９の夫々によつて変換され
た出力データの所定のものが加算器３０，３１，
３２によつて加算される。加算器３０の出力が減
算器３３に供給され、ラツチ回路３４に貯えられ
ているデータER₁が減算される。この減算器３３
の出力には、前出の(1)式で表わされるデータd₁が
発生する。

また、d₁、d₂、d₃のうちで最小のものをキー信
号とするために、まず、d₂及びd₃（但しER₂を含
まず）の比較がされる。このため加算器３１及び
３２の出力が比較回路３５及びセレクタ３６に供
給され、両者のうちで小さい方がセレクタ３６か
ら取り出され、これが減算器３７に供給され、ラ
ツチ３８に貯えられているデータER₂が減算され
る。したがつて、減算器３７の出力には、d₂及び
d₃のうちでより小さいレベルのものが現れ、これ
と減算器３３からのd₁とが比較回路３９及びセレ
クタ４０に供給される。そして、セレクタ４０の
出力に、d₁、d₂、d₃のうちで最も小さいレベルの
データが取り出される。

このデータがRAM４１のアドレス入力とされ
る。RAM４１には、CPU１２で作成されたゲイ
ン及びクリツプレベルに関するデータテーブルが
格納されている。つまり、アナログ信号における
スライス操作及びゲインコントロール処理が
RAM４１によつてなされる。クリツプレベルと
しては、ピーククリツプレベルのみ或いはボトム
クリツプレベル及びピーククリツプレベルの両者
が用いられる。このRAM４１の出力がデイジタ
ルフイルタ４２によつて帯域制限され、このデイ
ジタルフイルタ４２の出力にデイジタルのキー信
号が発生する。

このキー信号がスイツチ回路４３に供給され
る。このスイツチ回路４３の他方の入力端子に
は、端子４４から（Ｋ＝１）に相当するデータが
供給されている。前述のスイツチ回路１９とスイ
ツチ回路４３とは連動しており、通常のクロマキ
ー動作がなされるときは、フイルタ４２からのキ
ー信号が選択され、このキー信号のレベルに応じ
た比率で混合された合成カラービデオデータが加
算器９から発生する。また、境界表示を行なうと
きは、（Ｋ＝１）とされるので、加算器９の出力
に前景カラービデオデータのみが現れる。

上述の一実施例の説明から理解されるように、
この発明に依れば、背景色領域をベクトルスコー
プ、CRTデイスプレイ等により表示することが
できるので、実際の前景カラービデオデータを重
畳して表示することにより、背景色領域を最適な
ものに容易に調整することが可能となる。例えば
使用するバツクスクリーンの色がやや基準のもの
とずれているときに、中心軸のＵ軸に対して
なす角度αを変えるとか、被写体の色がバツクス
クリーンの色に近い場合に開き角度θを小さくす
るとかの調整がなされる。

また、上述のこの発明の一実施例のように、背
景色領域を表示する場合に、直線群で背景色領域
を定義すると共に、この交点のみのデータを形成
すれば、メモリーの容量が小さくてすみ、演算で
求めるデータの数が少なくてすみ、更に、CPU
におけるプログラムのステツプ数を少なくできる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるキー信号の形成方法
の説明に用いる略線図、第２図、第３図及び第４
図はこの発明における境界信号の形成方法の説明
に用いる略線図、第５図はこの発明の一実施例の
構成を示すブロツク図、第６図及び第７図はこの
発明の一実施例の説明に用いる波形図及び略線図
である。 １…前景カラービデオ信号の入力端子、２…背
景カラービデオ信号の入力端子、６，７…乗算
器、１１，２４，４１…RAM、１２…CPU、１
７…出力端子、３５，３９…比較回路、３６，４
０…セレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の背景色の前に被写体が位置する前景カ
   ラービデオ信号が入力され、係数Ｋを乗算する第
   １の乗算回路と、背景カラービデオ信号が入力さ
   れ、係数１−Ｋを乗算する第２の乗算回路と、上
   記第１の乗算回路の出力信号と上記第２の乗算回
   路の出力信号とを加算して出力する加算回路とを
   備えたクロマキー装置において、 上記背景色の領域を（Ｕ−Ｖ）座標系にて複数
   の直線により示すためのデータを記憶するメモリ
   と、 基準の水平同期信号及び基準のカラーサブキヤ
   リア信号に基づいて読出しアドレス信号を形成
   し、上記メモリに供給する読出しアドレス形成回
   路と、 上記加算回路の出力信号及び上記メモリの出力
   信号が選択的に供給されるベクトルスコープとを
   備え、 上記ベクトルスコープにより上記前景カラービ
   デオ信号の色相及び上記複数の直線を選択的に表
   示するようにしたことを特徴とするクロマキー装
   置。