JPH0646793B2 - 映像合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、映像合成装置、特に、エリアシングのない文
字や、半透明の字体の図形画像を発生すると共に、外部
のスイッチャー又はキーヤーを必要とせずにフェード及
びディゾルブを行う文字発生器用のソフトウエア制御に
よる線形キーヤーを用いた映像合成装置に関する。

［従来の技術］ 映像を発生する環境において、１つの映像源からの映像
は、しばしばつや消しされる（マットで覆われる）か、
第２映像源からの映像と合成される。一般に、映像キー
ヤー（キー信号に応じて複数の画像を合成する装置）を
用いて、合成画像を発生する。文字発生器及び他の図形
装置は、しばしば、通常のカラー出力の他にキー信号を
発生する。このキー信号を用いて、背景映像の穴をカッ
トする。モニタで観察すると、キー信号は、高コントラ
ストの黒白の図形画像のようなものである。キー信号
は、図形画像が背景映像を見えなくするスクリーン部分
で白であり、背景映像が見える部分で黒である。キー信
号及びカラー出力を映像キーヤーに入力する。このキー
ヤーは、キー信号を用いて前景図形画像及び背景映像の
間で切替えを行う。背景映像源は、単一の映像信号出力
であるマット（一様な）映像を発生する。

従来の図形装置が発生したキー信号の縁は、ハードであ
る。すなわち、前景映像源は、第４Ａ図に示す如く、オ
ン又はオフであり、それらの中間にはない。あいにく、
前景及び背景映像間の鋭い遷移により、「クロマが変
形」し、また、合成画像中の物体を乱す。前景及び背景
映像間の縁をソフトにするために、ソフト・キーヤーが
開発された。クリップ及び利得の２つを制御して、鋭い
縁のハード・キー信号を滑らかで傾斜したソフト・キー
信号に変換する。クリップ制御の閾値を、キー信号がオ
ンとみなせる値以上と、キー信号をオフとみなせる値以
下とに選ぶ。利得制御により、出力キー信号の傾斜を特
定する。第４Ｂ図に示す傾斜したキー信号を線形キーヤ
ーに供給して、入力キー信号のルミナンス・レベルに応
じて前景及び背景映像間での重み付け平均を行う。

従来の文字発生器が発生するギザギザした縁は、背景映
像及び前景文字の間のハード遷移による。これら遷移
は、ピクセルの境界にて、典型的には２５〜５０ナノ秒
でバラバラに生じる。適切にエリアシング（ギザギザ）
をなくした（アンチ・エリアシング）文字の縁は、背景
と混じってしまう。混じる量は、ピクセル毎に異なり、
文字の形に応じて決まる。自己充足した図形表示、即
ち、背景のない映像にとって必要なアンチ・エリアシン
グの計算は、周知のデジタル信号処理技術を用いる。ソ
フト・キーヤーは、文字の縁をぼやかすことにより「ジ
ャギー」を減らす。

［発明が解決しようとする課題］ ソフト・キーヤーは、文字の実際の形を認識しないの
で、物体のエリアシングが依然、存在する。正確なアン
チ・エリアシングには、文字の隣接する垂直縁が高速な
遷移、即ち、オフからオンへが１又は２ピクセルであ
り、一方、隣接する水平縁が１２ピクセル程度の低速遷
移であることが必要である。アンチ・エリアシングの表
示が背景映像上に被さると、しばしば重大な問題に直面
する。ハード・キーヤーは、前景図形に元の背景の色で
縁を付ける。ソフト・キーヤーは、この問題をいくらか
軽減するが、依然、元の背景色の部分が、にじみ出る。

したがって本発明の目的は、アンチ・エリアシングを改
善すると共に、外部の映像キーヤーに依存しない効果を
新たに合成できる映像合成装置の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明の映像合成装置は、統合された線形キーヤーのソ
フトウエア制御を用いる。図形発生器は、大容量ラン・
レングス・エンコード・フレーム・バッファ、パレット
・ルックアップ・テーブル、及び統合された線形キーヤ
ーの特徴を具えている。パレット・ルックアップ・テー
ブルの出力は、各成分色（３原色）及びキーに対するデ
ジタル・データ・ワードである。４つの信号総てをアナ
ログに変換し、色成分を所望の標準テレビジョン映像信
号にエンコードし、映像信号及びキー信号を線形キーヤ
ーに供給する。このキー信号により、新規な効果用にエ
ンコーダからの色に対する半透明値を与えると共に、改
善したアンチ・エリアシングのために文字又は図形画像
の形の情報を与える。また、このキー信号を用いて、パ
レット・ルックアップ・テーブルにおけるキー値を変化
させて、ディゾルブ及びフェードを行う。

本発明のその他の目的、利点、及び新規な特徴は、添付
図を参照した以下の説明より明かになろう。

［実施例］ 第１図は、本発明の好適な実施例のブロック図である。
中央処理装置（ＣＰＵ）（１０）は、キーボード（１
２）による操作者からの入力、又は磁気ディスク等の大
容量メモリ（１４）からの入力を受ける。このＣＰＵ
（１０）に、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
（１６）及びパレット・ルックアップ・テーブル（１
８）を接続する。ＲＡＭ（１６）に蓄積された図形画像
は、「ラン・レングス・エンコードされた」フォーマッ
トなので、ラン・レングス・デコーダ（ＲＬＤ）(２０)
をＲＡＭ（１６）及びパレット・ルックアップ・テーブ
ル（１８）間に挿入する。パレット・ルックアップ・テ
ーブル（１８）の出力は、３原色成分及びキー信号であ
る。３原色成分は、夫々のデジタル・アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器（２４）、（２６）、（２８）を介して映像
エンコーダ(２２)に入力して、入力背景映像と合成され
る図形画像が発生する。すなわち、ブロック(１６)〜
(２８)は図形発生手段になり、ブロック（１８）及び
（３２）はキー信号発生手段になる。混合手段である線
形キーヤー（３０）は、入力として、背景映像、映像エ
ンコーダ（２２）からの図形画像、及びＤ／Ａ変換器
（３２）からのキー信号を受け、混合した、即ち、合成
した映像出力を発生する。映像合成装置用のタイミング
をタイミング回路（３４）から得る。このタイミング回
路（３４）は、必要な総てのタイミング信号を背景映像
から求めて、ＲＬＤ（２０）及び映像エンコーダ(２２)
に供給し、図形画像を背景映像に確実に同期させる。

文字発生器における典型的な文字図形画像（４０）を第
２Ａ図に示す。この文字図形画像（４０）には、縁部分
（４４）で囲まれた前景部分（４２）がある。画像（４
０）は、スクリーン（４６）に対して示されており、こ
のスクリーンに投影された下側影部分（４８）を含んで
いる。従来の文字発生器においては、文字画像（４０）
は、スクリーン（４６）と混じり合い、外部スイッチャ
又は映像キーヤーに供給されて、外部の背景映像に被さ
る。しかし、本発明では、パレット・ルックアップ・テ
ーブル（１８）のカラー・パレット情報と共に内部キー
信号を発生し、また、統合されたソフトウエア線形キー
ヤー（２２）を用いることにより、文字図形画像（４
０）を外部の背景映像と直接混合して、アンチ・エリア
シング図形画像の改善だけでなく、いくつかの特殊な映
像効果を発生できる。この効果の異なる実施例を第２
Ｂ、第２Ｃ及び第２Ｄ図に示す。色の一部として、パレ
ット・ルックアップ・テーブル（１８）から供給された
キー値を、色の半透明と做すことができる。第３図に示
す如く、ゼロのキー値は、色が透明なこと、即ち、背景
映像が完全に見えることを示しており、また、最大のキ
ー値は、背景映像が完全に見えない不透明な色を生成す
る。中間のキー値は、背景映像の一部がにじむ半透明色
を生成する。第２Ｂ図において、文字図形画像（４０）
を前景部分（４２）で半透明として、点線により示す。
この点線は、スクリーン（４６）に対する影の線に対応
する。この文字用のパレット・ルックアップ・テーブル
（１８）内のキー信号値は、縁部分（４４）に対しては
最大キー値で不透明になり、また、前景部分（４２）に
対しては中間のキー値となるので、線形キーヤー（３
０）内で外部背景映像に被せると、前景部分は半透明効
果を生ずる。すなわち、背景映像の部分が前景部分を介
して見える。前景部分（４２）を多色にして、濃淡又は
影の効果を実現できる。

同様に第２Ｃ図に示すように、浮き彫りの半透明効果
を、前景部分（４２）、下側の影部分(４８)及び反転し
た下側影部分（４８′）を用いて達成できる。各部分の
キー信号は、異なる値である。例えば、前景部分（４
２）のキー値は、完全に半透明の効果を生じ、反転下側
影部分（４８′）のキー値は、より不透明の効果を生
じ、下側影部分（４８）のキー値は、より一層不透明な
効果を生じる。さらに、２つの下側の影(４８)及び(４
８′)を夫々暗い色及び明るい色に割り当てることもで
きる。最後に、第２Ｄ図は、不透明な前景部分（４２）
及び半透明の下側影（４８）を発生するキー信号を用い
て達成した忠実な背景影を示す。

文字図形画像（４０）の各ピクセルは、１つの成分、即
ち、前景（４２）、縁（４４）、下側影（４８）又はス
クリーン（４６）が１００％か、又は２つの隣接した成
分の混合である。６つの可能な組合わせは、前景と縁、
前景と影、前景とスクリーン、縁と影、縁とスクリー
ン、及び影とスクリーンである。成分対により１５通り
の中間混合が可能ならば、文字図形画像（４０）は最大
１５×６＋４＝９４通りの色が可能である。実際には、
中間混合の数は７つに制限され、約５０のパレット・ル
ックアップ・テーブル入力を用いて、アンチ・エリアシ
ングの縁取りされた影のある文字を表示できる。成分対
がスクリーン色を含んでいないと、そのキー値を完全に
不透明な値に設定する。成分の１つがスクリーン色の場
合、このキー値は、そのピクセルにおけるスクリーン色
の百分率を示す。低いキー値は、線形キーヤー（３０）
により混合する背景映像の割合が高いことを特定する。
パレット・ルックアップ・テーブル（１８）内に蓄積さ
れた赤、緑及び青の値を、完全に非スクリーン色にでき
るので、その結果の混合出力は、内部的に発生する任意
のスクリーン色を含んでおらず、スクリーンのにじみ、
又は縁取りの問題がなくなる。

パレット・ルックアップ・テーブル（１８）用の全体的
なキー値を変化させることによって、文字発生器がフェ
ード及びディゾルブ効果を発生できる。総てのキー値が
最大値のとき、図形画像のみが見える。キー値が次第に
減少すると、キー値がゼロに達したときに背景映像が残
るまで、外部の背景映像が前景図形画像と混合する。前
景画像が多くの半透明領域を有すると、かかる領域に対
するキー値の変化率を不透明領域の変化率と異ならせる
ことができるので、画像が均等にフェードする。勿論、
逆も可能であり、その結果、前景図形画像は、背景映像
上でフェード・インする。また、図形画像の異なる部分
を独立にフェードできる。

動作において、キーボード（１２）の操作者は、ＣＰＵ
（１０）と会話して、外部の背景映像の上に被さる図形
画像を発生する。文字フォントの如き標準画像に対し
て、ＣＰＵ（１０）が大容量メモリ（１４）をアクセス
する。ＲＡＭ（１６）は、実行可能なソフトウエア・コ
ードを含むプログラム部分、暫定的な処理結果用の一時
蓄積部分、及び表示発生部分を具えている。ＲＬＤ（２
０）は、ＲＡＭ（１６）からのラン・レングス・エンコ
ードされた表示情報を一連の２バイト・セグメントに変
換する。ＲＬＤ（２０）からの１バイトは、パレット・
ルックアップ・テーブル（１８）用の色アドレス・ワー
ドであり、他のバイトは、その色を出力するためのピク
セルの数を指示するピクセル継続期間計数である。パレ
ット・ルックアップ・テーブル（１８）は、大容量メモ
リ（１４）からの情報をロードし、キーボード（１２）
による操作者との会話により、望むように変更する。よ
って、ブロック（１０）及び（１２）がキー信号可変手
段となる。パレット・ルックアップ・テーブル（１８）
の各色位置の情報は、赤、緑及び青の３原色の各値と、
キー値とを含んでいる。映像エンコード（２２）で、３
原色を組み合わせて、適切にエンコードされた色出力を
発生する。線形キーヤー（３０）において、関連したキ
ー値に応じて、エンコードされた色出力を背景映像と混
合する。操作者は、パレット・ルックアップ・テーブル
（１８）のキー値内容を変化させて、上述の所望映像効
果を発生できる。図形画像を先ずスクリーンと混合する
のではなく、この図形画像を背景映像と直接組み合わせ
ることにより、アンチ・エリアシング特性が改善され
る。

［発明の効果］ 本発明の映像合成装置によれば、図形画像の各部分に対
して発生されたキー信号のレベルを、図形画像の各部分
に対して独立して、キー信号可変手段により制御するこ
とで、背景図像に図形画像の半透明な影を生成するな
ど、図形画像の各部分の影を容易に独立して選択でき、
映像効果が増す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例のブロック図、第２Ａ〜
第２Ｄ図は本発明により生じた異なる映像効果の図形画
像を示す図、第３図は本発明によるキーを示す図、第４
Ａ及び第４Ｂ図は従来のハード・キー及びソフト・キー
を示す図である。 (10),(12) ：キー信号可変手段 (16)：記憶手段 (20)：デコーダ手段 (18),(22),(24),(26),(28)：映像信号発生手段 (18),(32) ：キー信号発生手段 (30)：混合手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】図形画像に対応するデータを蓄積する記憶
   手段と、 該記憶手段から読み出した上記データをデコードして、
   アドレス信号を生成するデコーダ手段と、 上記アドレス信号に応じて、上記図形画像を表すエンコ
   ードされた図形映像信号を発生する映像信号発生手段
   と、 上記アドレス信号に応じて、上記図形画像の各部分に対
   するキー信号を発生するキー信号発生手段と、 上記図形画像の各部分に対して独立して、上記キー信号
   のレベルを制御するキー信号可変手段と、 背景画像を表す背景映像信号、上記図形映像信号及び上
   記キー信号が供給され、該キー信号に応じて上記図形映
   像信号を上記背景映像信号と混合し、上記キー信号のレ
   ベルに応じた所望の映像効果を生じる混合された映像出
   力を発生する混合手段とを具えることを特徴とする映像
   合成装置。