JPH11275600A - クロマキー回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロマキー信号とキャンセルキー信号とを個
別に調整できるクロマキー回路を得る。 【解決手段】 映像入力信号ａよりＹ／Ｃ分離回路１に
おいて、Ｉ信号ｂ、Ｑ信号ｃが抽出される。波形整形色
位相検知回路２，３において、制御信号＃１〜＃８は色
位相データであり、Ｉ，Ｑ信号ｂ，ｃと乗算することに
より、抜く色位相の範囲や色位相調整が設定される。信
号ｇ１，ｇ２について、それぞれレベルを上げたり下げ
たりする波形調整器４，５を通してクロマキー信号ｈと
キャンセルキー信号ｉとが出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクロマキー回路に関
し、特にプロダクションスイッチャのクロマキー回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】日本における（カラー）テレビジョン放
送は日本テレビジョン標準方式（ＮＴＳＣ方式）により
行われている。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン映像信
号は、輝度（Ｙ）信号成分と、Ｙ信号に重畳されたカラ
ー副搬送波信号（３．５７９５４５ＭＨｚ±１０Ｈｚ）
を直交位相変調したカラー（色度；Ｃ）信号とによって
映像信号を生成し、さらに水平及び垂直ブランキング信
号、及び同期信号を付加して構成される。

【０００３】カラー信号は三原色信号を基に構成される
カラー平面上においてＲ（赤）−Ｙ色差（Ｘ）軸より３
３°オレンジ側に回った軸を広帯域軸（Ｉ軸；１．５Ｍ
Ｈｚ）に定める。さらに、Ｉ軸に直交する軸を狭帯域軸
（Ｑ軸；０．５ＭＨｚ）として、カラー副搬送波信号を
直交位相変調してＹ信号に重畳する（テレビジョン学会
編「テレビジョン画像工学ハンドブック」６３０〜６３
２ページ参照）。

【０００４】例えば、火星の風景を背景として、あたか
も火星の地面上に立った人物が対話するような番組が制
作されることがある。このような場合、対話している人
物は、ブルー（青；Ｂ）の背景（バック）（バックは必
ずしもブルーではなく、例えば赤の場合もあるが、ブル
ーバックの場合が多いので、都合上以下すべてブルーバ
ックとして説明するが、ブルーバック以外の場合でも、
基本的に同じである）の前に立ち、撮影した映像信号の
ブルー信号（ブルーバック領域）を基に人物映像（前景
領域；被写体領域）を取り出すクロマキー信号を得る。

【０００５】このクロマキー信号を基に火星の風景から
人物の部分を消してそこへ人物映像を挿入する方法が採
られる。このような映像番組制作手法をクロマキーと呼
ぶ。クロマキーによる映像（画像）合成においては、ハ
ードクロマキー及びソフトクロマキーの２種類の手法が
用いられる。

【０００６】ハードクロマキーはブルーバック領域と被
写体領域とをオン／オフ信号の形（ディジタル的）にて
判別するものであって、合成画像における前景映像と背
景映像とがハードな切り口にて合成されるため、半透明
な物質等は、合成が不可能であった。また、前景映像が
例えば人物であった場合も、特に髪の毛部分やその他の
衣服の部分についても、端部（周辺部；切り口）はアナ
ログ的（連続的）に変化しているので、ハードな切り口
にて合成すると不自然となることは避けられない。

【０００７】ソフトクロマキーはブルーバック領域と被
写体領域との判定（判別）を連続的に行う。従って、例
えばブルーバックの前にグラスを置いたとすると、周辺
部は当然、１００％ブルーバック領域と判定されるが、
グラスを通した部分は、透過度に従ってブルーバック領
域との判定度が、例えば６０％、３０％と下がり、全く
ブルー色が検出されないところは０％といったブルー色
の度合いに比例したソフトクロマキー信号を発生する。

【０００８】このソフトクロマキー信号を用いて前景映
像と背景映像とを重み付けを行って合成する。これによ
り、より自然な合成映像を得ることができる。従って、
クロマキーといえば、ソフトクロマキーを指すことが一
般的になっている。

【０００９】クロマキー機能はプロダクション（制作）
スイッチャに組み込まれる。プロダクションスイッチャ
は、テレビジョン放送局において、生中継、番組制作、
ＶＴＲ編集に対応した映像スイッチャである。

【００１０】この映像（制作）スイッチャは入力部、Ｍ
Ｋ（ミックスアンドキー）部、出力部によって構成され
ている。入力部では、複数のテレビジョンカメラやＶＴ
Ｒ等の映像信号（番組素材）を選択し、ＭＫ部にて特殊
効果（スーパポーズ、クロマキー、ワイプ等）を行い、
そこで得られたキー信号を基に入力部にて選択された映
像信号を合成する。出力部では、ＭＫ部にて合成された
映像信号を出力（送出、収録、放送）する。

【００１１】クロマキーの場合、前景の例えば人物等に
も、背景（ブルーバック）の影響を受けてブルー色が漏
れ込み、前景映像の色（位）相（ＨＵＥ）が変化すると
いう問題が生じる。このブルー色の漏れ込みあるいはそ
れによる色位相の変化を消去・補正（調整）するための
（クロマ）キャンセルキー信号が用いられる。しかし、
特にソフトクロマキーの場合、検出レベル設定が微妙で
あって、クロマキー信号、キャンセルキー信号の発生に
は工夫が必要となる。

【００１２】また、ブルーバックをテレビジョンカメラ
にて撮影した場合、得られるカラー信号は必ずしも純粋
なブルー色にはならず、照明や、照明のあたりかたによ
って色位相に拡がりが生じる。従って、クロマキー信
号、キャンセルキー信号の中心色位相及び色位相の拡が
りも適合的に変化させる必要がある。

【００１３】特開平８−１９１４５８号公報には、ルミ
ナンスキー信号に基づき色消し領域を設定する第一のク
ロマキャンセルキー発生回路と、クロマキー信号に基づ
き色消し領域を設定する第二のクロマキャンセルキー発
生回路とを設け、それぞれの出力信号である第一及び第
二のクロマキャンセルキー信号を合成し、総合クロマキ
ャンセルキー信号を生成するクロマキャンセルキー発生
回路が提案されている。

【００１４】すなわち、前景画像の被写体（例えば人物
像）領域を主に抜き出すクロマキー信号に基づき被写体
エッジ（端部）領域に最適にクロマキャンセル（被写体
エッジ領域に発生する不自然なカラー信号を消去する）
が行われるように調整されたクロマキャンセル信号を発
生する。

【００１５】また、クロマキー信号に基づいたクロマキ
ャンセルキーにては色消しが充分に行われない人物の髪
の毛等の領域に対する色消し信号を、（前景画像の被写
体領域のＹ信号を基に、発生した）ルミナンスキー信号
に基づき生成し、クロマキー信号に基づいたクロマキャ
ンセルキー信号と合成、併用することにより、抜き出し
画像領域の特徴に応じたクロマキャンセルを行い、背景
画像と合成した時に、すべての領域において、より自然
な合成画像を得ることができるとされている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１９１４５
８号公報記載のクロマキャンセルキー発生回路において
は、ルミナンスキー信号に基づき検出される領域、すな
わち細かな人物の髪の毛等の領域は、服装のエッジ領域
等に比較するとブルー色の混入が多く、クロマキャンセ
ルキーの調整を服装のエッジ領域に合わせると、細かな
人物の髪の毛等の領域にてはクロマキャンセルが適切に
行われず、合成画像の人物の髪の毛にブルー色が混入し
てしまうという問題点がある。

【００１７】また、クロマキャンセルキーの調整を細か
な人物の髪の毛等の領域に合わせると、服装のエッジ領
域にて色が落ちすぎてしまうという問題点が生じる。い
ずれにせよ、カラー信号に関連する（クロマ）キャンセ
ルキー信号をＹ信号を基に生成したルミナンスキー信号
を用いて補正することには無理がある。

【００１８】図５に示す従来のクロマ（キャンセル）キ
ー回路においては、入力された映像信号ａをＹ／Ｃ分離
１し、そのＣ信号（カラー；色度信号）からＩ信号ｂ、
Ｑ信号ｃを分離して、そのＩ信号ｂ、Ｑ信号ｃから波形
整形（２，４，５）し、テレビジョン画面合成用クロマ
キー信号ｈ及びキャンセルキー信号ｉを生成していた。

【００１９】これにより、色（位）相（ＨＵＥ）が検知
され、色を抜く範囲や色を抜いた後の色位相を調整する
ことができ、ある任意の色位相からテレビジョン画面合
成用クロマキー信号ｈ及びキャンセルキー信号ｉが生成
されていた。

【００２０】しかし、テレビジョン画面合成用クロマキ
ー信号ｈ及びキャンセルキー信号ｉは同じ１つの回路２
にて生成されていたため、色を抜く範囲や抜いた後の色
位相を調整してしまうと、テレビジョン画面合成用クロ
マキー信号ｈ及びキャンセルキー信号ｉを同時に調整す
ることとなり、別々に調整することができなかった。

【００２１】本発明の目的は、クロマキー信号とキャン
セルキー信号とを個別に調整できるクロマキー回路を提
供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によるクロマキー
回路は、テレビジョン背景映像にソフトクロマキー手法
により前景映像を挿入・合成する場合に前記前景映像を
挿入するクロマキー信号とブルー色の混入を除去するキ
ャンセルキー信号とを生成するクロマキー回路であっ
て、前記クロマキー信号と前記キャンセルキー信号とを
個別に調整する個別調整手段を含むことを特徴とする。

【００２３】そして、前記個別調整手段は、前記クロマ
キー信号と前記キャンセルキー信号との色を抜く範囲及
び抜いた後の色位相を個別に調整することを特徴とし、
また、前記個別調整手段は、前記クロマキー信号と前記
キャンセルキー信号とについて個別に前記前景映像信号
から分離したＩ信号及びＱ信号にそれぞれ第一及び第三
の制御信号及び第二及び第四の制御信号を乗算した後そ
れぞれ加算しその出力を比較してレベルの小さい方を選
択して負の領域を除去して出力することを特徴とする。

【００２４】本発明の作用は次の通りである。入力され
た映像信号をＹ／Ｃ分離してＩ，Ｑ信号を出力する。
Ｉ，Ｑ信号はそれぞれクロマキー用波形整形色位相検知
回路、キャンセルキー用波形整形色位相検知回路に入力
される。クロマキー用及びキャンセルキー用波形整形色
位相検知回路においては、制御信号により抜いた色に対
しての色の範囲や色位相を調整することができる。

【００２５】例えば、色の範囲では、ブルー（青）色を
抜くとき、ブルー単色から比較的ブルーと、色位相が近
いシアン色やマゼンタ色まで抜くことができ、色位相と
は、極端な場合、マゼンダ色を抜く場合、誤って青色を
抜いたときでも、マゼンダ色を抜いた状態に調整でき
る。

【００２６】クロマキー用及びキャンセルキー用波形整
形色位相検知回路の出力をそれぞれ波形調整することに
より、クロマキー信号及びキャンセルキー信号が出力さ
れる。ここで言う波形調整とは、信号のレベルを０％か
ら１００％まで調整する回路である。このような回路構
成により、クロマキー及びキャンセルキーの色位相検知
を個別に行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。

【００２８】図１は本発明によるクロマキー回路の実施
例の構成を示すブロック図である。図１において、本発
明によるクロマキー回路は、入力された映像信号ａから
Ｉ信号ｂ、Ｑ信号ｃを取り出すＹ／Ｃ分離回路１と、Ｙ
／Ｃ分離回路１から得られたＩ信号ｂ、Ｑ信号ｃからク
ロマキー信号ｇ１を生成するクロマキー用波形整形色位
相検知回路２と、Ｙ／Ｃ分離回路１から得られたＩ信号
ｂ、Ｑ信号ｃからキャンセルキー信号ｇ２を生成するキ
ャンセルキー用波形整形色位相検知回路３と、クロマキ
ー信号ｈを調整・出力するクロマキー用波形調整回路４
と、キャンセルキー信号ｉを調整・出力するキャンセル
キー用波形調整回路５とを含んで構成される。

【００２９】本発明の実施例の動作を図１により説明す
る。映像入力信号ａよりＹ／Ｃ分離回路１においてＩ信
号ｂ、Ｑ信号ｃが抽出（検出；復調）される。なお、カ
ラー副搬送波を直交変調したＮＴＳＣ方式のカラー信号
は、Ｉ軸／Ｑ軸を基準として復調すると、ここで述べる
Ｉ信号／Ｑ信号が得られ、Ｘ軸／Ｚ軸を基準として復調
すると、色差信号（カラー信号からＹ信号を差し引いた
信号）Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）信号／Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）信号が得ら
れる。ここで、Ｒは赤（レッド）信号、Ｂは青（ブル
ー）信号を示す。

【００３０】波形整形色位相検知回路２の詳細を図２に
示す。図２において、Ｉ信号ｂは制御信号＃１及び＃３
と乗算器１１，１３にて乗算され、信号ｂ１，ｂ２が生
成される。また、Ｑ信号ｃは制御信号＃２及び＃４と乗
算器１２，１４にて乗算され、信号ｃ１，ｃ２が生成さ
れる。

【００３１】制御信号＃１〜＃４は色位相データであ
り、Ｉ，Ｑ信号ｂ，ｃと乗算することにより、抜く（キ
ャンセルする）色位相の範囲や色位相調整が設定され
る。信号ｂ１と信号ｃ１とを加算器１５にて加算する
と、信号ｄ１が生成される。信号ｂ２と信号ｃ２とを加
算器１６にて加算すると、信号ｅ１が生成される。

【００３２】信号ｄ１と信号ｅ１とのレベルを比較して
小さい方を選択して出力するレベル比較回路１７から信
号ｆ１が出力され、その後、ゼロリミット回路１８に
て、信号レベルが０以下（負の領域）の時は、０に（ク
リップ）した（ゼロリミット）信号ｇ１が出力される。
これは、色位相は３６０°にわたって分布するので、負
の領域をカットしないと、対角方向の位相の色も検知さ
れることとなり、正確な動作ができなくなるためであ
る。

【００３３】すなわち、クロマキー信号ｈの中心色位相
（ブルーバックの場合はブルー）の、カラー平面上の位
相をθとすると、図４（ａ）に示すように、入力カラー
信号位相に対して信号ｄ１がｓｉｎ（θ−α）を描き、
信号ｅ１が−ｓｉｎ（θ＋α）を描くように制御信号＃
１〜＃４を設定する。ただし、Ｇはグリーン、Ｃｙはシ
アン、Ｂはブルー、Ｍｇはマジェンタ、Ｒは赤（レッ
ド）、Ｙｌはイエローの色位相を示す。

【００３４】レベル比較回路１７にて、信号ｄ１と信号
ｅ１とを比較してレベルの低い方を選択すると、図４
（ｂ）に示すように、信号ｆ１が得られる。ゼロリミッ
ト回路１８にて、０レベル以下をクリップすると、図４
（ｃ）に示すように、信号ｇ１が得られる。ここで、定
数αを大きく取ると、図４（ｄ）に示すように、信号ｇ
１は色位相方向に拡がる。

【００３５】定数α及び中心色位相θは制御信号＃１〜
＃４によって定まるので、クロマキー信号ｈの色を抜く
範囲や抜いた後の色位相を制御信号＃１〜＃４により制
御することができる。

【００３６】また、波形整形色位相検知回路３の詳細を
図３に示す。図３において、Ｉ信号ｂ、Ｑ信号ｃが入力
される。Ｉ信号ｂは制御信号＃５及び＃７と乗算器２
１，２３にて乗算され、信号ｂ３，ｂ４が生成される。
さらに、Ｑ信号ｃは制御信号＃６及び＃８と乗算器２
２，２４にて乗算され、信号ｃ３，ｃ４が生成される。
制御信号＃５〜＃８は色位相データである。

【００３７】信号ｂ３と信号ｃ３とを加算器２５にて加
算すると、信号ｄ２が生成され、信号ｂ４と信号ｃ４と
を加算器２６にて加算すると、信号ｅ２が生成される。
信号ｄ２と信号ｅ２とのレベルを比較して、小さい方を
選択して出力するレベル比較回路２７から信号ｆ２が出
力され、その後、ゼロリミット回路２８にて、信号レペ
ルが０以下（負の領域）の時は、０にした信号ｇ２が出
力される。

【００３８】すなわち、キャンセルキー信号ｉの中心色
位相（ブルーバックの場合はブルー）のカラー平面上の
位相をθとすると、図４（ａ）に示すように、入力カラ
ー信号位相に対して信号ｄ２がｓｉｎ（θ−α）を描
き、信号ｅ２が−ｓｉｎ（θ＋α）を描くように、制御
信号＃５〜＃８を設定する。

【００３９】レベル比較回路２７にて、信号ｄ２と信号
ｅ２とを比較してレベルの低い方を選択すると、図４
（ｂ）に示すように、信号ｆ２が得られる。ゼロリミッ
ト回路２８にて、０レベル以下をクリップすると、図４
（ｃ）に示すように、信号ｇ２が得られる。ここで、定
数αを大きく取ると、図４（ｄ）に示すように、信号ｇ
２は色位相方向に拡がる。

【００４０】定数α及び中心色位相θは制御信号＃５〜
＃８によって定まるので、キャンセルキー信号ｉの色を
抜く範囲や抜いた後の色位相を制御信号＃５〜＃８によ
り制御することができる。

【００４１】図１に戻って、信号ｇ１，ｇ２について、
それぞれレベルを上げたり下げたりする波形調整器４，
５を通してクロマキー信号ｈとキャンセルキー信号ｉと
が出力される。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、クロマキ
ーの色位相範囲とキャンセルキーの色位相範囲とを個別
に調整することにより、被写体に重畳している色のかぶ
りや動きのある被写体に対するキャンセル効果が改善さ
れ、より自然な画面合成処理を行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図である。

【図２】波形整形色位相検知回路のブロック図である。

【図３】波形整形色位相検知回路のブロック図である。

【図４】クロマキー信号及びキャンセルキー信号の生成
手順説明図である。

【図５】従来のクロマキー回路の一例のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ Ｙ／Ｃ分離回路 ２，３ 波形整形色位相検知回路 ４，５ 波形調整回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョン背景映像にソフトクロマキ
   ー手法により前景映像を挿入・合成する場合に、前記前
   景映像を挿入するクロマキー信号とブルー色の混入を除
   去するキャンセルキー信号とを生成するクロマキー回路
   であって、前記クロマキー信号と前記キャンセルキー信
   号とを個別に調整する個別調整手段を含むことを特徴と
   するクロマキー回路。
2. 【請求項２】 前記個別調整手段は、前記クロマキー信
   号と前記キャンセルキー信号との色を抜く範囲及び抜い
   た後の色位相を個別に調整することを特徴とする請求項
   １記載のクロマキー回路。
3. 【請求項３】 前記個別調整手段は、前記クロマキー信
   号と前記キャンセルキー信号とについて個別に前記前景
   映像信号から分離したＩ信号及びＱ信号にそれぞれ第一
   及び第三の制御信号及び第二及び第四の制御信号を乗算
   した後それぞれ加算しその出力を比較してレベルの小さ
   い方を選択して負の領域を除去して出力することを特徴
   とする請求項１あるいは２記載のクロマキー回路。
4. 【請求項４】 前記第一〜第四の制御信号は、前記Ｉ信
   号及びＱ信号に乗算することにより前記色位相を調整・
   制御することを特徴とする請求項２あるいは３記載のク
   ロマキー回路。