JP2685580B2 - Image synthesis device - Google Patents
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- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
- H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビジョン画像の簡易的な合成を行なう画
像合成装置に関するものである。The present invention relates to an image synthesizing apparatus for simply synthesizing television images.
テレビジョン放送を行なう場合には、スタジオのセッ
トの一部に、あらかじめ用意された挿入画像(はめ込み
画像)を挿入する手法が用いられる。When performing television broadcasting, a method of inserting a prepared insertion image (inset image) into a part of the studio set is used.
かかる場合に、第4図に示されるようなスタジオセッ
ト401のR0,R1,R2,R4の長方形部分をテレビジョンカメラ
402で真正面から撮影すると、ディスプレイ画面403にお
いて相似の長方形の映像が得られる。この状態からテレ
ビジョンカメラ402を右、左、上、下の方向に回転し、
またズーム倍率の変換を行なうと、ディスプレイ画面40
3の映像は例えば符号404にて示すように変形する。これ
を一次透視変換と称し、デイスプレイ画面403上の新た
な座標をX,Yとし、元の座標をx,yとすると、上記X,Yは
次の変換式で表現することができる。In such a case, the rectangular portion of R 0 , R 1 , R 2 , R 4 of the studio set 401 as shown in FIG.
When a photograph is taken from the front directly at 402, a similar rectangular image is obtained on the display screen 403. From this state, rotate the television camera 402 to the right, left, up, down,
When the zoom factor is converted, the display screen 40
The image of 3 is transformed as indicated by reference numeral 404, for example. This is referred to as primary perspective transformation, and assuming that the new coordinates on the display screen 403 are X, Y and the original coordinates are x, y, the above X, Y can be expressed by the following conversion formula.
X=m・(dx+ey+f)/(ax+by+c) Y=m・(gx+hy+i)/(ax+by+c) …(1) この一次透視変換をディジタル信号処理で行なう場合
には、まずディスプレイ画面403の元の座標値x,yを用い
て(1)式による演算を行なう。次に、得られた座標値
のうちディスプレイ画面403の新たな座標X,Yに最も近い
座標値を持つ元の座標の画データを新たな座標の画デー
タとするか、あるいは近傍の複数画素(元の)の画デー
タの平均値を求め、この平均値を新たな座標の画データ
とするか、のうちいずれか一方が採用されていた。従っ
て、ディスプレイ画面403の横画素数をPH、縦画素数をP
Vにすると、上記(1)式の演算を一画面当りPH×PV回
繰り返す必要が生じ、高速処理が困難になっていた。X = m · (dx + ey + f) / (ax + by + c) Y = m · (gx + hy + i) / (ax + by + c) (1) When this primary perspective transformation is performed by digital signal processing, first the original coordinate value x of the display screen 403 is set. , y is used to perform the operation according to the equation (1). Next, among the obtained coordinate values, the image data of the original coordinate having the coordinate value closest to the new coordinate X, Y of the display screen 403 is set as the image data of the new coordinate, or a plurality of neighboring pixels ( The original value of the original image data is calculated, and this average value is used as the image data of the new coordinate. Therefore, the horizontal pixel count of the display screen 403 is P H and the vertical pixel count is P H.
When it is set to V , it is necessary to repeat the calculation of the above formula (1) P H × P V times per screen, which makes high-speed processing difficult.
そこで、従来においてはスタジオセット401を真正面
から撮影しておき、挿入画像の縮小、拡大を行なって画
像合成を行なっているだけであった。Therefore, in the conventional art, the studio set 401 is photographed directly from the front, and the inserted image is reduced and enlarged to perform image combination.
しかしながら、現実にはテレビジョンカメラを回転
し、ズーム倍率を変えて撮影したい場合がある。このた
め、第4図の符号404に示すように変形した映像のハッ
チングにより示されるエリアに挿入画像の挿入を行な
い、自然な画像を合成することのできる画像合成装置の
開発が求められていた。However, in reality, there are cases where it is desired to rotate the television camera and change the zoom magnification to shoot. For this reason, there has been a demand for the development of an image synthesizing apparatus capable of synthesizing a natural image by inserting an inserted image in the area indicated by the hatching of the image transformed as shown by reference numeral 404 in FIG.
そこで本発明は、テレビジョンカメラを回転し、ズー
ム倍率を変えて撮影した場合にも、自然な合成画を得る
ことが可能な画像合成装置を提供することを目的とす
る。Therefore, it is an object of the present invention to provide an image synthesizing device capable of obtaining a natural synthetic image even when a television camera is rotated and the zoom magnification is changed for shooting.
本発明に係る画像合成装置は、テレビジョンカメラの
回転角およびズーム倍率をそれぞれ検出する第1および
第2のセンサと、テレビジョンカメラにより得られる実
画像に挿入する挿入画像の画データが記憶されたメモリ
と、上記の実画像にメモリ内の画データが挿入されるべ
きディスプレイ画面における4角の座標データを、第1
及び第2のセンサの出力に基づき算出する4角データ算
出手段と、この算出結果からメモリ内の画データをディ
スプレイ画面における実画像の画データに挿入する際
に、メモリから画データを読出すスタートアドレスデー
タとアドレス歩進の倍率を示す倍率データとを当該メモ
リの水平方向及び垂直方向のアドレス毎に求める読出制
御データ演算手段と、ディスプレイ画面の水平方向及び
垂直方向対応にメモリ内の画データの読出しをスタート
アドレスデータ及び倍率データに基づき行って変形画像
を作成する変形画像作成手段と、これにより作成された
変形画像をテレビジョンカメラにより得られた実画像へ
挿入する挿入手段とを備えることを特徴とする。An image synthesizing apparatus according to the present invention stores first and second sensors for detecting a rotation angle and a zoom magnification of a television camera, and image data of an inserted image to be inserted into an actual image obtained by the television camera. The memory and the coordinate data of the four corners on the display screen where the image data in the memory should be inserted into the above-mentioned actual image.
And a quadrangular data calculation means for calculating based on the output of the second sensor, and a start of reading the image data from the memory when inserting the image data in the memory into the image data of the actual image on the display screen from the calculation result. The read control data calculation means for obtaining the address data and the magnification data indicating the magnification of the address step for each address in the horizontal and vertical directions of the memory, and the image data in the memory corresponding to the horizontal and vertical directions of the display screen. A modified image creating means for creating a modified image by performing reading based on the start address data and the magnification data; and an inserting means for inserting the modified image created by the modified image into an actual image obtained by the television camera. Characterize.
本発明に係る画像合成装置は、以上の通りに構成され
るので、4角データ算出手段により挿入画像の画データ
が挿入されるべきディスプレイ画面における4角の座標
データ、すなわち、第4図では符号404で示すように変
形した映像のハッチングにより示されるエリアの4角
(Q0〜Q3)の座標データが算出される。更に、この4角
を含むエリアと挿入画像の画データが格納されたメモリ
のエリアと水平方向と垂直方向の倍率関係から、当該メ
モリから画データを読出すスタートアドレスデータとア
ドレス歩進の倍率が求まることになり、これらを上記メ
モリの水平方向及び垂直方向アドレス毎に求めておい
て、これらのデータに基づき上記メモリから画データを
読出すならば、画データを水平方向及び垂直方向の各ア
ドレス毎に縮小、拡大した如くの変形画像が得られ、こ
の変形画像は上記4角を含む四角のエリアに入る形とな
る。このため、挿入手段で変形画像をテレビジョンカメ
ラで得られた実画像に挿入し、適切な合成がなされるこ
ととなる。Since the image synthesizing apparatus according to the present invention is configured as described above, the coordinate data of the four corners on the display screen into which the image data of the inserted image should be inserted by the four-corner data calculating means, that is, the reference numeral in FIG. The coordinate data of the four corners (Q 0 to Q 3 ) of the area indicated by the hatching of the image transformed as indicated by 404 is calculated. Further, from the relationship between the area including the four corners and the area of the memory in which the image data of the inserted image is stored and the magnification ratio in the horizontal and vertical directions, the start address data and the address step ratio for reading the image data from the memory are determined. If these are obtained for each of the horizontal and vertical addresses of the memory and the image data is read from the memory based on these data, the image data will be read in the horizontal and vertical addresses. A deformed image that is reduced or enlarged is obtained for each image, and the deformed image is in a shape that enters a square area including the above-mentioned four corners. Therefore, the deformed image is inserted into the real image obtained by the television camera by the inserting means, and the appropriate combination is performed.
以下、添付図面の第1図ないし、第3図を参照して、
本発明の一実施例に係る画像合成装置を説明する。Hereinafter, referring to FIG. 1 to FIG. 3 of the accompanying drawings,
An image synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
第1図は本発明の一実施例に係る画像合成装置を示す
構成図である。同図において、テレビジョンカメラ101
の雲台102には2つのロータリーエンコーダ(第1のセ
ンサ)103,104が取付けられている。ロータリーエンコ
ーダ103は同図の直交座標系でX軸を回転軸とする回転
角θxを検出し、ロータリーエンコーダ104はY軸を回
転軸とする回転角θyを検出する。レンズにはポテンシ
ョメータ(第2のセンサ)105が取り付けられ、投影倍
率mの検出が行なわれる。ロータリーエンコーダ103,10
4及びポテンショメータ105の出力信号は変換回路106へ
導かれ、コンピュータ107が処理可能な例えば16ビット
のデータにディジタル変換され、コンピュータ107へ転
送される。FIG. 1 is a block diagram showing an image synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the television camera 101
Two rotary encoders (first sensors) 103 and 104 are attached to the pan head 102. The rotary encoder 103 detects a rotation angle θ x with the X axis as the rotation axis in the Cartesian coordinate system in the figure, and the rotary encoder 104 detects a rotation angle θ y with the Y axis as the rotation axis. A potentiometer (second sensor) 105 is attached to the lens, and the projection magnification m is detected. Rotary encoder 103,10
The output signals of the 4 and potentiometer 105 are guided to the conversion circuit 106, digitally converted into, for example, 16-bit data that can be processed by the computer 107, and transferred to the computer 107.
テレビジョンカメラ101はパネルの中央に長方形の窓
があるスタジオセット108を撮影し、この撮影により得
られた画データを挿入手段109へ送出する。テレビジョ
ンカメラ101を基準位置に置き、スタジオセット108を真
正面から投影倍率m=1で撮影した場合に、ディスプレ
イ画面におけるスタジオセット108の枠110の4角の座標
値を R0(xR0,yR0), R1(xR1,yR1), R2(xR2,yR2), R3(xR3,yR3) とし、テレビジョンカメラ101をX軸を回転軸としてθ
x、Y軸を回転軸としてθyそれぞれ回転し、投影倍率
がmであるときのディスプレイ画面上における上記の枠
110の4角の座標値を Q0(xQ0,yQ0), Q1(xQ1,yQ1), Q2(xQ2,yQ2), Q3(xQ3,yQ3) とすると、 xQ =m・(xRcosθy−zRsinθy)/(xRcosθx・sin
θy −yRsinθx+zRcosθx・cosθy) yQ=m・(xRsinθx・sinθy+yRcosθx+zRsinθ
x・ cosθy)/(xRcosθx・sinθy−yRsinθx+zR
cos θx・cosθy) (但し、Q=Q0〜Q3,R=R0〜R3,zR;基準位置のZ軸の座
標値) …(2) となる。The television camera 101 photographs the studio set 108 having a rectangular window in the center of the panel, and sends the image data obtained by this photographing to the inserting means 109. When the television camera 101 is placed at the reference position and the studio set 108 is photographed from directly in front with a projection magnification of m = 1, the coordinate values of the four corners of the frame 110 of the studio set 108 on the display screen are R 0 (x R0 , y R0 ), R 1 (x R1 , y R1 ), R 2 (x R2 , y R2 ), R 3 (x R3 , y R3 ), and the television camera 101 with the X axis as the rotation axis.
The above-mentioned frame on the display screen when the projection magnification is m by rotating θ y with the x and Y axes as rotation axes, respectively.
Let Q 0 (x Q0 , y Q0 ), Q 1 (x Q1 ,, y Q1 ), Q 2 (x Q2 , y Q2 ), and Q 3 (x Q3 , y Q3 ) be the coordinate values of the four corners of 110. x Q = m · (x R cos θ y −z R sin θ y ) / (x R cos θ x · sin
θ y −y R sin θ x + z R cos θ x · cos θ y ) y Q = m · (x R sin θ x · sin θ y + y R cos θ x + z R sin θ
x・ cos θ y ) / (x R cos θ x・ sin θ y −y R sin θ x + z R
cos θ x · cos θ y ) (where Q = Q 0 to Q 3 , R = R 0 to R 3 , z R ; Z-axis coordinate value of the reference position) (2).
コンピュータ107は自らが有する主メモリ内のプログ
ラムに従って、変換回路106から与えられる回転角θx,
θyとズーム倍率mとのデータに基づき、上記の(2)
式を用いて4角の座標値を求める。なお、xR,yR,zRにつ
いてはあらかじめ主メモリにデータとして与えられてい
るものとする。The computer 107 follows the rotation angle θ x ,
Based on the data of θ y and zoom magnification m, the above (2)
The coordinate values of the four corners are calculated using the formula. It is assumed that x R , y R , and z R have been previously given as data to the main memory.
一方、メモリ111には挿入画像111Aの画データが格納
されている。この挿入画像111Aは図示のように長方形で
あり、4角のアドレスを P0(0,0), P1(W,0), P2(W,h), P3(0,h) とすると、挿入画像111AをQ0,Q1,Q2,Q3を4角とする四
角形に変形するには、メモリ111からのメモリリードの
際の水平(H)方向及び垂直方向(V)方向のスタート
アドレスSH(y),SV(x)と倍率MH(y),MV(x)と
を、次式(3)で表わされるものとするとよい。On the other hand, the memory 111 stores the image data of the insertion image 111A. This inserted image 111A has a rectangular shape as shown, and the four corner addresses are P 0 (0,0), P 1 (W, 0), P 2 (W, h), and P 3 (0, h). Then, in order to transform the insertion image 111A into a quadrangle having Q 0 , Q 1 , Q 2 , and Q 3 as quadrangles, the horizontal (H) direction and the vertical direction (V) direction at the time of memory reading from the memory 111 are changed. The start address S H (y), S V (x) and the magnifications M H (y) and M V (x) may be represented by the following equation (3).
MH(y) ={(xQ1+xQ0)/W}{(h−y)/h} +{( xQ2−xQ3)/W}(y/h) SH(y)=−MH(y)・〔xQ0{h−y)/h} +xQ3 (y/h)〕 MV(x)={(xQ3−xQ0)/h}{(xQ1−x) (xQ1− xQ0)}+{(xQ2−xQ1)/h} {(x−xQ0)(xQ1−xQ0 )} SV(x) =−MV(x)・〔yQ0{(xQ1−x)/(xQ1−xQ0 )} +yQ1{(x−xQ0)/(xQ1−xQ0)}〕 …(3) コピュータ107は主メモリ内のプログラムに基づいて
(3)式を用いて、水平方向と垂直方向のアドレス毎に
スタートアドレスデータと倍率データとを演算して求め
る。このときの演算回数は、ディスプレイ画面の横画素
数をPH、縦画素数をPVとすると一画面当りPH+PV回繰り
返せばよく、従来のPH×PV回に比べて大幅に演算回数を
減少させることができ、従って高速処理が可能である。
なお、W,hのデータはあらかじめコンピュータ107の主メ
モリ内に与えられて格納されている。このようにして得
られたスタートアドレスデータと倍率データは変形画像
作成手段112へ送られる。このように、コンピュータ107
は4角データ算出手段及び読出制御データ演算手段とし
て機能する。 M H (y) = {( x Q1 + x Q0) / W} {(h-y) / h} + {(x Q2 -x Q3) / W} (y / h) S H (y) = - M H (y) ・ [x Q0 {h−y) / h} + x Q3 (y / h)] M V (x) = {(x Q3 −x Q0 ) / h} {(x Q1 −x) (x Q1 − x Q0 )} + {(x Q2 −x Q1 ) / h} {(x−x Q0 ) (x Q1 −x Q0 )} S V (x) = −M V (x) ・ [y Q0 { (x Q1 -x) / (x Q1 -x Q0)} + y Q1 {(x-x Q0) / (x Q1 -x Q0)} ] ... (3) Kopyuta 107 based on a program in the main memory ( Using the equation 3), the start address data and the magnification data are calculated for each address in the horizontal and vertical directions. Number of operations at this time, the number of horizontal pixels of the display screen P H, the number of vertical pixels may be repeated one screen per P H + P V times when the P V, greatly compared to conventional P H × P V times The number of calculations can be reduced, and therefore high speed processing is possible.
The data of W and h are given and stored in the main memory of the computer 107 in advance. The start address data and the magnification data thus obtained are sent to the modified image creating means 112. Thus, the computer 107
Functions as a square data calculation means and a read control data calculation means.
第2図に変形画像作成手段112の詳細な構成を示す。 FIG. 2 shows a detailed configuration of the modified image creating means 112.
変形画像作成手段112は水平方向と垂直方向との変形
を行なうものであるから、メモリアクセス部200H、200V
は同様な構成となるので、メモリアクセス部200Hの内部
のみを詳細に示す。バッファメモリ201,202は変形後の
画像の画データを格納するもので、物理的に2つである
必要はない、倍率データを格納するための倍率レジスタ
203と、スタートアドレスデータを格納するためのスタ
ートアドレスレジスタ204は、それぞれRAMにより構成さ
れる。また、カウンタ205は垂直アドレスデータを発生
する。画素に対応する画データの読出しクロックを発生
する発振器206の出力は、ラッチ回路207及びカウンタ20
8へ与えられる。カウンタ208はh進カウンタであり、そ
の出力のMSBはカウンタ205及びセレクタ209へ与えられ
る。セレクタ209の接点は通常、接点a側に倒されてお
り、パルスが与えられている間だけ接点b側に倒され
る。カウンタ205はW進カウンタであり、その出力は倍
率レジスタ203、スタートアドレスレジスタ204へ与えら
れ、それぞれアドレス対応の倍率データ、スタートアド
レスデータがこれらレジスタから出力される。倍率レジ
スタ203の出力は加算器210へ与えられ、スタートアドレ
スレジスタ204の出力はセレクタ209の接点bへ与えられ
る。なお、倍率レジスタ203への水平方向の倍率データM
H(y)のセットと、スタートアドレスレジスタ204の水
平方向のスタートアドレスデータSH(y)のセットはコ
ンピュータ107によって行なわれる。加算器210は倍率レ
ジスタ203から出力される倍率データの逆数をラッチ回
路207の出力に加えることにより、セレクタ209の接点a
側への出力データを送出する。ラッチ回路207の出力は
前述のように加算器210へ与えられるとともに、メモリ1
11をアクセスする水平アドレスデータとなっている。バ
ッファメモリ201にはカウンタ208,205の出力がそれぞれ
水平アドレスデータ、垂直アドレスデータとして与えら
れる。セレクタ211,212はメモリアクセス部200H、200V
の出力のいずれか一方を選択するための構成である。制
御信号R/Wはリード/ライトの切換信号で、セレクタ211
〜214の切換信号Sとともにコンピュータ107から与えら
れる。Since the deformed image creating means 112 performs the deformation in the horizontal direction and the vertical direction, the memory access units 200 H , 200 V
Has the same configuration, only the inside of the memory access unit 200 H is shown in detail. The buffer memories 201 and 202 store the image data of the transformed image, and need not be physically two, and a magnification register for storing magnification data.
203 and a start address register 204 for storing start address data are each configured by RAM. The counter 205 also generates vertical address data. The output of the oscillator 206, which generates the read clock of the image data corresponding to the pixel, is the latch circuit 207 and the counter 20.
Given to 8. The counter 208 is an h-ary counter, and the MSB of its output is given to the counter 205 and the selector 209. The contact of the selector 209 is normally tilted to the contact a side, and is tilted to the contact b side only while a pulse is being applied. The counter 205 is a W-adic counter, the output of which is given to the magnification register 203 and the start address register 204, and magnification data and start address data corresponding to the respective addresses are output from these registers. The output of the scale factor register 203 is given to the adder 210, and the output of the start address register 204 is given to the contact b of the selector 209. Note that the horizontal scale factor data M to the scale factor register 203 is
The computer 107 sets H (y) and horizontal start address data S H (y) in the start address register 204. The adder 210 adds the reciprocal of the scale factor data output from the scale factor register 203 to the output of the latch circuit 207, thereby making the contact a of the selector 209 a.
Send the output data to the side. The output of the latch circuit 207 is supplied to the adder 210 as described above, and the memory 1
It is horizontal address data for accessing 11. The outputs of the counters 208 and 205 are given to the buffer memory 201 as horizontal address data and vertical address data, respectively. Selectors 211 and 212 are memory access units 200 H and 200 V
This is a configuration for selecting either one of the outputs. The control signal R / W is a read / write switching signal, and the selector 211
.. are supplied from the computer 107 together with the switching signal S of 214.
このように構成された変形画像作成手段112は、挿入
画像111Aの水平方向の変形に関し、以下のように動作す
る。これを第3図を参照して説明する。The deformed image creating unit 112 configured as described above operates as follows with respect to the horizontal deformation of the insertion image 111A. This will be described with reference to FIG.
コンピュータ107により、倍率レジスタ203及びスター
トアドレスレジスタ204へ、倍率データMH(y)および
スタートアドレスデータSH(y)が垂直アドレス毎にセ
ットされる。また、メモリ111のR/W1はリード信号がア
クティブに、、バッファメモリ201のR/W2はライト信号
がアクティブにされ、セレクタ211,212のSはメモリア
クセス部200Hの出力を選択し、カウンタ205、208がコン
ピュータ107によるイニシャライズによりそれぞれ
「W」、「h」とされて動作開始となる。このとき、カ
ウンタ208のMSBはH(=「1」)となり、セレクタ209
が接点b側へ倒されるとともに、カウンタ205の出力が
「0」とされる。すると、スタートアドレスレジスタ20
4のアドレス「#0」に対応してスタートアドレスデー
タSH(0)が出力され、セレクタ209を介してラッチ回
路207へセットされる。そして、この間に発振器206のパ
ルスでカウンタ208が歩進され、その出力が「0」とな
る。従って、メモリ111ではアドレス(SH(0),0)が
アクセスされ、バッファメモリ201ではアドレス(0,0)
がアクセスされる。The computer 107 sets magnification data M H (y) and start address data S H (y) in the magnification register 203 and the start address register 204 for each vertical address. Further, the read signal is activated for R / W 1 of the memory 111, the write signal is activated for R / W 2 of the buffer memory 201, and S of the selectors 211 and 212 selects the output of the memory access unit 200 H , and the counter 205 and 208 are respectively set to "W" and "h" by the initialization by the computer 107, and the operation is started. At this time, the MSB of the counter 208 becomes H (= “1”), and the selector 209
Is turned to the contact b side, and the output of the counter 205 is set to "0". Then, the start address register 20
The start address data S H (0) is output corresponding to the address “# 0” of 4 and set in the latch circuit 207 via the selector 209. Then, during this time, the counter 208 is incremented by the pulse of the oscillator 206, and the output thereof becomes “0”. Therefore, the address (S H (0), 0) is accessed in the memory 111, and the address (0,0) is accessed in the buffer memory 201.
Is accessed.
ここで、SH(0)が負の値であると、メモリ111から
画データは読出されず、黒の画データに対応するデータ
が出力される。カウンタ208が「0」となることによ
り、そのMSBが「0」となり、セレクタ209は接点aを選
択する。加算器210では倍率レジスタ203のアドレス「#
0」に対応する倍率データMH(0)の逆数と、ラッチ回
路207の出力SH(0)との加算が行なわれ、その結果は
ラッチ回路207へラッチされる。この結果、メモリ111で
はアドレス(SH(0)+1/MH(0),1)がアクセスさ
れ、バッファメモリ201ではアドレス(0,1)がアクセス
される。Here, if S H (0) is a negative value, the image data is not read from the memory 111, and the data corresponding to the black image data is output. When the counter 208 becomes "0", its MSB becomes "0", and the selector 209 selects the contact a. In the adder 210, the address "#
The reciprocal of the magnification data M H (0) corresponding to “0” is added to the output S H (0) of the latch circuit 207, and the result is latched in the latch circuit 207. As a result, the address ( SH (0) + 1 / MH (0), 1) is accessed in the memory 111, and the address (0,1) is accessed in the buffer memory 201.
以下、同様にして水平アドレスのみが歩進され、メモ
リ111の画データの読出しとバッファメモリ201への画デ
ータの書込みが続けられる。カウンタ208が「h」とな
ると、カウンタ205が歩進されて「1」となり、セレク
タ209が接点bを選択して、スタートアドレスデータSH
(1)がラッチ回路207へセットされる。このとき、メ
モリ111ではアドレス(SH(1),0)がアクセスされ、
バッファメモリ201ではアドレス(1,0)がアクセスされ
る。更に、カウンタ208が歩進されてメモリ111のアドレ
ス(SH(1)+/1MH(1),1)とバッファメモリ201の
アドレス(1,1)とがアクセスされる。Thereafter, similarly, only the horizontal address is incremented, and the reading of the image data from the memory 111 and the writing of the image data to the buffer memory 201 are continued. When the counter 208 reaches "h", the counter 205 is incremented to "1", the selector 209 selects the contact b, and the start address data S H
(1) is set in the latch circuit 207. At this time, the address (S H (1), 0) is accessed in the memory 111,
In the buffer memory 201, the address (1,0) is accessed. Furthermore, the counter 208 is incremented addresses of the memory 111 (S H (1) + / 1M H (1), 1) the address of the buffer memory 201 and (1,1) is accessed.
以下、同様な動作が繰返されて、メモリ111のアドレ
ス(SH(h)+W/MH(h))と、バッファメモリ201の
アドレス(W,h)とがアクセスされて変形画像201Aがバ
ッファメモリ201内に作成される。結局、この水平方向
の変形は、挿入画像111Aの水平方向の倍率が大きいほど
水平方向のアドレスの歩進幅を少なくするとともに、メ
モリ111の外部(負のアドレス)から読出す回数を少な
くし、倍率が小さくなるほど水平方向のアドレスの歩進
幅を多くするとともに、メモリ111の外部(負のアドレ
ス)から読出す回数を多くする操作を、スタートアドレ
スデータSH(y)、倍率データMH(y)で行なってい
る。図示するならば、第3図のl0〜lWを水平方向に渡る
ようにして画データを読み出しながら、矢印の方向へ読
み出しを移してゆくのである。After that, the same operation is repeated, and the address (S H (h) + W / M H (h)) of the memory 111 and the address (W, h) of the buffer memory 201 are accessed and the modified image 201A is buffered. It is created in the memory 201. In the end, this horizontal deformation reduces the step size of the horizontal address as the horizontal magnification of the inserted image 111A increases, and decreases the number of times of reading from the outside (negative address) of the memory 111. As the magnification becomes smaller, the step width of the address in the horizontal direction is increased and the operation of increasing the number of times of reading from the outside (negative address) of the memory 111 is performed by using the start address data S H (y) and the magnification data M H ( y). As shown in the figure, while the image data is being read so as to extend across l 0 to l W in FIG. 3 in the horizontal direction, the reading is moved in the direction of the arrow.
なお、上記における加算器210での加算の結果が整数
にならないことも予想されるので、加算器210に小数点
以下の切上げ、切捨て、四捨五入等のうちいずれかの機
能を加算器210に持たせる。Since it is expected that the result of the addition by the adder 210 will not be an integer, the adder 210 is provided with any one of the functions of rounding up, rounding down, and rounding down.
次に、このようにして得られたバッファメモリ201内
の画データを用いて、メモリアクセス部200Vが垂直方向
の画像変形を行なう。この場合、メモリ111にバッファ
メモリ201を対応させ、バッファメモリ201にバッファメ
モリ202を対応させて水平方向と垂直方向とを逆にし、
メモリアクセス部200Vの内部構造をメモリアクセス部20
0Hの内部構造と同様に構成することができる。Next, using the image data in the buffer memory 201 obtained in this way, the memory access unit 200 V performs vertical image transformation. In this case, the memory 111 is associated with the buffer memory 201, the buffer memory 201 is associated with the buffer memory 202, and the horizontal direction and the vertical direction are reversed,
Memory access section 200 V
It can be configured similarly to the 0 H internal structure.
このような変形画像作成手段112の動作により作成さ
れた変形画像202Aの画データは、バッファメモリ202内
に第3図のように格納される。結局、ここの垂直方向の
変形は、バッファメモリ201内の変形画像201Aの水平方
向の倍率が大きいほど垂直方向のアドレスの歩進幅を少
なくするとともに、バッファメモリ111の外部(負のア
ドレス)から読出する回数を少なくし、倍率が小さくな
るほど垂直方向のアドレスの歩進幅を多くするととも
に、バッファメモリ202の外部(負のアドレス)から読
出力す回数を多くする操作を、スタートアドレスデータ
SV(x)、倍率データMV(x)で行なっている。図示す
るならば、第3図のd0〜dhを垂直方向へ渡るようにして
画データを読み出しながら、矢印方向へ読み出しを移し
てゆくのである。The image data of the modified image 202A created by the operation of the modified image creating unit 112 is stored in the buffer memory 202 as shown in FIG. After all, the vertical deformation here is such that the larger the horizontal magnification of the deformed image 201A in the buffer memory 201 is, the smaller the step size of the vertical address is, and the outside (negative address) of the buffer memory 111 is changed. The operation of increasing the number of times of reading from the outside of the buffer memory 202 (negative address) and increasing the step size of the address in the vertical direction as the magnification is decreased
S V (x) and magnification data M V (x) are used. As shown in the drawing, the reading is shifted in the arrow direction while the image data is being read so as to extend in the vertical direction from d 0 to d h in FIG.
挿入手段109はテレビジョンカメラ101により撮影され
て得られた第1図の実画像130の映像信号を得ており、
この映像信号の水平同期信号及び垂直同期信号を検出
し、これらに基づき変形画像作成手段112のバッファメ
モリ202から変形画像202Aの画データを読出し、公知の
スーパーインポーズの手法により実画像の画データへ挿
入し、作成された映像信号を例えばCRTデイスプレイ装
置113へ送出する。これにより、スタジオセット108の枠
110の部分のメモリ111の挿入画像111Aが挿入された自然
な合成画像を得ることができる。The inserting means 109 has obtained the video signal of the real image 130 of FIG. 1 obtained by being photographed by the television camera 101,
The horizontal synchronizing signal and the vertical synchronizing signal of this video signal are detected, based on these, the image data of the deformed image 202A is read from the buffer memory 202 of the deformed image creating means 112, and the image data of the actual image is obtained by the known superimposing method. And sends the created video signal to, for example, the CRT display device 113. This makes the frame of studio set 108
It is possible to obtain a natural composite image in which the inserted image 111A of the memory 111 of the portion 110 is inserted.
なお、本実施例のようなメモリ読出しを行なうと、挿
入画像111Aの細い線などは変形画像に現われなくなる可
能性もあるが、テレビジョンで用いられる挿入画像では
細い線はあまり用いられることがなく、本実施例は、特
に、簡易な処理の場合に有効である。It should be noted that if memory reading is performed as in the present embodiment, thin lines and the like of the inserted image 111A may not appear in the deformed image, but thin lines are rarely used in the inserted image used in television. The present embodiment is particularly effective for simple processing.
以上、詳細に説明したように本発明に係る画像合成装
置によると、4角データ算出手段により挿入画像の画デ
ータが挿入されるべきディスプレイ画面における4角の
座標データ、すなわち、第4図では符号404のように変
形した映像のハッチングにより示されるエリアの4角
(Q0〜Q3)の座標データが算出される。更に、この4角
を含むエリアと挿入画像の画データが格納されたメモリ
のエリアとの水平方向と垂直方向との倍率関係から、当
該メモリから画データを読出すスタートアドレスデータ
とアドレス歩進の倍率とが求まることになり、これらを
上記メモリの水平方向及び垂直方向アドレス毎に求めて
おいて、これらのデータに基づき上記メモリから画デー
タを読出すならば、画データを水平方向及び垂直方向の
各アドレス毎に縮小、拡大した如くの変形画像が得ら
れ、この変形画像は上記4角を含む四角のエリアに入る
形となる。そして、挿入手段で変形画像をテレビジョン
カメラで得られた実画像に挿入して適切な合成がなされ
る。このため、テレビジョンカメラを回転し、ズーム倍
率を変えて撮影した場合にも、自然な合成画を得ること
が可能となる。As described above in detail, according to the image synthesizing apparatus of the present invention, the coordinate data of the four corners on the display screen where the image data of the inserted image should be inserted by the four-corner data calculating means, that is, the reference numeral in FIG. The coordinate data of the four corners (Q 0 to Q 3 ) of the area indicated by the hatching of the image transformed like 404 is calculated. Further, from the relationship between the horizontal and vertical magnifications of the area including the four corners and the area of the memory in which the image data of the inserted image is stored, the start address data and the address increment of the image data are read from the memory. The magnification ratio is obtained, and these are obtained for each address in the horizontal and vertical directions of the memory, and if the image data is read from the memory based on these data, the image data can be obtained in the horizontal and vertical directions. A deformed image as if it was reduced or enlarged is obtained for each of the addresses, and this deformed image is in the shape of a square area including the above four corners. Then, the inserting unit inserts the deformed image into the actual image obtained by the television camera, and the appropriate combination is performed. Therefore, it is possible to obtain a natural composite image even when the television camera is rotated and the zoom magnification is changed.
第1図は本発明の一実施例に係る画像合成装置の構成
図、第2図は第1図の一実施例の要部を示す構成図、第
3図は本発明の一実施例に係る画像合成装置の動作を説
明するための図、第4図は一次透視変換の説明図であ
る。 101……テレビジョンカメラ、103,104……ロータリーエ
ンコーダ(第1のセンサ)、 105……ポテンショメータ(第2のセンサ)、 106……変換回路、107……コンピュータ、 108……スタジオセット、109……挿入手段、 111……メモリ、112……変形画像作成手段、 113……CRTディスプレイ装置、 200H(200V)……メモリアクセス部、 201,202……バッファメモリ、203……倍率レジスタ、20
4……スタートアドレスレジスタ、 205,208……カウンタ、207……ラッチ回路、 209,211〜214……セレクタ。FIG. 1 is a configuration diagram of an image synthesizing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is related to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the image synthesizing device, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the primary perspective transformation. 101 ... Television camera, 103, 104 ... Rotary encoder (first sensor), 105 ... Potentiometer (second sensor), 106 ... Conversion circuit, 107 ... Computer, 108 ... Studio set, 109 ... Insertion means, 111 ... Memory, 112 ... deformed image creating means, 113 ... CRT display device, 200 H (200 V ) ... memory access unit, 201,202 ... buffer memory, 203 ... magnification register, 20
4 …… Start address register, 205,208 …… Counter, 207 …… Latch circuit, 209,211-214 …… Selector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金次 保明 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 林 正樹 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuaki Kintsugu 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Inside the broadcasting technology research institute of Japan Broadcasting Corporation (72) Masaki Hayashi 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Issue Broadcasting Technology Institute, Japan Broadcasting Corporation
Claims (2)
1のセンサと、 前記テレビジョンカメラのズーム倍率を検出する第2の
センサと、 前記テレビジョンカメラにより得られる実画像に挿入す
る挿入画像の画データが記憶されたメモリと、 前記テレビジョンカメラにより得られる実画像に前記メ
モリ内の画データが挿入されるべきディスプレイ画面に
おける4角の座標データを、前記第1及び第2のセンサ
の出力に基づき算出する4角データ算出手段と、 この4角メモリデータ算出手段の算出結果から前記メモ
リ内の画データを前記ディスプレイ画面における実画像
の画データに挿入する際に、前記メモリから画データを
読出すスタートアドレスデータとアドレス歩進の倍率を
示す倍率データとを当該メモリの水平方向及び垂直方向
のアドレス毎に求める読出制御データ算出手段と、 前記ディスプレイ画面の水平方向及び垂直方向対応に前
記メモリ内の画データの読出しを、前記スタートアドレ
スデータ及び倍率データに基づき行って変形画像を作成
する変形画像作成手段と、 この変形画像作成手段により作成された変形画像を前記
テレビジョンカメラにより得られた実画像へ挿入する挿
入手段とを備えることを特徴とする画像合成装置。1. A first sensor for detecting a rotation angle of a television camera, a second sensor for detecting a zoom magnification of the television camera, and an insertion image to be inserted into an actual image obtained by the television camera. Image data is stored in the memory, and coordinate data of four corners on the display screen in which the image data in the memory is to be inserted into the actual image obtained by the television camera is stored in the first and second sensors. Image data from the memory when inserting the image data in the memory into the image data of the actual image on the display screen from the calculation result of the four-sided data calculation unit based on the output The start address data and the scaling factor data indicating the scaling factor of the address step are read in the horizontal and vertical directions of the memory. A read-out control data calculation unit for each dress, and a deformed image for creating a deformed image by reading out image data in the memory corresponding to the horizontal and vertical directions of the display screen based on the start address data and the magnification data. An image synthesizing apparatus comprising: a creating unit and an inserting unit that inserts the modified image created by the modified image creating unit into an actual image obtained by the television camera.
スデータから前記メモリのアクセスを開始し、以後のア
ドレスデータは前回用いたアドレスデータに倍率データ
の逆数のデータを加算して得たデータを用いることを特
徴とする請求項1記載の画像合成装置。2. The modified image creating means starts access to the memory from start address data, and for the subsequent address data, data obtained by adding the reciprocal data of the magnification data to the previously used address data is used. The image synthesizing apparatus according to claim 1, wherein.
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|---|---|---|---|
| JP1128053A JP2685580B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Image synthesis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128053A JP2685580B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Image synthesis device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306782A JPH02306782A (en) | 1990-12-20 |
| JP2685580B2 true JP2685580B2 (en) | 1997-12-03 |
Family
ID=14975327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128053A Expired - Lifetime JP2685580B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Image synthesis device |
Country Status (1)
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| US5892554A (en) * | 1995-11-28 | 1999-04-06 | Princeton Video Image, Inc. | System and method for inserting static and dynamic images into a live video broadcast |
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-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128053A patent/JP2685580B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH02306782A (en) | 1990-12-20 |
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