JPH0654955B2 - 画像信号変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ発明が解決しようとする問題点 Ｅ問題点を解決するための手段 Ｆ作用 Ｇ実施例 (G1)画像変換のモデル化（第１図〜第６図） (G2)第１実施例の変換処理（第８図、第９図） (G3)第２実施例の変換処理（第１０図、第１１図） (G4)読出アドレス形成回路３の構成（第１２図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は画像信号変換装置に関し、例えばテレビジヨン
放送局用特殊効果装置に適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、入力画像を立体曲面に巻付けたように見える
出力画像データを得る画像信号変換装置において、入力
画像データを垂直方向にずらせるずらし変換演算と、入
力画像を巻付けるべき立体曲面に応じて水平方向に圧縮
すると共に外形変調する変換演算とを実行することによ
り、視覚的に深い奥行きをもつ立体感を与えるような出
力画像を得ることができるようにするものである。

Ｃ従来の技術 この種の特殊効果装置は、長方形を有する平面的な１枚
の画像をデイスプレイのラスタ表示面上に表示させるよ
うに構成されている標準テレビジヨン方式の画像信号を
デイジタル信号に変換した後、入力画像メモリの所定ア
ドレス位置に順次書込むと共に、この書込まれたデータ
を書込まれた順序とは必要に応じて変更した順序で読出
すようにアクセスすることによつて、読出された出力画
像データがラスタ表示面上に表示されたとき、入力画像
データの画像を幾何学的に変化させてなる特殊効果をも
つた画像に変換して表示させるようになされている。

入力画像メモリに対する読出アドレス信号は、入力画像
データの入力画像アドレスを読出アドレス変換回路にお
いて必要に応じて変換することによつて発生される。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 従来の読出アドレス変換回路は、本来平面的な画面を発
生させるように構成されている入力画像データを３次元
的な曲面に変換するという考え方に基づいて、３次元の
空間的位置を表す曲面データを予め記憶しておき、この
３次元の曲面データを用いて入力画像データを３次元の
曲面上にマツピングするような演算をソフト的な演算手
段によつて実現するようにしたものが用いられている。

しかしこのようにすると、３次元の曲面データを記憶す
るための記憶手段として大規模なメモリが必要であるば
かりでなく、表示画像を構成する多数の画素について逐
次３次元空間への変換演算をソフト的に実行する必要が
あるため、ソフト的な演算量が膨大になり、かくして特
殊効果装置全体としての構成が大型かつ複雑になること
を避け得なかつた。

特に入力画像データによつて表示される画面を複雑な立
体形状を有する曲面上に巻付けたように見える画像に変
換すると共に、この画像を時間の経過と共に、時々刻々
変化させて行くような画面を得ようとする場合には、特
殊効果装置の構成が、実用的な限度を越えて大規模化す
ることを避け得ず、従つて従来の方法に代えて簡易な構
成によつて実用上十分な特殊効果を得ることができるよ
うな画像信号変換装置が望ましい。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特に入力
画像データによつて形成される平面的な画面を、立体的
な曲面上に巻付けたように見える効果（これを巻付効果
と呼ぶ）をもつた画面に変換し、かくするにつき、特殊
効果装置の構成を従来の場合と比較して格段的に小規模
化し得るようにした画像信号変換装置を提案しようとす
るものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため第１の発明においては、水
平方向及び垂直方向アドレスを有する入力画像データＩ
ＮＤを、立体曲面に巻付けたように見える出力画像デー
タＯＵＤに変換する画像信号変換装置において、入力画
像データＩＮＤの垂直方向アドレスに関連して、水平方
向アドレスを変化させたとき、当該各水平方向アドレス
にある画素データの垂直方向アドレスを所定形状を表す
量だけ変化させるようなずらし変換関数を用いてずらし
変換演算し、また入力画像データの水平方向アドレスに
関連して、当該水平方向アドレスを変化させたとき、各
水平方向アドレスにある画素データの水平方向アドレス
を、巻付けるべき立体曲面を表す圧縮関数を用いて圧縮
変換演算し、さらに入力画像データＩＮＤの水平方向ア
ドレスに関連して、垂直方向アドレスを変化させたと
き、各水平方向アドレスにある画像データの水平方向ア
ドレスを、巻付けるべき立体曲面の外形形状を表す量だ
け変化させるような外形変調関数を用いて外形変調変換
演算するようにする。

また第２の発明においては、水平方向及び垂直方向アド
レスを有する入力画像データＩＮＤを、立体曲面に巻付
けたように見える出力画像データＯＵＤに変換する画像
信号変換装置において、入力画像データＩＮＤを前方画
面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、ＡＲＲに割当
て、前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、ＡＲ
Ｒの垂直方向アドレスに関連してそれぞれ、水平方向ア
ドレスを変化させたとき、当該各水平方向アドレスにあ
る画素データの垂直方向のアドレスを所定形状を表す量
だけ変化させるようなずらし変換関数を用いてずらし変
換演算し、前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲ
Ｌ、ＡＲＲの水平方向アドレスに関連してそれぞれ、当
該水平方向アドレスを変化させたとき、各水平方向アド
レスにある画素データの水平方向アドレスを、巻付ける
べき立体曲面を表す圧縮関数を用いて圧縮変換演算し、
さらに前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、Ａ
ＲＲの水平方向アドレスに関連してそれぞれ、垂直方向
アドレスを変化させたとき、各水平方向アドレスにある
画像データの水平方向アドレスを、巻付けるべき立体曲
面の外形形状を表す量だけ変化させるような外形変調関
数を用いて外形変調変換演算し、さらにかかる画像変換
処理によつて得られる画像データのうち、前方画面部分
ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、ＡＲＲにそれぞれ対応
する画像データを優先選択制御するようにする。

Ｆ作用 入力画像データＩＮＤをずらし変換演算することにより
出力画像データによつて表される画像は、立体曲面に巻
付けられた入力画像を前上方から斜めに見下ろしたと同
様の立体感を得ることができる。

また入力画像データを水平方向アドレスについて圧縮変
換演算すると共に外形変調変換演算することにより、出
力画像データによつて表される画像は、外形変調関数に
対応する外形形状を有する立体曲面上に、入力画像を立
体的にマツピングしたように見える効果を得ることがで
きる。

これに加えて第２の発明においては、入力画像データを
前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、ＡＲＲに
割当ると共に、これら前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面
部分ＡＲＬ、ＡＲＲについてそれぞれずらし変換演算、
圧縮変換演算、外形変調変換演算を実行するようにする
と共に、当該画像変換処理によつて得られた画像データ
のうち、前方画面部分ＡＲＣ及び後方画面部分ＡＲＬ、
ＡＲＲにそれぞれ対応する画像データを優先選択制御す
るようにしたことにより、立体曲面の前方面部のみなら
ず後方面部にまで入力画像を巻込んだ立体画像を得るこ
とができる。

Ｇ実施例 以下図面について本発明の一実施例を詳述する。本発明
による画像信号変換装置は、基本的に第１図に示す手法
に基づいて、入力画像データ及び出力画像データの各画
素の画面上の位置関係をモデル化する。

(G1)画像変換のモデル化 すなわち入力画像データによつて表されるｘｙ平面上の
入力画像ＩＭ１（第１図（Ａ））の中央部を−ｙ方向に
ずらせることにより、中央部が−ｙ方向に撓んだｘ_１ｙ
_１平面上の中間画像ＩＭ２（第１図（Ｂ））を得る。こ
の処理は、中間画像ＩＭ２のｙ軸方向の座標軸を中心と
して軸対称の立体形状を有する曲面を前方斜め上方位置
から見下したときと同様の視覚的な立体感を得ることが
できる。

次に中間画像ＩＭ２を第１図（Ｃ）に示すように、直径
Ｄの円筒ＥＮの外周面前半部に巻付けて前方から見たと
同様の画像内容をもつｘ_２ｙ_２平面上の中間画像ＩＭ３
に画像変換する。この円筒巻付変換は、各画像のｘ軸方
向の位置を、１次元的に圧縮変換することにより得るこ
とができる。

すなわち第２図に示すように、ｘ_１ｙ_１平面上の中間画
像ＩＭ２を円筒ＥＮの前半外周面上に巻付けてその画像
内容をｘ_２ｙ_２平面上に投影すると考えたとき、巻付け
られた中間画像ＩＭ２上の１点Ｐ１がｘ_２ｙ_２平面上に
投影される位置ｘ_２は、 ｘ_２＝ｒ・sin φ ……（１） で表される。ここでｒは円筒ＥＮの半径、φは点Ｐ１に
対応する中心角である。一方中間画像ＩＭ２が円筒ＥＮ
の前半円周部に巻付いている関係から、 Ｄ：ｘ_１＝π：φ ……（２） の関係が得られる。ここで、Ｄは中間画像ＩＭ２の幅で
ある。従つて（２）式の関係を（１）式に代入すれば、
ｘ_２ｙ_２平面上の中間画像ＩＭ３の点Ｐ１に対応する投
影位置ｘ_２は、 と表すことができる。

（３）式から明らかなように、ｘ_２ｙ_２平面上の位置ｘ
_２は、ｘ_１ｙ_１平面上の位置ｘ_１によつて１次元的演算
によつて決まることになる。

このようにして、円筒巻付変換をすれば、ｘ_２ｙ_２平面
上の中間画像ＩＭ３のｘ軸方向の両側縁をなすｙ軸方向
の線ＬＶ１及びＬＶ２に対して、横方向の曲線ＬＨ１、
ＬＨ２、ＬＨ３が接するように交わるようになり、これ
により、２次元的なｘ_２ｙ_２平面上にある中間画像ＩＭ
３があたかも円筒ＥＮの外周面に巻付いた画像を前上方
位置から斜めに見下ろしたと同様の立体感を極く自然に
強めるような視覚的効果を得ることができる。

かかる円筒巻付変換処理によつて得られた中間画像ＩＭ
３は、次に、巻付けられている円筒ＥＮの直径を所定の
曲面形状に沿うように変化させるような外形変調変換処
理が施され、かくして第１図（Ｄ）に示すように、所定
の外形曲面（例えば花瓶の外形曲面）の前半円周面上に
入力画像ＩＭ１でなる画面を巻付けたように見える出力
画像ＩＭ４を得る。かくして視覚的に、あたかも２次元
平面として表現されている入力画像ＩＭ１を立体的な曲
面上に巻付けて平面上に投影してみたような特殊効果を
得ることができる。

このようなモデル化に沿つて入力画像データを変換すれ
ば、演算処理としては、全て１次元的な変換演算をする
だけで済む。因に、第１図（Ｂ）のずらし変換はｙ軸方
向の演算であり、また第２図（Ｃ）の円筒巻付演算は
（３）式で表されるようにｘ軸方向の非線形圧縮演算で
あり、さらに第１図（Ｄ）の外形変調変換演算はｘ軸方
向の演算である。従つて従来のように３次元空間の位置
データから出力画像データを得るような面倒な演算をし
ないでも、実用上十分に立体的に見える特殊効果をもつ
た出力画像データを得ることができることになる。

画像信号変換装置は、このようにしてモデル化された手
順を実現する構成を有する。すなわち第３図に示すよう
に、入力画像データＩＮＤをローパスフイルタ−補間回
路１を介して入力画像メモリ２に順次書込む。この書込
まれた画像データは、読出アドレス形成回路３において
形成される読出アドレス信号ＲＡＤによつて読出されて
補間−ローパスフイルタ４を介して出力画像データＯＵ
Ｄとして送出される。

読出アドレス形成回路３には、出力画像アドレス発生回
路５において発生される出力画像アドレス信号ＯＡＤＤ
が与えられ、出力画像アドレス信号ＯＡＤＤによつて、
変換後の画像を形成する画像データが格納されているア
ドレスをアクセスする。

読出アドレス形成回路３における出力画像アドレス信号
ＯＡＤＤから読出アドレス信号ＲＡＤへの変換動作は、
第１図及び第２図について上述したモデル化に従つて次
のような演算を実行することにより実現される。

まず第１図（Ａ）の２次元入力画像ＩＭ１を第１図
（Ｂ）の中間画像ＩＭ２に変換するためには、第４図に
示すように、入力画像ＩＭ１を構成する各画素の位置
を、ｙ軸方向に次式、 Δｙ＝（Ｃ_１ｘ^２＋Ｃ_２）・ｆ（ｙ）……（４） で表されるずらし量Δｙだけずらせる。ここでｘｙ平面
上のｘの値に対して、ずらし量Δｙが２次関数によつて
定義され、定数Ｃ_２はずらし量Δｙの最大値（ｘ＝０の
ときの値）を意味し、また定数Ｃ_１はｘ＝Ｄ／２、又は
ｘ＝−Ｄ／２においてΔｙ＝０になるような値及び符号
に選定されている。

かくしてずらし量Δｙは、ｘ＝０の位置で最大になり、
その位置から正又は負方向に行くに従つてｙ軸を中心に
して対称的に小さくなつて行き、ｘ＝Ｄ／２、又はｘ＝
−Ｄ／２において０になる。従つて（４）式の第１項で
表されるような曲線に沿つてｙ軸方向に出力画像ＩＭ１
からずれた中間画像ＩＭ２を実現する。

これに加えて（４）式のずらし量Δｙは、ｆ（ｙ）で表
される第２項を有する。この項ｆ（ｙ）は、第５図に示
すように画像幅Ｄが大きい値Ｄ_１のときのずらし量Δｙ
_１と比較して、画像幅Ｄが小さい値Ｄ_２のときのずらし
量Δｙ_２の値を小さくするような補正関数に選定され、
かくしてずらし量Δｙを出力画像ＩＭ４（第１図
（Ｄ））の画像幅Ｄに対応して変化させるようになされ
ている。例えば第１図（Ｄ）のように、入力画像ＩＭ１
を花瓶状の曲面上に巻付ける場合には、出力画像ＩＭ４
の画像幅が小さい胴部分のずらし量Δｙを小さい値Δｙ
_２に選定し、これに対して底部に相当する部分の画像幅
は大きいのでずらし量Δｙの値も大きい値Δｙ_１に選定
する。

このようにしてｘｙ平面上の入力画像ＩＭ１を形成する
各画素の座標（ｘ、ｙ）は次式で表される座標（ｘ_１、
ｙ_１）に変換される。

ｘ_１＝ｘ ……（５） ｙ_１＝ｙ−Δｙ ＝ｙ−（Ｃ_１ｘ^２＋Ｃ_２）・ｆ（ｙ） ……（６） 次に第１図（Ｃ）及び（Ｄ）について上述した円筒巻付
変換処理及び外形変調変換処理は、ｘ_１ｙ_１平面（第１
図（Ｂ））の中間画像ＩＭ２の各画素の座標（ｘ_１、ｙ
_１）を次式によつて座標（Ｘ、Ｙ）に変換する。

なお、第１図（Ｃ）及び（Ｄ）の画像変換は、実際上ｘ
軸方向についてだけの変換処理であるので、ｙ軸方向に
ついては（８）式に示すように第１図（Ｂ）の座標ｙ_１
からの変換は行わない。またｘ軸方向の変換は、（７）
式の第２項sin（πｘ_１／Ｄ）で表される非線形圧縮演
算と、第１項ｆ（ｙ_１）によつて表される外形変調変換
処理とを、（７）式を演算することによつて同時に実行
すればよく、従つて実際上第１図（Ｂ）の中間画像ＩＭ
２から一挙に第１図（Ｃ）及び（Ｄ）の演算をする。

（７）式及び（８）式で表される出力画像ＩＭ４を、変
換前の入力画像ＩＭ１と比較すれば、入力画像ＩＭ１の
左右両側縁の位置が出力画像ＩＭ４の左右両側縁位置に
対応しており、また入力画像ＩＭ１において水平方向に
引いた線を考えるとき当該水平方向の線は出力画像ＩＭ
４上第６図に示すように、出力画像ＩＭ４の左右両側縁
を示すｙ軸方向の線ＩＭ４Ｖに対して、水平方向の線に
対応する曲線ＩＭ４Ｈが丁度接するように湾曲するよう
になることを表しており、かくして出力画像ＩＭ４は、
視覚上、軸対称の曲面に見えるような立体感を与える。

因に（５）式及び（６）式によるｙ軸方向へのずらし演
算を実行しただけであると、第７図に示すように、出力
画像ＩＭ４の左右側縁部を形成する垂直方向の線ＩＭ４
Ｖに対して水平方向の線に対応する曲線ＩＭ４Ｈが所定
の角度Ｋで交わるように湾曲する結果になり、不自然さ
が大きいが、円筒巻付変換処理（第１図（Ｃ））をする
ことにより、かかる不自然さを軽減することができ、そ
の結果立体感を増大させる効果を得ることができる。

(G2)第１実施例の変換処理 第１実施例の場合、読出アドレス形成回路３は、（５）
式〜（８）式について上述したモデル化に従つて、第８
図及び第９図に示す演算手順によつて入力画像データＩ
ＮＤを出力画像データＯＵＤに変換する。

この場合読出アドレス形成回路３は、（５）式及び
（６）式に基づいて第８図（Ａ）に示すｘｙ平面上の入
力画像ＩＭ１１から第８図（Ｂ）に示すｘ_１１ｙ_１１平
面上の中間画像ＩＭ１２に画像変換し、（７）式及び
（８）式に基づいて第８図（Ｂ）の中間画像ＩＭ１２か
ら第８図（Ｃ）に示すＸＹ平面上の出力画像ＩＭ１３に
画像変換する。そしてかかる画像変換を実現するため、
読出アドレス形成回路３は、実際には、出力画像ＩＭ１
３を構成するＸＹ平面上の座標（Ｘ、Ｙ）を表すアドレ
スを、（７）式及び（８）式、（５）式及び（６）式の
順序で逆変換演算することによつてｘｙ平面上の対応す
る座標（ｘ、ｙ）を表すアドレスを得る。

かくして読出アドレス形成回路３は、出力画像アドレス
信号ＯＡＤＤに対応するアドレスをもつ読出アドレス信
号ＲＡＤによつて入力画像データの対応する画素データ
を入力画像メモリ２から読出すことにより、変換後の出
力画像データＯＵＤを送出させる。

かかる逆変換は、第９図の処理手順に従つて実行され
る。先ず、読出アドレス形成回路３は、ステツプＳＰ１
において逆変換演算処理を開始し、ステツプＳＰ２にお
いて出力画像アドレス発生回路５から出力画像アドレス
（Ｘ、Ｙ）を入力し、ステツプＳＰ３において曲面の巻
付逆変換演算を実行する。すなわち読出アドレス形成回
路３は、上述の（７）式及び（８）式を次式 によつて逆変換演算することにより、座標（Ｘ、Ｙ）
を、座標（ｘ_１１、ｙ_１１）に変換する。かくして読出
アドレス形成回路３は、（９）式及び（10）式におい
て、座標（Ｘ、Ｙ）で表された出力画像ＩＭ１３（第８
図（Ｃ））の各画素のアドレスをｘ_１１ｙ_１１平面上の
中間画像ＩＭ１２（第８図（Ｂ））に逆変換する。

次に読出アドレス形成回路３は、ステツプＳＰ４に移つ
てΔｙずらし逆演算を実行する。すなわち読出アドレス
形成回路３は、次式 ｘ＝ｘ_１１ ……(11) ｙ＝ｙ_１１＋（Ｃ_１ｘ_１１ ^２＋Ｃ_２）・ｆ（ｙ） ……(12) によつて上述の（５）式及び（６）式の逆変換演算をす
る。

ところが（12）式において、右辺はｙの項を含んでいる
ため、直ちにｙについて解くことはできない。しかも実
際上ｙ軸方向については、次式 ｙｙ_１１ ……(13) の関係が成立つので、（13）式の関係を（12）式に代入
して次式 ｙ＝ｙ_１１＋（Ｃ_１ｘ_１ ^２＋Ｃ_２）・ｆ（ｙ_１１） ……(14) によつて座標ｙの値を決定する。

かくして読出アドレス形成回路３は、ｘ_１１ｙ_１１平面
上の中間画像ＩＭ１２（第８図（Ｂ））の各画素のアド
レスを、（11）式及び（14）式で表される（ｘ、ｙ）座
標をもつ入力画像ＩＭ１１（第８図（Ｃ））の対応する
画素を表す読出アドレス信号ＲＡＤに変換し、次のステ
ツプＳＰ５においてこの読出アドレス信号ＲＡＤによつ
て入力画像メモリ２の画像データを読出して出力画像デ
ータＯＵＤを得た後、ステツプＳＰ６に移つて当該演算
処理を終了する。

かくして出力画像データＯＵＤによつて、第８図（Ｃ）
に示すように、花瓶の外表面のうち前半部に入力画像Ｉ
Ｍ１１を立体的に巻付けたように見える出力画像ＩＭ１
３を得ることができる。

(G3)第２実施例の変換処理 次に第２の実施例を述べる。この場合、花瓶を表す曲面
上に入力画像を巻付けたように見える画像データを得よ
うとする点において第１の実施例の場合と同様である
が、この第２の実施例の場合は、立体的曲面の後方部に
まで入力画像を巻込むようにする。

このようにすると、立体曲面を前上方位置から斜めに見
下ろしたとき、後方に巻込まれた部分が画面前半部の後
方位置に見えることになる。この後方への巻込み部分に
は、当該巻込まれた入力画像を裏側から見た画面（すな
わち裏返しの画面）を表示する。かくすることにより、
立体感を増すことができる。

かかる変換画像を得るためには、第１実施例の演算処理
に加えて、以下に述べるように後方へ折返した部分につ
いての変換演算を実行する。

この場合、読出アドレス形成回路３は、（５）式〜
（８）式について上述したモデル化に従つて、第１０図
及び第１１図に示す演算手順によつて入力画像データＩ
ＮＤを出力画像データＯＵＤに変換する。すなわち読出
アドレス形成回路３は、（５）式及び（６）式に基づい
て第１０図（Ｂ）に示すｘ_２１ｙ_２１平面上の中間画像
ＩＭ２２から第１０図（Ｃ）に示すｘ_２２ｙ_２２平面上
の中間画像ＩＭ２３に画像変換し、（７）式及び（８）
式に基づいて第１０図（Ｃ）の中間画像ＩＭ２３から第
１０図（Ｄ）に示すＸＹ平面上の出力画像ＩＭ２４に画
像変換する。そしてかかる画像変換処理を実現するた
め、読出アドレス形成回路３は、実際には、出力画像Ｉ
Ｍ２４を構成するＸＹ平面上の座標（Ｘ、Ｙ）を表すア
ドレスを、（７）式及び（８）式、（５）式及び（６）
式の順序で逆変換演算することによつてｘｙ平面上の対
応する座標（ｘ、ｙ）を表すアドレスを演算する。

かくして読出アドレス形成回路３は、出力画像アドレス
信号ＯＡＤＤに対応するアドレスをもつ読出アドレス信
号ＲＡＤによつて入力画像データの対応する画素データ
を入力画像メモリ２から読出すことにより、変換後の出
力画像データＯＵＤを送出させる。

先ず読出アドレス形成回路３は、第１０図（Ａ）に示す
ように、画像幅Ｄを有する入力画像ＩＭ２１におけるほ
ぼ中央位置において、水平方向に幅ｄを有する中央画面
部分ＡＲＣと、その左側位置に折返線Ｌ_１１を介して連
接する左側画面部分ＡＲＬと、中央画面部分ＡＲＣの右
側位置に折返線Ｌ_１２を介して連接する右側画面部分Ａ
ＲＲとに分割し、左側及び右側画面部分ＡＲＬ及びＡＲ
Ｒを中央画面部分ＡＲＣの後方に折返して中間画像ＩＭ
２２（第１０図（Ｂ））に変換する。

かかる変換は、入力画像ＩＭ２１の中央画面部分ＡＲＣ
の座標（ｘ_Ｃ、ｙ_Ｃ）に対応する中間画像ＩＭ２２の座
標（ｘ_２１Ｃ、ｙ_２１Ｃ）は、 ｘ_２１Ｃ＝ｘ_Ｃ ……(15) ｙ_２１Ｃ＝ｙ_Ｃ ……(16) で表されるように、変換されないのに対して、左側画面
部分ＡＲＬの座標（ｘ_Ｌ、ｙ_Ｌ）は、 ｘ_２１Ｌ＝−ｄ−ｘ_Ｌ ……(17) ｙ_２１Ｌ＝ｙ_Ｌ ……(18) のようにｘ軸方向の座標ｘ_Ｌが折返変換されてなる座標
（ｘ_２１Ｌ、ｙ_２１Ｌ）に変換され、また右側画面部分
ＡＲＲの座標（ｘ_Ｒ、ｙ_Ｒ）は、 ｘ_２１Ｒ＝ｄ−ｘ_Ｒ ……(19) ｙ_２１Ｒ＝ｙ_Ｒ ……(20) のようにｘ軸方向に折返変換された座標（ｘ_２１Ｒ、ｙ
_２１Ｒ）に変換される。

この中間画像ＩＭ２２について、読出アドレス形成回路
３は次にｙ軸方向にΔｙだけずらすずらし変換処理を行
う。

ここで前面部分を構成する中央画面部分ＡＲＣの領域に
ついては、（５）式及び（６）式について上述したと同
様にして、 ｘ_２２Ｃ＝ｘ_２１Ｃ ……(21) ｙ_２２Ｃ＝ｙ_２１Ｃ−Δｙ ……(22) のように、下側に−Δｙだけずらすように変換処理する
ことにより、中間画像ＩＭ２２（第１０図（Ｂ））の座
標（ｘ_２１Ｃ、ｙ_２１Ｃ）をもつ中間画像ＩＭ２３（第
１０図（Ｃ））の座標（ｘ_２２Ｃ、ｙ_２２Ｃ）に変換す
る。

これに対して、後方に折返されている左側画面部分ＡＲ
Ｌの座標（ｘ_２１Ｌ、ｙ_２１Ｌ）が ｘ_２２Ｌ＝ｘ_２１Ｌ ……(23) ｙ_２２Ｌ＝ｙ_２１Ｌ＋α・Δｙ ……(24) で表されるように、ｙ軸方向に＋Δｙだけずらせること
によつて中間画像ＩＭ２３の座標（ｘ_２２Ｌ、
ｙ_２２Ｌ）に変換され、さらに右側画面部分ＡＲＲの座
標（ｘ_２１Ｒ、ｙ_２１Ｒ）が ｘ_２２Ｒ＝ｘ_２１Ｒ ……(25) ｙ_２２Ｒ＝ｙ_２１Ｒ＋α・Δｙ ……(26) で表されるように、ｙ軸方向に＋Δｙだけずらせること
によつて中間画像ＩＭ２３の座標（ｘ_２２Ｒ、
ｙ_２２Ｒ）に変換される。

ここで（24）式及び（26）式において、αは補正係数
で、前面にある中央画面部分ＡＲＣに対して後方にある
左及び右側画面部分ＡＲＬ及びＡＲＲについて、透視法
的効果を生じさせるために用いられており、例えば0.8
程度の値をもつ。また（22）式、（24）式、（26）式に
おいて、Δｙは で表され、（４）式について上述したずらし量Δｙと比
較して、ｘ軸方向の変数がｘ_２１／ｄに選定されている
点が相違する。この相違は、入力画像ＩＭ２１の横幅Ｄ
に対する中央画面部分ＡＲＣの横幅ｄを必要に応じて自
由に選定し得るようにすることによつて、円筒巻付処理
をする際に、巻付けるべき円筒の直径を任意に変更でき
るようにすることにより、変換後の画像において、後方
に巻込まれる画像部分の幅を必要に応じて調整できるよ
うにしたものである。

かくしてずらし変換処理を受けた中間画像ＩＭ２３は、
ｘ軸方向の値ｘ_２２が、ｘ_２２／ｄ＝−１／２、又はｘ
_２２／ｄ＝１／２のときにΔｙ＝０となるように選定さ
れる。

これに加えて中間画像ＩＭ２３においては、左及び右側
画面部分ＡＲＬ及びＡＲＲのうち、中央画面部分ＡＲＣ
と重なる部分については、 ＡＲＣ＞ＡＲＬ ……(28) ＡＲＣ＞ＡＲＲ ……(29) のように、中央画面部分ＡＲＣに高い優先順位が与えら
れ、かくして中央画面部分ＡＲＣが前方に表示されるの
に対して、左側及び右側画面部分ＡＲＬ及びＡＲＲが中
央画面部分ＡＲＣの後方にあるように見える奥行効果を
得ることができる。

読出アドレス形成回路３は次に、中間画像ＩＭ２３が第
１図（Ｃ）及び（Ｄ）について上述したように、ｙ軸方
向に行くに従つて、花瓶の外形形状の変化を表すような
関数で直径の大きさを変調された円筒上に巻付ける円筒
巻付変換を次式、 によつて実行する。この円筒巻付変換により、中間画像
ＩＭ２３の横幅ｄが関数ｆ（ｙ_２２）によつて変調され
ると共に、中央画面部分ＡＲＣ及び左及び右側画面部分
ＡＲＬ及びＡＲＲの画像内容がｘ軸方向に非線形変換さ
れることによつて曲面上に巻付けられたように見える効
果を得ることができると共に、中間画像ＩＭ２３の左及
び右側縁部について第６図及び第７図について上述した
ように、水平方向に延長する曲線が左及び右側縁部に接
するように見える効果が得られ、かくして視覚的な立体
感が強められる。

このようにして出力画像ＩＭ２４を得ることができる
が、第１０図（Ｄ）において左及び右側画面部分ＡＲＬ
及びＡＲＲについては、中央画面部分ＡＲＣとは逆方向
にΔｙのずらし変換を行うので、実際上出力画像ＩＭ２
４のｙ軸方向の長さが入力画像に対して長くなるためク
リツピングが生ずるおそれがある。

すなわち第１０図（Ｅ）に示すように、出力画像ＩＭ２
４によつて形成される出力画面ＤＯＵＴの寸法は、入力
画像ＩＭ２１によつて形成される入力画面ＤＩＮに対し
て寸法が拡大される。そこで第１０図の変換処理をする
際に、出力画面ＤＯＵＴを所定の縮小率で縮小変換す
る。

このように入力画像ＩＭ２１の一部が後方に巻込まれた
ような出力画像ＩＭ２４を得るような変換をする場合
も、実際上読出アドレス形成回路３は、出力画像アドレ
ス発生回路５において出力画像アドレス信号ＯＡＤＤに
よつて指定された出力画像アドレス（Ｘ、Ｙ）を、入力
画像アドレス（ｘ、ｙ）を表す読出アドレス信号ＲＡＤ
に逆変換するような演算を実行する。

すなわち読出アドレス形成回路３は、第１１図に示すよ
うに、ステツプＳＰ１１において逆変換演算を開始した
後、ステツプＳＰ１２に移つて出力画像アドレス回路５
から出力画像アドレス（Ｘ、Ｙ）を入力し、次のステツ
プＳＰ１３において次式 によつて曲面巻付逆変換演算を実行し、かくして出力画
像ＩＭ２４（第１０図（Ｄ））の各画素を形成する座標
位置すなわちアドレスを、中間画像ＩＭ２３（第１０図
（Ｃ））の座標（Ｘ_２２、ｙ_２２）のアドレスに逆変換
する。

次に読出アドレス形成回路３は、ステツプＳＰ１４に移
つてｙ軸方向のΔｙのずらし逆変換演算を実行する。ま
ず第１に、中間画像ＩＭ２３の中央画面部分ＡＲＣにつ
いて、 ｘ_２１Ｃ＝ｘ_２２Ｃ ……(34) ｙ_２１Ｃ＝ｙ_２２Ｃ＋Δｙ ……(35) の演算を実行し、また左側画面部分ＡＲＬについて ｘ_２１Ｌ＝ｘ_２２Ｌ ……(36) ｙ_２１Ｌ＝ｙ_２２Ｌ−α・Δｙ ……(37) の逆変換演算を実行し、さらに右側画面部分ＡＲＲにつ
いて ｘ_２１Ｒ＝ｘ_２２Ｒ ……(38) ｙ_２１Ｒ＝ｙ_２２Ｒ−α・Δｙ ……(39) の逆変換演算を実行する。

かくして中間画像ＩＭ２３の各画素のアドレスから中間
画像ＩＭ２２のアドレスへの逆変換が行われる。ここで
Δｙは が用いられる。

次に読出アドレス形成回路３は、ステツプＳＰ１５にお
いて、折返逆変換演算を実行し、中間画像ＩＭ２２のう
ち、中央画面部分ＡＲＣについて ｘ_Ｃ＝Ｘ_２１Ｃ ……(41) ｙ_Ｃ＝ｙ_２１Ｃ ……(42) のように実質的に座標変換をしないのに対して、左側画
面部分ＡＲＬについて ｘ_Ｌ＝−ｄ−ｘ_２１Ｌ ……(43) ｙ_Ｌ＝ｙ_２１Ｌ ……(44) で表されるように、ｘ軸方向の折返逆変換を実行し、さ
らに右側画面部分ＡＲＲについて ｘ_Ｒ＝ｄ−ｘ_２１Ｒ ……(45) ｙ_Ｒ＝ｙ_２１Ｒ ……(46) で表されるように、ｘ軸方向の折返逆変換を実行する。

かくして入力画像ＩＭ２１を構成する中央画面部分ＡＲ
Ｃの座標（ｘ_Ｃ、ｙ_Ｃ）と、左側画面部分ＡＲＬの座標
（ｘ_Ｌ、ｙ_Ｌ）と、右側画面部分ＡＲＲの座標（ｘ_Ｒ、
ｙ_Ｒ）をアドレスし得るアドレス信号を得ることができ
る。

これに加えて読出アドレス形成回路３は、第１０図
（Ｅ）について上述した出力画面の縮小変換に対応して
その逆変換を実行するために、 ｘ＝β・（ｘ_Ｃ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｒ） ……(47) ｙ＝β・（ｙ_Ｃ、ｙ_Ｌ、ｙ_Ｒ） ……(48) で表されるように、座標（ｘ_Ｃ、ｙ_Ｃ）、（ｘ_Ｌ、
ｙ_Ｌ）、（ｘ_Ｒ、ｙ_Ｒ）のｘ及びｙの値に対して、入力
画面の縮小率の逆数を表す定数βを乗算することによつ
て入力画面ＩＭ２１の縮小逆変換を実行した後、ステツ
プＳＰ１７に移つて重なつた画面部分の優先選択処理を
実行した後、ステツプＳＰ１８において、当該優先選択
したアドレスを内容とする読出アドレス信号ＲＡＤを入
力画像メモリ２に送出し、ステツプＳＰ１９において演
算処理を終了する。

この優先選択処理は、次のようなアルゴリズムに従つて
出力画像データＯＵＤを入力画像メモリ２から送出させ
ることにより実行される。

すなわち第１に、読出アドレス信号ＲＡＤによつて中央
画面部分ＡＲＣに対応するアドレスとして指定された座
標（ｘ_Ｃ、ｙ_Ｃ）が入力画像ＩＭ２１内にあれば、これ
を表示させる。

第２に、左側画面部分ＡＲＬに対応するアドレスとして
指定された座標（ｘ_Ｌ、ｙ_Ｌ）が入力画像ＩＭ２１内に
あれば、これを表示させる。

第３に、右側画面部分ＡＲＲに対応するアドレスとして
指定された座標（ｘ_Ｒ、ｙ_Ｒ）が入力画像ＩＭ２１内に
あれば、これを表示させる。

第４に、その何れでもない場合には、当該指定されたア
ドレスについてはブランキングさせる。

第１０図に示すような画像変換をすれば、入力画像の左
及び右側画面部分が中央画面部分の後方に巻込まれるよ
うに、入力画像が立体曲面上に巻付けられたように見え
る効果をもつ出力画像データＯＵＤを得ることができ
る。

(G4)読出アドレス形成回路３の構成 第２実施例に用いる読出アドレス形成回路３として、第
１２図の構成のものを適用し得る。

この読出アドレス形成回路は（32）式〜（48）式につい
て上述したアドレスの逆変換演算を実行するように構成
されており、出力画像アドレス発生回路５から、座標
（Ｘ、Ｙ）に対応する出力画像アドレス（Ｘ、Ｙ）を指
定する出力画像アドレス信号ＯＡＤＤを受けると共に、
必要に応じてマイクロコンピユータ構成の中央処理ユニ
ツト（ＣＰＵ）から供給される定数データを用いながら
演算処理を実行し、その演算結果として入力画像アドレ
ス（ｘ、ｙ）でなる読出アドレス信号ＲＡＤを入力画像
メモリ２に送出する。

先ず出力画像アドレス信号ＯＡＤＤのＹ軸方向のアドレ
スデータＹが、１／ｆ（Ｙ）関数発生器１１に供給さ
れ、その１／ｆ（Ｙ）出力が乗算回路１２においてＸ軸
方向の出力画像アドレスＸと乗算され、その乗算出力が
sin^-1変換回路１３に供給される。

このsin^-1変換回路１３は、ＲＯＭ構成のテーブルでな
り、乗算回路１２から供給される乗算出力Ｘ／ｆ（Ｙ）
をsin^-1の１／πの値に変換し、その変換出力を乗算回
路１４においてＣＰＵから供給される定数データｄと乗
算する。

このようにして関数発生器１１、乗算回路１２、sin^-1
変換回路１３、乗算回路１４でなる演算回路部１５によ
り（32）式の逆変換演算を実行することによつて、第１
０図（Ｄ）の出力画像ＩＭ２４の出力画像アドレス信号
ＯＡＤＤから第１０図（Ｃ）の中間画像ＩＭ２３のｘ軸
方向の座標ｘ_２２に相当するデータを得る。

その演算回路部１５の出力端に得られる第１０図（Ｃ）
のｘ軸方向の座標ｘ_２２の値は、以後第１０図（Ｂ）、
第１０図（Ａ）の順に画像逆変換されて行く間に値が変
換されないので、（（34）式、（41）式）、優先選択回
路１６の入力端子ｘ_Ｃに入力される。

また出力画像アドレス信号ＯＡＤＤの座標Ｙの信号は、
補正関数発生器２１に供給され、（40）式の補正関数ｆ
（ｙ_２１）に相当する出力信号を乗算回路２２に供給す
る。一方sin^-1変換回路１３の出力がずらし関数発生器
２３に供給され、その出力端に（40）式のずらし関数を
発生して乗算回路２２において補正関数ｆ（ｙ_２１）を
乗算する。かくして補正関数発生器２１、乗算回路２
２、ずらし関数発生器２３によつて構成される演算回路
部２４の出力端に（40）式のずらし量Δｙを表す出力が
得られる。

このずらし量Δｙは、加算回路２５において出力画像ア
ドレス信号ＯＡＤＤのＹ軸方向の座標Ｙのデータと加算
され、かくして加算回路２５の出力端に（35）式によつ
て表される出力ｙ_２１Ｃが得られ、これが優先制御回路
１６のｙ_Ｃ入力端に入力される。

かくして変換画像出力ｙ_Ｃは、（33）式、（35）式、
（42）式の逆変換演算によつて得られる。

また乗算回路１４の乗算出力が、インバータ３１におい
て符号反転処理された後、加算回路３２に供給されると
共に、別途ＣＰＵから供給される定数ｄのデータがイン
バータ３３において反転された後、加算回路３２におい
てインバータ３１の出力と加算され、その加算出力が優
先制御回路１６の入力端子ｘ_Ｌに供給される。

かくして（43）式について上述した折返演算が実行さ
れ、これにより左側画面部分ＡＲＬのｘ軸方向の座標ｘ
_Ｌに関する逆変換演算式（32）式、（36）式、（43）式
の演算結果が得られる。

一方出力画像アドレス信号ＯＡＤＤのｙ軸方向の座標Ｙ
のデータが加算回路３５に供給されると共に、乗算回路
２２の出力が乗算回路３６において別途ＣＰＵから供給
される定数αのデータと乗算され、その乗算出力がイン
バータ３７において符号を反転された後、加算回路３５
においてデータＹに加算され、その加算出力が優先制御
回路１６の入力端子ｙ_Ｌに供給される。

この構成部分は、（37）式を演算するもので、かくし
て、左側画面部分ＡＲＬのｙ軸方向の座標ｙ_Ｌについ
て、（33）式、（37）式、（44）式の逆変換演算結果が
得られる。

さらにインバータ３１の出力が加算回路３８に供給さ
れ、別途ＣＰＵから供給される定数ｄのデータと加算さ
れ、その加算出力が優先制御回路１６の入力端子ｘ_Ｒに
供給される。その構成部分は、（45）式の折返演算を実
行するもので、かくして右側画面部分ＡＲＲのｘ軸方向
の座標ｘ_Ｒについて（32）式、（38）式、（45）式の逆
変換演算結果が得られる。

これに加えて加算回路３５の出力が優先制御回路１６の
入力端子ｙ_Ｒに供給され、右側画面部分ＡＲＲのｙ軸方
向の座標ｙ_Ｒについて、（33）式、（39）式、（46）式
の逆変換演算結果が得られる。

かくして優先制御回路１６に、中央画面部分ＡＲＣ、左
側画面部分ＡＲＬ、右側画面部分ＡＲＲについての逆変
換座標データ（ｘ_Ｃ、ｙ_Ｃ）、（ｘ_Ｌ、ｙ_Ｌ）、
（ｘ_Ｒ、ｙ_Ｒ）についてのデータが入力され、優先制御
回路１６はこれらのデータのうちｘ座標についてのデー
タｘ_Ｃ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｒについて優先選択制御をしてその出
力を乗算回路４１に供給し、別途ＣＰＵから供給される
縮小率の逆数データβを乗算した後、読出アドレス信号
ＲＡＤのデータｘとして送出する。かくして（47）式の
逆変換演算が実行される。

これに対して優先制御回路１６は、入力されたｙ軸につ
いての画像データｙ_Ｃ、ｙ_Ｌ、ｙ_Ｒについて優先制御を
した後、その出力を加算回路４２に供給して縮小率の逆
数データβを乗算し、その乗算出力を読出アドレス信号
ＲＡＤのｙ軸データｙとして送出する。かくして（48）
式の逆変換演算が実行される。

第１２図のように構成された読出アドレス形成回路３を
用いれば、（32）式〜（48）式の逆変換演算を実現し得
る。

なお上述においては入力画像を巻付ける立体曲面とし
て、花瓶状の形状を有する曲面を選定した場合の実施例
について述べたが、曲面の形状はこれに限らず、任意の
形状にし得る。かくするにつき、当該任意の曲面形状を
（９）式及び（32）式において、出力画像のｙ軸方向の
座標Ｙを変数としてｘ軸方向の座標値を決める外形変調
関数ｆ（ｙ）を選定することにより容易に実現し得る。

Ｈ発明の効果 以上のように本発明によれば、必要に応じて設定できる
外形形状を有する曲面に入力画像を巻付けて、当該立体
的曲面を前上方から見下ろしたように見える特殊効果を
もつた出力画像を容易に得ることができる。かくするに
つき、画像変換演算としては、１次元の画像変換をすれ
ば良いので、従来のように３次元のアドレス変換を実行
しなければならない場合と比較して、格段的に簡易な構
成で済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像信号変換装置の変換処理手順
のモデル化を示す略線図、第２図はその円筒巻付変換処
理の説明に供する略線図、第３図は本発明による画像信
号変換装置の概略構成を示すブロツク図、第４図及び第
５図は第１図のｙ軸方向へのずらし変換処理の説明に供
する略線図、第６図及び第７図は第１図の円筒巻付変換
処理を行うことによつて得られる効果の説明に供する略
線図、第８図は本発明の第１実施例における画像変換手
順を示す略線図、第９図はその演算処理手順を示すフロ
ーチヤート、第１０図は第２実施例における画像変換処
理手順を示す略線図、第１１図はその演算処理手順を示
すフローチヤート、第１２図は第１１図の演算処理手順
を実現する読出アドレス形成回路３の詳細構成を示すブ
ロツク図である。 ＩＭ１、ＩＭ１１、ＩＭ２１……入力画像、ＩＭ２、Ｉ
Ｍ３、ＩＭ１２、ＩＭ２２、ＩＭ２３……中間画像、Ｉ
Ｍ４、ＩＭ１３、ＩＭ２４……出力画像、ＡＲＣ……中
央画面部分、ＡＲＬ……左側画面部分、ＡＲＲ……右側
画面部分、１……ローパスフイルタ−補間回路、２……
入力画像メモリ、３……読出アドレス形成回路、４……
補間−ローパスフイルタ、５……出力画像アドレス発生
回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平方向及び垂直方向アドレスを有する入
   力画像データを立体画面に巻付けるように見える出力画
   像データに変換する画像信号変換装置において、 (a)上記入力画像データの垂直方向アドレスに関連し
   て、上記水平方向アドレスを変化させたとき、当該各水
   平方向アドレスにある画素データの垂直方向アドレス
   を、所定形状を表す量だけ変化させるようなずらし変換
   関数を用いてずらし変換演算する手段と、 (b)上記入力画像データの水平方向アドレスに関連し
   て、当該水平方向アドレスを変化させたとき、上記各水
   平方向アドレスにある画素データの水平方向アドレス
   を、巻付けるべき立体曲面を表す圧縮関数を用いて圧縮
   変換演算する手段と、 (c)上記入力画像データの水平方向アドレスに関連し
   て、上記垂直方向アドレスを変化させたとき、上記各水
   平方向アドレスにある画像データの水平方向アドレス
   を、上記巻付けるべき立体曲面の外形形状を表す量だけ
   変化させるような外形変調関数を用いて外形変調変換演
   算する手段と、 を具えることを特徴とする画像信号変換装置。
2. 【請求項２】水平方向及び垂直方向アドレスを有する入
   力画像データを立体画面に巻付けるように見える出力画
   像データに変換する画像信号変換装置において、 (a)上記入力画像データを前方画面部分及び後方画面部
   分に割当る手段と、 (b)上記前方画面部分及び後方画面部分の垂直方向アド
   レスに関連してそれぞれ、上記水平方向アドレスを変化
   させたとき、当該各水平方向アドレスにある画素データ
   の垂直方向アドレスを、所定形状を表す量だけ変化させ
   るようなずらし変換関数を用いてずらし変換演算する手
   段と、 (c)上記前方画面部分及び後方画面部分の水平方向アド
   レスに関連してそれぞれ、当該水平方向アドレスを変化
   させたとき、上記各水平方向アドレスにある画素データ
   の水平方向アドレスを、巻付けるべき立体曲面を表す圧
   縮関数を用いて圧縮変換演算する手段と、 (d)上記前方画面部分及び後方画面部分の水平方向アド
   レスに関連してそれぞれ、上記垂直方向アドレスを変化
   させたとき、上記各水平方向アドレスにある画像データ
   の水平方向アドレスを、上記巻付けるべき立体曲面の外
   形形状を表す量だけ変化させるような外形変調関数を用
   いて外形変調変換演算する手段と、 (e)上記一連の画像変換処理によつて得られる画像デー
   タのうち、上記前方画面部分及び上記後方画面部分にそ
   れぞれ対応する画像データを優先選択制御する手段と、 を具えることを特徴とする画像信号変換装置。
3. 【請求項３】上記ずらし変換演算手段は、上記前方画面
   部分及び後方画面部分のアドレスを有する画素データに
   ついての上記一連の画像変換処理を、互いに逆方向にず
   らすようなずらし変換関数を用いて行うようにしてなる
   特許請求の範囲第２項に記載の画像信号変換装置。