(57)【要約】【課題】ワイプ波形の４つ角部分の円弧の形状は自由に形状を変化させることができない。【解決手段】楕円処理部６，７は、クリップ部４，５で処理された基本波形に対して所定のゲインを乗ずることにより中間波形の傾きを変動させる。Ｘ楕円処理部６では水平方向、Ｙ楕円処理部７は垂直方向の各中間波形に対してゲイン制御を行う。円関数処理部８はゲイン制御された中間波形に対して、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理して、立体の波形関数信号を生成し、スライス部９は所定のレベルで立体をスライスすることによりワイプ波形を生成する。ＸＹ独立にゲイン制御して中間波形の傾きを変動させすることで、円弧部分の半径の長さの調整が可能となり楕円形へと変形させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形の角部分に丸みを持たせたコーナー波形を生成するワイプ波形生成回路において、
映像信号の画素方向に対する水平サンプリングパルスにより水平周期毎に１次関数の絶対値を示すＸ基本波形を生成するＸ基本波生成部と、
前記水平周期の1/2毎にHIGHとLOWを繰り返す信号である垂直サンプリングパルスにより垂直周期毎に１次関数の絶対値を示すＹ基本波形を生成するＹ基本波生成部と、
前記Ｘ基本波形に対して所定のＸクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＸ中間波形を生成するＸクリップ部と、
前記Ｙ基本波形に対して所定のＹクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＹ中間波形を生成するＹクリップ部と、
前記Ｘ中間波形に対して所定のゲインを乗算してＸ出力波形を生成するＸ楕円処理部と、
前記Ｙ基本波形に対して所定のゲインを乗算してＹ出力波形を生成するＹ楕円処理部と、
前記Ｘ出力波形と前記Ｙ出力波形に対して、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理を行うことにより、Ｘ，Ｙ，レベルの３つを軸とする立体の波形関数信号を生成する円関数処理部と、
前記生成された立体に対して所定のレベルで切断を施しワイプキーの形状の決定および生成を行うスライス部を有することを特徴とするワイプキー生成回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョン映像の制作編集に用いられる映像制作スイッチャに関し、特に２つの映像を合成する際に特殊効果を与える目的で用いられるワイプ（ｗｉｐｅ）波形としてのコーナー波形を生成する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン映像の製作編集に用いられる映像製作スイッチャの機能の１つにワイプ機能が知られている。ワイプ機能は２つの映像を合成する際に使用され、ワイプ波形を使用することで特殊な合成効果を加えることができる。ワイプ波形の中でも、特に、四角形の４つ角部分に丸みを持たせた波形（以下、「コーナー波形」と記す。）が好んで使用されている。図９は、従来のこの種のワイプ波形生成回路を示すが、これと略同一の技術が特許文献１に記載されている。
【０００３】
Ｘ基本波生成部２は映像信号の水平方向に対する基本波形の生成を行い、Ｙ基本波生成部３は映像信号の垂直方向に対する基本波形の生成を行う。Ｘクリップ部４はＸ基本波生成部２から出力される水平方向のＸ基本波形に対して所定のＸクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＸ出力波形を得、Ｙクリップ部５はＹ基本波生成部３から出力される垂直方向のＹ基本波形に対して所定のＹクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＹ出力波形を得る。計算結果が負の値を示した場合はレベルを0にする。
【０００４】
円関数処理部８は、Ｘ出力波形とＹ出力波形に対して、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理を行う。この演算処理を施すことにより、Ｘ，Ｙ，レベルの３つを軸とする立体の波形関数信号が生成される。この立体は、上面が４つ角部分に丸みを持たせた長方形であって、その４隅における楕円形状の頂点から、底面のより小さい長方形の頂点に向けて引いた傾斜線により形作られる。スライス部９は、円関数処理部８により生成された立体に対して、スライス処理、すなわち、ある一定のレベルで切断を施しワイプキーの形状の決定および生成を行う。生成されたワイプキーは、四角形の４つ角部分に丸みを持たせたコーナー波形である。
【０００５】
【特許文献１】特開2000-324393号公報（第３頁−第５頁、図10）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のワイプ波形生成回路では、コーナー波形の円弧部分の半径R(X),R(Y)の長さの比率は一定に保たれその比率を調整することができないため、コーナー波形の角の丸み具合を自由に調整して波形のバリエーションを増やし多様な合成効果を与えたいという映像製作スイッチャのユーザーからの要望に応えることができないという問題点がある。本発明の目的は、コーナー部分の半径の長さを自由に調整できるようにしたワイプ波形生成回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のワイプキー生成回路は、四角形の角部分に丸みを持たせたコーナー波形を生成するワイプ波形生成回路において、映像信号の画素方向に対する水平サンプリングパルスにより水平周期毎に１次関数の絶対値を示すＸ基本波形を生成するＸ基本波生成部（図１の２）と、水平周期の1/2毎にHIGHとLOWを繰り返す信号である垂直サンプリングパルスにより垂直周期毎に１次関数の絶対値を示すＹ基本波形を生成するＹ基本波生成部（図１の３）と、Ｘ基本波形に対して所定のＸクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＸ中間波形を生成するＸクリップ部（図１の４）と、Ｙ基本波形に対して所定のＹクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＹ中間波形を生成するＹクリップ部（図１の５）と、Ｘ中間波形に対して所定のゲインを乗算してＸ出力波形を生成するＸ楕円処理部（図１の６）と、Ｙ基本波形に対して所定のゲインを乗算してＹ出力波形を生成するＹ楕円処理部（図１の７）と、Ｘ出力波形とＹ出力波形に対して、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理を行うことにより、Ｘ，Ｙ，レベルの３つを軸とする立体の波形関数信号を生成する円関数処理部（図１の８）と、生成された立体に対して所定のレベルで切断を施しワイプキーの形状の決定および生成を行うスライス部（図１の９）を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、クリップ部より出力された波形に対して、ある一定のゲインを乗ずることにより、楕円弧の半径の長さを調整するための楕円処理部を備えた。ゲインを乗算することでクリップ部からの中間波形の傾きを変動させる。波形の傾きを調整することで楕円弧の半径も変化することになる。そして、水平方向と垂直方向の中間波形に対して上記のゲイン制御を独立して行うため、水平方向と垂直方向の半径を独立に可変させることが可能となる。水平方向と垂直方向の比半径の比率が可変となることで、一定の円形状をしていた円弧が楕円形に変形することになるのである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果は、コーナー波形のコーナー部分の円弧の半径の長さを調整するため楕円処理部を設けたため、コーナー波形の４つ角の円弧の形状を任意の楕円形状に変形させることが可能になり、より多様な映像合成効果を得ることができるようになるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［構成の説明］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明するが、先ず、ワイプ波形生成回路の使用形態について図１０により概説する。
【００１１】
図１０(1)において、ミキサー部１０には、VIDEO(A)とVIDEO(B)およびKEYの３入力があり、KEY入力からのKEY信号を使用し、VIDEO(A)とVIDEO(B)の合成処理を行う。VIDEO(A)、VIDEO(B)には、例えばテレビカメラで撮影された映像などである。KEY入力にはワイプキー発生部１１の出力信号（ワイプ波形信号）が入力される。ミキサー部１０では、次の式によりVIDEO(A)およびVIDEO(B)の合成処理を行う。
【００１２】
MIXER出力 = ( A x KEY ) + ( B x ( 1-KEY ) )
図１０(2)はVIDEO(A)とVIDEO(B)が合成された様子を示している。コーナー波形内側のKEYレベルは0であるため、内側にはVIDEO(B)の映像だけ現れる。逆に外側は、VIDEO(A)の映像だけ現れることになる。ワイプ波形生成回路を用いることで、このような合成効果を与えることが可能となる。本発明のワイプ波形生成回路は、４隅の丸み具合を任意に変形することが可能とするものある。
【００１３】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態としてのワイプ波形生成回路が示されている。このワイプ波形生成回路は、制御信号発生部１，Ｘ基本波生成部２，Ｙ基本波発生部３，Ｘクリップ部４，Ｙクリップ部５，Ｘ楕円処理部６，Ｙ楕円処理部７，円関数処理部８およびスライス部９で構成されている。すなわち、図９に示した従来のワイプ波形生成回路に対して、円弧の半径（R(X),R(Y)）を調整する目的で、Ｘクリップ部４の後段にＸ楕円処理部６、Ｙクリップ部５の後段にＹ楕円処理部７をそれぞれ設けたものである。
【００１４】
制御信号発生部１は基本波形を発生するために使用される制御信号を発生してＸ基本波生成部２とＹ基本波発生部３へ出力する。Ｘ基本波生成部２は映像信号の水平方向に対する基本波形の生成を行い、Ｙ基本波生成部３は映像信号の垂直方向に対する基本波形の生成を行う。基本波形とは、１次関数の絶対値を示す波形、すなわちＸ座標軸上またはＹ座標軸上の所定の座標を起点にして左右対称に所定長だけ延びる正の１次関数を表す波形いう。
【００１５】
Ｘクリップ部４はＸ基本波生成部２から出力される水平方向のＸ基本波形に対して所定のＸクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＸ中間波形を生成し、Ｙクリップ部５はＹ基本波生成部３から出力される垂直方向のＹ基本波形に対して所定のＹクリップレベルを減ずる減算処理を行ってＹ中間波形を生成する。計算結果が負の値を示した場合はレベルを0にする。
【００１６】
Ｘ楕円処理部６はＸクリップ部４から出力される上記のＸ中間波形に対して任意のゲインを乗算し、Ｙ楕円処理部７はＹクリップ部５から出力される上記のＹ中間波形に対して任意のゲインを乗算する。これにより、Ｘ中間波形，Ｙ中間波形の傾斜を任意に設定したＸ出力波形，Ｙ出力波形を生成することができる。
【００１７】
円関数処理部８は、Ｘ出力波形とＹ出力波形に対して、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理を行う。この演算処理を施すことにより、Ｘ，Ｙ，レベルの３つを軸とする立体の波形関数信号が生成される。この立体は、上面が４つ角部分に丸みを持たせた長方形であって、その４隅における楕円形状の頂点から、底面のより小さい長方形の頂点に向けて引いた傾斜線により形作られる。Ｘ楕円処理部６とＹ楕円処理部７は上記楕円形状の形態を制御することになる。
【００１８】
スライス部９は、円関数処理部８により生成された立体に対して、スライス処理、すなわち、ある一定のレベルで切断を施しワイプキーの形状の決定および生成を行う。生成されたワイプキーは、四角形の４つ角部分に丸みを持たせたコーナー波形である。
【００１９】
［動作の説明］
次に、以上のように構成された本ワイプ波形生成回路の動作について、図２〜図８の波形図を参照して説明する。
【００２０】
制御信号発生部１では、水平サンプリングパルスCLK1，水平パルスHP，ブランキングパルスB1，垂直サンプリングパルスCLK2，垂直パルスVP，ブランキングパルスB2，基準値（-S），加算値A1，加算値A2の各信号を発生する。前６つの制御信号のタイミングチャートを図２に示す。
【００２１】
水平サンプリングパルスCLK1の周波数は映像信号の画素方向に対するサンプリング周波数に等しく、水平パルスHPは水平周期毎に発生されるパルスである。垂直サンプリングパルスCLK2は1/2水平周期毎にHIGHとLOWを繰り返す信号であり、垂直パルスVPは垂直周期毎に発生されるパルスである。ブランキングパルスB1，B2は、水平パルスHP，垂直パルスVPがHIGHである時間帯の所定時間だけHIGHとなることによって画面の有効領域を示す。
【００２２】
Ｘ基本波生成部２は、水平パルスHPまたはブランキングパルスB1がLOWである時間帯は、制御信号発生部１からの基準値（-S）を出力する。水平パルスHPおよびブランキングパルスB1がHIGHである時間帯（アクティブ領域）は、水平サンプリングパルスCLK1毎に加算値A1を加算していく。加算値A1はアクティブ領域の終点で加算結果がSになるように調整された値である。
【００２３】
Ｙ基本波生成部３は、垂直パルスVPまたはブランキングパルスB2がLOWである時間帯は、制御信号発生部１からの基準値（-S）を出力する。垂直パルスVPおよびブランキングパルスB2がHIGHである時間帯（アクティブ領域）は、垂直サンプリングパルスCLK2毎に加算値A2を加算していく。加算値A2はアクティブ領域の終点で加算結果がSになるように調整された値である。
【００２４】
図３(1)は、Ｘ基本波生成部２およびＹ基本波生成部３において生成される以上のような１次関数の波形を示す。基本波生成部では、出力の信号レベルが負の値を示した場合、図３(2)に示すように絶対値処理を施し正の値へ変換する。生成された基本波形を図４に示す。図４において、Ｘは映像信号の画素方向の軸を示し、Ｙは映像信号の走査線方向の軸を示す。縦軸のレベルは、各サンプル点（Ｘ，Ｙ）における映像信号の信号レベルを示す。
【００２５】
Ｘクリップ部４には、Ｘ基本波生成部２からのＸ基本波形およびＸクリップレベルCxが入力され、Ｘクリップ部５には、Ｙ基本波生成部３からのＹ基本波形およびＹクリップレベルCyが入力され、それぞれ以下の減算処理が行われる。
【００２６】
Ｘ中間波形 = Ｘ基本波形 - クリップレベルCx
Ｙ中間波形 = Ｙ基本波形 - クリップレベルCy
クリップ部は上記の減算結果が負の値を示した場合はレベルを0にする。このようにしてクリップ処理により生成される波形を図５に示す。図５において、x2，x1はＸ中間波形の信号レベルが0となるＸの値、y2，y1はＹ中間波形の信号レベルが0となるＹの値である。ＸクリップレベルCx，ＹクリップレベルCy は、後に図６および図７等から明らかになるように、ワイプ波形から直線部分を取捨した楕円弧部分のみに対して、次に述べるゲイン乗算を行なうためのものである。
【００２７】
Ｘ楕円処理部６はＸクリップ部４から出力される上記のＸ中間波形に対して任意のゲインを乗算し、Ｙ楕円処理部７はＹクリップ部５から出力される上記のＹ中間波形に対して任意のゲインを乗算する。計算式は以下である。
【００２８】
Ｘ出力波形 = α Ｘ中間波形
Ｙ出力波形 = β Ｙ中間波形
これにより、図３に示したＸ出力波形およびＹ出力波形の傾斜を任意に設定することができる。図６(1)は、このようにして出力波形の傾斜を調整している様子を示す。図６(1)から明らかなように、水平方向，垂直方向の出力波形はゲイン制御により、（x1,x2）座標点，（y1,y2）座標点を軸に傾きが変化することになる。また、ゲイン制御は水平方向，垂直方向独立に行われる。
【００２９】
円関数処理部８は、Ｘ出力波形とＹ出力波形に対して、次式に示すように、Ｘ，Ｙの二乗和の平方根を求める演算処理を行う。
【００３０】
出力波形(Z) = (X^2+Y^2)^1/2
この演算処理を施すことにより、図７に示すように、Ｘ，Ｙ，レベルの３つを軸とする立体の波形関数信号が生成される。
【００３１】
スライス部９は、円関数処理部８により生成された立体波形に対して、スライス処理、すなわち、ある一定のレベルで切断を施しワイプキーの形状の決定および生成を行う。図６(2)はスライス面と円関数処理部８より生成された立体の断面を示す平面図である。この断面がコーナー波形のワイプキーの形状となる。この断面の直線部分の長さは、前述のクリップ処理により決定され、
Ｘ方向の直線部分の長さ = x2 - x1
Ｙ方向の直線部分の長さ = y2 - y1
となる。
【００３２】
図８はスライス処理した場合におけるＸ軸，Ｙ軸に沿った信号レベルを示した図である。図８(1)は、図７に示した立体をＹ軸の特定の位置に着目しＹ軸方向から見たときの図であり、図８(2)は、図７に示した立体をＸ軸の特定の位置に着目しＸ軸方向から見たときの図である。スライス処理により、信号レベルは(2)のように、スライスレベルと立体の交点を境に信号のレベルを0およびFULLの値に変換する。ここで、FULLとは映像信号レベルのMAX値を示す。そのため、図７に示した断面の内側のレベルは0となり、外側のレベルはFULLとなる。
【００３３】
コーナー部分の円弧の半径(R(X),R(Y))の長さは、図８に示すように、Ｘ出力波形，Ｙ出力波形とスライス面の接点により決定され、x3,y3をＸ出力波形，Ｙ出力波形とスライスレベルとの交点のX座標値，Y座標値とすると、コーナー波形の円弧の半径の長さ(R(X),R(Y))は、
R(X) = x1 - x3
R(Y) = y1 - y3
で示される。
【００３４】
再び図６(1)を参照すると、波形の傾きを調整することで、x3およびy3の位置が変動することが分かる。傾きを緩やかにすることで、半径(R(X),R(Y))の大きさは増加し、また傾きを急にすることで半径(R(X),R(Y))の大きさは減少する。前述のように、R(X),R(Y)の半径は独立に可変させることが可能なため、R(X):R(Y)の比率を可変することができる。図６(2)に示すように、R(X)とR(Y)の比率が変わることで円弧の形状は楕円形状に変形することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のワイプ波形生成回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明のワイプ波形生成回路に対する制御信号のタイミングチャート
【図３】基本波生成処理を示す波形図
【図４】生成された基本波の波形図
【図５】基本波がクリップ処理された中間波形の波形図
【図６】本発明による円弧の半径可変処理とコーナー波形（ワイプ波形）を示す波形図
【図７】円関数処理部により生成された立体を表す図
【図８】スライス処理を示す図
【図９】従来のワイプ波形生成回路のブロック図
【図１０】ワイプ波形を用いた一般的なミキサー処理を説明するための図
【符号の説明】
【００３６】
１  制御信号発生部
２  Ｘ基本波生成部
３  Ｙ基本波生成部
４  Ｘクリップ部
５  Ｙクリップ部
６  Ｘ楕円処理部
７  Ｙ楕円処理部
８  円関数処理部
９  スライス部
【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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