CN100373955C

CN100373955C - 图像信号处理装置和方法、画面合成装置、以及编辑装置

Info

Publication number: CN100373955C
Application number: CNB988004429A
Authority: CN
Inventors: 守分且明; 安藤辰伸; 松崎克郎; 塚原淳
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: CN1223058A; JP3870422B2; CA2252871C; WO1998037702A1; US6201581B1; EP0907293A1; EP0907293A4; KR20000064957A; CA2252871A1

Abstract

在例如用软色键处理、根据键信号来合成前景画面和背景画面时，显示作为色键信号处理结果的画面的预览屏幕102、和用于设置键信号特性的键参数设置屏幕101。用通过键参数设置屏幕101得到的信息，在三维空间中改变键信号的特性，并在预览屏幕102上改变作为处理结果的画面。这样，甚至当在三维彩色空间中调整键信号设置的范围时，也能通过简单的操作执行期望的处理。

Description

图像信号处理装置和方法、画面合成装置、以及编辑装置

技术领域

本发明涉及一种图像信号处理装置和方法、一种画面合成装置、以及一种编辑装置，它们用于使用所谓色键(chroma key)的画面合成。

本发明的背景

以往，在广播电台等中，使用编辑装置进行色键处理的过程中，画面合成是通过将背景画面插入到前景画面中来实现的。

具体地说，例如，在广播电台等中，以蓝色屏幕为背景(所谓的蓝色背景(blue back))来拍摄广播员，由此产生前景画面的图像信号。此外，拍摄期望的物体，以作为前景画面的背景，由此产生背景画面的图像信号。

在编辑装置等中，根据操作员的操作，通过对色差信号设置参考信号电平来预置要从前景画面中提取的颜色。在使用软色键来执行画面合成的情况下，在编辑装置中，参照要提取的颜色的中心色来设置下限和上限信号电平(即，阈值)。

编辑装置通过顺序地将阈值与前景画面的图像信号进行比较来产生键信号(key signal)。具体地说，对于以蓝色屏幕为背景产生的前景画面，编辑装置通过设置上限和下限阈值来产生键信号，以便在背景部分中获得值0，而对于除背景的蓝色以外的颜色则获得值1。对于其他的偏蓝色，在与上限和下限阈值对应的值1至值0的范围内产生键信号，以便获得与偏蓝的程度相对应的值。

因此，传统的编辑装置使用用色差信号表示的二维彩色空间(即，以UV信号作为坐标轴的彩色空间)，通过顺序地鉴别前景画面的颜色，来产生键信号。该编辑装置参照如此产生的键信号来合成前景画面和背景画面，以便产生合成画面，从而将背景画面插入到前景画面的背景中。

同时，在传统的编辑装置中，鉴别相同颜色的高亮度级部分和低亮度级部分是困难的。因此，对于用传统编辑装置产生的合成画面来说，就出现了问题，以致使插入的背景画面的轮廓的显示不自然，这样与不执行色键处理的情况相比，降低了清晰度。

作为解决上述问题的一种方法，可以考虑用三维彩色空间来表示和处理前景画面的每个像素。然而，在这种方法中，键信号设置的范围必须在三维彩色空间、而不是传统的二维彩色空间中调整，为此调整色键处理的操作可能很复杂。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种图像信号处理装置和方法、一种画面合成装置、以及一种编辑装置，它们能够以简单的结构来完成高清晰度的画面合成，并且能够通过简单的操作实现所期望的处理。

本发明提供一种键信号产生装置，用来产生用于合成前景画面和背景画面的键信号，该装置包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。

本发明还提供一种键信号产生方法，用来产生用于合成前景画面和背景画面的键信号，该方法包括：参考平面设置步骤，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影步骤，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示步骤，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的步骤。

本发明还提供一种画面合成装置，用于根据来自键信号产生部的键信号来合成前景画面和背景画面，该键信号产生部包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。

本发明还提供一种编辑装置，用于根据来自键信号产生部的键信号来合成前景画面和背景画面，对多个包括合成帧的帧进行编辑，并输出编辑后的帧，该键信号产生部包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；以及像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。

在本发明的图像信号处理装置和方法中，在产生用于合成前景画面和背景画面的键信号的过程中，在以要从前景画面中提取的颜色的中心色为原点的三维彩色空间中，检测前景画面的每个像素的极坐标，并且根据该极坐标离开原点的距离来产生键信号。

而且，在产生用于合成前景画面和背景画面的键信号的过程中，根据从三维彩色空间中的一个预定的参考色到前景画面的每个像素的距离、来设置键信号的值，并且显示作为键信号处理结果的画面、及键信号特性设置屏幕。然后，用通过该特性设置屏幕获得的信息来改变键信号的特性，并且改变作为处理结果的画面。

此外，在产生用于合成前景画面和背景画面的键信号的过程中，根据在三维彩色空间中，前景画面的每个像素离开参考中心色的距离，以及在前景画面中指定的一个像素在三维彩色空间中离开预定参考位置的位置信息，来设置键信号的值。

而且，在产生用于合成前景画面和背景画面的键信号的过程中，把形成前景画面的一个像素投影到在三维彩色空间中设置的一个参考平面上，从而显示该形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置。

此外，在产生用于合成前景画面和背景画面的键信号的过程中，根据在三维彩色空间中离开预定参考色的距离来设置键信号的值，并且，至少将前景画面的每个像素定位于三维彩色空间中的相应位置上，从而，显示从期望的视点观看的画面。

具有这种特性的键信号产生装置和方法可应用于以帧为单位的画面合成装置、以及执行多帧编辑的编辑装置。

附图的简要描述

图1是应用本发明的一个实施例的编辑装置的原理性结构方框图。

图2是作为本发明的一个实施例的键信号产生装置的一个例子的方框图。

图3A和3B显示了前景画面与中心色之间的关系。

图4说明了色键处理的条件的设置。

图5A和5B示出了在色键处理的三维彩色空间中的边界和色键信号。

图6示出在色键处理的三维彩色空间中指定边界的一组点。

图7A和7B示出在色删除(color cancel)处理的二维彩色空间中的边界和色删除键信号。

图8示出在色删除处理的二维彩色空间中指定边界的一组点。

图9说明了从图6中的这组点到直径较大的边界的距离的计算。

图10说明了从图6中的这组点到直径较小的边界的距离的计算。

图11A和11B示出图5的边界与色键处理的特性之间的关系。

图12是图1的编辑装置的色键处理部的方框图。

图13说明了前景画面的处理。

图14说明了在色键处理的三维彩色空间中的边界。

图15A和15B示出在色删除处理的二维彩色空间中的边界与用于色删除的键信号之间的关系。

图16A至16F说明了使用加混合(add-mix)合成的画面合成。

图17是设置色键处理条件的过程的流程图。

图18示出在本发明的第一实施例的编辑装置中的预览屏幕。

图19示出预览屏幕的一个具体的例子。

图20说明了键参数(key parameter)设置屏幕。

图21示出键参数设置屏幕的一个具体的例子。

图22示出键参数设置屏幕的中心色设置区。

图23是前景画面中的一个像素的处理过程的流程图。

图24示出在图23的处理过程中，亮度、色差、角度、以及距离之间的关系。

图25示出矢量作用域(vector scope)显示区。

图26说明了矢量作用域显示区的第一显示区。

图27说明了矢量作用域显示区的第二显示区。

图28说明了矢量作用域显示区的第三显示区。

图29说明了矢量作用域显示区的第四显示区。

图30是在第一至第三显示区中的显示处理的流程图。

图31说明了图30的处理过程。

图32示出了一个彩色空间显示区的例子。

图33说明了在彩色空间显示区中的视点的切换。

图34说明了彩色空间显示区中的彩色空间的旋转。

图35是第二实施例的中央处理单元的处理过程的流程图。

图36说明了用于在另一实施例中改变代表点(representative point)的处理。

实施本发明的最好方式

下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

首先，参照图1描述一个编辑装置的例子，该编辑装置应用了本发明的键信号产生装置的一个实施例。

图1是用于通过色键处理和色彩删除处理来执行画面合成的编辑装置1的原理性结构方框图。

图1所示的编辑装置1通过将一块图像处理板安装到计算机上而构成。编辑装置1适用于根据操作员的操作，将各种图像信号记录到硬盘驱动器(HDD)2上，然后编辑记录的图像信号，并向外部设备输出编辑过的图像信号。在这种情况下，编辑装置1对记录到硬盘驱动器2上的前景和背景的图像信号SV1和SV2进行合成，从而产生合成画面的图像信号SV3，并将图像信号SV3记录到硬盘驱动器2上。

具体地说，硬盘驱动器2根据通过总线BUS输入的控制命令、对操作进行切换，以便记录编辑装置1进行编辑所必需的图像信号，然后输出该记录的图像信号。同样，帧缓冲器3和4根据通过总线BUS输入的控制数据、对操作进行切换，以便分别存储顺序地输入的图像信号SV1和SV2，然后按预定的定时输出该图像信号。

色键处理部5使用色键的方法、对从帧缓冲器3和4输入的图像信号SV1和SV2进行合成，并输出形成合成画面的图像信号SV3。因此，在色键处理部5中，键信号产生部6根据前景画面的图像信号SV1产生键信号，而画面合成部7用该键信号产生图像信号SV3。

图2所示的结构作为本发明的一个实施例、可用作色键处理部5中的键信号产生部6。图2的键信号产生部6将在后面作详细的描述。

再参照图1，帧缓冲器8存储从色键处理部5输出的图像信号SV3，并以预定的定时将图像信号SV3输出至硬盘驱动器2和监视器9。这样，在编辑装置1中，由色键处理部5进行过色键处理的图像信号SV3在监视器9上得到确认，并被记录到硬盘驱动器2上。在编辑装置1中，帧缓冲器3、4、8以及色键处理部5都设在板子上，该板子连接到计算机的总线BUS。

中央处理单元(CPU)10在随机存取存储器(RAM)11中确保一工作区，并根据键盘12和鼠标13的操作、执行存储在只读存储器(ROM)12和硬盘驱动器上的一系列处理过程。这样，中央处理单元10制定编辑设备进行处理所必需的编辑列表(editing list)，并根据该编辑列表控制整个操作，从而根据操作员的操作来执行一系列编辑处理。

在该系列处理中，当操作员选择用色键进行编辑时，中央处理单元10启动色键处理部5和帧缓冲器3、4、8的操作，以便执行色键处理。在该处理中，在接受色键处理的条件设置以后，中央处理单元10根据接受的条件执行色键处理部5的参数设置处理，并用该设置的参数启动色键处理。

具体地说，在条件设置处理中，中央处理单元10在监视器9上显示一幅前景画面的静止画面，并且当操作员移动监视器上的光标、并点击鼠标13时，中央处理单元10将对应的像素设置成中心色的像素。该中心色是要从前景画面中提取的部分的参考色。在该编辑装置1中，参照在中心色周围形成的、三维彩色空间中的一个预定的区域、来鉴别前景画面的色调和亮度，并根据鉴别结果来产生键信号。

如图3A所示，当操作员在前景画面MF上指定一个像素CO时，中央处理单元10检测该像素的亮度YO及色调UO、VO，并将由亮度YO和色调UO、VO规定的颜色设置成中心色CO，如图3B所示。此外，中央处理单元10在以亮度Y和色差U、V作为参考轴的三维彩色空间中、以中心色CO为球心设立双重球形K1和K2。这里，中央处理单元10设置了作为半径的预置的参考值，以便形成两个球形K1和K2。

而且，中央处理单元10执行与后述的色键处理部分地相同的处理，由此显示关于监视器9上所显示的静止画面的、球K1、K2内所包括的颜色的区域。在这种情况下，例如，如图4中的箭头A所指，中央处理单元10根据操作员通过监视器9上的显示所输入的操作，对外面的球形K2进行局部地变换。根据操作员的操作对里面的球形K1类似地执行变换。

如图5A所示，中央处理单元10使用如此在彩色空间中设置的两个球形K1、K2，对直径较小的球形K1的内部区域AR1中所包括的颜色，产生值为O的键信号KEY，以便分配背景。而且，对位于直径较大的球K2的外部区域AR3内的颜色，中央处理单元10产生值为1的键信号KEY，以便分配前景。此外，对球K1和K2之间的区域AR2内包括的颜色，中央处理单元10在值1到O的范围内产生其值与颜色的位置对应的键信号KEY。图5B示出了该键信号KEY的一个例子。这样，中央处理单元10根据操作员设置的大体的球形K1和K2来设置用于切换键信号KEY的特性的边界K1和K2。

如图6所示，中央处理单元10分别使用26个点(下文称之为代表点)PO至P25来表示如此设置的边界K1和K2。此外，中央处理单元10在以中心色CO为原点的Y、U、V空间坐标上，用按极坐标表示的坐标值来表示代表点PO至P25。具体地说，中央处理单元10在极坐标空间中的纬度方向(由角φ规定的离开中心色CO的方向)、和经度方向(由角θ规定的离开中心色CO的方向)上，以45度的等角度产生多个矢量，并用这些矢量的长度r来表示代表点PO至P25。因此，在通过如上所述的人机界面设置边界K1和K2的情况下，中央处理单元10根据操作员的操作、来改变相应矢量的长度r。在表示代表点的时候，角度不限于45度，可以是22.5度或其它任意角度。

另外，如图7所示，中央处理单元10用垂直于Y轴且过中心色CO的平面切割球形K1、K2，以便形成两个圆形K1C、K2C。中央处理单元根据操作员的操作，对圆形K1C、K2C进行变换，并移动圆形K1C、K2C的中心COC(UOC，VOC)的位置。这样，中央处理单元10用双圆形K1C、K2C设置了一个用于色删除的范围，并对色删除键信号CCK设置了用于切换特性的两个边界。具体地说，如图7B所示，对于直径较小的圆形K1C的内部的区域AR1C，设置CCK＝1，以便执行色删除。对于直径较大的圆形K2C的外部的区域AR3C，设置CCK＝0，以便不执行色删除。对于圆形K1C和K2C之间的区域AR2C，产生值1到0范围内的色删除键信号CCK，以便执行与位置对应的色删除。

如图8所示，对于上述用于色删除的范围，中央处理单元10根据作为原点的、由操作员的操作改变的中心COC的坐标(UOC，VOC)，以45度的等角度间隔设置多个矢量，并用由这些矢量的长度所规定的一组8个代表点POC至P7C来表示该圆形。上述角度也可被设成任意角度，如22.5度，因此，在通过如上所述的人机界面来设置色删除范围的边界K1C和K2C时，中央处理单元10根据操作员的操作改变相应矢量的长度rC。

下面将描述色删除的技术。基本上，在色键合成中，物体的边缘、或烟或玻璃等的半透明部分，多少会染上背景色(例如，当使用蓝背景时会染上蓝色)，而色删除功能可阻止该染色。在此技术中，在前景画面中与背景颜色相同的颜色被改为无色以后再执行合成。

原则上，色删除可通过从前景画面中去掉与背景颜色相同的颜色，即加上互补色，来执行。然而如果对整个前景画面执行该处理，则物体的颜色也会被改变。因此，必须指定要执行色删除的区域。该区域由色删除信号CCK来指定。色删除信号CCK与把用于色键的键信号KEY倒相而获得的信号相近。然而，因为用于产生原始键信号的方法不一致，所以倒相的色删除信号CCK并不完全等同于用于色键的键信号KEY。

在用于色键的边界K1、K2和用于色删除的边界K1C、K2C根据操作员的操作被如此设置以后，中央处理单元10就转移到参数设置处理。中央处理单元10计算将被设置到色键处理部5中的参数，然后将该参数设置到色键处理部5中。

在上述参数的计算中，中央处理单元10根据边界K1、K2来计算色键处理的参数。具体地说，如图9和10所示，中央处理单元10 顺序地改变上述图6中所描述的、基于中心色CO的Y、U、V彩色空间中的纬度φ和经度θ，并且在每个纬度φ和经度θ上计算到点RI和RO的长度ri和ro，其中RI和RO为从原点延伸的矢量V分别与边界K1和K2的交点。

这里，中央处理单元10对每一个边界K1和K2，使用相邻的四个代表点的坐标，通过下述公式(1)和(2)的内插处理来顺序地计算长度ri和ro。

ro (φ, θ) = \frac{SO}{(θ 1 + θ 2) \cdot (φ 1 + φ 2)} . . . (1)

SO＝roa·θ2·φ2+rob·θ1·φ2+roc·θ2·φ1+rod·θ1·φ1

ri (φ, θ) = \frac{SI}{(θ 1 + θ 2) \cdot (φ 1 + φ 2)} . . . (2)

SI＝ria·θ2·φ2+rib·θ1·φ2+ric·θ2·φ1+rid·θ1·φ1

此外，如图11A和11B所示，中央处理单元10根据上述对纬度φ和经度θ检测出的、到点RI和RO的长度ri和ro来计算断点(clip point)CLIP和增益GAIN。中央处理单元10把根据直径较小的边界K1计算的长度ri设置为断点CLIP。中央处理单元10将断点CLIP设置为值0，并将根据直径较大的边界K2计算的长度ro的位置设置为值1。然后，中央处理单元10把连接断点CLIP和值为1的点的线段的斜率设置为增益GAIN。

也就是说，中央处理单元10执行下述公式的处理，以便计算用于每个纬度φ和经度θ的断点CLIP和增益GAIN。

CLIP(φ，θ)＝ri(φ，θ) ...(3)

GAIN (φ, θ) = \frac{1.0}{ro (φ, θ) - ri (φ, θ)} . . . (4)

这样，中央处理单元10根据用于每个纬度φ和经度θ的断点CLIP和增益GAIN来设置键信号产生的特性曲线。对每个纬度φ和经度θ，按照离开中心色CO的距离r，特性曲线在直径较小的边界K1以内保持值0，而在直径较小的边界K1和直径较大的边界K2之间，通过连接值0和值1来表示。

如此计算出断点CLIP和增益GAIN以后，中央处理单元10将断点CLIP和增益GAIN设置到键信号产生部6中，并在键信号产生部6中用各个纬度φ和经度θ作地址、形成断点CLIP和增益GAIN的查找表(look-up table)。

同样地，对用于色删除的范围，中央处理单元10计算用于每个纬度的断点和增益。此外，中央处理单元10把计算出的断点和增益设置到键信号产生部6中，并在键信号产生部6中用各经度θ作为地址、形成断点和增益的查找表。

如此在键信号产生部6中形成查找表以后，中央处理单元10就完成了参数设置的处理。

图12是画面合成部7的方框图。画面合成部7以数字信号的形式输入构成图像信号SV1的亮度信号Y1和色差信号U1、V1，以及构成图像信号SV2的亮度信号Y2和色差信号U2、V2。色删除电路20Y、20U、20V分别接收前景画面的图像信号的亮度信号Y和色差信号U1、V1，并且用色删除键信号CCK、对亮度信号Y和色差信号U1、V1执行上述的色删除处理，以便输出色删除后的信号。

色删除键信号CCK由键信号产生部6参照上述的色删除范围而产生。这样，色删除电路20Y、20U、20V对色键处理剩下的轮廓部分执行色删除处理，从而有效地防止背景反映到前景画面上。

键控器21Y、21U、21V用键信号KEY对从色删除电路20Y、20U、20V输出的亮度信号Y1和色差信号U1、V1进行加权，以便输出加权后的信号。键控器22Y、22U、22V接收背景画面的图像信号的亮度信号Y2和色差信号U2、V2，并用键信号1-KEY对亮度信号Y2和色差信号U2、V2进行加权，以便输出加权后的信号。输入到键控器22Y、22U、22V的键信号1-KEY由键信号产生部6参照键信号KEY而产生，因此，键信号1-KEY加上输入到键控器21Y、21U、21V的键信号KEY形成等于1的权值。

混合器23Y、23U、23V使从键控器21Y、21U、21V输出的亮度信号Y1和色差信号U1、V1加上从键控器22Y、22U、22V输出的亮度信号Y2和色差信号U2、V2，并用亮度信号Y3和色差信号U3、V3输出图像信号SV3。

这样，画面合成部7用键信号KEY和1-KEY合成前景和背景画面，并且同时，用键信号CCK减轻了背景到前景画面上的反映。

下面将参照图2描述作为本发明第一实施例的键信号产生装置。

图2是作为图1的键信号产生部6的一个例子的、本发明的第一实施例的键信号产生装置的方框图。在键信号产生部6中，色键信号产生部25分别将色差信号U1、V1输入到过采样(over-sampling)电路26U、26V，以便用与亮度信号Y的采样频率相同的采样频率对色差信号U1、V1进行过采样。这样，色键信号产生部25在以后的处理色差信号U1、V1的过程中，可有效地阻止噪声的产生。

坐标变换电路27接收色差信号U1、V1，并用以中心色CO为原点的UV平面上的用极坐标、来指定色差信号U1、V1的图像信号SV1的每个像素，也就是说，坐标变换电路27分别从色差信号电平U1、V1中减去中心色CO的色差信号电平UO、VO。根据相减的结果，坐标变换电路27计算UV平面上的角θ和离开原点CO的距离rm。

坐标变换电路27执行下述公式的算术处理，由此检测连接以中心色CO为原点的YUV空间中的图像信号SV1的每个像素的位置、与原点CO的线段L被投影到UV平面上所形成的线段的长度rm，以及VUY空间中的线段L的经度θ，如图1 3所示。

θ = \arctan \frac{V 1 - V 0}{U 1 - U 0} . . . (5)

rm＝((U1-U0)²+(V1-V0)²)^1/2 ...(6)

坐标变换电路28根据坐标变换电路27计算出的距离rm和亮度信号电平Y1、执行下述公式的算术处理，由此对以中心色为原点的YUV空间中的图像信号SV1的每个像素的位置、计算纬度φ和到原点CO的距离rM。

φ = \arctan \frac{Y 1 - Y 0}{rm} . . . (7)

rM＝((Y1-Y0)²+rm²)^1/2 ...(8)

查找表29是通过存储预先由中央处理单元10计算出的在每个纬度x和经度y上的断点CLIP(x，y)和增益GAIN(x，y)而形成的。查找表29使用由坐标变换电路27、28计算出的经度θ和纬度φ来输出对应的断点CLIP(φ，θ)和增益GAIN(φ，θ)。这样，查找表29就根据由中央处理单元10预先计算出的每个纬度φ和经度θ的特性，选择性地输出与图像信号SV1的每个像素对应的特性，即，图11B中所示的特性。

键处理电路30根据从查找表29输出的断点CLIP和增益GAIN，产生与坐标变换电路28计算出的距离rM对应的键信号MXK。具体地说，如果距离rM比断点CLIP短，即，如果图像信号SV的像素位于直径较小的边界K1的里边，如图14中的A所指，则键处理电路30输出值为0的键信号MXK，用下面的公式表示。

MXK＝0(rM<CLIP) ...(9)

另一方面，如果距离rM比断点CLIP长，则键处理电路30执行下述公式(10)的算术处理，并将该算术处理的结果限幅在值1，用于输出。

根据图像信号SV1的像素是位于直径较小的边界K1与直径较大的边界K2之间(如图14中的B所指)，还是位于直径较大的边界K2的外边(如图14中的C所指)，键控处理电路30执行下述公式的算术处理来产生键信号MXK。

MXK＝(rM-CLIP)×GAIN (CLIP<rM<ro) ...(10)

MXK＝1(ro<rM) ...(11)

这样，色键信号产生部25中的键处理电路30，参照图像信号SV1的亮度信号Y1和色差信号U1、V1，使用预置的查找表29，产生色键的键信号MXK。

下面将描述用于色删除的键信号的产生。

键信号产生部6产生用于上述色删除的键信号AMK，并对该键信号进行倒相(从1中减去)，以提供色删除键信号CCK，键信号产生部6还用键信号AMK纠正用于色键的键信号MXK的信号电平，以提供色键信号KEY。画面合成部7使用通过倒相(从1中减去)键信号AMK而获得的色删除信号CCK、来执行色删除处理，并使用纠正后的色键信号KEY来执行色键处理，由此执行画面合成，在该画面合成中减轻了上述的、背景色到物体轮廓部分上的反映。

具体地说，在键信号产生部6中，色删除键信号产生部32把从过采样电路26U、26V输出的色差信号U1、V1输入到坐标变换电路33。坐标变换电路33检测UV平面上的图像信号SV1的每个像素的位置，将中心坐标UOC、VOC用于上述的色删除参数的产生。在该检测处理中，执行与公式(5)和(6)的算术处理相同的算术处理来计算距离rC和角θC。

通过存储预先由中央处理单元10计算的在每个角度x上的断点CLIPC(x)和增益GAINC(x)，形成查找表34。查找表34使用由坐标变换电路33计算出的角度θC来输出相应的断点CLIPC(φC)和增益GAINC(φC)。这样，查找表34根据由中央处理单元10预先计算的每个角度θC的特性，选择性地输出与图像信号SV1的每个像素对应的特性。

图15A和15B示出了到图7A和7B中的双圆形K1C、K2C的长度riC、roC与键信号AMK之间的关系。假定中心COC作为色删除的参考色，从中心COC到较小的圆的边界K1C的长度riC为断点CLIPC，则对于UV空间中的图像信号的每个像素的位置来说，与到中心COC的距离rMC对应的键信号用下述公式(12)至(14)表示。

AMK＝0(rMC<CLIPC) ...(12)

AMK＝(rMC-CLIPC)×GAINC (CLIPC<rMC<roC)...(13)

AMK＝1(roC<rMC) ...(14)

与键处理电路30类似，键处理电路35根据从查找表34输出的断点CLIPC(θC)和增益GAINC(θC)，产生与由坐标变换电路33计算出的距离rC对应的键信号AMK。倒相电路36用值1减去该键信号AMK，以便输出色删除信号CCK。这样，色删除键信号产生部32产生了与由操作员设置为用于色删除的二维区域相对应的键信号AMK。

在色键信号产生部25中，减法电路37用值1减去从选择电路38输出的用于色键的键信号KEY，以便输出用于背景的键信号1-KEY。选择电路38根据从键处理电路30、35输出的键信号MXK、AMK，产生用于色键的键信号KEY。这里，选择电路38根据操作员的操作，切换与色删除键信号产生部32互锁(interlock)的操作，由此执行用户期望的色键处理。

如果从图12中的混合器23Y、23U、23V输出的图像信号SV3被表示为亮度信号Y和色差信号U、V，而且操作员没有选择色删除处理，则选择电路38输出从键处理电路30输出的键信号MXK，作为用于色键的键信号KEY，并且，色删除键信号产生部32输出值为1的键信号CCK。这样，色键处理部5执行由下述关系式表示的色键处理。

[\begin{matrix} Y 3 \\ U 3 \\ V 3 \end{matrix}] = MXK \cdot [\begin{matrix} Y 1 \\ U 1 \\ V 1 \end{matrix}] + (1 - MXK) \cdot [\begin{matrix} Y 2 \\ U 2 \\ V 2 \end{matrix}] . . . (15)

如果操作员在第一操作模式中选择色删除处理，则选择电路38输出从键处理电路30输出的键信号MXK，作为用于色键的键信号KEY，并且，色删除键信号产生部32仅对色差信号输出由上述算术处理产生的键信号1-AMK(＝CCK)。这样，色键处理部执行由下述关系式表示的色键处理。

[\begin{matrix} Y 3 \\ U 3 \\ V 3 \end{matrix}] = MXK \cdot [\begin{matrix} Y 1 \\ U 1 - CCK \cdot U 0 C \\ V 1 - CCK \cdot V 0 C \end{matrix}] + (1 - MXK) \cdot [\begin{matrix} Y 2 \\ U 2 \\ V 2 \end{matrix}] . . . (16)

在该关系式中，UOC、VOC代表由操作员预置的用于色删除的参考色。

在该第一操作模式的处理中，为了防止物体的边缘、或烟或玻璃等的半透明部分变成偏蓝色(在蓝背景的情况下)，从色差信号成份U1、V1中减去色删除的中心COC的颜色的色差信号成份UOC、VOC，即加入互补色。这样，在前景画面中与背景色(对蓝背景来说是蓝色)相同的颜色就被改为无色。然而，如果这样的色删除处理对整个前景画面执行，则物体的颜色也被改变。因此，必须指定执行色删除的区域。色删除键信号CCK就是用于执行上述指定的信号。

如果操作员在第二操作模式中选择色删除处理，选择电路38输出用于色删除的键信号AMK作为键信号KEY，并且，色删除键信号产生部32输出由上述算术处理产生的键信号1-AMK(＝CCK)。这样，色键处理部5执行由下述关系式表示的色键处理。

[\begin{matrix} Y 3 \\ U 3 \\ V 3 \end{matrix}] = [\begin{matrix} Y 1 \\ U 1 \\ V 1 \end{matrix}] - CCK \cdot [\begin{matrix} Y 0 C \\ U 0 C \\ V 0 C \end{matrix}] + (1 - MXK) \cdot [\begin{matrix} Y 2 \\ U 2 \\ V 2 \end{matrix}] . . . (17)

在该关系式中，YOC代表由操作员预置的用于色删除的参考色的亮度级。该色删除键信号产生部32的操作的切换是通过切换倒相电路36的操作来执行的。

该第二操作模式称为加混合合成模式。在该合成中，没有对前景画面执行键处理。也就是说，对前景画面，仅在颜色要被删除的部分中执行色删除，并添加已执行过键处理的背景画面，以便执行画面合成。如果操作员希望执行色删除，同时保留在前景画面的蓝背景上产生的物体的影子或其它噪声，则上述处理是有效的。

图16A至16F说明了在第二操作模式(加混合合成模式)中的上述处理。

图16A示出前景画面的一个例子，其中，物体SB，比如一个人，位于作为背景的蓝色背景BB前面，明亮部分BR和阴影部分SH在物体BR的附近产生。图16B示出该前景画面的图像信号的预定的水平线g上的亮度信号Y1。图16C示出键信号MXK。对于象亮度信号这样的、由该键信号MXK键控的图像信号，包括在蓝色背景BB上的阴影部分SH和明亮部分BR的全部的信息都被删除，而只有物体SB的信息保留下来，如图16C所示。如图16E所示，色删除键信号CCK在物体区域的这边比通过倒相(用1减去)键信号MXK而得到的信号要窄。图16F示出通过计算Y1-CCK·YOC而得到的用于上述加混合合成的信号(图像信号的亮度信号成份)。对色差信号成份也执行相同操作。如图16F所示，合成被执行，且蓝背景上的噪声和明亮部分BR保留下来。

下面将描述用于色键处理的条件设置。

图17是中央处理单元10对用上述方法执行的色键处理设置条件时的处理过程的流程图。中央处理单元10在监视器9上显示键参数设置屏幕和预览屏幕，并根据操作员通过该屏幕执行的操作接受用于色键处理的条件。键参数设置屏幕用于对色键处理进行条件设置，而预览屏幕用于通过使用静止画面来对色键处理进行确认。中央处理单元10根据操作员的操作，执行注册到键参数设置屏幕及其预览屏幕上的事件，或根据操作员的操作执行注册到上述屏幕中的按钮上的事件，由此执行将在下面介绍的处理。

即，当操作员在预定的菜单屏幕中指定编辑目标并选择色键处理时，中央处理单元10就从步骤SP1转到步骤SP2，并控制整个操作以便在监视器9上显示键参数设置屏幕和预览屏幕。

然后，中央处理单元10转到步骤SP3，以便接受中心色CO(图6)的输入，并且在接下来的步骤SP4中，参照中心色CO、以默认值设置代表点PO至P25(图6)。然后，中央处理单元10转到步骤SP5，以便用中心色CO和代表点PO至P25来更新预览屏幕。在接下来的步骤SP6中，当操作员操作完成参数设置的操作元素(operating element)时，中央处理单元10转到步骤SP7以结束该处理过程。这样，如果需要的话，中央处理单元10就接着设置查找表29、34。

另一方面，在操作员已经确认了预览屏幕、并操作键参数设置屏幕的情况下，由于并未获得操作员所期望的色键处理的结果，所以中央处理单元10就从步骤SP6转到步骤SP8，以便通过键参数设置屏幕接受操作员的操作。这样，中央处理单元10接收中心色CO和代表点PO至P25的更新，以便调整色键处理的参数，然后回到步骤SP5，以便更新预览屏幕。

图18是预览屏幕102的原理性示意图。

该预览屏幕102由前景画面(Foreground)、背景画面(Background)、键信号画面(Key)、以及第一至第三合成画面(Mix1至Mix3)组成。操作员从由内点(IN-point)和外点(OUT-point)所指定的编辑目标素材中选择的一帧静止画面被分配给前景画面(Foreground)。类似地，操作员从用于背景的编辑素材中选择的一帧静止画面被分配给背景画面(Background)。另一方面，通过显示由设置的中心色CO和代表点PO至P25产生的键信号来形成键信号画面(Key)。使用产生的键信号，用公式(15)、(16)和(17)的算术处理所形成的静止画面被分配给第一至第三合成画面(Mix1至Mix3)。

图1中的中央处理单元10通过硬盘驱动器2将相应的前景画面和背景画面载入到帧缓冲器3、4中，并通过算术处理来执行在键信号产生部6和画面合成部7中的处理，由此产生并显示键信号画面。中央处理单元10形成预览屏幕，以便可在改变中心色CO和代表点PO至P25的设置过程中的适当时刻确认处理结果。这样就提高了处理中的容易性。而且，中央处理单元10形成预览屏幕102，以便可以比较和确认分配到编辑装置1的三种类型的色键处理的处理结果。这样就为操作员提高了处理中的方便性。

在预览屏幕102中，在每个画面的左上部分显示各画面的名称。在每个画面的右上角部分安置了按钮(full)B1和按钮(FB)B2，其中按钮(full)B1用于将各画面的显示扩大至整个显示屏，按钮(FB)B2用于在专用监视器部件上显示该画面。当用鼠标13点击按钮B1、B2时，中央处理单元10执行注册到按钮B1、B2上的事件，由此执行将各画面扩大显示以及将该静止画面显示到专用监视器上。

图19示出上述预览屏幕的一个具体的例子。

图20是键参数设置屏幕101的原理性示意图。该键参数设置屏幕101由中心色设置区111、彩色空间显示区112、以及矢量作用域显示区120组成，以便可通过操作每个显示区来改变中心色CO和代表点PO至P25的设置。

图21示出键参数设置屏幕的一个具体的例子。

图22是显示图20的键参数设置屏幕101中的中心色设置区111与色键处理之间的关系的原理性示意图。在该中心色设置区111中，与预览屏幕102中的前景画面相同的静止画面被作为前景画面(foreground)显示。与前景画面相邻，形成用于中心色CO的显示区域ARC和用于中心色CO的亮度级Y以及色调U、V的显示区域。

当在前景画面(foreground)上通过操作鼠标13指定短形区域ARC1时，图1的中央处理单元10执行在前景画面的该显示区域上注册的事件。于是，中央处理单元10从帧缓冲器3中读取该短形区域的画面数据，并计算亮度级和色差级的平均值，由此计算中心色CO的亮度级YO和色调UO、VO。此外，中央处理单元10用计算出的亮度级YO和色调UO、VO，在用于中心色CO的显示区域ARC中显示中心色，并在用于亮度级Y和色调U、V的显示区域中显示计算出的级别。

中央处理单元10参照中心色CO，使用默认值设置代表点PO至P25，并在三维彩色空间中设置产生键信号要参考的两个球形K1和K2。在这种情况下，中央处理单元10就以离开中心色的预定的距离、分别设置各个代表点。

在如此设置中心色CO以后，当通过操作鼠标13点击前景画面(foreground)的一个如×所指的预定位置时，中央处理单元10类似地执行在前景画面(foreground)上注册的事件，由此执行图23中所示的处理过程。具体地说，中央处理单元10从步骤SP11转到步骤SP12以获取在前景画面(foreground)上点击的坐标，并在接下来的步骤SP13中，从帧缓冲器3中读取点击位置的画面数据。

然后，中央处理单元10计算该画面数据的亮度级y和色差级u、V，并且在接下来的步骤SP14中，执行下述公式的算术处理。这样，对于点击位置的像素，中央处理单元10就计算出离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d。

d＝((y-YO)²+(u-UO)²+(v-VO)²)^1/2 ...(18)

然后，中央处理单元10转到步骤SP15并执行下述公式的算术处理，由此计算以作为原点的中心色CO为基准的、θ方向和φ方向上的角度p和t，如图24所示。以U轴为基准，通过设置逆时针方向为正方向来表示上述θ方向和φ方向上的角p和t。

P = \arctan \frac{v - V 0}{u - U 0} . . . (19)

t = \arcsin \frac{y - Y 0}{d} . . . (20)

通过上述系列的算术处理，中央处理单元10用极坐标计算出从中心色CO到被点击的像素的矢量B。然后，中央处理单元10转到步骤SP16。中央处理单元10参照亮度级y、色调u和v、以及中心色CO，在与中心色的显示相邻的位置上显示被点击的像素的矢量p、t、d。然后，中央处理单元10转到步骤SP17以结束该处理过程。

在上述的设置中心色CO之后，中央处理单元10形成键参数屏幕，以便可在适当的时刻，通过点击将要用背景替换的部分来容易地理解与中心色CO的关系。这样就提高了处理中的容易性。在上述第一实施例中，当鼠标在前景画面上如此点击时，中央处理单元10在后面将描述的矢量作用域显示区和彩色空间显示区中的相应位置上显示标记，由此提高了处理中的容易性。

在后面将描述的矢量作用域显示区中的操作中，根据角θ和φ来确定要进行操作的部分，以便允许用背景来替换相应的部分而不影响其它颜色的部分。而且，根据距离信息d来确定与键边缘的位置有关的关系，其中键信号的变化在键边缘处被切换。这样可改变外球K1或内球K2的尺寸，用于调整色键处理。

在中心色设置区111(图22)中，在用于中心色CO的显示区域ARC的上边安置了一个认可按钮(OK)B3，其对应于步骤SP6(图17)的确定处理。当通过操作鼠标13点击该按钮(OK)时，中央处理单元10结束色键处理的条件设置处理。

在右下边，对外球K1和内球K2安置了改变模式切换按钮(outer)B4和(inner)B5。该改变模式切换按钮B4、B5由甩于切换开-关控制动作的乒乓开关(toggle switch)组成。当通过操作鼠标13将按钮B4、B5点击为开时，则按钮B4、B5中形成红色显示。

如果关于外球K1的改变模式开关按钮B4为开，则当用鼠标13在彩色空间显示区中按住并拖动外球K1或内球K2时，中央处理单元10就以中心点CO为基准来改变代表点PO至P25的坐标，以便根据拖动操作一致地扩大或缩小外球K1的尺寸。同样地，如果关于内球K2的改变模式开关按钮B5为开，则当用鼠标13在彩色空间显示区112中按住并拖动外球K1或内球K2时，中央处理单元10就以中心点CO为基准来改变代表点PO至P25的坐标，以便根据拖动操作一致地扩大或缩小内球K2的尺寸。

这样，中央处理单元10就形成了中心色设置区111，从而可以通过简单的操作来获得期望的处理结果，以及鼠标13点击处的y、u、p、t、d的显示信息。

此外，在中心色设置区111中，在改变模式切换按钮(inner)B5的下方安置了色键处理选择按钮B6。该按钮B6由乒乓开关组成，并能从对应于公式(15)至(17)的处理中选择编辑装置1的色键处理。

在中心色设置区111中，与上述按钮相邻，安置了复位按钮(rst)B7。当用鼠标13点击复位按钮B7时，中央处理单元将代表点PO至P25的坐标复位到初始的默认值。这样，中央处理单元10控制全部的操作，以便甚至在用各种方法改变条件时都能容易地回到初始状态。

图25是矢量作用域显示区120的原理性示意图。该矢量作用域显示区120包括第一至第四显示区121至124，以及分配给各显示区的调整按钮。在第一至第三显示区121至123中，设置多个垂直于Y轴的参考平面，这些参考平面通过在UY平面上相对于U轴按-45度、0度、和45度的角度排列的代表点，并显示和形成由参考平面与内球K1和外球K2的交线、以及相邻的前景画面的像素的投影画面。这样，对于沿Y轴的方向，通过第一至第三显示区121至123，可直观地理解前景画面的像素的分布。

具体地说，在第一显示区121中，如图26所示，设置参考平面H1L和H2L，该参考平面通过在UY平面上按相对于U轴成-45度排列的代表点，并显示参考面H1L和H2L与内球K1和外球K2的交线。而且，还显示将亮度级不高于参照平面H1L和H2L而设的预定亮度级的像素投影所形成的画面。这里，将各像素设置为与参考平面H1L和H2L对应的预定的亮度级，并根据每个像素的色调来显示每个像素。

另一方面，在第二显示区122中，如图27所示，设置参考平面HC，该参考平面HC通过排列在U轴上的代表点，并且显示参考平面HC与内球K1和外球K2的交线。此外，还显示参照参考平面HC而设的预定亮度级的像素投影所形成的画面。这里，每个像素被设置为与参考平面HC对应的预定亮度级，并根据每个像素的色调来显示每个像素。

在第三显示区123中，如图28所示，设置参考平面H1H和H2H，该参考平面通过在UY平面上按相对于U轴成45度的角排列的代表点，并显示参考面H1H和H2H与内球K1和外球K2的交线。而且，还显示将亮度级不高于参照平面H1H和H2H而设的预定亮度级的像素投影所形成的画面。这里，将各像素设置为与参考平面H1H和H2H对应的预定的亮度级、并根据每个像素的色调来显示每个像素。

为了可以容易地理解与代表点的对应关系，以及为了可以通过鼠标13按住与代表点对应的部分以便能够容易地改变代表点的位置，将与内球K1和外球K2的交线显示为一个八边形。

在第一至第三显示区121至123的下方，安置了一对按钮B7A和B7B以及一个滚动条B8，其中按钮B7A和B7B用于调整从中心色CO到代表点的距离，滚动条B8用于调整和显示该距离。在滚动条B8的上边，用数字显示从中心色CO到代表点的距离。这样，通过与在中心色设置区中显示的离开中心色CO的距离d相比较，中央处理单元10可操作这些按钮，以容易地调整色键的特性。

在第一至第三显示区121至123的更下方，安置了选择按钮B9A和B9B，用于选择内球K1和外球K2，并且在该选择按钮的下方安置了8个按钮B10A至B10H，对应于各显示区中内球K1或外球K2的代表点。中央处理单元10根据选择按钮B9A和B9B的选择操作，在每个选择按钮B9A和B9B中形成红色显示。而且，对于内球K1或外球K2来说，通过对安置在选择按钮B9A和B9B下方的按钮进行操作，以及通过对按钮B7A、B7B和滚动条B8进行操作，中央处理单元10将代表点的改变切换为可接受的状态。

具体地说，当用鼠标13点击了用于外球K2的按钮B9B以后，将按钮B10A至B10H中的任何一个操作为开时，中央处理单元10就根据按钮B7A和B7B的操作或根据在滚动条B8中的按钮的操作，来改变从中心色CO到外球K2的与被操作的按钮B10A至B10H对应的代表点的距离。这样，如图28中的虚线所示，构成外球K2的代表点的位置被改变，以便调整外球K2。

当在每个显示区中，用鼠标13按住并操作与每个代表点对应的显示位置时，中央处理单元10根据鼠标13的操作类似地改变该代表点的位置，并在各显示区中切换显示。同样地，当在彩色空间显示区中通过操作改变内球K1或外球K2的代表点时，则每个显示区中的内球K1和外球K2的显示也被改变。

另一方面，在第四显示区124中，设置通过中心色CO的、与UY平面平行的参考平面H3，并显示参考平面H3与内球K1和外球K2的交线，如图29所示。此外，在参考面H3上投影并显示三维彩色空间的像素。这里，每个像素被设置为预定的亮度级、并用白色显示。

在第四显示区124的下方，安置了一对按钮B7A和B7B、以及一个滚动条B8，其中，按钮B7A和B7B用于调整从中心色CO到代表点的距离，滚动条B8用于调整和显示该距离。在滚动条B8的上方，用数字显示从中心色CO到代表点的距离。这样，与在中心色设置区中显示的离开中心色CO的距离d相比，中央处理单元10可操作这些按钮以便容易地调整色键的特性。

在第四显示区124的更下方，安置了选择按钮B9A和B9B，用于选择内球K1和外球K2，并且，在该选择按钮的下方安置了两个按钮B10A和B10B，其对应于内球K1或外球K2的在Y轴上的代表点。中央处理单元10根据选择按钮B9A和B9B的选择操作，在各选择按钮B9A和B9B中产生红色显示。而且，对于内球K1或外球K2来说，中央处理单元10通过操作安置在选择按钮B9A和B9B下方的按钮B10A、B10B，以及通过操作按钮B7A、B7B和滚动条B8来接受代表点的改变。

对于第四显示区124，当用鼠标13按住并操作与每个代表点对应的显示部分时，中央处理单元10根据鼠标13的操作，类似地改变该代表点的位置并切换显示区中的显示。类似地，当通过在彩色空间显示区112中的操作来改变内球K1或外球K2的代表点时，各显示区中的内球K1和外球K2的显示也随之改变。

图30是在如此显示内球K1和外球K2的过程中、在中央处理单元10中的、前景画面的投影的处理过程的流程图。当用默认值设置内球K1和外球K2时，或当通过在彩色空间显示区112和矢量作用域显示区120中的操作来改变代表点的位置时，或当在中心色设置区中重新选择了中心色时，中央处理单元10顺序地执行在矢量作用域显示区120上注册的事件，由此执行该处理过程。

具体地说，中央处理单元10从步骤SP21转到步骤SP22，以便建立明度(lightness)(亮度级)段。如图31所示，中央处理单元10参照在第一到第三显示区121至123中建立的参考平面H1L、H2L、HV、H1H、H2H的亮度级Y1L、Y2L、YV、Y1H、Y2H，设置亮度级的阈值LYL和LYH，从而建立与第一至第三显示区121至123对应的三个亮度级段lo(低)、mid(中)、high(高)。

然后，中央处理单元10转到步骤SP23，以便对各段high、mid、lo设置明度(亮度级)的参考值YH、YC、YL。在该实施例中，与第一显示区121对应的参考值YL被设置为对第一显示区121建立的参考平面H1L、H2L的亮度级Y1L、Y2L的平均值。与第三显示区123对应的参考值YH被设置为对第三显示区123建立的参考面H1H、H2H的亮度级Y1H、Y2H的平均值。阈值LYL、LYH分别被设置为参考值YL、YC的平均值和参考值YC、YH的平均值。

接着，中央处理单元10转到步骤SP24，以便用黑色对第一至第三显示区中的显示进行着色，由此初始化第一至第三显示区121至123。然后，中央处理单元10转到步骤SP25。中央处理单元10对前景画面的一个像素、从帧缓冲器3中载入画面数据。

在接下来的步骤SP26中，中央处理单元10参照该画面数据的亮度级，确定该载入的画面数据属于段high、mid、lo的那一个。此外，中央处理单元10根据确定的结果将该画面数据配给段high、mid、lo的任何一个，并将该画面数据的亮度级设置为对应段的参考值。

然后，中央处理单元10转到步骤SP27，以便在与画面数据被分配到的段相对应的显示区中显示该画面数据。这里，中央处理单元10分别将各显示区的水平方向和竖直方向设置为U轴和V轴。中央处理单元10选择与该画面数据的色调对应的位置，并在该位置执行画面数据的点显示。此外，中央处理单元10通过使用在步骤SP23被设置为参考值的亮度级、或通过使用该画面数据的色调来执行点显示。

这样，在对一个像素的点显示完成时，中央处理单元10就转到步骤SP28，以便确定对于前景画面的所有像素来说，点显示是否完成。如果得到否定的结果，则中央处理单元10返回到步骤SP25。中央处理单元10重复步骤SP25、SP26、SP27、SP28以及SP25的处理过程，以便根据形成前景画面的每个像素的亮度级在相应的显示区中显示每个像素。在所有像素的显示完成时，中央处理单元10转到步骤SP29。

中央处理单元10获得有关键范围(keyrange)的信息。该与键范围有关的信息就是由上述参考平面H1L、H2L、HC、H1H、H2H与内球K1和外球K2的交线的坐标数据。一经获得该信息，中央处理单元10就转到步骤SP30，以便在各显示区中显示该线段。

接着，中央处理单元10转到步骤SP31，以便确定键范围(即，代表点的位置)是否被改变，如果得到肯定的结果，则中央处理单元10就返回到步骤SP22。这样，当代表点被改变时，中央处理单元10重新切换该显示区的显示，以便能够参照由代表点形成的内球K1和外球K2，容易地确定各像素的分布。

反之，如果在步骤SP31中得到否定的结果，则中央处理单元10就从步骤SP31转到步骤SP32，以便确定中心色CO是否被改变。如果得到肯定的结果，则中央处理单元10返回到步骤SP22，以便重新切换各显示区的显示。这样，甚至当中心色CO被改变时，中央处理单元10也能根据按照该中心色的改变而改变的内球K1和外球K2，容易地确定每个像素的分布。

反之，如果在步骤SP32得到否定的结果，则中央处理单元10从步骤SP32转到步骤SP33，以结束该处理过程。

当在中心色设置区111中用鼠标13点击前景画面时，除了在中心色设置区111中显示角度p、t以外，中央处理单元10还在第一至第四显示区121至124中的相应位置上显示一个标记。这样，在编辑装置1中，可以容易地理解前景画面的各像素与内球K1和外球K2之间的关系，从而可提高处理中的容易性。

图32是彩色空间显示区112的原理性示意图。该彩色空间显示区112包括：画面显示区115，用于显示从预定的方向观看三维彩色空间中的内球和外球、以及前景画面的像素所形成的画面；以及显示多个按钮，用于改变画面的内容和视点。

具体地说，在彩色空间显示区112的左上角，安置了一个用于指定UV平面的按钮(uv)、一个用于指定YU平面的按钮(yu)、和一个用于指定YV平面的按钮(yv)。如图33所示，中央处理单元10在画面显示区115上显示从设置在预定方向上的视点观看彩色空间而形成的画面(图33(A))。当各个按钮(uv)、(yu)、(yv)被操作时，中央处理单元10就执行在这些按钮上注册的事件，以便显示通过观看UV平面、YU平面、以及YV平面所形成的画面(图33(B)至(D))。

在彩色空间显示区112中，与用于指定UV平面的按钮(uv)相邻，安置了旋转操作按钮(rot)。如图34所示，在将通过从预定的方向观看彩色空间而形成的画面显示到画面显示区115(图34(A))的情况下，当按钮(rot)被操作为开时，中央处理单元10将由鼠标13的后续操作所指定的Y轴、U轴和V轴设置为该显示状态中的旋转中心轴。此外，根据鼠标13的操作(图34(B)至(D))，中央处理单元10相对于旋转中心轴旋转彩色空间，如箭头所指。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便在必要时可通过从各个不同的方向观看彩色空间、来容易地理解内球K1、外球K2与前景画面的各像素之间的关系。

在彩色空间显示区112中，还安置了用于指定内球K1的按钮(in)和用于指定外球K2的按钮(out)。当用鼠标13将按钮(in)或(out)操作为开时，中央处理单元10就在画面显示区115上显示内球K1或外球K2。此外，在彩色空间显示区112中，还安置了用于切换内球K1和外球K2的显示模式的按钮(mix)。当用鼠标操作按钮(mix)时，中央处理单元10在显示到不透明平面和显示到半透明平面之间切换内球K1和外球K2的显示。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便在必要时可通过切换内球K1和外球K2的显示，以及还可通过切换其显示模式、来容易地确认前景画面的各像素与内球和外球之间的关系。

此外，在彩色空间显示区112中，安置了按钮(wire)，用于切换内球K1和外球K2的显示形式。当该按钮(wire)被操作为关时，中央处理单元10就以平面的形式显示内球K1和外球K2。当该按钮(wire)被操作为开时，中央处理单元10就以通过连接相邻的代表点而定义的线框的形式来显示内球K1和外球K2。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便在必要时可通过切换内球K1和外球K2的显示形式、来容易地确认前景画面的各像素与内球和外球之间的关系。

此外，在彩色空间显示区112中，安置了按钮(mov)，用于以一个小角度顺序地改变彩色空间的显示。当该按钮(mov)被操作时，中央处理单元10在彩色空间中建立一个与画面显示区115的垂直方向对应的虚拟旋转轴，并显示该彩色空间，同时用一个预定的角度围绕该旋转轴顺序地转动该彩色空间。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便可以通过顺序地改变视点来容易地确认前景画面的各像素与内球和外球之间的关系。

在彩色空间显示区112中，安置了按钮(line)，用于切换前景画面的各个像素的显示形成。当该按钮(line)被操作为关时，中央处理单元10通过使用点像(piont image)、将前景画面的各个像素映射到彩色空间。反之，当该按钮(line)被操作为开时，中央处理单元10就在前景屏幕上按光栅操作的顺序用亮线连接相应像素的点像。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便在必要时可通过切换各像素的显示形式、来容易地确认前景画面的各像素与内球和外球之间的关系。

在彩色空间显示区112中，安置了用于对前景画面的像素进行显示/非显示的切换的按钮(prv)，该按钮(prv)与用于指定YU平面的按钮(yu)相邻。当该按钮(prv)被操作为关时，中央处理单元10暂停对前景画面的像素的显示。该像素的显示使用与各像素对应的色调和亮度级，以便甚至当从各个不同的视点观看彩色空间时，也可容易地理解内球等与各像素之间的关系。

此外，在彩色空间显示区112中，安置了按钮(cur)，用于切换UV轴的显示/非显示。中央处理单元10根据按钮(cur)的开-关控制操作，对U轴和V轴的显示进行切换。此外，在彩色空间显示区112中，安置了按钮(ring)，用于对色调环(hue ring)R进行显示/非显示的切换。中央处理单元10在UV平面上用彩色在各位置安置指示色调的色调环R，并根据按钮(ring)的开-关控制操作来切换该环R的显示。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便甚至当从各个不同的视点观看彩色空间时，也可在视觉上直观地理解在三维彩色空间中的内球、外球与前景画面之间的关系。

在彩色空间显示区112中，安置了按钮(col)，用于切换标记的显示/非显示。当该按钮(col)被操作为开时，中央处理单元10在每个用彩条表示的彩色部分显示一个盒型的标记M。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便使即使习惯于使用普通图像设备的操作员、也可以容易地理解三维彩色空间中的内球、外球与前景画面之间的关系。

在彩色空间显示区112中，还安置了按钮(Y)，用于切换Y轴的显示/非显示。中央处理单元10根据该按钮(Y)的开-关控制操作来切换Y轴的显示。而且，在该彩色空间显示区中，安置了按钮(scope)，用于扩大/缩小画面显示区115的显示。当该按钮(scope)被操作时，中央处理单元10根据鼠标13的后续操作来扩大或缩小该彩色空间的显示。

在彩色空间显示区112中，安置了按钮(rud)，用于根据像素数、对前景画面像素的显示切换显示模式。当该按钮(rud)被操作为关时，中央处理单元10根据每个像素的亮度级和色调，在彩色空间中形成各像素的点像。在这种情况下，中央处理单元10对于多个相同色调和相同亮度级的像素、形成在同一部分重叠的点像。反之，当该按钮(rud)被操作为开时，中央处理单元10使用预定的随机数修正每个像素的亮度级和色调，并显示修正后的亮度级和色调。中央处理单元10如此形成彩色空间显示区112，以便对于多个相同色调和相同亮度级的像素来说，稍微移动点像的显示位置、并显示该点像，使其具有与像素数对应的面积，通过这样处理可以用视觉感知像素数的集中。

对于如此的显示，在彩色空间显示区112的左边安置了用于改变显示程度的多个滚动条。当这些滚动条的最下边的滚动条(a)被操作时，中央处理单元10改变画面显示区115中的整体亮度。当滚动条(rud)被操作时，中央处理单元10改变按钮(rud)的操作中使用的随机数的最大值。当滚动条(hndl)被操作时，中央处理单元10扩大/缩小位于内球K1和外球K2上的代表点的显示、以及中心色的显示。

在画面显示区115中，当用鼠标13按住并移动、通过上述操作滚动条(hndl)而改变尺寸的代表点的显示和中心色的显示时，中央处理单元10根据该鼠标的移动来改变该代表点和该中心色(图4)。此时，当改变模式开关按钮(outer)B4和(inner)B5被操作为开时，内球K1或外球K2的各代表点的半径就被改变，以便与由任一代表点的改变而造成的半径的改变相对应。这样，内球K1或外球K2的整体尺寸就被改变。当中心色被改变时，每个代表点就被改变，以便保持中心色与每个代表点之间的关系。

当在矢量作用域显示区中改变代表点时，中央处理单元10就根据该矢量作用域显示区中的改变，改变彩色空间显示区112中的内球K1和外球K2的显示。当通过中心色设置区111改变中心色时，与在画面显示区115中改变中心色的情况类似，中央处理单元10对内球K1和外球K2的显示进行切换。此外，当在中心色设置区111中通过点击鼠标13选择任一像素时，中央处理单元10根据半径d等的显示，在画面显示区115中显示标记。

下面，再结合图1描述本发明的第一实施例的操作。

在图1的编辑装置1中，在作为编辑处理目标的图像信号SV1、SV2被记录到硬盘驱动器2上以后，用该图像信号SV1、SV2制定编辑列表。图像信号SV1、SV2根据编辑列表被编辑、并被记录到硬盘驱动器2上。

在上述编辑列表的制定中，在编辑装置1中，当操作员选择色键处理时，在监视器9上显示键参数设置屏幕和预览屏幕(如图25和18所示)，并将相应的画面数据从硬盘驱动器2输入到帧缓中器3和4。这样，在键参数设置屏幕和预览屏幕上，以静止画面的形式显示由操作员选择的前景画面和背景画面。

在编辑装置1中，当操作员在键参数设置屏幕(图25)上的前景画面中操作鼠标13，将分配给背景画面的一部分区域指定为短形时，与该区域对应的画面数据就从帧缓冲器3中被读出、并被平均，以便确定色键处理的中心色CO(YO，UO，VO)。通过该平均处理，编辑装置1有效地避免了噪声等的影响，并可通过简单的操作来将操作员期望的颜色设置为中心色。

在YUV空间中，以中心色CO为中心、以45度的等角度间隔、设置用预定的距离从中心色CO隔开的两类代表点。根据该两类代表点，用默认值设置以中心色CO为中心的双球K1、K2。这样，编辑装置1就在标准条件下，设置了切换色键KEY的特性的边界K1和K2。

如此设置了中心色CO和代表点之后，编辑装置1在预览屏幕上显示标准条件下的色键信号的画面、和使用该色键信号的色键处理的三种处理结果。这样，可以确认标准条件下的处理结果。而且，在彩色空间显示区中还显示了标准条件下的彩色空间中的内球K1和外球K2的位置和前景画面的各像素(图32)。此外，参照各代表点在彩色空间中设置一个平面，并在矢量作用域显示区中显示对横切内球K1和外球K2的线段和前景画面的各像素进行投影所形成的画面。

这样，可通过由矢量作用域显示区、彩色空间显示区和中心色设置区构成的键信号特性设置屏幕，用不同的方法来改变键信号的特性，并可在预览屏幕上确认处理的结果。甚至当前景画面的每个像素都用三维彩色空间来表示，以便产生键信号时，也能用交互模式或直观地理解处理结果，从而可获得期望的处理结果。

具体地说，在上述矢量作用域显示区中的显示中，编辑装置1投影并显示内球K1和外球K2与垂直于Y轴的三类参考平面的交线、以及前景画面的相应的像素。这样，甚至当前景画面的每个像素都用三维彩色空间表示，以便执行色键处理时，操作编辑装置1的操作员也能直观地理解前景画面的颜色的分布，并能通过简单的操作执行期望的色键处理。

而且，由于切换键信号KEY的特性的边界K1和K2被一起显示，所以可直观地确认准备通过色键处理用背景替换的范围(即，由大体上分布在由内球K1的里边的像素构成的范围)和准备通过色键处理不用背景替换的范围(即由大体上分布在外球K2的外边的像素构成的范围)。因此，甚至当前景画面的每个像素都用三维彩色空间表示，以便执行色键处理时，操作员也能在设置条件的同时推测处理结果。这样，就提高了处理中的容易性。

在上述设置状态中，如果操作员用推测的方法确认预览屏幕，发现期望的颜色没有被背景替换，则操作员在矢量作用域显示区中通过操作鼠标13移动内球K1和外球K2上的线段的显示，由此改变代表点和改变用于色键处理的条件(图28)。

而且，可操作安置在第一至第四显示区下方的按钮B7A、B7B、B10A至B10H以及滚动条B8，由此改变代表点和改变用于色键处理的条件(图26至29)。

在这种情况下，对于操作员期望的颜色来说，每一个像素都在矢量作用域显示区中的第一至第三显示区中根据各像素的色调和参考明度来显示，而在第四显示区中根据亮度级以黑和白的形式显示。因此，操作员可容易且安全地确定应该用鼠标13按住并移动内球K1和外球K2上的线段的显示部分，并可通过其改变用于色键处理的条件。

当在中心色设置区中、用鼠标13点击前景画面时，则显示从中心色观看的被点击的像素的角度和方向，并用数值显示与中心色附近的、要用背景画面替换的区域的关系。为了与矢量作用域中的显示对应，该关系以与代表点的设置相应的极坐标的形式，用位置信息p、t、d来显示(图22)。这样，在矢量作用域显示区中，可容易且安全地确定应该用鼠标13按住并移动内球K1和外球K2上的部分，并可通过其改变用于色键处理的条件。

因为通过用鼠标13按住并移动内球K1和外球K2上的线段的显示，可以简单地改变用于色键处理的条件，所以提高了处理中的容易性。

此外，在第一至第三显示区的下方，以与位置信息的显示对应的形式，安置了按钮B7A、B7B、B10A至B10H以及滚动条B8。因为通过使用按钮B7A、B7B、B10A至B10H、以及滚动条B8，可接受包括键信号设置信息的代表点的设置，所以，通过操作按钮B7A、B7B、B10A至B10H、以及滚动条B8中的任何一个，可容易且安全地改变用于色键处理的条件。

在这种情况下，在彩色空间显示区中显示、通过从三维彩色空间的期望的方向观看而形成的画面，其中该三维彩色空间中排列有前景画面的每个像素、内球K1以及外球K2，而且，可通过操作鼠标13用不同的方法改变视点，以便改变该显示。这样，在必要时，可通过彩色空间显示区来理解内球K1、外球K2与前景画面的各像素之间的关系，并可通过确认彩色空间显示区、及操作矢量作用域显示区来改变用于色键处理的条件。

此时，在彩色空间显示区中，根据按钮的操作切换各像素、内球K1、以及外球K2的显示，并显示指示色调的环R和YUV轴。此外，在中心色设置区中的前景画面中显示与像素的指定所对应的标记。这样，可容易并精确地直观理解内球K1、外球K2与前景画面的各像素之间的关系，从而简化色键处理的调整。

此外，在彩色空间显示区中，当用鼠标13按住并移动排列在内球K1和外球K2的表面上的代表点的显示、和中心色的显示时，代表点和中心色就根据该移动而改变。这样就改变了色键处理的条件。

当如此设置了代表点等，而且在预览屏幕上确认了期望的色键处理结果时，编辑装置1根据在中心色设置区中选择色键处理的操作及条件设置的完成来执行以后的处理。

具体地说，在编辑装置1中，中央处理单元10通过算术处理、顺序地移动纬度φ和经度θ，而且，计算YUV空间中的、从原点CO到边界K1和K2的距离ri和ro(图9)。这里，在该编辑装置中，使用纬度φ和经度θ作为参数，通过内插处理来计算距离ri和ro(公式(1)和(2))。此外，根据该计算结果来计算规定了色键信号KEY的特性的断点CLIP和增益GAIN(图11A和11B)。在编辑装置1中，将计算出的断点CLIP和增益GAIN输出到键信号产生部6，如此，通过简单的算术处理形成查找表29(图2)，该查找表用纬度φ和经度θ作为地址。

在编辑装置1中，如果操作员选择色删除处理，则类似地，根据为色删除而设置的双边界，每隔经度θ计算规定了色删除键信号的特性的断点CLIPC和增益GAINC。根据该计算出的断点CLIPC和增益GAINC，在键信号产生部6中形成用于色删除处理的查找表34。

在如此地形成查找表29、34以后，如果操作员指定开始预览和编辑，则在编辑装置1中，通过硬盘驱动器2将前景画面的图像信号SV1和背景画面的图像信号SV2输入到色键处理部5(图1)。对于上述信号中的前景画面的图像信号SV1，用键信号产生部6的过采样电路26U、26V(图2)对色差信号U1、V1进行过采样，从而用与用于亮度信号的采样频率相同的采样频率将色差信号U1、V1转换成数字信号。

对于如此处理的图像信号SV1，由色键信号产生部25的坐标变换电路27、在以中心色CO作为原点的UV坐标平面上、检测离开原点CO的距离rm和与参考轴的夹角θ。这样，对于图像信号SV1来说，长度rm和经度θ也就被检测出来了，其中长度rm是将以中心色CO为原点的YUV空间中的、连接各像素的位置和原点CO的线段L投影到UV平面上所形成的线段的长度，而经度θ是YUV空间中的线段L的经度。

此外，对于图像信号SV1来说，参照坐标变换电路27检测出的距离rm及亮度级Y，由坐标变换电路28计算、以中心色CO为原点的YUV空间中的每个像素的位置的纬度φ和到原点CO的距离rM。

这样，对图像信号SV1来说，通过将纬度φ和经度θ用作地址来访问查找表29，并将与纬度φ和经度θ对应的断点CLIP和增益GAIN设置到键处理电路30。这样，对图像信号SV1来说，根据断点CLIP和增益GAIN来产生与离开中心色CO的距离rM相对应的值0至1的范围内的键信号MXK。

而且，对图像信号SV1来说，从过采样电路26U和26V输出的色差信号U1和V1被输入到色删除键信号产生部32的坐标变换电路33中，在那里根据以色删除参考色COC(UOC，VOC)为原点的UV平面上的角θC和距离rC来检测各像素的颜色。此外，对图像信号SV1来说，通过将角θC用作地址来访问查找表34，将与角θC对应的断点CLIPC和增益GAINC设置到键处理电路35。这样，对于图像信号SV1来说，就根据断点CLIPC和增益GAINC产生与离开色删除参考色COC的距离rC相对应的、值0至1的范围内的键信号AMK。

这样，对图像信号SV1，参照以中心色CO为原点的UV空间中的距离rm和纬度θ来计算键信号MXK，并通过简单的算术处理来产生键信号MXK。通过访问以角θC为地址而预置的查找表34来设置断点CLIPC和增益GAINC，可在短的处理时间内产生键信号AMK。此外，因为断点CLIPC和增益GAINC规定了键信号AMK的特性，所以键信号AMK的产生可以不用执行除法处理，从而相应地缩短了处理时间。

如果操作员不选择色删除处理，则在编辑装置1中，从色删除键信号产生部32输出值为1的键信号CCK。这样，图像信号SV1被输入到随后的键控器21Y、21U、21V，而不用色删除电路20Y、20U、20V处理(图12)。用从色键产生部25输出的键信号KEY(MXK)对图像信号SV1加权，然后用随后的混合器23Y、23U、23V将其与从键控器22Y、22U、22V输出的图像信号SV2相加。此时，因为在键控器22Y、22U、22V中用键信号1-KEY(1-MXK)对图像信号SV2加权，所以从混合器23Y、23U、23V输出由公式(15)表示的色键处理处理过的图像信号SV3。

另一方面，如果操作员选择第一色删除处理，则在编辑装置1中，根据色差信号从色删除键信号产生部32输出键信号CCK(1-AMK)。这样，对图像信号SV1来说，在色删除电路20Y、20U、20V中用键信号CCK对色差信号U1、V1进行加权，然后将其输入到随后的键控器21Y、21U、21V。用从色键信号产生部25输出的键信号KEY(MXK)对图像信号SV1进行加权，然后由随后的混合器23Y、23U、23V将其与用键信号1-KEY(1-MXK)加权后的图像信号SV2相加。这样，从混合器23Y、23U、23V输出由公式(16)表示的色键处理处理过的图像信号SV3。

如果操作员选择第二删除处理，则在色删除电路20Y、20U、20V中，用键信号CCK(1-AMK)对图像信号SV1进行加权，然后在随后的键控器21Y、21U、21V中，用键信号KEY(AMK)对其进行加权。然后由随后的混合器23Y、23U、23V将图像信号SV1与用键信号1-KEY(1-AMK)加权后的图像信号SV2相加。这样，从混合器23Y、23U、23V输出由公式(17)表示的色键处理处理过的图像信号SV3。

如此，对于通过合成前景画面和背景画面而形成的图像信号SV3来说，参照图像信号SV1的亮度信号电平和色差信号电平来产生键信号MXK，例如，通过鉴别亮蓝和暗蓝来产生键信号MXK。这样，可提供高清晰度的合成画面而没有不调和(incongruity)的地方。

下面将描述本发明的上述第一实施例的效果。

根据具有上述结构的键信号产生装置，前景画面的每个像素的位置可用三维YUV彩色空间中的极坐标形式来表示，该三维YUV彩色空间的原点为要从前景画面中提取的颜色的中心色，并且，根据在该极坐标中离开原点的距离RM来产生键信号KEY(MXK)。这样，用简单的结构，还可参照前景画面的亮度来产生键信号KEY(MXK)。例如，可通过鉴别亮蓝和暗蓝来产生键信号MXK，并且，可提供高清晰度的合成画面而没有不调和之处。

此外，围绕原点CO设置了边界K1和K2，以便根据各像素相对于边界K1和K2的位置来产生键信号KEY。这样，通过用各种方法改变边界K1和K2，就可自由地改变色键特性的设置，并可相应地提高处理中的容易性。

而且，在用查找表检测出每个纬度和经度处的色键特性以后，根据该检测出的特性来产生键信号KEY。如此，可简单并且快速地产生键信号。

此外，由于通过使用断点和增益来设置特性，所以可相应地简化产生键信号KEY所需要的算术处理。

而且，在检测出把连接中心色CO和每个像素的线段投影到UV平面上所形成的线段的距离rm和角度θ以后，对纬度φ、经度θ和距离rM进行检测。这样，可通过简单的算术处理用极坐标来表示YUV彩色空间中的每个像素的位置。并可相应地减少产生键信号所需的时间。

此外，边界K1和K2的每一个都用26个点来表示，并且，对该组点的坐标值进行内插，以形成查找表。这样，可用简单的算术处理，通过用多种方法改变边界K1和K2的形状，由此用多种方式改变色键处理的条件，并且可通过简单的算术处理来形成查找表。

而且，由于三维彩色空间是参照亮度信号电平和色差信号电平而形成的，所以可容易地对用该类编辑装置处理的数字信号格式(例如，所谓的D1格式)的图像信号进行处理，以产生键信号。

除这些结构以外，通过类似的处理来产生色删除键信号。这样，可在短时间内简单地产生高清晰度的合成画面。

根据具有上述结构的编辑装置，因为显示了键信号处理的结果和键信号特性设置屏幕，所以可实时地确认处理结果，并且可用交互模式改变键信号的特性。而且，在必要时，可直观地理解处理结果和实现细致的调整。甚至当前景画面的各像素都用三维彩色空间中的色键处理来表示和处理时，也可通过简单的操作执行期望的处理。

这里，因为处理结果与前景画面、背景画面、以及键信号画面一起显示，所以可通过比较这些画面、在视觉上直观地理解处理的内容，并可相应地提高调整的精度。

而且，特性设置屏幕由彩色空间显示区和矢量作用域显示区构成，其中，在彩色空间显示区中，从期望的视点来观看三维彩色空间；在矢量作用域显示区中，将三维空间投影到预定的参考平面上。这样，在必要时，可通过任一屏幕来改变键信号的特性。甚至当各像素用三维彩色空间中的色键处理来表示和处理时，也可提高处理中的容易性。

除这些特性外，因为可使用包括滚动条的操作元素(operatingelement)，通过改变代表点来改变键信号的特性，所以可通过数值来理解处理的目标像素，以便改变键信号的特性。

下面将描述本发明的第二实施例。

除中央处理单元中的处理过程以外，第二实施例的编辑装置具有与第一实施例相同的结构。在该实施例中，在第一实施例的键参数设置屏幕的中心色设置区中，安置了用于色键处理条件的自动设置按钮。该自动设置按钮独立地用于内球K1的代表点和外球K2的代表点。

除处理有关自动设置按钮以外，该中央处理单元执行的处理过程与第一实施例的编辑装置1的中央处理单元10中的处理过程相同。在通过鼠标13对用于内球K1或外球K2的代表点的自动设置按钮进行操作以后，当用鼠标13点击前景画面时，中央处理单元就执行图35中示出的处理过程，由此改变该代表点的位置，以使用背景画面替换每个被点击的像素，或以便不用背景画面替换每个被点击的像素。

具体地说，中央处理单元从步骤SP40转到步骤SP41，以便获得被点击的坐标并从帧缓冲器3中读出被点击的位置上的画面数据。然后，中央处理单元检测该画面数据的亮度级y和色差级u、v，并使用该检测结果执行公式(18)至(20)的算术处理，以便基于作为原点的中心色CO，计算离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d以及θ方向和φ方向上的角p和t。

然后，中央处理单元转到步骤SP42，以便根据检测出的角p和t确定代表点是否存在于预定的角度范围内。如果存在一个代表点，其角θ和φ接近于角p和t，则中央处理单元转到步骤SP43，以便改变该邻近的代表点的坐标值。具体地说，如果操作员操作用于内球K1的代表点的自动设置按钮，则中央处理单元就改变相应的代表点的距离，以便参照在步骤SP41计算出的离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d，使离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离增加一个预定值。如果操作员操作用于外球K2的代表点的自动设置按钮，则中央处理单元改变相应的代表点的距离，以便参照在步骤SP41中计算出的离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d，使离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离减少一个预定值。

经如此改变代表点以后，中央处理单元转到步骤SP44，以便确定是否再次点击了该前景画面。如果得到肯定的结果，则中央处理单元返回到步骤SP41。如果在步骤SP42中得到否定的结果，则中央处理单元转到步骤SP46，以便改变其角θ和φ接近于角p和t的相邻的四个代表点的坐标值，从而使由下述公式的算术处理表示的离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离r(φ，θ)与在步骤SP43中设置的条件相符。

r (φ, θ) = \frac{S}{(θ 1 + θ 2) \cdot (φ 1 + φ 2)} . . . (21)

S＝(roa+x)·θ2·φ2+(rob+x)·θ1·φ2+(roc+x)·θ2·φ1+(rod+x)·θ1·φ1

在这种情况下，如果操作员操作用于内球K1的代表点的自动设置按钮，则中央处理单元设置一个值x，以便参照在步骤SP41中计算出的离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d来增加离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离，并且改变这些相邻的代表点的距离。另一方面，如果操作员操作用于外球K2的代表点的自动设置按钮，则中央处理单元设置一个值x，以便参照在步骤SP41中计算出的离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离d来减少离开中心色CO(YO，UO，VO)的距离，并且改变这些相邻的代表点的距离。

在用相等的距离x改变了相邻的四个代表点以后，中央处理单元转到步骤SP44。中央处理单元根据操作员的操作、顺序地改变代表点的坐标。一旦完成了操作员的操作，中央处理单元就从步骤SP44转到步骤SP47，以结束该处理过程。

下面将描述上述第二实施例的效果。

如图35所示，甚至在根据用户的操作，通过改变代表点来自动地设置键信号的特性时，由于显示了处理结果和特性设置屏幕，所以，在必要时可实时地确认处理结果，以便能够细致地调整。这样，甚至当用三维彩色空间中的色键处理来表示和处理前景画面的每个像素时，也可通过简单的操作执行期望的处理。

下面将描述其它的实施例。

虽然在上述实施例中，用26个点来表示用于色键处理的边界，但本发明并不限于这样的实施例。例如，在以30度的等角度间隔设置多个点的情况下，或在以非等角度间隔设置多个点的情况下，如果必要的话，可用不同数目的点来表示边界。

而且，虽然在上述实施例中，通过使用双重的大体的球形来设置用于色键处理的边界，但是本发明并不限于这样的实施例。例如，本发明还可应用于设置三重边界的情况，以便参照中间的边界更详细地设置色键处理特性。

而且，在上述实施例中，改变纬度和经度、以预先计算到边界的距离，并根据计算的结果形成查找表、以便产生键信号。然而，本发明并不限于这样的实施例。可对应于前景画面的每个像素、顺序地计算到边界的距离，从而产生键信号。此外，由于往往是：在图像信号中的两个相邻的像素之间延续相同的亮度信号电平和色差信号电平，所以，一次计算出的纬度和经度可被用于连续地计算到边界的距离。

此外，在上述实施例中，参照纬度和经度来访问查找表，由此对于前景画面的所有像素，根据离开中心色的距离，顺序地设置键信号电平。然而，本发明并不限于这样的实施例。本发明还可应用于下述情况，即，仅对从前景画面抽样的部分像素，通过访问查找表或通过算术处理来检测键信号电平，以便根据该检测出的信号电平，通过使用内插处理来设置用于其它像素的键信号电平。

而且，在上述实施例中，前景画面的每个像素用YUV彩色空间来表示，该YUV彩色空间的原点是要被提取的颜色的中心色，以便产生键信号。然而，本发明并不限于这样的实施例。例如，可用以红色、蓝色和绿色的彩色信号电平为基础的彩色空间来表示前景画面的每个像素，而不是用YUV彩色空间。如此，通过将本发明的装置连接到用于通过这些彩色信号来处理图像信号的各种设备，可用简单的结构产生键信号。

此外，在上述实施例中，除用于色键的键信号以外，还产生用于色删除处理的键信号。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且还可广泛地应用于只产生色键的键信号的情况，或产生用于编辑的其它键信号的情况。

而且，在上述实施例中，产生键信号并通过使用产生的键信号执行画面合成。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且还可广泛地应用于将产生的键信号输出至切换器(switcher)等的情况。

此外，在上述实施例中，用色键处理来处理由图像信号构成的连续画面。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且还可广泛地应用于用色键处理来处理静止画面的情况。

而且，在上述第二实施例中，通过用一个相等的距离对相邻的四个代表点进行校正来自动地设置用于色键的条件。然而，本发明并不限于这样的实施例，而且，还可根据离开用户点击的像素的角度，通过执行加权来校正该距离。也就时说，如图36所示，如果用户点击的像素在内部用角θ1、θ2、φ1和φ2分割相邻的四个代表点，则可通过计算相应的值xa、xb、xc和xd来校正各代表点的距离，以便使距离r(φ，θ)与在步骤SP41中根据下述算术处理而检测出的距离d对应，这样能够加权以改变该代表点。如此，可更加细致地自动设置用于色键处理的条件。

r (φ, θ) = \frac{S}{(θ 1 + θ 2) \cdot (φ 1 + φ 2)} . . . (22)

S＝(roa+x)·θ2·φ2+(rob+x)·θ1·φ2+(roc+x)·θ2·φ1+(rod+x)·θ1·φ

xa∶xb＝θ2∶θ1

xa∶xc＝φ1∶φ2

xc∶xd＝θ2∶θ1

而且，在上述第二实施例中，对于要用背景替换的部分和不要用背景替换的部分，接受用户的指定。然而，本发明并不限于这样的实施例，可仅对上述的一个部分接收用户的指定，或对将键信号设为一个0到1的值的范围接受用户的指定。

此外，在上述实施例中，设置以中心色为基准的、垂直于Y轴的参考平面，以便在矢量作用域显示区中形成第一至第三显示区。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且，还可广泛地应用于产生各种显示形式的情况，例如，使用以UVY轴的原点为基准的参考平面、形成第一至第三显示区的情况。

此外，在上述实施例中，在矢量作用域显示区中，用多个线段来显示内球和外球。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且，可通过显示与键信号的值对应的区域来显示内球中的区域、外球中的区域、以及内和外两球之间的区域。

此外，在上述实施例中，在矢量作用域显示区中，每当代表点和中心色被更改时，显示就被更新。然而，本发明并不限于这样的实施例。在矢量作用域显示区中，能够理解内球、外球与前景画面的全面的关系，由此可省略更新处理。

而且，在上述实施例中，由彩色空间显示区和矢量作用域显示区形成键信号特性设置屏幕。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且，在必要时，还可广泛地应用于以各种形式形成键信号特性设置屏幕的情况。

p74末段<＝p70首段

此外，在上述实施例中，用双重的大体的球形来设置用于色键处理的边界，然而，本发明并不限于这样的实施例，并且还可应用于设置三重边界的情况，以便参照中间的边界更详细地设置色键处理特性。

而且，在上述实施例中，如果为了产生键信号而用YUV彩色空间来表示前景画面的每个像素，其中YUV彩色空间的原点为要被提取的颜色的中心色，则在矢量作用域显示区中显示前景画面的像素的分布。然而，本发明并不限于这样的实施例，并且还可广泛地应用于用基于红色、蓝色和绿色的彩色信号的彩色空间来表示前景画面的每个像素的情况，以及在类似于传统技术的UV二维平面上表示和处理前景画面的情况。

Claims

1.一种键信号产生装置，用来产生用于合成前景画面和背景画面的键信号，该装置包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。

2.如权利要求1所述的键信号产生装置，其中，参考平面由在三维彩色空间中垂直地穿过亮度级参考轴的平面构成，并被设置在每个预定的亮度级处；

键信号产生装置参照每个参考平面的亮度级，将前景画面的像素分段，以便选择性地将每段的像素投影到相应的参考平面上。

3.如权利要求2所述的键信号产生装置，其中，根据每个像素的色调和相应参考平面的亮度级，通过投影到参考平面上来显示每个像素。

4.如权利要求1所述的键信号产生装置，其中，在参考平面上显示与键信号对应的区域。

5.如权利要求2所述的键信号产生装置，其中，通过操作一个指点装置来接收参考平面上的、与键信号的值对应的区域的改变，以及

根据该改变来改变相对于离开参考色的距离的键信号的值。

6.如权利要求1所述的键信号产生装置，其中，根据每个像素的色调和相应参考平面的亮度级，通过投影到参考平面上来显示每个像素。

7.一种键信号产生方法，用来产生用于合成前景画面和背景画面的键信号，该方法包括：

参考平面设置步骤，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影步骤，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示步骤，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的步骤。

8.一种画面合成装置，用于根据来自键信号产生部的键信号来合成前景画面和背景画面，

该键信号产生部包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。

9.一种编辑装置，用于根据来自键信号产生部的键信号来合成前景画面和背景画面，对多个包括合成帧的帧进行编辑，并输出编辑后的帧，

该键信号产生部包括：参考平面设置部件，用于在三维彩色空间中设置多个参考平面；像素投影部件，通过参照每个参考平面的亮度级，将形成前景画面的像素选择性地投影到相应的参考平面上；以及像素位置显示部件，根据在所述参考平面上的投影，显示形成前景画面的像素在三维彩色空间中的位置；以及根据在三维彩色空间中离开预定的参考色的距离来设置键信号的值的部件。