專利名稱：圖象變換設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種圖象變換設備，更具體地說，涉及對例如視頻信號進行的一種視頻特殊效果處理，以產生特殊效果。
在此以前，例如美國專利5，070，465就公開過一種圖象變換設備。
在這種圖象變換設備中，輸入信號是根據寫地址產生電路輸出的寫地址數據依次寫入幀存儲器的預定區(qū)中，幀存儲器中的數據則根據讀地址產生電路輸入來的讀地址數據讀出的，從而使視頻信號產生各種特殊效果，顯示出經變換的圖象。
在具有讀地址控制系統(tǒng)的這種圖象變換設備中，要產生形成由諸如星形或心形組成的經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生透鏡效應將圖象變換成諸如星形或心形的經曲線變換的圖象映象的圖象變換設備。
本發(fā)明的上述目的和其它目的是通過提供圖象變換設備10達到的，在該圖象變換設備中，輸入視頻信號S1所形成的圖象存入存儲器11中，存儲器11的輸入視頻信號則根據預定讀地址產生裝置13的讀地址數據讀出，從而對圖象進行預定的圖象變換，圖象變換設備10包括轉換裝置23，用以將垂直坐標表示的讀地址轉換成極坐標數據;計算裝置，用以確定函數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G的結果函數F在一次微分系數不斷增加但超過預定水平時固定增加，并用以將函數F乘以表示變換圖象形狀的函數G，從而對輸入的讀地址數據進行變換計算;變換裝置26和27，用以將計算裝置的計算結果變換成垂直坐標;其中視頻信號S1是根據轉換成垂直坐標數據的讀地址而從存儲器11讀出的，從而使輸入視頻信號S1所產生的圖象產生透鏡效應。
此外，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址進行的變換計算是根據下式進行的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，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址的變換計算是按下式進行的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，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址的變換計算是按下式進行的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角，G(θ)表示變換圖象的形狀。
此外，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址的變換計算是按下式進行的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，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址的變換計算是按下式進行的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，在計算裝置24和25中，對輸入的讀地址的變換計算是按下式進行的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，計算裝置24和25計算形成變換圖象的函數F，其中，首先，一次微分系數作為形成變換圖象的函數不斷地增加，但若超過預定水平Rs，則沿不斷增加的曲線固定增加。
此外，計算裝置24和25計算形成變換圖象的函數F，其中首先，一次微分系數作為形成變換圖象的函數不斷增加，但若超過預定的水平Rs則偏離不斷增加的曲線固定增加。
此外，計算裝置24和25計算形成變換圖象的函數F，其中首先，一次微分系數作為形成變換圖象的函數不斷增加，但若超過預定變化點水平Rs則偏離不斷增加的曲線固定增加，從而使變化點水平Rs發(fā)生變化。
此外，計算裝置24和25改變表示變換圖象形狀的函數G。
此外，計算裝置28和29給輸入的讀地址數據提供補償數據Xc、Yc，且進行變換計算，然后再次提供補償數據。
此外，計算裝置28和29給輸入的讀地址數據提供不連續(xù)的補償數據，并進行變換計算，然后再次給變換的讀地址數據提供不連續(xù)的補償數據。
如上所述，按照本發(fā)明，圖象是采用某一函數進行變換的，變換后圖象至中心的距離即根據該函數對應于圍繞該中心的角度而變化的。這樣就得出了能產生各種形狀透鏡效應的圖象變換設備。
結合附圖閱讀下面的詳細說明可以更清楚地了解本發(fā)明的性質、原理和用途，附圖中同樣的部件都用同樣的編號或字母表示。
附圖中圖1是本發(fā)明圖象變換設備一個實施例的方框圖;
圖2是說明在圖1所示的圖象變換設備對讀地址進行處理產生透鏡效應的流程圖;
圖3的曲線圖示出了在圖1所示的圖象變換設備中采用的函數G(θ);
圖4A和4B是用圖1所示的圖象變換設備得出的星形和心形變換圖象的示意圖;
圖5是圖1所示的圖象變換設備中采用的幅形比函數M(θ)的外形示意圖;
圖6A和6B是圖1所示的圖象變換設備中使用的函數F(r)以及輸出的變換圖象的示意圖;
圖7是圖1所示的圖象變換設備中讀地址產生電路結構的一個實施例的方框圖;
圖8是說明透鏡中心在圖1所示的圖象變換設備中偏移時的工作情況的示意圖;
圖9是說明多重透鏡效應的作用的示意圖。
現在參照


本發(fā)明的一些最佳實施例。
圖1中，10總的表示圖象變換設備，其中經數字化的輸入視頻信號。S1根據順序寫地址計數器12輸出的寫地址信號S2寫入幀存儲器11中而不致變換圖象。
此外，讀地址產生電路13用以產生從幀存儲器11讀取圖象數據的讀地址數據，電路13輸入順序讀地址信號S3，對讀地址信號S3進行處理，然后將處理后的讀地址數據作為讀地址信號S4輸出給幀存儲器11，從而根據上述讀地址數據從幀存儲器11中讀出輸出視頻信號，形成按預定方式變換輸入信號S1的圖象。
圖2示出了在讀地址產生電路13中產生透鏡效應讀地址的處理過程。讀地址產生電路13在步驟SP1開始進行上述處理過程，在下一個步驟SP2根據讀地址信號S3用垂直坐標系(x，y)表示的順序讀地址數據，然后轉入下一步驟SP3。
在步驟SP3，讀地址產生電路13獲得效應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(x、y)變換成極從標(r，θ)r =x2+ y2]]>(7)θ＝tan-1[ (y)/(x) ] (8)此外，在步SP5，讀地址產生電路13按下式處理透鏡效應r′＝G(θ)×F｛ (r)/(G(θ)) ｝ (9)θ′＝θ(10)這里，由于(9)式中的函數G(θ)是用以調節(jié)透鏡形狀的圖形函數，當產生圖3中所示的圖形A時，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G(θ)變成可用下式表示的周期函數G(θ)＝ (Rp)/(Rs) (0≤θ＜2×π) (11)應用這種周期函數，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的旋轉角Ps和圖形的幅形比As控制周期函數。
假設在圖5中若內切圓SIN的半徑用R1表示，外切圓SOUT的半徑用R2表示，則θ函數M(θ)必須滿足下式M(θ)= (Rp)/(R2) (13)As = (R1)/(R2) (14)此外，函數F(r)是用以調節(jié)圖象通過透鏡看去時出現的方式的函數，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(r)。
在圖2的步驟SP5按這種方式處理透鏡效應之后，讀地址產生電路就轉入下一步驟SP6將極坐標(r′，θ′)按下式變換成垂直坐標(X，Y)X＝r′×cos(θ′)(15)Y＝r′×Sin(θ′)(16)而且在下一步驟SP7將效應(Xc，Yc)的各中心加到垂直角坐標(X，Y)上，得出產生透鏡效應Xc和Yc的讀地址數據。
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Xc的中心的RAM28將讀地址x變換成中心數據Xc并將其輸出給減法器31。減法器31求出讀地址x與中心數據Xc之間的差值，并將其輸出給坐標變換電路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yc中心的RAM29將讀地址y變換成中心數據Yc，的RAM29將地址y變換成中心數據Yc，并將其輸出給減法器32。減法器32求出讀地址y與中心數據Yc之間的差值，并將其輸出給坐標變換電路23。
坐標變換電路23將垂直坐標(x、y)變換成極坐標(R，θ)，并將距離數據R輸出給乘法器33。此外，角數據θ也輸入到RAM25，26和27中。
各RAM25，26和27是按角數據θ排列的表。在RAM25中，r″＝1/(G(x))的數據是由CPU39選取的，在RAM26中，COS(θ′)＝COS(θ)的數據是由CPU39選取的，在RAM27中，Sin(θ′)＝Sin(θ)的數據是由CPU39選取的。
此外，RAM25的輸出發(fā)送到乘法器33，與坐標變換電路23輸出的距離數據R相乘，然后輸入到RAM24中。在RAM24中，r′＝F(r)的數據是由CPU39選取的。RAM24的輸出被輸進加法器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。
按照上述結構，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G(θ)有關的處理是在計算讀地址時加入的，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。
應該指出的是，在上述諸實施例中，屏幕上形成的透鏡圖形只有一個。但本發(fā)明并不局限于此，而是例如根據圖8中所示透鏡中心(Xc，Yc)與RAM28和29中各表之間的關系，可以通過如圖9所示那樣將透鏡重復間距離調定為Wx，Wy可以形成多個透鏡圖形。
此外，在上述實施例中，透鏡效應是在二維平面上獲得的。但本發(fā)明并不僅僅局限于此，輸進讀地址產生電路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)可以輸進讀地址產生電路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)明的一些最佳實施例進行的，但本領域技術的人員都知道，對上述實施例是可以在所附權利要求書的范圍內作種種更改和改進的，因而這些更改和改進都屬于本發(fā)明的精神實質和范圍之內的。
權利要求
1.一種圖象變換設備，用以對輸入的視頻信號進行圖象變換處理，其特征在于該設備包括存儲裝置，用以存儲所述輸入的視頻信號；第一變換裝置，用以將用垂直坐標表示的順序讀地址變換成極坐標數據；除法裝置，用以將所述第一變換裝置得出的極坐標半徑分量除以表示變換圖形形狀的函數；第二變換裝置，用以用一個函數轉換所述除法裝置的除結果，其中一次微分系數通常不斷增加，但若超過某預定水平，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果與所述表示變換圖形形狀的函數相乘；第三變換裝置，用以將所述乘法裝置的計算結果變換成垂直坐標數據；其中所述視頻信號是根據所述垂直角坐標數據讀出的，從而使所述輸入的視頻信號所形成的圖象產生透鏡效應。
2.根據權利要求1所述的圖象變換設備，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所述輸入的順序讀地址進行變換和計算處理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數據的半徑分量，G(θ)表示變換圖形的形狀。
3.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數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.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數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角，G(θ)表示變換圖象的形狀。
5.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數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.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數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.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于表示所述變換圖象形狀的函數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.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于所述第二變換裝置計算某一函數，其中，首先，一次微分系數作為形成所述變換圖象的函數而不斷增加，但若超過預定水平，則沿所述不斷增加的曲線固定增加。
9.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于所述第二變換裝置計算某一函數，其中，首先一次微分系作為形成所述變換圖象的函數不斷增加，但若超過預定水平，則偏離所述不斷增加的曲線而固定增加。
10.根據權利要求1所述的圖象變換設備，其特征在于所述第二變換裝置控制所述預定水平。
11.根據權利要求1所述的圖象變換設備，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。
12.根據權利要求1所述的圖象變換設備，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據提供補償數據，履行所述變換計算，然后再給所述經變換的讀地址提供補償數據。
13.根據權利要求1所述的圖象變換設備，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)的補償數據，履行所述變換計算，然后再給所述經變換的讀地址提供不連續(xù)的補償數據。
全文摘要
在一種圖象變換設備中，輸入的視頻信號形成的圖象存入存儲器中，輸入的視頻信號則根據預定的讀地址產生裝置的讀地址數據讀取，從而對圖象進行預定的圖象變換。圖象是采用某一函數加以變換的，其中變換后的圖象至中心的距離可以根據與該中心所成的角度加以改變，從而產生使圖象變換成具有各種曲線形狀的圖象的透鏡效應。
文檔編號G06T3/00GK1099211SQ94103850
公開日1995年2月22日 申請日期1994年4月15日 優(yōu)先權日1993年4月17日
發(fā)明者守分且明, 白石敏洋 申請人:索尼公司