JPH05153493A - 映像信号合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像の動く量に応じて適応型キー信号生成回
路の特性を変化させることにより良好な合成映像を得る
ようにする。 【構成】 キー信号として抽出した映像信号の特定部分
を合成する映像信号合成装置において、動きに適応する
適応型キー信号生成回路８を備え、キー信号を取り出す
映像信号から映像の動きを検出し、その検出した動き信
号を用いてキー信号の生成を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン信号スイ
ッチなどにおいて、映像信号の特定部分をキー信号とし
て抽出し、この抽出したキー信号を用いて２つの映像信
号を合成する映像信号合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像信号の特定部分をキー信号と
して抽出し、その抽出したキー信号を用いて、２つの映
像信号を１つに合成する映像信号を作成する処理をキー
合成処理と呼び、基本的な合成処理として広く利用され
ている。そして、映像信号の特定部分をキー信号として
抽出する処理をキー発生処理、もしくはキー生成処理と
呼ばれており、以下にキー発生処理と呼んで説明する。

【０００３】上記のキー発生処理には多くの方法が提案
されており、たとえば映像信号中の輝度信号を用いて、
輝度信号がある特定範囲内にある部分をキー信号として
抽出する方法、あるいは映像信号中の色信号を用いて、
色信号がある特定範囲内にある部分をキー信号として抽
出する方法などがあり、前者の輝度信号を用いた方法を
ルミナンスキー、後者の色信号を用いた方法をクロマキ
ーと呼んでいる。

【０００４】図６は従来のクロマキーによるキー信号発
生装置(以下、クロマキー装置という)の構成を示すブロ
ック図である。クロマキー装置ではキー信号の生成を行
なう映像信号を前景映像と呼び、この前景映像の特定の
色、たとえば青色の領域に他の背景映像信号と呼ばれる
映像信号を挿入し合成する。

【０００５】図６において21は前景映像信号の入力端子
であり、色信号分離回路22と乗算器23に接続されてい
る。24は背景映像信号の入力端子であり、乗算器25に接
続されている。上記色信号分離回路22の出力はキー信号
生成回路26に接続され、その出力であるキー信号は、乗
算器25とキー信号反転回路27に接続され、キー信号反転
回路27の出力は乗算器23に接続される。乗算器23と乗算
器25の出力は、加算器28に接続され、加算器28の出力は
出力端子29に接続される。

【０００６】上記のように構成された従来例の動作は図
６において、前景映像信号の入力端子21にキー生成をす
る映像が入力されると、色信号分離回路22により、入力
された前景映像信号の輝度信号と色信号とが分離され、
色信号のみがキー信号生成回路26に入力される。この例
としては、色信号として色相信号がキー信号生成回路26
に入力される。キー信号生成回路26では、入力される上
記色相信号に応じてキー信号が出力される。

【０００７】図７は上記入力の色相信号と出力キー信号
との関係の一例を示す図である。図７に示す特性を有す
るキー信号生成回路26により、前景映像信号の各画素に
おいて、その画素の色相レベルに応じたキー信号(縦軸)
が出力される。例えば、人物の背景が青色であるような
映像に対しては、キー信号生成回路26の基準値を青色の
色相に合わせておくことにより、前記映像が青色の部分
ではキーレベルが１になり、それ以外の部分ではキーレ
ベルが０となる。前景映像と背景映像の合成は、上記の
ようにキー信号により行われる。

【０００８】いま、キーレベルをkeyとすると、キー信
号反転回路27により、前景信号用キー信号は1-keyとな
り、乗算器23，25および加算器28により、出力端子29に
あらわれる出力映像信号は次のようになる。

【０００９】

【数１】output＝ｆ×（1-key）＋ｂ× key （数１）において、 ｆ ： 前景映像信号 ｂ ： 背景映像信号 output ： 出力映像信号 である。

【００１０】なお、上記の例はクロマキー装置について
の説明であるが、ルミナンスキーを含めた一般のキー合
成装置においても同様の動作を行っている。

【００１１】このように上記従来のキー合成装置ではキ
ー信号生成回路により前景映像の特定領域（輝度や色）
をキー信号として生成することにより、前景映像の特定
部分に背景映像をはめ込むことが可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の映像信号合成装置では、動きが激しい映像の場合、
映像の合成が不完全になるという問題点があった。

【００１３】図８ないし図10は上記の問題点をクロマキ
ー装置を例にとって説明する図である。図８は前景映像
信号の例であり、図中のＡ部分は動きの激しい部分(指
の部分)、Ｂ部分はほとんど動きのない部分(顔の部分)
とし、人物以外の部分は青色であるとする。このときキ
ー信号生成回路の制御を図８中のＡ部分が良好に合成さ
せるようにした場合と、Ｂ部分が良好に合成されるよう
にした場合とを考える。

【００１４】図９はキー信号生成回路をＡ部分に合わせ
た場合の入出力特性である。Ａ部分は動きが激しいた
め、入力映像はカメラの残像特性のためにボケを生じて
いる。従って、Ａ部分を良好に合成するためには、キー
信号生成回路の入出力特性はソフト領域と呼ばれるキー
信号の傾斜領域を広くすることによって、ボケを生じた
部分についても欠落することなく合成することが必要と
なる。しかし、この場合はＢ部分に対しては必要以上に
ソフト効果がはたらき、合成出力画の前景部と背景部の
境界がぼけてしまい、良好な合成映像が得られない。

【００１５】図10はキー信号生成回路をＢ部分に合わせ
た場合の入出力特性である。Ｂ部分は映像に動きがない
のでカメラの残像特性によるボケはなく、人物部分と青
色背景部分の色相変化も大きい。このため、キー信号生
成回路の入出力特性はソフト領域を狭くすることがで
き、ボケのない自然な合成が可能となる。しかしなが
ら、この場合は、Ａ部分では本来合成後の映像に残って
いなければならない部分が欠落してしまい、指の部分が
消えてしまうことがある。

【００１６】このように、画像の動きのある領域と動き
のない領域とで、同一のキー信号制御を用いて合成を行
ったのでは、両方の領域について同時に良好な画質を得
ることは不可能である。

【００１７】本発明はこのような、従来の映像信号合成
装置における問題点を排除するものであり、映像の動き
の激しい部分と、激しくない部分の両部分を良好に合成
する映像信号合成装置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、キー信号とし
て抽出した映像信号の特定部分２つを合成する映像信号
合成装置において、キー信号を取り出す映像信号から映
像の動きを検出し、その検出した動き信号を用いてキー
信号の生成を制御する動きに適応した適応型キー信号生
成回路を備えたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明によれば、映像の動く量に応じてキー信
号生成回路の特性を変化させることにより、映像の動き
には関係なく良好な合成映像が得られる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の一実施例にかかる映像信号合
成装置の構成を示すブロック図であり、１は前景映像信
号の入力端子、２は背景映像信号の入力端子であり、前
景映像信号の入力端子１はフレームメモリ３，動き検出
回路４，色信号分離回路５，及び乗算器６に接続され、
背景映像信号の入力端子２は乗算器７に接続されてい
る。フレームメモリ３の出力は動き検出回路４に接続さ
れる。動き検出回路４と色信号分離回路５の出力は適応
型キー信号生成回路８に接続されている。

【００２１】また適応型キー信号生成回路８の出力であ
るキー信号は、乗算器７とキー信号反転回路９に接続さ
れ、キー信号反転回路９の出力は乗算器６に接続され、
乗算器６及び乗算器７の各出力は、加算器10に接続さ
れ、加算器10の出力は出力端子11に接続される。

【００２２】図２ないし図５は上記の構成を有する本発
明の動作を説明する図で、図２はフレームメモリ３に蓄
えられ記憶されている映像信号、すなわち、前フレーム
の前景映像信号であり、また図３は前景映像信号の入力
端子１の映像信号、つまり、現フレーム信号を示してい
る。図４は動き検出回路４の特性図、図５は適応型キー
信号生成回路８の入出力特性図である。

【００２３】まず、動き検出回路４でフレームメモリ３
の前フレーム映像信号と、前景映像信号入力端子１の現
フレーム映像信号とを比較して映像の動き量を検出す
る。動き量は、例えば注目画素と、その近傍の画素(例
えば５×５画素)について、それぞれ前フレームと現フ
レームの信号の差分を求め、この差分の絶対値の和に適
当な定数を乗じたものとして定義できる。これを数式で
表すと数２のようになる。

【００２４】

【数２】

【００２５】（数２）において、 Ｍ ： 動き量 α ： 定数 β ： 定数 ｘ_p(i,j) ： 前フレーム(i,j)座標の画素値 ｘ_c(i,j) ： 現フレーム(i,j)座標の画素値 である。したがって上記画素値の差分の絶対値の和と動
き量との関係は、図４のようになる。

【００２６】ここで、動き検出回路４の動作例を図２、
および図３で説明する。図２、および図３において、Ａ
部分の動きの激しい部分(指の部分)であり、Ｂ部分はほ
とんど動きのない部分(顔の部分)とし、図中の人物以外
の部分は青色であるとすると、Ａ部分では動きが激しい
ため、画素値の差分の絶対値の和が大きくなるので、図
４中のＡ点になり、動き量が大きくなる。また、Ｂ部分
では動きがほとんどなく、画素値の差分の絶対値の和が
小さくなって、図４中のＢ点になり動き量は０となる。

【００２７】次に、適応型キー信号生成回路８の動作に
ついて説明する。まず、適応型キー信号生成回路８では
最初に、動きがない場合のパラメータの設定を行なう。
そのときの入出力特性は図５の実線のように、ソフト領
域が比較的少ない特性である。この設定において、動き
検出回路４の出力に応じて、適応型キー信号生成回路８
の特性が変化し、動き量が大きいときは図５において破
線のような特性になる。つまり、ソフト領域が大きい特
性である。

【００２８】このように、本発明によれば、動き検出回
路４と適応型キー信号生成回路８とにより、映像の動き
量に応じてキー信号が連続的に変化するので、映像内の
動き量にかかわらず、良好な合成画像を得ることができ
る。

【００２９】なお、上記に説明では、動き検出回路の入
力として、前フレーム映像と現フレーム映像の２フレー
ム分の映像データを用いているが、さらに多くの映像デ
ータを用いてもよい。また、動き量を各画素間の差分値
を用いて検出しているが、指定した領域における平均値
の差分等を検出してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の映像信号
合成装置は、合成する映像内の動き量に対応して良好に
映像信号を合成することができるので、テレビジョンス
イッチなどに用いて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１のフレームメモリ(前フレーム)に記憶され
ている前景映像信号の一例図である。

【図３】図１のフレームメモリ(現フレーム)に記憶され
ている前景映像信号の１例図である。

【図４】図１の動き検出回路の一特性例を示す図であ
る。

【図５】図１の適応型キー信号生成回路の一特性例を示
す図である。

【図６】従来のクロマキーによるキー信号発生装置の構
成を示すブロック図である。

【図７】図６の入力色相信号と出力キー信号との関係の
一例を示す特性図である。

【図８】前景映像信号の例を示す図である。

【図９】従来のキー信号生成回路の特性を示す図であ
る。

【図１０】従来のキー信号生成回路の他の特性を示す図
である。

【符号の説明】

１…前景映像信号の入力端子、 ２…背景映像信号の入
力端子、 ３…フレームメモリ、 ４…動き検出回路、
５…色信号分離回路、 ６，７…乗算器、 ８…適応
型キー信号生成回路、 ９…キー信号反転回路、 10…
加算器、 11…出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キー信号として抽出した映像信号の特定
   部分を合成する映像信号合成装置において、キー信号を
   抽出する映像信号から映像の動きを検出し、その検出し
   た動き信号を用いてキー信号の生成を制御する動きに適
   応した適応型キー信号生成回路を備えたことを特徴とす
   る映像信号合成装置。