(57)【要約】【課題】本発明の課題は、入力画像を変形させて得られる特殊効果がかけられた出力画像の画質劣化を防止できるようにした画像特殊効果装置を提供するものである。【解決手段】上記課題は、入力画像を変形させる態様を表す効果情報を用いて前記態様での入力画像の変形に伴う当該入力画像の各位置での縮小率を生成する縮小率生成ユニット（１１）と、入力画像の各位置に対して前記縮小率に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うフィルタ処理手ユニット（１２）段とを有し、前記フィルタ処理ユニット（１２）てフィルタ処理された入力画像の画像情報を前記メモリバッファ（１４）に前記所定の順序に従って蓄え、その画像情報を効果情報に基づいて生成された読取りアドレスに従って読みだすようにした画像特殊効果装置にて達成される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリバッファに所定のアドレス順序に従って蓄えられた入力画像の画像情報を、前記入力画像を変形させる態様を表す効果情報に基づいて生成された読取りアドレスに従って読みだすことにより前記入力画像を前記態様にて変形させた出力画像を得るようにした画像特殊効果装置であって、
前記効果情報を用いて前記態様での入力画像の変形に伴う前記入力画像の各位置での変形の程度を表す変形度合情報を生成する変形度合情報生成手段と、
入力画像の各位置に対して前記変形度合情報生成手段にて生成された変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段とを有し、
前記フィルタ処理手段にてフィルタ処理された入力画像の画像情報を前記メモリバッファに前記所定のアドレス順序に従って蓄えるようにしたことを特徴とする画像特殊効果装置。
【請求項２】
前記変形度合情報生成手段は、入力画像の各位置に対する変形度合情報を画素単位に生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像特殊効果装置。
【請求項３】
前記変形度合情報生成手段は、前記効果情報を用いて前記入力画像の各位置における縮小率を変形度合情報として演算する縮小率演算手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像特殊効果装置。
【請求項４】
前記入力画像の複数の変形態様を表す効果情報に基づいて前記メモリバッファに対する読出しアドレスを生成するようにし、
前記変形度合情報生成手段は、前記複数の変形態様を表す効果情報を用いて各態様での入力画像の変形に伴う前記入力画像の各位置での変形度合情報を生成する複数の態様別変形度合情報生成手段と、
前記複数の態様別変形度合情報生成手段にて得られた入力画像の各位置に対する変形度合情報を合成して前記各位置に対する合成変形度合情報を生成する合成手段とを有し、
前記フィルタ処理手段が、入力画像の各位置に対して前記合成手段にて生成された合成変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像特殊効果装置。
【請求項５】
前記フィルタ処理手段は、変形度合情報に対応して定められた複数のフィルタ特性を有し、前記入力画像の各位置に対して前記複数のフィルタ特性のうち前記変形度合情報生成手段にて生成された変形度合情報に対応したフィルタ特性を選択し、前記選択されたフィルタ特性にてフィルタ処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像特殊効果装置。
【請求項６】
前記変形度合情報生成手段にて生成される入力画像の各位置に対する変形度合情報を前記フィルタ処理手段における対応するフィルタ特性を指定するための指定情報に変換する指定情報生成手段を有し、
前記フィルタ処理手段は、前記指定情報生成手段にて生成された指定情報にて指定されるフィルタ特性を選択し、選択されたフィルタ特性にて前記入力画像の各位置に対するフィルタ処理を行うようにしたことを特徴とする請求項５記載の画像特殊効果装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像を変形させて特殊効果がかけられた出力画像を得るようにした画像特殊効果装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、入力画像を変形させて特殊効果がかけられた出力画像を得る画像特殊効果装置として、例えば、特開平７−２９８１３６号公報にて開示されるものがある。この画像特殊効果装置は、原画に関する画像信号が所定のアドレス順序に従って書き込まれたフレームメモリバッファからその画像信号を読み出す際の読出しアドレスを操作することにより、原画から変形された（特殊効果がかけられた）出力画像を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような画像特殊効果装置では、画像の変形により縮小された部分については、画像信号周波数の折返し歪みにより画質が劣化してしまうという問題があった。そのような画質劣化の問題を解決するために、画像全面に一様なフィルタ処理を行うと、変形により縮小された部分の画質は改善されるものの、縮小されていない部分が不鮮明になってしまうなどの新たな画質劣化の問題が生じてしまう。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、入力画像を変形させて得られる特殊効果がかけられた出力画像の画質劣化を抑制できるようにした画像特殊効果装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像特殊効果装置は、メモリバッファに所定のアドレス順序に従って蓄えられた入力画像の画像情報を、前記入力画像を変形させる態様を表す効果情報に基づいて生成された読取りアドレスに従って読みだすことにより前記入力画像を前記態様にて変形させた出力画像を得るようにした画像特殊効果装置であって、前記効果情報を用いて前記態様での入力画像の変形に伴う前記入力画像の各位置での変形の程度を表す変形度合情報を生成する変形度合情報生成手段と、入力画像の各位置に対して前記変形度合情報生成手段にて生成された変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段とを有し、前記フィルタ処理手段にてフィルタ処理された入力画像の画像情報を前記メモリバッファに前記所定の順序に従って蓄えるようした構成を有する。
【０００６】
このような構成により、実際に入力画像を変形させた出力画像を得る前に、効果情報にて表される態様での入力画像の変形に伴う前記入力画像の各位置での変形度合情報がその効果情報を用いて生成され、前記入力画像の各位置に対して、その生成された変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性でのフィルタ処理がなされる。そして、その各位置に対するフィルタ処理がなされた入力画像の画像情報がメモリバッファに所定のアドレス順序に従って蓄えられ、前記入力画像を変形させる態様を表す効果情報に基づいて生成された読取りアドレスに従って前記メモリバッファから画像情報を読みだすことにより入力画像を前記態様にて変形させた出力画像が得られる。
【０００７】
このように予め入力画像に対してその各位置で予想される変形に伴う変形度合情報をその変形の態様を表す効果情報に基づいて生成し、入力情報の各位置に対してその生成された変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性でのフィルタ処理が行われるので、そのフィルタ処理後の入力画像を変形させて得られる出力画像の各位置での歪みを適正に抑えることができるようになる。
【０００８】
本発明では、入力画像のどのような単位で各位置に対する変形度合情報を生成するかは特に限定されない。
【０００９】
本発明に係る画像特殊効果装置は、前記変形度合情報生成手段が、入力画像の各位置に対する変形度合情報を画素単位に生成するように構成することができる。
【００１０】
このような構成により、変形度合情報が入力画像の画素単位に生成され、その画素単位にその変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うことができるようになるので、出力画像の各位置における歪みをより高い精度で抑制することが可能となる。
【００１１】
また、本発明では、前記変形度合情報は、変形の程度を定量的に表す情報であれば特に限定されず、縮小率のような変形の割合を表すものであっても、また、絶対的な変形の量を表すものであってもよい。
【００１２】
本発明に係る画像特殊効果装置は、前記変形度合情報生成手段が、前記効果情報を用いて前記入力画像の各位置における縮小率を変形度合情報として演算する縮小率演算手段を有するように構成することができる。
【００１３】
このような構成により、画像縮小により発生する折り返し歪みを効果的に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る画像特殊効果装置は、入力画像の複数の変形態様を表す効果情報に基づいて前記メモリバッファに対する読出しアドレスを生成するようにし、前記変形度合情報生成手段が、前記複数の変形態様を表す効果情報を用いて各態様での入力画像の変形に伴う前記入力画像の各位置での変形度合情報を生成する複数の態様別変形度合情報生成手段と、前記複数の態様別変形度合情報生成手段にて得られた入力画像の各位置に対する変形度合情報を合成して前記各位置に対する合成変形度合情報を生成する合成手段とを有し、前記フィルタ処理手段が、入力画像の各位置に対して前記合成手段にて生成された合成変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行うように構成することができる。
【００１５】
このような構成により、入力画像を複数の変形態様にて変形させて出力画像を得る場合であっても、複数の態様の変形それぞれに伴う入力画像の各位置での変形度合情報が合成されて得られた合成変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にて入力画像の各位置に対してフィルタ処理がなされるので、その出力画像の各位置での歪みを確実に抑制することができるようになる。
【００１６】
本発明では、フィルタ処理手段が入力画像の各位置に対してフィルタ処理を行う際のフィルタ特性は変形度合情報に基づいて定められたものであれば、その定める手法については特に限定されない。
【００１７】
本発明に係る画像特殊効果装置は、前記フィルタ処理手段が、変形度合情報に対応して定められた複数のフィルタ特性を有し、前記入力画像の各位置に対して前記複数のフィルタ特性のうち前記変形度合情報生成手段にて生成された変形度合情報に対応したフィルタ特性を選択し、前記選択されたフィルタ特性にてフィルタ処理を行うように構成することができる。
【００１８】
このような構成により、フィルタ処理手段は、変形度合情報に対応して定められた複数のフィルタ特性から入力画像の各位置に対して生成された変形度合情報に対応したフィルタ特性を選ぶことにより目的とするフィルタ特性を定めることができるので、フィルタ処理を効率的に行うことができるようになる。
【００１９】
前記のように入力画像の各位置に対して生成された変形度合情報に対応したフィルタ特性を複数のフィルタ特性から選ぶことができるように構成された場合、本発明に係る画像特殊効果装置は、前記変形度合情報生成手段にて生成される入力画像の各位置に対する変形度合情報を前記フィルタ処理手段における対応するフィルタ特性を指定するための指定情報に変換する指定情報生成手段を有し、前記フィルタ処理手段は、前記指定情報生成手段にて生成された指定情報にて指定されるフィルタ特性にて前記入力画像の各位置に対するフィルタ処理を行うように構成することができる。
【００２０】
このような構成により、フィルタ処理手段は、入力画像の各位置に対して生成された変形度合情報を考慮せずに指定情報にて指定されたフィルタ特性にて入力画像の各位置に対するフィルタ処理を行うことができるので、前記フィルタ処理手段でのフィルタ処理を効率的に行うことができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２２】
本発明の第一の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、図１に示すように構成される。この画像特殊効果装置は、入力画像を３次元アフィン変換により変形させて図２に示すように奥行き感を出すような特殊効果のかけられた出力画像Ｉｏを得るものである。
【００２３】
図１において、この画像特殊効果装置は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０、３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１、フィルタ処理ユニット１２、読出しアドレス生成ユニット１３、フレームメモリバッファ１４及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１５を備えている。この画像特殊効果装置では、例えば、テレビカメラ等の撮像装置からの映像信号が入力映像信号として順次供給され、この入力映像信号がフレーム単位に処理されることにより、上記奥行き感を出すような特殊効果のかけられた出力画像Ｉｏを表すフレーム単位の出力映像信号が出力される。この出力映像信号は、例えば、放送に供される。
【００２４】
上記シーケンシャルアドレス生成ユニット１０は、画像フレーム上の画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスをシーケンシャルに生成する。ＣＰＵ１５は、入力画像（１フレーム分の入力映像信号にて表される）を奥行き感があるように変形させる態様を表す情報となる３次元アフィン変換の効果パラメータを３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１及び読出しアドレス生成ユニット１３に供給する。この３次元アフィン変換の効果パラメータは、８個のパラメータＡｘ、Ａｙ、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｃｘ、Ｃｙ、Ｄ及びＥから構成される。
【００２５】
３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１は、その効果パラメータを用いて上記のような奥行き感を出すような態様での入力画像の変形に伴う当該入力画像の上記シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からのアドレスにより指定される各画素位置（ｘ，ｙ）での縮小率を生成する。例えば、３次元アフィン変換により変形する入力画像の各画素位置（ｘ，ｙ）での水平方向の縮小率Ｒｘ及び垂直方向の縮小率Ｒｙが次式に従って演算される。
【００２６】
【数１】
2004064194.tif 000003
【００２７】
【数２】
2004064194.tif 000004
【００２８】
フィルタ処理ユニット１２は、後述するような３次元アフィン変換による入力画像の変形により発生することが予想される歪み（例えば、折返し歪み）を抑制するためのフィルタ処理を、変形前の入力画像を表す入力映像信号に対して行う。画像の歪み具合（縮小率）がわかっていれば、一般的にその歪みを抑制するためのフィルタ特性を決めることができる。従って、このフィルタ処理ユニット１２は、入力映像信号の画素に対応した部分毎に、その画素位置に対して上記のように生成される３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１からの水平及び垂直方向の縮小率Ｒｘ、Ｒｙに基づいて定められたフィルタ特性にてフィルタ処理を行う。
【００２９】
上記フィルタ処理ユニット１２は、例えば、連続的または段階的にフィルタ係数の調整が可能なデジタルフィルタとなる水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタにて構成することができる。この場合、フィルタ処理の対象となる画素位置（ｘ，ｙ）の上記水平及び垂直方向の縮小率Ｒｘ、Ｒｙに基づいて適正なフィルタ特性となるように水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタそれぞれのフィルタ係数が調整される。そして、その調整により得られたフィルタ特性にて上記水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタが当該画素位置（ｘ，ｙ）に対応した入力映像信号の部分に対するフィルタ処理を行う。
【００３０】
また、上記フィルタ処理ユニット１２は、特性の異なる複数のデジタルフィルタ回路を備えた水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタにて構成することができる。この場合、フィルタ処理の対象となる画素位置（ｘ，ｙ）の上記水平及び垂直方向の縮小率Ｒｘ、Ｒｙに基づいて水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタそれぞれにおけるデジタルフィルタ回路の選択切替えがなされる。そして、その選択切替えにより有効となる上記水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタそれぞれのデジタルフィルタ回路が当該画素位置（ｘ，ｙ）に対応した入力映像信号の部分に対するフィルタ処理を行う。
【００３１】
上記読出しアドレス生成ユニット１３は、上記シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からのアドレスで表される画素位置（ｘ，ｙ）の座標変換を上記効果パラメータ（Ａｘ、Ａｙ、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｃｘ、Ｃｙ、Ｄ、Ｅ）を用いて次式に従って行い（３次元アフィン変換）、その変換後の画素位置（Ｘ，Ｙ）に対応した読取りアドレスを出力する。
【００３２】
【数３】
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【００３３】
【数４】
2004064194.tif 000006
【００３４】
上述したような画像特殊効果装置は次のように動作する。
シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から画像フレーム上の画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスが３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１に供給される毎に、３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１がその画素位置（ｘ，ｙ）での水平及び垂直方向の縮小率Ｒｘ、Ｒｙを演算して（上記式（１）、（２）参照）フィルタ処理ユニット１２に供給する。そして、フィルタ処理ユニット１２が、３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１からその画素位置（ｘ，ｙ）での縮小率Ｒｘ、Ｒｙを入力すると、入力映像信号の当該画素位置（ｘ，ｙ）に対応した部分に対してその縮小率Ｒｘ、Ｒｙに基づいて定められるフィルタ特性にてフィルタ処理を行う。
【００３５】
これにより、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から１フレーム分のアドレスが出力されると、フィルタ処理ユニット１２により１フレーム分の入力映像信号に対してフィルタ処理がなされる。そのフィルタ処理ユニット１２から出力されるフィルタ処理後の１フレーム分の映像信号が、上記３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１及びフィルタ処理ユニット１２における処理時間を遅延として考慮しつつ上記シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から供給されるアドレス（書込みアドレス）に従ってフレームメモリバッファ１４に書き込まれる。
【００３６】
その後、読出しアドレス生成ユニット１３が、シーケンシャルスアドレス生成ユニット１０からのアドレス（ｘ，ｙ）が供給される毎に、３次元アフィン変換の座標変換処理（上記式（３）、（４）参照）により得られた読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）をフレームメモリバッファ１４に供給する。その結果、フレームメモリバッファ１４からその読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）に対応した映像信号値が読み出される。これにより、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から１フレーム分のアドレスが出力されると、フレームメモリバッファ１４から１フレーム分の出力映像信号が出力される。
【００３７】
上記のようにして、フィルタ処理後の入力映像信号をシーケンシャルなアドレスに従ってフレームメモリバッファ１４に書込み、その後、そのシーケンシャルなアドレスを３次元アフィン変換より変換して得られる読出しアドレスに従ってそのフレームメモリバッファ１４から映像信号を読みだすことにより出力映像信号を生成するようにしているので、その出力映像信号にて表される出力画像Ｉｏは、上記３次元アフィン変換により図２に示すように奥行き感を出すような特殊効果がかけられた画像となる。
【００３８】
また、入力画像に対して予めフィルタ処理がなされているので、その入力画像を変形させて得られた出力画像の縮小部分での折返し歪が抑制される。更に、そのフィルタ処理が入力画像全面に一様な特性でなされるものではなく、各位置に対して予想される（効果パラメータに基づいて演算される）縮小率に応じたフィルタ特性にてそのフィルタ処理がなされるので、特殊効果のかけられたより高い画質の出力画像Ｉｏを得ることができるようになる。
【００３９】
更に、また、出力画像と入力画像の比較から各位置での縮小率を得るのではなく、出力画像を得る前に各位置での縮小率を予想し（効果パラメータに基づいて演算し）、その予想された各位置での縮小率に応じたフィルタ特性にてフィルタ処理を行うようにしているので、この画像特殊効果装置は、入力映像信号がフレームごとに連続的に処理される動画像に対してリアルタイム性を損なうことなく特殊効果をかけることができるようになる。
【００４０】
次に、本発明の第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置について説明する。
【００４１】
本発明の第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、図３に示すように構成される。この画像特殊効果装置は、入力画像を変形させて図５に示すようにページをめくるような特殊効果（以下、ページターン効果という）のかけられた出力画像Ｉｏを得るものである。
【００４２】
図３に示す第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、ＣＰＵ１５がページターン効果が得られるような入力画像の変形態様を表す効果パラメータを出力する点、上記３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１に代えてページターン縮小率生成ユニット２０を設けた点、読出しアドレス生成ユニット１３がそのページターン効果に対応した効果パラメータに基づいて読出しアドレスを生成する点、新たに背景レベル出力ユニット２１を設けた点で、上述した第一の実施の形態に係る画像特殊効果装置（図１参照）と相違する。
【００４３】
ＣＰＵ１５から読出しアドレス生成ユニット１３及びページターン縮小率生成ユニット２０に供給される効果パラメータは、図５に示すようなページめくりによる湾曲（ページターン効果）の中心位置を表すｘｃ、ｙｃ、その湾曲の半径ｒ、及びそのページターン効果の方向ｘ１を表す角度θから構成される。
【００４４】
ページターン縮小率生成ユニット２０は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からの画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスが入力される毎に、ＣＰＵ１５からの上記効果パラメータｘｃ、ｙｃ、ｒ、θを用いて当該画素位置（ｘ，ｙ）での水平方向の縮小率Ｒｘと垂直方向の縮小率Ｒｙを次式に従って演算する。
【００４５】
【数５】
2004064194.tif 000007
【００４６】
【数６】
2004064194.tif 000008
【００４７】
【数７】
2004064194.tif 000009
【００４８】
上記式において、ｘ１＜０の領域は、図５に示すように効果後の画像において平面部分の領域を表し、０≦ｘ１≦ｒの領域は、効果後の画像において曲面状になる部分の領域を表す。即ち、効果後に平面部分となる領域の各位置での縮小率は「１」として得られ（式（６）参照）、効果後に変形のある曲面状となる領域の各位置での縮小率がその曲面の湾曲の程度ｒとその効果の方向θに依存したものとなる（式（７）参照）。
【００４９】
フィルタ処理ユニット１２は、前述した第一の実施の形態と同様に、入力映像信号の各画素位置に対応した部分に対して、その位置に対して上記ページターン縮小生成ユニット２０から供給される縮小率Ｒｘ、Ｒｙに対応したフィルタ特性にて水平方向及び垂直方向のフィルタ処理を行う。このフィルタ処理後の映像信号が、前述した第一の実施の形態と同様に、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力されるアドレスに従ってフレームメモリバッファ１４に書き込まれる。
【００５０】
上記読出しアドレス生成ユニット１３は、例えば、図４に示すように構成される。図４において、この読出しアドレス生成ユニット１３は、効果方向位置制御ユニット３０、上面変化量生成ユニット３１、下面変化量生成ユニット３２、上面ｘアドレス生成ユニット３３、上面ｙアドレス生成ユニット３４、下面ｘアドレス生成ユニット３５、下面ｙアドレス生成ユニット３６、及び有効領域判定ユニット３７を有している。効果方向位置制御ユニット３０は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から画素位置（ｘ，ｙ）を表すアドレスが入力される毎に、ＣＰＵ１５から供給される効果パラメータｘｃ、ｙｃ、θを用いた上記式（５）によって、当該入力アドレス（ｘ，ｙ）を効果の中心（ｘｃ，ｙｃ）を基準にした効果の方向θにおける位置ｘ１を表すアドレスに変換する。
【００５１】
下面変化量生成ユニット３２は、効果方向位置制御ユニット３０からの座標変換後のアドレスｘ１とＣＰＵ１５からの効果パラメータｒとを用いて、画像下面Ｂ（図５参照）上の位置ｘ１（アドレス）のｒの湾曲による元の位置からの変化量Ｆａ（ｘ１）を次式に従って演算する。
【００５２】
【数８】
2004064194.tif 000010
【００５３】
上記変化量Ｆａ（ｘ１）は、画像下面Ｂのｘ１＜０の領域では湾曲がないので、０の変化量（変化しない）を表し、ｘ１≧０の領域ではｒの湾曲があるので、そのｒに基づいた変化量を表す。
【００５４】
上記下面ｘアドレス生成ユニット３５は、上記下面変化量生成ユニット３２から供給される変化量Ｆａ（ｘ１）を用いた次式に従って、画素位置（ｘ，ｙ）を表す座標系におけるｘ方向の位置ｘの変位先の位置ｘ２（ｘアドレス）を演算する。
【００５５】
【数９】
2004064194.tif 000011
【００５６】
また、上記下面ｙアドレス生成ユニット３６は、上記下面変化量生成ユニット３２から供給される変化量Ｆａ（ｘ１）を用いた次式に従って、画素位置（ｘ，ｙ）を表す座標系におけるｙ方向の位置ｙの変化先の位置ｙ２（ｙアドレス）を演算する。
【００５７】
【数１０】
2004064194.tif 000012
【００５８】
上記のようにして、読出しアドレス生成ユニット１３は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに供給される画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスを入力すると、上記式（５）、（８）〜（１０）で示されるような効果後の画像の下面Ｂ上における位置（ｘ２，ｙ２）に対応した下面読出しアドレスを生成する。
【００５９】
一方、上記上面変化量生成ユニット３１は、効果方向位置制御ユニット３０からの座標変換後のアドレスｘ１とＣＰＵ１５からの効果パラメータｒとを用いて、画像上面Ｔ（図５参照）上の位置ｘ１（アドレス）のｒの湾曲による元の位置からの変化量Ｆｂ（ｘ１）を次式に従って演算する。
【００６０】
【数１１】
2004064194.tif 000013
【００６１】
上記変化量Ｆｂ（ｘ１）は、画像上面Ｔ上のｘ１＜０の領域では、ｘ１＝πｒ／２を基準とした折返しにより定まる元の位置からの変化量を表し、ｘ１≧０の領域では、湾曲ｒ及び折返しの双方を考慮して定まる元の位置からの変化量を表している。
【００６２】
上記上面ｘアドレス生成ユニット３３は、上記上面変化量生成ユニット３１から供給される変化量Ｆｂ（ｘ１）を用いた次式に従って、画素位置（ｘ，ｙ）を表す座標系におけるｘ方向の位置ｘの変位先の位置ｘ３（ｘアドレス）を演算する。
【００６３】
【数１２】
2004064194.tif 000014
【００６４】
また、上記上面ｙアドレス生成ユニット３４は、上記上面変化量生成ユニット３１から供給される変化量Ｆｂ（ｘ１）を用いた次式に従って、画素位置（ｘ，ｙ）を表す座標系におけるｙ方向の位置ｙの変位先の位置ｙ３（ｙアドレス）を演算する。
【００６５】
【数１３】
2004064194.tif 000015
【００６６】
上記のようにして、読出しアドレス生成ユニット１３は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに供給される画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスを入力すると、上記式（５）、（１１）〜（１３）で示されるような効果後の画像の上面Ｔ上における位置（ｘ３，ｙ３）に対応した上面読出しアドレスを生成する。
【００６７】
なお、上記効果後の画像下面Ｂに対して適用される変化量Ｆａ（ｘ１）と画像上面Ｔに対して適用される変化量Ｆｂ（ｘ１）の特性は、図６（ａ）、（ｂ）に示すようになる。
【００６８】
上記有効領域判定ユニット３７は、上記上面ｘアドレス生成ユニット３３及び上面ｙアドレス生成ユニット３４にて生成された上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）が画面内に存在するか否かを判定する。次いで、上記有効領域判定ユニット３７は、上記下面ｘアドレス生成ユニット３５及び下面ｙアドレス生成ユニット３６にて生成された下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）がその画面内に存在するか否かを判定する。
【００６９】
上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）が画面内に存在しているとの判定がなされると、上記有効領域判定ユニット３７は、その上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）を読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）として出力すると共に「１」を表すキー（ｋｅｙ）信号を出力する。また、上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）が画面内に存在せず、下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）が画面内に存在するとの判定がなされると、上記有効領域判定ユニット３７は、その下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）を読み出しアドレス（Ｘ，Ｙ）として出力すると共に「１」を表すキー（ｋｅｙ）信号を出力する。
【００７０】
一方、上記上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）と下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）の双方が画面内に存在しないとの判定がなされると、上記有効領域判定ユニット３７は、「０」を表すキー（ｋｅｙ）信号を出力する。この「０」を表すキー（ｋｅｙ）信号は、図５に示すような画面内における背景部分Ｇ（上面Ｔ及び下面Ｂのいずれでもない部分）を表す信号となる。
【００７１】
上記のようにして、読出しアドレス生成ユニット１３は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに生成される画素位置（ｘ，ｙ）を表すアドレスを入力する毎に、読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）とキー（ｋｅｙ）信号を出力する。
【００７２】
図３に戻って、背景レベル出力ユニット２１は、フレームメモリバッファ１４から読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）に従って読み出される映像信号を入力し、上記読出しアドレス生成ユニット１３から出力されるキー（ｋｅｙ）信号が「１」である場合に、その映像信号をそのまま出力する。一方、そのキー（ｋｅｙ）信号が「０」である場合に、その映像信号に代えて背景レベル（例えば、黒）を表す信号を出力する。そして、この背景レベル出力ユニット２１から出力される信号が出力映像信号となる。
【００７３】
上記のような画像特殊効果装置では、ページターン効果による入力画像（１フレーム分の入力映像信号）の各画素位置での縮小率が生成され（式（５）、（６）、（７）参照）、その縮小率に基づいて定まるフィルタ特性にて当該入力映像信号のフィルタ処理がなされる。そして、そのフィルタ処理後の入力映像信号がシーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力されるアドレスに従ってフレームメモリバッファ１４に書き込まれる。その後、そのシーケンシャルなアドレスをページターン効果に基づいて変換して得られる読出しアドレス（式（８）〜（１３）参照）に従ってそのフレームメモリバッファ１４から映像信号を読みだすと共に背景画像の信号への置き換えを行っていくことにより出力映像信号が生成される。
【００７４】
従って、その出力映像信号にて表される出力画像Ｉｏは、上記ページターン効果により図５に示すようなページをめくるような特殊効果がかけられた画像となる。また、この第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置も、上述した第一の実施の形態と同様に、その入力画像の各画素位置に対して縮小率に基づいて決まるフィルタ特性でのフィルタ処理がなされることにより、より高い画質の出力画像Ｉｏを得ることができると共に、動画像に適したものとなる。
【００７５】
次に、本発明の第三の実施の形態に係る画像特殊効果装置について説明する。
【００７６】
本発明の第三の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、図７図に示すように構成される。この画像特殊効果装置は、入力画像を変形させて図８に示すように奥行き感を出すような特殊効果（３次元アフィン変換）とページターン効果の双方の特殊効果がかけられた出力画像Ｉｏを得るものである。
【００７７】
図７に示す第三の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、ＣＰＵ１５が上記３次元アフィン変換の効果パラメータ及び上記ページターン効果に係る効果パラメータの双方を出力する点、前述した３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１及びページターン縮小率生成ユニット２０の双方を備えている点、読出しアドレス生成ユニット１３が３次元アフィン変換の効果パラメータとページターン効果に係る効果パラメータの双方に基づいて読出しアドレスを生成する点、及び上記３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１から出力される縮小率とページターン縮小生成ユニット２０から出力される縮小率とを合成して合成縮小率を出力する合成ユニット４０を新たに設けた点で、上述した第一及び第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置（図１、図３参照）と相違する。
【００７８】
３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力される画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスを入力する毎に、ＣＰＵ１５から供給される３次元アフィン変換の効果パラメータ（Ａｘ、Ａｙ、Ｂｘ、Ｂｙ、Ｃｘ、Ｃｙ、Ｄ，Ｅ）を用いて、上記式（１）、（２）に従って各画素位置での水平方向の縮小率ＲｘＡ（式（１）におけるＲｘ）と垂直方向の縮小率ＲｙＡ（式（２）におけるＲｙ）を演算する。また、ページターン縮小率生成ユニット２０は、シーケンシャルアドレスユニット１０からシーケンシャルに出力されるアドレスを入力する毎に、ＣＰＵ１５から供給されるページターン効果に係る効果パラメータ（ｒ、θ、ｘｃ、ｙｃ）を用いて、上記式（５）、（６）、（７）に従って各画素位置での水平方向の縮小率ＲｘＢ（式（７）におけるＲｘ）と垂直方向の縮小率ＲｙＢ（式（７）におけるＲｙ）を演算する。
【００７９】
上記合成ユニット４０は、上記３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１からの水平方向の縮小率ＲｘＡ、垂直方向の縮小率ＲｙＡと、上記ページターン縮小率生成ユニット２０からの水平方向の縮小率ＲｘＢ、垂直方向の縮小率ＲｙＢを用いて、次式に従って水平方向の合成縮小率Ｒｘ及び垂直方向の合成縮小率Ｒｙを算出する。
【００８０】
【数１４】
2004064194.tif 000016
【００８１】
このようにして、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスが出力される毎に、合成ユニット４０は、その画素位置に対応した水平方向の合成縮小率Ｒｘ及び垂直方向の合成縮小率Ｒｙを出力する。そして、フィルタ処理ユニット１２が、前述した第一及び第二の実施の形態の場合と同様の手法に従って、上記合成縮小率Ｒｘ、Ｒｙに基づいて定まるフィルタ特性の水平方向フィルタ及び垂直方向フィルタにより入力映像信号に対するフィルタ処理を行う。そして、そのフィルタ処理後の１フレーム分の映像信号は、上記ページターン縮小率生成ユニット２０、合成ユニット４０およびフィルタ処理ユニット１２での処理時間を遅延として考慮して上記シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力される画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスに従ってフレームメモリバッファ１４に順次書き込まれる。
【００８２】
読出しアドレス生成ユニット１３は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力される画素位置（ｘ，ｙ）に対応するアドレスを入力する毎に、まず、上記式（３）及び（４）に従って３次元アフィン変換されたアドレスＸＡ（式（３）におけるＸ）及びＹＡ（式（４）におけるＹ）を生成する。
【００８３】
そのように生成されたアドレス（ＸＡ、ＸＢ）に対してページターン効果に対応した処理がなされる。
【００８４】
即ち、上記式（５）に対応した下式
【００８５】
【数１５】
2004064194.tif 000017
【００８６】
に従って、当該アドレス（ＸＡ，ＹＡ）をページターン効果の中心（ｘｃ，ｙｃ）を基準にしたその効果の方向θにおける位置ｘ１を表すアドレスに変換する。そして、上述した式（８）及び下式に従って下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）が生成される。
【００８７】
【数１６】
2004064194.tif 000018
【００８８】
【数１７】
2004064194.tif 000019
【００８９】
また、上述した式（１１）及び下式に従って上面読出しアドレス（ｘ３，ｙ３）が生成される。
【００９０】
【数１８】
2004064194.tif 000020
【００９１】
【数１９】
2004064194.tif 000021
【００９２】
そして、上記第二の実施の形態の場合と同様に、読出しアドレス生成ユニット１３の有効領域判定ユニット３７（図４参照）により、上記下面読出しアドレス（ｘ２，ｙ２）及び上面読出しアドレス（ｘ３、ｙ３）のいずれかが最終的な読出しアドレス（Ｘ，Ｙ）として選択されると共にキー（ｋｅｙ）信号が生成される。その読出しアドレス生成ユニット１３から出力される読出しアドレスに従って、上述したようにフレームメモリバッファ１４に格納された映像信号が読み出されると共に、「０」となるキー（ｋｅｙ）信号に基づいて背景画像の信号への置き換えがなされ、最終的な出力映像信号が生成される。
【００９３】
上述したような画像特殊効果装置では、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力されるアドレス（ｘ，ｙ）から３次元アフィン変換による座標変換により得られたアドレス（ＸＡ，ＹＡ）が、更に、ページターン効果に基づいた変換処理によりアドレス（ｘ２，ｙ２）またはアドレス（ｘ３，ｙ３）の読出しアドレスに変換される。従って、フレームメモリバッファ１４にシーケンシャルに生成されるアドレス（ｘ，ｙ）に従って蓄積された映像信号を上記読出しアドレスに従って読み出して得られる出力映像信号は、図８に示すような奥行き感を出すような特殊効果（３次元アフィン変換）とページターン効果の双方の特殊効果がかけられた出力画像Ｉｏを表すことになる。
【００９４】
また、上記３次元アフィン変換による入力画像の変形に伴う各画素位置での縮小率と、ページターン効果による入力画像の変形に伴う各画素位置での縮小率とが合成され、それにより得られた合成縮小率に基づいて定められるフィルタ特性にて上記フィルタ処理ユニット１２が入力画像の各画素位置に対するフィルタ処理を行う。このため、上記のように奥行き感を出すような特殊効果（３次元アフィン変換）とページターン効果の双方の特殊効果がかけられた出力画像Ｉｏにおける歪み（折返し歪み）が抑制されるようになる。
【００９５】
更に、本発明の第四の実施の形態に係る画像特殊効果装置について説明する。
【００９６】
本発明の第四の実施の形態に係る画像特殊効果装置は、図９に示すように構成される。この画像特殊効果装置は、３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１からの縮小率をフィルタ特性を指定するための情報に変換するデコードユニット５０を新たに設けた点で第一の実施の形態に係る画像特殊効果装置（図１参照）と相違する。
【００９７】
上記デコードユニット５０は、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０からシーケンシャルに出力される画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレス毎に３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１にて生成されるその画素位置（ｘ，ｙ）での水平方向の縮小率Ｒｘと垂直方向の縮小率Ｒｙを次式に従ってフィルタ特性の指定情報Ｄｅｃｘ、Ｄｅｃｙに変換する。
【００９８】
【数２０】
2004064194.tif 000022
【００９９】
【数２１】
2004064194.tif 000023
【０１００】
上記各式（２０）、（２１）において、ｉｎｔ（）は、（）内の除算における商を表す。
【０１０１】
フィルタ処理ユニット１２は、複数のフィルタ特性を有する水平方向フィルタと複数のフィルタ特性を有する垂直方向フィルタとを有しており、水平方向フィルタの複数のフィルタ特性と指定情報Ｄｅｃｘの各値との関係及び垂直方向フィルタの複数のフィルタ特性と指定情報Ｄｅｃｙの各値との関係を管理している。
【０１０２】
上記のような画像特殊効果装置では、シーケンシャルアドレス生成ユニット１０から画素位置（ｘ，ｙ）に対応したアドレスが出力される毎に、３次元アフィン変換縮小率生成ユニット１１にて生成される縮小率Ｒｘ、Ｒｙに対応した指定情報Ｄｅｃｘ、Ｄｅｃｙがデコードユニット５０から出力される。その各指定情報Ｄｅｃｘ、Ｄｅｃｙを入力するフィルタ処理ユニット１２では、水平方向フィルタがその指定情報Ｄｅｃｘにて指定されるフィルタ特性にて入力映像信号の当該画素位置（ｘ，ｙ）に対応した部分に対するフィルタ処理を行うと共に、垂直方向フィルタがその指定情報Ｄｅｃｙにて指定されるフィルタ特性にて入力映像信号の当該画素位置（ｘ，ｙ）に対応した部分に対するフィルタ処理を行う。その結果、第一の実施の形態に係る画像特殊効果装置と同様に、３次元アフィン変換により図２に示すように奥行き感を出すような特殊効果がかけられた出力画像Ｉｏを得ることができる。
【０１０３】
この画像特殊効果装置によれば、前述した第一の実施の形態と同様の効果が得られることに加え、フィルタ処理ユニット１２でのフィルタ特性の選択に係る処理を効率的に行うことができるようになる。
【０１０４】
なお、上記のようなデコードユニット５０は、前述した第三の実施の形態に係る画像特殊効果装置にも適用することができる。この場合、デコードユニット５０は、合成ユニット４０から出力される合成縮小率Ｒｘ、Ｒｙを指定情報Ｄｅｃｘ、Ｄｅｃｙに変換し、その各指定情報Ｄｅｃｘ、Ｄｅｃｙをフィルタ処理ユニット１２に供給する。
【０１０５】
前述した各実施の形態に係る画像特殊効果装置では、縮小率が入力画像の画素単位に生成されるものであったが、本発明では、縮小率（変形度合情報）は必ずしも入力画像の画素単位に生成されるものでなくてもよい。効率的な処理を行いうるという観点から、複数の画素により形成される領域毎に縮小率（変形度合情報）を生成することもできる。この場合、その領域に含まれる位置に対してその領域について生成された縮小率（変形度合情報）に基づいて定められるフィルタ特性でのフィルタ処理がなされる。
【０１０６】
また、前述した各実施の形態に係る画像特殊効果装置は、動画像の処理に適用されたものであったが、静止画に対しても当然適用することは可能である。
【０１０７】
更に、入力画像の奥行き感を出すような変形（図２、図８参照）、及び入力画像のページをめくるような変形（図５、図８参照）について説明したが、入力画像を変形させる態様は、これに限られるものではない。その変形の態様を効果情報として表しうるものであれば任意の変形（例えば、画像の折返しの先端を巻き込むような変形（ロールターン）、画像を円筒に巻き込むような変形など）について同様の処理を行うことができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、入力画像を変形させる態様を表す効果情報に基づいて生成された前記入力画像の各位置での変形度合情報に基づいて定められるフィルタ特性にて前記入力画像に対するフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理後の画像情報から前記入力画像を前記態様にて変形させた出力画像を得るようにしているので、入力画像を変形させて得られる特殊効果がかけられた出力画像の画質劣化を抑制することのできる画像特殊効果装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る画像特殊効果装置を示すブロック図
【図２】特殊効果のかけられた画像の第一の例を示す図
【図３】本発明の第二の実施の形態に係る画像特殊効果装置を示すブロック図
【図４】図３に示す画像特殊効果装置における読出しアドレス生成ユニットの構成例を示すブロック図
【図５】特殊効果のかけられた画像の第二の例を示す図
【図６】図５に示す画像変形における変化量の特性の一例を示す特性図
【図７】本発明の第三の実施の形態に係る画像特殊効果装置を示すブロック図
【図８】特殊効果がかけられた画像の第三の例を示す図
【図９】本発明の第四の実施の形態に係る画像特殊効果装置を示すブロック図
【符号の説明】
１０　シーケンシャルアドレス生成ユニット
１１　３次元アフィン変換縮小率生成ユニット
１２　フィルタ処理ユニット
１３　読出しアドレス生成ユニット
１４　フレームメモリバッファ
１５　ＣＰＵ
２０　ページターン縮小率生成ユニット
２１　背景レベル出力ユニット
３０　効果方向位置制御ユニット
３１　上面変化量生成ユニット
３２　下面変化量生成ユニット
３３　上面ｘアドレス生成ユニット
３４　上面ｙアドレス生成ユニット
３５　下面ｘアドレス生成ユニット
３６　下面ｙアドレス生成ユニット
３７　有効領域判定ユニット
４０　合成ユニット
５０　デコードユニット
【図１】
2004064194.tif 000024
【図２】
2004064194.tif 000025
【図３】
2004064194.tif 000026
【図４】
2004064194.tif 000027
【図５】
2004064194.tif 000028
【図６】
2004064194.tif 000029
【図７】
2004064194.tif 000030
【図８】
2004064194.tif 000031
【図９】
2004064194.tif 000032