JP4151234B2 - 画像合成処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベース画像とテクスチャー画像とを合成して出力する画像合成処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、テレビゲーム機器などでは、ユニークな画像をユーザに提供するために、複数の画像を合成し、その合成画像を出力するといった手法が用いられている。このような合成画像を生成する方法として、「αブレンディング」と呼ばれる方法がある。
【0003】
前記「αブレンディング」方法は、ベース画像とテクスチャー画像の2つの画像を合成する際に、テクスチャー画像を構成する各画素にα値(不透明情報)を設定しておき、前記α値に基づいてベース画像とテクスチャー画像との重み付け(以下この重み付けについて便宜的に「合成比率」と称する)を変えて合成処理を行うものである。例えば、α値が4ビットであり、16段階に設定可能であるとすると、α値=0のときにはベース画像成分のみ、α値=7のときにはベース画像とテクスチャー画像の各成分を半々にブレンドし、α値=f(15)のときにはテクスチャー画像成分のみを出力するようにして、ベース画像とテクスチャー画像との合成画像を生成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなα値を用いれば、2つの画像の合成比率を画素単位で任意に変えて複雑な合成画像を生成することができる。しかしながら、これを実現するためには、R(赤),G(緑),B(青)の各色要素毎に乗算回路を用いてα値に基づく両画像の合成値を計算する処理が必要となるため、回路が大規模化してしまうといった問題があった。
【0005】
本発明は前記のような点に鑑みなされたもので、複雑な回路を必要とせずに、簡単な構成にて第1の画像と第2の画像との合成画像を得ることのできる画像合成処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像合成処理装置は、αブレンディングにおけるα値を示す制御情報に基づいて第1の画像と第2の画像との合成画像を生成する画像合成処理装置であって、前記第1及び第2の画像の夫々を構成する画素データの各ビットデータを異なるように組み合わせて前記画素データと同一ビット数の合成データを複数作成する組み合わせ回路と、この組み合わせ回路によって作成された複数の合成データの中から前記制御情報に基づいて1つの合成データを選択する選択手段と、この選択手段によって選択された合成データを前記第1の画像と前記第2の画像との合成結果として出力する合成結果出力手段とを具備して構成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0011】
図1は本発明の画像合成処理装置が搭載された情報端末装置の回路構成を示すブロック図である。この情報端末装置は、例えば磁気ディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されるコンピュータによって実現される。
【0012】
図1に示すように、この情報端末装置にはCPU11、ROM12、RAM13、外部記憶装置14が設けられている。CPU11は本装置全体の制御を司るものであり、ROM12に記憶されたプログラムまたは記録媒体読取部14を介して記録媒体15内のプログラムを読み込むことで各種の処理を実行する。
【0013】
ROM12には、プログラムを含む各種データが記憶されている。RAM13は、CPU11の動作に必要な各種データを記憶してワークメモリとして使用されるものであり、ここでは合成対象となるベース画像(第1の画像)及びテクスチャー画像(第2の画像)が格納される第1の画像記憶部13aと第2の画像記憶部13b、ベース画像とテクスチャー画像との合成画像が格納される第3の画像記憶部13cなどを有する。
【0014】
記録媒体読取部14および記録媒体15は、例えば磁気ディスク、フレキシブルディスク、CDーROM、SDメモリカードやマルチメディアカードなどのメディアとその読み取り装置である。この記録媒体15に本発明を実現するためのプログラムを記録しておき、外部記憶装置14を介して提供することができる。なお、プログラムの提供方法としては、前記記録媒体15に限らず、例えば外部端末からネットワークを介してプログラム自体を提供することでも良い。
【0015】
さらに、本装置には、入力部16、表示部17、通信制御部18が設けられると共に画像合成処理装置19が設けられており、これらは前記ROM12、RAM13、外部記憶装置14などと共にシステムバスを介してCPU11に接続される。
【0016】
入力部16は、例えばキーボード、マウス、タブレットなどの入力デバイスからなり、データの入力や指示を行う場合に用いられる。表示部17は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode-ray tube)などの表示デバイスからなり、画像データを含む各種データをカラー表示する機能を備える。通信制御部18は、通信回線を介して他の端末装置との間でデータの通信制御を行うものである。前記通信回線としては、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)の他、公衆回線なども含まれるものとする。
【0017】
また、画像合成処理装置19は、CPU11の制御の下で合成対象として与えられたベース画像とテクスチャー画像とを合成して、その合成画像を出力する機能を備えている。
【0018】
以下に、画像合成処理装置19の構成について詳しく説明する。
【0019】
画像合成処理装置19は、図2(a)に示すように1画素が12ビットでフォーマットされたRGB(赤・緑・青)の各色要素を有するベース画像21と、図2(b)に示すように1画素が16ビットでフォーマットされたRGBの各色要素と不透明情報αを有するテクスチャー画像31とを合成する。
【0020】
RGBの各色要素はそれぞれ4ビットのデータで構成されている。また、不透明情報αは半透明情報と呼ばれることもあり、両画像の合成比率を画素単位で指定する制御情報である。本実施形態では、前記不透明情報αが4ビットのデータからなり、0〜fで示される16段階で合成比率の指定が可能であり、予めテクスチャー画像31を構成する16ビットデータの中の下位4ビットに付加されている。
【0021】
なお、この画像合成処理装置19では、2種類の画像を重ね合わせて合成画像を生成するものであり、本実施形態では、不透明情報αが付加されている画像を「テクスチャー画像」と呼び、不透明情報αが付加されていない画像を「ベース画像」と呼ぶものとする。画像合成時に不透明情報αの値が高ければ当該テクスチャー画像31が強く表現され、αの値が低ければ相手のベース画像21が強く表現されることになる。
【0022】
また、ベース画像は、Rが5ビット、Gが6ビット、Bが5ビットの16ビットデータで構成される場合がある。このような場合には、テクスチャー画像31のデータサイズに対応させて、図3に示すように、ベース画像21のRを5ビット→4ビット、Gを6ビット→4ビット、Bを5ビット→4ビットに圧縮してから合成処理を行う。
【0023】
図4は画像合成処理装置19の内部構成を示すブロック図である。
【0024】
図4に示すように、合成対象として与えられた同一サイズのベース画像21とテクスチャー画像31はそれぞれスキャン回路22、32にて画素単位で順に読み込まれる。そして、ベース画像21はRGB分離回路23により各色素毎にR0、G0、B0の各4ビットのデータに分離される。一方、テクスチャー画像31はRGBα分離回路33により各色素毎にR1、G1、B1の各4ビットのデータに分離されると共に不透明情報αの4ビットのデータに分離される。
【0025】
すなわち、図4に示すR0、G0、B0とR1、G1、B1、αは全て4ビットデータである。なお、図中の[3:0]とは4ビット構成のデータであることを意味し、例えばR0[3:0]であれば、R0[3]は最上位ビット、R0[0]は最下位ビットであることを示す。
【0026】
ベース画像21から得られたR0、G0、B0のデータとテクスチャー画像31から得られたR1、G1、B1のデータは各色要素の合成回路41、42、43にそれぞれ与えられ、テクスチャー画像31から得られた不透明情報αは前記各色要素の合成回路41、42、43に共通に与えられる。
【0027】
ここで、R合成回路41は、R0のデータ(ベース画像21のRデータ)とR1のデータ(テクスチャー画像31のRデータ)をビット単位で組み合わせて、不透明情報αにて指定可能な合成比率を示す各値(α値)に対応した複数の合成データ(4ビット)を作成すると共に、これらの合成データの中で当該画素に指定されたα値に対応した合成データを選択する。
【0028】
同様に、G合成回路42は、G0のデータ(ベース画像21のGデータ)とG1のデータ(テクスチャー画像31のGデータ)をビット単位で組み合わせて各α値に対応した複数の合成データを作成すると共に、これらの合成データの中で当該画素に指定されたα値に対応した合成データを選択する。B合成回路43は、B0のデータ(ベース画像21のBデータ)とB1のデータ(テクスチャー画像31のBデータ)をビット単位で組み合わせて各α値に対応した複数の合成データを作成すると共に、これらの合成データの中で当該画素に指定されたα値に対応した合成データを選択する。
【0029】
図5にR合成回路41の構成を示す。
【0030】
R合成回路41は、R0のデータとR1のデータをビット単位で組み合わせる組合せ回路41aと、この組合せ回路41aによって得られる複数の合成データの中の1つを各画素毎に指定された不透明情報αの値に基づいて選択するセレクタ41bとで構成される。
【0031】
図中のR0[3],R0[2],R0[1],R0[0]はベース画像21のR色素を構成する各ビットのデータを示す。R1[3],R1[2],R1[1],R1[0]についても同様であり、テクスチャー画像31のR色素を構成する各ビットのデータを示す。また、R[3],R[2],R[1],R[0]はベース画像21とテクスチャー画像31とのR色素の合成結果として得られる各ビットのデータを示し、不透明情報αの16個の値に対応して作成され、その中の1つがセレクタ41bによって選択される。
【0032】
なお、G合成回路42及びB合成回路43についても同様の構成である。
【0033】
図6(a)、(b)、(c)にR合成回路41、G合成回路42、B合成回路43にて得られる合成結果を示す。
【0034】
不透明情報αは4ビットのデータからなり、合成比率を示す0〜fの値を有する。この不透明情報αの値が高いほど、ベース画像成分よりもテクスチャー画像成分の度合いが強くなる。すなわち、R色素に着目すると、図6(a)に示すように、α=0のときの合成結果はR0[3],R0[2],R0[1],R0[0]であり、ベース画像成分のみとなる。また、α=1のときの合成結果はR0[3],R0[2],R0[1],R1[3]、α=2のときの合成結果はR0[3],R0[2],R1[3]であり、α値が高くなるに連れてテクスチャー画像成分が増え、α=f(α=15)のときにテクスチャー画像成分のみとなる。図6(b)、(c)に示すG色素、B色素の合成結果についても同様である。
【0035】
このようにして、R合成回路41、G合成回路42、B合成回路43において、ベース画像21とテクスチャー画像31とをビット単位で組み合わせた4ビットのデータが各色要素の合成データとして得られると、各色素毎にその中の1つが当該画素に指定された不透明情報αの値に基づいて選択され、RGB合成回路51に与えられる。
【0036】
例えば、ある画素における不透明情報αの値が0であったすると、R合成回路41からは図6(a)のα=0に対応したR0[3],R0[2],R0[1],R0[0]といった合成データが選択され、G合成回路42からは図6(b)のα=0に対応したG0[3],G0[2],G0[1],G0[0]といった合成データが選択され、B合成回路43からは図6(c)のα=0に対応したB0[3],B0[2],B0[1],B0[0]といった合成データが選択されて、それぞれRGB合成回路51に与えられることになる。
【0037】
RGB合成回路51では、前記R、G、Bの合成データを受けることにより、これらをベース画像21と同じフォーマットのデータに再形成して合成画像52を生成し、これをベース画像21とテクスチャー画像31との合成結果として出力する。
【0038】
なお、前記合成画像52のR、G、Bの各色要素は4ビットであるが、図3に示すようにベース画像21がRが5ビット、Gが6ビット、Bが5ビットの16ビットデータで構成されていた場合には、RとBのビット数を4ビット→5ビット、Gのビット数を4ビット→6ビットに増やす必要があり、その際には各色要素のデータの下位部分に0のビットを付加してビット拡張を行ってベース画像21のデータサイズに合わせる。
【0039】
図7はベース画像21、テクスチャー画像31、合成画像52の一例を示しており、ベース画像21として人物の画像、テクスチャー画像31として浜辺の画像が表されており、それの両画像を各画素毎に不透明情報αの値に応じてブレンドした結果が合成画像52である。また、図8はテクスチャー画像31の各画素毎に指定された不透明情報αのイメージ図であり、この例では内側のα値が高く、外側のα値が低く設定されている。このような不透明情報αを用いて合成画像52を生成すると、合成画像52の内側ではテクスチャー画像31の人物の画像が強く表現され、外側ではベース画像21の浜辺の画像が強く表現されることになる。
【0040】
このように、ベース画像21とテクスチャー画像31の各色要素のデータをビット単位で組み合わせた合成データの中で各画素毎に指定された不透明情報αの値に対応した合成データが選択されて合成画像52が生成される。したがって、従来のように乗算回路を用いて、R色素であればR0×α+R1×(1−α)といったようなα値に応じた合成値の計算を行うことなく、簡単な回路構成にて画像合成を実現することができる。
【0041】
なお、前記実施形態では、不透明情報αを予めテクスチャー画像31の各画素に付加しておくようにしたが、この不透明情報αをベース画像21とテクスチャー画像31とを合成する際に外部から画素単位で設定することでも良い。
【0049】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、合成対象とした与えられた第1及び第2の画像の各データをビット単位で組み合わせて作成される合成データの中から当該画素に指定されたαブレンディングにおけるα値を示す制御情報に基づいて合成データを選択する構成としたため、乗算回路などの複雑な回路を用いて第1の画像と第2の画像との合成値を計算することなく、簡単な回路構成で第1の画像と第2の画像との合成画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像合成処理装置が搭載された情報端末装置の回路構成を示すブロック図。
【図2】 合成対象として与えられるベース画像とテクスチャー画像のデータフォーマットを示す図。
【図3】 ベース画像の圧縮前と圧縮後のデータフォーマットを示す図。
【図4】 本発明の画像合成処理装置の内部構成を示すブロック図。
【図5】 前記画像合成処理装置に設けられたR合成回路の構成を示す図。
【図6】 前記画像合成処理装置に設けられたR合成回路、G合成回路、B合成回路にて得られる合成結果を示す図。
【図7】 ベース画像、テクスチャー画像、合成画像の一例を示す図。
【図8】 テクスチャーの各画素毎に指定された不透明情報αのイメージ図。
【符号の説明】
21…ベース画像
22…スキャン回路
23…RGB分離回路
31…テクスチャー画像
32…スキャン回路
33…RGBα分離回路
41…R合成回路
41a…組合せ回路
41b…セレクタ
42…G合成回路
43…B合成回路
51…RGB合成回路
52…合成画像
Claims (1)
- αブレンディングにおけるα値を示す制御情報に基づいて第1の画像と第2の画像との合成画像を生成する画像合成処理装置であって、
前記第1及び第2の画像の夫々を構成する画素データの各ビットデータを異なるように組み合わせて前記画素データと同一ビット数の合成データを複数作成する組み合わせ回路と、
この組み合わせ回路によって作成された複数の合成データの中から前記制御情報に基づいて1つの合成データを選択する選択手段と、
この選択手段によって選択された合成データを前記第1の画像と前記第2の画像との合成結果として出力する合成結果出力手段と
を具備したことを特徴とする画像合成処理装置。
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