專利名稱：圖象變換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖象變換設(shè)備，更具體地說，涉及對(duì)例如視頻信號(hào)進(jìn)行的一種視頻特殊效果處理，以產(chǎn)生特殊效果。
在此以前，例如美國(guó)專利5，070，465就公開過一種圖象變換設(shè)備。
在這種圖象變換設(shè)備中，輸入信號(hào)是根據(jù)寫地址產(chǎn)生電路輸出的寫地址數(shù)據(jù)依次寫入幀存儲(chǔ)器的預(yù)定區(qū)中，幀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)則根據(jù)讀地址產(chǎn)生電路輸入來的讀地址數(shù)據(jù)讀出的，從而使視頻信號(hào)產(chǎn)生各種特殊效果，顯示出經(jīng)變換的圖象。
在具有讀地址控制系統(tǒng)的這種圖象變換設(shè)備中，要產(chǎn)生形成由諸如星形或心形組成的經(jīng)曲線變換的圖象映象的特殊效果有困難。
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種能產(chǎn)生透鏡效應(yīng)將圖象變換成諸如星形或心形的經(jīng)曲線變換的圖象映象的圖象變換設(shè)備。
本發(fā)明的上述目的和其它目的是通過提供圖象變換設(shè)備10達(dá)到的，在該圖象變換設(shè)備中，輸入視頻信號(hào)S1所形成的圖象存入存儲(chǔ)器11中，存儲(chǔ)器11的輸入視頻信號(hào)則根據(jù)預(yù)定讀地址產(chǎn)生裝置13的讀地址數(shù)據(jù)讀出，從而對(duì)圖象進(jìn)行預(yù)定的圖象變換，圖象變換設(shè)備10包括轉(zhuǎn)換裝置23，用以將垂直坐標(biāo)表示的讀地址轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)數(shù)據(jù);計(jì)算裝置，用以確定函數(shù)F取將變換圖象的曲率半徑r除以表示變換圖象形狀的函數(shù)G的結(jié)果函數(shù)F在一次微分系數(shù)不斷增加但超過預(yù)定水平時(shí)固定增加，并用以將函數(shù)F乘以表示變換圖象形狀的函數(shù)G，從而對(duì)輸入的讀地址數(shù)據(jù)進(jìn)行變換計(jì)算;變換裝置26和27，用以將計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果變換成垂直坐標(biāo);其中視頻信號(hào)S1是根據(jù)轉(zhuǎn)換成垂直坐標(biāo)數(shù)據(jù)的讀地址而從存儲(chǔ)器11讀出的，從而使輸入視頻信號(hào)S1所產(chǎn)生的圖象產(chǎn)生透鏡效應(yīng)。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址進(jìn)行的變換計(jì)算是根據(jù)下式進(jìn)行的r′＝G(θ)×F｛ (r)/(G(θ)) ｝ (1)這里，“r”表示變換圖象的曲率半徑，G(θ)表示變換圖象的形狀。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址的變換計(jì)算是按下式進(jìn)行的G′(θ)＝M(θ)＝ (Rp)/(Rs) (2)這里，Rp表示變換圖象的圖形半徑，Rs表示變換圖象的外接圓半徑。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址的變換計(jì)算是按下式進(jìn)行的G′(θ)＝G(θ+Ps)(3)這里，θ表示與變換圖象的中心所成的角度，Ps表示變換圖象的圖形旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象的形狀。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址的變換計(jì)算是按下式進(jìn)行的G′(θ)＝M(θ+Ps)×G(θ+Ps)(4)這里，θ表示與變換圖象的中心所成的角度，Ps表示變換圖象的圖形旋轉(zhuǎn)角，M(θ)表示將變換圖象的半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址的變換計(jì)算是按下式進(jìn)行的G′(θ)＝M(θ+Ps)×G(θ)(5)這里，θ表示與變換圖象的中心所成的角度，Ps表示變換圖象的圖形旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象的形狀，M(θ)表示將變換圖象的圖形半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
此外，在計(jì)算裝置24和25中，對(duì)輸入的讀地址的變換計(jì)算是按下式進(jìn)行的G′(θ)＝M(θ)×G(θ+Ps)(6)這里，θ表示與變換圖象的中心所成的角度，Ps表示變換圖象的圖形轉(zhuǎn)角，G(θ)表示將變換圖象的圖形半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
此外，計(jì)算裝置24和25計(jì)算形成變換圖象的函數(shù)F，其中，首先，一次微分系數(shù)作為形成變換圖象的函數(shù)不斷地增加，但若超過預(yù)定水平Rs，則沿不斷增加的曲線固定增加。
此外，計(jì)算裝置24和25計(jì)算形成變換圖象的函數(shù)F，其中首先，一次微分系數(shù)作為形成變換圖象的函數(shù)不斷增加，但若超過預(yù)定的水平Rs則偏離不斷增加的曲線固定增加。
此外，計(jì)算裝置24和25計(jì)算形成變換圖象的函數(shù)F，其中首先，一次微分系數(shù)作為形成變換圖象的函數(shù)不斷增加，但若超過預(yù)定變化點(diǎn)水平Rs則偏離不斷增加的曲線固定增加，從而使變化點(diǎn)水平Rs發(fā)生變化。
此外，計(jì)算裝置24和25改變表示變換圖象形狀的函數(shù)G。
此外，計(jì)算裝置28和29給輸入的讀地址數(shù)據(jù)提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)Xc、Yc，且進(jìn)行變換計(jì)算，然后再次提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
此外，計(jì)算裝置28和29給輸入的讀地址數(shù)據(jù)提供不連續(xù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并進(jìn)行變換計(jì)算，然后再次給變換的讀地址數(shù)據(jù)提供不連續(xù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
如上所述，按照本發(fā)明，圖象是采用某一函數(shù)進(jìn)行變換的，變換后圖象至中心的距離即根據(jù)該函數(shù)對(duì)應(yīng)于圍繞該中心的角度而變化的。這樣就得出了能產(chǎn)生各種形狀透鏡效應(yīng)的圖象變換設(shè)備。
結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說明可以更清楚地了解本發(fā)明的性質(zhì)、原理和用途，附圖中同樣的部件都用同樣的編號(hào)或字母表示。
附圖中圖1是本發(fā)明圖象變換設(shè)備一個(gè)實(shí)施例的方框圖;
圖2是說明在圖1所示的圖象變換設(shè)備對(duì)讀地址進(jìn)行處理產(chǎn)生透鏡效應(yīng)的流程圖;
圖3的曲線圖示出了在圖1所示的圖象變換設(shè)備中采用的函數(shù)G(θ);
圖4A和4B是用圖1所示的圖象變換設(shè)備得出的星形和心形變換圖象的示意圖;
圖5是圖1所示的圖象變換設(shè)備中采用的幅形比函數(shù)M(θ)的外形示意圖;
圖6A和6B是圖1所示的圖象變換設(shè)備中使用的函數(shù)F(r)以及輸出的變換圖象的示意圖;
圖7是圖1所示的圖象變換設(shè)備中讀地址產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖;
圖8是說明透鏡中心在圖1所示的圖象變換設(shè)備中偏移時(shí)的工作情況的示意圖;
圖9是說明多重透鏡效應(yīng)的作用的示意圖。
現(xiàn)在參照


本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例。
圖1中，10總的表示圖象變換設(shè)備，其中經(jīng)數(shù)字化的輸入視頻信號(hào)。S1根據(jù)順序?qū)懙刂酚?jì)數(shù)器12輸出的寫地址信號(hào)S2寫入幀存儲(chǔ)器11中而不致變換圖象。
此外，讀地址產(chǎn)生電路13用以產(chǎn)生從幀存儲(chǔ)器11讀取圖象數(shù)據(jù)的讀地址數(shù)據(jù)，電路13輸入順序讀地址信號(hào)S3，對(duì)讀地址信號(hào)S3進(jìn)行處理，然后將處理后的讀地址數(shù)據(jù)作為讀地址信號(hào)S4輸出給幀存儲(chǔ)器11，從而根據(jù)上述讀地址數(shù)據(jù)從幀存儲(chǔ)器11中讀出輸出視頻信號(hào)，形成按預(yù)定方式變換輸入信號(hào)S1的圖象。
圖2示出了在讀地址產(chǎn)生電路13中產(chǎn)生透鏡效應(yīng)讀地址的處理過程。讀地址產(chǎn)生電路13在步驟SP1開始進(jìn)行上述處理過程，在下一個(gè)步驟SP2根據(jù)讀地址信號(hào)S3用垂直坐標(biāo)系(x，y)表示的順序讀地址數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)入下一步驟SP3。
在步驟SP3，讀地址產(chǎn)生電路13獲得效應(yīng)xc(＝x-Xc)和yc(＝y(tǒng)-Yc)的中心，在下一步驟SP4按下式將垂直角坐標(biāo)(x、y)變換成極從標(biāo)(r，θ)r =x2+ y2]]>(7)θ＝tan-1[ (y)/(x) ] (8)此外，在步SP5，讀地址產(chǎn)生電路13按下式處理透鏡效應(yīng)r′＝G(θ)×F｛ (r)/(G(θ)) ｝ (9)θ′＝θ(10)這里，由于(9)式中的函數(shù)G(θ)是用以調(diào)節(jié)透鏡形狀的圖形函數(shù)，當(dāng)產(chǎn)生圖3中所示的圖形A時(shí)，若參考圓S的半徑用Rs表示，圖形A在角θ處的半徑用Rp表示，則函數(shù)G(θ)變成可用下式表示的周期函數(shù)G(θ)＝ (Rp)/(Rs) (0≤θ＜2×π) (11)應(yīng)用這種周期函數(shù)，可以形成例如星形圖形B(圖4A)和心形圖形C(圖4B)。
此外，由于周期函數(shù)可變換成下式G′(θ)＝M(θ+Ps)×G(θ+Ps)(12)因而可以圖5所示透鏡圖形D的旋轉(zhuǎn)角Ps和圖形的幅形比As控制周期函數(shù)。
假設(shè)在圖5中若內(nèi)切圓SIN的半徑用R1表示，外切圓SOUT的半徑用R2表示，則θ函數(shù)M(θ)必須滿足下式M(θ)= (Rp)/(R2) (13)As = (R1)/(R2) (14)此外，函數(shù)F(r)是用以調(diào)節(jié)圖象通過透鏡看去時(shí)出現(xiàn)的方式的函數(shù)，且如圖6A和6B中所示，若透鏡的曲率用Ds表示，透鏡的半徑用Rs表示，則可以用曲率DS1和DS2控制函數(shù)(r)。
在圖2的步驟SP5按這種方式處理透鏡效應(yīng)之后，讀地址產(chǎn)生電路就轉(zhuǎn)入下一步驟SP6將極坐標(biāo)(r′，θ′)按下式變換成垂直坐標(biāo)(X，Y)X＝r′×cos(θ′)(15)Y＝r′×Sin(θ′)(16)而且在下一步驟SP7將效應(yīng)(Xc，Yc)的各中心加到垂直角坐標(biāo)(X，Y)上，得出產(chǎn)生透鏡效應(yīng)Xc和Yc的讀地址數(shù)據(jù)。
這里，如圖7中所示，讀地址發(fā)生電路13將順序讀地址x發(fā)送到RAM28和減法器31。已存有效應(yīng)Xc的中心的RAM28將讀地址x變換成中心數(shù)據(jù)Xc并將其輸出給減法器31。減法器31求出讀地址x與中心數(shù)據(jù)Xc之間的差值，并將其輸出給坐標(biāo)變換電路23。
此外，順序讀地址y也發(fā)送到RAM29和減法器32。已存有效應(yīng)yc中心的RAM29將讀地址y變換成中心數(shù)據(jù)Yc，的RAM29將地址y變換成中心數(shù)據(jù)Yc，并將其輸出給減法器32。減法器32求出讀地址y與中心數(shù)據(jù)Yc之間的差值，并將其輸出給坐標(biāo)變換電路23。
坐標(biāo)變換電路23將垂直坐標(biāo)(x、y)變換成極坐標(biāo)(R，θ)，并將距離數(shù)據(jù)R輸出給乘法器33。此外，角數(shù)據(jù)θ也輸入到RAM25，26和27中。
各RAM25，26和27是按角數(shù)據(jù)θ排列的表。在RAM25中，r″＝1/(G(x))的數(shù)據(jù)是由CPU39選取的，在RAM26中，COS(θ′)＝COS(θ)的數(shù)據(jù)是由CPU39選取的，在RAM27中，Sin(θ′)＝Sin(θ)的數(shù)據(jù)是由CPU39選取的。
此外，RAM25的輸出發(fā)送到乘法器33，與坐標(biāo)變換電路23輸出的距離數(shù)據(jù)R相乘，然后輸入到RAM24中。在RAM24中，r′＝F(r)的數(shù)據(jù)是由CPU39選取的。RAM24的輸出被輸進(jìn)加法器34和35中，在加法器34中與RAM26的輸出相加，在加法器35中則與RAM27的輸出相加。
加法器34的輸出被輸進(jìn)加法器36中，與RAM28的輸出相同，然后作為讀地址Xc輸出。加法器35的輸出被輸進(jìn)加法器37中，與RAM29的輸出相加然后作為讀地址Yc輸出。
按照上述結(jié)構(gòu)，與取決于參考圓S的半徑Rs和透鏡圖形D在θ角的半徑Rr的函數(shù)G(θ)有關(guān)的處理是在計(jì)算讀地址時(shí)加入的，從而使透鏡的形狀可以改變成圓以外的形狀，例如，星形，心形等。
應(yīng)該指出的是，在上述諸實(shí)施例中，屏幕上形成的透鏡圖形只有一個(gè)。但本發(fā)明并不局限于此，而是例如根據(jù)圖8中所示透鏡中心(Xc，Yc)與RAM28和29中各表之間的關(guān)系，可以通過如圖9所示那樣將透鏡重復(fù)間距離調(diào)定為Wx，Wy可以形成多個(gè)透鏡圖形。
此外，在上述實(shí)施例中，透鏡效應(yīng)是在二維平面上獲得的。但本發(fā)明并不僅僅局限于此，輸進(jìn)讀地址產(chǎn)生電路13的順序讀地址(x、y)可以是通過三維矩陣處理過的。
就是說，若通過三維矩陣處理過的讀地址用x3D，y3D表示，三維轉(zhuǎn)換矩陣用α11至α33表示，則用下式表示的讀地址(x3D，y3D)可以輸進(jìn)讀地址產(chǎn)生電路13中X3D= (α11×x+α12×y+α13)/(α31×x+α32×y+α33) (17)
y3D= (α21×x+α22×y+α23)/(α31×x+α32×y+α33) (18)雖然上述說明是就本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例進(jìn)行的，但本領(lǐng)域技術(shù)的人員都知道，對(duì)上述實(shí)施例是可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)作種種更改和改進(jìn)的，因而這些更改和改進(jìn)都屬于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種圖象變換設(shè)備，用以對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行圖象變換處理，其特征在于該設(shè)備包括存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)所述輸入的視頻信號(hào)；第一變換裝置，用以將用垂直坐標(biāo)表示的順序讀地址變換成極坐標(biāo)數(shù)據(jù)；除法裝置，用以將所述第一變換裝置得出的極坐標(biāo)半徑分量除以表示變換圖形形狀的函數(shù)；第二變換裝置，用以用一個(gè)函數(shù)轉(zhuǎn)換所述除法裝置的除結(jié)果，其中一次微分系數(shù)通常不斷增加，但若超過某預(yù)定水平，一次微分就固定增加；乘法裝置，用以將所述第二變換裝置所變換的結(jié)果與所述表示變換圖形形狀的函數(shù)相乘；第三變換裝置，用以將所述乘法裝置的計(jì)算結(jié)果變換成垂直坐標(biāo)數(shù)據(jù)；其中所述視頻信號(hào)是根據(jù)所述垂直角坐標(biāo)數(shù)據(jù)讀出的，從而使所述輸入的視頻信號(hào)所形成的圖象產(chǎn)生透鏡效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述除法裝置、第二變換裝置和乘法裝置采用下式對(duì)所述輸入的順序讀地址進(jìn)行變換和計(jì)算處理r′＝G(θ)×F｛ (r)/(G(θ)) ｝這里，r表示所述第一變換裝置得出的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)的半徑分量，G(θ)表示變換圖形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數(shù)G(θ)用下式求出G(θ)＝ (Rp)/(Rs) (0≤θ＜2×π)這里，Rp表示變換圖象圖形的半徑，Rs表示變換圖象外接圓的半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數(shù)G′(θ)用下式求出G′(θ)＝G(θ+Ps)這里，θ表示與變換圖象中心所成的角度，Ps表示變換圖象圖形的旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數(shù)G′(θ)用下式求出G′(θ)＝M(θ+Ps)×G(θ+Ps)這里，θ表示與變換圖象中心所成的角度，Ps表示變換圖象圖形的旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象形狀，及M(θ)表示將變換圖象圖形的半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數(shù)G′(θ)用下式求出G′(θ)＝M(θ+Ps)×G(θ)這里，θ表示與變換圖象中心所成的角度，Ps表示變換圖象圖形的旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象的形狀，M(θ)表示將就換圖象圖形的半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數(shù)G′(θ)用下式求出G(θ)＝M(θ)×G(θ+Ps)這里，θ表示與變換圖象中心所成的角度，Ps表示變換圖象形的旋轉(zhuǎn)角，G(θ)表示變換圖象的形狀，M(θ)表示將變換圖象圖形半徑Rp除以變換圖象外接圓半徑Rs的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述第二變換裝置計(jì)算某一函數(shù)，其中，首先，一次微分系數(shù)作為形成所述變換圖象的函數(shù)而不斷增加，但若超過預(yù)定水平，則沿所述不斷增加的曲線固定增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述第二變換裝置計(jì)算某一函數(shù)，其中，首先一次微分系作為形成所述變換圖象的函數(shù)不斷增加，但若超過預(yù)定水平，則偏離所述不斷增加的曲線而固定增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述第二變換裝置控制所述預(yù)定水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述除法裝置改變表示所述變換圖象形狀的函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述除法裝置、第二變換裝置和乘法裝置給所述輸入的讀地址數(shù)據(jù)提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)，履行所述變換計(jì)算，然后再給所述經(jīng)變換的讀地址提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象變換設(shè)備，其特征在于所述除法裝置、第二變換裝置和乘法裝置給所述輸入的讀地址提供不連續(xù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，履行所述變換計(jì)算，然后再給所述經(jīng)變換的讀地址提供不連續(xù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
全文摘要
在一種圖象變換設(shè)備中，輸入的視頻信號(hào)形成的圖象存入存儲(chǔ)器中，輸入的視頻信號(hào)則根據(jù)預(yù)定的讀地址產(chǎn)生裝置的讀地址數(shù)據(jù)讀取，從而對(duì)圖象進(jìn)行預(yù)定的圖象變換。圖象是采用某一函數(shù)加以變換的，其中變換后的圖象至中心的距離可以根據(jù)與該中心所成的角度加以改變，從而產(chǎn)生使圖象變換成具有各種曲線形狀的圖象的透鏡效應(yīng)。
文檔編號(hào)G06T3/00GK1099211SQ94103850
公開日1995年2月22日 申請(qǐng)日期1994年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月17日
發(fā)明者守分且明, 白石敏洋 申請(qǐng)人:索尼公司