JP4151234B2 - 画像合成処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

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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