JPS63187889A - テレビ電話撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明のまする分野 本発明はテレビ電話における人物像を撮像する装置に関
するものである。

（２）従来の技術 現在広く使用されている撮像装置は第３図に示すｔ＞に
、光学系１で被写体２を２次元平面状の光電変換素子３
に結像さセ°、この光電変換素子に結像した被写体像、
ｔを電子的に走査することにより映像信号を取り出して
いる。したがって、目的とする被写体が前記光電変換素
子に焦点を結ぶ様に光学系が調整される。このような撮
像装置をテレビ電話等に使用する場合１人物像に焦点が
合わされるものの光電変換素子３に結像した像はそのま
ま出力されるため、背景等もそのまま相手に伝わる。こ
のため、装置の置き場所を工夫し、都合の悪いものが映
らないようにするなど設置上大きな制約があった。

一方、映像信号の中から動きのある被写体を抜き取る技
術がある。本発明ではこの技術を利用するので、その１
例をまず示しておく。

第４図はかかる映像抜き取り装置の一例で、５は切り換
え器、１０は背景メモリ、１５は背景差分演算回路、２
０は２値化回路、２５は抜き取り信号作製回路、３０は
映像ゲート回路、３５は背景画素抽出回路、４１，４２
．４３は遅延回路である。

この動作は、まず、背景画素抽出回路３５で人力される
映像信号のフレーム間の差分を画素毎に演算し、差分の
無い画素を抽出するなどの方法により、入力映像信号の
各フレームにおける背景に対応する画素を抽出する。切
り換え器５は、背景画素抽出回路３５により抽出された
情報に基づき。

入力映像信号中の背景画素部分については入力映像信号
側を受入れ、その他の画素部分については背景メモリ１
０より読み出される映像信号側を受入れるようにその接
点を制御される。これにより。

背景メモリ１０から読み出される映像信号の画素のうち
人力映像信号に含まれる背景画素部分を入力映像信号の
画素情報に置き換えた映像信号とし。

背景メモリ１０に入力する。この動作により背景メモリ
１０には常に最新の背景情報が記憶される。

背景メモリ１０に記憶された背景像は入力される映像信
号に同期して読みだされ、背景差分演算回路１５に入力
される。背景差分演算回路１５は背景メモリ１０より入
力される背景像と人力される映像との画素毎の差分を演
算し、各画素の差分値を２値化回路２０に入力する。２
値化回路２０は背景差分演算回路１５より入力される差
分値を一定のしきい値で２値化した信号を作る。以上の
動作により、入力映像信号と背景メモリ１０より読み出
される背景の映像信号との間に差分が生じた画素部分だ
けに有意レベル（“１″）のある２値化信号が得られる
。この２値化信号は背景に類僚したレベルとなる被写体
内部の画素部分が無効レベル“０”となる。抜き取り信
号作製回路２５は前記被写体内部の画素部分の無効レベ
ル“０”となっている画素部分を有意レベル“１′とな
るように補正した映像抜き取り信号を作製し、映像ゲー
ト回路３０に供給する。映像ゲート回路３０は前記映像
抜き取り信号が有意レベル“１′である部分の入力映像
信号だけを通過させ他の部分は黒レベルとした映像信号
を出力する。以上の動作により目的とする被写体像だけ
の映像信号を抜き取る。４１，４２．４３の各遅延回路
は各回路における処理時間を補正するもので、遅延回路
４１は背景画素抽出回路３５における処理時間を補正し
。

背景画素抽出回路３５より出力される背景画素の情報と
入力映像信号との位相を合わせるためのものであり、遅
延回路４２は背景メモリ１０より読み出される映像４ｇ
号と入力映像信号との位相を合わせるためのものであり
、遅延回路４３は抜き取り信号作製回路２５より出力さ
れる映像抜き取り信号と遅延回路４２により遅延された
入力映像信号との位相を合わせるためのものである。

本発明においては前記映像抜き取り装置の遅延回路４３
および映像ゲート回路３０を取り除いた部分を「被写体
領域識別回路」とし、抜き取り信号作製回路２５より得
られる前記映像抜き取り信号を被写体領域識別信号とし
て使用する。

（３）発明の目的 本発明の目的は目的とする被写体像である人物像以外の
不用な部分が映らないようにしたテレビ電話用の人物像
撮像装置を提供することにある。

（４）発明の構成 （４−１）発明の特徴と従来の技術との差異本発明は人
物が動いているものであることを利用し、光電変換素子
を走査して得られるテレビカメラからの映像信号から人
物像を抜き取り、その他の部分は別に用意した画面発生
器により発生させた映像となるようにしたことを最も主
要な特徴とし、光電変換素子を単に走査するだけで取り
出した映像信号をそのまま出力する従来の撮像装置とは
抜本的に異なる。

（４−２）実施例 第１図は本発明の実施例を示す図であって、１００は被
写体領域識別回路、２００は識別状況監視回路、３００
．３１０はそれぞれ第１．第２の背景発生回路、４００
は前景発生回路、５’００゜５１０．５２０は映像切り
換え器、６００は遅延回路である。また、第２図は第１
図の実施例を説明する図であって、ａ−ｆはそれぞれ第
１図に示した同記号の点における信号の様子を示し、ａ
は入力映像信号、ｂは被写体領域識別信号、Ｃ又はＣ′
は背景信号５　ｄは背景合成映像信号、ｅ又はｅ′は前
景信号、ｆ又はｒ′又はｆ”　は前景埋め込み信号（出
力映像信号）である。

第３図に示した従来のテレビカメラで撮像された映像信
号ａは被写体領域識別回路１００に入力される。被写体
領域識別回路１００は動きを伴う被写体のｊｉｊ域と静
止している背景の領域を識別し。

たとえば、第２図すに示す被写体領域をを意しベル“ｌ
゛、背景領域を無効レベル“０”とした被写体領域識別
信号すを作る。切り換え器５１０は前記被写体領域識別
信号すが有意の（たとえばレベル“１”）の期間は人力
映像信号ａ側に、無効（“０”）の期間は切り換え器５
００側に接点を制御する。今、切り換え器５００の接点
は常に３００の背景発生回路１側にあるものとすると、
切り換え器５１０の出力信号は、被写体部分は入力され
た映像そのままとなり、その他の部分は３００の背景発
生回路１により発生した映像となる。

たとえば、３００の背景発生回路１より発生する背景を
第２図Ｃに示すようにカーテン像とすると。

切り換え器５１０より出力される映像信号は５図ｄに示
す様に、背景がカーテンでその中に被写体像が埋め込ま
れた背景合成映像信号となる。いま。

被写体の前に机等が置かれていない場合は、この信号を
そのまま出力映像信号として使うことが出来る。

以上の説明で明らかなように、被写体が映っていない場
合は被写体領域識別信号すは全領域を動きの無い背景領
域（レベル１０′）とするため。

映像は３００の背景発生回路１から出力される映像だけ
となり、入力された映像信号は一切出力されない。また
、被写体、たとえば人が入力映像信号の中に入ってきた
場合は、その被写体部分だけが入力映像信号となり、他
の部分は３００の背景発生回路１の映像となり、いずれ
の場合も入力映像信号中の静止して、いる背景は出力映
像信号には含まれない。なお、遅延回路６００は、被写
体領域識別回路１００における処理時間を補正し、切り
換え器５１０における入力映像信号ａと前記被写体領域
識別信号すの位相を合わせ、切り換え器５１０を正しく
動作させるためのものである。また、３００の背景発生
回路１はビデオメモリやコンピュータグラフィックス等
による他、最も簡単にはブルー等の無地の背景等でもよ
く好みの背景にすることが出来る。

しかしながら、第２図の例に示す様に、入力映像信号ａ
の中の被写体の前に机等が映っている場合、背景合成映
像信号は同図ｄに示す様に被写体の下部が切れた映像と
なり、被写体（人物像）が浮いている不自然な映像とな
る。前景発生回路４００および切り換え器５２０はこの
不自然怒をなくすための部分で、前景発生回路４００は
第２図ｅに示す様に、前景だけの映像信号を発生させる
と共に、前景部分を示す前景領域識別信号を発生させ切
り換え器５２０に供給する。切つ挨え器５２０は前景発
生回路４００からの前記前景領域識別信号に基づき、前
景像部分の期間は前景発生回路４００側に、その他の期
間は切り換え器５１０側に接点を制御する。この動作に
より切り換え器５２０より出力される映像信号は第２図
ｒに示す様に背景合成映像信号ｄに前景が埋め込まれた
映像信号（出力映像信号）となり、前述の不自然感は除
去される。この前景発生回路４００は３００の背景発生
回路１と同様に、ビデオメモリやコンピュータグラフィ
ックスにより作製し５同時に前述の被写体領域識別信号
すに類似した前景領域部分を有意（たとえばレベル“１
１）とした前景領域識別信号を発生させることにより実
現できるが。

この場合にはコンピュータグラフィックスによる方が簡
単である。また、ある走査線より下を全て背景とするこ
とにより、映像信号の各フレームの走査開始点（画面左
上）で切り換え器５２０の接点を切り換え器５１０側に
、前記ある走査線より背景発生回路４００側に各フレー
ム毎に１度だけ切り換える方法により前景領域識別信号
を簡略化することも可能である。また、前景発生回路４
００は無地（たとえばブラウン）とし水平方向にのみア
クセントを付けた前景とすることにより簡単な回路とす
ることができる。この簡略化した場合の前景信号ｅと出
力映像信号ｆの例をそれぞれ第２図ｅ’、ｆ’　に示す
。

次に、識別状況監視回路２００は、被写体領域識別回路
１００より出力される前記被写体領域識別信号すを監視
し５画面全面にわたり被写体領域識別信号すの中に被写
体領域を示す存意（“１”）の部分が検出出来ない場合
、被写体無し信号を有意として切り換え器５００に供給
する。切り換え器５００はこの被写体無し信号が有意の
場合は接点を３１０の背景発生回路２側に、他の期間は
３００の背景発生回路１側に制御する。この動作により
入力映像信号中に被写体（人物像）が映っていない場合
の背景は３１０の背景発生回路２により発生した映像と
なる。したがって、３１０の背景発生回路２の内容をメ
ツセージにしておくと被写体が映っていない場合にはメ
ツセージを送出することが出来る。第２図Ｃ′に３１０
の背景発生回路２より発生される画面例を、ｆ″　に切
り換え器５２０より出力される出力映像信号の例を示す
。

また、識別状況監視回路２００より出力される前記被写
体無し信号を切り換え器５２０にも供給し。

被写体無し信号が有意“１″の期間はその動作を停止さ
せ、常に切り換え器５１０側とすることにより全画面を
３１０の背景発生回路２がらの映像とすることも可能で
あり、この場合には全面にメツセージを表示することが
出来る。このメツセージは複数用意しておき状況に合わ
せて選択出来るようにしたり、パーソナルコンピュータ
等を用いて任意のメツセージを投入できるようにするこ
とも可能である。また、背景発生回路１および２のそれ
ぞれ、および前景発生回路は複数台とし、異なる背景や
前景を切り換えてそれぞれ切り換え器５００．５２０に
供給することにより、背景や前景を選択できるようにす
ることも可能であることはもちろんのこと、背景や前景
の色調等を変化させるだけでかなりの変化を付けること
も可能である。また２　ここで用いる３００の背景発生
回路１゜３１０の背景発生回路２および前景発生回路４
゜Ｏは切り換え器５１０に入力される遅延回路６゜Ｏに
より遅延された入力映像信号に同期した映像信号を出力
するように動作していることはもちろんである。

（５）発明の詳細 な説明したように９本発明によれば、従来の撮像装置よ
り得られる映像信号から被写体（人物像等）を抽出し、
該被写体の部分だけを入力映像信号とし、他の部分は別
に作製した背景または前景の画面とすることが出来るの
で、背景に注意を払わなくても映って欲しくない背景等
が映らないので５本発明の撮像装置を使用することによ
り置き場所を選択する必要のない非常に利便性に富んだ
テレビ電話機を提供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す図、第２図は第１図
の動作を説明する図１第３図は従来の撮像装置を説明す
る図、第４図は本発明に使用する従来技術を説明する図
である。 １０ｏ：被写体領域識別回路 ２００：識別状況監視回路 ３００：背景発生回路１ ３１０：背景発生回路２ ４００：前景発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元平面状の光電変換素子に結像された被写体
   像を走査し映像信号に変換する手段と、該映像信号中の
   被写体像の領域を識別する手段と、第１および第２の背
   景を発生する手段と、前記被写体像の領域の識別結果を
   監視し、被写体が映っていないことを識別し、被写体が
   映っていない時には前記第１および第２の背景発生手段
   のあらかじめ定められている一方の背景発生手段を選択
   し、被写体が映っている時には他方の背景発生手段を選
   択する手段と、前記識別された被写体像の領域は前記光
   電変換素子を走査して得た映像信号とし、他の領域は前
   記選択された背景発生手段により発生した映像信号とし
   た背景合成映像信号に変換する手段と、前景を発生する
   手段と、前記背景合成映像信号に前記前景発生手段によ
   り発生した前景を埋め込む手段とを有することを特徴と
   したテレビ電話撮像装置。
2. （２）第（１）の特許請求範囲において、第１の背景発
   生手段、第２の背景発生手段および前景発生手段の１つ
   あるいは２つまたは全てがそれぞれ複数の映像発生手段
   を有し、該複数の映像発生手段の１つを選択してそれぞ
   れ第１、第２の背景および前景の映像信号とすることを
   特徴とするテレビ電話撮像装置。