JPS61195085A - 画像信号変換装置 - Google Patents

画像信号変換装置

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JPS61195085A
JPS61195085A JP3592585A JP3592585A JPS61195085A JP S61195085 A JPS61195085 A JP S61195085A JP 3592585 A JP3592585 A JP 3592585A JP 3592585 A JP3592585 A JP 3592585A JP S61195085 A JPS61195085 A JP S61195085A
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伸夫 佐々木
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哲造 倉賀野
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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 り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 (Gl)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)続
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、例えばテレビジョン
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
の画像をディスプレイのラスク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ョン方式の画像信号を
ディ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って、読出された出力画
像データがラスク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
っ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続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って発生される。
D発明が解決しようとする問題点 従来の続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夕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
段によっ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
を避は得なかった。
特に入力画像データによっ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
殊効実装置の構成が、実用的な限度を越えて大規模化す
ることを避は得す、従って従来の方法に代えて簡易な構
成によっ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
画像データによっ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)をもった画面に変換し、かくするにつき、特殊
効実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
レスを有する人力画像データ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、人力画像データINDを前方画
面部分ARC及び後方画面部分APL、ARPに割当て
、前方画面部分ARC及び後方画面部分APL、ARP
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APL、
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ARLSARR
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
によって得られる画像データのうち、前方画面部分AR
C及び後方画面部分APL、、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 入力画像データ夏NDをずらし変換演算することにより
出力画像データによって表される画像は、立体曲面に0
巻付けられた入力画像を前上方から斜めに見上ろしたと
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
力画像データによって表される画像は、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ARLSARR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っ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。
(Gl)画像変換のモデル化 すなわち入力画像データによって表されるxy平面上の
入力画像IMI (第itg (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!+ 3’+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上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
りの円筒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Xt yt平面上の中間画像IM
3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、XI3’+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Xt Yz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Xz 3’2
平面上に投影される位ZXZは、 xz=r−sin φ        ・・・・・・(
1)で表される。ここでrは円筒ENの半径、φは点p
t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、  ±π:φ          嗜・・壷・
・ (2)の関係が得られる。ここで、Dは中間画像I
M2の幅である。従って(2)式の関係を(1)式に代
入すれば、Xz Yz平面上の中間画像IM3の点PI
に対応する投影位置x2は、 と表すことができる。
(3)式から明らかなように、Xt ’/を平面上の位
置Xfiは、Xt  3’+平面上の位71 X +に
よって1次元的演算によっ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、x2y!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vAL■1及びLV2に対して、横方向の曲線LHi
 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Xz )’を平面上にある中間画
像IM3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っ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IMlでなる画面を巻付けたように見える出力
画像■M4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IMI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っ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。従って従来のように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った
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存する。すなわち第3図に示すよう
に、入力画像データINDをローパスフィルター補間回
路1を介して入力画像メモI72に順次書込む。この書
込まれた画像データは、続出アドレス形成回路3におい
て形成される続出アドレス信号RADによって読出され
て補間−ローバスフィルタ4を介して出力画像データO
UDとして送出される。
続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0ADD
が与えられ、出力画像アドレス信号0ADDによって、
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。
続出アドレス形成回路3における出力画像アドレス信号
0ADDから続出アドレス信号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って次
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IMI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IMIを構成する各画素の位置を、y
軸方向に次式、 Δy−(c+  x” +Cz)・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
数によって定義され、定数02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C9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−Q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ってy軸を中心に
して対称的に小さくなって行き、x = D / 2、
又はX=−D/2においてOになる。
従って(4)式の第1項で表されるような曲線に沿って
y軸方向に出力画像IMI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。この頃f (y)は、第5図
に示すように画像幅りが大きい値り。
のときのずらし量Δy、と比較して、画像幅りが小さい
41 D tのときのずらし量Δy2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))の画像幅りに対応して
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IMI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Δy2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+に選定する。
このようにしてxy平面上の入力画像IMIを形成する
各画素の座標(x、y)は次式で表される座標(xt 
、yI )に変換される。
x、″X            ・・・・・・(5)
yI−y二Δy =y−(c1x” +Ct )・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。
y1平面(第1図(B))の中間画像IM2の各゛  
画素の座標(”+ 、)’+ )を次式によって座II
(X、Y)に変換する。
υ ・・・・・・(7) Y = F +             ・−−−−
−(8)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y1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+/D)で表される
非線形圧縮演算と、第1項f(yI)によって表される
外形変調変換処理とを、(7)式を演算することによっ
て同時に実行すればよく、従って実際上第1図(B)の
中間画像IM2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IMIと比較すれば、入力画像IMIの
左右両側縁の位置が出力画像TM4の左右両側縁位置に
対応しており、また入力画像rM1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
A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
の角度に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って、第8
図及び第9図に示す演算手順によって入力画像データI
NDを出力画像データOUDに変換する。
この場合続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IMI 1から第8図(B)に示すxl 3F II
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IMI 2
から第8図(c)に示すXY平面上の出力画像IMI 
3に画像変換する。そしてかかる画像変換を実現するた
め、続出アドレス形成回路3は、実際には、出力画像I
MI 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ってxy平面上の
対応する座標(x、y)を表すアドレスを得る。
か(して続出アドレス形成回路3は、出力画像アドレス
信号0ADDに対応するアドレスをもつ続出アドレス信
号RADによっ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図の処理手順に従って実行される
。先ず、続出アドレス形成回路3ば、ステップSPIに
おいて逆変換演算処理を開始し、ステップ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、ステップSP3において曲面の巻付
逆変換演算を実行する。すなわち続出アドレス形成回路
3は、上述の(7)式及び(8)式を次式 ・・・・−(9) y 、 、 1111 Y            ・
・・・・・(lO)によって逆変換演算することにより
、座標(X、Y)を、座標(Xll、7++)に変換す
る。かくして続出アドレス形成回路3は、(9)式及び
((c)式において、座標(X、Y)で表された出力画
像1M13 (第8図(c))の各画素のアドレスを”
I+Fr+平面上の中間画像IM12(第8図(B))
に逆変換する。
次に続出アドレス形成回路3は、ステップsP4に移っ
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 7式%(e) によって上述の(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、しかし
実際上y軸方向については、次式7式%(13) の関係が成立つので、(13)式の関係を(12)式比
代入して次式 %式%() によって座標yの値を決定する。
かくして続出アドレス形成回路3は、xIIy。
平面上の中間画像IM12(第8図(B))の各画素の
アドレスを、(e)式及び(14)式で表される(x、
y)座標をもつ入力画像IMII(第8図(c))の対
応する画素を表す続出アドレス信号RADに変換し、次
のステップSP5においてこの続出アドレス信号RAD
によって入力画像メモリ2の画像データを読出して出力
画像データOUDを得た後、ステップSP6に移って当
該演算処理を終了する。
かくして出力画像データOUDによって、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
MIIを立体的に巻付けたように見える出力画像IMI
 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)弐〜(8
)式について上述したモデル化に従って、第10図及び
第11図に示す演算手順によって入力画像データTND
を出力画像データOUDに変換する。すなわち続出アド
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 z+ ’j zt平面上の中間
画像IM22から第10図(c)に示すX tz F 
it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IM
23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、続出アドレス形成回路3は、実際には、
出力画像IM24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って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。
かくして続出アドレス形成回路3は、出力画像アドレス
信号0ADDに対応するアドレスをもつ続出アドレス信
号RADによっ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。
先ず続出アドレス形成回路3は、第1O図(A)に示す
ように、画像幅りを有する入力画像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し、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L1!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APL及びAR
P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(Xc 、3’c )に対応する中間画像IM2
2の座標(Xz+c % Yt、c )は、xz+c 
=)(c           ・・・・・・(15)
y富rc=Yc           ・・・・・・(
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(XLs )’t )は、X*
rt−−d−XL・・・・”(17)y!IL=yL 
         ・・・・・・(18)のようにX軸
方向の座標xLが折返変換されてなる座標(X□L、)
F□L)に変換され、また右側画面部分ARRの座標(
XIIIS711 )は、X□@=d−x、     
    ・・・・・・(19)y□、−y、     
     ・・・・・・(20)のようにX軸方向に折
返変換された座標(X r+*、yt、翼)に変換され
る。
この中間画像IM22について、続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 zxc = x z+c           −
”(21)y2□、=y□ゎ−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(Xz+c −、Yztc )をもつ
中間画像IM23 (第10図(c))の座標(x g
zc、y2zc)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AP
Lの座標(Xz+t −、Ytrt )がxuL=x2
IL          ……(23)YtzL=3’
ztt+α・Δ3’     ・・−・−・(24)で
表されるように、y軸方向に+Δyだけずらせることに
よって中間画像IM23の座標(X !!L、yttt
)に変換され、さらに右側画面部分ARRの座標(xt
、、I、y□、 −)が X ztm = X ztm          ・・
・・・・(25)Vzt胃=YzIm+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って中間画像IM23の座
標(X 2!II、yt□)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APR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・・・・・・(27) 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□/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の横幅りに
対する中央画面部分ARCの熾幅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って、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、が、Xz冨/d−−1/2、又はX 
tz/ 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)A RC> A RR−
・・・・・(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A
PL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。
続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(に従って、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、Y−)’tt           
  ・・・・・・(31)によって実行する。この円筒
巻付変換により、中間画像IM23の横幅dが関数’ 
(ytz)によって変調されると共に、中央画面部分A
RC及び左及び右側画面部分ARL及びAPRの画像内
容がX軸方向に非線形変換されることによって曲面上に
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APR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IM24
のy軸方向の長さが入力画像に対して長(なるためクリ
ッピングが生ずるおそれがある。
すなわち第1O図(E)に示すように、出力画像IM2
4によって形成される出力画面DOUTの寸法は、入力
画像IM21によっ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TM24を得るような変換をする場合も
、実際上続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0ADDによ
っ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)を表す続出アドレス信号RADに
逆変換するような演算を実行する。
すなわち続出アドレス形成回路3は、第11図に示すよ
うに、ステップ5PIIにおいて逆変換演算を開始した
後、ステップ5P12に移っ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、次のステッ
プ5P13において次式 %式%(33) によって曲面巻付逆変換演算を実行し、がくしで出力画
像IM24(第1θ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1O
図(c))の座標(X ttSY zz)のアドレスに
逆変換する。
次に続出アドレス形成回路3は、ステップ5P14に移
って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 tlc = X z鵞c           ”
”(34))’ tlc = 3’ zze+Δy−−
−−−−(35)の演算を実行し、また左側画面部分A
RLについて X z+L= X tzt、            
    ・”””(36)’/z+t  ””/z□、
−α・ Δy      ・・・・・・(37)の逆変
換演算を実行し、さらに右側画面部分APRについて X tI* = X xt冨・=”(3B)V g+*
 −3’ tzt−α・Δy    ・・・・・・(3
9)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 x!1 Δy=(c+・(−)”+ cz ) ・r (F!l)     ・・・・・・(40)が用
いられる。
次に続出アドレス形成回路3は、ステップ5P15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xc−xtIC・・・
・・・(41) 3’c −3F!Ic           ・・・・
・・(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 xt ”  a  XIIL        ”””(
43)yL薯)’ *+t           ・・
・・・・(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XI
 ”” d  x*+m         ”・(45
)y*=Yz+*             ・・・・
・・(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’a (Xc 、Yc )と、左側画面部分AR
Lの座標(XL 、yL )と、右側画面部分ARPの
座標(X1%)’l)をアドレスし得るアドレス信号を
得ることができる。
これに加えて続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・(Xc Sxt 、
XI )   ・”・・・(47)y#β・(’Jc 
S3’t % )’麓)  ・・・・・・(48)で表
されるように、座標(Xc 、Vc )、(XL 。
yL)、(x、I、yl)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
って入力画面IM21の縮小逆変換を実行した後、ステ
ップ5PITに移って重なった画面部分の優先選択処理
を実行した後、ステップ5P1B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、ステップ5P19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って
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によって中央
画面部分ARCに対応するアドレスとして指定された座
標(xc 、 yc )が入力画像1M21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(XL % yt )が人力画像1M2
1内にあれば、これを表示させる。
第3に、右側画面部分APRに対応するアドレスとして
指定された座標(X1%y*)が入力画像1M21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)続出アドレス形成回路3の構成第2実施例に用
いる続出アドレス形成回路3としそ、第12図の構成の
ものを適用し得る。
この続出アドレス形成回路3は(32)弐〜(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0ADDを受けると共
に、必要に応じてマイクロコンピュータ構成の中央処理
ユニット(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)でなる続出アドレス信号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0ADD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5in−’変換回路13に供給される。
このsin”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5in−’のl/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12.5in
−’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って
、第10図(D)の出力画像IM24の出力画像アドレ
ス信号0ADDから第10図(c)の中間画像IM23
のX軸方向の座標xxt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1゜図(c)
のX軸方向の座標X、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Xcに入力される。
また出力画像アドレス信号0ADD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
’ (yz+)に相当する出力信号を乗算回路22に供
給する。一方5in−’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(
3’z+)を乗算する。
かくして補正関数発生器21、乗算回路22、ずらし関
数発生器23によって構成される演算回路部24の出力
端に(40)式のすらし量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0ADD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
って表される出力yt、eが得られ、これが優先制御回
路16のYc入力端に入力される。
かくして変換画像出力ycは、(33)式、(35)式
、(42)式の逆変換演算によって得られる。
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xL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APLのX軸方向の座標X
tに関する逆変換演算式(32)式、(36)式、(4
3)式の演算結果が得られる。
一方出力画像アドレス信号0ADD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yL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APLのy軸方向の座標yL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−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xl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y8に供給され、右側画面部分ARRのy軸方
向の座標ylI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ARC1左
側画面部分APL、右側画面部分ARRについての逆変
換座標データ(Xc % yc )、(XL、s yL
 )、(X* 、7m )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(、XL s Xll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CP
U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、人力されたy軸につ
いての画像データYc % FL s ’In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、その乗算出力を続出ア
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続出アドレス形成回路3を
用いれば、(32)弐〜(48)式の逆変換演算を実現
し得る。
なお上述においては人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
間数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
もっ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
のモデル化を示す路線図、第2図はその円筒巻付変換処
理の説明に供する路線図、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ック図、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
する路線図、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って得られる効果の説明に供する路
線図、第8図は本発明の第1実施例における画像変換手
順を示す路線図、第9図はその演算処理手順を示すフロ
ーチャート、第10図は第2実施例における画像変換処
理手順を示す路線図、第11図はその演算処理手順を示
すフローチャート、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
ロック図である。 IMI IMII、1M21・・・・・・入力画像、1
M2.1M3.1M12.1M22、tM23・・・・
・・中間画像、1M4、rMl 3.1M24・・・・
・・出力画像、ARC・・・・・・中央画面部分、AR
L・・・・・・左側画面部分、ARR・・・・・・右側
画面部分、l・・・・・・ローパスフィルター補間回路
、2・・・・・・人力画像メモリ、3・・・・・・続出
アドレス形成回路、4・・・・・・補間−ローバスフィ
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. (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. (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. (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。
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