【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン信号スイッチャ等の、映像信号の特定部分を抽出し、抽出結果をキー信号として出力するキー信号生成方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像信号の特定部分をキー信号として抽出し、このキー信号を用いて２つの映像信号を合成して１つの映像信号をつくる処理をキー合成処理といい、基本的な映像信号合成処理として利用されている。
このなかでも、映像信号の特定色の部分をキー信号として抽出し、このキー信号を用いて２つの映像信号を合成して１つの映像信号をつくる処理をクロマキー合成処理と呼び、広く利用されている。 そして、映像信号の特定部分をキー信号として抽出する処理をキー生成処理と呼んでいる。

【０００３】従来のクロマキー装置では、入力画像全体で、一定のパラメータを用いてキー信号生成を行っている。 このような、画像全体で一定のパラメータによるキー信号生成方法については、例えばテレビジョン学会技術報告 Vol． 12、No． 23、第２５頁〜第２８頁に記載されている。

【０００４】図５は従来のクロマキー信号生成装置の構成を示している。 図５において、９０１は輝度信号入力端子、９０２は色差信号Ｒ−Ｙ入力端子、９０３は色差信号Ｂ−Ｙ入力端子、９０４、９０５および９０６は上下限値設定回路、９０７、９０８および９０９はウインド・コンパレータ、９１０はＡＮＤ回路、そして９１１
はキー信号出力端子である。

【０００５】次に上記従来例の動作について説明する。
図５において、輝度信号入力端子９０１、色差信号Ｒ−
Ｙ入力端子９０２および色差信号Ｂ−Ｙ入力端子９０３
には、それぞれ入力映像信号中の輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）が入力される。 上下限値設定回路９０４では、輝度信号（Ｙ）に対する背景色の上限値と下限値を設定し、出力する。 ウインド・コンパレータ９０７では、上下限値設定回路９０
４から入力される上限値と下限値との範囲内の輝度信号に対してはキーオン、それ以外の輝度信号に対してはキーオフを出力する。 このようにウインド・コンパレータ９０７からは輝度信号に関するキー信号が出力される。
同様に、ウインド・コンパレータ９０８からは色差信号（Ｒ−Ｙ）に関するキー信号、ウインド・コンパレータ９０９からは色差信号（Ｂ−Ｙ）に関するキー信号がそれぞれ出力される。 これら３種類のキー信号はＡＮＤ回路９１０によって合成され、出力端子９１１から出力される。

【０００６】図６は上記従来例におけるキー生成の様子を波形図で示したものである。 ここでは、入力映像信号の１ライン分の波形を示し、図６（ａ）は輝度信号（Ｙ）、図６（ｂ）は色差信号（Ｒ−Ｙ）、図６（ｃ）
は色差信号（Ｂ−Ｙ）を示す。 これらキー信号が生成され、これらの共通部分（図６（ｄ）におけるＳで示す部分）として出力される。

【０００７】このように、上記従来のキー生成装置では、上記のような色識別回路により、入力映像信号の特定領域（特定色）をキー信号として生成することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来のキー信号生成装置では、入力映像全体で同一の上限値、下限値を用いてキー信号生成を行っているので、入力映像の背景部分にムラや汚れがあったり、被写体の影で暗い部分がある場合に、背景部分を完全にキー信号オンとして生成するために、本来前景である部分の一部が背景に誤認識されてキー信号が生成されてしまったり、
逆に前景部分を完全にキー信号オフにするために、本来背景信号である部分の一部が前景に誤認識されて、キー信号が生成されてしまう。

【０００９】ここでいう誤認識について、図７〜図１０
を参照しながら説明する。 図７は入力映像信号の一例である。 図７において点線で表される四角形は、説明のために入力映像を便宜的に分割するものであり、実際の入力映像に含まれる信号ではない。 ここでは、キー信号の生成に色差信号のみを用いるものとする。 図８は図７中の小領域Ａ（前景および背景を含む領域）における色差信号レベルの分布図（ヒストグラム）である。 図３において、部分Ｄ、Ｆは顔や髪の毛のような前景部分の色差信号レベルを表している。 また、部分Ｅは背景部分を表している。

【００１０】図９、図１０はそれぞれは図２中の小領域Ｂ、Ｃ（背景のみの領域）における色差信号レベルの分布図（ヒストグラム）である。 小領域Ｂ、Ｃはともに背景部分であるが、両領域の分布が大きく異なるのは、入力映像の背景部分に照明ムラがあるためである。 ここでは、図７に示す小領域Ａに合わせて、色差信号の上下限値設定を行うものとする。 このとき設定される上下限値を図８、図９、および図１０に点線で示してある。 つまり、この点線の間の色差をもつ画素が背景部分と認識され、キーオンとなる。 このとき、小領域Ａでは、図８に示すように背景部分のみが完全にキーオンとなり、誤認識はない。 ところが、小領域Ｂ、Ｃにおいては、図９、
図１０の部分Ｇ、Ｊに示すように、本来背景である部分が背景とは認識されず、キーオフとなる。

【００１１】本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、背景部分にムラや汚れや影等がある映像信号についても良好にキー信号を生成することができる優れたキー信号生成装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、入力された映像信号を小領域に分割してこの小領域の信号レベル分布を算出し、上記信号レベル分布を用いて上記小領域のキー信号のための最適パラメータを算出し、上記最適パラメータを用いて上記小領域のキー信号を生成するようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記構成によれば、映像信号を分割した小領域毎に最適なパラメータを算出してキー信号を生成することで、入力映像中の背景部分にムラ、汚れ、影等があっても良好なキー信号が生成できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。 図１は本発明に係るキー信号生成装置の一実施例の構成を示す図である。

【００１５】図１において、１は映像信号入力端子、２
はレベル分布算出回路、３は最大値算出回路、４は第１
の色識別回路、５はキーオン画素数算出回路、６は初期パラメータ生成回路、７は最適パラメータ算出回路、８
は第２の色識別回路、９はキー信号出力端子である。

【００１６】次に上記実施例の動作について図２〜図４、および図７〜図１０とともに説明する。 本実施例では、図７の点線で分割される四角形を小領域と定義する。

【００１７】まず、レベル分布算出回路２の動作について説明する。 レベル分布算出回路２では、映像入力端子１から入力されるカラー映像信号について、図７に示す小領域単位で輝度信号および色差信号のヒストグラム分布が算出される。 小領域Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの色差信号の分布算出結果の例が図８、図９、および図１０に示す。

【００１８】つづいて、最大値算出回路３では、レベル分布算出回路２で算出された輝度信号および色差信号のヒストグラムから、度数が最大となる信号レベルを算出する。 図８、図９、および図１０に示す例での算出結果は、それぞれ、ＲｅｆＨ _A 、ＲｅｆＨ _B 、およびＲｅｆＨ
_Cである。 ここで、ＲｅｆＨ _A 、ＲｅｆＨ _B 、およびＲｅ
ｆＨ _Cの値がそれぞれ異なるのは、入力映像信号の背景部分にムラがあるためである。

【００１９】次に、初期パラメータ生成回路６における初期パラメータ設定について説明する。 この初期パラメータ生成回路６で設定するパラメータは、従来の上下限値設定回路で設定される輝度信号、および色差信号に対する上限値、下限値である。 ここでの設定は、従来例と同様に、図７中の小領域Ａに着目して行う。 つまり、初期パラメータ生成回路６で生成される上限値および下限値は、図８中の点線で示す部分となる。 これと同一の上下限値を図９、図１０に点線で示す。

【００２０】第１の色識別回路４では、初期パラメータ生成回路６で生成された輝度信号、および色差信号の上限値および下限値を用いて、映像入力端子１から入力される映像信号に色識別処理を施し、キー信号を生成する。 ここでの色識別処理は従来例と同様である。

【００２１】キーオン画素算出回路５では、第１の色識別回路４でキーオンとなった画素の数を小領域ごとに算出する。

【００２２】最適パラメータ算出回路７では、最大値算出回路３で算出された小領域の輝度信号、色差信号の最大度数レベル、キーオン画素数算出回路５で算出された小領域のキーオン画素の数、および初期パラメータ生成回路６で生成された上下限値から小領域の最適上下限値を算出する。 ここでは、最適パラメータ算出回路７の動作について色差信号を例にとり説明する。 小領域での輝度最大度数レベルをＲｅｆ、キーオン画素数をＮ _KON 、
初期パラメータ上限値をＬ _U 、下限値をＬ _L 、最適パラメータ上限値をＬ _ADVU 、最適下限値レベルをＬ _ADVLとする。 このとき、最適パラメータＬ _ADVU 、Ｌ _ADVLは以下のようにして決定される。

【００２３】Ｒｅｆ _INT ＝（Ｌ _U −Ｌ _L ）／２ 条件１：｜Ｒｅｆ−Ｒｅｆ _INT ｜＜ＴＨ _Ref条件２：Ｎ _KON ＞ＴＨ _Keyここで、ＴＨ _Ref 、ＴＨ _Keyは適当なしきい値である。

【００２４】もし、上記条件１、および条件２がともに成立したときは、 Ｌ _ADVU ＝Ｌ _U ＋（Ｒｅｆ−Ｒｅｆ _INT ） Ｌ _ADVL ＝Ｌ _L ＋（Ｒｅｆ−Ｒｅｆ _INT ） となり、それ以外の場合は、 Ｌ _ADVU ＝Ｌ _U Ｌ _ADVL ＝Ｌ _Lとなる。 以上の最適パラメータ算出処理を小領域Ａ、小領域Ｂ、および小領域Ｃで算出した結果をそれぞれ図２、図３、および図４に示す。 図２、図３、および図４
を見ると、図９、図１０の部分Ｇ、Ｊに相当する誤認識部分がないことがわかる。 以上の最適パラメータ算出処理は、輝度信号についても同様に行われる。

【００２５】最後に、第２の色識別回路８では最適パラメータ算出回路７で算出された最適上限値、最適下限値を用いて、小領域ごとに上下限値を最適化した色識別処理が行われる。 そして、識別結果はキー信号としてキー信号出力端子９から出力される。

【００２６】このように上記実施例では、小領域での最大度数レベルと、キーオン画素と初期パラメータとから最適パラメータを算出し、小領域ごとにパラメータを変えて色識別処理を行うことにより、誤認識のないキー生成を行うことができる。

【００２７】なお、上記実施例では、最適パラメータを算出するために、レベル分布算出回路２と最大値算出回路３とを用いているが、平均値算出回路によって小領域の平均値を求め、これをレベル最大値にかえてもよい。

【００２８】また、上記実施例では、小領域全体の画素についてのレベル分布を算出しているが、第１の色識別回路４でキーオンとなった画素についてのみ算出対象にしてもよい。

【００２９】また、上記実施例の最適パラメータ算出回路７では、上記条件１、条件２のいずれかが不成立の場合には、初期パラメータ生成回路６で生成される上限値、下限値を最適パラメータとしているが、近傍領域の最適パラメータの加重平均値を最適パラメータとしてもよい。

【００３０】また、上記実施例では、入力映像信号として輝度信号と色差信号を用いているが、これはＲＧＢ信号など他の映像信号であってもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記実施例からも明らかなように、入力された映像信号を小領域に分割してこの小領域の信号レベル分布を算出し、上記信号レベル分布を用いて上記小領域のキー信号のための最適パラメータを算出し、上記最適パラメータを用いて上記小領域のキー信号を生成することにより、入力映像中の背景部分にムラ、
汚れ、影等があっても、前景、背景部分の誤判定を防止して適切なキー信号を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるキー信号生成装置のブロック図

【図２】図７における小領域Ａと本実施例における上下限値を示す説明図

【図３】図７における小領域Ｂと本実施例における上下限値を示す説明図

【図４】図７における小領域Ｃと本実施例における上下限値を示す説明図

【図５】従来のキー信号生成装置のブロック図

【図６】従来のキー信号生成装置におけるキー生成過程の説明図

【図７】入力映像信号と小領域の一例を示す説明図

【図８】図２における小領域Ａのヒストグラムと従来例における上下限値を示す説明図

【図９】図２における小領域Ｂのヒストグラムと従来例における上下限値を示す説明図

【図１０】図２における小領域Ｃのヒストグラムと従来例における上下限値を示す説明図

【符号の説明】

２ レベル分布算出回路 ３ 最大値算出回路 ４ 第１の色識別回路 ５ キーオン画素数算出回路 ６ 初期パラメータ生成回路 ７ 最適パラメータ算出回路 ８ 第２の色識別回路