(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一色スクリーンの前で被写体を撮影して得られたソース映像信号より前景被写体成分を抜き出し、背景用映像信号へのはめ込み合成を行う映像合成装置であって、３次元色空間上で、前記スクリーンの基準色が分布する領域を囲む楕円体１と、前記楕円体１を囲む楕円体２とにより形成されるキー信号分布を設定し、前記キー信号分布上における前記ソース映像信号と前記楕円体１、前記楕円体２との位置関係により合成用キー信号を生成するキー信号生成手段と、
前記合成用キー信号により前記前景被写体成分を抜き出し、前記背景用信号との合成を行う合成処理手段とを備え、前記ソース映像信号と前記スクリーン基準色から前記ソース映像信号に含まれているスクリーン成分を示すスクリーン信号を生成するスクリーン信号生成手段を有し、前記合成処理手段は、前記ソース映像信号から前記スクリーン信号を減算することにより前記前景被写体成分を抜き出し、前記背景用映像信号との合成を行う構成とし、前記スクリーン信号生成手段は、前記ソース映像信号が前記楕円体１の内部に存在する場合は、前記ソース映像信号を前記スクリーン信号として出力し、前記ソース映像信号が前記楕円体１の外部に存在する場合は、前記スクリーン基準色から前記ソース映像信号へ向かうベクトルが前記楕円体１と交わる点の座標値を、前記スクリーン信号として出力することを特徴とする映像合成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブルースクリーン等の単一色スクリーンの前で前景被写体を撮影して得られたソース映像信号から前景被写体成分を抜き出して、背景用映像信号へのはめ込み合成を行う映像合成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、米国特許４５３３９３７号公報、特許第２５５６８１０号公報に開示されている方法がある。
【０００３】
まず、米国特許４５３３９３７号公報に開示されている技術を従来技術の第1例として説明する。
【０００４】
図１２は、単一色スクリーンの前で前景被写体を撮影して得られたソース映像信号から前景被写体成分を抜き出して、背景用映像信号へのはめ込み合成を行う、従来の映像合成装置の第１例を示したブロック図である。
【０００５】
同図に示すように、従来の映像合成装置は、ソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色からキー信号Ｋを生成するキー信号生成部１１０１と、ユーザーにより指定されたスクリーン基準色Ｖｒを記憶するスクリーン基準色記憶部１１０２と、キー信号Ｋとスクリーン基準色Ｖｒに基づいてソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚを合成して合成映像信号Ｖｍを出力する合成処理部１１０３より構成されている。ここで、ソース映像信号Ｖｓ，背景用映像信号Ｖｚ，スクリーン基準色Ｖｒ，合成映像信号Ｖｍは、輝度成分Ｙ，青色差成分Ｃｂ，赤色差成分Ｃｒが、それぞれ、（Ｓｙ，Ｓｃｂ，Ｓｃｒ），（Ｚｙ，Ｚｃｂ，Ｚｃｒ），（Ｒｙ，Ｒｃｂ，Ｒｃｒ），（Ｍｙ，Ｍｃｂ，Ｍｃｒ）であるような３次元色ベクトルである。また、キー信号Ｋは０≦Ｋ≦１となるようなスカラー値である。
【０００６】
キー信号生成部１１０１は、例えば（数１）に示すソース映像信号Ｖｓの色差値（Ｓｃｂ，Ｓｃｒ）とスクリーン基準色Ｖｒの色差値（Ｒｃｂ，Ｒｃｒ）との距離ｄ（ｄ≧０）に対し、(数２)に示すように、ベースクリップレベルｄｂとピーククリップレベルｄｐに基づいて飽和処理を施すことでキー信号Ｋを生成する。
【０００７】
【数１】
0003642258.tif 000002
【０００８】
【数２】
0003642258.tif 000003
【０００９】
但し、（数２）における関数Ｃｌｉｐは、図１３に示すように、ベースクリップレベルｂとピーククリップレベルｐに基づいて、入力信号に対し飽和処理を行うものである。すなわち、関数Ｃｌｉｐは（数３）に示す演算を行うものである。
【００１０】
【数３】
0003642258.tif 000004
【００１１】
ここで、ベースクリップレベルｄｂとピーククリップレベルｄｐが一定値である場合を例に挙げると、キー信号生成部１１０１は図１４に示すように、半径がｄｂ，ｄｐであるような２つの円を境界とした分布に基づいて、キー信号Ｋを生成していることとなる。すなわち、図１４の距離ｄが半径がベースクリップレベルｄｂである円の内部にある場合はＫ＝０、半径がピーククリップレベルｄｐである円の外部にある場合はＫ＝１、それ以外の場合は０＜Ｋ＝ｄ／（ｐ−ｂ）＜１となる。このように、第１例では、キー信号生成部１１０１はソース映像信号の色差値情報のみを用いてキー信号Ｋを決定している。
【００１２】
図１５は、キー信号Ｋに基づいてソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚを合成して合成映像信号Ｖｍを出力する合成処理部１１０３の一構成例を示したものである。加算器１４０１はソース映像信号Ｖｓから乗算器１４０２で算出されたスクリーン成分（１−Ｋ）Ｖｒを減算することにより前景被写体成分Ｖｆを求め、加算器１４０４が前景被写体成分Ｖｆに乗算器１４０３で算出された背景用映像成分（１−Ｋ）Ｖｚを加算することにより、合成映像信号Ｖｍを出力している。
【００１３】
すなわち、図１５に示した構成においては、合成処理部１１０３は、（数４）に示す演算処理により合成映像信号Ｖｍを出力している。
【００１４】
【数４】
0003642258.tif 000005
【００１５】
次に、特許第２５５６８１０号公報に開示されている技術を従来技術の第２例として説明する。
【００１６】
図１６は、単一色スクリーンの前で前景被写体を撮影して得られたソース映像信号から前景被写体成分を抜き出して、背景用映像信号へのはめ込み合成を行う、従来の映像合成装置の第２例を示したブロック図である。第２例が第１例と異なっているのは、キー信号生成部１５０１において、２つのキー信号Ｋｃ（色消し用キー信号），Ｋｍ（合成用キー信号）を出力し、合成処理部１５０３では２つのキー信号Ｋｃ，Ｋｍに基づいて合成演算を行っている点である。本例においては、例えば、（数５）に示す演算により合成処理を行う。
【００１７】
【数５】
0003642258.tif 000006
【００１８】
（数５）に示すように、本例においては、色差成分の減算処理に用いる色消し用キー信号をＫｃとして、合成処理に用いる合成処理用キー信号Ｋｍと異なる値を設定できるようにしている。これにより、背景用映像信号成分の加算処理は色空間上の狭い領域で行い、それに比べスクリーン色を弱める処理は広い領域で行うように設定できるため、前景被写体が透けてしまうことなく映り込み部分のスクリーン色を弱めることが可能となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の映像合成装置は、キー信号生成をソース映像信号の色差値情報のみから行い、輝度情報を用いていないため、前景被写体成分とスクリーン成分とを適切に切り分けることができない場合がある。
【００２０】
以下、図１７に示すソース映像信号からキー信号を生成する場合について説明する。図１８は、図１７で示されるソース映像を構成する各画素を、色差平面に対して垂直な平面に投影した図である。本例において、図１８の１７０１に示す領域Ｆ付近には前景被写体部分を構成する各画素が分布し、１７０２に示す領域付近にはスクリーン部分を構成する各画素が分布し、その間の領域では、前景被写体の輪郭部分を構成する前景被写体成分とスクリーン成分との混合画素が分布している。キー信号生成部では、このような分布形状に即して境界を設定する必要があるが、輝度情報を考慮せずに適切な境界を設定するのは困難となる。すなわち、図１９に示すように、Ｋ＝１となる領域とＫ＜１となる領域とを切り分ける境界面を、図１９の１８０１に示す境界面ａに設定すると前景被写体成分を減衰させてしまうことになり、図１９の１８０２に示す境界面ｂに設定すると合成画像においてスクリーン色が滲み出してしまうこととなる。
【００２１】
また、従来方法において、（数４）で示される演算により合成処理を行った場合、スクリーンが有するノイズ（照明ムラ、傷・汚れ等）が合成映像に現れ、合成映像の画質が劣化してしまうという問題を有する。これは、スクリーン成分を除去するための減算ベクトルとして、一定値ベクトルＶｒを用いていることに起因する。本来、キー信号生成部においてキー信号Ｋ＝０と出力された画素は、合成映像信号Ｖｍ＝背景用映像信号Ｖｚとなるべきである。つまり、輝度成分に注目すると、（数４）の（４ａ）におけるＳｙ−（１−Ｋ）Ｒｙの項が０となり、Ｍｙ＝Ｚｙとなるべきである。しかし、スクリーンにノイズが存在しているためにＳｙ≠Ｒｙとなり、誤差Ｓｙ−Ｒｙが合成映像に現れてしまうこととなる。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、輝度成分を考慮して前景被写体とスクリーンとを適切に切り分け、かつ、３次元空間上で設定された境界面に基づいてキー信号分布を形成し、前景被写体とスクリーンとを適切に切り分ける映像合成装置を提供することを目的とする。
【００２３】
また、ノイズを含むスクリーン成分を除去できる映像合成装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の映像合成装置は、３次元色空間上で設定された２つの楕円体により形成されたキー信号分布におけるスクリーンの基準色の位置によりキー信号を生成するキー信号生成手段を有する。
【００２５】
この構成によって、本発明の映像合成装置は輝度成分を考慮してキー信号生成手段が３次元色空間上でキー信号分布に楕円体を設定し、キー信号分布におけるスクリーン基準色の存在する位置によりキー信号を生成するので、前景被写体とスクリーンとを適切に切り分けることができる。
【００２６】
また、本発明の映像合成装置は、ソース映像信号の各画素に対してスクリーン信号を出力するスクリーン信号生成手段を有する。
【００２７】
この構成によって、本発明の映像合成装置はスクリーン信号生成手段がソース映像信号の各画素に対してスクリーン信号を出力するので、ノイズを含むスクリーン成分を除去することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明は、単一色スクリーンの前で被写体を撮影して得られたソース映像信号よりキー信号を用いて前景被写体成分を抜き出し、背景用映像信号へのはめ込み合成を行う映像合成装置であって、３次元色空間上で、前記スクリーンの基準色が分布する領域を囲む楕円体１と、前記楕円体１を囲む楕円体２とにより形成されるキー信号分布を設定し、前記キー信号分布上における前記ソース映像信号と前記楕円体１、前記楕円体２との位置関係により合成用キー信号を生成するキー信号生成手段とを備えた映像合成装置であり、この構成によって本発明は、前景被写体とスクリーンを適切に切り分けるキー信号を発生させることができる。
【００２９】
また、本発明の第２の発明は、第１の発明において前記基準色から前記ソース映像信号へ向かうベクトルが楕円体１と交わる点と前記基準色との距離値をベースクリップレベルとし、前記基準色から前記ソース映像信号へ向かうベクトルが楕円体２と交わる点と前記基準色との距離値をピーククリップレベルとし、前記ソース映像信号と前記基準色との距離値に対して前記ベースクリップレベルと前記ピーククリップレベルにより飽和処理を施すことでも、キー信号を生成することができる。
【００３０】
本発明の第３の発明は、第１の発明において、ソース映像信号とスクリーン基準色から前記ソース映像信号に含まれているスクリーン成分をスクリーン信号として生成するスクリーン信号生成手段を有し、前記スクリーン信号を前景被写体成分の抜き出しに用いる映像合成装置であり、スクリーン信号生成手段は、ソース映像信号が楕円体１の内部に存在する場合は、前記ソース映像信号をスクリーン信号として出力し、ソース映像信号が前記楕円体１の外部に存在する場合は、スクリーン基準色から前記ソース映像信号へ向かうベクトルが前記楕円体１と交わる点の座標値を、スクリーン信号として出力する。本発明の映像合成装置は、スクリーン信号をソース映像信号からの減算ベクトルとして使用するので、ノイズを含むスクリーン成分を除去することができる。
【００３１】
本発明の第４の発明は、第１の発明において、キー信号生成手段は、キー信号分布上において楕円体２を囲む楕円体３を設定し、前記キー信号分布上におけるソース映像信号と楕円体１、前記楕円体３の位置関係により、色消し用キー信号を生成する映像合成装置であり、この構成によって、本発明の映像合成装置は、２つのキー信号を輝度信号を考慮して生成するため、前景被写体とスクリーンとを適切に切り分けることができる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の映像合成装置の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１において、１０１はソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒからキー信号Ｋを生成するキー信号生成部、１０２はユーザーにより指定されたスクリーン基準色Ｖｒを記憶するスクリーン基準色記憶部、１０３はキー信号Ｋとスクリーン基準色Ｖｒに基づいて、ソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚを合成して合成映像信号Ｖｍを出力する合成処理部である。但し、ソース映像信号Ｖｓ，背景用映像信号Ｖｚ，スクリーン基準色Ｖｒ，合成映像信号Ｖｍは、輝度成分Ｙ，青色差成分Ｃｂ，赤色差成分Ｃｒは、それぞれ、（Ｓｙ，Ｓｃｂ，Ｓｃｒ），（Ｚｙ，Ｚｃｂ，Ｚｃｒ），（Ｒｙ，Ｒｃｂ，Ｒｃｒ），（Ｍｙ，Ｍｃｂ，Ｍｃｒ）であるような３次元色ベクトルである。また、キー信号Ｋは０≦Ｋ≦１となるようなスカラー値である。
【００３５】
ここで、合成処理部１０３は、従来方法第１例で述べた（数４）に示す演算処理により、合成映像信号Ｖｍを出力する。また、キー信号生成部１０１は、入力されたソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒから（数６）、（数７）で示される演算処理により、キー信号Ｋを出力する。
【００３６】
【数６】
0003642258.tif 000007
【００３７】
【数７】
0003642258.tif 000008
【００３８】
但し、（数７）における関数Ｃｌｉｐは、（数３）に示す演算を行うものであり、図２に示すように、ベースクリップレベルｂとピーククリップレベルｐに基づいて、入力信号に対して飽和処理を行うものである。また、Ａｒ，Ａｗ，ｔは、ユーザーにより設定されたパラメータであり、それぞれＡｒ＞０，Ａｗ＞０，ｔ＞０である。
【００３９】
以下に、（数６）、（数７）により演算されるキー信号Ｋの分布を図３を参照して説明する。図３（ａ）は、輝度値Ｙ，青色差値Ｃｂ，赤色差値Ｃｒを座標軸とした３次元色空間における、キー信号Ｋの分布を示すものである。同図において、Ｖｓは入力されたソース映像信号の３次元色空間上の位置を示し、Ｖｒはユーザーにより設定されたスクリーン基準色の３次元色空間上の位置を示している。同図Ｅ０，同図Ｅ１は、それぞれ（数８）、（数９）で示されるような、中心が共にＶｒであり、短軸の長さがそれぞれＡｒ，Ａｒ＋Ａｗであり、長軸の長さがそれぞれＡｒ／ｔ，（Ａｒ＋Ａｗ）／ｔである楕円体１、楕円体２に相当する。
【００４０】
【数８】
0003642258.tif 000009
【００４１】
【数９】
0003642258.tif 000010
【００４２】
但し、（数８）、（数９）において、Ａｒ，Ａｗ，ｔはユーザーにより設定されたパラメータであり、Ａｒ＞０，Ａｗ＞０，ｔ＞０である。
【００４３】
図３（ｂ）は、Ｖｓ，Ｖｒを通りＣｂＣｒ平面に垂直な平面による楕円体の断面図を示したものである。同図に示すように、（数６）により演算されるｄ１は、図３（ｂ）のＶｓを通り、中心が図３（ｂ）のＶｒで（短軸の長さ）／（長軸の長さ）＝ｔ（ｔ＞０）であるような楕円体の短軸の長さを示す。（数７）は、Ａｒをベースクリップレベル、Ａｒ＋Ａｗをピーククリップレベルとして、ｄ１に対して飽和処理を施すことでキー信号Ｋを求めている。すなわち、本実施の形態においては、等値面がスクリーン基準色Ｖｒを中心とした楕円体を成すようなキー信号分布に基づいて、キー信号Ｋを決定している。この結果、図３（ａ）に示すように、ソース映像信号Ｖｓが同図の楕円体Ｅ０の内部に存在する場合にはＫ＝０、ソース映像信号Ｖｓが同図の楕円体Ｅ１の外部に存在する場合にはＫ＝１、ソース映像信号Ｖｓが同図３の楕円体Ｅ０と同図４の楕円体Ｅ１の間に存在する場合には０＜Ｋ＜１となるようなキー信号分布を形成することになる。
【００４４】
以上述べたような図３（ａ）の楕円体Ｅ０と同図の楕円体Ｅ１を用いれば、前景被写体とスクリーンとを適切に切り分ける境界面を設定することができる。一例として、図４に示すソース映像からキー信号を生成する場合について、以下に説明する。図５は、図４に示すソース映像を構成する各画素を、色差平面に対して垂直な平面に投影した図である。同図において、同図５０１の領域Ｆ付近には前景被写体部分を構成する各画素が分布し、同図５０２の領域Ｘ付近にはスクリーン成分を構成する各画素が分布し、その間の領域では、前景被写体の輪郭部分を構成する前景被写体成分とスクリーン成分との混合画素が分布している。この場合、図３（ａ）の楕円体Ｅ０と同図４の楕円体Ｅ１を用いれば、図６に示すように、同図５０１の領域Ｆを囲む楕円体である同図６０３の境界面ｃと同図６０３の境界面ｃを囲む楕円体である同図６０４の境界面ｄを設定することで、同図５０１の領域Ｆと同図５０２の領域Ｘを適切に切り分けると設定することができる。
【００４５】
また、楕円体の形状を規定するパラメータｔ，Ａｒ，Ａｗはユーザー可変のパラメータであるため、図５に示すような分布形状を成す場合でなくとも、ソース映像信号の特徴に応じて、適切な境界面を設定することができる。
【００４６】
このように、本実施の形態の映像合成装置は、３次元色空間上で定義される楕円体面により境界を設定することで、前景被写体成分とスクリーン成分とを適切に切り分けるキー信号を生成することができ、結果、画質劣化の少ない合成映像を出力することを可能とする。
【００４７】
なお、本実施形態においては、（数４）に示したような合成演算を用いることとしたが、これに限るものではなく、例えば、（数１０）に示すような乗算キー型合成演算に用いた場合でも適用でき、この場合でも、同様の効果が得られる。
【００４８】
【数１０】
0003642258.tif 000011
【００４９】
また、本実施の形態において、キー信号分布は、中心が共にスクリーン基準色Ｖｒであって長軸と短軸の長さの比が共に同一値であるような２つの楕円体により形成されるものとしたが、これに限るものではない。例えば、図７に示すように、中心位置が異なり、また、長軸と短軸の長さの比も異なる楕円体の組によりキー信号分布を形成する場合においては、スクリーン基準色Ｖｒからソース映像信号Ｖｓへ向かうベクトルＶｒＶｓが楕円体Ｅ０に交わる点ｂとスクリーン基準色Ｖｒとの距離ｅ０をベースクリップレベルとし、ベクトルＶｒＶｓが同図の楕円体Ｅ１に交わる点ａとスクリーン基準色Ｖｒとの距離ｅ１をピーククリップレベルとして、スクリーン基準色Ｖｒとソース映像信号Ｖｓとの距離ｄに対して飽和処理を施すことにより、キー信号を生成する。この場合、距離ｄが距離ｅ０以下である場合にはＫ＝０、距離ｄがｅ１以上である場合にはＫ＝１、距離ｄがｅ０より大きくｅ１より小さい場合には０＜Ｋ＜１となるようなキー信号分布を形成することになり、同様の効果が得られる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、キー信号を生成すると共に、生成したキー信号により映像合成を行う場合について述べたが、これに限るものではなく、生成したキー信号を他の映像編集装置等に出力する場合にも広く適用することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、スクリーン信号を生成するスクリーン信号生成部を有した映像合成装置について説明する。
【００５２】
図８は、本発明の実施の形態２の映像合成装置の構成を示すブロック図である。
【００５３】
図８において、８０１はソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒからキー信号Ｋを生成するキー信号生成部、８０２はユーザーにより指定されたスクリーン基準色Ｖｒを記憶するスクリーン基準色記憶部、８０３はソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒからスクリーン信号Ｖｘ生成するスクリーン信号生成部、８０４はキー信号Ｋとスクリーン信号Ｖｘに基づいて、ソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚを合成して合成映像信号Ｖｍを生成する合成処理部である。但し、ソース映像信号Ｖｓ，背景用映像信号Ｖｚ，スクリーン基準色Ｖｒ，スクリーン信号Ｖｘ，合成映像信号Ｖｍは、輝度成分Ｙ，青色差成分Ｃｂ，赤色差成分Ｃｒが、それぞれ、（Ｓｙ，Ｓｃｂ，Ｓｃｒ），（Ｚｙ，Ｚｃｂ，Ｚｃｒ），（Ｒｙ，Ｒｃｂ，Ｒｃｒ），（Ｘｙ，Ｘｃｂ，Ｘｃｒ），（Ｍｙ，Ｍｃｂ，Ｍｃｒ）であるような３次元色ベクトルである。また、キー信号Ｋは０≦Ｋ≦１となるようなスカラー値である。
【００５４】
ここで、キー信号生成部８０１は、実施の形態１で述べた（数６）で示される演算処理によりキー信号Ｋを出力する。また、スクリーン信号生成部８０３は、入力されたソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒから（数１１）、（数１２）で示される演算処理により、スクリーン信号Ｖｘを出力する。
【００５５】
【数１１】
0003642258.tif 000012
【００５６】
【数１２】
0003642258.tif 000013
【００５７】
ここで、Ａｒ，Ａｗ，ｔは、ユーザーにより設定されたパラメータであり、それぞれＡｒ＞０，Ａｗ＞０，ｔ＞０である。
【００５８】
すなわち、図９（ａ）に示すように、ソース映像信号Ｖｓが楕円体１に相当する楕円体Ｅ０の内部に存在し、キー信号生成部にてＫ＝０となるようなキー信号Ｋを出力されたソース映像信号Ｖｓに対しては、ソース映像信号Ｖｓをそのまま出力する。また、図９（ｂ）に示すように、ソース映像信号Ｖｓが楕円体Ｅ０の外部に存在し、キー信号生成部にてＫ＞０となるようなキー信号を出力されたソース映像信号Ｖｓに対しては、スクリーン基準色Ｖｒからソース映像信号Ｖｓへ向かうベクトルＶｒＶｓが楕円体Ｅ０と交わる点ｃの座標値を、スクリーン信号Ｖｘとして出力する。
【００５９】
合成処理部８０４は、キー信号生成部８０１から出力されたキー信号Ｋと、スクリーン信号生成部８０３から出力されたスクリーン信号Ｖｘに基づき、例えば、（数１３）で示す合成処理を行う。
【００６０】
【数１３】
0003642258.tif 000014
【００６１】
このように、本実施の形態に拠れば、キー信号生成部８０１にてＫ＝０を出力された画素に対してはＶｘ＝Ｖｓを出力し、輝度成分に注目すれば、（数１３）の（１３ａ）におけるＳｙ−（１−Ｋ）Ｘｙの項は０となるため、スクリーン成分は完全に除去される。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、キー信号分布は、中心が共にＶｒであって長軸と短軸の長さの比が共に同一値ｔであるような２つの楕円体により形成されるものとしたが、これに限るものではない。中心位置が異なり、また長軸と短軸の長さの比も異なる楕円体の組によりキー信号分布が形成されるとした場合においても同様に、Ｋ＝０となるようなキー信号Ｋを出力されたソース映像信号Ｖｓに対してはＶｘ＝Ｖｓを出力し、Ｋ＞０となるようなキー信号Ｋを出力されたソース映像信号Ｖｓに対しては、スクリーン基準色Ｖｒからソース映像信号Ｖｓへ向かうベクトルＶｒＶｓが楕円体Ｅ０と交わる点の座標値をスクリーン信号Ｖｘとして出力することにより、同様の効果が得られる。
【００６３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で述べたキー信号生成手段が、色消し用キー信号および合成用キー信号の２つのキー信号を生成し、２つのキー信号とスクリーン基準色に基づいて合成演算を行う映像合成装置について説明する。
【００６４】
図１０に本実施の形態の映像合成装置の構成を示すブロック図を示す。
【００６５】
図１０において、１００１はソース映像信号Ｖｓとスクリーン基準色Ｖｒより色消しキー信号Ｋｃ，合成用キー信号Ｋｍを生成するキー信号生成部、１００２はユーザーにより指定されたスクリーン基準色Ｖｒを記憶するスクリーン基準色記憶部、１００３はキー信号Ｋｃ，Ｋｍに基づいて、ソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚを合成する合成処理部である。但し、ソース映像信号Ｖｓ，背景用映像信号Ｖｚ，スクリーン基準色Ｖｒ，合成映像信号Ｖｍは、輝度成分Ｙ，青色差成分Ｃｂ，赤色差成分Ｃｒは、それぞれ、（Ｓｙ，Ｓｃｂ，Ｓｃｒ），（Ｚｙ，Ｚｃｂ，Ｚｃｒ），（Ｒｙ，Ｒｃｂ，Ｒｃｒ），（Ｍｙ，Ｍｃｂ，Ｍｃｒ）であるような３次元色ベクトルである。また、キー信号Ｋｃ、Ｋｍはそれぞれ、０≦Ｋｃ≦１、０≦Ｋｍ≦１となるようなスカラー値である。
【００６６】
キー信号生成部１００１は、（数１４）から（数１６）に示す演算処理により、色消しキー信号Ｋｃ，合成用キー信号Ｋｍを出力する。
【００６７】
【数１４】
0003642258.tif 000015
【００６８】
【数１５】
0003642258.tif 000016
【００６９】
【数１６】
0003642258.tif 000017
【００７０】
ここで、Ａｒ，Ａｗ１，Ａｗ２，ｔは、ユーザーにより設定されたパラメータであり、それぞれＡｒ＞０，Ａｗ１＞０，Ａｗ２＞０，ｔ＞０である。
【００７１】
以下、（数１４）から（数１６）により演算される色消しキー信号Ｋｃ，合成用キー信号Ｋｍの分布について、図１１を参照して説明する。本実施形態においては、スクリーン基準色Ｖｒを同一中心とし、長軸と短軸の長さの比が同一値ｔであるような同図の楕円体１に相当する楕円体Ｅ０，楕円体Ｅ０を囲む同図６１の楕円体２に相当する楕円体Ｅ１，楕円体Ｅ１を囲む同図６２の楕円体３に相当する楕円体Ｅ２の３つの楕円体によりキー信号分布を形成している。図１１に示すように、短軸の長さがそれぞれＡｒ，Ａｒ＋Ａｗ１である楕円体Ｅ０，楕円体Ｅ１により合成用キー信号Ｋｍの分布を規定し、楕円体Ｅ０と短軸の長さがＡｒ＋Ａｗ１＋Ａｗ２である楕円体Ｅ２により色消し用キー信号Ｋｃの分布を規定している。つまり、本実施の形態の場合、ユーザーは、合成用キー信号Ｋｍの分布を規定するパラメータＡｒ，Ａｗ１，ｔに加え、楕円体Ｅ２を規定するパラメータＡｗ２を設定するだけで良い。
【００７２】
このように、本実施の形態の映像合成装置は、３次元色空間上で定義される楕円体面によりキー信号分布が規定されるため、前景被写体成分とスクリーン成分とを適切に切り分ける境界を設定することができ、画質劣化の少ない映像合成を可能とする。また、合成用キー信号Ｋｍの分布を規定する２つの楕円体（楕円体Ｅ０，楕円体Ｅ１）に対するパラメータに加えて、２つの楕円体を囲む楕円体Ｅ２に対するパラメータを設定するだけで色消し用キー信号Ｋｃの分布を規定することができ、ユーザーは簡便に操作を行うことができる。
【００７３】
合成処理部１００３は、キー信号生成部１００１から出力されたキー信号Ｋと、スクリーン信号生成部１００２から出力されたスクリーン信号Ｖｘに基づき、例えば、（数５）で示す合成処理を行い、合成映像信号Ｖｍを生成する。
【００７４】
なお、本実施の形態においては、（数５）に示したような合成演算を用いることとしたが、これに限るものではなく、例えば、（数１７）に示すような乗算キー型合成演算に用いた場合でも適用でき、この場合でも同様の効果が得られる。
【００７５】
【数１７】
0003642258.tif 000018
【００７６】
また、本実施形態において、キー信号分布は、中心が同一位置であって長軸と短軸の長さの比も同一値であるような３つの楕円体により形成されるものとしたが、これに限るものではない。中心位置が異なり、また長軸と短軸の長さの比も異なる３つの楕円体によりキー信号分布が形成されるとした場合においても同様に、楕円体１と楕円体２により合成用キー信号の分布を規定し、楕円体２と楕円体３により色消し用のキー信号の分布を規定することにより、同様の効果を得ることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、３次元色空間上で定義された楕円体面に基づいてキー信号分布を形成するため、前景被写体成分とスクリーン成分とを適切に切り分けるキー信号を生成でき、結果、画質劣化の少ない映像合成を可能とする。
【００７８】
また、ソース映像信号の各画素に適合したスクリーン信号を生成し、スクリーン信号をソース映像信号からの減算ベクトルとして使用するため、ノイズを含むスクリーン成分も除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の映像合成装置の構成を示すブロック図
【図２】関数Ｃｌｉｐ（ｄ，ｂ，ｐ）の入出力関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１のキー信号生成部において形成されるキー信号の分布図
【図４】ソース映像信号の一例を示す図
【図５】ソース映像信号を構成する各画素を、色差平面に垂直な面に投影した図
【図６】キー信号生成部において形成されるキー信号分布を規定する境界面と、前景被写体部分、スクリーン部分それぞれを構成する画素分布の断面図の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１のキー信号生成部において形成されるキー信号の他の分布例を示す図
【図８】本発明の実施の形態２の映像合成装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２のスクリーン信号生成部が生成するスクリーン信号を説明する図
【図１０】本発明の実施の形態３の映像合成装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態３のキー信号生成部において形成されるキー信号の分布図
【図１２】従来の映像合成装置の第１例の構成を示すブロック図
【図１３】関数Ｃｌｉｐ（ｄ，ｂ，ｐ）の入出力関係を示す図
【図１４】従来のキー信号生成部において形成されるキー信号の分布図
【図１５】ソース映像信号Ｖｓと背景用映像信号Ｖｚから合成映像信号Ｖｍを生成する図
【図１６】従来の映像合成装置の第２例の構成を示すブロック図
【図１７】ソース映像信号の一例を示す図
【図１８】ソース映像信号を構成する各画素を、色差平面に垂直な面に投影した図
【図１９】従来のキー信号生成部において形成されるキー信号分布を規定する境界面、前景被写体部分、スクリーン部分それぞれを構成する画素分布の断面図の一例を示す図
【符号の説明】
１０１  キー信号生成部
１０２  スクリーン基準色記憶部
１０３  合成処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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