(57)【要約】本発明はカラー・キーイングおよび色成分評価動作を実行する、極めてハードウェア効率が高くかつ汎用性の高い方法を提供する。また、キー・カラー情報を含む画像をフィルタリングすることにより発生するアーチファクトの可視性を大幅に制限する方法も提供する。本発明によれば、複数の色成分を持つ入力画素が所定のキー・カラーに一致するか否かを決定するカラー・キー抽出装置を提供する。この装置は複数の評価回路を備え、その回路の各々が、入力画素の色成分の１つを受け取り、それを所定の色成分強度範囲と照らし合わせて評価して、比較信号を出力するように構成されており、さらに、一致回路が評価回路の各々に動作上接続され、その評価回路の各々が比較信号の組合せが所定の条件を満足するか否かを決定し、条件が満足される場合は一致信号を出力し、それにより入力画素が所定のキー・カラーに一致する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分を持つ入力画素が所定のキー・カラーに一致するか否かを決定するカラー・キー抽出装置であって、
複数の評価回路であり、前記回路の各々が、入力画素の色成分の１つを受取り、それを所定の色成分強度範囲と照らし合わせて評価して、比較信号を出力するように構成されている、複数の評価回路と、
前記評価回路の各々に動作上接続された一致回路であり、前記一致回路が比較信号の組合せが所定の条件を満足するか否かを決定し、条件が一致する場合は一致信号を出力し、それにより入力画素が所定のキー・カラーに一致するように構成されている、一致回路と、を備えているカラー・キー抽出装置。
【請求項２】
前記評価回路の各々が、
入力画素の所定の色成分を受け取り、前記色成分を事前選択したマスク値を用いてマスクし、マスクされた色成分値を出力するように構成された第１回路と、
所定の色成分強度範囲の事前選択した上限値を前記マスク値を用いてマスクし、マスクされた上限値を出力するように構成された第２回路と、
色成分強度範囲の事前選択した下限値を前記マスク値を用いてマスクし、マスクされた下限値を出力するように構成された第３回路と、
前記マスクされた色成分値を前記マスクされた上限値と比較して、第１結果を出力する第１コンパレータと、
前記マスクされた色成分値を前記マスクされた下限値と比較して、第２結果を出力する第２コンパレータと、
前記第１および第２結果を受け取り、第１比較信号を出力するよう構成された出力回路と、を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記一致回路が複数ビットを記憶する記憶エレメントを含み、各ビットの値が前記比較信号の特定組合せが所定の条件を満足するか否かを示し、
前記比較信号の所定の組合せに対する所定の条件は、前記所定の組合せに対応する前記記憶エレメントのビットがセットされているときに、満足される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
色置換回路をさらに備え、前記置換回路が、前記一致回路に動作上接続され、かつ前記一致回路が一致信号を出力する場合、入力画素を置換画素と置換するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記色置換回路が複数のマルチプレクサを含み、前記マルチプレクサの各々が、前記一致信号を介して制御され、さらに前記各々が入力画素の色成分の１つおよび対応する置換色成分を受け取るように構成されており、前記一致信号を受け取ると、各マルチプレクサが対応する置換色成分を出力する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記色置換回路をイネーブルまたはディスエーブルに制御するように構成されたイネーブル回路をさらに備えている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
複数の色成分を持つ入力画素が所定のキー・カラーに一致するか否かを決定する方法であって、
（ａ）前記入力画素の色成分の各々を所定の色成分強度範囲と照らし合わせて評価するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で各色成分を評価後、比較信号を出力するステップと、
（ｃ）前記比較信号の組合せが所定の条件を満足するか否かを決定するステップと、
（ｄ）前記条件が満足される場合に一致信号を出力し、それにより前記入力画素が前記所定のキー・カラーに一致する、ステップと、を含む方法。
【請求項８】
ステップ（ａ）が、
前記入力画素の所定の色成分を事前選択したマスク値を用いてマスクして、マスクされたコンポーネント値を生成するステップと、
前記所定の色成分強度範囲の事前選択した上限値を前記マスク値を用いてマスクして、マスクされた上限値を生成するステップと、
前記色成分強度範囲の事前選択した下限値を前記マスク値を用いてマスクし、マスクされた下限値を生成するステップと、
前記マスクされた色成分値を前記マスクされた上限値と比較し、第１結果を生成するステップと、
前記マスクされた色成分値を前記マスクされた下限値と比較し、第２結果を生成するステップと、
前記第１および第２結果を基に第１比較信号を出力するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｃ）が、複数ビットを提供するステップを含み、前記複数ビットの各ビットの値が、前記比較信号の特定組合せが前記所定の条件を満足するか否かを示す、ステップを含み、
所定の組合せに対応する複数ビット中のビットがセットされたとき、比較信号の前記所定の組合せに対する前記所定の条件が満足される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記一致信号を出力する場合に、入力画素を置換画素と置換するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の概要）
本発明は一般にカラー・キー抽出装置、詳細には高品質用途のカラー・キー抽出装置に関する。
【０００２】
カラー・キーイングは、広く利用されており、種々のビデオおよびグラフィックス・プロセッサにおいて各種の目的、例えば１つの画像を他の画像の上に重ね合わせる目的で実装されている。カラー・キーイングは、キー・カラーとして未使用の色をビデオまたはグラフィックス画像内に置き、未使用色の代わりに置換色を表示することにより実現される。通常、キー・カラーはマゼンタまたは他のまれにしか使用されない色である。カラー・キーイングは一般に、混合段階でなされる。入力画素を評価して、その画素が特定の色または色範囲に一致するか否かを決定する。一致すれば、特定作用、例えばカラー・キー抽出およびキー・カラーとに色置換が行われる。入力画素の評価およびキー・カラーとの色置換は通常、画素の色成分上とは異なり、フルの２４ビットまたは３２ビット・カラー情報上で実行される。したがって、前記カラー・キーイングは、ソフトウェア・プログラマが好むような汎用性をもたない。したがって、キー・カラーが抽出され、置換色に置換される以前にすべての変換または濾波が発生する場合、キー・カラーは濾波されて有効画像部分に入る。これにより、最終画像内のアーチファクトが著しく目立つことになる。
【０００３】
したがって、入力画素の評価において高い汎用性を提供し、かつ最終画像内のアーチファクトが目立つのを大幅に抑制する必要がある。
【０００４】
本発明はカラー・キーイングおよび色成分評価動作を実行する、極めてハードウェア効率が高くかつ汎用性の高い方法を提供する。また、キー・カラー情報を含む画像をフィルタリングすることにより発生するアーチファクトの可視性を大幅に制限する方法も提供する。
【０００５】
本発明によれば、複数の色成分を持つ入力画素が所定のキー・カラーに一致するか否かを決定するカラー・キー抽出装置を提供する。この装置は複数の評価回路を備え、その回路の各々が、所定の色成分強度範囲に対する入力画素の色成分の１つを受け取りおよび評価して、比較信号を出力するように構成されており、さらに、一致回路が評価回路の各々に動作上接続され、その一致回路が比較信号の組合せが所定の条件を満足するか否かを決定し、条件が満足される場合は一致信号を出力するように構成されており、それにより入力画素が所定のキー・カラーに一致する。
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、一致回路は複数ビットを記憶する記憶エレメントを含み、前記各ビットの値が比較信号の特定の組合せが所定の条件を満足しているか否かを示す。比較信号の所定の組合せに対し所定の条件は、所定の組合せに対応する記憶エレメント内のビットがセットされているときに満足する。一致回路は非常に低コストの、汎用性のあるプログラマブルなラスター動作ブロックを用いて実現できる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、評価回路の各々は、入力画素の所定の色成分を受け取り、その色成分を事前選択したマスク値を用いてマスクし、マスクされた色成分値を出力するように構成された第１回路と、マスク値を用いて所定の色成分強度範囲の事前選択した上限値をマスクし、マスクされた上限値を出力するように構成された第２回路と、マスク値を用いて所定の色成分強度範囲の事前選択した下限値をマスクし、マスクされた下限値を出力するように構成された第３回路と、マスクされた色成分値をマスクされた上限値と比較して第１結果を出力する第１コンパレータと、マスクされた色成分値をマスクされた下限値と比較して第２結果を出力する第２コンパレータと、第１および第２結果を受け取って第１比較信号を出力する出力回路とを備える。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、一致回路に動作上接続される色置換回路をさらに備え、この置換回路は、一致回路が一致信号を出力する場合に、入力画素を置換画素と置換する。フィルタリングする前にキー・カラーを置換色（例えば、グレー・カラー）と交換することにより、結果として得られる画像は輝度が変化するが、色調は変化しない。
【０００９】
本発明の完全な理解に加えて他の目的および到達結果は、添付図面と合わせた以下の記述および特許請求範囲を参照することにより、明らかになり、理解されるであろう。
【００１０】
添付図面を引用し、事例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１１】
図面において、同一参照符号は、同一または、対応する形態または機能を示す。
【００１２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１は、本発明を具体化するのに適する代表的なシステムの機能ブロック図を示す。図１に示すように、ディジタル・ビデオ／グラフィックス・ソース１０はディジタル・ビデオ／グラフィックス信号をメモリ・バッファ１６に供給する。ディジタル・データは、標準フォーマットでメモリ・バッファ１６に記憶される。コマンドに応じて、ビデオ／グラフィックス・データ・プロセッサ２０はメモリ・バッファ１６からディジタル・データを受け取り、それを処理する。プロセッサ２０は処理されたデータを所定のフォーマットでビデオ／グラフィックス・エンコーダ２６に転送する。次にエンコーダ２６はデータを符号化し、それを表示装置３０に転送して表示する。
【００１３】
図２は、本発明によるプロセッサ２０内のグラフィックス／ビデオ・パイプラインに使用されるカラー・キー抽出および色置換回路を示す。図２では、各入力画素は、色成分当り８ビットを持つ３つの色成分（ＲＧＢまたはＹＵＶ）を有する。これらの色成分は評価回路３７、１３７、２３７によりそれぞれ、色成分強度について評価される。したがって、回路３７を使用して、入力色成分Ｒ／Ｙが、最も暗いＲ／Ｙと最も明るいＲ／Ｙとの間のスペクトルの所定の色成分強度範囲内にあるか否かを決定する。同様に、評価回路１３７を使用して、入力色成分Ｇ／Ｕが、最も暗いＧ／Ｕと最も明るいＧ／Ｕとの間のスペクトルの所定の色成分強度範囲内にあるか否かを決定する。最後に、評価回路２３７を使用して、入力色成分Ｂ／Ｖが、最も暗いＢ／Ｖと最も明るいＢ／Ｖとの間のスペクトルの所定の色成分強度範囲内にあるか否かを決定する。
【００１４】
評価回路３７では、色成分Ｒ／Ｙは、ＡＮＤゲート４０を介してＣｏｌｏｒＫｅｙＡｎｄレジスタ３８内のマスク値を用いてビット毎にビット・マスクされる。再びこのマスク値を使用して、ＡＮＤゲート４４および５０を介しＣｏｌｏｒＫｅｙレジスタ４２および４８内に記憶された値をそれぞれビット毎にマスクする。レジスタ４２および４８内の値は所定の上限および下限値であり、両方の値は、所定の色成分強度範囲を確立し、色成分Ｒ／Ｙを評価するものである。当業者に理解されるように、マスク値は用途に応じて、例えば特定色または色範囲をキーに定めるか否か、画像および画像内容を事前処理するか否か、に応じて決定される。同様に上限および下限値もまた、用途に依存する。
【００１５】
ＡＮＤゲート４０の出力におけるマスクされた値は、コンパレータ４６および５２を介してマスクされた上限および下限値について評価され、マスクされた色成分がマスクされた所定の色強度内にあるか否かを決定される。
【００１６】
マスクされた値がマスクされた上限値以下である場合、コンパレータ４６はＡＮＤゲート６０に対し第１表示信号（例えば論理１）を出力する。同様に、マスクされた値がマスクされた下限値以上である場合、コンパレータ５２はＡＮＤゲート６０に対し第２表示信号（例えば論理１）を出力する。マスクされた値がマスクされた所定の色成分強度範囲内である場合、すなわち第１および第２表示信号両方がＡＮＤゲート６０に提供されるとき、ＡＮＤゲート６０は色成分Ｒ／Ｙに対し第１の正の比較信号（例えば論理１）を出力する。そうでない場合は、ＡＮＤゲート６０は第１の負の比較信号（例えば論理０）を出力する。
【００１７】
評価回路１３７および２３７は評価回路３７と同様に動作する。色成分Ｇ／ＵおよびＢ／Ｖの各々が、それらのマスクされた所定の色成分強度範囲内にある場合、回路１３７および２３７は第２および第３の正の比較信号（例えば論理１）をそれぞれ出力する。そうでない場合は、評価回路１３７および２３７は第２および第３の負の比較信号（例えば論理０）をそれぞれ出力する。
【００１８】
デフォルト・モードでは、マスク値はすべて１であり、したがってマスク動作は実際上は実行されず、上限および下限値は色成分強度範囲を定義することに留意すべきである。
【００１９】
評価回路３７、１３７、２３７からの比較信号（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）はプログラマブルなラスター動作ブロック６４に供給される。比較信号（正または負）の特定の組合せおよびＣｏｌｏｒＫｅｙＲＯＰレジスタ６８の特定ビット値がセットされているか否かに依存して、ブロック６４は一致信号（例えば論理１）を出力して、入力色と所定のキー・カラーとの間の一致があることを示すことができる。ブロック６４の詳細動作は図３に関連して以下に述べる。
【００２０】
図３はプログラミング・ブロック６４に使用されるＲＯＰ（ラスター動作）テーブルである。Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の所定の組合せに対し、その組合せに割り当てられたＲＯＰビット（組合せにの次に現われる）がセット（論理１）されている場合、それは一致を示し、ブロック６４から一致信号を出力する。ＲＯＰビットがリセット（論理０）されている場合、それは不一致を示す。本発明によれば、用途に応じて１つまたは複数のＲＯＰビットをセットできる。この方式により、１つまたは複数の色成分の感度を走査できる汎用性を実現する。例えば、特定の入力色に対し２つの色成分（例えばＲ／ＹおよびＧ／Ｕ）だけを対象にすることができ、第３のコンポーネント（例えばＢ／Ｖ）に注意する必要がない。このような場合、ＲＯＰビット６および７はセットされ、キー・カラーに比較してＫ１、Ｋ２、Ｋ３に対する組合せ「１１０」および「１１１」上の一致を示す。
【００２１】
図２により、入力色とキー・カラーとの一致を決定後、ＣｏｌｏｒＫｅｙＲｅｐｌａｃｅＥｎレジスタ７６からにイネーブル信号を介してＡＮＤゲート７２をイネーブルにすることにより色置換を随意に実行できる。例えば、後続のフィルタリングが実行される場合、色置換が実行される。色置換を実行するために、論理１がＡＮＤゲート７２により出力されて、マルチプレクサ８６、１８６、２８６を起動し、Ｒ／Ｙ、Ｇ／Ｕ、Ｂ／Ｖコンポーネントに対しＣｏｌｏｒＫｅｙＲｅｐｌａｃｅレジスタ８０、１８０、２８０に記憶された置換値を選択し、それぞれ初期の入力値を置換する。例のように、グレー・カラーが好まれる。したがって、グレー・カラーに対する色成分の画素値が置換値として使用される。フィルタリングの前にキー・カラーを置換色（例えばグレー）交換することにより、得られる結果の画像は輝度が変化するが、色調は変化しない。マルチプレクサ８６、１８６、２８６の出力はミキサ（図示なし）に供給され、バックグラウンド・カラーと結合される。
【００２２】
他方、ブロック６４により決定されるように一致が生じないか、または色置換が望ましくない場合、論理０がＡＮＤゲート７２により出力され、マルチプレクサ８６、１８６、２８６は入力色成分を変調せずにミキサに直接出力する。ブロック６４の出力もまたミキサに供給される。
【００２３】
キー・カラーが抽出された後、データは変換および濾波処理を通過し、最終画像中の目に見えるアーチファクトを制限する。
【００２４】
本発明はまた、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂのような他のタイプの色成分と共に使用できる。
【００２５】
本発明を好特定の実施形態に関連付けて説明してきたが、当業者には、前述の記載に照らして、多くの代替方法、変更および変形形態が可能なことは明らかであろう。したがって、添付の特許請求の精神と範囲に含まれるそのような代替方法、変更および変形形態のすべてを包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明を実現するのに適する代表的なシステムの機能ブロック図。
【図２】
本発明によるカラー・キー抽出および色置換回路図。
【図３】
図２のプログラマブルなラスター動作ブロックをプログラムするのに使用するＲＯＰ（ラスター動作）テーブルを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004514338.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004514338.tif 000020
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【国際調査報告】
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