(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原映像の第１の着色背景からクリップして得られる対象を最終映像の第２の着色背景にオーバーレイする方法であって：
クリッピング・キーＫＤを計算するステップと；
原映像の色空間（ＣＢ、ＣＲ、Ｙ）を、前記クリッピング・キーに基づいて３つの領域に分離するステップであって：
前記第１の着色背景を表すボリュームを定める第１の領域を同定し、
前記対象を表すボリュームを定める第２の領域を同定し、
前記第１の着色背景と前記対象との間の遷移領域を表す第３の領域を同定することを含むステップと、
対象映像を形成するステップであって：
前記原映像からの個々のピクセルが属する領域を検出し、
ピクセルが前記第３の領域に位置していると検出される場合にはそのピクセルを色消しすることを含むステップと；
前記最終映像ＶＤを形成するために、前記対象映像および前記第２の着色背景を前記クリッピング・キーＫＤの制御のもとに、公式
ＶＤ＝ＫＤ×対象映像＋（１−ＫＤ）×背景映像
に従ってミキシングするステップとを有しており、ここで、背景映像とは前記第２の着色背景の映像である、方法。
【請求項２】
補正青色差成分および補正赤色差成分を遷移領域の各画素の青色差成分および赤色差成分にそれぞれ与え該画素を実質上無色にすることによって前記色消しを行なうことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
補正色差成分の算出を色消しキーＫＡを計算することによって行なうことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の赤色差軸ＣＲを第１の着色背景中の画素の色相方向を向くＺ軸に変換する角度をβ１としβ１＋Πで表される角度をβ２とした時、前記補正青色差成分の値および前記補正赤色差成分の値はそれぞれ前記色消しキーＫＡのｃｏｓ（β２）倍および前記色消しキーＫＡのｓｉｎ（β２）倍を算出することによって求められることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の青色差軸ＣＢをβ１度回転させて得た軸をＵ、各画素のＺ軸およびＵ軸上の座標をｚおよびｕ、座標ｕの絶対値を｜ｕ｜、色消しキーＫＡの値を調整するための調整パラメ−タをＦとした時、前記色消しキーＫＡが式
ＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜
によって算出されることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
前記対象映像を形成するステップが前記第１の着色背景に属する画素を黒に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記クリッピング・キーＫＤ算出ステップは、色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）内の輝度ゼロの無色の点と第１の着色背景の色を表す点を通過する対象軸を有するとともに開口角度αを有する円錐の形で第１の着色背景を表すボリュ−ムを定めための複数の計算ステップを含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
右手系の三面体（Ｕ0，Ｖ0，Ｗ）が与えられているとして平面（Ｕ0，Ｖ0）で切った円錐の断面を定める種々の画素Ｍｉの極座標をｒ（ｉ）およびθ（ｉ）、平面（Ｕ0，Ｖ0）上の点Ｍ（ｉ）の位置を定める極角をθ（ｉ）、座標ｒ（ｉ）に対する楕円変形の係数をｋ、円錐断面の回転角度をＲとすると、ｒ（ｉ）およびθ（ｉ）が式
ｋ2ｒ（ｉ）2ｃｏｓ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＋ｒ（ｉ）2ｓｉｎ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＝一定
に従うことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
該円錐の平面（Ｕ0，Ｖ0）に垂直の対称軸Ｗ上の座標をｗ（ｉ）とする時
ｒe（ｉ）＝ｒ（ｉ）×（Ａ1/2）かつ
Ａ＝√｛ｋ2ｃｏｓ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＋ｓｉｎ2（θ（ｉ）＋Ｒ）｝とした場合、円錐の開口角度αが調整パラメ−タＣＬＩＰと式
ｒe（ｉ）−αｗ（ｉ）＝ＣＬＩＰ
でリンクされ、円錐の頂点と対向する面は円錐の対称軸Ｗ上の座標ｗｈで定められることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
楕円変形係数ｋが０≦ｋ≦２であり、角度Ｒが０からΠまで変化することを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
第１の着色背景と対象の間の遷移領域は、第１の着色背景を表す開口角度αの円錐表面とαより大きな開口角度α１を持ち開口角度αの円錐と同じ対称軸および頂点を有する円錐の表面との間の空間によって定められ、円錐の頂点と対向する面は、第１の着色背景を定める円錐の頂点と対向する面と同一平面上にあることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
遷移領域の大きさを調整パラメ−タで変更することができることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第１の背景を定める円錐を、対象軸Ｗ上の円錐頂点の位置を表す座標ｗｓと、ｗｓとｗｈの間の値を有する輝度の下限しきい値ｗｂを表す該対象軸上の座標ｗｂとを隔てる距離ｄで切ることができることを特徴とする請求項７乃至１２のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
クリッピング・キーＫＤは色キーＫＣと輝度キーＫＬを
ＫＤ＝ＭＡＸ［ＫＣ，ＫＬ］
の関係に従って組み合わせることによって得られ、輝度キーＫＬは開口角度αの円錐の対称軸上の画素の座標ｗ（ｉ）がｗｂより小さいの場合値１を持ち開口角度αの円錐の対称軸上の画素の座標ｗ（ｉ）がｗｈより大きい場合値０を持ち、輝度キーＫＣは開口角度αの円錐に属する画素に対して値０を持ち開口角度α１の円錐の外に位置する画素に対して値１を持つことを特徴とする請求項７乃至１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
色空間の基準フレームの原点を構成する色成分の無色レベルおよび輝度成分の０レベルが算術０に変換されることを特徴とする請求項７乃至１４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
領域検出段階で得た信号ＤＺによって対象が第１の着色背景に投げかける影を表す画素の位置を定めることができることを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
信号ＤＺを供給する領域検出段階は、
クリッピング・キーＫＤが０と１の間の値をとる場合、各画素Ｍ（ｉ）の輝度の値ｙをしきい値ｙａと比較し、
ｙがｙａより大きい場合、キューＤＺは背景と対象の間の遷移領域の検出を意味する値をとり、
ｙがｙａより小さく、かつθ（ｉ）が２つの値θｍｉｎおよびθｍａｘの間にあり、その差θｍａｘ−θｍｉｎが角度θ（ｉ）の画素の色相と第１の着色背景の色を類似させるためにθ（ｉ）が存在しなければならない角度の範囲を定める場合、キューＤＺは影の検出を意味する値をとり、
ｙがｙａより小さく、かつθ（ｉ）がθｍｉｎおよびθｍａｘの範囲にない場合、キューＤＺは背景と対象との間の遷移領域の検出を意味する値をとるというシ−ケンスからなることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
クリッピング・キーＫＤがマスキングおよびフィルタリング処理で得られることを特徴とする請求項１乃至１７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
原映像の第１の着色背景からクリップして得られる対象を最終映像の第２の着色背景にオーバーレイすることを可能にする電子装置であって：
クリッピング・キーＫＤを計算する手段と；
前記原映像の色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）を前記クリッピング・キーに基づいて３つの領域に分離する手段であって：
前記第１の着色背景を表すボリュームを定める第１の領域を同定し、
前記対象を表すボリュームを定める第２の領域を同定し、
前記第１の着色背景と前記対象との間の遷移領域を表す第３の領域を同定するための同定手段を有する手段と、
対象映像を形成する手段であって：
前記原映像からの個々のピクセルが属する領域を検出する手段、および
ピクセルが前記第３の領域に位置していると検出される場合にはそのピクセルを色消しする手段を含む手段と；
前記最終映像ＶＤを形成するために、前記対象映像および前記第２の着色背景を前記クリッピング・キーＫＤの制御のもとに、公式
ＶＤ＝ＫＤ×対象映像＋（１−ＫＤ）×背景映像
に従ってミキシングする手段を有しており、ここで、背景映像とは前記第２の着色背景の映像である、電子装置。
【請求項２０】
補正青色差成分および補正赤色差成分を生成する手段を更に有し、
該遷移領域色消し手段は、
補正青色差成分および補正赤色差成分の作用によって遷移領域の各画素を実質上無色にする手段を有することを特徴とする請求項１９記載の電子装置。
【請求項２１】
補正青色差成分および補正赤色差成分を生成する手段は色消しキーＫＡを算出する手段を有することを特徴とする請求項２０記載の電子装置。
【請求項２２】
色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の軸ＣＲ、ＣＢをβ１度回転させて得た軸をそれぞれＺおよびＵとし、角度β１がＺ軸が第１の着色背景中の画素の色相方向を向くよう設定され、Ｚ軸およびＵ軸上の各画素の座標をｚおよびｕとし、パラメ−タをＦとした時、前記色消しキーＫＡを算出する手段は式
ＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜
によることを特徴とする請求項２１記載の電子装置。
【請求項２３】
前記対象映像を形成する手段は前記第１の着色背景に属する画素を黒に設定する手段を有することを特徴とする請求項１９乃至２２のうちいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項２４】
クリッピング・キーＫＤ算出手段は、
基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を輝度ゼロの無色の点を中心としその軸Ｗが第１の着色背景の色の方向を向く右手系の三面体とした時、基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の各画素の座標を算出する手段と、
開口角度αを有しＷ軸を対称軸とする円錐の形で第１の着色背景を表すボリュ−ムを定める手段を有することを特徴とする請求項１９乃至２３のうちいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項２５】
開口角度αの円錐の楕円断面を変形する手段をさらに有することを特徴とする請求項２４記載の電子装置。
【請求項２６】
第１の着色背景と対象の間の遷移領域は、第１の着色背景を表す開口角度αの円錐表面とαより大きな開口角度α１を持ち第１の着色背景を表す円錐と同じ対称軸および頂点を有する円錐の表面の間の空間によって定められ、開口角度α１の円錐の頂点と対向する面は、第１の着色背景を表す円錐の頂点と対向する面と同一平面にあることを特徴とする請求項２４又は２５記載の電子装置。
【請求項２７】
第１の着色背景を表す円錐を、対象軸Ｗ上の円錐頂点の位置を表す座標ｗｓと、円錐の頂点と対向する面の横座標をｗｈとした時ｗｓとｗｈの間の値を有する輝度の下限しきい値ｗｂを表す該対象軸上の座標ｗｂとを隔てる距離ｄで切る手段をさらに有することを特徴とする請求項２４乃至２６のうちいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項２８】
領域検出手段は、対象が第１の着色背景に投げかける影を表す画素の位置を定める手段を有することを特徴とする請求項１９乃至２７のうちいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項２９】
対象の影を表す画素を黒に設定する手段をさらに有することを特徴とする請求項２８記載の電子装置。
【請求項３０】
請求項１９乃至２９記載の電子装置を有することを特徴とするビデオ・ミキサ。
【請求項３１】
請求項１９乃至２９記載の電子装置を有することを特徴とする自動映像クリッピング及びオーバーレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原映像からクリップされた対象を新たな着色背景にオーバーレイする方法に関する。特に、本発明は第１の着色背景に対して動く対象からなる原映像を処理する方法であって、対象が新たな着色背景に対して動くオーバーレイ後の結果を改善する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、このような処理方法を実現する電子デバイスあるいは装置に関し、それらの装置にはビデオ・ミキサあるいは一般に「クロマキーヤ」と称される映像のクリッピングまたはオーバーレイのための自動装置が含まれる。このような電子デバイスあるいは装置は例えばテレビスタジオ機器の一部として用いられている。
【０００３】
【従来の技術】
周知のように、オーバーレイ方法は対象のクリッピング・キーＫＤを計算する段階を有する。次に、乗算ミキシングの場合、新しい背景にオーバーレイされた対象を表す映像ＶＤが次式で与えられる。
【０００４】
ＶＤ＝ＫＤ×ＶＳ＋（１−ＫＤ）×ＶＦ
ここでＶＳは第１の着色背景に対して動く対象からなる原映像を表し、ＶＦは対象がオーバーレイされる新しい着色背景を表す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ミキシングの後、背景の映像上にオーバーレイされた対象のまわりには前の背景の色合いが残ってしまう。従来ではこれらの色合いは、対象の輪郭のまわりに前の背景の色の補色を加えることによって除去していた。クリッピング・キーＫＤの関数として計算された特殊な色消しキーによって、前の背景の色の補色を対象の輪郭に加える。特殊な色消しキーはテンプレートを用いて予め定められている。このため対象の細部を覆い隠してしまうような厚い輪郭が生じたりなど、画質がよくなかった。
【０００６】
本発明の新しい方法ではこのような欠点がない。
本発明は第１の着色背景に対して動く対象からなる原映像を処理する方法であって対象が新たな着色背景に対して動くオーバーレイ後の結果を改善する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はさらに、このような処理方法を実現する電子デバイスあるいは装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、原映像の第１の着色背景からクリップして得られる対象を最終映像の第２の着色背景にオーバーレイする方法であって、
クリッピング・キーＫＤを計算するステップと；
原映像の色空間（ＣＢ、ＣＲ、Ｙ）を、前記クリッピング・キーに基づいて３つの領域に分離するステップであって：
前記第１の着色背景を表すボリュームを定める第１の領域を同定し、
前記対象を表すボリュームを定める第２の領域を同定し、
前記第１の着色背景と前記対象との間の遷移領域を表す第３の領域を同定することを含むステップと、
対象映像を形成するステップであって：
前記原映像からの個々のピクセルが属する領域を検出し、
ピクセルが前記第３の領域に位置していると検出される場合にはそのピクセルを色消しすることを含むステップと；
前記最終映像ＶＤを形成するために、前記対象映像および前記第２の着色背景を前記クリッピング・キーＫＤの制御のもとに、公式
ＶＤ＝ＫＤ×対象映像＋（１−ＫＤ）×背景映像
に従ってミキシングするステップとを有しており、ここで、背景映像とは前記第２の着色背景の映像である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、補正青色差成分および補正赤色差成分を遷移領域の各画素の青色差成分および赤色差成分にそれぞれ与え画素を実質上無色にすることによって色消しを行なう。
請求項３に記載の発明は、補正色差成分の算出を色消しキーＫＡを計算することによって行なう。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の赤色差軸ＣＲを第１の着色背景中の画素の色相方向を向くＺ軸に変換する角度をβ１としβ１＋Πで表される角度をβ２とした時、補正青色差成分の値および補正赤色差成分の値はそれぞれ色消しキーＫＡのｃｏｓ（β２）倍および色消しキーのｓｉｎ（β２）倍を算出することによって求められる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の青色差軸ＣＢをβ１度回転させて得た軸をＵ、各画素のＺ軸およびＵ軸上の座標をｚおよびｕ、座標ｕの絶対値を｜ｕ｜、色消しキーＫＡの値を調整するための調整パラメ−タをＦとした時、色消しキーＫＡが式
ＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜
によって算出される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記対象映像を形成するステップが第１の着色背景に属する画素を黒に設定するステップを含む。
請求項７に記載の発明は、クリッピング・キーＫＤ算出ステップは、色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）内の輝度ゼロの無色の点と第１の着色背景の色を表す点を通過する対象軸を有するとともに開口角度αを有する円錐の形で第１の着色背景を表すボリュ−ムを定めための複数の計算ステップを含む。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、右手系の三面体（Ｕ0，Ｖ0，Ｗ）が与えられているとして平面（Ｕ0，Ｖ0）で切った円錐の断面を定める種々の画素Ｍｉの極座標をｒ（ｉ）およびθ（ｉ）、平面（Ｕ0，Ｖ0）上の点Ｍ（ｉ）の位置を定める極角をθ（ｉ）、座標ｒ（ｉ）に対する楕円変形の係数をｋ、円錐断面の回転角度をＲとすると、ｒ（ｉ）およびθ（ｉ）が式
ｋ2ｒ（ｉ）2ｃｏｓ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＋ｒ（ｉ）2ｓｉｎ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＝一定
に従う。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、円錐の平面（Ｕ0，Ｖ0）に垂直の対称軸Ｗ上の座標をｗ（ｉ）とする時
ｒe（ｉ）＝ｒ（ｉ）×（Ａ1/2）かつ
Ａ＝√｛ｋ2ｃｏｓ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＋ｓｉｎ2（θ（ｉ）＋Ｒ）｝とした場合、円錐の開口角度αが調整パラメ−タＣＬＩＰと式
ｒe（ｉ）−αｗ（ｉ）＝ＣＬＩＰ
でリンクされ、円錐の頂点と対向する面は円錐の対称軸Ｗ上の座標ｗｈで定められる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、楕円変形係数ｋが０≦ｋ≦２であり、角度Ｒが０からΠまで変化する。
請求項１１に記載の発明は、第１の着色背景と対象の間の遷移領域は、第１の着色背景を表す開口角度αの円錐表面とαより大きな開口角度α１を持ち開口角度αの円錐と同じ対称軸および頂点を有する円錐の表面との間の空間によって定められ、円錐の頂点と対向する面は、第１の着色背景を定める円錐の頂点と対向する面と同一平面上にある。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、遷移領域の大きさを調整パラメ−タで変更することができる。
請求項１３に記載の発明は、第１の背景を定める円錐を、対象軸Ｗ上の円錐頂点の位置を表す座標ｗｓと、ｗｓとｗｈの間の値を有する輝度の下限しきい値ｗｂを表す対象軸上の座標ｗｂとを隔てる距離ｄで切ることができる。
【００１７】
請求項１４に記載の発明は、クリッピング・キーＫＤは色キーＫＣと輝度キーＫＬが
ＫＤ＝ＭＡＸ［ＫＣ，ＫＬ］
の関係に従って組み合わせることによって得られ、輝度キーＫＬは開口角度αの円錐の対称軸上の画素の座標ｗ（ｉ）がｗｂより小さいの場合値１を持ち開口角度αの円錐の対称軸上の画素の座標ｗ（ｉ）がｗｈより大きい場合値０を持ち、輝度キーＫＣは開口角度αの円錐に属する画素に対して値０を持ち開口角度α１の円錐の外に位置する画素に対して値１を持つ。
【００１８】
請求項１５に記載の発明は、色空間の基準フレームの原点を構成する色成分の無色レベルおよび輝度成分の０レベルが算術０に変換される。
請求項１６に記載の発明は、領域検出段階で得た信号ＤＺによって対象が第１の着色背景に投げかける影を表す画素の位置を定めることができる。
【００１９】
請求項１７に記載の発明は、信号ＤＺを供給する領域検出段階は、
クリッピング・キーＫＤが０と１の間の値をとる場合、各画素Ｍ（ｉ）の輝度の値ｙをしきい値ｙａと比較し、
ｙがｙａより大きい場合、キューＤＺは背景と対象の間の遷移領域の検出を意味する値をとり、
ｙがｙａより小さくかつθ（ｉ）が２つの値θｍｉｎおよびθｍａｘの間にあり、その差θｍａｘ−θｍｉｎが角度θ（ｉ）の画素の色相と第１の着色背景の色を類似させるためにθ（ｉ）が存在しなければならない角度の範囲を定める場合、キューＤＺは影の検出を意味する値をとり、
ｙがｙａより小さく、かつθ（ｉ）がθｍｉｎおよびθｍａｘの範囲にない場合、キューＤＺは背景と対象との間の遷移領域の検出を意味する値をとるというシ−ケンスからなる。
【００２０】
請求項１８に記載の発明は、クリッピング・キーＫＤがマスキングおよびフィルタリング処理で得られる。
請求項１９に記載の発明は、原映像の第１の着色背景からクリップして得られる対象を最終映像の第２の着色背景にオーバーレイすることを可能にする電子装置であって、
クリッピング・キーＫＤを計算する手段と；
前記原映像の色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）を前記クリッピング・キーに基づいて３つの領域に分離する手段であって：
前記第１の着色背景を表すボリュームを定める第１の領域を同定し、
前記対象を表すボリュームを定める第２の領域を同定し、
前記第１の着色背景と前記対象との間の遷移領域を表す第３の領域を同定するための同定手段を有する手段と、
対象映像を形成する手段であって：
前記原映像からの個々のピクセルが属する領域を検出する手段、および
ピクセルが前記第３の領域に位置していると検出される場合にはそのピクセルを色消しする手段を含む手段と；
前記最終映像ＶＤを形成するために、前記対象映像および前記第２の着色背景を前記クリッピング・キーＫＤの制御のもとに、公式
ＶＤ＝ＫＤ×対象映像＋（１−ＫＤ）×背景映像
に従ってミキシングする手段を有しており、ここで、背景映像とは前記第２の着色背景の映像である。
【００２１】
請求項２０に記載の発明は、補正青色差成分および補正赤色差成分を生成する手段を更に有し、
遷移領域色消し手段は、
補正青色差成分および補正赤色差成分の作用によって遷移領域の各画素を実質上無色にする手段を有する。
【００２２】
請求項２１に記載の発明は、補正青色差成分および補正赤色差成分を生成する手段は色消しキーＫＡを算出する手段を有する。
請求項２２に記載の発明は、色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の軸ＣＲ、ＣＢをβ１度回転させて得た軸をそれぞれＺおよびＵとし、角度β１がＺ軸が第１の着色背景中の画素の色相方向を向くよう設定され、Ｚ軸およびＵ軸上の各画素の座標をｚおよびｕとし、パラメ−タをＦとした時、色消しキーＫＡを算出する手段は式  ＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜
による。
【００２３】
請求項２３に記載の発明は、前記対象映像を形成する手段が第１の着色背景に属する画素を黒に設定する手段を有する。
請求項２４に記載の発明は、クリッピング・キーＫＤ算出手段は、
基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を輝度０の無色の点を中心としその軸Ｗが第１の着色背景の色の方向を向く右手系の三面体とした時、基準フレーム（Ｕ，Ｖ，  Ｗ）の各画素の座標を算出する手段と、
開口角度αを有しＷ軸を対称軸とする円錐の形で第１の着色背景を表すボリュ−ムを定義する手段を有する。
【００２４】
請求項２５に記載の発明は、開口角度αの円錐の楕円断面を変形する手段をさらに有する。
請求項２６に記載の発明は、第１の着色背景と対象の間の遷移領域は、第１の着色背景を表す開口角度αの円錐表面とαより大きな開口角度α１を持ち第１の着色背景を表す円錐と同じ対称軸および頂点を有する円錐の表面の間の空間によって定められ、開口角度α１の円錐の頂点と対向する面は、第１の着色背景を表す円錐の頂点と対向する面と同一平面上にある。
【００２５】
請求項２７に記載の発明は、第１の着色背景を表す円錐を、対象軸Ｗ上の円錐頂点の位置を表す座標ｗｓと、円錐の頂点と対向する面の横座標をｗｈとした時ｗｓとｗｈの間の値を有する輝度の下限しきい値ｗｂを表す対象軸上の座標ｗｂとを隔てる距離ｄで切る手段をさらに有する。
【００２６】
請求項２８に記載の発明は、領域検出手段は、対象が第１の着色背景に投げかける影を表す画素の位置を定める手段を有する。
請求項２９に記載の発明は、対象の影を表す画素を黒に設定する手段をさらに有する。
【００２７】
請求項３０に記載の発明は、請求項１９乃至２９記載の電子装置を有する。
請求項３１に記載の発明は、請求項１９乃至２９記載の電子装置を有する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は新しい背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るための従来のアルゴリズムを表す概略図である。
原映像ＶＳの各画素はｃｂｓ（青色差成分）、ｃｒｓ（赤色差成分）、ｙｓ（輝度成分）の３つの成分を有する。
【００２９】
周知のように、輝度および色データは４：２：２のフォ−マットを有する。輝度成分のサンプリング周波数は１３．５ＭＨｚであり、色成分では６．７５ＭＨｚである。従って２：２フォ−マットの色成分ｃｂｓおよびｃｒｓのデータ列に対しては補間を施して、４：４フォ−マットの色成分ｃｂおよびｃｒのデータ列に変換しなければならない。補間演算器１がこの機能を果たす。原映像ＶＳの画素の色成分は帰線消去中は抑制されるため、ラインの始点と終点に位置する補間成分が帰線消去信号によって攪乱されることはない。この補間自体は従来の技術で行なわれる。
【００３０】
原映像の輝度サンプルｙｓは遅延器Ｒ１によって遅延され輝度サンプルｙとなる。これにより補間演算の間に色サンプルｃｂｓおよびｃｒｓに生じた遅延を補償する。
ｃｂ、ｃｒおよびｙはクリッピング・キーＫＤの計算のためクリッピング・キー演算器２に供給される。周知のように、クリッピング・キーＫＤは原映像の第１の着色背景と対象自体とを区別する機能を持っている。従って、第１の着色背景から対象を抽出し新しい背景にオーバーレイすることができるように、第１の着色背景を表すボリュームを色空間において定めることが必要となってくる。クリッピング・キーＫＤを計算した後は、マスキング／フィルタリング演算器３においてマスキングおよびフィルタリング処理を行い、対象に属する細部の一部が着色背景にリンクされるのを避けることができるようになる。例えば人の眼の測色能力はしばしば低下を起こすが、マスキングおよびフィルタリング演算を導入すればクリッピングのレベルを局所的に無効にすることが可能である。このマスキング演算を用いることは多いものの絶対必要というわけではないため、図１では破線で示されている。
【００３１】
マスキング／フィルタリング演算器３が出力する最終クリッピング・キーＫＤＦはインバータ６に供給され、キューＫＤＦをキュー（１−ＫＤＦ）に変換する。続いて、周知のように、２つの乗算器４および５並びに加算器７によってミキシング動作が行なわれる。
【００３２】
一連の演算器１、２および３に対応した遅延を補償できるよう、原映像には遅延器Ｒ２によって遅延を加えた後に乗算器４に加える。背景映像ＶＦは乗算器５に加えられる。加算器７の出力する信号はキー乗算器８に加えられるが、乗算器８はさらに色消しキーＫＤＥＣを受け取る。
【００３３】
先に述べたように、クリッピング・キーの関数として算出された色消しキーＫＤＥＣは対象の輪郭に作用し該輪郭の色消しを行なう。所望の映像信号ＶＤが乗算器８から出力される。
従来の方法は多くの欠点を持っている。テンプレートを援用して色消しキーをあらかじめ決めるため対象の細部を覆い隠してしまう修正を誘発するという点を別としても、乗算器８が介在することによって加算器７が出力する信号の質が低下してしまう。
【００３４】
図２は、本発明により新しい着色背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るためのアルゴリズムの概略図である。
図２に示されているのは補間演算器１、遅延器Ｒ１およびＲ２、クリッピング・キーを算出するクリッピング・キー演算器２、マスキング／フィルタリング演算器３、インバータ６、乗算器４および５、ならびに加算器７であり、各要素の本質的な機能は図１で説明した通りである。本発明によれば、補間演算を簡易化するために、無色レベル（例えば１０ビットで符号化された映像信号の場合のレベル５１２に相当）が上位ビットの値を反転させることによって算術上の０に変換される。次に輝度０がこの算術上の０に相当するように輝度サンプルｙの桁を移動し、色サンプルｃｂおよびｃｒと同一のビット数で符号化する。
【００３５】
本発明によれば、色消しは原映像処理演算器９によって行なわれる。本発明の好ましい実施形態によれば、原映像処理において、遷移領域にある各画素の青および赤の色差成分のそれぞれに対してこの領域の画素を実質上無色にするために必要な分量の補色を与えることによって測色補正を施す。
【００３６】
従って遷移領域の各画素の青色差成分に対して補正青色差成分ｃｂｃを加え、同様に遷移領域の各画素の赤色差成分に対して補正赤色差成分ｃｒｃを加える。
領域検出演算器１２は信号ＤＺを発生し、信号ＤＺは原映像処理演算器９に加えられて補正色差成分ｃｂｃおよびｃｒｃが遷移領域の画素に対してのみ加えられるようにする。
【００３７】
これにより乗算器４に加えられた映像信号は、原映像ＶＳを処理して得られる対象映像信号ＶＳＴであり、本発明によるミキシングにおいては以下の式にしたがって所望の映像ＶＤが得られる。
ＶＤ＝ＫＤＦ×ＶＳＴ＋（１−ＫＤＦ）×ＶＦあるいは
ＶＤ＝ＫＤ  ×ＶＳＴ＋（１−ＫＤ）  ×ＶＦ（マスキングおよびフィルタリング演算器３による演算が行なわれない場合）。
【００３８】
ミキシング演算の前に色消しを行なうのが有利である。
原映像処理演算器９に加えられる補正色差成分ｃｂｃおよびｃｒｃを出力するのは補正色差成分演算器１１で、その補正色差成分演算器１１は色平面（ＣＢ，ＣＲ）を回転演算器１０によって角度β１だけ回転させて得られる平面（Ｕ，Ｚ）における画素の色座標を表す成分ｕおよびｚを入力として受け取る。
【００３９】
補正色差成分を算出する補正色差成分演算器１１については図３によって説明する。
色平面（ＣＢ，ＣＲ）を水平に角度β１だけ回転させる回転演算器１０によって二つの新しい軸ＵおよびＺが定まる。従って、角度β１の回転によってＣＲ軸は着色背景上の点の色相方向を向く新しい軸Ｚを与え、ＣＢ軸は、Ｙを色空間（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）の輝度軸として、三面体（Ｕ，Ｚ，Ｙ）が右手系の三面体となるようなＺ軸と垂直の新しい軸Ｕを与える。
【００４０】
平面（ＣＢ，ＣＲ）の水平回転は２つの段階で行なわれる。第１の段階では、マイクロプロセッサが帰線消去期間にｓｉｎ（β１）およびｃｏｓ（β１）のキューをロードし、乗算器がアクティブ期間中に画像の各点について積ｃｒ×ｃｏｓ（β１）、ｃｒ×ｓｉｎ（β１）、ｃｂ×ｃｏｓ（β１）、ｃｂ×ｓｉｎ（β１）を算出する。キューｕおよびｚは周波数は１３．５ＭＨｚで現れる。キューｃｏｓ（β１）およびｓｉｎ（β１）は周波数は２７ＭＨｚで現れる。従って乗算器の出力においてはキューは周波数２７ＭＨｚで多重化される。
【００４１】
第２の段階では、２７ＭＨｚの周波数で多重化されたキューが多重分離され、マトリクスによって１３．５ＭＨｚの信号ｕおよびｚを得る。
マトリクスの関係は以下のように表される。
【００４２】
【数１】
0003968138.tif 000002
【００４３】
図３は補正成分ｃｂｃおよびｃｒｃを算出する補正色差成分演算器１１を示している。
本発明の好ましい実施の形態によれば、補色の量は色消しキーＫＡを援用して次のように算出される。
【００４４】
ＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜
ここでｚおよびｕはＺ軸およびＵ軸上の各画素の座標を表し、｜ｕ｜は量ｕの絶対値を表す。
ＦはＫＡの値を調整するパラメ−タであり、これによって｜ｕ｜の値に応じて、すなわちＺ軸からの画素の距離に応じてＫＡの値を調整することが有利に可能となる。
【００４５】
有利なことに、従って、Ｆおよび｜ｕ｜が一定の時にはＫＡの値はｚの増加とともに増加し、ｚおよびＦが一定の時にはＫＡの値は｜ｕ｜の値の増加とともに減少する。
従って本発明によれば、例えば第１の着色背景の前面で対象が動いている間、補正色成分ｃｂｃおよびｃｒｃのとる値によって、遷移領域の画素の色成分の変化に合わせることができる。
【００４６】
演算器ＯＫが出力するキーＫＡは二つの乗算器Ｍ１およびＭ２に加えられる。さらにｃｏｓ（β２）という量が乗算器Ｍ１に加えられ、ｓｉｎ（β２）という量が乗算器Ｍ２に加えられる。ここで角度β２＝β１＋Πである。乗算器Ｍ１およびＭ２からそれぞれ出力される青色補正成分サンプルｃｂｃおよび赤色補正成分サンプルｃｒｃは、遷移領域に属する対象映像の画素の青色成分および赤色成分にそれぞれ加えるべき所望の割合の補色を含んでいる。有利なことに、このように各画素に合わせた補正が行なわれる。
【００４７】
本発明の好ましい実施の形態によれば、色消しキーはＫＡ＝ｚ−Ｆ｜ｕ｜として表される。しかしながら本発明は、遷移領域に属する対象映像の各画素の青色成分および赤色成分にそれぞれ加えることによってそれらの画素を実質上無色にする補正サンプルｃｂｃおよびｃｒｃを生成することが可能な任意のタイプのキー全般に関するものである。
【００４８】
図４は対象映像を処理する本発明の原映像処理演算器の第１の実施例を示すものである。
多重分離装置１３は、遅延された原映像を表す信号を受け取り、受け取った色成分および輝度成分を色成分ＣＢＳ、ＣＲＳおよび輝度成分ＹＳに変換する。多重分離装置１３は受け取ったキューの周波数を修正することを可能にするが、これ自体は従来からの技術である。本発明では多重分離装置が受け取るキューの周波数は２７ＭＨｚであり、色成分ＣＢＳ、ＣＲＳおよび輝度成分ＹＳの周波数は１３．５ＭＨｚである。しかしながら用途に応じて他の周波数を用いることも可能である。
【００４９】
多重分離装置１３が出力した各色成分ＣＢＳおよびＣＲＳは二つの異なった経路を介してスイッチ１６および１７の入力端子にそれぞれ接続されている。スイッチ１６および１７の出力端子は多重化装置１８に接続されている。
第１の経路は各色成分（ＣＢＳおよびＣＲＳ）を加算回路１４および１５を介して各スイッチの第１の入力端子に接続する。加算回路１４および１５は受け取った色成分に補正色成分（ｃｂｃおよびｃｒｃ）を加えて加算回路の出力となる色成分を実質上無色にする。
【００５０】
第２の経路は各色成分を各スイッチの第２の入力端子に直接接続する。
二つのスイッチ１６および１７の出力は領域検出演算器１２が出力する信号ＤＺによって制御されている。領域検出演算器１２が出力するキューが処理対象の画素が遷移領域に属していることを示している場合、スイッチの出力は補正済色成分を取り入れる入力端子に接続される。
【００５１】
領域検出演算器１２が出力するキューが処理対象の画素が遷移領域に属していないことを示している場合、スイッチの出力は多重分離装置１３によって直接出力された色成分を取り入れる入力端子に接続される。
多重分離装置１３によって出力された輝度成分ＹＳは多重化装置１８に直接接続される。
【００５２】
本発明の利点は、補正が必要かどうかかによって各画素に対して補正を行うかどうかを決めることができるということである。これによって先に述べたように厚い輪郭がなくなるという効果が得られる。従って対象をオーバーレイ処理し結果が著しく向上する。
【００５３】
多重化装置１８によって受け取ったキューの周波数を変更することができる。本発明では多重化装置１８が受け取ったキューの周波数は１３．５ＭＨｚであり、多重化装置１８が復元するキューの周波数は２７ＭＨｚである。これらのキューが処理済映像信号ＶＳＴを構成する。先に述べたように、用途に応じて他の周波数を用いることもできる。
【００５４】
図５は対象映像を処理する本発明の原映像処理演算器の第２の実施例を示す。
本実施例では、スイッチ１６および１７の代わりに、各々３つの入力端子と多重化装置１８に接続された出力端子を備えたスイッチ１９および２０をそれぞれ用いる。これら３つの入力端子のうち２つはスイッチ１６および１７のものと同一であり、未補正および補正済色成分にそれぞれ接続されている。第３の入力端子は無色レベルに接続されている。スイッチ１９の場合は青色無色レベルＮＡＢに、スイッチ２０の場合は赤色無色レベルＮＡＲに接続されている。
【００５５】
本実施例によれば輝度成分ＹＳはスイッチ２１の第１の入力端子に接続されている。スイッチ２１の第２の入力端子は輝度黒レベルＮに、出力端子は多重化装置１８に接続されている。図５に示す第２実施例における対象映像を処理する原映像処理演算器を構成する他の全ての要素は図４に示すものと同一である。
【００５６】
スイッチ１９、２０および２１は領域検出演算器１２が出力する信号ＤＺによって制御されておりそのフローチャートを図６に示す。
本実施例によれば、色空間内での位置によって対象映像の画素の位置を特定するための全てのキューを信号ＤＺが提供する。
【００５７】
信号ＤＺが対象の検出を示す値をとった時、スイッチ１９、２０および２１はＣＢＳ、ＣＲＳおよびＹＳの各成分を直接多重化装置１８の入力に接続する。信号ＤＺが背景の検出を示す値をとった時、スイッチ１９、２０および２１の出力はそれぞれ入力端子ＮＡＢ、ＮＡＲおよびＮに接続される。最後に信号ＤＺが遷移領域の検出を示す値をとった時、スイッチ１９および２０の出力は補正済色成分が加えられる入力端子に接続され、スイッチ２１の出力端子は輝度成分ＹＳを受け取る入力端子に接続される。
【００５８】
図６は領域検出演算器の動作を示すフローチャートである。図２からも明らかなように領域検出演算器は、クリッピング・キー演算器２によって算出されたクリッピング・キーの値によって決まるキーＫＤの値によって制御される。このフローチャートは次のように表現される。
【００５９】
ＫＤの値が１の時、キューＤＺは対象の検出を示すｘ１の値をとる。
ＫＤの値が０の時、キューＤＺは背景の検出を示すｘ２の値をとる。
ＫＤの値が０ではない時、キューＤＺは背景と対象の間の遷移領域の検出を示すｘ３の値をとる。
【００６０】
図７は本発明の一実施例により新しい背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るためのアルゴリズムの概略図である。
この例はクリッピング・キーを算出するクリッピング・キー演算器２２の演算が３つの成分ｕ、ｚ、ｙに基づいて行なわれる場合に相当する。
【００６１】
図７においてクリッピング・キーを算出するクリッピング・キー演算器２２以外の演算器は図２で示された演算器と同一である。
既に述べたように、対象を第１の着色背景から抽出するために第１の着色背景を表すボリュ−ムを色空間内において定めることが必要である。
【００６２】
図７に示す例は、クリッピン・キーを算出するクリッピング・キー演算器２２は対象の細部を最大に取り入れた形で第１の着色背景のボリュームを定めるための新しいアプローチに対応するものである。
図８は新しい基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）による色空間の画素を表すもので、これによって本例のアプローチによって第１の着色背景のボリュームを定めることができる。
【００６３】
新しい基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）はＵ軸のまわりに平面（Ｚ，Ｙ）をγ度回転させることによって得られる。角度γは、Ｙ軸が第１の着色背景の画素の色の方向を指し示すＷ軸となりＺ軸がＷ軸と直交するＶ軸となり三面体（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が右手系の三面体となるように定められている。
【００６４】
この基準フレームの変換は以下のマトリクスの関係で表される。
【００６５】
【数２】
0003968138.tif 000003
【００６６】
図８に示す画素Ｍ（ｉ）は３つの軸Ｕ、Ｖ、Ｗに沿った成分、すなわちｕ（ｉ）、ｖ（ｉ）、ｗ（ｉ）の各成分を有する。
基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）における点Ｍ（ｉ）の円柱座標はｒ（ｉ）、θ（ｉ）およびｗ（ｉ）である。周知のように、
ｒ（ｉ）＝√｛ｕ（ｉ）2＋ｖ（ｉ）2｝
および
【００６７】
【数３】
0003968138.tif 000004
【００６８】
の関係がある。ここでＰ（Ｍｉ）は点Ｍ（ｉ）の平面（Ｕ，Ｖ）への射影である。
以下、距離ｒ（ｉ）を点Ｍ（ｉ）のＷ軸に対する色距離と称する。
図９は図７の例に従った第１の着色背景のボリュ−ム近似方法を示す。
【００６９】
第１の着色背景を表すボリュームは、基準フレーム（ＣＢ，ＣＲ，Ｙ）を既に述べたやり方で幾何学的に変換して得た新しい基準フレーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）による色空間において完全円錐（ボリュームＶ１）または円錐台の形をしている。色空間は、着色背景を表す領域Ｚ１、対象を表す領域Ｚ２、および対象と着色背景の間の遷移領域を表すＺ２の３つの領域に分けることができる。
【００７０】
第１の着色背景を表す円錐は、開口角α、Ｗ軸上の座標ｗｓに位置する頂点、および楕円または円形の断面によって定まる。Ｗ軸上のｗｓより大きな座標ｗｈを持つ輝度の上限しきい値によって、円錐の頂点と反対側の面が決まる。Ｗ軸上でｗｓとｗｈの間に位置する座標ｗｂを持つ輝度の下限しきい値で、座標ｗｓの頂点から距離ｄ離れた円錐台の台面が決まる。座標ｗｂは座標ｗｓと同じであってもよい。本発明によれば円錐はＷ軸の回りに０からΠまで変化する角度Ｒだけ回転することができる。
【００７１】
遷移領域Ｚ２は、開口角度αの円錐の表面と、αより大きな開口角度α１を持ち開口角度αの円錐と同じ対称軸および頂点を有する円錐の表面の間の空間によって定められる。開口角度α１の円錐の頂点と向かい合う面は、開口角度αの円錐の頂点と向かい合う面と同一平面上である。
【００７２】
対象を表す領域Ｚ３は開口角度α１の円錐の外側の空間によって定められる。図１０は円錐の横断面（Ｕｏ，Ｖｏ）で切った第１の着色背景のボリュ−ムの断面図である。
この断面図は楕円形となっている。この楕円断面はＷ軸の回りをＲ度回転することができる。着色背景の範囲を定める各画素Ｍ（ｉ）の座標ｒ（ｉ）およびθ（ｉ）の関係は次のように表すことができる。
【００７３】
ｋ2ｒ（ｉ）2ｃｏｓ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＋ｒ（ｉ）2ｓｉｎ2（θ（ｉ）＋Ｒ）＝定数
パラメ−タｋを変化させれば楕円を変形させることができる。本発明によれば、楕円の変形によって色距離を定めるがｋ＝１の場合円を生じさせることができる。ｋは０から２の範囲で変化するのが望ましい。Ｒの値は０からΠまで変化する。この調整方法によって着色背景の範囲を示すボリュ−ムの選択性を高めることができる。例えば、Ｒ度の回転を行なう楕円変形によってガラスの透明性の再現度が著しく向上する。
【００７４】
図１１は第１の着色背景のボリュ−ムを楕円の主軸と円錐の頂点を通る面で切った時の断面図である。
楕円の変形で定めた色距離ｒe（ｉ），円錐の開口角度α、色距離ｒe（ｉ）の点の座標ｗ（ｉ）の間の関係が次式で表されるように、円錐の形のボリュ−ムが定められる。
【００７５】
ｒe（ｉ）−αｗ（ｉ）＝ＣＬＩＰ
ここでＣＬＩＰはパラメ−タで、ＣＬＩＰを変化させることによって円錐の頂点のＷ軸上の座標ｗｓの変位をもたらすことができる。例えば、角度αの変化する範囲は０から４５度である。パラメ−タαとＣＬＩＰの共役的な働きによって、着色背景の範囲、すなわち処理対象の範囲を調整することができる。ｗｓがしきい値０の場合はクリップされたボリュ−ム全体が黒平面に一致することになる。
【００７６】
座標ｗｓを変化させれば、着色背景の範囲を示すボリュ−ムに、着色背景と同一の色相を持ち輝度がそれより高いかまたは低い点を取り入れることが可能である。人間の眼から見て輝度がはっきり変化する非均一な着色背景を考慮に入れることが可能になる。先に述べたように（図９）ｗｂがｗｓと異なる場合は距離ｄにおいて円錐を切ることができる。
【００７７】
パラメ−タＣＬＩＰによって色キーＫＣを算出することができる。ＣＬＩＰの値より小さい色距離を持つ画像の任意の点は第１の着色背景に属し値ゼロの色キーＫＣを持つ。
遷移領域Ｚ２は色距離のしきい値と関係し、背景と対象との間の変化をゆるやかにすることができる。ＧＡＩＮと呼ばれる調整パラメ−タによって遷移領域の大きさを変えることができる。すなわちパラメ−タＧＡＩＮによって、開口角度α１の円錐に属する点と開口角度αの円錐に属する点とを隔てる距離を計算することが出来る。遷移領域Ｚ２の外の領域Ｚ３に位置する任意の点は対象に属し色キーＫＣの値は１である。
【００７８】
ｗｂより小さい値の座標ｗ（ｉ）を持つ点の輝度キーＫＬは１である。ｗｈより大きい値の座標ｗ（ｉ）を持つ点の輝度キーＫＬは０である。ｗｂとｗｈの中間の位置の座標ｗ（ｉ）を持つ点は輝度−遷移領域に属する。
第１の着色背景に対するクリッピング・キーＫＤの生成は色キーＫＣおよび輝度キーＫＬの組み合わせによって行なわれる。従って画像の各点に対して２つのキーの最大値を計算することによって、着色背景の範囲を定めるボリュ−ムを構成することができる。ゆえに、
ＫＤ＝ＭＡＸ［ＫＣ，ＫＬ］
となる。
【００７９】
図１２はクリッピング・キーを算出するクリッピング・キー演算器２２の基本的構成を示す。各画素Ｍ（ｉ）の成分ｕ、ｚ、ｙは、予め定められた垂直方向のγ度の回転を与える回転演算器２３によって成分ｕ、ｖ、ｗに変換される。
第１の段階では、マイクロプロセッサは帰線消去期間中にｓｉｎ（γ）およびｃｏｓ（γ）の各キューをロードし、乗算器はアクティブな期間中に積ｚ×ｃｏｓ（γ）、ｚ×ｓｉｎ（γ）、ｙ×ｃｏｓ（γ）およびｙ×ｓｉｎ（γ）を算出する。キューｚおよびｙの周波数は１３．５ＭＨｚである。キューｃｏｓ（γ）、ｓｉｎ（γ）の周波数は１３．５ＭＨｚである。従って乗算器の出力においてキューは周波数２７ＭＨｚで多重化されている。
【００８０】
第２の段階では２７ＭＨｚで多重化されたキーは多重分離されマトリクスによって１３．５ＭＨｚの信号ｗおよびｖを得る。
回転演算器２３による垂直方向の回転の後座標演算器２４によって座標ｒおよびθを算出するが、座標演算器２４の演算に要する処理時間を補償するために回転演算器２３による垂直方向の回転処理中に信号ｗに遅延を与えるようにしている。
【００８１】
各画素の座標ｒおよびθは次の式によって与えられる。
【００８２】
【数４】
0003968138.tif 000005
【００８３】
座標ｒおよびθは座標演算器２４の出力として得られ次に楕円変形演算器２５に供給される。
楕円変形演算器２５の演算は変形係数Ａを算出することによって行なうのが望ましい。係数Ａは、図１０を参照して述べたような２つのパラメ−タｋおよびＲを用いて帰線消去期間中に各画素に対して算出される。従って次式が成り立つ。Ａ＝√｛ｋ2ｃｏｓ2（θ＋Ｒ）＋ｓｉｎ2（θ＋Ｒ）｝
係数ｋによって楕円を歪めて色距離ｒを定め、角度Ｒは円錐の楕円断面を０からΠまでの回転を定める。
【００８４】
楕円変形による色距離は次式のように表される。
ｒe＝ｒ×（Ａ1/2）
Ａの算出は例えばこの目的に合わせて布線したＥＰＲＯＭメモリを用いて行なう。ｒを（Ａ1/2）倍する乗算は、輝度成分をサンプリングする周波数すなわち１３．５ＭＨｚにおいてＮビット（例えば１６ビット）で行なう。
【００８５】
楕円変形演算器２５の次段には円錐を開きパラメ−タα、ＣＬＩＰ、ＧＡＩＮ、ｗｂおよびｗｈを用いてクリッピング・ボリュ−ムを定めるクリッピング・ボリュ−ム演算器２６が設けられている。
円錐開口角度αおよび色距離しきい値ＣＬＩＰは先に述べた法則に従って各画素のｒeおよびｗの値に適用される。すなわち、
ｒe−αｗ＝ＣＬＩＰ
パラメ−タＧＡＩＮによって第１の着色背景と対象の間の遷移領域の大きさを先に述べたように定めることができる。
【００８６】
同様に、輝度の下限しきい値並びに上限しきい値をそれぞれ表すパラメ−タｗｂおよびｗｈはＷ軸に沿った第１の着色背景のボリュ−ムを定める。
従ってこのボリュ−ム・アプロ−チの利点は、第１の着色背景を表すボリュ−ムを柔軟に定めることができるということである。
【００８７】
クリッピング・ボリュ−ムを定めると、先に述べたような色キーＫＣおよび輝度キーＫＬの生成を行なうことができる。
クリッピング・ボリュ−ムを定めるクリッピング・ボリュ−ム演算器２６の演算で生じるキーＫＣおよびＫＬは組み合わせ演算器２７で組み合わされ、先に述べたように第１の着色背景を定めるボリュ−ムのクリッピングを行なうキーＫＤを得ることができる。従って、
ＫＤ＝ＭＡＸ［ＫＣ，ＫＬ］
ＫＤ＝１となる画素は対象に属しＫＤ＝０となる画素は第１の着色背景に属する。遷移領域の画素についてはＫＤは０と１の間である。
【００８８】
図１３は図１２の構成を改良した例を示す。この改良は対象が第１の着色背景に投げかける影の検出にかかわるものである。
影は、第１の着色背景の平均輝度レベルより低い輝度キューを特徴とし、第１の着色背景と同一の色相を持つ。
【００８９】
この改良例によれば、新たに対象を受け入れる背景の輝度を減衰させることによって、影を消すかもしくは復元する。クリッピングのためのキーに関して言えば、影は第１の着色背景の部分ではない。しかしながら、対象とは区別されなければならない。このため第１の着色背景の色相の周辺に位置する画素で輝度の値がある一定のしきい値より小さくで、第１の着色背景と対象との間の遷移領域Ｚ２に属している画素は影の画素と見なされる。
【００９０】
第１の着色背景の範囲を示すボリュ−ムの方向と円錐形によって、影の画素を対象と第一の着色背景との間の遷移領域Ｚ２に置くことができる。
図１３の改良例によれば、対象が第１の着色背景に投げかける影を検出する動作が領域検出器２８に含まれる。輝度成分ｙは輝度しきい値ｙａと比較され、図１２で述べた座標演算器２４から出力される角度座標θは２つの値θｍｉｎおよびθｍａｘと比較される。θｍａｘおよびθｍｉｎは、角度θの画素の色相を第１の着色背景の色相と類似させるためにθが存在していなければならない範囲である。θｍｉｎおよびθｍａｘの間に値θを持ち輝度ｙの値がｙａより小さい画素は影の画素と見なされる。
【００９１】
最初に述べたように、影の画素は対象と第１の着色背景を隔てる遷移領域Ｚ２に位置している。従って、キーＫＤは領域検出演算器２８に供給され遷移領域Ｚ２の画素の位置を特定するキューを与える。領域検出演算器２８から出力される信号ＤＺは上に述べた方法で影の画素を検出するためのキューを与えることができる。
【００９２】
図１４から明らかなように、信号ＤＺは影の画素の位置を定めるキューを提供するだけでなく、色空間内での位置によって原映像を表す画素の位置を定めるための様々なキーを提供する。
図１４は、信号ＤＺが色空間内での位置によって原映像を表す画素の位置を定めるための全てのキューを提供する場合の領域検出演算器２８の様々な動作をフロ−チャ−トの形でしめしたものである。しかしながら、本発明は信号ＤＺが一部のキューを提供する場合にも関するものである。
【００９３】
キーＫＤが値１をとる場合、キューＤＺは対象の検出を示す値ｘ１をとる。
キーＫＤが値０をとる場合、キューＤＺは背景の検出を示す値ｘ２をとる。
キーＫＤが０と１の間の値をとる場合、輝度の値ｙをしきい値ｙａと比較する。
【００９４】
ｙがｙａより小さくなければ、キューＤＺは背景と対象の間の遷移領域を示す値ｘ３をとる。
ｙがｙａより小さくかつθがθｍｉｎおよびθｍａｘの間であれば、キューＤＺは影の検出を示す値をとる。この値はｘ２と同じであることが望ましく、そうすれば影の画素を背景の画素と同様に処理することができる。
【００９５】
ｙがｙａより小さくかつθがθｍｉｎおよびθｍａｘの範囲にない場合、キューＤＺは背景と対象との間の遷移領域の検出を示す値をとる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の信号処理方法によれば、補正が必要かどうかによって各画素に対して補正を行なうかどうかを決めることができる。これによって対象の細部を覆い隠してしまうような厚い輪郭を取り除くことができる。従って対象をオーバーレイ処理した結果が従来例に比べて著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  新しい背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るための従来のアルゴリズムを示す概略図である。
【図２】  本発明により新しい着色背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るためのアルゴリズムの概略図である。
【図３】  図２の第１の回路の詳細な概略図である。
【図４】  図２の第２の回路の第１の詳細な概略図である。
【図５】  図２の第２の回路の第２の詳細な概略図である。
【図６】  図２の第３の回路の詳細なアルゴリズムを示す図である。
【図７】  本発明の具体的実施例により新しい背景上の対象を表すオーバーレイ映像を得るためのアルゴリズムの概略図である。
【図８】  図７の具体的実施例により第１の着色背景のボリューム近似を行うための新しい基準フレ−ムによる色空間の画素を表す図である。
【図９】  図８の近似法による第１の着色背景のボリュ−ムを示す図である。
【図１０】  新しい基準フレームの第１の軸に直交する平面で切った第１の着色背景のボリュ−ムの断面図である。
【図１１】  新しい基準フレームの第２の軸に直交する平面で切った第１の着色背景のボリュ−ムの断面図である。
【図１２】  図７の具体例によってクリッピング・キーを算出するアルゴリズムを示す図である。
【図１３】  図７の構成を改良した例を示す図である。
【図１４】  図１３に示す改良例を示す図である。
【符号の説明】
１  補間演算器
２，２２  クリッピング・キー演算器
３  マスキング／フィルタリング演算器
４,  ５，８  乗算器
６  インバータ
７  加算器
９  原映像処理演算器
１０，２３  回転演算器
１１  補正色差成分演算器
１２，２８  領域検出演算器
１３  多重分離装置
１４，１５  加算回路
１６，１７，１９，２０，２１  スイッチ
１８  多重化装置
２４  座標演算器
２５  楕円変形演算器
２６  クリッピング・ボリュ−ム演算器
２７  組み合わせ演算器
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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