JPH0634516B2

JPH0634516B2 - クロマキ−装置

Info

Publication number: JPH0634516B2
Application number: JP58087115A
Authority: JP
Inventors: 嘉一山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS59212089A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、デイジタルカラービデオ信号を処理するこ
とにより、背景画に前景画の被写体をはめ込む合成を行
なうクロマキー装置に関する。

「背景技術とその問題点」デイジタルクロマキー装置では、色座標系における基準
の色例えば青と前景カラービデオデータの各サンプルと
の距離に応じてキー信号を発生する。このキー信号は、
バツクグランドノイズなどを含み、また、前景画の被写
体によつて種々のゲインを持つものなので、クリツプ処
理によつて整形されたうえで合成のためのキー信号とし
て用いられる。

従来のデイジタルクロマキー装置では、ベースクリツプ
レベル及びピーククリツプレベルとして所定の値が用い
られていた。第１図に示すように、もとのキー信号１を
ベースクリツプレベルBC及び充分高い値のピーククリツ
プレベルPC1によつてクリツプすると、２Ａで示すよう
なキー信号が得られる。このキー信号２Ａは、もとのキ
ー信号１と同様の立上りエツジのものとなる。しかし、
照明が不充分な被写体の場合でも、合成画において充分
な実在感を出すためには、第１図においてPC2で示すよ
うな低い値にピーククリツプレベルを設定しなければな
らない。この場合には、クリツプ後のキー信号は、２Ｂ
で示すものとなり、もとのキー信号に対して立上りが早
すぎるものになる。

このように、キー信号の立上りが早過ぎると、被写体の
輪郭に沿つてブルーフリンジ（青のふちどり）が発生し
たり、この輪郭に沿つた黒いふちどりが発生したりす
る。ブルーフリンジは、キー信号のエツジタイミングを
調整し、この調整後のキー信号に応じて変化するバツク
カラーデータを前景カラービデオデータから減算する色
消しの処理を行なうことで或る程度解決できる。しか
し、被写体が無彩色又は透明な物体の場合には、色消し
が被写体内部に入りすぎると、輪郭部が青と補色の色に
着色される問題が生じる。

また、白色の背景画に垂直の赤色のストライプがはめこ
まれた合成画の場合、背景からストライプに変化するエ
ツジ部の各コンポーネント信号及びキー信号は第２図に
示すような変化を生じる。第２図において、３Ｙ，３
Ｕ，３Ｖは、夫々Ｙ（輝度信号）信号，Ｕ（Ｂ−Ｙ成
分）信号，Ｖ（Ｒ−Ｙ成分）信号の変化を示し、３Ｋが
キー信号の変化を示す。前述のように、キー信号３Ｋが
もとのキー信号と比べて立上りが早過ぎるために、破線
の円４で示すようなＹ信号のレベルの部分的低下（Ｙ信
号のこぶと称する）が発生する。このＹ信号のこぶの発
生は、クロスフエード方式を用いて合成することにも起
因する。そして、Ｙ信号のこぶが被写体の輪郭の黒いふ
ちどりとなるのである。

「発明の目的」この発明は、発生されたキー信号に応じてクリツプレベ
ルを適切なものに変化させることにより、過剰な色消し
による着色及びＹ信号のこぶによる輪郭のふちどりを防
止し、自然な感じの合成画を形成することができるクロ
マキー装置の提供を目的とするものである。

「発明の概要」この発明は、前景カラービデオ信号から発生されたキー
信号の平均値を検出し、この平均値によつて可変される
クリツプレベルによつてキー信号をクリツプし、このク
リツプされたキー信号によつて前景カラービデオ信号と
背景カラービデオ信号との合成を行なうようにしたもの
である。

「実施例」この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
この一実施例の全体の構成を示す第３図において、１
１，１２，１３は、前景カラービデオデータのコンポー
ネントＶ_FG，Ｕ_FG，Ｙ_FGが供給される入力端子である。
この輝度信号及び色差信号の夫々は、１サンプルが例え
ば８ビツトに変換されたデイジタル信号である。前景カ
ラービデオデータは、カラーテレビジヨンカメラの出力
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をマトリツクス演算することで形成され
たＹ信号，Ｕ信号，Ｖ信号を例えば（１４：７：７）の
比のサンプリング周波数でサンプリングし、Ａ／Ｄ変換
したものである。

１４は、キー信号形成回路である。このキー信号形成回
路１４は、バツクカラーと対応する参照点（Y0，U0，V
0）と前景カラービデオデータとの対応する１サンプル
毎に演算し、所定レベルのキー信号（１サンプル８ビツ
ト）を発生するものである。

ここで、キー信号の形成方法の一例について第４図を参
照して説明する。まず、第４図の（Ｕ，Ｖ）色座標上で
バツクカラーと対応する参照点を（U0，V0）としたと
き、原点とこの点を結んでできる軸をＸ軸、それに垂直
で（U0，V0）を通るのをＹ軸とする。参照点（U0，V0）
と任意の（Ｕ，Ｖ）値とを結ぶベクトルでＸ軸，Ｙ軸の
各々への寄与分をｘ，ｙで示すとｘ＝（Ｕ−U0）cosθ＋（Ｖ−V0）sinθ ｙ＝（Ｖ−V0）cosθ−（Ｕ−U0）sinθ θ＝tan^-1（V0/U0）と表わされる。そこで、（ｚ＝Ｙ−Y0）として、次式で
示す関数でキー信号を定義する。

Ｋ＝ａ｜ｘ｜＋ｂ｜ｙ｜＋ｃ｜ｚ｜（ａ，ｂ，ｃは、正の任意の定数である。）上式で左辺のＫを一定値でおいたとき、それを満たす
（Ｕ，Ｖ）値は、色座標上の参照点を中心とするひし形
の辺上に並ぶことになる。

このように発生されたキー信号は、キープロセツサ１５
に導かれ、クリツプ処理を受ける。このキープロセツサ
１５は、後述するように、クリツプレベルがキー信号の
平均値に応じて変化する適応形のものである。このクリ
ツプ処理は、ベースクリツプレベルをBCとし、ピークク
リツプレベルをPCとすると、BC以下は、全て０の量子化
レベルとし、PC以上は、全て２５５の量子化レベルとす
るものである。

第４図に示す色座標上でベースクリツプレベルBC及びピ
ーククリツプレベルPCの夫々は、ひし形５及び６でもつ
て表わされる。小さなひし形５の中に含まれるものは全
て０，大きなひし形６の外は、全て２５５の量子化レベ
ルとされ、両者の間に位置する部分は、キー信号の傾斜
を決定する中間レベルの領域とされる。

また、１６は、カラーキヤンセラーを示し、遅延回路１
７を介して前景カラービデオデータが供給される。キー
信号形成回路１４及びキープロセツサ１５における信号
処理に要する時間に相当する遅延量を遅延回路１７が有
している。また、カラーキヤンセラー１６には、前景画
のスクリーンに対応するバツクカラーデータDBが供給さ
れ、キープロセツサ１５からのキー信号によつて振幅変
調されたバツクカラーデータが前景カラービデオデータ
から減算される。

カラーキヤンセラー１６により色消しがされた前景画の
Ｙ信号，Ｕ信号，Ｖ信号がミキサー２１，２２，２３に
供給される。このミキサー２１，２２，２３には、入力
端子２４，２５，２６の夫々から背景カラービデオデー
タのコンポーネントＹ_BG，Ｕ_BG，Ｖ_BGが供給される。ミ
キサー２１，２２，２３は、クロスフエード方式又はク
ロスフエード方式及びアデイテイブ（ADDITIVE）方式を
組合わせた構成とされている。このミキサー２１，２
２，２３にキープロセツサ１５からのキー信号が供給さ
れ、夫々の出力に合成画のコンポーネント信号Ｙ_Ｍ，Ｕ
_Ｍ，Ｖ_Ｍが現れる。そして、合成画の各コンポーネント
は、ローパスフイルタ２７，２８，２９を夫々介して出
力端子３１，３２，３３に取り出される。

上述のキープロセツサ１５は、一定のクリツプレベルを
用いずに、キー信号形成回路１４で形成された原キー信
号K0(t)の移動平均値を求め、次式で表わされるピーク
クリツプレベルPC(t)及びベースクリツプレベルBC(t)を
用いるものである。

但し、は、キー信号K0(t)の移動平均値であり、Ｎ，Ｍは、調
整項としての定数である。

つまり、原キー信号K0(t)のレベルの低いところでは、P
C(t)≒PC0，BC(t)≒BC0となり、PC0及びBC0をこの場合
の都合の良い値に定めておくことで、原キー信号K0(t)
が大きいところでは、クリツプレベルPC(t)及びBC(t)も
それに伴なつて大きくなる。

このようなクリツプレベル可変形のキープロセツサ１５
の一例を第５図に示す。第５図において、４１で示す入
力端子から原キー信号K0(t)が供給され、遅延回路４３
及びローパスフイルタ４４に供給される。このローパス
フイルタ４４によつて、平均値が取り出され、演算回路４５に供給される。キープロセ
ツサ１５は、前出の(1)式及び(2)式で表わされるクリツ
プレベルを求め、次式で表わされるキー信号K₁(t)を出
力する。

但し、K₁(t)は、０の下限値，２５５の上限値を持たせ
る。

演算回路４５は、(1)式及び(2)式の演算を行ない、ベー
スクリツプレベルBC(t)及び(3)式の分子の項（PC(t)-BC
(t)）を発生する。また、遅延回路４３は、ローパスフ
イルタ４４及び演算回路４５で生じる時間遅れを補償す
るためのもので、この遅延回路４３からのキー信号K0
(t)と演算回路４５からのベースクリツプレベルBC(t)と
が減算回路４６に供給される。

この減算回路４６の出力に(3)式の分子の項のデータが
得られる。そして、演算回路４７によつて(3)式で示さ
れる乗算がなされ、出力端子４２に目的とするキー信号
K₁(t)が取り出される。演算回路４７は、の値を発生するルツクアツプテーブルが記憶されている
メモリとこのメモリの出力に減算回路４６の出力を乗じ
る乗算回路とを含むものである。

キープロセツサ１５の出力端子４２に取り出されたキー
信号K₁(t)が前述のように、色消し及び合成のために用
いられる。図示せずも、出力端子４２にキー信号K₁(t)
のエツジタイミングを調整する回路が付加される。特
に、色消しとＹ信号の合成に用いられるキー信号は、エ
ツジタイミングの調整がされている必要がある。

また、(1)式及び(2)式において、（Ｎ＝Ｍ）の関係があ
るときには、キー信号K₁(t)は、次式で示すものとな
る。

この場合のキープロセツサ１５は、第６図に示す構成と
なり、が定数となるために、演算回路４７は、減算回路４６の
出力をアドレス入力とするメモリのみで構成することが
できる。

また、遅延回路４３の部分に、キー信号強調回路を用い
るようにしても良い。キー信号強調回路は、キー信号を
２次微分回路或いはハイパスフイルタを通して得られた
輪郭強調成分を原キー信号に加えるものである。

第７図は、この発明の一実施例によるクリツプレベル可
変動作の一例を示すものである。前景画の被写体とし
て、透明なコツプと赤い花とが横に並んでいるものを考
えると、これらを横切る１ラインの時間軸に対して、図
示のような原キー信号K0(t)が発生する。つまり、５１
で示す期間は、透明なコツプの位置と対応するもので、
その無彩色の輪郭及び透けて見える中央部に対応したキ
ー信号K0(t)が発生する。この期間５１では、キー信号
のゲインが低いために、破線で示すピーククリツプレベ
ルPC(t)及び１点鎖線で示すベースクリツプレベルBC(t)
が共に小さいレベルとなる。また、５２で示す期間に
は、赤い花と対応してキー信号K0(t)のゲインが大きく
なる。これに応じて、ベースクリツプレベルBC(t)及び
ピーククリツプレベルPC(t)が共に大きなレベルとな
る。

「発明の効果」この発明に依れば、原キー信号のレベルに応じてクリツ
プレベルを変化させることにより、原キー信号のゲイン
に対応した適切なクリツプレベルによりクリツプ処理を
行なうことができる。したがつて、クリツプ処理後のキ
ー信号の立上りが早過ぎるものとなることを防止するこ
とができ、合成画において、被写体のブルーフリンジ或
いは黒い縁取りが生じることを防止でき、自然な感じの
合成画を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のデイジタルクロマキー装置の
説明に用いる波形図，第３図はこの発明の一実施例の全
体の構成を示すブロック図，第４図はキー信号の形成の
説明に用いる略線図，第５図及び第６図はこの発明の一
実施例におけるキープロセツサの一例及び他の例のブロ
ック図，第７図はこの発明の一実施例の動作を示す波形
図である。１１，１２，１３……前景カラービデオデータの入力端
子、１４……キー信号形成回路、１５……キープロセツ
サ、１６……カラーキヤンセラー、２１，２２，２３…
…ミキサー、２４，２５，２６……背景カラービデオデ
ータの入力端子、３１，３２，３３……合成カラービデ
オデータの出力端子、４４……平均値検出用のローパス
フイルタ、４５，４７……演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の色のスクリーンの前に被写体が位置
する前景カラービデオ信号と、背景画像からなる背景カラービデオ信号とが供給され、上記背景画像の前に上記被写体をはめ込むように合成す
るようになされたクロマキー装置において、上記前景カラービデオ信号と上記所定の色と対応する色
とを比較してキー信号を形成するキー信号形成手段と、上記キー信号に基づいてキー信号の平均値を検出する平
均値検出手段と、上記平均値に応じてクリップレベルを変化させ、該可変
されたクリップレベルによってキー信号をクリップする
クリップ手段と、上記クリップされたキー信号に基づいて上記背景画像の
前に上記被写体をはめ込むように合成する合成手段とを
備えたことを特徴とするクロマキー装置。