(57)【要約】【課題】背景が複雑な色を有する場合にも適切なキー信号を高速に生成することのできるクロマキー装置を提供する。【解決手段】本発明に係るクロマキー装置１は、前景画像ＦＩを合成対象画像ＯＩと削除領域ＲＡとに分離するキー値Ｋを前景画像ＦＩの画素ＰＸの画素値Ｃを引数として記憶するキー値探索表ＬＵＴを作成するキー値探索表作成手段１０と、前景画像ＦＩの画素ＰＸの画素値Ｃを引数としてキー値探索表ＬＵＴを探索し、当該画素ＰＸに対応するキー値Ｋを決定するキー値決定手段１４とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前景画像を合成対象画像と削除領域とに分離するキー値を前記前景画像の画素の画素値を引数として記憶するキー値探索表を作成するキー値探索表作成手段と、
前記前景画像の画素の画素値を引数として前記キー値探索表を探索し、当該画素に対応するキー値を決定するキー値決定手段とを含むクロマキー装置。
【請求項２】
前記キー値探索表作成手段が、
前記前景画像に少なくとも１つの画像処理対象候補領域を設定する候補領域設定手段と、
前記画像処理対象候補領域のそれぞれに含まれる画素の画素値に予め定められた少なくとも１つのキー値を定義するキー値定義手段と、
前記画素値を引数とするキー値探索表に前記キー値を記憶するキー値記憶手段とを含む請求項１に記載のクロマキー装置。
【請求項３】
前記キー値定義手段が、
前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体面と前記画素値の間の距離に応じて前記キー値を定義するものである請求項２に記載のクロマキー装置。
【請求項４】
前記キー値定義手段が、
前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体に含まれる画素値のマハラノビス距離に応じて前記キー値を定義するものである請求項２に記載のクロマキー装置。
【請求項５】
前記キー値定義手段が、
前記キー値探索表に記憶されている前記キー値を修正するキー値修正手段を含む請求項３から請求項４のいずれか一項に記載のクロマキー装置。
【請求項６】
前記キー値修正手段が、
前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体をモロフォロジ演算により処理したモロフォロジ演算処理後多様体に基づきキー値を修正するものである請求項５に記載のクロマキー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマキー装置に係り、特に、背景が複雑な色を有する場合にも高速かつ正確にキー信号を生成することができるだけでなく、容易にキー値を変更できるクロマキー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマキー装置は、背景画像と合成するための合成対象画像を青色あるいは緑色といった特定の背景色を背景として撮像した前景画像から切り出すためのキー信号を出力する装置である。
【０００３】
従来から使用されているクロマキー装置は、前景画像の一部を削除領域に指定し、削除領域に含まれる画素の画素値が画素値の各成分（例えば、ＲＧＢ成分）ごとに予め定められた閾値内（例えば、上限値および下限値）に含まれると判定された場合は、当該画素は削除領域に含まれるとし、閾値外にあると判定された場合は、当該画素は合成対象画像であるとするものが主流である。
【０００４】
しかし、前景画像の削除領域の色合いは必ずしも一様ではなく照明の具合により色合いが相違するため、削除領域を拡張すると閾値内に含まれる範囲も大きくなるので、合成対象画像も削除されてしまうおそれが生じる。
【０００５】
そこで、原色成分ごとに閾値を設定するのではなく、色空間内に多面体を設定し、各画素の画素値と当該多面体との距離の関数として多値のキー信号を生成するソフトクロマキー装置も既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、キー信号生成装置（Keyer）のキー信号生成方法の詳細が不明な場合にも、キー信号生成装置に予め合成対象画像と削除領域の区別が判明している模擬前景画像を入力し、キー信号生成装置が生成した閾値を記憶するルックアップテーブルを備えるクロマキー装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２２５３２９号公報（［００３５］，［図７］）
【特許文献２】特開２００２−３７４５４０号公報（［０００８］，［図１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された従来のクロマキー装置には複雑な色の領域を削除領域に設定することが困難であるという課題が、特許文献２に開示された従来のクロマキー装置にはいったん記憶したキー値を変更することが困難であるという課題があった。
【０００８】
即ち、特許文献１に開示された従来のクロマキー装置にあっては、赤と青等色空間内の距離が大きい複数の色を背景に指定した場合には、閾値内領域が大きくなりすぎ、合成対象画像までも削除されてしまうおそれを回避できない。
【０００９】
また、特許文献２に開示された従来のクロマキー装置にあっては、キー信号生成装置が出力したキー値をルックアップテーブルに記憶するものであるため、削除領域の色合いに応じて閾値を適切に修正することは困難となる。
【００１０】
例えば、前景画像に雑音が含まれているときに合成対象画像から雑音を除去するためには、閾値を緩和して合成対象画像に含まれる雑音を除去した後閾値を元に戻して合成対象画像の雑音除去跡を埋め戻すことが必要となるが、特許文献２に開示された従来のクロマキー装置にあってはキー値を変更することは容易ではない。
【００１１】
本発明は、上記の従来の課題を解決するためになされたものであって、背景が複雑な色を有する場合にも適切なキー信号を生成することが可能であるだけでなく、高速処理が可能なクロマキー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のクロマキー装置は、前景画像を合成対象画像と削除領域とに分離するキー値を前記前景画像の画素の画素値を引数として記憶するキー値探索表を作成するキー値探索表作成手段と、前記前景画像の画素の画素値を引数として前記キー値探索表を探索し、当該画素に対応するキー値を決定するキー値決定手段とを含む構成を有している。
【００１３】
この構成により、背景が複雑な色を有する場合にも適切なキー信号を生成することができるだけでなく、高速処理ができることとなる。
【００１４】
本発明のクロマキー装置は、前記キー値探索表作成手段が、前記前景画像に少なくとも１つの画像処理対象候補領域を設定する候補領域設定手段と、前記画像処理対象候補領域のそれぞれに含まれる画素の画素値に予め定められた少なくとも１つのキー値を定義するキー値定義手段と、前記画素値を引数とするキー値探索表に前記キー値を記憶するキー値記憶手段とを含む構成を有している。
【００１５】
この構成により、キー値を容易に定義できることとなる。
【００１６】
本発明のクロマキー装置は、前記キー値定義手段が、前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体面と前記画素値の間の距離に応じて前記キー値を定義するものである構成を有している。
【００１７】
この構成により、画像処理対象候補領域が複雑な色合いを有する場合にも容易にキー値を定義できることとなる。
【００１８】
本発明のクロマキー装置は、前記キー値定義手段が、前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体に含まれる画素値のマハラノビス距離に応じて前記キー値を定義するものである構成を有している。
【００１９】
この構成により、削除領域が複雑な色合いを有する場合にも高精度にキー値を定義できることとなる。
【００２０】
本発明のクロマキー装置は、前記キー値定義手段が、前記キー値探索表に記憶されている前記キー値を修正するキー値修正手段を含む構成を有している。
【００２１】
この構成により、画像処理の結果に応じてキー値を変更できることとなる。
【００２２】
本発明のクロマキー装置は、前記キー値修正手段が、前記画像処理対象候補領域に含まれる画素の画素値の各成分の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体をモロフォロジ演算により処理したモロフォロジ演算処理後多様体に基づきキー値を修正するものである構成を有している。
【００２３】
この構成により、合成対象画像のヌケを適切に調整できることとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、前景画像を合成対象画像と削除領域とに分離するキー値を前記前景画像の画素値を引数として記憶するキー値探索表を設けることにより、背景が複雑な色を有する場合にも高速にキー信号を生成することが可能という効果を有するクロマキー装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るクロマキー装置の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
なお、本明細書において、画素値とは画像を構成する画素の有する値を意味するものとする。即ち、モノクローム画像にあっては画素の輝度が画素値（スカラ値）であり、カラー画面にあっては画素の色成分の輝度を成分とするベクトル値を画素値とすることができる。
【００２７】
例えば、画素の色を３原色成分に分解したＲ、ＧおよびＢの輝度を成分とするベクトルを画素値としてもよいし、輝度成分、２つの色差成分からなるベクトルを画素値としてもよい。
【００２８】
本発明に係るクロマキー装置の実施形態のブロック図を図１に示す。
【００２９】
即ち、本発明に係るクロマキー装置１は、前景画像ＦＩを合成対象画像ＯＩと削除領域ＲＡとに分離するキー値Ｋを前景画像ＦＩの画素ＰＸの画素値Ｃを引数として記憶するキー値探索表ＬＵＴを作成するキー値探索表作成手段１０と、前景画像ＦＩの画素ＰＸの画素値Ｃを引数としてキー値探索表ＬＵＴを探索し、当該画素ＰＸに対応するキー値Ｋを決定するキー値決定手段１４とを含む。
【００３０】
キー値探索表作成手段１０は、前景画像ＦＩに少なくとも１つの画像処理対象候補領域ＰＡを設定する候補領域設定手段１１と、画像処理対象候補領域ＰＡのそれぞれに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃに予め定められた少なくとも１つのキー値Ｋを定義するキー値定義手段１２と、画素値Ｃを引数とするキー値探索表ＬＵＴにキー値Ｋを記憶するキー値記憶手段１３とを含む。
【００３１】
なお、キー値定義手段１２は、画像処理対象候補領域ＰＡに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃの各成分（ｃ1，ｃ2，ｃ3・・・ｃM）の最小値および最大値により定義される色空間内の多様体面と画素値の間の距離に応じてキー値Ｋを定義するものであってもよい。
【００３２】
また、キー値定義手段１２は、画像処理対象候補領域ＰＡに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃの各成分（ｃ1，ｃ2，ｃ3・・・ｃM）の最小値Ｃminmおよび最大値Ｃmaxmにより定義される色空間内の多様体に含まれる画素値のマハラノビス距離に応じてキー値Ｋを定義するものであってもよい。
【００３３】
図２は、本発明に係るクロマキー装置１のハードウエア構成を示すブロック図であって、本発明に係るクロマキー装置１はコンピュータ２０と周辺機器２６とを含む。
【００３４】
コンピュータ２０は、プログラムに基づいて処理を実行するＣＰＵ２１と、プログラムおよび処理結果を記憶するメモリ２２と、周辺機器２６が接続される周辺機器インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３と、前景画像ＦＩを取り込み、キー信号Ｋを出力する画像Ｉ／Ｆ２４と、ＣＰＵ２１、メモリ２２、周辺機器Ｉ／Ｆ２３および画像Ｉ／Ｆ２４を相互に結合するバス２５により構成される。
【００３５】
周辺機器２６は、処理結果を表示する表示装置２７と、コンピュータ２０に操作指令またはデータを付与するキーボード２８と、表示装置２７の表示を特定するポインティングデバイス２９とを含む。
【００３６】
画像Ｉ／Ｆ２４には、前景画像ＦＩを取得する前景画像取得装置３１と、画像合成装置３３とが接続される。
【００３７】
前景画像取得装置３１は、前景画像ＦＩを取得し、前景画像ＦＩをクロマキー装置１および画像合成装置３３に送出するように構成されている。
【００３８】
画像合成装置３３は、クロマキー装置１が出力するキー信号Ｋに基づいて削除領域ＲＡを削除し前景画像ＦＩから合成対象画像ＯＩを切り出し、合成対象画像ＯＩを背景画像取得装置３２によって取得された背景ＢＩと合成して合成画面ＣＩを生成するように構成されている。
【００３９】
即ち、本発明に係るクロマキー装置１は、コンピュータ２０にクロマキープログラムをインストールすることにより構成されることとなる。
【００４０】
以下、コンピュータ２０にインストールされるクロマキープログラムのフローチャートを参照しつつ、本発明に係るクロマキー装置１の動作を説明する。
【００４１】
図３は、クロマキープログラムのフローチャートであって、まずキー値探索表作成ルーチンを実行する（ステップＳ５）。なお、キー値探索表作成ルーチンの詳細は後述する。
【００４２】
キー値探索表作成ルーチンが終了したときは、キー値決定ルーチンを実行して（ステップＳ６）このプログラムを終了する。なお、キー値決定ルーチンの詳細も後述する。
【００４３】
図４は、クロマキープログラムのステップＳ５で実行されるキー値探索表作成ルーチンの詳細フローチャートであって、まず画像処理対象候補領域設定ルーチンを実行して前景画像ＦＩの中に画像処理対象候補領域ＡＣを設定する（ステップＳ５１）。
【００４４】
画像処理対象候補領域ＡＣの形状は特に規定されず、前景画像ＦＩ内の任意の閉曲線で囲まれる領域を画像処理対象候補領域ＡＣとすることも、前景画像ＦＩ内の１点を画像処理対象候補領域ＡＣとすることもできる。また、画像処理対象候補領域ＡＣは単連結でなくてもよく、穴があいていてもよい。
【００４５】
一般的には、マウス等のポインティングデバイスをドラッグして囲まれる領域を画像処理対象候補領域ＡＣとして設定することができる。
【００４６】
具体的には、前景画像ＦＩをマウス２９のドラッグにより囲んだ領域を画像処理対象候補領域ＡＣと定義してもよく、マウスで指定した２点を対角点とする長方形を画像処理対象候補領域ＡＣと定義してもよい。
【００４７】
次に、画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃに対応するキー値Ｋを定義する（ステップＳ５２）。
【００４８】
キー値Ｋの定義方法としては以下に示す方法のいずれかを適用することができる。
【００４９】
なお、以下においては、画像処理対象候補領域として画像削除候補領域ＲＡＣおよび画像合成候補領域ＯＡＣを設定するものとする。
【００５０】
（キー値定義方法１）
キー値Ｋは、キーボード２８から入力するようにしてもよい。
【００５１】
例えば、画像削除候補領域ＲＡＣに対するキー値Ｋとして削除キー値Ｋb（例えば“０”）を、画像合成候補領域ＯＡＣに対するキー値として合成対象画像キー値Ｋf（例えば“１”）を入力してキー値を定義してもよい。
【００５２】
（キー値定義方法２）
画像削除候補領域ＲＡＣに含まれるすべての画素ＰＸの画素値Ｃに対して１つの削除キー値Ｋb（例えば“０”）を、画像合成候補領域ＯＡＣに含まれるすべての画素の画素値に合成キー値Ｋf（例えば“１”）を定義してもよい。
【００５３】
例えば、画像削除候補領域ＲＡＣに３つの画素ＰＸ１、ＰＸ2、ＰＸ3が含まれ、ＲＧＢ成分の輝度で定義されるそれぞれの画素値が（０，０，０）、（０，０，１）、（０，０，４）である場合には、アドレス（０，０，０）、（０，０，１）、（０，０，４）に削除キー値としてＫbが定義される。
【００５４】
また、画像合成候補領域ＯＡＣに３つの画素ＰＸ4、ＰＸ5、ＰＸ6が含まれ、ＲＧＢ成分の輝度で定義されるそれぞれの画素値が（１，０，０）、（１，１，０）、（３，０，０）である場合には、アドレス（１，０，０）、（１，１，０）、（３，０，０）に合成キー値としてＫfが定義される。
【００５５】
即ち、前景画像ＦＩに含まれる画素ＰＸをＰＸ（ｉ，ｊ）と、ＰＸ（ｉ，ｊ）の画素値をＣ（ｉ，ｊ）としたとき、画素値Ｃ（ｉ，ｊ）に対するアドレスはＡ（Ｃ（ｉ，ｊ））（たとえば、（０，０，０））と、アドレスＡ（Ｃ（ｉ，ｊ））（たとえば、（０，０，０））を引数とするキー値ＫはＬ［Ａ（Ｃ（ｉ，ｊ））］と記すことができる。
【００５６】
従って、（キー値定義方法２）によれば、キー値は［数１］により算出されることとなる。
【００５７】
【数１】
2007142726.tif 000003
【００５８】
即ち、キー値定義方法２によれば、直感的に高精度で削除色を設定することが可能となる。
【００５９】
（キー値定義方法３）
画像削除候補領域ＲＡＣに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃの各成分の最大値および最小値で囲まれる色空間の領域内部に対して削除キー値Ｋbを、画像合成候補領域ＯＡＣに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃの各成分の最大値および最小値で囲まれる色空間の領域内部に対して合成キー値Ｋfを設定してもよい。
【００６０】
即ち、画像削除候補領域ＲＡＣに含まれる画素ＰＸ（ｉ，ｊ）の画素値Ｃ（ｉ，ｊ）＝（ｃ１（ｉ，ｊ），ｃ2（ｉ，ｊ）・・・ｃM（ｉ，ｊ））の画素値成分ごとの最大値cmaxmおよび最小値ｃminm（ｍ＝１〜Ｍ）は［数２］で定義される。
【００６１】
【数２】
2007142726.tif 000004
【００６２】
最大値cmaxmおよび最小値ｃminmで囲まれる領域としては、最大値cmaxmおよび最小値ｃkminmで定義される多様体を用いることが適当である。
【００６３】
多様体としては、各成分の最大値および最小値で定義される直方体とすることが最も簡便である。
【００６４】
同様に、画像合成候補領域ＯＡＣに含まれる画素ＰＸの画素値Ｃの各成分の最大値および最小値で囲まれる色空間の領域内部に対して合成キー値Ｋfを設定することができる。
【００６５】
よって、（キー値定義方法３）によれば［数３］によりキー値Ｋが算出されることとなる。
【００６６】
【数３】
2007142726.tif 000005
【００６７】
なお、多様体としては、直方体だけでなく、楕円体等を使用することもできる。
【００６８】
（キー値定義方法４）
キー値定義方法３は、画像削除候補領域ＲＡＣに含まれる画素の画素値に対してＫbを、画像合成候補領域ＯＡＣに含まれる画素の画素値に対してＫfを割り付けるハードクロマキーであるが、半透明の合成効果を得るためにＫfとＫbの間の値を割り付けるソフトクロマキーに対してもキー値定義方法３を適用することもできる。
【００６９】
即ち、［数４］で定義される画像削除候補領域多様体の表面から内側に第１の距離ｄi以上離れた内部境界ＩＢの内側に対しては削除キー値Ｋbを割り当て、［数４］で定義される画像削除候補領域多様体の表面から外側に第２の距離ｄo以上離れた外部境界ＥＢの外側に対しては削除キー値Ｋbより大きい合成キー値Ｋfを割り当て、内部境界ＩＢの外側かつ外部境界ＥＢの内側の領域に対しては合成キー値Ｋf以下削除キー値Ｋb以上間の中間キー値Ｋm（離散値であっても、連続値であってもよい）を割り付ける。
【００７０】
【数４】
2007142726.tif 000006
【００７１】
図５は、色空間が２次元である場合のソフトクロマキー値のグラフであって、（ａ）の実線の長方形は［数５］で表される画像削除候補領域長方形、一点鎖線の長方形は境界から第１の距離ｄi内側の長方形、二点鎖線の長方形は境界から第２の距離ｄo外側の長方形を表す。
【００７２】
【数５】
2007142726.tif 000007
【００７３】
（ｂ）はキー値の割り付けの一例を示し、画像削除候補領域長方形の境界から第２の距離ｄo外側の画素に対してはキー値Ｋfが割り付けられ、画像削除候補領域長方形の境界から第１の距離ｄi内側の画素に対してはキー値Ｋbが割り付けられ、一点鎖線の長方形の外側で二点鎖線の長方形の内側の画素に対してはＫfとＫbの間の値で連続的に変化するキー値が割り当てられる。
（キー値定義方法５）
画像処理対象候補領域ＡＣ（画像削除候補領域ＲＡＣまたは画像合成候補領域ＯＡＣ）に含まれる画素の画素値の平均値ベクトルμに基づき、キー値Ｋを定義してもよい。
【００７４】
画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素の画素値の平均値ベクトルμは［数６］により算出される。
【００７５】
【数６】
2007142726.tif 000008
【００７６】
そして、画素値平均値μから予め定められた半径ｒの球体中にある画素値に対応するキー値探索表ＬＵＴのアドレスにキー値Ｋを書き込むようにしてもよい。
【００７７】
この場合、キー値は［数７］に基づいて決定される。
【００７８】
【数７】
2007142726.tif 000009
【００７９】
なお、半径ｒは、ユークリッド距離を含む任意のノルムで定義することができる。
【００８０】
即ち、キー値定義方法５によれば、前景画像ＦＩに雑音が含まれていても、雑音に起因する想定外の色が削除領域に含まれることを回避することができる。さらに、半径ｒを大きくすれば、削除領域を複数設定しなくてもよく効率的に削除領域を設定することが可能となる。
（キー値定義方法６）
画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素値の平均値からのマハラノビス距離Ｄに基づいてキー値を定義することもできる。
【００８１】
画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素の画素値と、画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素の画素値の平均値μとの間のマハラノビス距離Ｄは［数８］により定義される。
【００８２】
【数８】
2007142726.tif 000010
【００８３】
そして、平均値μとの間のマハラノビス距離Ｄが所定の閾値ｒ以下である画素値を有する画素に対してキー値Ｋを割り付ける。
【００８４】
即ち、キー値は［数９］に基づいて決定される。
【００８５】
【数９】
2007142726.tif 000011
【００８６】
即ち、キー値定義方法６によれば、色の変化を考慮して高精度に削除領域を設定することが可能となる。
（キー値定義方法７）
修正されたマハラノビス距離に基づいてキー値を定義してもよい。
【００８７】
即ち、キー値Ｋを［数１０］に基づいて決定してもよい。
【００８８】
【数１０】
2007142726.tif 000012
【００８９】
即ち、キー値定義方法７によれば、大き目の色の変化が許容され、効率的な削除領域の設定が可能となる。
（キー値定義方法８）
画像処理対象候補領域ＡＣに含まれる画素の画素値の平均値からのマハラノビス距離Ｄに基づいてキー値を定義する方法をソフトクロマキーに適用することもできる。
【００９０】
即ち、［数１１］によりキー値を決定することも可能である。
【００９１】
【数１１】
2007142726.tif 000013
【００９２】
なお、関数Ｋ（ｄ）としては、例えば、［数１２］に示す折れ線関数を適用することができる。
【００９３】
【数１２】
2007142726.tif 000014
【００９４】
即ち、キー値定義方法８によれば、マハラノビス距離に基づいて可変キー値を定義することができる。
（キー値定義方法９）
また、任意の画素値に対して外部（例えば、キーボード２８）から直接キー値を入力するようにしてもよい。即ち、色空間内の任意の点に任意のキー値を定義してもよい。
【００９５】
あるいは、任意の画素値に予め定められたキー値を設定するようにして、入力すべきデータ数を低減してもよい。
【００９６】
また、画素値を入力する代わりに、色空間内のアドレスを直接入力するようにしてもよい。
【００９７】
従って、キー値定義方法９によれば、別のキー信号生成装置に記憶されているキー値を本発明に係るクロマキー装置のキー値探索表ＬＵＴに記憶することも可能となる。
（キー値定義方法１０）
以上説明したキー値定義方法１から９において、既にキー値探索表ＬＵＴに記憶されていたキー値である旧キー値Ｋpを考慮するようにしてもよい。
【００９８】
即ち、設定方法１から９により設定したキー値を暫定キー値Ｋtとすれば、新たなキー値Ｋを旧キー値Ｋpと暫定キー値Ｋtを独立変数とする関数Ｊにより［数１３］に基づいて定義するようにしてもよい。
【００９９】
【数１３】
2007142726.tif 000015
【０１００】
ここで、関数Ｊとしては、最大値を選択する関数、最小値を選択する関数、荷重平均値を算出する関数等を適用することができる。
（キー値定義方法１１）
また、既にキー値探索表ＬＵＴに旧キー値Ｋpが記憶されている場合には、例えばキーボード２８から入力されたモルフォロジコマンドに基づいて、モルフォロジ演算によりキー値を修正するようにしてもよい。
【０１０１】
モルフォロジ演算として膨張演算を適用する場合にはキー値は［数１４］により定義される。
【０１０２】
【数１４】
2007142726.tif 000016
【０１０３】
ただし、ＥはStructural Elementであり、例えば［数１５］により定義される閉領域を使用することができる。
【０１０４】
【数１５】
2007142726.tif 000017
【０１０５】
図６は、２次元の色空間における膨張演算の過程を示すグラフであって、（ａ）は膨張演算前の多様体Ｌp（Ａ（Ｃ））の内部にキー値“１”を割り付けた状態を示し、（ｂ）は膨張演算後の多様体Ｌp（Ａ（Ｃ＋ΔＣ））の内部にキー値“１”を、外部にキー値“０”を割り付けた状態を示す。なお、［数１３］においてΔｃ１＝Δｃ2＝１としている。
【０１０６】
即ち、削除領域を膨張させることにより、合成画像における「ヌケの悪い状態」を解消することが可能となる。
【０１０７】
モルフォロジ演算として収縮演算を適用する場合にはキー値は［数１６］により定義される。
【０１０８】
【数１６】
2007142726.tif 000018
【０１０９】
ただし、ＥはStructural Elementであり、例えば［数１７］により定義される閉領域を使用することができる。
【０１１０】
【数１７】
2007142726.tif 000019
【０１１１】
図７は、２次元の色空間における収縮演算の過程を示すグラフであって、（ａ）は膨張演算前の多様体Ｌp（Ａ（Ｃ））の内部にキー値“１”を割り付けた状態を示し、（ｂ）は収縮演算後の多様体Ｌp（Ａ（Ｃ＋ΔＣ））の内部にキー値“１”を割り付けた状態を示す。なお、［数１７］においてΔｃ１＝Δｃ2＝１としている。
【０１１２】
即ち、削除領域を収縮させることにより、合成画像における「ヌケ過ぎの状態」を解消することが可能となる。
【０１１３】
モルフォロジ演算としては、膨張演算、収縮演算の外に、膨張演算の後に収縮演算を行うＣｌｏｓｅ演算、収縮演算の後に膨張演算を行うＯｐｅｎ演算を適用することができる。
【０１１４】
Ｃｌｏｓｅ演算またはＯｐｅｎ演算により、削除すべき色の登録漏れ、あるいは雑音に含まれる色の誤登録を回避することが可能となる。
（キー値定義方法１２）
さらに、既にキー値探索表ＬＵＴに“１”および“０”の２値のキー値Ｋが記憶されている場合には、例えばキーボード２８から入力されたフィルタリングコマンドに基づいて、フィルタリング処理によりキー値を修正することも可能である。
【０１１５】
即ち、キー値探索表ＬＵＴからキー値が“１”である領域Ｆを抽出した後、領域Ｆを単連結領域Ｆ１、Ｆ2・・・ＦNに分割する。そして、各単連結領域Ｆnの体積を算出し、体積が予め定められた閾値以下の単連結領域Ｆsmallを選択する。
【０１１６】
最後に、単連結領域Ｆsmallに含まれる画素に対して、［数１８］によりキー値“０”を割り付ける。
【０１１７】
【数１８】
2007142726.tif 000020
【０１１８】
即ち、キー値をフィルタリング処理することにより、誤登録された雑音に含まれる色のように、色空間内における微小な領域を取り除くことが可能となる。
【０１１９】
（キー値定義方法１）から（キー値定義方法１２）の１つにより定義されたキー値を、画素値Ｃを引数としてキー値探索表ＬＵＴに記憶する（ステップＳ５３）。
【０１２０】
画素値Ｃ（ｉ，ｊ）は、Ｍ次元のベクトル値として一般化することができる。
【０１２１】
即ち、画素値Ｃ（ｉ，ｊ）は［数１９］によって定義できる。
【０１２２】
【数１９】
2007142726.tif 000021
【０１２３】
そして、画素値Ｃ（ｉ，ｊ）に対応するアドレスＡを決定する。ベクトル値を直接アドレスとすることも可能であるが、要素ｃkが“０”から“（Ｑk−１）”までの整数値をとる場合には、［数２０］により画素値を１次元の整数に変換してもよい。
【０１２４】
【数２０】
2007142726.tif 000022
【０１２５】
例えば、画素値ＣがＲＧＢ輝度の３成分（ｃR，ｃG，ｃB）で表され、それぞれが０〜２５５の２５６階調を有する場合には、３次元ベクトルの画素値を［数２１］により１次元の整数に変換することができる。
【０１２６】
【数２１】
2007142726.tif 000023
【０１２７】
［数２１］によれば、キー値探索表ＬＵＴは約１７００万番地を備える必要があることとなるが、輝度階調を間引くことによりメモリ容量を低減することが可能である。
【０１２８】
例えば、［数２２］を適用することができる。
【０１２９】
【数２２】
2007142726.tif 000024
【０１３０】
図８はクロマキープログラムのステップＳ６で実行されるキー値処理ルーチンのフローチャートであって、まず前景画像ＦＩに含まれる１つの画素ＰＸ（ｉ，ｊ）の画素値Ｃ（ｉ，ｊ）を読み込み（ステップＳ６１）、画素値Ｃ（ｉ，ｊ）からアドレスＡ（Ｃ）を算出する（ステップＳ６２）。
【０１３１】
そして、キー値探索表ＬＵＴを使用してアドレスＡ（Ｃ）に対応するキー値Ｋを探索し（ステップＳ６３）、画素ＰＸのアドレス（ｉ，ｊ）およびキー値Ｋを出力する（ステップＳ６４）。
【０１３２】
そして、前景画像ＦＩの全画素についてキー値が決定されたか否かを判定し（ステップＳ６５）、全画素についてキー値が決定されるまでステップＳ６１〜ステップＳ６４までの処理を繰り返し、全画素についてキー値が決定されたときにこのルーチンを終了する。
【０１３３】
以上説明したように、本発明に係るクロマキー装置によれば、背景が複雑な色を有する場合にも適切なキー信号を生成することが可能であるだけでなく、高速処理が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上のように、本発明に係るクロマキー装置は、背景が複雑な色を有する場合にも適切なキー信号を高速に生成することが可能となるという効果を有し、画像合成装置等として有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係るクロマキー装置の実施形態のブロック図
【図２】本発明に係るクロマキー装置のハードウエア構成を示すブロック図
【図３】本発明に係るクロマキー装置が実行するクロマキープログラムのフローチャート
【図４】キー値探索表作成ルーチンの詳細フローチャート
【図５】色空間が２次元である場合のソフトクロマキー値のグラフ
【図６】２次元の色空間における膨張演算の過程を示すグラフ
【図７】２次元の色空間における収縮演算の過程を示すグラフ
【図８】キー値処理ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【０１３６】
１  クロマキー装置
１１  候補領域設定手段
１２  キー値定義手段
１３  キー値記憶手段
１４  キー値決定手段
【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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