專利名稱：圖像合成器及其圖像合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像合成器及其圖像合成方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種采用下述阿爾法混合技術(shù)的圖像合成器及其圖像合成方法，所述阿爾法混合技術(shù)通過對多個(gè)圖像使用不同加權(quán)因子α來對多個(gè)圖像進(jìn)行合成。
背景技術(shù)：
至今，作為對多個(gè)圖像進(jìn)行合成的技術(shù)，阿爾法混合技術(shù)已為大家所熟知。阿爾法混合技術(shù)通過使用加權(quán)因子α來將權(quán)重分配給多個(gè)圖像并且對加權(quán)圖像進(jìn)行合并以從而合成圖像。在T.Poter和T.Duff的″Compositing Digital Images″、SIGGRAPH，1984，第253-259中描述了該阿爾法混合技術(shù)的示例。該技術(shù)被稱為″Poter-Duff合成操作″。
在Poter-Duff合成操作中使用的加權(quán)因子α被稱為用于表示圖像不透明度的阿爾法值或阿爾法值。在本發(fā)明中，該因子被稱為″阿爾法值″。接下來對Poter-Duff合成操作進(jìn)行描述。在Poter-Duff合成操作中，可分別從表達(dá)式(1)和(2)得到合成圖像的阿爾法值αout和像素值Cout。
αout＝αSRC+(1-αSRC)*αDST…(1)αout*Cout＝αSRC*C1+(1-αSRC)*αDST*C0…(2)在上述表達(dá)式中，C0表示背景圖像的像素值，C1表示前臺圖像的像素值，αDST表示背景圖像的阿爾法值，并且αSRC表示前臺圖像的阿爾法值。在這里，假如背景圖像C0的阿爾法值αDST是1并且背景圖像是不透明的，那么將表達(dá)式(1)和(2)重排為表達(dá)式(3)和(4)。
αout＝αSRC+(1-αSRC)＝1…(3)Cout＝αSRC*C1+(1-αSRC)*C0…(4)如果αSRC＝0.3，那么合成圖像的像素值Cout包括30％的前臺圖像的像素值和70％的背景圖像的像素值。也就是說，就利用Poter-Duff合成操作所計(jì)算的合成圖像的像素值Cout而言，前臺圖像的像素值C1說明了不透明度為30％，并且背景圖像的像素值C0說明了不透明度為70％。通過對這兩個(gè)圖像進(jìn)行合并可獲得合成圖像。
從上面的描述可知，阿爾法混合技術(shù)可根據(jù)阿爾法值對每個(gè)圖像的不透明度進(jìn)行調(diào)節(jié)并且可對每一個(gè)具有已調(diào)不透明度的圖像進(jìn)行合成。阿爾法混合技術(shù)可應(yīng)用于彩色圖像。例如，就RGB彩色圖像而言，阿爾法混合技術(shù)可應(yīng)用于R(紅)、G(綠)、以及B(藍(lán))分量的每一個(gè)。就YCbCr彩色圖像而言，阿爾法混合技術(shù)可應(yīng)用于Y(亮度)、Cb(色度藍(lán)色)、以及Cr(色度紅色)分量的每一個(gè)。在日本專利申請未決公開NO.2001-285749和2005-77522中公開了采用這種阿爾法混合技術(shù)的圖像合成技術(shù)。
此外，在對三個(gè)或更多圖像進(jìn)行合成的情況下，首先利用表達(dá)式(3)和(4)來對多個(gè)圖像中的兩個(gè)進(jìn)行合并，并且輸入結(jié)果圖像和第三圖像并利用表達(dá)式(3)和(4)來進(jìn)行合并。重復(fù)該操作以從而對三個(gè)或更多圖像進(jìn)行合成。
接下來對可實(shí)現(xiàn)上述阿爾法混合技術(shù)的傳統(tǒng)圖像合成器100進(jìn)行描述。圖13給出了傳統(tǒng)圖像合成器100的方框圖。如圖13所示，圖像合成器100包括圖像產(chǎn)生器110，120，140、除法器130、以及顯示設(shè)備150。圖像產(chǎn)生器110例如輸出下述阿爾法乘像素值α1C1以及阿爾法值0.1，所述阿爾法乘像素值α1C1是通過使對四個(gè)圖像進(jìn)行合成所獲得的像素值乘以阿爾法值所獲得的。圖像產(chǎn)生器120輸出背景圖像像素值C0。除法器130使輸入的阿爾法乘像素值α1C1除以阿爾法值α1以輸出前臺圖像像素值C1。圖像產(chǎn)生器140根據(jù)表達(dá)式(4)通過使用輸入的前臺圖像像素值C0、前臺圖像像素值C1、以及阿爾法值α1而輸出合成圖像的像素值Cout。顯示設(shè)備50顯示合成圖像的像素值Cout。
下面對圖像產(chǎn)生器110進(jìn)行更詳細(xì)地描述。圖14給出了圖像產(chǎn)生器10的內(nèi)部單元的方框圖。如圖14所示，圖像產(chǎn)生器110包括阿爾法混合計(jì)算單元111，112，113以及除法器114，115，116。阿爾法混合計(jì)算單元111、112、以及113的每一個(gè)根據(jù)每個(gè)圖像的阿爾法值α和像素值C來對兩個(gè)輸入圖像進(jìn)行合成以產(chǎn)生新阿爾法值和阿爾法乘像素值。除法器114、115、以及116的每一個(gè)使輸入的阿爾法乘像素值除以輸入的阿爾法值以產(chǎn)生像素值；將該像素值輸入到下一級。在這里，圖13的圖像產(chǎn)生器140包括如圖14所示的一個(gè)阿爾法混合計(jì)算單元和一個(gè)除法器，或者包括圖14的一個(gè)阿爾法混合計(jì)算單元。將固定值″1″設(shè)置為背景圖像的阿爾法值。
也就是說，在傳統(tǒng)阿爾法混合計(jì)算單元中，使阿爾法乘像素值除以與阿爾法乘像素值一起輸出的輸出阿爾法值，并且使像素值標(biāo)準(zhǔn)化以與阿爾法值一起輸入到下一級，從而獲得合成圖像的像素值。
然而，傳統(tǒng)阿爾法混合計(jì)算單元僅可輸出阿爾法乘像素值。因此，如果將像素值發(fā)送到下一級，那么必須產(chǎn)生未乘以阿爾法值的像素值。其結(jié)果是，阿爾法混合計(jì)算單元的每一個(gè)需要除法器，這導(dǎo)致了電路大小增大這樣的問題。在對更多圖像進(jìn)行合成的情況下，需要許多除法器，因此會(huì)使該問題變得更嚴(yán)重。
此外，即使由CPU(中央處理單元)來連續(xù)地計(jì)算合成圖像的像素值，所計(jì)算的值也是阿爾法乘像素值。因此，應(yīng)除以阿爾法乘像素值并使其標(biāo)準(zhǔn)化以用于隨后合成。通常，執(zhí)行除法會(huì)花費(fèi)比乘法或加法更多的時(shí)間。這引起了這樣的問題，即如果利用在傳統(tǒng)阿爾法混合計(jì)算單元中使用的計(jì)算方法來執(zhí)行計(jì)算，那么處理時(shí)間會(huì)增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像合成器包括多個(gè)計(jì)算單元，用于根據(jù)與第一和第二圖像信息相對應(yīng)的第一和第二因子來對第一和第二圖像信息進(jìn)行合成以輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息；除法器，用于使多個(gè)計(jì)算單元的一個(gè)輸出的中間輸出信息除以第三因子以輸出第三圖像信息，這多個(gè)計(jì)算單元中的至少一個(gè)用作第一計(jì)算單元，該第一計(jì)算單元用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。
根據(jù)本發(fā)明的圖像合成器，計(jì)算單元輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息。然而，多個(gè)計(jì)算單元中的至少一個(gè)是第一計(jì)算單元，該第一計(jì)算單元用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。因此，因?yàn)榈谝挥?jì)算單元用作串行連接的計(jì)算單元，因此先前級的計(jì)算單元所輸出的中間輸出信息按原樣用作隨后級的計(jì)算單元的中間輸入信息。因此，本發(fā)明的圖像合成器可省去位于串行連接的計(jì)算單元之間的除法器。因此，可省去占據(jù)了很大電路的除法器，因而可降低圖像合成器的芯片區(qū)或布局區(qū)。相反，傳統(tǒng)圖像合成器應(yīng)具有位于串行連接的計(jì)算單元之間的除法器。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖像合成方法包括執(zhí)行下述多個(gè)合成處理，即根據(jù)與第一和第二圖像信息相對應(yīng)的第一和第二因子來對第一和第二圖像信息進(jìn)行合成以輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息；以及使在這多個(gè)合成處理的一個(gè)中輸出的中間輸出信息除以第三因子以輸出第三圖像信息，這多個(gè)合成處理的至少一個(gè)是第一合成處理，該第一合成處理用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。
根據(jù)本發(fā)明的圖像合成方法，合成處理輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息。然而，這多個(gè)合成處理的至少一個(gè)是第一合成處理，該第一合成處理用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。因此，執(zhí)行第一合成處理以作為第二和隨后處理，因而在先前合成處理中輸出的中間輸出信息可用作中間輸入信息以按原樣輸出到隨后合成處理中。因此，本發(fā)明的圖像合成方法可省去在連續(xù)合成處理之間執(zhí)行的除法。因此，可省去耗時(shí)的除法，因此可縮短圖像合成處理所需的時(shí)段。


結(jié)合附圖從以下描述中可更顯而易見的得知本發(fā)明的上述及其他目的、優(yōu)點(diǎn)、以及特征，其中圖1給出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖2給出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖3給出了第二實(shí)施例的圖像合成器的另一示例的方框圖；圖4給出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖5給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖6給出了第四實(shí)施例的圖像合成器的另一示例的方框圖；圖7給出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖8給出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖9給出了第六實(shí)施例的圖像合成器的另一示例的方框圖；圖10給出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；
圖11給出了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的圖像合成器的方框圖；圖12給出了由第八實(shí)施例的圖像合成器的CPU所執(zhí)行的處理的流程圖；圖13給出了傳統(tǒng)圖像合成器的方框圖；以及圖14給出了傳統(tǒng)圖像產(chǎn)生器的詳細(xì)方框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在在這里參考說明性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白的是使用本發(fā)明的教導(dǎo)可實(shí)現(xiàn)許多替換實(shí)施例并且本發(fā)明并不局限于為了說明性的目的而說明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像合成器1例如對圖像A、B、C、以及D這四個(gè)圖像進(jìn)行合成并輸出合成圖像。各個(gè)圖像包括與用于表示圖像不透明度的阿爾法值α以及像素值C有關(guān)的信息。本發(fā)明中使用的阿爾法混合計(jì)算單元例如根據(jù)第一因子(例如背景圖像的阿爾法值α0)和第二因子(例如前臺圖像的阿爾法值α1)對第一圖像信息(例如背景圖像的像素值C0)和第二圖像信息(例如前臺圖像的像素值C1)進(jìn)行合并以對這兩個(gè)圖像進(jìn)行合成。此后，通過對背景圖像和前臺圖像的阿爾法值α進(jìn)行合成可獲得第三因子(例如合成圖像的阿爾法值αmix)，并且通過使合成圖像的阿爾法值αmix乘以通過對背景圖像和前臺圖像的像素值進(jìn)行合成所獲得的第三圖像信息(例如合成圖像的像素值Cmix)，可獲得中間輸出信息(例如阿爾法乘像素值αmixCmix)。
此外，在該實(shí)施例中，使用以不同方式執(zhí)行計(jì)算的第一和第二計(jì)算單元來對多個(gè)像素進(jìn)行合成。第二計(jì)算單元輸出合成圖像的阿爾法值αmix、基于背景圖像的阿爾法值α0和像素值C0的阿爾法乘像素值αmixCmix、以及前臺圖像的阿爾法值α1和像素值C1。第一計(jì)算單元輸出基于中間輸入信息的合成圖像的阿爾法值αmix和阿爾法乘像素值αmixCmix(例如背景圖像的阿爾法乘像素值α0C0)、背景圖像的阿爾法值α0、以及前臺圖像的阿爾法值α1和像素值C1。
圖1給出了圖像合成器1的方框圖。如圖1所示，圖像合成器1包括第二計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元10)、第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元201和202)、以及除法器31。將阿爾法混合計(jì)算單元10、201、以及202排列成阿爾法混合計(jì)算單元201和202與第一級的阿爾法混合計(jì)算單元10串行連接。最后一級的阿爾法混合計(jì)算單元202的輸出與除法器31相連。
阿爾法混合計(jì)算單元10接收圖像A的阿爾法值αa和像素值Ca以作為背景圖像的阿爾法值α0和像素值C0并且接收圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb以作為前臺圖像的阿爾法值α1和像素值C1。此外，輸出阿爾法值αab和阿爾法乘像素值αabCab以作為合成圖像的阿爾法值αmix和阿爾法乘像素值αmixCmix。阿爾法混合計(jì)算單元10包括乘法器11至13、減法器14、以及加法器15和16。
乘法器11接收圖像A的阿爾法值αa以及減法器14的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器12接收圖像A的像素值Ca以及乘法器11的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器13接收圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。減法器14接收值″1″和圖像B的阿爾法值αb以輸出通過從值″1″中減去該阿爾法值αb所獲得的值。加法器15接收乘法器11的輸出值以及圖像B的阿爾法值αb以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。加法器16接收乘法器12的輸出值以及乘法器13的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。在這里，加法器15的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法值αab，并且加法器16的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法乘像素值αabCab。
阿爾法混合計(jì)算單元201接收先前級的阿爾法混合計(jì)算單元10的阿爾法值αab和阿爾法乘像素值αabCab以作為背景圖像的阿爾法值α0和阿爾法乘像素值α0C0，并且接收圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc以作為前臺圖像的阿爾法值α1和像素值C1。此外，輸出阿爾法值αabc和阿爾法乘像素值αabcCabc以作為合成圖像的阿爾法值αmix和阿爾法乘像素值αmixCmix。阿爾法混合計(jì)算單元201包括乘法器211至231、減法器241、以及加法器251和261。
乘法器211接收阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法值αab以及減法器241的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器221接收阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc以及減法器241的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器231接收圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。減法器241接收值″1″和圖像C的阿爾法值αc以輸出從值″1″中減去阿爾法值αc的結(jié)果。加法器251接收乘法器211的輸出值以及圖像C的阿爾法值αc以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。加法器261接收乘法器221的輸出值以及乘法器231的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。在這里，加法器251的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法值αabc，并且加法器261的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc。
阿爾法混合計(jì)算單元202接收先前級的阿爾法混合計(jì)算單元201的阿爾法值αabc和阿爾法乘像素值αabcCabc以作為背景圖像的阿爾法值α0和阿爾法乘像素值α0C0，并且接收圖像D的阿爾法值αc和像素值Cd以作為前臺圖像的阿爾法值α1和像素值C1。此外，輸出阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd以作為合成圖像的阿爾法值αmix和阿爾法乘像素值αmixCmix。阿爾法混合計(jì)算單元202包括乘法器212至232、減法器242、以及加法器252和262。
乘法器212接收阿爾法混合計(jì)算單元201輸出的阿爾法值αabc以及減法器242的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器222接收阿爾法混合計(jì)算單元201輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc以及減法器242的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。乘法器232接收圖像D的阿爾法值αd和像素值Cd以輸出使這兩個(gè)值相乘的結(jié)果。減法器242接收值″1″圖像D的和阿爾法值αd以輸出從值″1″中減去阿爾法值αd的結(jié)果。加法器252接收乘法器212的輸出值以及圖像D的阿爾法值αd以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。加法器262接收乘法器222的輸出值以及乘法器232的輸出值以輸出使這兩個(gè)值相加的結(jié)果。在這里，加法器252的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法值αabcd，并且加法器262的輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法乘像素值αabcdCabcd。此外，將阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法值αabcd作為圖像合成器1的輸出阿爾法值而輸出到另一設(shè)備。
除法器31接收阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法乘像素值αabcdCabcd以及阿爾法值αabcd以輸出使阿爾法乘像素值αabcdCabcd除以阿爾法值αabcd的結(jié)果(像素Cabcd)。將該像素值Cabcd作為圖像合成器1的輸出像素值而輸出到另一設(shè)備。
在由此連接的單元中，接下來對阿爾法混合計(jì)算單元的輸出值的計(jì)算結(jié)果以及圖像合成器1的操作進(jìn)行描述。在這里，就圖像A、B、C、以及D而言，假設(shè)圖像A作為底部圖像，并且圖像B、C、以及D依次疊加在圖像A之上。首先，第一級的阿爾法混合計(jì)算單元10接收作為一個(gè)輸入圖像的圖像A的阿爾法值αa和像素值Ca并且接收作為另一輸入圖像的圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb。根據(jù)該輸入值，減法器14從值″1″中減去圖像B的阿爾法值αb以輸出(1-αb)。乘法器11使減法器14的輸出值乘以圖像A的阿爾法值αa以輸出((1-αb)*αa)。加法器15使乘法器11的輸出值與圖像B的阿爾法值αb相加以輸出(αb+(1-αb)*αa)。因此，由表達(dá)式(5)來表示阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法值αab。
αab＝αb+(1-αb)*αa...(5)另一方面，乘法器13使圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb相乘以輸出(αb*Cb)。乘法器12使乘法器11的輸出值乘以圖像A的像素值Ca以輸出((1-αb)*αa*Ca)。加法器16使乘法器12的輸出值與乘法器13的輸出值相加以輸出(αb*Cb+(1-αb)*αa*Ca)。因此，由表達(dá)式(6)來表示阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法乘像素值αabCab。
αabCab＝αb*Cb+(1-αb)*αa*Ca…(6)接下來，第二級的阿爾法混合計(jì)算單元201接收阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法值αab、阿爾法乘像素值αabCab、以及圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc。根據(jù)該輸入值，減法器241從值″1″中減去圖像C的阿爾法值αc以輸出(1-αc)。乘法器211使減法器241的輸出值乘以阿爾法混合計(jì)算單元10的阿爾法值αab以輸出((1-αc)*αab)。加法器251使乘法器211的輸出值與圖像C的阿爾法值αc相加以輸出(αc+(1-αc)*αab)。因此，可從表達(dá)式(7)得到阿爾法混合計(jì)算單元201輸出的阿爾法值αabc。
αabc＝αc+(1-αc)*αab＝αc+(1-αc)*αb+(1-αc)*(1-αb)*αa…(7)另一方面，乘法器231使圖像C的阿爾法值αc與像素值Cc相乘以輸出(αc*Cc)。乘法器221使阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法乘像素值αabCab與減法器241的輸出值相乘以輸出((1-αc)*αabCab)。加法器261使乘法器221的輸出值與乘法器231的輸出值相加以輸出(αc*Cc+(1-αc)*αabCab)。因此，從表達(dá)式(8)可得到阿爾法混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc。
αabcCabc＝αc* Cc+(1-αc)*αabCab＝αc*Cc+(1-αc)*αb*Cb+(1-αc)*(1-αb)*αa*Ca…(8)接下來，第三級的阿爾法混合計(jì)算單元202接收阿爾法混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法值αabc、阿爾法乘像素值αabcCabc、以及圖像D的阿爾法值αd和像素值Cd。根據(jù)該輸入值，減法器242從值″1″中減去圖像D的阿爾法值αd以輸出(1-αd)。乘數(shù)212使減法器242的輸出值乘以阿爾法混合計(jì)算單元201的阿爾法值αabc以輸出((1-αb)*αabc)。加法器252使乘法器212的輸出值與圖像D的阿爾法值αb相加以輸出(αd+(1-αd)*αabc)。因此，可從表達(dá)式(8)得到阿爾法混合計(jì)算單元202輸出的阿爾法值αabcd。
αabcd＝αd+(1-αd)*αabc＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αab＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa…(9)另一方面，乘法器232使圖像D的阿爾法值αb與像素值Cd相乘以輸出(αd*Cd)。乘法器222使混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc乘以減法器242的輸出值以輸出((1-αb)*αabcCabc)。加法器262使乘法器222的輸出值與乘法器232的輸出值相加以輸出(αd*Cd+(1-αb)*αabcCabc)。因此，可從表達(dá)式(10)中得到阿爾法混合計(jì)算單元201所輸出的阿爾法乘像素值αabcdCabcd。
αabcdCabcd＝αd*Cd+(1-αd)*αabcCabc＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αabCab＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αb*Cb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αa)*αa*Ca…(10)除法器31使由此計(jì)算的阿爾法乘像素值αabcdCabcd除以阿爾法值αabcd。由此，可獲得作為圖像合成器1的最終輸出值的像素值Cabcd。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例的圖像合成器1，第一級的第二計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元10)對圖像A和圖像B進(jìn)行合成以輸出圖像A和B的合成圖像的阿爾法值αab以及阿爾法乘像素值αabCab。
此外，第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元201)與阿爾法混合計(jì)算單元10串行連接。阿爾法混合計(jì)算單元201接收阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的合成圖像的阿爾法值αab以及阿爾法乘像素值αabCab以作為輸入圖像信息。此外，輸入圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc作為另一輸入圖像信息。
從上述表達(dá)式(7)可知，阿爾法混合計(jì)算單元201輸出通過根據(jù)阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的合成圖像的阿爾法值αab以及圖像C的阿爾法值αc來對圖像A、B、以及C進(jìn)行合成所獲得的合成圖像的阿爾法值αabc。此外，從上述表達(dá)式(8)可知，阿爾法混合計(jì)算單元201根據(jù)阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的合成圖像的阿爾法乘像素值αabCab以及圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc而輸出圖像A、B、以及C的合成圖像的阿爾法乘像素值αabcCabc。
也就是說，在產(chǎn)生將要輸出的阿爾法乘像素值αC的情況下，阿爾法混合計(jì)算單元201使用輸入圖像信息當(dāng)中的阿爾法乘像素值并且不考慮與阿爾法乘像素值相對應(yīng)的阿爾法值。因此，可直接接收先前級的阿爾法混合計(jì)算單元所輸出的阿爾法乘像素值αC。這可省去傳統(tǒng)技術(shù)中的必需位于串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元之間的除法器。本發(fā)明的阿爾法混合計(jì)算單元不包括除法器。因此，可降低整個(gè)圖像合成器中的其電路大小比計(jì)算單元要大的除法器的數(shù)目，并且可使圖像合成器的布局區(qū)或芯片區(qū)減小。
此外，與阿爾法混合計(jì)算單元201相似，與阿爾法混合計(jì)算單元201相連的阿爾法混合計(jì)算單元202接收合成圖像的阿爾法值αabc和阿爾法乘像素值αabcCabc以作為一個(gè)輸入信息并且接收圖像D的阿爾法值αd和像素值Cd以作為另一輸入信息。根據(jù)該輸入值，阿爾法混合計(jì)算單元202輸出上述表達(dá)式(9)和(10)所表示的圖像A、B、C、以及D的合成圖像的阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αacdCabcd。在該實(shí)施例中，阿爾法混合計(jì)算單元202位于最后級，因此其輸出與除法器31相連。除法器31根據(jù)阿爾法混合計(jì)算單元202的輸出值產(chǎn)生并輸出將從圖像合成器1輸出的像素值Cabcd。在這里，按原樣輸出阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法值αabcd以作為由圖像合成器1所合成的圖像的阿爾法值。
因此，該實(shí)施例的圖像合成器1僅在最后級提供除法器并且與傳統(tǒng)圖像合成器相比可降低除法器的數(shù)目。在如果對許多圖像進(jìn)行合成的情況下可提高該有益效果并且可使串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元的數(shù)目增加。
第二實(shí)施例圖2給出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像合成器2。雖然第一實(shí)施例的圖像合成器1提供了位于第一級的第二計(jì)算單元，但是第二實(shí)施例的圖像合成器2提供了位于第一級的第一計(jì)算單元。在第二實(shí)施例中，由相同參考數(shù)字來表示與第一實(shí)施例相同的部件，并且在這里省略對其的描述。
如圖2所示，第二實(shí)施例的圖像合成器2包括位于第一級的第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元203)。此外，通過乘法器32將圖像A輸入到阿爾法混合計(jì)算單元203。乘法器32使圖像A的阿爾法值αa與像素值Ca相乘以產(chǎn)生圖像A的阿爾法乘像素值αaCa。輸入阿爾法乘像素值αaCa和阿爾法值αa以作為一個(gè)輸入信息并且輸入圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb以作為另一輸入信息，并且阿爾法混合計(jì)算單元203輸出圖像A和B的合成圖像的阿爾法值αab和阿爾法乘像素值αabCab。由表達(dá)式(11)和(12)來表示阿爾法混合計(jì)算單元203所輸出的阿爾法值αab和阿爾法乘像素值αabCab。
αab＝αb+(1-αb)*αa…(11)αabCab＝αb*Cb+(1-αb)*αa*Ca…(12)從表達(dá)式(11)和(12)可知，位于第二實(shí)施例的圖像合成器2第一級的阿爾法混合計(jì)算單元203的輸出與位于第一實(shí)施例的圖像合成器1第一級的阿爾法混合計(jì)算單元10相同。按照與第一實(shí)施例相同的方式阿爾法混合計(jì)算單元201和202以及除法器31與阿爾法混合計(jì)算單元203相連。因此，第二實(shí)施例的圖像合成器2的輸出值與第一實(shí)施例相似。
從上面的描述中可以得知，根據(jù)第二實(shí)施例的圖像合成器2，第一計(jì)算單元串行連接以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例的圖像合成器1相似的輸出值。此外，串行連接的計(jì)算單元是第一計(jì)算單元，并且在電路設(shè)計(jì)或芯片布局的級可使用相同電路，這可使電路設(shè)計(jì)和芯片布局簡單化。
此外，還在第二實(shí)施例的圖像合成器2中，不必提供位于阿爾法混合計(jì)算單元之間的以及位于阿爾法混合計(jì)算單元之內(nèi)的除法器。因此，與第一實(shí)施例相似就除法器而言可節(jié)省布局區(qū)或芯片區(qū)。
圖3給出了第二實(shí)施例的圖像合成器2的另一示例。圖3的圖像合成器2′使用第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元204)以代替圖像合成器2的乘法器32。阿爾法混合計(jì)算單元204不接收作為一個(gè)輸入信息的阿爾法值α和圖像值C(如圖3中的值″0″所示)但是接收圖像A的阿爾法值αa和像素值Ca作為另一輸入信息。因此，由表達(dá)式(13)和(14)來表示阿爾法混合計(jì)算單元204所輸出的阿爾法值α204和阿爾法乘像素值α204C204。
α204＝αa+(1-αa)*0＝αa…(13)α204C204＝αa*Ca+(1-αa)*0*0＝αa*Ca…(14)也就是說，阿爾法混合計(jì)算單元204所輸出的阿爾法值α204和阿爾法乘像素值α204C204變成圖像A的阿爾法值αa和阿爾法乘像素值αaCa。因此，與圖像合成器2相似，阿爾法混合計(jì)算單元203、201、202以及除法器31與阿爾法混合計(jì)算單元204串行連接以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例的圖像合成器1相似的輸出值。
此外，在圖像合成器2中，除了阿爾法混合計(jì)算單元之外還必需乘法器32，但是在圖像合成器2′中 ，使用與該單元相同結(jié)構(gòu)的阿爾法混合計(jì)算單元以代替乘法器32。因此，圖像合成器2′的設(shè)計(jì)要比圖像合成器2簡單。
第三實(shí)施例圖4給出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像合成器3的方框圖。如圖4所示，第三實(shí)施例的圖像合成器3與第一實(shí)施例的圖像合成器1的不同之處在于串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元位于第二和隨后級。在該實(shí)施例中，使用阿爾法混合計(jì)算單元401和402以作為第二和隨后級的串行連接的第一計(jì)算單元。該實(shí)施例的第一計(jì)算單元接收從值″1″減去阿爾法值α的結(jié)果(1-α)以及阿爾法乘像素值αC以作為一個(gè)輸入信息并且接收阿爾法值α和像素值C以作為另一輸入信息。此外，該實(shí)施例的第一計(jì)算單元根據(jù)該輸入值輸出從值″1″中減去阿爾法值αmix的結(jié)果(1-αmix)以及合成圖像的阿爾法乘像素值αmixCmix。
在這里，在該實(shí)施例的圖像合成器3中，通過減法器33將位于第一級的阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法值αab作為與一個(gè)輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值而輸入到位于第二級的阿爾法混合計(jì)算單元401。減法器33輸出從值″1″中減去阿爾法值αab的結(jié)果。
接下來對該實(shí)施例的第一計(jì)算單元進(jìn)行詳細(xì)的描述。作為第一計(jì)算單元，通過舉例的方式對阿爾法混合計(jì)算單元401進(jìn)行描述。阿爾法混合計(jì)算單元401包括乘法器411，421，431、減法器441、以及加法器451。阿爾法混合計(jì)算單元401接收值(1-αab)和阿爾法乘像素值αabCab以作為與一個(gè)輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC。此外，阿爾法混合計(jì)算單元401接收圖像C的阿爾法值αc和像素值Cc以作為與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和像素值C。
阿爾法混合計(jì)算單元401輸出減法器441從值″1″中減去圖像C的阿爾法值αc的結(jié)果(1-αc)。乘法器411使減法器441的輸出值乘以作為一個(gè)輸入圖像值而輸入的值(1-αab)以輸出相乘值。該輸出值是阿爾法混合計(jì)算單元401將要輸出的阿爾法值以作為值(1-αabc)。由以下表達(dá)式(15)來表示該值(1-αabc)。
1-αabc＝(1-αc)*(1-αab)＝1-{αc+(1-αc)*αab}＝1-{αc+(1-αc)*αb+(1-αc)*(1-αb)*αa}…(15)此外，乘法器421使減法器441的輸出值乘以作為一個(gè)輸入圖像而輸入的阿爾法乘像素值αabCab以輸出相乘值。乘法器431使圖像C的阿爾法值αc與像素值Cc相乘以輸出相乘值。加法器451使乘法器421的輸出值與乘法器431的輸出值相加以輸出相加值。加法器451的輸出值變成將從阿爾法混合計(jì)算單元401輸出的阿爾法乘像素值αabcCabc。由以下表達(dá)式(16)來表示阿爾法乘像素值αabcCabc。
αabcCabc＝αc*Cc+(1-αc)*αabCab＝αc*Cc+(1-αc)*αb*Cb+(1-αc)*(1-αb)*αa*Ca…(16)接下來，與阿爾法混合計(jì)算單元401串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元402具有與阿爾法混合計(jì)算單元401相同的結(jié)構(gòu)。此外，阿爾法混合計(jì)算單元402接收值(1-αabc)和阿爾法乘像素值αabcCabc以作為與一個(gè)輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC。此外，阿爾法混合計(jì)算單元402接收圖像D的阿爾法值αd和像素值Cd以作為與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和像素值C。阿爾法混合計(jì)算單元402根據(jù)輸入值而輸出阿爾法值(1-αabcd)和阿爾法乘像素值αabcdCabcd。由以下表達(dá)式(17)和(18)來表示阿爾法值(1-αabcd)和阿爾法乘像素值αabcdCabcd。
1-αabcd＝(1-αd)*(1-αabc)＝1-{αd+(1-αd)*αabc}＝1-{αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αab}＝1-{αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa}…(17)αabcdCabcd＝αd*Cd+(1-αd)*αabcCabc＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αabCab＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αb*Cb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa*Ca…(18)將阿爾法混合計(jì)算單元402輸出的阿爾法值(1-αabcd)輸入到減法器34，并且從值″1″中減去阿爾法值(1-αabcd)。也就是說，減法器34的輸出值是阿爾法值αabcd。將阿爾法值αabcd輸入到除法器31并且此后作為圖像合成器3的阿爾法值而輸出。
從上面的描述中可知，在第三實(shí)施例的圖像合成器3中，通過利用減法器將下述阿爾法值設(shè)置為(1-α)，所述阿爾法值與輸入到串行連接的第一計(jì)算單元之中的第一級的計(jì)算單元中的阿爾法值當(dāng)中的輸入阿爾法乘像素值相對應(yīng)，并且通過利用減法器來將串行連接的第一計(jì)算單元之中的最后級的計(jì)算單元所輸出的阿爾法值設(shè)置為(1-α)。因此，與第一和第二實(shí)施例的圖像合成器相似，第三實(shí)施例的圖像合成器3可獲得合成圖像的阿爾法值。
因此，與第一和第二實(shí)施例的第一計(jì)算單元相比，第三實(shí)施例的圖像合成器3可使第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元401和402)的電路大小減小加法器大小。也就是說，可降低每個(gè)阿爾法混合計(jì)算單元的大小，因此在對多個(gè)圖像進(jìn)行合成的情況下減小電路大小的效果非常大。
第四實(shí)施例圖5給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的圖像合成器4的方框圖。在第一至第三實(shí)施例中，圖像A是底部圖像，并且圖像B、C、以及D依次疊加在圖像A之上。相反，在第四實(shí)施例中，圖像C、B、以及A依次疊加在作為底部圖像的圖像D之上。也就是說，第四實(shí)施例的圖像合成器4根據(jù)頂部圖像對作為背景圖像的圖像進(jìn)行合成。
如圖5所示，在圖像合成器4中，第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元501和502)與第二計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元10)串行連接。阿爾法混合計(jì)算單元10輸出圖像C和圖像D的合成圖像的阿爾法值αcd和阿爾法乘像素值αcdCcd。阿爾法混合計(jì)算單元501使用混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法值αcd和阿爾法乘像素值αcdCcd以作為第一因子和第一圖像信息并且使用圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb以作為第二因子和第二圖像信息。根據(jù)上述，阿爾法混合計(jì)算單元501輸出圖像B、C、以及D的合成圖像的阿爾法值αbcd和阿爾法乘像素值αbcdCbcd。阿爾法混合計(jì)算單元502使用阿爾法混合計(jì)算單元501的輸出值以輸出圖像A、B、C、以及D的合成圖像的阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd。阿爾法混合計(jì)算單元502的輸出與除法器31相連，并且使阿爾法乘像素值αabcdCabcd除以阿爾法值αabcd以輸出合成圖像的像素值Cabcd。
在這里，阿爾法混合計(jì)算單元10與第一實(shí)施例的不同之處僅在于輸入圖像，并且由表達(dá)式(19)和(20)來表示輸出阿爾法值αcd和阿爾法乘像素值αcdCcd。
αcd＝αd+(1-αd)*αc…(19)αcdCcd＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc…(20)阿爾法混合計(jì)算單元10與第一實(shí)施例相同，因此在這里省略對其的詳細(xì)說明。下面對阿爾法混合計(jì)算單元501和502進(jìn)行詳細(xì)說明。阿爾法混合計(jì)算單元501和502相同，因此通過舉例的方式對阿爾法混合計(jì)算單元501進(jìn)行說明。
阿爾法混合計(jì)算單元501接收圖像B的阿爾法值αb和像素值Cb以作為與一個(gè)輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和像素值C。此外，阿爾法混合計(jì)算單元501接收位于先前和隨后級的阿爾法混合計(jì)算單元10所輸出的阿爾法值αcd和阿爾法乘像素值αcdCcd以作為與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC。阿爾法混合計(jì)算單元501根據(jù)該輸入值輸出阿爾法值αbcd和阿爾法乘像素值αbcdCbcd。
阿爾法混合計(jì)算單元501包括乘法器511和521、減法器531、以及加法器541和551。減法器531從值″1″中減去與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值αcd以輸出該結(jié)果。乘法器511使減法器531的輸出值乘以圖像B的阿爾法值αb以輸出該相乘值。加法器541使乘法器511的輸出值與其與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值αcd相加以輸出該相加值。加法器541的輸出值變?yōu)閷陌柗ɑ旌嫌?jì)算單元501輸出的阿爾法值αbcd。由以下表達(dá)式(21)來表示阿爾法值αbcd。
αbcd＝αcd+(1-αcd)*αb＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αb…(21)此外，乘法器521使乘法器511的輸出值乘以圖像B的像素值Cb以輸出該相乘值。加法器551使乘法器521的輸出值與阿爾法混合計(jì)算單元10輸出的阿爾法乘像素值αcdCcd相加以輸出該相加值。加法器551的輸出值變?yōu)閷陌柗ɑ旌嫌?jì)算單元501輸出的阿爾法乘像素值αbcdCbcd。由以下表達(dá)式(22)來表示阿爾法乘像素值αbcdCbcd。
αbcdCbcd＝αcd*Ccd+(1-αcd)*αbCb＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αb*Cb…(22)另一方面，與阿爾法混合計(jì)算單元501串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元502具有與阿爾法混合計(jì)算單元501相同的結(jié)構(gòu)。此外，阿爾法混合計(jì)算單元502接收圖像A的阿爾法值αa和像素值Ca以作為與一個(gè)輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和像素值C。此外，阿爾法混合計(jì)算單元502接收阿爾法混合計(jì)算單元501所輸出的阿爾法值αbcd和阿爾法乘像素值αbcdCbcd以作為與另一輸入圖像相對應(yīng)的阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC。阿爾法混合計(jì)算單元502根據(jù)該輸入值輸出阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd。由以下表達(dá)式(23)和(24)來表示該阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd。
αabcd＝αbcd+(1-αbcd)*αa＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa…(23)αabcdCabcd＝αbcd*Cbcd+(1-αbcd)*αaCa＝αd*Cd+(1-αd)*αc*Cc+(1-αd)*(1-αc)*αb*Cb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa*Ca…(24)從表達(dá)式(23)和(24)可知，同樣在該實(shí)施例中，位于最后級的阿爾法混合計(jì)算單元502所輸出的阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd與第一實(shí)施例相同。也就是說，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，即使對圖像進(jìn)行重排并且此后對其進(jìn)行合成，也可按照與第一實(shí)施例相同的方式來對該圖像進(jìn)行合成。
此外，圖6給出了該實(shí)施例的另一示例。與將圖像合成器1改變?yōu)閳D像合成器3一樣，圖6的圖像合成器4′改變了圖像合成器4。
第五實(shí)施例圖7給出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的圖像合成器5的方框圖。除了第一實(shí)施例的圖像合成器1的部件之外，第五實(shí)施例的圖像合成器5還包括第一和第二選擇器(例如選擇器371和372)。選擇器371接收阿爾法混合計(jì)算單元所輸出的阿爾法值α，選擇阿爾法值中的任何一個(gè)，并且輸出所選一個(gè)以作為阿爾法值αout。此外，選擇器372接收來自阿爾法混合計(jì)算單元的阿爾法乘像素值αC，選擇阿爾法乘像素值中的任何一個(gè)，并且輸出所選一個(gè)以作為阿爾法乘像素值αoutCout。在這里，選擇器371所輸出的阿爾法值與選擇器372所選擇的阿爾法乘像素值之間相對應(yīng)。
將選擇器371和372的輸出值輸入到除法器31。除法器31使選擇器372所輸出的阿爾法乘像素值αoutCout除以選擇器371所輸出的值αout。因此，除法器31產(chǎn)生了將從圖像合成器5輸出的合成圖像的像素值Cout。此外，選擇器371所輸出的阿爾法值αout變?yōu)榘丛瓨訌膱D像合成器5輸出的阿爾法值αout。
從上面的描述可知，即使要合成的圖像數(shù)目變化了，第五實(shí)施例的圖像合成器5也可根據(jù)要合成的圖像數(shù)目來選擇阿爾法混合計(jì)算單元的期望輸出值。因此，即使要合成的圖像數(shù)目變化了，一個(gè)圖像合成器5也可輸出適當(dāng)值。
第六實(shí)施例圖8給出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的圖像合成器6的方框圖。第六實(shí)施例的圖像合成器6包括位于第一實(shí)施例的圖像合成器1的輸出的第三選擇器(例如選擇器38)。選擇器38接收除法器31所輸出的合成圖像的像素值Cabcd以及阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法乘像素值αabcdCabcd。選擇器38選擇所接收到的輸出值之一以輸出所選一個(gè)。
其結(jié)果是，第六實(shí)施例的圖像合成器6可選擇像素值Cabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd中的一個(gè)以作為輸出值。因此，圖像合成器6可根據(jù)與輸出相連的塊的功能來選擇并輸出期望值。也就是說，圖像合成器6可提高包括有圖像合成器6的系統(tǒng)的靈活性。
此外，圖9給出了第六實(shí)施例的另一示例。圖9的圖像合成器6′包括用于對輸入到除法器31的阿爾法值進(jìn)行選擇的第三選擇器(例如選擇器39)。選擇器39接收阿爾法值″1″以及混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法值αabcd。選擇器39選擇并輸出輸入值中的一個(gè)。
在這里，如果選擇器39選擇阿爾法值αabcd，那么將該阿爾法值αabcd輸入到除法器31，因此除法器31輸出合成圖像的像素值Cabcd。此外，如果選擇器39選擇值″1″，那么除法器31接收值″1″，因此除法器31輸出合成圖像的阿爾法乘像素值αabcdCabcd。也就是說，與圖像合成器6相似，圖像合成器6′還可選擇并輸出期望值。
第七實(shí)施例圖10給出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的圖像合成器7的方框圖。如圖10所示，第七實(shí)施例的圖像合成器7另外包括位于第一實(shí)施例的圖像合成器1的阿爾法混合計(jì)算單元內(nèi)部的第四選擇器。該實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元從而可對像素值或阿爾法乘像素值作為圖像信息而輸入這樣的情況進(jìn)行處理。
除了圖像合成器1的第二計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元10)的部件之外，圖像合成器7的第二計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元70)還包括兩個(gè)第四選擇器(例如選擇器71和72)。此外，除了圖像合成器1的第一計(jì)算單元的部件(例如阿爾法混合計(jì)算單元201和202)之外，圖像合成器7的第一計(jì)算單元(例如阿爾法混合計(jì)算單元801和802)還包括第四選擇器(例如選擇器811和812)。
接下來對怎樣與阿爾法混合計(jì)算單元70中另外提供的選擇器71和72相連進(jìn)行描述。選擇器71包括輸入端i1和i2并且選擇并輸出輸入到輸入端i1和i2中的值之一。選擇器71的輸入端i1與乘法器13的輸出相連，并且輸入端i2接收與另一輸入圖像相對應(yīng)的像素值C或阿爾法乘像素值αC。選擇器72包括輸入端i1和i2并且選擇并輸出輸入到輸入端i1和i2的值之一。選擇器72的輸入端i1與乘法器11的輸出相連，并且輸入端i2與減法器14的輸出相連。如果選擇器71和72選擇了輸入到輸入端i1的值，那么阿爾法混合計(jì)算單元70的連接形式與第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元10相同，并且執(zhí)行相似計(jì)算。另一方面，如果選擇器71和72選擇了輸入到輸入端i2的值，那么采用如下所述的與阿爾法混合計(jì)算單元801和802相似的連接形式，并且對其相似地執(zhí)行計(jì)算。也就是說，阿爾法混合計(jì)算單元70可選擇第一計(jì)算單元或第二計(jì)算單元的功能。
接下來對怎樣與添加到阿爾法混合計(jì)算單元801上的選擇器811相連進(jìn)行描述。選擇器811包括輸入端i1和i2，并且選擇并輸出輸入到輸入端i1和i2的值之一。選擇器81的輸入端i1與乘法器231的輸出相連，并且輸入端12接收與另一輸入圖像相對應(yīng)的像素值C或阿爾法乘像素值αC。如果選擇器811選擇了輸入到輸入端i1的值，那么阿爾法混合計(jì)算單元801的連接形式與第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元201相同，并且執(zhí)行相似計(jì)算。另一方面，如果選擇器811選擇了輸入到輸入端i2的值，那么不使輸入的阿爾法乘像素值αC與其與該阿爾法乘像素值αC相對應(yīng)的阿爾法值α相乘。在這里，添加到阿爾法混合計(jì)算單元802上的選擇器812的連接形式與添加到阿爾法混合計(jì)算單元801上的選擇器811相同，因此在這里省略對其的描述。
接下來對第七實(shí)施例的圖像合成器7的操作進(jìn)行描述。首先，與第一實(shí)施例的圖像合成器1相似，對阿爾法值α和像素值C作為輸入圖像信息而輸入的情況進(jìn)行描述。在這種情況下，選擇器71和72以及選擇器811和812選擇輸入端i1。因此，每個(gè)阿爾法混合計(jì)算單元的內(nèi)部連接形式變得與圖像合成器1的阿爾法混合計(jì)算單元相同。因此，圖像合成器7的輸出值與圖像合成器1相似。
同時(shí)，對阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC作為輸入圖像信息而輸入的情況進(jìn)行描述。在這種情況下，選擇器71和72以及選擇器811和812選擇輸入端i2。因此，使阿爾法混合計(jì)算單元連接以不使輸入的阿爾法乘像素值αC與其與該阿爾法乘像素值αC相對應(yīng)的阿爾法值α相乘。因此，由表達(dá)式(25)和(26)來表示阿爾法混合計(jì)算單元70的輸出值，由表達(dá)式(27)和(28)來表示阿爾法混合計(jì)算單元801的輸出值，并且由表達(dá)式(29)和(30)來表示阿爾法混合計(jì)算單元802的輸出值。
αab＝αb+(1-αb)*αa…(25)αabCab＝αbCb+(1-αb)*αaCa…(26)αabc＝αc+(1-αc)*αab＝αc+(1-αc)*αc+(1-αc)*(1-αb)*αa…(27)αabcCabc＝αcCc+(1-αc)*αabCab＝αcCc+(1-αc)*αbCb+(1-αc)*(1-αb)*αaCa…(28)αabcd＝αd+(1-αd)*αabc＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αab＝αd+(1-αd)*αc+(1-αd)*(1-αc)*αb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αa…(29)αabcdCabcd＝αdCd+(1-αd)*αabcCabc＝αdCd+(1-αd)*αcCc+(1-αd)*(1-αc)*αabCab＝αdCd+(1-αd)*αcCc+(1-αd)*(1-αc)*αbCb+(1-αd)*(1-αc)*(1-αb)*αaCa…(30)從表達(dá)式(29)和(30)得到的值變得與第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元202所輸出的阿爾法值αabcd和阿爾法乘像素值αabcdCabcd相同，因此，即使阿爾法值α和阿爾法乘像素值αC是作為輸入圖像信息而輸入的，第七實(shí)施例的圖像合成器7也可獲得與第一實(shí)施例的圖像合成器1相似的值。
從上面的描述可知，根據(jù)第七實(shí)施例的圖像合成器7，即使阿爾法乘像素值是作為輸入圖像像素值而輸入的，也可獲得與第一實(shí)施例相似的計(jì)算結(jié)果。此外，即使與第一實(shí)施例一樣輸入了輸入圖像像素值C，選擇器也可改變阿爾法混合計(jì)算單元的內(nèi)部連接形式以從而獲得與第一實(shí)施例相似的輸出值。也就是說，第七實(shí)施例的圖像合成器7利用阿爾法混合計(jì)算單元內(nèi)部另外提供的選擇器來選擇阿爾法混合計(jì)算單元的期望內(nèi)部連接形式以獲得與第一實(shí)施例相似的輸出值而與輸入信息無關(guān)。
第八實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的圖像合成器8通過利用諸如CPU(中央處理單元)這樣的通用計(jì)算機(jī)來執(zhí)行第一實(shí)施例的圖像合成器1的計(jì)算。圖11給出了圖像合成器8的方框圖。如圖11所示，圖像合成器8包括圖像輸入單元91、CPU單元92、圖像輸出單元93、以及存儲(chǔ)器94。此外，圖像輸入單元91、CPU單元92、圖像輸出單元93、以及存儲(chǔ)器94通過數(shù)據(jù)總線95來傳送/接收數(shù)據(jù)。
圖像輸入單元91通過數(shù)據(jù)總線95接收輸入圖像信息并且將該信息傳送到存儲(chǔ)器94。CPU單元92根據(jù)圖像合成器1的計(jì)算來對圖像進(jìn)行合成。圖像輸出單元93將CPU單元92所合成的圖像輸出到例如顯示設(shè)備(未示出)。存儲(chǔ)器94存儲(chǔ)與輸入圖像或合成圖像有關(guān)的信息。
圖12給出了CPU單元92所執(zhí)行的計(jì)算的流程圖。參考圖12，接下來對CPU單元92的計(jì)算進(jìn)行描述。在這里，由i來表示要合成的每個(gè)圖像的像素?cái)?shù)目，并且由j來表示的圖像數(shù)目。
當(dāng)開始圖像合成時(shí)，CPU單元92首先將像素?cái)?shù)目i初始化為1(步驟S1)。此外，將圖像數(shù)目j初始化為1(步驟S2)。隨后，對第j圖像的第i像素和第(j+1)圖像的第i像素進(jìn)行合成。此后，執(zhí)行下述第二合成步驟(步驟S3)，即計(jì)算通過對第j圖像和第(j+1)圖像進(jìn)行合成所獲得的第i像素的阿爾法值αout[i]和阿爾法乘像素值αoutCout[i]。在這里，步驟S3中的計(jì)算與第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元10的計(jì)算相對應(yīng)。由表達(dá)式(31)和(32)來表示步驟S3中的計(jì)算。
αout[i]＝αj+1[i]+(1-αj+1[i])*αj[i]…(31)αoutCout[i]＝αj+1[i]*Cj+1[i]+(1-αj+1[i])*αj[i]*Cj[i]…(32)隨后，讀取與第(j+2)圖像有關(guān)的信息(步驟S4)。此時(shí)，將在步驟S3所獲得的阿爾法值αout[i]和阿爾法乘像素值αoutCout[i]存儲(chǔ)為阿爾法值αDST和像素值CDST。此外，將在步驟S4所獲得的第(j+2)圖像的阿爾法值αj[i]和像素值Cj[i]存儲(chǔ)為阿爾法值αSRC和像素值CSRC(步驟S5)。接下來，根據(jù)該阿爾法值αDST和像素值CDST以及阿爾法值αSRC和像素值CSRC，執(zhí)行用于計(jì)算阿爾法值αout[i]和阿爾法乘像素值αoutCout[i]的第一合成步驟(步驟S6)。在這里，步驟S6中的阿爾法值αout[i]和阿爾法乘像素值αoutCout的計(jì)算與第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元201的計(jì)算相對應(yīng)。由表達(dá)式(33)和(34)來表示步驟S6中的計(jì)算。
αout[i]＝αSRC+(1-αSRC)*αDST…(33)αoutCout[i]＝αSRC*CSRC+(1-αSRC)*αDST*CDST…(34)在步驟S6中的計(jì)算完成之后，確定是否仍有要合成的圖像(步驟S7)。如果在步驟S7中確定出仍有要合成的圖像，那么在j＝j(luò)+1的條件下讀取下一圖像(步驟S8)，并且步驟S5和S6的處理。在這些步驟中計(jì)算的阿爾法值αout[i]和阿爾法乘像素值αoutCout[i]與由第一實(shí)施例的阿爾法混合計(jì)算單元202所計(jì)算的值相對應(yīng)。另一方面，如果不存在合成圖像，那么執(zhí)行根據(jù)步驟S6中的計(jì)算結(jié)果來計(jì)算將要輸出的合成圖像的像素值Cout這樣的除法步驟(步驟S9)。步驟S9中的計(jì)算與第一實(shí)施例的除法器31的計(jì)算相對應(yīng)。由表達(dá)式(35)來表示該計(jì)算。
Cout[i]＝αoutCout[i]/αout[i]…(35)隨后，確定是否仍有要合成的像素(步驟S10)。如果在步驟S10確定出仍有要合成的像素，那么在i＝i+1的條件下讀取下一像素，并且重復(fù)步驟S2至S9的處理(步驟S11)。另一方面，如果不存在未合成的像素，那么合成處理完成了。
從上面的描述可知，根據(jù)第八實(shí)施例的圖像合成器8，由諸如CPU這樣的通用計(jì)算單元來執(zhí)行由上述實(shí)施例中的阿爾法混合計(jì)算單元所執(zhí)行的處理。
在這里，可由諸如CPU這樣的通用計(jì)算單元來執(zhí)行傳統(tǒng)阿爾法混合計(jì)算單元的圖像合成處理。然而，就一個(gè)阿爾法混合計(jì)算單元的輸出值而言傳統(tǒng)阿爾法混合計(jì)算單元需要一個(gè)除法器，因此如果由通用計(jì)算單元來執(zhí)行上述處理，那么執(zhí)行除法會(huì)花費(fèi)比其他計(jì)算更多的時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致不能以高速來合成圖像的問題。
相反，在對所有圖像進(jìn)行合成之后，第八實(shí)施例的圖像合成處理只須執(zhí)行一次除法。也就是說，執(zhí)行耗時(shí)除法的次數(shù)比傳統(tǒng)一個(gè)要小的多，因此可以高速執(zhí)行圖像合成處理。
在這里，即使通用計(jì)算單元執(zhí)行在該實(shí)施例而不是第一實(shí)施例中執(zhí)行的處理，那么在第二實(shí)施例的乘法器32執(zhí)行乘法步驟、第五實(shí)施例的第一和第二選擇器執(zhí)行第一和第二選擇步驟、第六實(shí)施例的第三選擇器執(zhí)行第三選擇步驟、以及第七實(shí)施例的第四選擇器執(zhí)行第四選擇步驟以從而由通用計(jì)算單元來執(zhí)行處理的條件下也可適當(dāng)?shù)馗淖冇?jì)算流程。
上述實(shí)施例描述了對四個(gè)圖像進(jìn)行合成的示例。然而，作為另一實(shí)施例，例如通過根據(jù)要合成的圖像數(shù)目來改變串行連接的阿爾法混合計(jì)算單元的數(shù)目可對四個(gè)或更多圖像進(jìn)行合成。此外，可視情況對上述實(shí)施例進(jìn)行組合。
很顯然的是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可對上述實(shí)施例做出修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像合成器包括多個(gè)計(jì)算單元，用于根據(jù)與第一和第二圖像信息相對應(yīng)的第一和第二因子來對第一和第二圖像信息進(jìn)行合成以輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息；以及除法器，用于使多個(gè)計(jì)算單元的一個(gè)輸出的中間輸出信息除以第三因子以輸出第三圖像信息，這多個(gè)計(jì)算單元中的至少一個(gè)用作第一計(jì)算單元，該第一計(jì)算單元用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，進(jìn)一步包括位于第一級的第二計(jì)算單元，用于接收第一和第二圖像信息以及第一和第二因子并且利用與第二計(jì)算單元串行連接的至少一個(gè)第一計(jì)算單元來輸出第三因子和中間輸出信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，進(jìn)一步包括位于第一級的乘法器，用于使第一圖像信息乘以第一因子以利用與該乘法器串行相連的至少一個(gè)第一計(jì)算單元來產(chǎn)生中間輸入信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，其中圖像合成器具有位于第一級的第一計(jì)算單元，該第一計(jì)算單元不接收作為一個(gè)輸入信息的圖像信息和因子但是接收第一圖像信息和第一因子以作為另一輸入信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，進(jìn)一步包括第一選擇器，用于選擇從多個(gè)計(jì)算單元的一個(gè)所輸出的第三因子；以及第二選擇器，用于選擇從多個(gè)計(jì)算單元的一個(gè)所輸出的中間輸出信息，該除法器使第二選擇器所選擇的中間輸出信息除以第一選擇器所選擇的第三因子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，進(jìn)一步包括第三選擇器，用于選擇并輸出從多個(gè)計(jì)算單元當(dāng)中的最后級的計(jì)算單元所輸出的中間輸出信息與第三圖像信息中的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像合成器，其中多個(gè)計(jì)算單元的至少一個(gè)包括選擇單元，該選擇單元用于確定是否使中間輸入信息乘以與該中間輸入信息相對應(yīng)的第一因子。
8.一種圖像合成方法包括執(zhí)行下述多個(gè)合成處理，即根據(jù)與第一和第二圖像信息相對應(yīng)的第一和第二因子來對第一和第二圖像信息進(jìn)行合成以輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息；以及使在這多個(gè)合成處理的一個(gè)中輸出的中間輸出信息除以第三因子以輸出第三圖像信息，這多個(gè)合成處理的至少一個(gè)是第一合成處理，該第一合成處理用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，進(jìn)一步包括執(zhí)行下述第二合成處理，即在至少一個(gè)第一合成處理之后接收第一和第二圖像信息以及第一和第二因子并且輸出第三因子和中間輸出信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，進(jìn)一步包括在至少一個(gè)第一合成處理之后，使第一圖像信息乘以第一因子以產(chǎn)生中間輸入信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，其中首先執(zhí)行下述第一合成處理，即不接收作為一個(gè)輸入信息的圖像信息和因子但是接收第一圖像信息和第一因子以作為另一輸入信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，進(jìn)一步包括執(zhí)行下述第一選擇處理，即對在多個(gè)合成處理的一個(gè)中輸出的第三因子進(jìn)行選擇；以及執(zhí)行下述第二選擇處理，即對在多個(gè)合成處理的一個(gè)中輸出的中間輸出信息進(jìn)行選擇，除法處理使第二選擇處理所選擇的中間輸出信息除以第一選擇處理所選擇的第三因子。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，進(jìn)一步包括執(zhí)行下述第三選擇處理，即選擇并輸出在多個(gè)合成處理當(dāng)中的最后合成處理中輸出的中間輸出信息與第三圖像信息中的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像合成方法，其中多個(gè)合成處理的至少一個(gè)包括下述第四選擇處理，即用于確定是否使中間輸入信息乘以與該中間輸入信息相對應(yīng)的第一因子。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像合成器包括多個(gè)計(jì)算單元，用于根據(jù)與第一和第二圖像信息相對應(yīng)的第一和第二因子來對第一和第二圖像信息進(jìn)行合成以輸出作為第一和第二因子的合成因子的第三因子以及通過使第三因子乘以第三圖像信息所獲得的中間輸出信息以作為第一和第二圖像信息的合成圖像信息；以及除法器，用于使多個(gè)計(jì)算單元的一個(gè)輸出的中間輸出信息除以第三因子以輸出第三圖像信息，這多個(gè)計(jì)算單元中的至少一個(gè)用作第一計(jì)算單元，該第一計(jì)算單元用于接收通過使第一圖像信息乘以第一因子所獲得的中間輸入信息以作為與第一圖像信息相對應(yīng)的輸入信息。
文檔編號G06T1/20GK101026696SQ200710005818
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者加藤隆 申請人:恩益禧電子股份有限公司