(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値画像信号を多値画像信号に変換する変換手段と、
前記２値画像信号に係る画像信号と入力画像信号とを合成する合成手段と、
前記多値画像信号を用いて前記合成手段の合成動作を制御する制御手段とを備える信号処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記多値画像信号と閾値信号とを比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に応じて前記合成手段を制御することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は前記閾値信号を発生する閾値発生手段を有し、前記閾値信号の値を変更することにより前記合成手段の合成動作を制御することを特徴とする請求項２記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記合成手段による合成パターンを示す合成パターン情報を発生し、前記閾値発生手段は前記合成パターン情報に従って前記閾値信号の値を変更することを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記閾値発生手段は前記合成パターン情報に従って前記閾値信号の変更期間を決定し、前記変更期間毎に前記閾値信号の値を変更することを特徴とする請求項４記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は前記合成手段による合成パターンを示す合成パターン情報を発生し、前記変換手段は前記合成パターン情報に応じて前記２値画像信号を多値画像信号に変換することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記変換手段は１画面内で前記合成パターン情報に従う方向に前記多値画像信号の値が変化するよう前記２値画像信号を多値画像信号に変換することを特徴とする請求項６記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記合成手段は所定の輝度を持つ画像信号を発生する発生手段と、前記制御手段からの制御信号に応じて前記入力画像信号と前記発生手段により発生された画像信号とを選択的に出力する選択手段とを有することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項９】
撮像手段により得られた入力画像信号とタイトル画像信号とを合成する装置であって、
前記タイトル画像信号を示す２値画像信号をメモリより読み出す読み出し手段と、
前記２値画像信号を多値画像信号に変換する変換手段と、
前記変換手段より出力される多値画像信号を記憶する記憶手段と、
所定の輝度を持つ画像信号を発生する画像信号発生手段と、
前記入力画像信号と前記発生手段により発生された所定の画像信号とを選択的に出力する選択手段と、
前記記憶手段から読み出された多値画像信号と閾値信号とを比較し、この比較結果に基づいて前記選択手段の選択動作を制御する比較手段とを備える信号処理装置。
【請求項１０】
タイトル画像信号の１画面を複数の領域に分割し、各領域に対して異なる値を持つ画像データを割り当てる割り当て手段と、
前記画像データと閾値信号とを比較し、この比較結果に応じて制御信号を生成する生成手段と、
所定の輝度を持つ画像信号と入力画像信号とを前記制御信号に応じて選択的に出力することにより前記入力画像信号と前記タイトル画像信号とを合成する選択手段とを備える信号処理装置。
【請求項１１】
前記タイトル画像信号は１サンプル１ビットのデジタル信号であり、前記割り当て手段は前記入力画像信号を１サンプル毎に前記複数の領域に分割し、各サンプルに対してｎビット（ｎは２以上の整数）のデジタルデータを前記画像データとして割り当てることを特徴とする請求項１０記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記タイトル画像信号の合成パターンを示す合成パターン情報を発生する発生手段を備え、前記割り当て手段は前記合成パターン情報に応じて各画像データの値を割り当てることを特徴とする請求項１０記載の信号処理装置。
【請求項１３】
前記閾値信号を生成する閾値発生手段を備え、前記閾値発生手段は前記合成パターン情報に従って前記閾値信号の変更期間を決定し、前記変更期間毎に前記閾値信号の値を変更することを特徴とする請求項１２記載の信号処理装置。
【請求項１４】
２値画像信号を多値画像信号に変換する変換ステップと、
前記２値画像信号に係る画像信号と入力画像信号とを合成する合成ステップと、
前記多値画像信号を用いて前記合成動作を制御する制御ステップとを備える信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号処理装置及びその方法に関し、特には画像信号の合成処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、従来、ビデオカメラ一体型デジタルＶＴＲ（以下カムコーダ）が知られている。
【０００３】
そして、このようなカムコーダにおいては、カメラにて撮影した画像あるいは、テープから再生された画像に対して、内蔵するメモリに記憶したタイトル画像を多重する機能を持つものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般にカムコーダにおいては、タイトル合成機能について単にタイトルを合成する程度の機能を持つものがほとんどであり、例えば、タイトルのスクロール等種々のタイトル編集機能は持っていない。
【０００５】
また、メモリの制限からタイトル画像データも情報量が圧縮されている場合が多く、タイトルのエッジ部分において鮮明な画像となっていないことが多い。
【０００６】
そこで、タイトルを鮮明に合成しようとすると、タイトル画像データの圧縮率を下げ、解像度を高くすることが考えられるが、それでは、タイトル画像データの情報量が大きくなり、大容量のメモリが必要になる。
【０００７】
また、スクロール等、種種の合成機能を実現するためには専用の編集装置が必要になってしまう。
【０００８】
本発明は前述の如き問題点を解決することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、特別な装置を必要とすることなく、多彩なタイトル編集機能を実現する処にある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、高精細なタイトル合成機能を実現する処にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２値画像信号を多値画像信号に変換する変換手段と、前記２値画像信号に係る画像信号と入力画像信号とを合成する合成手段と、前記多値画像信号を用いて前記合成手段の合成動作を制御する制御手段とを備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施形態では、本発明を前述のデジタルカムコーダに適用した場合について説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用されるデジタルカムコーダ１００の構成を示す図である。
【００１４】
まず、図１の各回路の動作を説明する。
【００１５】
図１において、撮像回路１０１は周知の光学系、ＣＣＤ等を含み、被写体像を撮像してデジタル画像信号を合成回路１０５に出力する。１０３は画像信号入出力回路であり、外部機器から出力される画像信号を所定の形態のデジタル信号に変換して合成回路１０５に出力すると共に合成回路１０５を介して出力される画像信号を所定の形態に変換して出力する。
【００１６】
合成回路１０５は後述の如く、撮像回路１０１、画像信号入出力回路１０３、及び信号処理回路１０９からの再生画像信号に対してタイトル画像信号を合成する。１０７はモニタで、合成回路１０５を介して出力される画像信号に係る画像を表示する。１０９は信号処理回路であり、記録時においては合成回路１０５から出力される画像信号に対して周知のブロック符号化等を用いて高能率符号化処理を施してその情報量を圧縮すると共に、再生時においては記録時に対応する復号処理を施してその情報量を伸長する。
【００１７】
１１１は記録再生回路であり、信号処理回路１０９からの画像信号を回転ヘッドによりテープＴに記録すると共に、テープＴから画像信号を再生して信号処理回路１０９に出力する。
【００１８】
１１３は静止画処理回路であり、後述の如く、静止画記録モードにおいては合成回路１０５を介して出力される静止画像信号を符号化して静止画記録再生回路１１５に出力し、静止画再生モードにおいては静止画記録再生回路１１５から出力される静止画像信号を復号し、合成回路１０５に出力する。また、静止画処理回路１１３は制御回路１１９からの合成パターンに従い静止画記録再生回路１１５より出力される２値のタイトル画像信号を多値の信号に変換してメモリ１１７に出力する。
【００１９】
１１５は静止画記録再生回路であり、静止画処理回路１１３からの静止画像信号をメモリカードＭに記録すると共に、メモリカードＭに記録された静止画像信号及びタイトル画像信号を読み出して静止画処理回路１１９に出力する。メモリカードＭは半導体メモリチップを有し、数十〜数百枚の静止画像信号、及び、２値のタイトル画像信号を記憶可能である。また、メモリカードＭは適宜交換可能である。
【００２０】
１１７はメモリであり、静止画処理回路１１３から出力される多値信号に変換されたタイトル画像信号を記憶し、制御回路１１９からの制御信号に従って合成回路１０５に出力する。
【００２１】
１１９は制御回路であり、操作スイッチ１２１からの動作モードの切り換え指示、記録、再生の指示、タイトル合成の指示等に応じて合成回路１０５、静止画処理回路１１３及びメモリ１１７を制御する。
【００２２】
図１の装置において、カメラ記録モードにおいては、合成回路１０５は制御回路１１９により制御され、撮像回路１０１からの画像信号を選択する。合成回路１０５はこのとき、制御回路１１９よりタイトル合成の指示があるとメモリ１１７に記憶されたタイトル画像信号に応じて撮像回路１０１からの画像信号に対してタイトル合成処理を施し、モニタ１０７、信号処理回路１０９に出力する。以下、信号処理回路１０９、記録再生回路１１１は前述の如く処理を行い、テープＴ上に画像信号を記録する。
【００２３】
また、外部記録モードの場合には、合成回路１０５は制御回路１１９からの制御信号に応じて画像信号入出力回路１０３からの画像信号を選択する。合成回路１０５はこのとき、制御回路１１９よりタイトル合成の指示があるとメモリ１１７に記憶されたタイトル画像信号に応じて撮像回路１０１からの画像信号に対してタイトル合成処理を施し、モニタ１０７、信号処理回路１０９に出力する。以下、信号処理回路１０９、記録再生回路１１１は前述の如く処理を行い、テープＴ上に画像信号を記録する。
【００２４】
また、動画再生モードの場合には、記録再生回路１１１はテープＴから画像信号を再生し、信号処理回路１０９に出力する。信号処理回路１０９は再生された画像信号を復号し、合成回路１０５に出力する。合成回路１０５は制御回路１１９からの制御信号に応じて信号処理回路１０９からの画像信号を選択する。合成回路１０５はこのとき、制御回路１１９よりタイトル合成の指示があるとメモリ１１７に記憶されたタイトル画像信号に応じて撮像回路１０１からの画像信号に対してタイトル合成処理を施し、モニタ１０７、画像信号入出力回路１０３に出力する。画像信号入出力回路１０３は合成回路１０５からの再生画像信号を所定の形態に変換して出力する。
【００２５】
次に、静止画記録モードの場合は、撮像回路１０１から出力された画像信号が合成回路を介してモニタ１０７に出力され、撮像された画像が表示される。ユーザはモニタ１０７に表示された画像を確認し、操作スイッチ１２１により静止画記録を指示する。
【００２６】
制御回路１１９は操作スイッチ１２１からの静止画記録指示に応じて静止画処理回路１１３を制御し、そのとき合成回路１０５から出力されている１フレームの画像信号を符号化し、静止画記録再生回路１１５に出力する。静止画記録再生回路１１５は静止画処理回路１１３からの１フレームの静止画像信号をメモリカードＭに記録する。
【００２７】
また、静止画再生モードにおいては、静止画記録再生回路１１５はメモリカードＭから静止画像信号を再生し、静止画処理回路１１３に出力する。静止画処理回路１１３は再生された静止画像信号を復号し、不図示の内部メモリに記憶する。そして、制御回路１１９からの指示によりメモリに記憶された静止画像信号を繰り返し読み出して合成回路１０５に出力する。合成回路１０５は制御回路１１９よりタイトル合成の指示があった場合、メモリ１１７に記憶されたタイトル画像信号に係る画像信号と再生された静止画像信号とを合成してモニタ１０７、画像信号入出力回路１０３に出力する。
【００２８】
このように、本形態においては、カメラ記録モード、外部記録モード、動画再生モード、静止画記録モード、静止画再生モードのいずれのモードにおいても合成回路１０５によりタイトル画像を合成可能である。
【００２９】
次に、タイトル合成処理について説明する。
【００３０】
図２は図の静止画処理回路１１３に係る要部の構成を示す図である。
【００３１】
静止画処理回路１１３は圧縮伸長回路２０１、変換回路２０３を有する。
【００３２】
圧縮伸長回路２０１は前述のように、合成回路１０５から出力される静止画像信号を符号化して静止画記録再生回路１１５に出力すると共に、静止画記録再生回路１１５より出力された再生静止画像信号を復号して合成回路１０５に出力する。
【００３３】
メモリカードＭには通常の静止画像信号と１画素（１サンプル）が１ビットのデジタル信号（以下２値信号）であるタイトル画像信号とが記録されている。静止画記録再生回路１１５は静止画像信号及びタイトル画像信号にそれぞれ付加された属性情報に従い、メモリカードＭから再生した静止画像信号を圧縮伸長回路２０１に出力すると共に、タイトル画像信号を変換回路２０３に出力する。
【００３４】
変換回路２０３はメモリカードＭから再生された２値のタイトル画像信号を１サンプル（１画素）ｎビット（ｎは２以上の整数）のデジタル信号に変換し、メモリ１１７に出力する。変換回路２０３はこのとき、制御回路１１９からの合成パターンに応じて後述の如くタイトル画像の１画面内の各サンプルの値を決定し、決定された値を有する画像データを各サンプルに割り当てる。
【００３５】
次に、合成回路１０５について説明する。
【００３６】
図３は合成回路１０５の構成を示す図である。
【００３７】
図３において、選択回路３０１には撮像回路１０１、画像信号入出力回路１０３、信号処理回路１０９及び静止画処理回路１１３からの画像信号が入力する。選択回路３０１は制御回路１１９からのモード情報に応じてこれら各画像信号を選択し、スイッチ３０５に出力する。３０３は信号発生回路であり、所定の輝度、色を持つ画像信号を発生し、スイッチ３０５に出力する。
【００３８】
スイッチ３０５は判定回路３１１からの制御信号に従って選択回路３０１からの画像信号と信号発生回路３０３からの画像信号とを選択的に出力することで、選択回路３０１により選択された画像画像信号に対してタイトル画像信号を合成する。
【００３９】
スイッチ３０５から出力された画像信号は切り替え回路３０７及びモニタ１０７に出力される。切り替え回路３０７はモード情報に従ってスイッチ３０５からの画像信号を画像信号入出力回路１０３、信号処理回路１０９及び静止画処理回路１１３に出力する。
【００４０】
一方、メモリ１０７に対して前述の如く記憶された多値のタイトル画像信号は判定回路３１１に出力される。判定回路３１１は制御回路１１９から合成処理の指示がある場合、メモリ１０７から読み出した各画素（サンプル）の画像データの値と閾値設定回路３０９からの閾値データの値とを比較し、２値の制御信号を生成してスイッチ３０５に出力する。即ち、判定回路３１１はメモリ１１７からの画像データの値の方が閾値データの値よりも大きい場合に１（ハイレベル）となる制御信号を生成する。スイッチ３０５は判定回路３１１からの制御信号が１（ハイレベル）のとき信号発生回路３０３からの画像信号を選択し、０（ローレベル）の時選択回路３０１からの画像信号を選択する。
【００４１】
閾値設定回路３０９は制御回路１１９からの合成パターン情報に応じて閾値データの値を決定し、判定回路３１１に出力する。
【００４２】
次に、本形態の合成処理について、具体的なタイトル例を用いて説明する。
【００４３】
いま、図４のような２値のタイトル画像信号をメモリカードＭから読み出し、このタイトル画像信号を画面の左側から徐々に消えていくような合成パターンで合成する場合について考える。
【００４４】
この場合には、まず、制御回路１１９は操作スイッチ１２１による合成パターンの指示に応じてこの合成パターン情報を静止画処理回路１１３に出力する。静止画処理回路１１３は、メモリカードＭから読み出された図４の２値のタイトル画像信号を制御回路回路１１９からの合成パターン情報に従い図５に示すような多値の画像信号に変換する。
【００４５】
図５では、１画素につき０から８の値を持つ４ビットの画像データに変換し、合成パターン情報に従いタイトル画像を複数の領域に分割して領域毎に画像データの値を決定する。まず、タイトル画像部分、即ち、図４で“１”となっている部分について、図５のように画面の左側から徐々に値が大きくなるよう各画素の値を割り当てる。また、図４において“０”となっている部分、つまりタイトル画像以外の部分にはそのまま０を割り当てる。
【００４６】
このように変換され、メモリ１０７に書き込まれたタイトル画像信号は、選択回路３０１からの画像信号の出力タイミングに同期してメモリ１０７から読み出され、判定回路３１１に出力される。判定回路３１１は前述のように閾値設定回路３０９からの閾値データの値とメモリ１０７から読み出された各画素のタイトル画像信号の値とを比較する。
【００４７】
このとき、例えば、閾値データの値を“０”に設定することで、図６（ａ）に示すように、図４のタイトル画像の全ての部分で１となる制御信号が判定回路３１１から出力されることになる。つまり、閾値データの値を０とした場合には図４のタイトル画像が全て選択回路３０１からの画像に合成される。
【００４８】
また、例えば、閾値データの値を“２”とした場合、図５において３以上の値を持つ画素の部分で１となる制御信号が判定回路３１１から出力されることになる。つまり、閾値データの値を２とした場合には、図６（ｂ）に示すように、図４のタイトル画像のうち、左側の一部を除く部分が選択回路３０１からの画像に合成されることになる。
【００４９】
以下、同様に、閾値データの値を０〜８の間で設定することで、図４のタイトル画像データのうち合成される部分を変更することができる。
【００５０】
閾値設定回路３０９は制御回路１１９からの合成パターン情報に従い、例えば、１フレーム毎に閾値データの値を０から８に１つづつ増加させる。このように閾値データの値を変化させることにより、図６に示すように、タイトル画像が８フレーム期間の間に画面の左側から徐々に消えていくような合成パターンでタイトル画像を合成することができる。また、閾値データの値を変化させる周期を２フレーム、３フレームと長くすることで、それぞれ、１６フレーム期間、２４フレーム期間でタイトル画像が消えるように制御することができる。ユーザは操作スイッチ１２１によりこの変化期間も設定可能であり、閾値設定回路３０９はユーザにより設定された変化期間に従って閾値データの値を変化させるタイミングを決定する。
【００５１】
図７には、「誕生日」というタイトルを図６の合成パターンと同様に合成する様子を示した。この場合にも、変換回路２０３において割り当てる各サンプルの値を工夫することで、図４〜図６に示した場合と同様の合成パターンでタイトル画像を合成することができる。
【００５２】
このように、本形態によれば、メモリカードＭに記憶された２値のタイトル画像信号を他の画像信号に合成する場合、合成パターンに従って多値の画像信号に変換している。そして、この多値の画像信号を閾値データと比較し、比較結果に応じてタイトル画像信号を切り換えて出力しているので、閾値データの値を合成パターンに応じて変更するだけで、簡単な構成にてさまざまなパターンでタイトル画像を合成することができる。
【００５３】
また、合成するべきタイトル画像信号は圧縮処理が施されていないため、高精細なタイトル画像信号を合成することができる。
【００５４】
また、タイトル画像の合成パターンは、変換回路２０３において２値の画像信号から多値の画像信号に変換する際に決定されるため、メモリカードＭに記憶された１つのタイトル画像をさまざまな合成パターンで合成することができる。
【００５５】
例えば、タイトル画像部分の画面左下部分から徐々に値が大きくなるよう、多値画像信号の各画素の値を割り当てることで、斜め方向に変化する合成パターンを実現できる。また、例えば、タイトル画像部分の画面中央部分から同心円状に徐々に値が大きくなるよう多値画像信号の各画素の値を割り当てることで、画面中央から外側に向かうパターン、もしくは、画面外側から中央に向かうパターンを実現することができる。
【００５６】
例えば、図８のように、「運動会」というタイトル画像を画面の上から徐々に消えていくようなパターンで合成する場合には、変換回路２０３において２値のタイトル画像信号を多値の画像信号に変換する際に、タイトル画像部分の上の方の値を１とし、下方に向かって徐々に大きくなるように各画素の値を割り当てればよい。
【００５７】
そして、閾値設定回路３０９において、１フレーム毎に閾値データの値を０から８に１つづつ増加させることで、図８に示すパターンでタイトル画像を合成することができる。
【００５８】
なお、図４〜図６の例では、２値のタイトル画像信号を４ビットの多値画像信号に変換したが、１画素のビット数はこれ以上でもよい。１画素のビット数を増加することでメモリ１０７としてより容量の大きいメモリが必要となるが、より細かい範囲で合成部分が変化するような合成パターンを実現できる。また、この場合には閾値データの変化量を１づつではなく、適宜設定することで、合成パターンの変化期間を任意に設定可能となる。
【００５９】
また、本形態では、判定回路３１１においてメモリ１０７からの画像信号の値の方が大きい場合に信号発生回路３０３からの画像信号を選択しているが、逆に、メモリ１０７からの画像信号の値の方が小さい場合に信号発生回路３０３からの画像信号を選択するようにしてもよい。
【００６０】
この場合には、変換回路２０３において各画素の値を割り当てる際に、図５において“８”が割り当てられた画素に対して１を割り当てることになる。また、閾値設定回路３０９から出力する閾値データの値も図６とは逆の順に出力することになる。
【００６１】
また、タイトル画像信号としては輝度信号だけでなく、輝度及び色差信号や、ＲＧＢ信号を用いてもよい。
【００６２】
また、本形態では、図１のように交換可能なメモリカードＭに記憶されたタイトル画像信号を合成する場合について説明したが、これ以外にも、例えば、カムコーダ１００に内蔵するタイトルメモリに２値のタイトル画像信号を記憶しておき、このタイトル画像信号に対して同様の処理を施すことも可能である。
【００６３】
また、本形態では、本発明をデジタルカムコーダに対して適用した場合について説明したが、これ以外にも、入力画像信号に対してタイトル画像信号を合成する構成に対しても本発明を適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成にて入力画像信号に２値画像信号に係る画像信号を合成することができる。
【００６５】
また、本願の他の発明によれば、簡単な構成にて、撮像された画像信号に対するさまざまなタイトル合成処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるビデオカメラ一体型デジタルＶＴＲの構成例を示す図である。
【図２】図１の装置の静止画処理回路の要部構成を示す図である。
【図３】図１の装置の合成回路の構成を示す図である。
【図４】図１の装置にて扱うタイトル画像信号の様子を示す図である。
【図５】図３の回路の合成処理を説明するための図である。
【図６】図３の回路の合成処理を説明するための図である。
【図７】タイトル画像の合成の様子を示す図である。
【図８】タイトル画像の他の合成パターンの様子を示す図である。
【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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