JP2002190015A - 画像処理装置および方法、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動きボケの量を調整する。 【解決手段】 処理単位決定部３５１は、前景オブジェ
クトの動き方向と一致する少なくとも１つの直線上に乗
る画素データからなる処理単位を決定する。正規方程式
生成部３５３および足し込み部３５４は、処理単位に基
づいて決定される処理単位内の画素の画素値と、混合領
域における前景オブジェクト成分を設定した分割数で分
割してなる未知数である分割値とを設定することで、正
規方程式を生成する。演算部３５５は、正規方程式を最
小自乗法で解くことで、動きボケ量の調整された前景オ
ブジェクト成分を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、並びに記録媒体に関し、特に、センサにより検
出した信号と現実世界との違いを考慮した画像処理装置
および方法、並びに記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】現実世界における事象をセンサで検出
し、画像、音声、温度、圧力、加速度、またはにおいに
対応するデータなどの、センサが出力するサンプリング
データを処理する技術が広く利用されている。

【０００３】例えば、静止している所定の背景の前で移
動する物体をビデオカメラで撮像して得られる画像に
は、物体の移動速度が比較的速い場合、動きボケが生じ
ることになる。

【０００４】従来、このような動きボケを抑制するの
に、例えば、電子シャッタの速度を速め、露光時間を短
くするようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにシャッタ速度を速める方法は、撮像を行う前にビデ
オカメラのシャッタ速度を調整する必要がある。従っ
て、既に得られたボケた画像を補正して、鮮明な画像を
得ることはできない課題があった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ボケた画像などの検出信号に含まれる動き
ボケの量を調整することができるようにすることを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像処
理装置は、画像データにおいて前景オブジェクトを構成
する前景オブジェクト成分のみからなる前景領域と、画
像データにおいて背景オブジェクトを構成する背景オブ
ジェクト成分のみからなる背景領域と、画像データにお
いて前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とが
混合された領域であって、前景オブジェクトの動き方向
先端部側に形成されるカバードバックグラウンド領域お
よび前景オブジェクトの動き方向後端部側に形成される
アンカバードバックグラウンド領域とを含む混合領域と
を示す領域情報と、画像データとに基づいて、前景領域
を中心とするカバードバックグラウンド領域の外側端部
からアンカバードバックグラウンド領域の外側端部まで
の、前景オブジェクトの動き方向と一致する少なくとも
１つの直線上に乗る画素データからなる処理単位を決定
する処理単位決定手段と、処理単位に基づいて決定され
る処理単位内の画素の画素値と、混合領域における前景
オブジェクト成分を設定した分割数で分割してなる未知
数である分割値とを設定することで、正規方程式を生成
する正規方程式生成手段と、正規方程式を最小自乗法で
解くことで、動きボケ量の調整された前景オブジェクト
成分を生成する演算手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】演算手段は、前景オブジェクトの動き量に
基づいて、動きボケ量の調整された前景オブジェクト成
分を生成するようにすることができる。

【０００９】演算手段は、前景オブジェクトの動き量に
基づいて、動きボケの除去された前景オブジェクト成分
を生成するようにすることができる。

【００１０】演算手段は、予め設定された値に基づい
て、動きボケの量を調整するようにすることができる。

【００１１】演算手段は、正規方程式を解いて分割値を
算出し、分割値に対する所定の演算処理を行うことで動
きボケ量の調整された前景オブジェクト成分を生成する
ようにすることができる。

【００１２】画像処理装置は、前景領域、背景領域、並
びにカバードバックグラウンド領域およびアンカバード
バックグラウンド領域を含む混合領域を特定し、前景領
域、背景領域、並びにカバードバックグラウンド領域お
よびアンカバードバックグラウンド領域を含む混合領域
を示す領域情報を生成する領域情報生成手段をさらに設
けることができる。

【００１３】画像処理装置は、少なくとも混合領域にお
ける前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分との
混合比を検出する混合比検出手段をさらに設けることが
できる。

【００１４】画像処理装置は、領域情報と混合比とに基
づいて、前景オブジェクトと背景オブジェクトとを分離
する分離手段をさらに設けることができる。

【００１５】請求項９に記載の画像処理方法は、画像デ
ータにおいて前景オブジェクトを構成する前景オブジェ
クト成分のみからなる前景領域と、画像データにおいて
背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみ
からなる背景領域と、画像データにおいて前景オブジェ
クト成分と背景オブジェクト成分とが混合された領域で
あって、前景オブジェクトの動き方向先端部側に形成さ
れるカバードバックグラウンド領域および前景オブジェ
クトの動き方向後端部側に形成されるアンカバードバッ
クグラウンド領域とを含む混合領域とを示す領域情報
と、画像データとに基づいて、前景領域を中心とするカ
バードバックグラウンド領域の外側端部からアンカバー
ドバックグラウンド領域の外側端部までの、前景オブジ
ェクトの動き方向と一致する少なくとも１つの直線上に
乗る画素データからなる処理単位を決定する処理単位決
定ステップと、処理単位に基づいて決定される処理単位
内の画素の画素値と、混合領域における前景オブジェク
ト成分を設定した分割数で分割してなる未知数である分
割値とを設定することで、正規方程式を生成する正規方
程式生成ステップと、正規方程式を最小自乗法で解くこ
とで、動きボケ量の調整された前景オブジェクト成分を
生成する演算ステップとを含むことを特徴とする。

【００１６】請求項１０に記載の記録媒体のプログラム
は、画像データにおいて前景オブジェクトを構成する前
景オブジェクト成分のみからなる前景領域と、画像デー
タにおいて背景オブジェクトを構成する背景オブジェク
ト成分のみからなる背景領域と、画像データにおいて前
景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とが混合さ
れた領域であって、前景オブジェクトの動き方向先端部
側に形成されるカバードバックグラウンド領域および前
景オブジェクトの動き方向後端部側に形成されるアンカ
バードバックグラウンド領域とを含む混合領域とを示す
領域情報と、画像データとに基づいて、前景領域を中心
とするカバードバックグラウンド領域の外側端部からア
ンカバードバックグラウンド領域の外側端部までの、前
景オブジェクトの動き方向と一致する少なくとも１つの
直線上に乗る画素データからなる処理単位を決定する処
理単位決定ステップと、処理単位に基づいて決定される
処理単位内の画素の画素値と、混合領域における前景オ
ブジェクト成分を設定した分割数で分割してなる未知数
である分割値とを設定することで、正規方程式を生成す
る正規方程式生成ステップと、正規方程式を最小自乗法
で解くことで、動きボケ量の調整された前景オブジェク
ト成分を生成する演算ステップとを含むことを特徴とす
る。

【００１７】請求項１に記載の画像処理装置、請求項９
に記載の画像処理方法、および請求項１０に記載の記録
媒体においては、画像データにおいて前景オブジェクト
を構成する前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
と、画像データにおいて背景オブジェクトを構成する背
景オブジェクト成分のみからなる背景領域と、画像デー
タにおいて前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成
分とが混合された領域であって、前景オブジェクトの動
き方向先端部側に形成されるカバードバックグラウンド
領域および前景オブジェクトの動き方向後端部側に形成
されるアンカバードバックグラウンド領域とを含む混合
領域とを示す領域情報と、画像データとに基づいて、前
景領域を中心とするカバードバックグラウンド領域の外
側端部からアンカバードバックグラウンド領域の外側端
部までの、前景オブジェクトの動き方向と一致する少な
くとも１つの直線上に乗る画素データからなる処理単位
が決定され、処理単位に基づいて決定される処理単位内
の画素の画素値と、混合領域における前景オブジェクト
成分を設定した分割数で分割してなる未知数である分割
値とを設定することで、正規方程式が生成され、正規方
程式を最小自乗法で解くことで、動きボケ量の調整され
た前景オブジェクト成分が生成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の原理を表してい
る。同図に示すように、空間と時間軸を有する現実社会
１の情報である第１の信号がセンサ２により取得され、
データ化される。センサ２が取得したデータ３である検
出信号は、現実社会１の情報を、現実社会より低い次元
の時空間に射影して得られた情報である。従って、射影
して得られた情報は、射影により発生する歪みを有して
いる。換言すれば、センサ２が出力するデータ３は、現
実社会１の情報に対して歪みを有している。また、デー
タ３は、射影による歪みを有しているが、これを補正す
るための有意情報を含んでいる。

【００１９】そこで、本発明においては、センサ２が出
力したデータを信号処理部４において信号処理すること
で、その歪みが除去されるか、低減されるか、または調
整される。または、本発明においては、センサ２が出力
したデータを信号処理部４において信号処理すること
で、有意情報が抽出される。

【００２０】図２は、本発明が適用される信号処理装置
の構成例を表している。センサ１１は、例えば、ビデオ
カメラで構成され、現実社会の画像を撮像し、得られた
画像データを信号処理部１２に出力する。信号処理部１
２は、例えば、パーソナルコンピュータなどで構成さ
れ、センサ１１より入力されたデータを処理し、射影に
より発生する歪みの量を調整したり、射影により埋もれ
た有意情報の含まれる領域を特定したり、更に特定した
領域から有意情報を抽出したり、抽出した有意情報に基
づいて、入力されたデータを処理したりする。

【００２１】ここで言う有意情報は、例えば、後述する
混合比である。

【００２２】なお、射影により埋もれた有意情報の含ま
れる領域を示す情報も有意情報と考えることができる。
ここでは、後述する領域情報が有意情報に相当する。

【００２３】ここで言う有意情報の含まれる領域は、例
えば、後述する混合領域である。

【００２４】信号処理部１２は、例えば、図３に示すよ
うに構成される。CPU（Central Processing Uuit）２１
は、ROM（Read Only Memory）２２、または記憶部２８
に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行
する。RAM（Random Access Memory）２３には、CPU２１
が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。
これらのCPU２１、ROM２２、およびRAM２３は、バス２
４により相互に接続されている。

【００２５】CPU２１にはまた、バス２４を介して入出
力インタフェース２５が接続されている。入出力インタ
フェース２５には、キーボード、マウス、マイクロホン
などよりなる入力部２６、ディスプレイ、スピーカなど
よりなる出力部２７が接続されている。CPU２１は、入
力部２６から入力される指令に対応して各種の処理を実
行する。そして、CPU２１は、処理の結果得られた画像
や音声等を出力部２７に出力する。

【００２６】入出力インタフェース２５に接続されてい
る記憶部２８は、例えばハードディスクなどで構成さ
れ、CPU２１が実行するプログラムや各種のデータを記
憶する。通信部２９は、インターネット、その他のネッ
トワークを介して外部の装置と通信する。この例の場
合、通信部２９はセンサ１１の出力を取り込む取得部と
して働く。

【００２７】また、通信部２９を介してプログラムを取
得し、記憶部２８に記憶してもよい。

【００２８】入出力インタフェース２５に接続されてい
るドライブ３０は、磁気ディスク５１、光ディスク５
２、光磁気ディスク５３、或いは半導体メモリ５４など
が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されて
いるプログラムやデータなどを取得する。取得されたプ
ログラムやデータは、必要に応じて記憶部２８に転送さ
れ、記憶される。

【００２９】次に、センサにより取得されたデータか
ら、有意情報が埋もれている領域を特定したり、埋もれ
た有意情報を抽出する処理を行う信号処理装置について
より具体的な例を挙げて説明する。以下の例において、
CCDラインセンサまたはCCDエリアセンサがセンサに対応
し、領域情報や混合比が有意情報に対応し、混合領域に
おいて、前景と背景が混合していることや動きボケが歪
みに対応する。

【００３０】図４は、信号処理部１２を示すブロック図
である。

【００３１】なお、信号処理部１２の各機能をハードウ
ェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わな
い。つまり、本明細書の各ブロック図は、ハードウェア
のブロック図と考えても、ソフトウェアによる機能ブロ
ック図と考えても良い。

【００３２】ここで、動きボケとは、撮像の対象とな
る、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサ１
１の撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェク
トに対応する画像に含まれている歪みをいう。

【００３３】この明細書では、撮像の対象となる、現実
世界におけるオブジェクトに対応する画像を、画像オブ
ジェクトと称する。

【００３４】信号処理部１２に供給された入力画像は、
オブジェクト抽出部１０１、領域特定部１０３、混合比
算出部１０４、および前景背景分離部１０５に供給され
る。

【００３５】オブジェクト抽出部１０１は、入力画像に
含まれる前景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを粗く抽出して、抽出した画像オブジェクトを動き検
出部１０２に供給する。オブジェクト抽出部１０１は、
例えば、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応
する画像オブジェクトの輪郭を検出することで、前景の
オブジェクトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出す
る。

【００３６】オブジェクト抽出部１０１は、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを粗く抽出して、抽出した画像オブジェクトを動き検
出部１０２に供給する。オブジェクト抽出部１０１は、
例えば、入力画像と、抽出された前景のオブジェクトに
対応する画像オブジェクトとの差から、背景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出する。

【００３７】また、例えば、オブジェクト抽出部１０１
は、内部に設けられている背景メモリに記憶されている
背景の画像と、入力画像との差から、前景のオブジェク
トに対応する画像オブジェクト、および背景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出するように
してもよい。

【００３８】動き検出部１０２は、例えば、ブロックマ
ッチング法、勾配法、位相相関法、およびペルリカーシ
ブ法などの手法により、粗く抽出された前景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトの動きベクトルを算出
して、算出した動きベクトルおよび動きベクトルの位置
情報（動きベクトルに対応する画素の位置を特定する情
報）を動きボケ抽出部１０６に供給する。

【００３９】動き検出部１０２が出力する動きベクトル
には、動き量vに対応する情報が含まれるている。

【００４０】また、例えば、動き検出部１０２は、画像
オブジェクトに画素を特定する画素位置情報と共に、画
像オブジェクト毎の動きベクトルを動きボケ調整部１０
６に出力するようにしてもよい。

【００４１】動き量vは、動いているオブジェクトに対
応する画像の位置の変化を画素間隔を単位として表す値
である。例えば、前景に対応するオブジェクトの画像
が、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４
画素分離れた位置に表示されるように移動していると
き、前景に対応するオブジェクトの画像の動き量vは、
４とされる。

【００４２】なお、オブジェクト抽出部１０１および動
き検出部１０２は、動いているオブジェクトに対応した
動きボケ量の調整を動きボケ調整部１０６で行う場合に
用いられる。

【００４３】領域特定部１０３は、入力された画像の画
素のそれぞれを、前景領域、背景領域、または混合領域
のいずれかに特定し、画素毎に前景領域、背景領域、ま
たは混合領域のいずれかに属するかを示す情報（以下、
領域情報と称する）を混合比算出部１０４、前景背景分
離部１０５、および動きボケ調整部１０６に供給する。

【００４４】混合比算出部１０４は、入力画像、および
領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合
領域６３に含まれる画素に対応する混合比（以下、混合
比αと称する）を算出して、算出した混合比を前景背景
分離部１０５に供給する。

【００４５】混合比αは、後述する式（３）に示される
ように、画素値における、背景のオブジェクトに対応す
る画像の成分（以下、背景の成分とも称する）の割合を
示す値である。

【００４６】前景背景分離部１０５は、領域特定部１０
３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４
から供給された混合比αを基に、前景のオブジェクトに
対応する画像の成分（以下、前景の成分とも称する）の
みから成る前景成分画像と、背景の成分のみから成る背
景成分画像とに入力画像を分離して、前景成分画像を動
きボケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。な
お、分離された前景成分画像を最終的な出力とすること
も考えられる。従来の混合領域を考慮しないで前景と背
景だけを特定し、分離していた方式に比べ正確な前景と
背景を得ることが出来る。

【００４７】動きボケ調整部１０６は、動きベクトルか
らわかる動き量vおよび領域情報を基に、前景成分画像
に含まれる１以上の画素を示す処理単位を決定する。処
理単位は、動きボケの量の調整の処理の対象となる１群
の画素を指定するデータである。

【００４８】動きボケ調整部１０６は、信号処理部１２
に入力された動きボケ調整量、前景背景分離部１０５か
ら供給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給
された動きベクトルおよびその位置情報、並びに処理単
位を基に、前景成分画像に含まれる動きボケを除去す
る、動きボケの量を減少させる、または動きボケの量を
増加させるなど前景成分画像に含まれる動きボケの量を
調整して、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択
部１０７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使
わないこともある。

【００４９】選択部１０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、前景背景分離部１０５から供給
された前景成分画像、および動きボケ調整部１０６から
供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のい
ずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力す
る。

【００５０】次に、図５乃至図２０を参照して、信号処
理部１２に供給される入力画像について説明する。

【００５１】図５は、センサによる撮像を説明する図で
ある。センサ１１は、例えば、固体撮像素子であるCCD
（Charge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビ
デオカメラなどで構成される。現実世界における、前景
に対応するオブジェクトは、現実世界における、背景に
対応するオブジェクトと、センサ１１との間を、例え
ば、図中の左側から右側に水平に移動する。

【００５２】センサ１１は、前景に対応するオブジェク
トを、背景に対応するオブジェクトと共に撮像する。セ
ンサ１１は、撮像した画像を１フレーム単位で出力す
る。例えば、センサ１１は、１秒間に３０フレームから
成る画像を出力する。センサ１１の露光時間は、１／３
０秒とすることができる。露光時間は、センサ１１が入
力された光の電荷への変換を開始してから、入力された
光の電荷への変換を終了するまでの期間である。以下、
露光時間をシャッタ時間とも称する。

【００５３】図６は、画素の配置を説明する図である。
図６中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示す。画素
は、画像に対応する平面上に配置されている。１つの画
素に対応する１つの検出素子は、センサ１１上に配置さ
れている。センサ１１が画像を撮像するとき、１つの検
出素子は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値
を出力する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像
上の横方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置
は、画像上の縦方向の位置に対応する。

【００５４】図７に示すように、例えば、CCDである検
出素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力された光
を電荷に変換して、変換された電荷を蓄積する。電荷の
量は、入力された光の強さと、光が入力されている時間
にほぼ比例する。検出素子は、シャッタ時間に対応する
期間において、入力された光から変換された電荷を、既
に蓄積されている電荷に加えていく。すなわち、検出素
子は、シャッタ時間に対応する期間、入力される光を積
分して、積分された光に対応する量の電荷を蓄積する。
検出素子は、時間に対して、積分効果があるとも言え
る。

【００５５】検出素子に蓄積された電荷は、図示せぬ回
路により、電圧値に変換され、電圧値は更にデジタルデ
ータなどの画素値に変換されて出力される。従って、セ
ンサ１１から出力される個々の画素値は、前景または背
景に対応するオブジェクトの空間的に広がりを有するあ
る部分を、シャッタ時間について積分した結果である、
１次元の空間に射影された値を有する。

【００５６】信号処理部１２は、このようなセンサ１１
の蓄積の動作により、出力信号に埋もれてしまった有意
な情報、例えば、混合比αを抽出する。信号処理部１２
は、前景の画像オブジェクト自身が混ざり合うことによ
る生ずる歪みの量、例えば、動きボケの量などを調整す
る。また、信号処理部１２は、前景の画像オブジェクト
と背景の画像オブジェクトとが混ざり合うことにより生
ずる歪みの量を調整する。

【００５７】図８は、動いている前景に対応するオブジ
ェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトと
を撮像して得られる画像を説明する図である。図８
（Ａ）は、動きを伴う前景に対応するオブジェクトと、
静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して
得られる画像を示している。図８（Ａ）に示す例におい
て、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水平
に左から右に動いている。

【００５８】図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す画像の１
つのラインに対応する画素値を時間方向に展開したモデ
ル図である。図８（Ｂ）の横方向は、図８（Ａ）の空間
方向Ｘに対応している。

【００５９】背景領域の画素は、背景の成分、すなわ
ち、背景のオブジェクトに対応する画像の成分のみか
ら、その画素値が構成されている。前景領域の画素は、
前景の成分、すなわち、前景のオブジェクトに対応する
画像の成分のみから、その画素値が構成されている。

【００６０】混合領域の画素は、背景の成分、および前
景の成分から、その画素値が構成されている。混合領域
は、背景の成分、および前景の成分から、その画素値が
構成されているので、歪み領域ともいえる。混合領域
は、更に、カバードバックグラウンド領域およびアンカ
バードバックグラウンド領域に分類される。

【００６１】カバードバックグラウンド領域は、前景領
域に対して、前景のオブジェクトの進行方向の前端部に
対応する位置の混合領域であり、時間の経過に対応して
背景成分が前景に覆い隠される領域をいう。

【００６２】これに対して、アンカバードバックグラウ
ンド領域は、前景領域に対して、前景のオブジェクトの
進行方向の後端部に対応する位置の混合領域であり、時
間の経過に対応して背景成分が現れる領域をいう。

【００６３】このように、前景領域、背景領域、または
カバードバックグラウンド領域若しくはアンカバードバ
ックグラウンド領域を含む画像が、領域特定部１０３、
混合比算出部１０４、および前景背景分離部１０５に入
力画像として入力される。

【００６４】図９は、以上のような、背景領域、前景領
域、混合領域、カバードバックグラウンド領域、および
アンカバードバックグラウンド領域を説明する図であ
る。図８に示す画像に対応する場合、背景領域は、静止
部分であり、前景領域は、動き部分であり、混合領域の
カバードバックグラウンド領域は、背景から前景に変化
する部分であり、混合領域のアンカバードバックグラウ
ンド領域は、前景から背景に変化する部分である。

【００６５】図１０は、静止している前景に対応するオ
ブジェクトおよび静止している背景に対応するオブジェ
クトを撮像した画像における、隣接して１列に並んでい
る画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。
例えば、隣接して１列に並んでいる画素として、画面の
１つのライン上に並んでいる画素を選択することができ
る。

【００６６】図１０に示すF01乃至F04の画素値は、静止
している前景のオブジェクトに対応する画素の画素値で
ある。図１０に示すB01乃至B04の画素値は、静止してい
る背景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。

【００６７】図１０における縦方向は、図中の上から下
に向かって時間が経過する。図１０中の矩形の上辺の位
置は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を開始
する時刻に対応し、図１０中の矩形の下辺の位置は、セ
ンサ１１が入力された光の電荷への変換を終了する時刻
に対応する。すなわち、図１０中の矩形の上辺から下辺
までの距離は、シャッタ時間に対応する。

【００６８】以下において、シャッタ時間とフレーム間
隔とが同一である場合を例に説明する。

【００６９】図１０における横方向は、図８で説明した
空間方向Xに対応する。より具体的には、図１０に示す
例において、図１０中の”F01”と記載された矩形の左
辺から”B04”と記載された矩形の右辺までの距離は、
画素のピッチの８倍、すなわち、連続している８つの画
素の間隔に対応する。

【００７０】前景のオブジェクトおよび背景のオブジェ
クトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間
において、センサ１１に入力される光は変化しない。

【００７１】ここで、シャッタ時間に対応する期間を２
つ以上の同じ長さの期間に分割する。例えば、仮想分割
数を４とすると、図１０に示すモデル図は、図１１に示
すモデルとして表すことができる。仮想分割数は、前景
に対応するオブジェクトの動き量vなどに対応して設定
される。例えば、４である動き量vに対応して、仮想分
割数は、４とされ、シャッタ時間に対応する期間は４つ
に分割される。

【００７２】図中の最も上の行は、シャッタが開いて最
初の、分割された期間に対応する。図中の上から２番目
の行は、シャッタが開いて２番目の、分割された期間に
対応する。図中の上から３番目の行は、シャッタが開い
て３番目の、分割された期間に対応する。図中の上から
４番目の行は、シャッタが開いて４番目の、分割された
期間に対応する。

【００７３】以下、動き量vに対応して分割されたシャ
ッタ時間をシャッタ時間/vとも称する。

【００７４】前景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、
前景の成分F01/vは、画素値F01を仮想分割数で除した値
に等しい。同様に、前景に対応するオブジェクトが静止
しているとき、前景の成分F02/vは、画素値F02を仮想分
割数で除した値に等しく、前景の成分F03/vは、画素値F
03を仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F04/v
は、画素値F04を仮想分割数で除した値に等しい。

【００７５】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、
背景の成分B01/vは、画素値B01を仮想分割数で除した値
に等しい。同様に、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとき、背景の成分B02/vは、画素値B02を仮想分
割数で除した値に等しく、B03/vは、画素値B03を仮想分
割数で除した値に等しく、B04/vは、画素値B04を仮想分
割数で除した値に等しい。

【００７６】すなわち、前景に対応するオブジェクトが
静止している場合、シャッタ時間に対応する期間におい
て、センサ１１に入力される前景のオブジェクトに対応
する光が変化しないので、シャッタが開いて最初の、シ
ャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタ
が開いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成
分F01/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/
vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて４番
目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと
は、同じ値となる。F02/v乃至F04/vも、F01/vと同様の
関係を有する。

【００７７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
る場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ
１１に入力される背景のオブジェクトに対応する光は変
化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間
/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて２
番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/v
と、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応
する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて４番目の、
シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vとは、同じ
値となる。B02/v乃至B04/vも、同様の関係を有する。

【００７８】次に、前景に対応するオブジェクトが移動
し、背景に対応するオブジェクトが静止している場合に
ついて説明する。

【００７９】図１２は、前景に対応するオブジェクトが
図中の右側に向かって移動する場合の、カバードバック
グラウンド領域を含む、１つのライン上の画素の画素値
を時間方向に展開したモデル図である。図１２におい
て、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時
間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、
等速で移動していると仮定することができる。図１２に
おいて、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフ
レームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側
に表示されるように移動する。

【００８０】図１２において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、前景領域に属する。図１２におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、カバード
バックグラウンド領域である混合領域に属する。図１２
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。

【００８１】前景に対応するオブジェクトが時間の経過
と共に背景に対応するオブジェクトを覆い隠すように移
動しているので、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素の画素値に含まれる成分は、シャッタ時間に対応
する期間のある時点で、背景の成分から、前景の成分に
替わる。

【００８２】例えば、図１２中に太線枠を付した画素値
Mは、式（１）で表される。

【００８３】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）

【００８４】例えば、左から５番目の画素は、１つのシ
ャッタ時間/vに対応する背景の成分を含み、３つのシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分を含むので、左から５
番目の画素の混合比αは、1/4である。左から６番目の
画素は、２つのシャッタ時間/vに対応する背景の成分を
含み、２つのシャッタ時間/vに対応する前景の成分を含
むので、左から６番目の画素の混合比αは、1/2であ
る。左から７番目の画素は、３つのシャッタ時間/vに対
応する背景の成分を含み、１つのシャッタ時間/vに対応
する前景の成分を含むので、左から７番目の画素の混合
比αは、3/4である。

【００８５】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１２中の左から４番目の画素の、シャッタが開い
て最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F07/vは、図１
２中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目
のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F07/vは、図１２中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１２中の左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。

【００８６】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１２中の左から３番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F06/vは、図１２
中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F06/vは、図１２中の左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１２中の左から６番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。

【００８７】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１２中の左から２番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F05/vは、図１２
中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vのに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F05/vは、図１２中の左から４番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１２中の左から５番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。

【００８８】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１２中の最も左側の画素の、シャッタが開いて最
初のシャッタ時間/vの前景の成分F04/vは、図１２中の
左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前
景の成分F04/vは、図１２中の左から３番目の画素の、
シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分と、図１２中の左から４番目の画素の、シャッ
タが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成
分とに、それぞれ等しい。

【００８９】動いているオブジェクトに対応する前景の
領域は、このように動きボケを含むので、歪み領域とも
言える。

【００９０】図１３は、前景が図中の右側に向かって移
動する場合の、アンカバードバックグラウンド領域を含
む、１つのライン上の画素の画素値を時間方向に展開し
たモデル図である。図１３において、前景の動き量v
は、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対
応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動している
と仮定することができる。図１３において、前景に対応
するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて４画素分右側に移動する。

【００９１】図１３において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、背景領域に属する。図１３におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、アンカバ
ードバックグラウンドである混合領域に属する。図１３
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。

【００９２】背景に対応するオブジェクトを覆っていた
前景に対応するオブジェクトが時間の経過と共に背景に
対応するオブジェクトの前から取り除かれるように移動
しているので、アンカバードバックグラウンド領域に属
する画素の画素値に含まれる成分は、シャッタ時間に対
応する期間のある時点で、前景の成分から、背景の成分
に替わる。

【００９３】例えば、図１３中に太線枠を付した画素値
M'は、式（２）で表される。

【００９４】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）

【００９５】例えば、左から５番目の画素は、３つのシ
ャッタ時間/vに対応する背景の成分を含み、１つのシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分を含むので、左から５
番目の画素の混合比αは、3/4である。左から６番目の
画素は、２つのシャッタ時間/vに対応する背景の成分を
含み、２つのシャッタ時間/vに対応する前景の成分を含
むので、左から６番目の画素の混合比αは、1/2であ
る。左から７番目の画素は、１つのシャッタ時間/vに対
応する背景の成分を含み、３つのシャッタ時間/vに対応
する前景の成分を含むので、左から７番目の画素の混合
比αは、1/4である。

【００９６】式（１）および式（２）をより一般化する
と、画素値Mは、式（３）で表される。

【００９７】

【数１】 ここで、αは、混合比である。Ｂは、背景の画素値であ
り、Fi/vは、前景の成分である。

【００９８】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１３中の左から５番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F01/
vは、図１３中の左から６番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。同様に、F01/vは、図１３中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１３中の左から８番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。

【００９９】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、仮想分割数が４であ
るので、例えば、図１３中の左から６番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F0
2/vは、図１３中の左から７番目の画素の、シャッタが
開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に
等しい。同様に、前景の成分F02/vは、図１３中の左か
ら８番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ
時間/vに対応する前景の成分に等しい。

【０１００】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１３中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F03/
vは、図１３中の左から８番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。

【０１０１】図１１乃至図１３の説明において、仮想分
割数は、４であるとして説明したが、仮想分割数は、動
き量vに対応する。動き量vは、一般に、前景に対応する
オブジェクトの移動速度に対応する。例えば、前景に対
応するオブジェクトが、あるフレームを基準として次の
フレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動
しているとき、動き量vは、４とされる。動き量vに対応
し、仮想分割数は、４とされる。同様に、例えば、前景
に対応するオブジェクトが、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて６画素分左側に表示されるように
移動しているとき、動き量vは、６とされ、仮想分割数
は、６とされる。

【０１０２】図１４および図１５に、以上で説明した、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域若
しくはアンカバードバックグラウンド領域から成る混合
領域と、分割されたシャッタ時間に対応する前景の成分
および背景の成分との関係を示す。

【０１０３】図１４は、静止している背景の前を移動し
ているオブジェクトに対応する前景を含む画像から、前
景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出した例
を示す。図１４に示す例において、前景に対応するオブ
ジェクトは、画面に対して水平に移動している。

【０１０４】フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレー
ムであり、フレーム#n+2は、フレーム#n+1の次のフレー
ムである。

【０１０５】フレーム#n乃至フレーム#n+2のいずれかか
ら抽出した、前景領域、背景領域、および混合領域の画
素を抽出して、動き量vを４として、抽出された画素の
画素値を時間方向に展開したモデルを図１５に示す。

【０１０６】前景領域の画素値は、前景に対応するオブ
ジェクトが移動するので、シャッタ時間/vの期間に対応
する、４つの異なる前景の成分から構成される。例え
ば、図１５に示す前景領域の画素のうち最も左側に位置
する画素は、F01/v,F02/v,F03/v、およびF04/vから構成
される。すなわち、前景領域の画素は、動きボケを含ん
でいる。

【０１０７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、シャッタ時間に対応する期間において、センサ
１１に入力される背景に対応する光は変化しない。この
場合、背景領域の画素値は、動きボケを含まない。

【０１０８】カバードバックグラウンド領域若しくはア
ンカバードバックグラウンド領域から成る混合領域に属
する画素の画素値は、前景の成分と、背景の成分とから
構成される。

【０１０９】次に、オブジェクトに対応する画像が動い
ているとき、複数のフレームにおける、隣接して１列に
並んでいる画素であって、フレーム上で同一の位置の画
素の画素値を時間方向に展開したモデルについて説明す
る。例えば、オブジェクトに対応する画像が画面に対し
て水平に動いているとき、隣接して１列に並んでいる画
素として、画面の１つのライン上に並んでいる画素を選
択することができる。

【０１１０】図１６は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接し
て１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の
位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図であ
る。フレーム#nは、フレーム#n-1の次のフレームであ
り、フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレームであ
る。他のフレームも同様に称する。

【０１１１】図１６に示すB01乃至B12の画素値は、静止
している背景のオブジェクトに対応する画素の画素値で
ある。背景に対応するオブジェクトが静止しているの
で、フレーム#n-1乃至フレームn+1において、対応する
画素の画素値は、変化しない。例えば、フレーム#n-1に
おけるB05の画素値を有する画素の位置に対応する、フ
レーム#nにおける画素、およびフレーム#n+1における画
素は、それぞれ、B05の画素値を有する。

【０１１２】図１７は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトと共に図中の右側に移動する前景に対応する
オブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接
して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一
の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図で
ある。図１７に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。

【０１１３】図１７において、前景に対応するオブジェ
クトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景
の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示される
ように移動するので、前景の動き量vは、４であり、仮
想分割数は、４である。

【０１１４】例えば、図１７中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F12/vとなり、図１７中の左から２番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F12/vとなる。図１７中の左から３番目
の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの
前景の成分、および図１７中の左から４番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。

【０１１５】図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなり、図１７中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F11/vとなる。図１７中の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなる。

【０１１６】図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F10/vとなり、図１７中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#n-1の最も
左側の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間
/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１１７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#n-1の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B01/vとなる。図１７中のフレーム#n-1の左から
３番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目の
シャッタ時間/vの背景の成分は、B02/vとなる。図１７
中のフレーム#n-1の左から４番目の画素の、シャッタが
開いて最初乃至３番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B03/vとなる。

【０１１８】図１７中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素は、前景領域に属し、左側から２番目乃至４番
目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合
領域に属する。

【０１１９】図１７中のフレーム#n-1の左から５番目の
画素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、その画素
値は、それぞれ、B04乃至B11となる。

【０１２０】図１７中のフレーム#nの左から１番目の画
素乃至５番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#n
の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、
F05/v乃至F12/vのいずれかである。

【０１２１】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F12/vとなり、図１７中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F12/vとなる。図１７中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図１７中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとな
る。

【０１２２】図１７中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなり、図１７中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F11/vとなる。図１７中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなる。

【０１２３】図１７中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F10/vとなり、図１７中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#nの左か
ら５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ
時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１２４】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#nの左から６番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B05/vとなる。図１７中のフレーム#nの左から７
番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシ
ャッタ時間/vの背景の成分は、B06/vとなる。図１７中
のフレーム#nの左から８番目の画素の、シャッタが開い
て最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、
B07/vとなる。

【０１２５】図１７中のフレーム#nにおいて、左側から
６番目乃至８番目の画素は、カバードバックグラウンド
領域である混合領域に属する。

【０１２６】図１７中のフレーム#nの左から９番目の画
素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B08乃至B11となる。

【０１２７】図１７中のフレーム#n+1の左から１番目の
画素乃至９番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#n+1の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分
は、F01/v乃至F12/vのいずれかである。

【０１２８】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなり、図１７中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F12/vとなる。図１７中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図１７中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。

【０１２９】図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの期
間の前景の成分は、F11/vとなり、図１７中の左から１
０番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時
間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１７中の左から
１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目の、シャッ
タ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。

【０１３０】図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vの
前景の成分は、F10/vとなり、図１７中の左から１０番
目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#n+
1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて４番目の
シャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１３１】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#n+1の左から１０番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B09/vとなる。図１７中のフレーム#n+1の左か
ら１１番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番
目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B10/vとなる。図
１７中のフレーム#n+1の左から１２番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景
の成分は、B11/vとなる。

【０１３２】図１７中のフレーム#n+1において、左側か
ら１０番目乃至１２番目の画素は、カバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に対応する。

【０１３３】図１８は、図１７に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。

【０１３４】図１９は、静止している背景と共に図中の
右側に移動するオブジェクトに対応する前景を撮像した
画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画
素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を
時間方向に展開したモデル図である。図１９において、
アンカバードバックグラウンド領域が含まれている。

【０１３５】図１９において、前景に対応するオブジェ
クトは、剛体であり、かつ等速で移動していると仮定で
きる。前景に対応するオブジェクトが、次のフレームに
おいて４画素分右側に表示されるように移動しているの
で、動き量vは、４である。

【０１３６】例えば、図１９中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/v
の前景の成分は、F13/vとなり、図１９中の左から２番
目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F13/vとなる。図１９中の左から３番
目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/v
の前景の成分、および図１９中の左から４番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F13/vとなる。

【０１３７】図１９中のフレーム#n-1の左から２番目の
画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F14/vとなり、図１９中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F14/vとなる。図１９中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景
の成分は、F15/vとなる。

【０１３８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１９中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、
シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時間/v
の背景の成分は、B25/vとなる。図１９中のフレーム#n-
1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B26/v
となる。図１９中のフレーム#n-1の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B27/vとなる。

【０１３９】図１９中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素乃至３番目の画素は、アンカバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に属する。

【０１４０】図１９中のフレーム#n-1の左から４番目の
画素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレー
ムの前景の成分は、F13/v乃至F24/vのいずれかである。

【０１４１】図１９中のフレーム#nの最も左側の画素乃
至左から４番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B25乃至B28となる。

【０１４２】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１９中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F13/vとなり、図１９中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F13/vとなる。図１９中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図１９中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとな
る。

【０１４３】図１９中のフレーム#nの左から６番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F14/vとなり、図１９中の左から７番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F14/vとなる。図１９中の左から８番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成
分は、F15/vとなる。

【０１４４】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１９中のフレーム#nの左から５番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目のシャッタ時間
/vの背景の成分は、B29/vとなる。図１９中のフレーム#
nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B30/vと
なる。図１９中のフレーム#nの左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B31/vとなる。

【０１４５】図１９中のフレーム#nにおいて、左から５
番目の画素乃至７番目の画素は、アンカバードバックグ
ラウンド領域である混合領域に属する。

【０１４６】図１９中のフレーム#nの左から８番目の画
素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#nの前景領域における、シャッタ時間/vの期間に対応す
る値は、F13/v乃至F20/vのいずれかである。

【０１４７】図１９中のフレーム#n+1の最も左側の画素
乃至左から８番目の画素は、背景領域に属し、画素値
は、それぞれ、B25乃至B32となる。

【０１４８】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１９中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなり、図１９中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F13/vとなる。図１９中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図１９中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなる。

【０１４９】図１９中のフレーム#n+1の左から１０番目
の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前
景の成分は、F14/vとなり、図１９中の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F14/vとなる。図１９中の左から１２番
目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F15/vとなる。

【０１５０】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１９中のフレーム#n+1の左から９番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時
間/vの背景の成分は、B33/vとなる。図１９中のフレー
ム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３
番目および４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B3
4/vとなる。図１９中のフレーム#n+1の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの
背景の成分は、B35/vとなる。

【０１５１】図１９中のフレーム#n+1において、左から
９番目の画素乃至１１番目の画素は、アンカバードバッ
クグラウンド領域である混合領域に属する。

【０１５２】図１９中のフレーム#n+1の左から１２番目
の画素は、前景領域に属する。フレーム#n+1の前景領域
における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F13/v乃至F
16/vのいずれかである。

【０１５３】図２０は、図１９に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。

【０１５４】図４に戻り、領域特定部１０３は、複数の
フレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバ
ードバックグラウンド領域、またはアンカバードバック
グラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対
応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および
動きボケ調整部１０６に供給する。

【０１５５】混合比算出部１０４は、複数のフレームの
画素値、および領域情報を基に、混合領域に含まれる画
素について画素毎に混合比αを算出し、算出した混合比
αを前景背景分離部１０５に供給する。

【０１５６】前景背景分離部１０５は、複数のフレーム
の画素値、領域情報、および混合比αを基に、前景の成
分のみからなる前景成分画像を抽出して、動きボケ調整
部１０６に供給する。

【０１５７】動きボケ調整部１０６は、前景背景分離部
１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２
から供給された動きベクトル、および領域特定部１０３
から供給された領域情報を基に、前景成分画像に含まれ
る動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前
景成分画像を出力する。

【０１５８】図２１のフローチャートを参照して、信号
処理部１２による動きボケの量の調整の処理を説明す
る。ステップＳ１０１において、領域特定部１０３は、
入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景領域、背景領
域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバー
ドバックグラウンド領域のいずれかに属するかを示す領
域情報を生成する領域特定の処理を実行する。領域特定
の処理の詳細は、図３０のフローチャートを参照して後
述する。領域特定部１０３は、生成した領域情報を混合
比算出部１０４に供給する。

【０１５９】なお、ステップＳ１０１において、領域特
定部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前
景領域、背景領域、または混合領域（カバードバックグ
ラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領
域の区別をしない）のいずれかに属するかを示す領域情
報を生成するようにしてもよい。この場合において、前
景背景分離部１０５および動きボケ調整部１０６は、動
きベクトルの方向を基に、混合領域がカバードバックグ
ラウンド領域であるか、またはアンカバードバックグラ
ウンド領域であるかを判定する。例えば、動きベクトル
の方向に対応して、前景領域、混合領域、および背景領
域と順に並んでいるとき、その混合領域は、カバードバ
ックグラウンド領域と判定され、動きベクトルの方向に
対応して、背景領域、混合領域、および前景領域と順に
並んでいるとき、その混合領域は、アンカバードバック
グラウンド領域と判定される。

【０１６０】ステップＳ１０２において、混合比算出部
１０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に
含まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の
処理の詳細は、図４０のフローチャートを参照して後述
する。混合比算出部１０４は、算出した混合比αを前景
背景分離部１０５に供給する。

【０１６１】ステップＳ１０３において、前景背景分離
部１０５は、領域情報、および混合比αを基に、入力画
像から前景の成分を抽出して、前景成分画像として動き
ボケ調整部１０６に供給する。

【０１６２】ステップＳ１０４において、動きボケ調整
部１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動き
方向に並ぶ連続した画素であって、アンカバードバック
グラウンド領域、前景領域、およびカバードバックグラ
ウンド領域のいずれかに属するものの画像上の位置を示
す処理単位を生成し、処理単位に対応する前景成分に含
まれる動きボケの量を調整する。動きボケの量の調整の
処理の詳細については、図５７のフローチャートを参照
して後述する。

【０１６３】ステップＳ１０５において、信号処理部１
２は、画面全体について処理を終了したか否かを判定
し、画面全体について処理を終了していないと判定され
た場合、ステップＳ１０４に進み、処理単位に対応する
前景の成分を対象とした動きボケの量の調整の処理を繰
り返す。

【０１６４】ステップＳ１０６において、画面全体につ
いて処理を終了したと判定された場合、処理は終了す
る。

【０１６５】このように、信号処理部１２は、前景と背
景を分離して、前景に含まれる動きボケの量を調整する
ことができる。すなわち、信号処理部１２は、前景の画
素の画素値であるサンプルデータに含まれる動きボケの
量を調整することができる。

【０１６６】以下、領域特定部１０３、混合比算出部１
０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ調整部１
０６のそれぞれの構成について説明する。

【０１６７】図２２は、領域特定部１０３の構成の一例
を示すブロック図である。フレームメモリ１２１は、入
力された画像をフレーム単位で記憶する。フレームメモ
リ１２１は、処理の対象がフレーム#nであるとき、フレ
ーム#nの２つ前のフレームであるフレーム#n-2、フレー
ム#nの１つ前のフレームであるフレーム#n-1、フレーム
#n、フレーム#nの１つ後のフレームであるフレーム#n+
1、およびフレーム#nの２つ後のフレームであるフレー
ム#n+2を記憶する。

【０１６８】静動判定部１２２−１は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n+2の画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n+1の画素の画素値をフレームメモリ１
２１から読み出して、読み出した画素値の差の絶対値を
算出する。静動判定部１２２−１は、フレーム#n+2の画
素値とフレーム#n+1の画素値との差の絶対値が、予め設
定している閾値Thより大きいか否かを判定し、差の絶対
値が閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部１２３−１に供給する。フレーム#n
+2の画素の画素値とフレーム#n+1の画素の画素値との差
の絶対値が閾値Th以下であると判定された場合、静動判
定部１２２−１は、静止を示す静動判定を領域判定部１
２３−１に供給する。

【０１６９】静動判定部１２２−２は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n+1の画素の画素値、およびフレーム#nの
対象となる画素の画素値をフレームメモリ１２１から読
み出して、画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部
１２２−２は、フレーム#n+1の画素値とフレーム#nの画
素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大
きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値が、閾値Thよ
り大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域
判定部１２３−１および領域判定部１２３−２に供給す
る。フレーム#n+1の画素の画素値とフレーム#nの画素の
画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であると判定され
た場合、静動判定部１２２−２は、静止を示す静動判定
を領域判定部１２３−１および領域判定部１２３−２に
供給する。

【０１７０】静動判定部１２２−３は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n-1の画素の画素値をフレームメモリ１
２１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。
静動判定部１２２−３は、フレーム#nの画素値とフレー
ム#n-1の画素値との差の絶対値が、予め設定している閾
値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値
が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部１２３−２および領域判定部１２３
−３に供給する。フレーム#nの画素の画素値とフレーム
#n-1の画素の画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であ
ると判定された場合、静動判定部１２２−３は、静止を
示す静動判定を領域判定部１２３−２および領域判定部
１２３−３に供給する。

【０１７１】静動判定部１２２−４は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n-1の画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n-2の画素の画素値をフレームメモリ１
２１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。
静動判定部１２２−４は、フレーム#n-1の画素値とフレ
ーム#n-2の画素値との差の絶対値が、予め設定している
閾値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値
が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部１２３−３に供給する。フレーム#n
-1の画素の画素値とフレーム#n-2の画素の画素値との差
の絶対値が、閾値Th以下であると判定された場合、静動
判定部１２２−４は、静止を示す静動判定を領域判定部
１２３−３に供給する。

【０１７２】領域判定部１２３−１は、静動判定部１２
２−１から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静
動判定部１２２−２から供給された静動判定が動きを示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると
判定し、領域の判定される画素に対応するアンカバード
バックグラウンド領域判定フラグに、アンカバードバッ
クグラウンド領域に属することを示す”１”を設定す
る。

【０１７３】領域判定部１２３−１は、静動判定部１２
２−１から供給された静動判定が動きを示すか、また
は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が静
止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素がアンカバードバックグラウンド領域に属
しないと判定し、領域の判定される画素に対応するアン
カバードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバ
ードバックグラウンド領域に属しないことを示す”０”
を設定する。

【０１７４】領域判定部１２３−１は、このように”
１”または”０”が設定されたアンカバードバックグラ
ウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ
１２４に供給する。

【０１７５】領域判定部１２３−２は、静動判定部１２
２−２から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静
動判定部１２２−３から供給された静動判定が静止を示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素が静止領域に属すると判定し、領域の判定される
画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領域に属す
ることを示す”１”を設定する。

【０１７６】領域判定部１２３−２は、静動判定部１２
２−２から供給された静動判定が動きを示すか、また
は、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が動
きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素が静止領域に属しないと判定し、領域の判
定される画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領
域に属しないことを示す”０”を設定する。

【０１７７】領域判定部１２３−２は、このように”
１”または”０”が設定された静止領域判定フラグを判
定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。

【０１７８】領域判定部１２３−２は、静動判定部１２
２−２から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静
動判定部１２２−３から供給された静動判定が動きを示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素が動き領域に属すると判定し、領域の判定される
画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領域に属す
ることを示す”１”を設定する。

【０１７９】領域判定部１２３−２は、静動判定部１２
２−２から供給された静動判定が静止を示すか、また
は、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が静
止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素が動き領域に属しないと判定し、領域の判
定される画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領
域に属しないことを示す”０”を設定する。

【０１８０】領域判定部１２３−２は、このように”
１”または”０”が設定された動き領域判定フラグを判
定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。

【０１８１】領域判定部１２３−３は、静動判定部１２
２−３から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静
動判定部１２２−４から供給された静動判定が静止を示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素がカバードバックグラウンド領域に属すると判定
し、領域の判定される画素に対応するカバードバックグ
ラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラウンド
領域に属することを示す”１”を設定する。

【０１８２】領域判定部１２３−３は、静動判定部１２
２−３から供給された静動判定が静止を示すか、また
は、静動判定部１２２−４から供給された静動判定が動
きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素がカバードバックグラウンド領域に属しな
いと判定し、領域の判定される画素に対応するカバード
バックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグ
ラウンド領域に属しないことを示す”０”を設定する。

【０１８３】領域判定部１２３−３は、このように”
１”または”０”が設定されたカバードバックグラウン
ド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２
４に供給する。

【０１８４】判定フラグ格納フレームメモリ１２４は、
領域判定部１２３−１から供給されたアンカバードバッ
クグラウンド領域判定フラグ、領域判定部１２３−２か
ら供給された静止領域判定フラグ、領域判定部１２３−
２から供給された動き領域判定フラグ、および領域判定
部１２３−３から供給されたカバードバックグラウンド
領域判定フラグをそれぞれ記憶する。

【０１８５】判定フラグ格納フレームメモリ１２４は、
記憶しているアンカバードバックグラウンド領域判定フ
ラグ、静止領域判定フラグ、動き領域判定フラグ、およ
びカバードバックグラウンド領域判定フラグを合成部１
２５に供給する。合成部１２５は、判定フラグ格納フレ
ームメモリ１２４から供給された、アンカバードバック
グラウンド領域判定フラグ、静止領域判定フラグ、動き
領域判定フラグ、およびカバードバックグラウンド領域
判定フラグを基に、各画素が、アンカバードバックグラ
ウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバードバッ
クグラウンド領域のいずれかに属することを示す領域情
報を生成し、判定フラグ格納フレームメモリ１２６に供
給する。

【０１８６】判定フラグ格納フレームメモリ１２６は、
合成部１２５から供給された領域情報を記憶すると共
に、記憶している領域情報を出力する。

【０１８７】次に、領域特定部１０３の処理の例を図２
３乃至図２７を参照して説明する。

【０１８８】前景に対応するオブジェクトが移動してい
るとき、オブジェクトに対応する画像の画面上の位置
は、フレーム毎に変化する。図２３に示すように、フレ
ーム#nにおいて、Yn(x,y)で示される位置に位置するオ
ブジェクトに対応する画像は、次のフレームであるフレ
ーム#n+1において、Yn+1(x,y)に位置する。

【０１８９】前景のオブジェクトに対応する画像の動き
方向に隣接して１列に並ぶ画素の画素値を時間方向に展
開したモデル図を図２４に示す。例えば、前景のオブジ
ェクトに対応する画像の動き方向が画面に対して水平で
あるとき、図２４におけるモデル図は、１つのライン上
の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデルを
示す。

【０１９０】図２４において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n+1におけるラインと同一である。

【０１９１】フレーム#nにおいて、左から２番目の画素
乃至１３番目の画素に含まれているオブジェクトに対応
する前景の成分は、フレーム#n+1において、左から６番
目乃至１７番目の画素に含まれる。

【０１９２】フレーム#nにおいて、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素は、左から１１番目乃至１３番
目の画素であり、アンカバードバックグラウンド領域に
属する画素は、左から２番目乃至４番目の画素である。
フレーム#n+1において、カバードバックグラウンド領域
に属する画素は、左から１５番目乃至１７番目の画素で
あり、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
は、左から６番目乃至８番目の画素である。

【０１９３】図２４に示す例において、フレーム#nに含
まれる前景の成分が、フレーム#n+1において４画素移動
しているので、動き量vは、４である。仮想分割数は、
動き量vに対応し、４である。

【０１９４】次に、注目しているフレームの前後におけ
る混合領域に属する画素の画素値の変化について説明す
る。

【０１９５】図２５に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、左から１５番目乃至１７
番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ前の
フレーム#n-1において、左から１５番目乃至１７番目の
画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ前のフレーム#n-2において、左から１５番
目乃至１７番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景
領域に属する。

【０１９６】ここで、背景に対応するオブジェクトが静
止しているので、フレーム#n-1の左から１５番目の画素
の画素値は、フレーム#n-2の左から１５番目の画素の画
素値から変化しない。同様に、フレーム#n-1の左から１
６番目の画素の画素値は、フレーム#n-2の左から１６番
目の画素の画素値から変化せず、フレーム#n-1の左から
１７番目の画素の画素値は、フレーム#n-2の左から１７
番目の画素の画素値から変化しない。

【０１９７】すなわち、フレーム#nにおけるカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレーム
#n-1およびフレーム#n-2の画素は、背景の成分のみから
成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値は、ほ
ぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混合領域
に属する画素に対応する、フレーム#n-1およびフレーム
#n-2の画素に対する静動判定は、静動判定部１２２−４
により、静止と判定される。

【０１９８】フレーム#nにおけるカバードバックグラウ
ンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、フレ
ーム#n-1における背景の成分のみから成る場合と、画素
値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属
する画素、および対応するフレーム#n-1の画素に対する
静動判定は、静動判定部１２２−３により、動きと判定
される。

【０１９９】このように、領域判定部１２３−３は、静
動判定部１２２−３から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部１２２−４から静止を示す静動判定
の結果が供給されたとき、対応する画素がカバードバッ
クグラウンド領域に属すると判定する。

【０２００】図２６に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、アンカバードバッ
クグラウンド領域に含まれる画素は、左から２番目乃至
４番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ後
のフレーム#n+1において、左から２番目乃至４番目の画
素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ後のフレーム#n+2において、左から２番目
乃至４番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域
に属する。

【０２０１】ここで、背景に対応するオブジェクトが静
止しているので、フレーム#n+2の左から２番目の画素の
画素値は、フレーム#n+1の左から２番目の画素の画素値
から変化しない。同様に、フレーム#n+2の左から３番目
の画素の画素値は、フレーム#n+1の左から３番目の画素
の画素値から変化せず、フレーム#n+2の左から４番目の
画素の画素値は、フレーム#n+1の左から４番目の画素の
画素値から変化しない。

【０２０２】すなわち、フレーム#nにおけるアンカバー
ドバックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレ
ーム#n+1およびフレーム#n+2の画素は、背景の成分のみ
から成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値
は、ほぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混
合領域に属する画素に対応する、フレーム#n+1およびフ
レーム#n+2の画素に対する静動判定は、静動判定部１２
２−１により、静止と判定される。

【０２０３】フレーム#nにおけるアンカバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、
フレーム#n+1における背景の成分のみから成る場合と、
画素値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域
に属する画素、および対応するフレーム#n+1の画素に対
する静動判定は、静動判定部１２２−２により、動きと
判定される。

【０２０４】このように、領域判定部１２３−１は、静
動判定部１２２−２から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部１２２−１から静止を示す静動判定
の結果が供給されたとき、対応する画素がアンカバード
バックグラウンド領域に属すると判定する。

【０２０５】図２７は、フレーム#nにおける領域特定部
１０３の判定条件を示す図である。フレーム#nの判定の
対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレ
ーム#n-2の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画素
の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素
とが静止と判定され、フレーム#nの判定の対象となる画
素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画
素と、フレーム#nの画素とが動きと判定されたとき、領
域特定部１０３は、フレーム#nの判定の対象となる画素
がカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。

【０２０６】フレーム#nの判定の対象となる画素の画像
上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素と、フ
レーム#nの画素とが静止と判定され、フレーム#nの画素
と、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置
と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素とが静止と判定
されたとき、領域特定部１０３は、フレーム#nの判定の
対象となる画素が静止領域に属すると判定する。

【０２０７】フレーム#nの判定の対象となる画素の画像
上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素と、フ
レーム#nの画素とが動きと判定され、フレーム#nの画素
と、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置
と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素とが動きと判定
されたとき、領域特定部１０３は、フレーム#nの判定の
対象となる画素が動き領域に属すると判定する。

【０２０８】フレーム#nの画素と、フレーム#nの判定の
対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレ
ーム#n+1の画素とが動きと判定され、フレーム#nの判定
の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフ
レーム#n+1の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画
素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n+2の画
素とが静止と判定されたとき、領域特定部１０３は、フ
レーム#nの判定の対象となる画素がアンカバードバック
グラウンド領域に属すると判定する。

【０２０９】図２８は、領域特定部１０３の領域の特定
の結果の例を示す図である。図２８（Ａ）において、カ
バードバックグラウンド領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。図２８（Ｂ）において、アン
カバードバックグラウンド領域に属すると判定された画
素は、白で表示されている。

【０２１０】図２８（Ｃ）において、動き領域に属する
と判定された画素は、白で表示されている。図２８
（Ｄ）において、静止領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。

【０２１１】図２９は、判定フラグ格納フレームメモリ
１２６が出力する領域情報の内、混合領域を示す領域情
報を画像として示す図である。図２９において、カバー
ドバックグラウンド領域またはアンカバードバックグラ
ウンド領域に属すると判定された画素、すなわち混合領
域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
判定フラグ格納フレームメモリ１２６が出力する混合領
域を示す領域情報は、混合領域、および前景領域内のテ
クスチャの無い部分に囲まれたテクスチャの有る部分を
示す。

【０２１２】次に、図３０のフローチャートを参照し
て、領域特定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ１２１において、フレームメモリ１２１は、判
定の対象となるフレーム#nを含むフレーム#n-2乃至フレ
ーム#n+2の画像を取得する。

【０２１３】ステップＳ１２２において、静動判定部１
２２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位
置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定された
場合、ステップＳ１２３に進み、静動判定部１２２−２
は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素
とで、静止か否かを判定する。

【０２１４】ステップＳ１２３において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、ステップＳ１２４に進み、領域判定部１２
３−２は、領域の判定される画素に対応する静止領域判
定フラグに、静止領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部１２３−２は、静止領域判定フラグを
判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続き
は、ステップＳ１２５に進む。

【０２１５】ステップＳ１２２において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、または、ステップＳ１２３において、フレ
ーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動
きと判定された場合、フレーム#nの画素が静止領域には
属さないので、ステップＳ１２４の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ１２５に進む。

【０２１６】ステップＳ１２５において、静動判定部１
２２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位
置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された
場合、ステップＳ１２６に進み、静動判定部１２２−２
は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素
とで、動きか否かを判定する。

【０２１７】ステップＳ１２６において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、ステップＳ１２７に進み、領域判定部１２
３−２は、領域の判定される画素に対応する動き領域判
定フラグに、動き領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部１２３−２は、動き領域判定フラグを
判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続き
は、ステップＳ１２８に進む。

【０２１８】ステップＳ１２５において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、または、ステップＳ１２６において、フレ
ーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静
止と判定された場合、フレーム#nの画素が動き領域には
属さないので、ステップＳ１２７の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ１２８に進む。

【０２１９】ステップＳ１２８において、静動判定部１
２２−４は、フレーム#n-2の画素とフレーム#n-1の同一
位置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定され
た場合、ステップＳ１２９に進み、静動判定部１２２−
３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画
素とで、動きか否かを判定する。

【０２２０】ステップＳ１２９において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、ステップＳ１３０に進み、領域判定部１２
３−３は、領域の判定される画素に対応するカバードバ
ックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラ
ウンド領域に属することを示す”１”を設定する。領域
判定部１２３−３は、カバードバックグラウンド領域判
定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給
し、手続きは、ステップＳ１３１に進む。

【０２２１】ステップＳ１２８において、フレーム#n-2
の画素とフレーム#n-1の同一位置の画素とで、動きと判
定された場合、または、ステップＳ１２９において、フ
レーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、
静止と判定された場合、フレーム#nの画素がカバードバ
ックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ１３
０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１３１
に進む。

【０２２２】ステップＳ１３１において、静動判定部１
２２−２は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位
置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された
場合、ステップＳ１３２に進み、静動判定部１２２−１
は、フレーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画
素とで、静止か否かを判定する。

【０２２３】ステップＳ１３２において、フレーム#n+1
の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、静止と判
定された場合、ステップＳ１３３に進み、領域判定部１
２３−１は、領域の判定される画素に対応するアンカバ
ードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバード
バックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部１２３−１は、アンカバードバックグ
ラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモ
リ１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１３４に進
む。

【０２２４】ステップＳ１３１において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、または、ステップＳ１３２において、フレ
ーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、
動きと判定された場合、フレーム#nの画素がアンカバー
ドバックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ
１３３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１
３４に進む。

【０２２５】ステップＳ１３４において、領域特定部１
０３は、フレーム#nの全ての画素について領域を特定し
たか否かを判定し、フレーム#nの全ての画素について領
域を特定していないと判定された場合、手続きは、ステ
ップＳ１２２に戻り、他の画素について、領域特定の処
理を繰り返す。

【０２２６】ステップＳ１３４において、フレーム#nの
全ての画素について領域を特定したと判定された場合、
ステップＳ１３５に進み、合成部１２５は、判定フラグ
格納フレームメモリ１２４に記憶されているアンカバー
ドバックグラウンド領域判定フラグ、およびカバードバ
ックグラウンド領域判定フラグを基に、混合領域を示す
領域情報を生成し、更に、各画素が、アンカバードバッ
クグラウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバー
ドバックグラウンド領域のいずれかに属することを示す
領域情報を生成し、生成した領域情報を判定フラグ格納
フレームメモリ１２６に設定し、処理は終了する。

【０２２７】このように、領域特定部１０３は、フレー
ムに含まれている画素のそれぞれについて、動き領域、
静止領域、アンカバードバックグラウンド領域、または
カバードバックグラウンド領域に属することを示す領域
情報を生成することができる。

【０２２８】なお、領域特定部１０３は、アンカバード
バックグラウンド領域およびカバードバックグラウンド
領域に対応する領域情報に論理和を適用することによ
り、混合領域に対応する領域情報を生成して、フレーム
に含まれている画素のそれぞれについて、動き領域、静
止領域、または混合領域に属することを示すフラグから
成る領域情報を生成するようにしてもよい。

【０２２９】前景に対応するオブジェクトがテクスチャ
を有す場合、領域特定部１０３は、より正確に動き領域
を特定することができる。

【０２３０】領域特定部１０３は、動き領域を示す領域
情報を前景領域を示す領域情報として、また、静止領域
を示す領域情報を背景領域を示す領域情報として出力す
ることができる。

【０２３１】なお、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した領域を特定する処理を適用
することができる。例えば、背景領域に対応する画像が
一様に動いているとき、領域特定部１０３は、この動き
に対応して画像全体をシフトさせ、背景に対応するオブ
ジェクトが静止している場合と同様に処理する。また、
背景領域に対応する画像が局所毎に異なる動きを含んで
いるとき、領域特定部１０３は、動きに対応した画素を
選択して、上述の処理を実行する。

【０２３２】図３１は、混合比算出部１０４の構成の一
例を示すブロック図である。推定混合比処理部２０１
は、入力画像を基に、カバードバックグラウンド領域の
モデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算
出して、算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供
給する。

【０２３３】推定混合比処理部２０２は、入力画像を基
に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応
する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。

【０２３４】前景に対応するオブジェクトがシャッタ時
間内に等速で動いていると仮定できるので、混合領域に
属する画素の混合比αは、以下の性質を有する。すなわ
ち、混合比αは、画素の位置の変化に対応して、直線的
に変化する。画素の位置の変化を１次元とすれば、混合
比αの変化は、直線で表現することができ、画素の位置
の変化を２次元とすれば、混合比αの変化は、平面で表
現することができる。

【０２３５】なお、１フレームの期間は短いので、前景
に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動して
いると仮定が成り立つ。

【０２３６】この場合、混合比αの傾きは、前景のシャ
ッタ時間内での動き量vの逆比となる。

【０２３７】理想的な混合比αの例を図３２に示す。理
想的な混合比αの混合領域における傾きlは、動き量vの
逆数として表すことができる。

【０２３８】図３２に示すように、理想的な混合比α
は、背景領域において、１の値を有し、前景領域におい
て、０の値を有し、混合領域において、０を越え１未満
の値を有する。

【０２３９】図３３の例において、フレーム#nの左から
７番目の画素の画素値C06は、フレーム#n-1の左から７
番目の画素の画素値P06を用いて、式（４）で表すこと
ができる。

【０２４０】

【数２】

【０２４１】式（４）において、画素値C06を混合領域
の画素の画素値Mと、画素値P06を背景領域の画素の画素
値Bと表現する。すなわち、混合領域の画素の画素値Mお
よび背景領域の画素の画素値Bは、それぞれ、式（５）
および式（６）のように表現することができる。

【０２４２】 M=C06 （５） B=P06 （６）

【０２４３】式（４）中の2/vは、混合比αに対応す
る。動き量vが４なので、フレーム#nの左から７番目の
画素の混合比αは、0.5となる。

【０２４４】以上のように、注目しているフレーム#nの
画素値Cを混合領域の画素値と見なし、フレーム#nの前
のフレーム#n-1の画素値Pを背景領域の画素値と見なす
ことで、混合比αを示す式（３）は、式（７）のように
書き換えられる。

【０２４５】 C=α・P+f （７） 式（７）のfは、注目している画素に含まれる前景の成
分の和Σ_iFi/vである。式（７）に含まれる変数は、混
合比αおよび前景の成分の和fの２つである。

【０２４６】同様に、アンカバードバックグラウンド領
域における、動き量vが４であり、時間方向の仮想分割
数が４である、画素値を時間方向に展開したモデルを図
３４に示す。

【０２４７】アンカバードバックグラウンド領域におい
て、上述したカバードバックグラウンド領域における表
現と同様に、注目しているフレーム#nの画素値Cを混合
領域の画素値と見なし、フレーム#nの後のフレーム#n+1
の画素値Nを背景領域の画素値と見なすことで、混合比
αを示す式（３）は、式（８）のように表現することが
できる。

【０２４８】 C=α・N+f （８）

【０２４９】なお、背景のオブジェクトが静止している
として説明したが、背景のオブジェクトが動いている場
合においても、背景の動き量vに対応させた位置の画素
の画素値を利用することにより、式（４）乃至式（８）
を適用することができる。例えば、図３３において、背
景に対応するオブジェクトの動き量vが２であり、仮想
分割数が２であるとき、背景に対応するオブジェクトが
図中の右側に動いているとき、式（６）における背景領
域の画素の画素値Bは、画素値P04とされる。

【０２５０】式（７）および式（８）は、それぞれ２つ
の変数を含むので、そのままでは混合比αを求めること
ができない。ここで、画像は一般的に空間的に相関が強
いので近接する画素同士でほぼ同じ画素値となる。

【０２５１】そこで、前景成分は、空間的に相関が強い
ので、前景の成分の和fを前または後のフレームから導
き出せるように式を変形して、混合比αを求める。

【０２５２】図３５のフレーム#nの左から７番目の画素
の画素値Mcは、式（９）で表すことができる。

【０２５３】

【数３】 式（９）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当する。
式（９）の右辺第２項は、後のフレーム#n+1の画素値を
利用して、式（１０）のように表すこととする。

【０２５４】

【数４】

【０２５５】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（１１）が成立するとする。

【０２５６】 F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （１１） 式（１０）は、式（１１）を利用して、式（１２）のよ
うに置き換えることができる。

【０２５７】

【数５】

【０２５８】結果として、βは、式（１３）で表すこと
ができる。

【０２５９】 β=2/4 （１３）

【０２６０】一般的に、式（１１）に示すように混合領
域に関係する前景の成分が等しいと仮定すると、混合領
域の全ての画素について、内分比の関係から式（１４）
が成立する。

【０２６１】 β=1-α （１４）

【０２６２】式（１４）が成立するとすれば、式（７）
は、式（１５）に示すように展開することができる。

【０２６３】

【数６】

【０２６４】同様に、式（１４）が成立するとすれば、
式（８）は、式（１６）に示すように展開することがで
きる。

【０２６５】

【数７】

【０２６６】式（１５）および式（１６）において、
C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（１５）お
よび式（１６）に含まれる変数は、混合比αのみであ
る。式（１５）および式（１６）における、C，N、およ
びPの関係を図３６に示す。Cは、混合比αを算出する、
フレーム#nの注目している画素の画素値である。Nは、
注目している画素と空間方向の位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値である。Pは、注目している画素
と空間方向の位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画
素値である。

【０２６７】従って、式（１５）および式（１６）のそ
れぞれに１つの変数が含まれることとなるので、３つの
フレームの画素の画素値を利用して、混合比αを算出す
ることができる。式（１５）および式（１６）を解くこ
とにより、正しい混合比αが算出されるための条件は、
混合領域に関係する前景の成分が等しい、すなわち、前
景のオブジェクトが静止しているとき撮像された前景の
画像オブジェクトにおいて、前景のオブジェクトの動き
の方向に対応する、画像オブジェクトの境界に位置する
画素であって、動き量vの２倍の数の連続している画素
の画素値が、一定であることである。

【０２６８】以上のように、カバードバックグラウンド
領域に属する画素の混合比αは、式（１７）により算出
され、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
の混合比αは、式（１８）により算出される。

【０２６９】 α=(C-N)/(P-N) （１７） α=(C-P)/(N-P) （１８）

【０２７０】図３７は、推定混合比処理部２０１の構成
を示すブロック図である。フレームメモリ２２１は、入
力された画像をフレーム単位で記憶し、入力画像として
入力されているフレームから１つ後のフレームをフレー
ムメモリ２２２および混合比演算部２２３に供給する。

【０２７１】フレームメモリ２２２は、入力された画像
をフレーム単位で記憶し、フレームメモリ２２１から供
給されているフレームから１つ後のフレームを混合比演
算部２２３に供給する。

【０２７２】従って、入力画像としてフレーム#n+1が混
合比演算部２２３に入力されているとき、フレームメモ
リ２２１は、フレーム#nを混合比演算部２２３に供給
し、フレームメモリ２２２は、フレーム#n-1を混合比演
算部２２３に供給する。

【０２７３】混合比演算部２２３は、式（１７）に示す
演算により、フレーム#nの注目している画素の画素値
C、注目している画素と空間的位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素と空
間的位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを
基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。例えば、背景が静止してい
るとき、混合比演算部２２３は、フレーム#nの注目して
いる画素の画素値C、注目している画素とフレーム内の
位置が同じ、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注
目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n
-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混
合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。

【０２７４】このように、推定混合比処理部２０１は、
入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部
２０３に供給することができる。

【０２７５】なお、推定混合比処理部２０２は、推定混
合比処理部２０１が式（１７）に示す演算により、注目
している画素の推定混合比を算出するのに対して、式
（１８）に示す演算により、注目している画素の推定混
合比を算出する部分が異なることを除き、推定混合比処
理部２０１と同様なので、その説明は省略する。

【０２７６】図３８は、推定混合比処理部２０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図３８に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動き量vが１１である場合の結果を、１ライ
ンに対して示すものである。

【０２７７】推定混合比は、混合領域において、図３２
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。

【０２７８】図３１に戻り、混合比決定部２０３は、領
域特定部１０３から供給された、混合比αの算出の対象
となる画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグ
ラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領
域のいずれかに属するかを示す領域情報を基に、混合比
αを設定する。混合比決定部２０３は、対象となる画素
が前景領域に属する場合、０を混合比αに設定し、対象
となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設
定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域
に属する場合、推定混合比処理部２０１から供給された
推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合
比処理部２０２から供給された推定混合比を混合比αに
設定する。混合比決定部２０３は、領域情報を基に設定
した混合比αを出力する。

【０２７９】図３９は、混合比算出部１０４の他の構成
を示すブロック図である。選択部２３１は、領域特定部
１０３から供給された領域情報を基に、カバードバック
グラウンド領域に属する画素および、これに対応する前
および後のフレームの画素を推定混合比処理部２３２に
供給する。選択部２３１は、領域特定部１０３から供給
された領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素および、これに対応する前および後の
フレームの画素を推定混合比処理部２３３に供給する。

【０２８０】推定混合比処理部２３２は、選択部２３１
から入力された画素値を基に、式（１７）に示す演算に
より、カバードバックグラウンド領域に属する、注目し
ている画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合
比を選択部２３４に供給する。

【０２８１】推定混合比処理部２３３は、選択部２３１
から入力された画素値を基に、式（１８）に示す演算に
より、アンカバードバックグラウンド領域に属する、注
目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定
混合比を選択部２３４に供給する。

【０２８２】選択部２３４は、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、対象となる画素が前景領域に
属する場合、０である推定混合比を選択して、混合比α
に設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１
である推定混合比を選択して、混合比αに設定する。選
択部２３４は、対象となる画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属する場合、推定混合比処理部２３２から供
給された推定混合比を選択して混合比αに設定し、対象
となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
る場合、推定混合比処理部２３３から供給された推定混
合比を選択して混合比αに設定する。選択部２３４は、
領域情報を基に選択して設定した混合比αを出力する。

【０２８３】このように、図３９に示す他の構成を有す
る混合比算出部１０４は、画像の含まれる画素毎に混合
比αを算出して、算出した混合比αを出力することがで
きる。

【０２８４】図４０のフローチャートを参照して、図３
１に構成を示す混合比算出部１０４の混合比αの算出の
処理を説明する。ステップＳ１５１において、混合比算
出部１０４は、領域特定部１０３から供給された領域情
報を取得する。ステップＳ１５２において、推定混合比
処理部２０１は、カバードバックグラウンド領域に対応
するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算
出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。混
合比推定の演算の処理の詳細は、図４１のフローチャー
トを参照して、後述する。

【０２８５】ステップＳ１５３において、推定混合比処
理部２０２は、アンカバードバックグラウンド領域に対
応するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、
算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。

【０２８６】ステップＳ１５４において、混合比算出部
１０４は、フレーム全体について、混合比αを推定した
か否かを判定し、フレーム全体について、混合比αを推
定していないと判定された場合、ステップＳ１５２に戻
り、次の画素について混合比αを推定する処理を実行す
る。

【０２８７】ステップＳ１５４において、フレーム全体
について、混合比αを推定したと判定された場合、ステ
ップＳ１５５に進み、混合比決定部２０３は、画素が、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、
またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに
属するかを示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報を基に、混合比αを設定する。混合比決定部２０３
は、対象となる画素が前景領域に属する場合、０を混合
比αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場
合、１を混合比αに設定し、対象となる画素がカバード
バックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部
２０１から供給された推定混合比を混合比αに設定し、
対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に
属する場合、推定混合比処理部２０２から供給された推
定混合比を混合比αに設定し、処理は終了する。

【０２８８】このように、混合比算出部１０４は、領域
特定部１０３から供給された領域情報、および入力画像
を基に、各画素に対応する特徴量である混合比αを算出
することができる。

【０２８９】図３９に構成を示す混合比算出部１０４の
混合比αの算出の処理は、図４０のフローチャートで説
明した処理と同様なので、その説明は省略する。

【０２９０】次に、図４０のステップＳ１５２に対応す
る、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルに
よる混合比推定の処理を図４１のフローチャートを参照
して説明する。

【０２９１】ステップＳ１７１において、混合比演算部
２２３は、フレームメモリ２２１から、フレーム#nの注
目画素の画素値Cを取得する。

【０２９２】ステップＳ１７２において、混合比演算部
２２３は、フレームメモリ２２２から、注目画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを取得する。

【０２９３】ステップＳ１７３において、混合比演算部
２２３は、入力画像に含まれる注目画素に対応する、フ
レーム#n+1の画素の画素値Nを取得する。

【０２９４】ステップＳ１７４において、混合比演算部
２２３は、フレーム#nの注目画素の画素値C、フレーム#
n-1の画素の画素値P、およびフレーム#n+1の画素の画素
値Nを基に、推定混合比を演算する。

【０２９５】ステップＳ１７５において、混合比演算部
２２３は、フレーム全体について、推定混合比を演算す
る処理を終了したか否かを判定し、フレーム全体につい
て、推定混合比を演算する処理を終了していないと判定
された場合、ステップＳ１７１に戻り、次の画素につい
て推定混合比を算出する処理を繰り返す。

【０２９６】ステップＳ１７５において、フレーム全体
について、推定混合比を演算する処理を終了したと判定
された場合、処理は終了する。

【０２９７】このように、推定混合比処理部２０１は、
入力画像を基に、推定混合比を演算することができる。

【０２９８】図４０のステップＳ１５３におけるアンカ
バードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混
合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域
のモデルに対応する式を利用した、図４１のフローチャ
ートに示す処理と同様なので、その説明は省略する。

【０２９９】なお、図３９に示す推定混合比処理部２３
２および推定混合比処理部２３３は、図４１に示すフロ
ーチャートと同様の処理を実行して推定混合比を演算す
るので、その説明は省略する。

【０３００】また、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した混合比αを求める処理を適
用することができる。例えば、背景領域に対応する画像
が一様に動いているとき、推定混合比処理部２０１は、
背景の動きに対応して画像全体をシフトさせ、背景に対
応するオブジェクトが静止している場合と同様に処理す
る。また、背景領域に対応する画像が局所毎に異なる背
景の動きを含んでいるとき、推定混合比処理部２０１
は、混合領域に属する画素に対応する画素として、背景
の動きに対応した画素を選択して、上述の処理を実行す
る。

【０３０１】なお、図３１または図３９に示す混合比算
出部１０４の構成は、一例である。

【０３０２】また、混合比算出部１０４は、全ての画素
について、カバードバックグラウンド領域に対応するモ
デルによる混合比推定の処理のみを実行して、算出され
た推定混合比を混合比αとして出力するようにしてもよ
い。この場合において、混合比αは、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合
を示し、アンカバードバックグラウンド領域に属する画
素について、前景の成分の割合を示す。アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素について、このように
算出された混合比αと１との差分の絶対値を算出して、
算出した絶対値を混合比αに設定すれば、信号処理部１
２は、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
について、背景の成分の割合を示す混合比αを求めるこ
とができる。

【０３０３】なお、同様に、混合比算出部１０４は、全
ての画素について、アンカバードバックグラウンド領域
に対応するモデルによる混合比推定の処理のみを実行し
て、算出された推定混合比を混合比αとして出力するよ
うにしてもよい。

【０３０４】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図４２は、前景背景分離部１０５の構成の一例を
示すブロック図である。前景背景分離部１０５に供給さ
れた入力画像は、分離部２５１、スイッチ２５２、およ
びスイッチ２５４に供給される。カバードバックグラウ
ンド領域を示す情報、およびアンカバードバックグラウ
ンド領域を示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報は、分離部２５１に供給される。前景領域を示す領
域情報は、スイッチ２５２に供給される。背景領域を示
す領域情報は、スイッチ２５４に供給される。

【０３０５】混合比算出部１０４から供給された混合比
αは、分離部２５１に供給される。

【０３０６】分離部２５１は、カバードバックグラウン
ド領域を示す領域情報、アンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を分離して、分離した前景の成分を合成
部２５３に供給するとともに、入力画像から背景の成分
を分離して、分離した背景の成分を合成部２５５に供給
する。

【０３０７】スイッチ２５２は、前景領域を示す領域情
報を基に、前景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる前景に対応する画素のみを合
成部２５３に供給する。

【０３０８】スイッチ２５４は、背景領域を示す領域情
報を基に、背景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる背景に対応する画素のみを合
成部２５５に供給する。

【０３０９】合成部２５３は、分離部２５１から供給さ
れた前景に対応する成分、スイッチ２５２から供給され
た前景に対応する画素を基に、前景成分画像を合成し、
合成した前景成分画像を出力する。前景領域と混合領域
とは重複しないので、合成部２５３は、例えば、前景に
対応する成分と、前景に対応する画素とに論理和の演算
を適用して、前景成分画像を合成する。

【０３１０】合成部２５３は、前景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、前景成分画像の合成の処理において、前景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部２５３が出力
する前景成分画像の内、背景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。

【０３１１】合成部２５５は、分離部２５１から供給さ
れた背景に対応する成分、スイッチ２５４から供給され
た背景に対応する画素を基に、背景成分画像を合成し
て、合成した背景成分画像を出力する。背景領域と混合
領域とは重複しないので、合成部２５５は、例えば、背
景に対応する成分と、背景に対応する画素とに論理和の
演算を適用して、背景成分画像を合成する。

【０３１２】合成部２５５は、背景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、背景成分画像の合成の処理において、背景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部２５５が出力
する背景成分画像の内、前景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。

【０３１３】図４３は、前景背景分離部１０５に入力さ
れる入力画像、並びに前景背景分離部１０５から出力さ
れる前景成分画像および背景成分画像を示す図である。

【０３１４】図４３（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図４３（Ｂ）は、図４３（Ａ）に対応する前景
領域に属する画素、背景領域に属する画素、および混合
領域に属する画素を含む１ラインの画素を時間方向に展
開したモデル図を示す。

【０３１５】図４３（Ａ）および図４３（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される背景成分画
像は、背景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる背景の成分から構成される。

【０３１６】図４３（Ａ）および図４３（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される前景成分画
像は、前景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる前景の成分から構成される。

【０３１７】混合領域の画素の画素値は、前景背景分離
部１０５により、背景の成分と、前景の成分とに分離さ
れる。分離された背景の成分は、背景領域に属する画素
と共に、背景成分画像を構成する。分離された前景の成
分は、前景領域に属する画素と共に、前景成分画像を構
成する。

【０３１８】このように、前景成分画像は、背景領域に
対応する画素の画素値が０とされ、前景領域に対応する
画素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値
が設定される。同様に、背景成分画像は、前景領域に対
応する画素の画素値が０とされ、背景領域に対応する画
素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値が
設定される。

【０３１９】次に、分離部２５１が実行する、混合領域
に属する画素から前景の成分、および背景の成分を分離
する処理について説明する。

【０３２０】図４４は、図中の左から右に移動するオブ
ジェクトに対応する前景を含む、２つのフレームの前景
の成分および背景の成分を示す画像のモデルである。図
４４に示す画像のモデルにおいて、前景の動き量vは４
であり、仮想分割数は、４とされている。

【０３２１】フレーム#nにおいて、最も左の画素、およ
び左から１４番目乃至１８番目の画素は、背景の成分の
みから成り、背景領域に属する。フレーム#nにおいて、
左から２番目乃至４番目の画素は、背景の成分および前
景の成分を含み、アンカバードバックグラウンド領域に
属する。フレーム#nにおいて、左から１１番目乃至１３
番目の画素は、背景の成分および前景の成分を含み、カ
バードバックグラウンド領域に属する。フレーム#nにお
いて、左から５番目乃至１０番目の画素は、前景の成分
のみから成り、前景領域に属する。

【０３２２】フレーム#n+1において、左から１番目乃至
５番目の画素、および左から１８番目の画素は、背景の
成分のみから成り、背景領域に属する。フレーム#n+1に
おいて、左から６番目乃至８番目の画素は、背景の成分
および前景の成分を含み、アンカバードバックグラウン
ド領域に属する。フレーム#n+1において、左から１５番
目乃至１７番目の画素は、背景の成分および前景の成分
を含み、カバードバックグラウンド領域に属する。フレ
ーム#n+1において、左から９番目乃至１４番目の画素
は、前景の成分のみから成り、前景領域に属する。

【０３２３】図４５は、カバードバックグラウンド領域
に属する画素から前景の成分を分離する処理を説明する
図である。図４５において、α１乃至α１８は、フレー
ム#nにおける画素のぞれぞれに対応する混合比である。
図４５において、左から１５番目乃至１７番目の画素
は、カバードバックグラウンド領域に属する。

【０３２４】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（１９）で表される。

【０３２５】 C15=B15/v+F09/v+F08/v+F07/v =α15・B15+F09/v+F08/v+F07/v =α15・P15+F09/v+F08/v+F07/v （１９） ここで、α15は、フレーム#nの左から１５番目の画素の
混合比である。P15は、フレーム#n-1の左から１５番目
の画素の画素値である。

【０３２６】式（１９）を基に、フレーム#nの左から１
５番目の画素の前景の成分の和f15は、式（２０）で表
される。

【０３２７】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （２０）

【０３２８】同様に、フレーム#nの左から１６番目の画
素の前景の成分の和f16は、式（２１）で表され、フレ
ーム#nの左から１７番目の画素の前景の成分の和f17
は、式（２２）で表される。

【０３２９】 f16=C16-α16・P16 （２１） f17=C17-α17・P17 （２２）

【０３３０】このように、カバードバックグラウンド領
域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fcは、
式（２３）で計算される。

【０３３１】 fc=C-α・P （２３） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。

【０３３２】図４６は、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素から前景の成分を分離する処理を説明
する図である。図４６において、α１乃至α１８は、フ
レーム#nにおける画素のぞれぞれに対応する混合比であ
る。図４６において、左から２番目乃至４番目の画素
は、アンカバードバックグラウンド領域に属する。

【０３３３】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（２４）で表される。

【０３３４】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （２４） ここで、α2は、フレーム#nの左から２番目の画素の混
合比である。N02は、フレーム#n+1の左から２番目の画
素の画素値である。

【０３３５】式（２４）を基に、フレーム#nの左から２
番目の画素の前景の成分の和f02は、式（２５）で表さ
れる。

【０３３６】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （２５）

【０３３７】同様に、フレーム#nの左から３番目の画素
の前景の成分の和f03は、式（２６）で表され、フレー
ム#nの左から４番目の画素の前景の成分の和f04は、式
（２７）で表される。

【０３３８】 f03=C03-α3・N03 （２６） f04=C04-α4・N04 （２７）

【０３３９】このように、アンカバードバックグラウン
ド領域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fu
は、式（２８）で計算される。

【０３４０】 fu=C-α・N （２８） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。

【０３４１】このように、分離部２５１は、領域情報に
含まれる、カバードバックグラウンド領域を示す情報、
およびアンカバードバックグラウンド領域を示す情報、
並びに画素毎の混合比αを基に、混合領域に属する画素
から前景の成分、および背景の成分を分離することがで
きる。

【０３４２】図４７は、以上で説明した処理を実行する
分離部２５１の構成の一例を示すブロック図である。分
離部２５１に入力された画像は、フレームメモリ３０１
に供給され、混合比算出部１０４から供給されたカバー
ドバックグラウンド領域およびアンカバードバックグラ
ウンド領域を示す領域情報、並びに混合比αは、分離処
理ブロック３０２に入力される。

【０３４３】フレームメモリ３０１は、入力された画像
をフレーム単位で記憶する。フレームメモリ３０１は、
処理の対象がフレーム#nであるとき、フレーム#nの１つ
前のフレームであるフレーム#n-1、フレーム#n、および
フレーム#nの１つ後のフレームであるフレーム#n+1を記
憶する。

【０３４４】フレームメモリ３０１は、フレーム#n-1、
フレーム#n、およびフレーム#n+1の対応する画素を分離
処理ブロック３０２に供給する。

【０３４５】分離処理ブロック３０２は、カバードバッ
クグラウンド領域およびアンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、並びに混合比αを基に、フレーム
メモリ３０１から供給されたフレーム#n-1、フレーム#
n、およびフレーム#n+1の対応する画素の画素値に図４
５および図４６を参照して説明した演算を適用して、フ
レーム#nの混合領域に属する画素から前景の成分および
背景の成分を分離して、フレームメモリ３０３に供給す
る。

【０３４６】分離処理ブロック３０２は、アンカバード
領域処理部３１１、カバード領域処理部３１２、合成部
３１３、および合成部３１４で構成されている。

【０３４７】アンカバード領域処理部３１１の乗算器３
２１は、混合比αを、フレームメモリ３０１から供給さ
れたフレーム#n+1の画素の画素値に乗じて、スイッチ３
２２に出力する。スイッチ３２２は、フレームメモリ３
０１から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n+1の
画素に対応する）がアンカバードバックグラウンド領域
であるとき、閉じられ、乗算器３２１から供給された混
合比αを乗じた画素値を演算器３２２および合成部３１
４に供給する。スイッチ３２２から出力されるフレーム
#n+1の画素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム
#nの対応する画素の画素値の背景の成分に等しい。

【０３４８】演算器３２３は、フレームメモリ３０１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
３２２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器３２３は、アンカバードバックグラウ
ンド領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合
成部３１３に供給する。

【０３４９】カバード領域処理部３１２の乗算器３３１
は、混合比αを、フレームメモリ３０１から供給された
フレーム#n-1の画素の画素値に乗じて、スイッチ３３２
に出力する。スイッチ３３２は、フレームメモリ３０１
から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n-1の画素
に対応する）がカバードバックグラウンド領域であると
き、閉じられ、乗算器３３１から供給された混合比αを
乗じた画素値を演算器３３３および合成部３１４に供給
する。スイッチ３３２から出力されるフレーム#n-1の画
素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム#nの対応
する画素の画素値の背景の成分に等しい。

【０３５０】演算器３３３は、フレームメモリ３０１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
３３２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器３３３は、カバードバックグラウンド
領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合成部
３１３に供給する。

【０３５１】合成部３１３は、フレーム#nの、演算器３
２３から供給された、アンカバードバックグラウンド領
域に属する画素の前景の成分、および演算器３３３から
供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画
素の前景の成分を合成して、フレームメモリ３０３に供
給する。

【０３５２】合成部３１４は、フレーム#nの、スイッチ
３２２から供給された、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素の背景の成分、およびスイッチ３３２
から供給された、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素の背景の成分を合成して、フレームメモリ３０３
に供給する。

【０３５３】フレームメモリ３０３は、分離処理ブロッ
ク３０２から供給された、フレーム#nの混合領域の画素
の前景の成分と、背景の成分とをそれぞれに記憶する。

【０３５４】フレームメモリ３０３は、記憶しているフ
レーム#nの混合領域の画素の前景の成分、および記憶し
ているフレーム#nの混合領域の画素の背景の成分を出力
する。

【０３５５】特徴量である混合比αを利用することによ
り、画素値に含まれる前景の成分と背景の成分とを完全
に分離することが可能になる。

【０３５６】合成部２５３は、分離部２５１から出力さ
れた、フレーム#nの混合領域の画素の前景の成分と、前
景領域に属する画素とを合成して前景成分画像を生成す
る。合成部２５５は、分離部２５１から出力された、フ
レーム#nの混合領域の画素の背景の成分と、背景領域に
属する画素とを合成して背景成分画像を生成する。

【０３５７】図４８は、図４４のフレーム#nに対応す
る、前景成分画像の例と、背景成分画像の例を示す図で
ある。

【０３５８】図４８（Ａ）は、図４４のフレーム#nに対
応する、前景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景が分離される前
において、背景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。

【０３５９】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、背景の成分が０とされ、前景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、背景の成分が０と
され、前景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景の成分のみから成るの
で、そのまま残される。

【０３６０】図４８（Ｂ）は、図４４のフレーム#nに対
応する、背景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景とが分離される
前において、背景の成分のみから成っていたので、その
まま残される。

【０３６１】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、前景の成分が０とされ、背景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、前景の成分が０と
され、背景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景と背景とが分離される前
において、前景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。

【０３６２】次に、図４９に示すフローチャートを参照
して、前景背景分離部１０５による前景と背景との分離
の処理を説明する。ステップＳ２０１において、分離部
２５１のフレームメモリ３０１は、入力画像を取得し、
前景と背景との分離の対象となるフレーム#nを、その前
のフレーム#n-1およびその後のフレーム#n+1と共に記憶
する。

【０３６３】ステップＳ２０２において、分離部２５１
の分離処理ブロック３０２は、混合比算出部１０４から
供給された領域情報を取得する。ステップＳ２０３にお
いて、分離部２５１の分離処理ブロック３０２は、混合
比算出部１０４から供給された混合比αを取得する。

【０３６４】ステップＳ２０４において、アンカバード
領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ３０１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、背景の
成分を抽出する。

【０３６５】ステップＳ２０５において、アンカバード
領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ３０１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、前景の
成分を抽出する。

【０３６６】ステップＳ２０６において、カバード領域
処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ３０１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、背景の成分を抽
出する。

【０３６７】ステップＳ２０７において、カバード領域
処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ３０１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、前景の成分を抽
出する。

【０３６８】ステップＳ２０８において、合成部３１３
は、ステップＳ２０５の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の前景の成分と、ス
テップＳ２０７の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の前景の成分とを合成する。合
成された前景の成分は、合成部２５３に供給される。更
に、合成部２５３は、スイッチ２５２を介して供給され
た前景領域に属する画素と、分離部２５１から供給され
た前景の成分とを合成して、前景成分画像を生成する。

【０３６９】ステップＳ２０９において、合成部３１４
は、ステップＳ２０４の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の背景の成分と、ス
テップＳ２０６の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の背景の成分とを合成する。合
成された背景の成分は、合成部２５５に供給される。更
に、合成部２５５は、スイッチ２５４を介して供給され
た背景領域に属する画素と、分離部２５１から供給され
た背景の成分とを合成して、背景成分画像を生成する。

【０３７０】ステップＳ２１０において、合成部２５３
は、前景成分画像を出力する。ステップＳ２１１におい
て、合成部２５５は、背景成分画像を出力し、処理は終
了する。

【０３７１】このように、前景背景分離部１０５は、領
域情報および混合比αを基に、入力画像から前景の成分
と、背景の成分とを分離し、前景の成分のみから成る前
景成分画像、および背景の成分のみから成る背景成分画
像を出力することができる。

【０３７２】次に、前景成分画像からの動きボケの量の
調整について説明する。

【０３７３】図５０は、動きボケ調整部１０６の構成を
示すブロック図である。動き検出部１０２から供給され
た動きベクトルとその位置情報、および領域特定部１０
３から供給された領域情報は、処理単位決定部３５１お
よびモデル化部３５２に供給される。前景背景分離部１
０５から供給された前景成分画像は、足し込み部３５４
に供給される。

【０３７４】処理単位決定部３５１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、動きベクトルと
共に、生成した処理単位をモデル化部３５２に供給す
る。処理単位決定部３５１は、生成した処理単位を足し
込み部３５４に供給する。

【０３７５】処理単位決定部３５１が生成する処理単位
は、図５１に例を示すように、前景成分画像のカバード
バックグラウンド領域に対応する画素から始まり、アン
カバードバックグラウンド領域に対応する画素までの動
き方向に並ぶ連続する画素、またはアンカバードバック
グラウンド領域に対応する画素から始まり、カバードバ
ックグラウンド領域に対応する画素までの動き方向に並
ぶ連続する画素を示す。処理単位は、例えば、左上点
（処理単位で指定される画素であって、画像上で最も左
または最も上に位置する画素の位置）および右下点の２
つのデータから成る。

【０３７６】モデル化部３５２は、動きベクトルおよび
入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、例えば、モデル化部３５２は、処理単位に
含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、お
よび画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを
予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向
の仮想分割数を基に、図５２に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択するようにし
ても良い。

【０３７７】例えば、処理単位に対応する画素の数が１
２でありシャッタ時間内の動き量vが５であるときにお
いては、モデル化部３５２は、仮想分割数を５とし、最
も左に位置する画素が１つの前景の成分を含み、左から
２番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から３番目
の画素が３つの前景の成分を含み、左から４番目の画素
が４つの前景の成分を含み、左から５番目の画素が５つ
の前景の成分を含み、左から６番目の画素が５つの前景
の成分を含み、左から７番目の画素が５つの前景の成分
を含み、左から８番目の画素が５つの前景の成分を含
み、左から９番目の画素が４つの前景の成分を含み、左
から１０番目の画素が３つの前景の成分を含み、左から
１１番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から１２
番目の画素が１つの前景の成分を含み、全体として８つ
の前景の成分から成るモデルを選択する。

【０３７８】なお、モデル化部３５２は、予め記憶して
あるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、お
よび処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および
処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。

【０３７９】モデル化部３５２は、選択したモデルを方
程式生成部３５３に供給する。

【０３８０】方程式生成部３５３は、モデル化部３５２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図５
２に示す前景成分画像のモデルを参照して、前景の成分
の数が８であり、処理単位に対応する画素の数が１２で
あり、動き量vが５であり、仮想分割数が５であるとき
の、方程式生成部３５３が生成する方程式について説明
する。

【０３８１】前景成分画像に含まれるシャッタ時間/vに
対応する前景成分がF01/v乃至F08/vであるとき、F01/v
乃至F08/vと画素値C01乃至C12との関係は、式（２９）
乃至式（４０）で表される。

【０３８２】 C01=F01/v （２９） C02=F02/v+F01/v （３０） C03=F03/v+F02/v+F01/v （３１） C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （３２） C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （３３） C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （３４） C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （３５） C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （３６） C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （３７） C10=F08/v+F07/v+F06/v （３８） C11=F08/v+F07/v （３９） C12=F08/v （４０）

【０３８３】方程式生成部３５３は、生成した方程式を
変形して方程式を生成する。方程式生成部３５３が生成
する方程式を、式（４１）乃至式（５２）に示す。 C01=1・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４１） C02=1・F01/v+1・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４２） C03=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４３） C04=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４４） C05=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４５） C06=0・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （４６） C07=0・F01/v+0・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+0・F08/v （４７） C08=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （４８） C09=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （４９） C10=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （５０） C11=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （５１） C12=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+1・F08/v （５２）

【０３８４】式（４１）乃至式（５２）は、式（５３）
として表すこともできる。

【０３８５】

【数８】

【０３８６】式（５３）において、jは、画素の位置を
示す。この例において、jは、１乃至１２のいずれか１
つの値を有する。また、iは、前景値の位置を示す。こ
の例において、iは、１乃至８のいずれか１つの値を有
する。aijは、iおよびjの値に対応して、０または１の
値を有する。

【０３８７】誤差を考慮して表現すると、式（５３）
は、式（５４）のように表すことができる。

【０３８８】

【数９】

【０３８９】式（５４）において、ejは、注目画素Cjに
含まれる誤差である。

【０３９０】式（５４）は、式（５５）に書き換えるこ
とができる。

【０３９１】

【数１０】

【０３９２】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（５６）に示すように定義する。

【０３９３】

【数１１】

【０３９４】誤差が最小になるためには、誤差の自乗和
Eに対する、変数Fkによる偏微分の値が０になればよ
い。式（５７）を満たすようにFkを求める。

【０３９５】

【数１２】

【０３９６】式（５７）において、動き量vは固定値で
あるから、式（５８）を導くことができる。

【０３９７】

【数１３】

【０３９８】式（５８）を展開して、移項すると、式
（５９）を得る。

【０３９９】

【数１４】

【０４００】式（５９）のkに１乃至８の整数のいずれ
か１つを代入して得られる８つの式に展開する。得られ
た８つの式を、行列により１つの式により表すことがで
きる。この式を正規方程式と呼ぶ。

【０４０１】このような最小自乗法に基づく、方程式生
成部３５３が生成する正規方程式の例を式（６０）に示
す。

【０４０２】

【数１５】 式（６０）をA・F=v・Cと表すと、C,A,vが既知であり、F
は未知である。また、A,vは、モデル化の時点で既知だ
が、Cは、足し込み動作において画素値を入力すること
で既知となる。

【０４０３】最小自乗法に基づく正規方程式により前景
成分を算出することにより、画素Cに含まれている誤差
を分散させることができる。

【０４０４】方程式生成部３５３は、このように生成さ
れた正規方程式を足し込み部３５４に供給する。

【０４０５】足し込み部３５４は、処理単位決定部３５
１から供給された処理単位を基に、前景成分画像に含ま
れる画素値Cを、方程式生成部３５３から供給された行
列の式に設定する。足し込み部３５４は、画素値Cを設
定した行列を演算部３５５に供給する。

【０４０６】演算部３５５は、掃き出し法（Gauss-Jord
anの消去法）などの解法に基づく処理により、動きボケ
が除去された前景成分Fi/vを算出して、動きボケが除去
された前景の画素値である、０乃至８の整数のいずれか
のiに対応するFiを算出して、図５３に例を示す、動き
ボケが除去された画素値であるFiから成る、動きボケが
除去された前景成分画像を動きボケ付加部３５６および
選択部３５７に出力する。

【０４０７】なお、図５３に示す動きボケが除去された
前景成分画像において、C03乃至C10のそれぞれにF01乃
至F08のそれぞれが設定されているのは、画面に対する
前景成分画像の位置を変化させないためであり、任意の
位置に対応させることができる。

【０４０８】動きボケ付加部３５６は、動き量vとは異
なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の
値の動きボケ調整量v'や、動き量vと無関係の値の動き
ボケ調整量v'を与えることで、動きボケの量を調整する
ことができる。例えば、図５４に示すように、動きボケ
付加部３５６は、動きボケが除去された前景の画素値Fi
を動きボケ調整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'
を算出して、前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケ
の量が調整された画素値を生成する。例えば、動きボケ
調整量v'が３のとき、画素値C02は、（F01）/v'とさ
れ、画素値C03は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04
は、（F01+F02+F03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F
03+F04）/v'とされる。

【０４０９】動きボケ付加部３５６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部３５７に供給する。

【０４１０】選択部３５７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、演算部３５５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加
部３５６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。

【０４１１】このように、動きボケ調整部１０６は、選
択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を
調整することができる。

【０４１２】また、例えば、図５５に示すように、処理
単位に対応する画素の数が８であり、動き量vが４であ
るとき、動きボケ調整部１０６は、式（６１）に示す行
列の式を生成する。

【０４１３】

【数１６】

【０４１４】動きボケ調整部１０６は、このように処理
単位の長さに対応した数の式を立てて、動きボケの量が
調整された画素値であるFiを算出する。同様に、例え
ば、処理単位に含まれる画素の数が１００あるとき、１
００個の画素に対応する式を生成して、Fiを算出する。

【０４１５】図５６は、動きボケ調整部１０６の他の構
成を示す図である。図５０に示す場合と同様の部分には
同一の番号を付してあり、その説明は省略する。

【０４１６】選択部３６１は、選択信号を基に、入力さ
れた動きベクトルとその位置信号をそのまま処理単位決
定部３５１およびモデル化部３５２に供給するか、また
は動きベクトルの大きさを動きボケ調整量v'に置き換え
て、その大きさが動きボケ調整量v'に置き換えられた動
きベクトルとその位置信号を処理単位決定部３５１およ
びモデル化部３５２に供給する。

【０４１７】このようにすることで、図５６の動きボケ
調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算部３５５
は、動き量vと動きボケ調整量v'との値に対応して、動
きボケの量を調整することができる。例えば、動き量v
が5であり、動きボケ調整量v'が3であるとき、図５６の
動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算
部３５５は、図５２に示す動き量vが5である前景成分画
像に対して、3である動きボケ調整量v'対応する図５４
に示すようなモデルに従って、演算を実行し、（動き量
v）/（動きボケ調整量v'）＝5/3、すなわちほぼ1.7の動
き量vに応じた動きボケを含む画像を算出する。なお、
この場合、算出される画像は、3である動き量vに対応し
た動きボケを含むのではないので、動きボケ付加部３５
６の結果とは動き量vと動きボケ調整量v'の関係の意味
合いが異なる点に注意が必要である。

【０４１８】以上のように、動きボケ調整部１０６は、
動き量vおよび処理単位に対応して、式を生成し、生成
した式に前景成分画像の画素値を設定して、動きボケの
量が調整された前景成分画像を算出する。

【０４１９】次に、図５７のフローチャートを参照し
て、動きボケ調整部１０６による前景成分画像に含まれ
る動きボケの量の調整の処理を説明する。

【０４２０】ステップＳ２５１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部３５１は、動きベクトルおよ
び領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単
位をモデル化部３５２に供給する。

【０４２１】ステップＳ２５２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部３５２は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ
２５３において、方程式生成部３５３は、選択されたモ
デルを基に、正規方程式を作成する。

【０４２２】ステップＳ２５４において、足し込み部３
５４は、作成された正規方程式に前景成分画像の画素値
を設定する。ステップＳ２５５において、足し込み部３
５４は、処理単位に対応する全ての画素の画素値の設定
を行ったか否かを判定し、処理単位に対応する全ての画
素の画素値の設定を行っていないと判定された場合、ス
テップＳ２５４に戻り、正規方程式への画素値の設定の
処理を繰り返す。

【０４２３】ステップＳ２５５において、処理単位の全
ての画素の画素値の設定を行ったと判定された場合、ス
テップＳ２５６に進み、演算部３５５は、足し込み部３
５４から供給された画素値が設定された正規方程式を基
に、動きボケの量を調整した前景の画素値を算出して、
処理は終了する。

【０４２４】このように、動きボケ調整部１０６は、動
きベクトルおよび領域情報を基に、動きボケを含む前景
画像から動きボケの量を調整することができる。

【０４２５】すなわち、サンプルデータである画素値に
含まれる動きボケの量を調整することができる。

【０４２６】なお、図５０に示す動きボケ調整部１０６
の構成は、一例であり、唯一の構成ではない。

【０４２７】以上のように、図４に構成を示す信号処理
部１２は、入力画像に含まれる動きボケの量を調整する
ことができる。図４に構成を示す信号処理部１２は、埋
もれた情報である混合比αを算出して、算出した混合比
αを出力することができる。

【０４２８】図５８は、信号処理部１２の機能の他の構
成を示すブロック図である。

【０４２９】図４に示す部分と同様の部分には同一の番
号を付してあり、その説明は適宜省略する。

【０４３０】領域特定部１０３は、領域情報を混合比算
出部１０４および合成部３７１に供給する。

【０４３１】混合比算出部１０４は、混合比αを前景背
景分離部１０５および合成部３７１に供給する。

【０４３２】前景背景分離部１０５は、前景成分画像を
合成部３７１に供給する。

【０４３３】合成部３７１は、混合比算出部１０４から
供給された混合比α、領域特定部１０３から供給された
領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離部１
０５から供給された前景成分画像とを合成して、任意の
背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を出力
する。

【０４３４】図５９は、合成部３７１の構成を示す図で
ある。背景成分生成部３８１は、混合比αおよび任意の
背景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画
像合成部３８２に供給する。

【０４３５】混合領域画像合成部３８２は、背景成分生
成部３８１から供給された背景成分画像と前景成分画像
とを合成することにより、混合領域合成画像を生成し
て、生成した混合領域合成画像を画像合成部３８３に供
給する。

【０４３６】画像合成部３８３は、領域情報を基に、前
景成分画像、混合領域画像合成部３８２から供給された
混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成して、
合成画像を生成して出力する。

【０４３７】このように、合成部３７１は、前景成分画
像を、任意の背景画像に合成することができる。

【０４３８】特徴量である混合比αを基に前景成分画像
を任意の背景画像と合成して得られた画像は、単に画素
を合成した画像に比較し、より自然なものと成る。

【０４３９】図６０は、動きボケの量を調整する信号処
理部１２の機能の更に他の構成を示すブロック図であ
る。図４に示す信号処理部１２が領域特定と混合比αの
算出を順番に行うのに対して、図６０に示す信号処理部
１２は、領域特定と混合比αの算出を並行して行う。

【０４４０】図４のブロック図に示す機能と同様の部分
には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。

【０４４１】入力画像は、混合比算出部４０１、前景背
景分離部４０２、領域特定部１０３、およびオブジェク
ト抽出部１０１に供給される。

【０４４２】混合比算出部４０１は、入力画像を基に、
画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定し
た場合における推定混合比、および画素がアンカバード
バックグラウンド領域に属すると仮定した場合における
推定混合比を、入力画像に含まれる画素のそれぞれに対
して算出し、算出した画素がカバードバックグラウンド
領域に属すると仮定した場合における推定混合比、およ
び画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると
仮定した場合における推定混合比を前景背景分離部４０
２に供給する。

【０４４３】図６１は、混合比算出部４０１の構成の一
例を示すブロック図である。

【０４４４】図６１に示す推定混合比処理部２０１は、
図３１に示す推定混合比処理部２０１と同じである。図
６１に示す推定混合比処理部２０２は、図３１に示す推
定混合比処理部２０２と同じである。

【０４４５】推定混合比処理部２０１は、入力画像を基
に、カバードバックグラウンド領域のモデルに対応する
演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した
推定混合比を出力する。

【０４４６】推定混合比処理部２０２は、入力画像を基
に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応
する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。

【０４４７】前景背景分離部４０２は、混合比算出部４
０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド
領域に属すると仮定した場合における推定混合比、およ
び画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると
仮定した場合における推定混合比、並びに領域特定部１
０３から供給された領域情報を基に、入力画像から前景
成分画像を生成し、生成した前景成分画像を動きボケ調
整部１０６および選択部１０７に供給する。

【０４４８】図６２は、前景背景分離部４０２の構成の
一例を示すブロック図である。

【０４４９】図４２に示す前景背景分離部１０５と同様
の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略す
る。

【０４５０】選択部４２１は、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、混合比算出部４０１から供給
された、画素がカバードバックグラウンド領域に属する
と仮定した場合における推定混合比、および画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合
における推定混合比のいずれか一方を選択して、選択し
た推定混合比を混合比αとして分離部２５１に供給す
る。

【０４５１】分離部２５１は、選択部４２１から供給さ
れた混合比αおよび領域情報を基に、混合領域に属する
画素の画素値から前景の成分および背景の成分を抽出
し、抽出した前景の成分を合成部２５３に供給すると共
に、背景の成分を合成部２５５に供給する。

【０４５２】分離部２５１は、図４７に示す構成と同じ
構成とすることができる。

【０４５３】合成部２５３は、前景成分画像を合成し
て、出力する。合成部２５５は、背景成分画像を合成し
て出力する。

【０４５４】図６０に示す動きボケ調整部１０６は、図
４に示す場合と同様の構成とすることができ、領域情報
および動きベクトルを基に、前景背景分離部４０２から
供給された前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整
して、動きボケの量が調整された前景成分画像を出力す
る。

【０４５５】図６０に示す選択部１０７は、例えば使用
者の選択に対応した選択信号を基に、前景背景分離部４
０２から供給された前景成分画像、および動きボケ調整
部１０６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。

【０４５６】このように、図６０に構成を示す信号処理
部１２は、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対
応する画像に対して、その画像に含まれる動きボケの量
を調整して出力することができる。図６０に構成を示す
信号処理部１２は、第１の実施例と同様に、埋もれた情
報である混合比αを算出して、算出した混合比αを出力
することができる。

【０４５７】図６３は、前景成分画像を任意の背景画像
と合成する信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロ
ック図である。図５８に示す信号処理部１２が領域特定
と混合比αの算出をシリアルに行うのに対して、図６３
に示す信号処理部１２は、領域特定と混合比αの算出を
パラレルに行う。

【０４５８】図６０のブロック図に示す機能と同様の部
分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。

【０４５９】図６３に示す混合比算出部４０１は、入力
画像を基に、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比を、入力画像に含まれる画素の
それぞれに対して算出し、算出した画素がカバードバッ
クグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定
混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領
域に属すると仮定した場合における推定混合比を前景背
景分離部４０２および合成部４３１に供給する。

【０４６０】図６３に示す前景背景分離部４０２は、混
合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバッ
クグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定
混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領
域に属すると仮定した場合における推定混合比、並びに
領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、入力
画像から前景成分画像を生成し、生成した前景成分画像
を合成部４３１に供給する。

【０４６１】合成部４３１は、混合比算出部４０１から
供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比、領域特定部１０３から供給さ
れた領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離
部４０２から供給された前景成分画像とを合成して、任
意の背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を
出力する。

【０４６２】図６４は、合成部４３１の構成を示す図で
ある。図５９のブロック図に示す機能と同様の部分には
同一の番号を付してあり、その説明は省略する。

【０４６３】選択部４４１は、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、混合比算出部４０１から供給
された、画素がカバードバックグラウンド領域に属する
と仮定した場合における推定混合比、および画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合
における推定混合比のいずれか一方を選択して、選択し
た推定混合比を混合比αとして背景成分生成部３８１に
供給する。

【０４６４】図６４に示す背景成分生成部３８１は、選
択部４４１から供給された混合比αおよび任意の背景画
像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画像合成
部３８２に供給する。

【０４６５】図６４に示す混合領域画像合成部３８２
は、背景成分生成部３８１から供給された背景成分画像
と前景成分画像とを合成することにより、混合領域合成
画像を生成して、生成した混合領域合成画像を画像合成
部３８３に供給する。

【０４６６】画像合成部３８３は、領域情報を基に、前
景成分画像、混合領域画像合成部３８２から供給された
混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成して、
合成画像を生成して出力する。

【０４６７】このように、合成部４３１は、前景成分画
像を、任意の背景画像に合成することができる。

【０４６８】なお、混合比αは、画素値に含まれる背景
の成分の割合として説明したが、画素値に含まれる前景
の成分の割合としてもよい。

【０４６９】また、前景となるオブジェクトの動きの方
向は左から右として説明したが、その方向に限定されな
いことは勿論である。

【０４７０】以上においては、３次元空間と時間軸情報
を有する現実空間の画像をビデオカメラを用いて２次元
空間と時間軸情報を有する時空間への射影を行った場合
を例としたが、本発明は、この例に限らず、より多くの
第１の次元の第１の情報を、より少ない第２の次元の第
２の情報に射影した場合に、その射影によって発生する
歪みを補正したり、有意情報を抽出したり、またはより
自然に画像を合成する場合に適応することが可能であ
る。

【０４７１】なお、センサ１１は、CCDに限らす、固体
撮像素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Devic
e）、CID（Charge Injection Device）、またはCPD（Ch
arge Priming Device）などのセンサでもよく、また、
検出素子がマトリックス状に配置されているセンサに限
らず、検出素子が１列に並んでいるセンサでもよい。

【０４７２】本発明の信号処理を行うプログラムを記録
した記録媒体は、図３に示すように、コンピュータとは
別に、ユーザにプログラムを提供するために配布され
る、プログラムが記録されている磁気ディスク５１（フ
ロッピディスクを含む）、光ディスク５２（CD-ROM(Com
paut Disk-Read Only Memory),DVD(Digital VersatileD
isk)を含む）、光磁気ディスク５３（ＭＤ（Mini-Dis
k）を含む）、もしくは半導体メモリ５４などよりなる
パッケージメディアにより構成されるだけでなく、コン
ピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供され
る、プログラムが記録されているROM２２や、記憶部２
８に含まれるハードディスクなどで構成される。

【０４７３】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【０４７４】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の画像処理
装置、請求項９に記載の画像処理方法、および請求項１
０に記載の記録媒体によれば、画像データにおいて前景
オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみから
なる前景領域と、画像データにおいて背景オブジェクト
を構成する背景オブジェクト成分のみからなる背景領域
と、画像データにおいて前景オブジェクト成分と背景オ
ブジェクト成分とが混合された領域であって、前景オブ
ジェクトの動き方向先端部側に形成されるカバードバッ
クグラウンド領域および前景オブジェクトの動き方向後
端部側に形成されるアンカバードバックグラウンド領域
とを含む混合領域とを示す領域情報と、画像データとに
基づいて、前景領域を中心とするカバードバックグラウ
ンド領域の外側端部からアンカバードバックグラウンド
領域の外側端部までの、前景オブジェクトの動き方向と
一致する少なくとも１つの直線上に乗る画素データから
なる処理単位が決定され、処理単位に基づいて決定され
る処理単位内の画素の画素値と、混合領域における前景
オブジェクト成分を設定した分割数で分割してなる未知
数である分割値とを設定することで、正規方程式が生成
され、正規方程式を最小自乗法で解くことで、動きボケ
量の調整された前景オブジェクト成分が生成されるよう
にしたので、動きボケの量を調整することができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】本発明を適用するシステムの構成例を示すブロ
ック図である。

【図３】図２の信号処理部の構成例を示すブロック図で
ある。

【図４】信号処理部１２を示すブロック図である。

【図５】センサによる撮像を説明する図である。

【図６】画素の配置を説明する図である。

【図７】検出素子の動作を説明する図である。

【図８】動いている前景に対応するオブジェクトと、静
止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得
られる画像を説明する図である。

【図９】背景領域、前景領域、混合領域、カバードバッ
クグラウンド領域、およびアンカバードバックグラウン
ド領域を説明する図である。

【図１０】静止している前景に対応するオブジェクトお
よび静止している背景に対応するオブジェクトを撮像し
た画像における、隣接して１列に並んでいる画素の画素
値を時間方向に展開したモデル図である。

【図１１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１４】前景領域、背景領域、および混合領域の画素
を抽出した例を示す図である。

【図１５】画素と画素値を時間方向に展開したモデルと
の対応を示す図である。

【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図１９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図２０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図２１】動きボケの量の調整の処理を説明するフロー
チャートである。

【図２２】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２３】前景に対応するオブジェクトが移動している
ときの画像を説明する図である。

【図２４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図２５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図２６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図２７】領域判定の条件を説明する図である。

【図２８】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。

【図２９】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。

【図３０】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図３１】混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図３２】理想的な混合比αの例を示す図である。

【図３３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図３４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図３５】前景の成分の相関を利用した近似を説明する
図である。

【図３６】C，N、およびPの関係を説明する図である。

【図３７】推定混合比処理部２０１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３８】推定混合比の例を示す図である。

【図３９】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４０】混合比の算出の処理を説明するフローチャー
トである。

【図４１】推定混合比の演算の処理を説明するフローチ
ャートである。

【図４２】前景背景分離部１０５の構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図４３】入力画像、前景成分画像、および背景成分画
像を示す図である。

【図４４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図４５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図４６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図４７】分離部２５１の構成の一例を示すブロック図
である。

【図４８】分離された前景成分画像、および背景成分画
像の例を示す図である。

【図４９】前景と背景との分離の処理を説明するフロー
チャートである。

【図５０】動きボケ調整部１０６の構成を示すブロック
図である。

【図５１】処理単位を説明する図である。

【図５２】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。

【図５３】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。

【図５４】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。

【図５５】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。

【図５６】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図で
ある。

【図５７】動きボケ調整部１０６による前景成分画像に
含まれる動きボケの量の調整の処理を説明するフローチ
ャートである。

【図５８】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロ
ック図である。

【図５９】合成部３７１の構成を示す図である。

【図６０】信号処理部１２の機能の更に他の構成を示す
ブロック図である。

【図６１】混合比算出部４０１の構成を示すブロック図
である。

【図６２】前景背景分離部４０２の構成を示すブロック
図である。

【図６３】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロ
ック図である。

【図６４】合成部４３１の構成を示す図である。

【符号の説明】

１１ センサ， １２ 信号処理部， ２１ CPU，
２２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力部， ２７ 出
力部， ２８ 記憶部， ２９ 通信部， ５１ 磁気
ディスク， ５２ 光ディスク， ５３ 光磁気ディス
ク， ５４ 半導体メモリ， １０１ オブジェクト抽
出部， １０２ 動き検出部， １０３領域特定部，
１０４ 混合比算出部， １０５ 前景背景分離部，
１０６動きボケ調整部， １０７ 選択部， １２１
フレームメモリ， １２２−１乃至１２２−４ 静動判
定部， １２３−１乃至１２３−３ 領域判定部，１２
４ 判定フラグ格納フレームメモリ， １２５ 合成
部， １２６ 判定フラグ格納フレームメモリ， ２０
１ 推定混合比処理部， ２０２ 推定混合比処理部，
２０３ 混合比決定部， ２２１ フレームメモリ，
２２２ フレームメモリ， ２２３ 混合比演算部，
２３１ 選択部， ２３２ 推定混合比処理部， ２
３３ 推定混合比処理部， ２３４ 選択部， ２５１
分離部， ２５２ スイッチ， ２５３ 合成部，
２５４ スイッチ， ２５５ 合成部， ３０１ フレ
ームメモリ， ３０２ 分離処理ブロック， ３０３
フレームメモリ， ３１１ アンカバード領域処理部，
３１２ カバード領域処理部， ３１３ 合成部，
３１４ 合成部， ３５１ 処理単位決定部， ３５２
モデル化部， ３５３ 方程式生成部， ３５４ 足
し込み部， ３５５演算部， ３５６ 動きボケ付加
部， ３５７ 選択部， ３６１ 選択部，３７１ 合
成部， ３８１ 背景成分生成部， ３８２ 混合領域
画像合成部， ３８３ 画像合成部， ４０１ 混合比
算出部， ４０２ 前景背景分離部， ４２１ 選択
部， ４３１ 合成部， ４４１ 選択部

フロントページの続き (72)発明者 石橋 淳一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 永野 隆浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 CA08 CA12 CB08 CB12 CB16 CE04 CE08 CE09 DB02 DB09 DC08 5C023 AA07 AA08 AA11 AA16 AA27 AA34 AA37 AA38 BA11 BA13 CA02 CA08 DA04 DA08 EA03 5L096 AA06 EA35 FA06 GA32 HA04 MA03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ時間積分効果を有する所定数の
   画素を有する撮像素子によって取得された所定数の画素
   データから成る画像データを処理する画像処理装置にお
   いて、 前記画像データにおいて前景オブジェクトを構成する前
   景オブジェクト成分のみからなる前景領域と、前記画像
   データにおいて背景オブジェクトを構成する背景オブジ
   ェクト成分のみからなる背景領域と、前記画像データに
   おいて前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェク
   ト成分とが混合された領域であって、前記前景オブジェ
   クトの動き方向先端部側に形成されるカバードバックグ
   ラウンド領域および前記前景オブジェクトの動き方向後
   端部側に形成されるアンカバードバックグラウンド領域
   とを含む混合領域とを示す領域情報と、前記画像データ
   とに基づいて、前記前景領域を中心とする前記カバード
   バックグラウンド領域の外側端部から前記アンカバード
   バックグラウンド領域の外側端部までの、前記前景オブ
   ジェクトの動き方向と一致する少なくとも１つの直線上
   に乗る画素データからなる処理単位を決定する処理単位
   決定手段と、 前記処理単位に基づいて決定される前記処理単位内の画
   素の画素値と、前記混合領域における前記前景オブジェ
   クト成分を設定した分割数で分割してなる未知数である
   分割値とを設定することで、正規方程式を生成する正規
   方程式生成手段と、 前記正規方程式を最小自乗法で解くことで、動きボケ量
   の調整された前景オブジェクト成分を生成する演算手段
   とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、前記前景オブジェクト
   の動き量に基づいて、動きボケ量の調整された前記前景
   オブジェクト成分を生成することを特徴とする請求項１
   に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、前記前景オブジェクト
   の動き量に基づいて、動きボケの除去された前記前景オ
   ブジェクト成分を生成することを特徴とする請求項２に
   記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、予め設定された値に基
   づいて、前記動きボケの量を調整することを特徴とする
   請求項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記演算手段は、前記正規方程式を解い
   て前記分割値を算出し、前記分割値に対する所定の演算
   処理を行うことで動きボケ量の調整された前記前景オブ
   ジェクト成分を生成することを特徴とする請求項１に記
   載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記前景領域、前記背景領域、並びに前
   記カバードバックグラウンド領域および前記アンカバー
   ドバックグラウンド領域を含む前記混合領域を特定し、
   前記前景領域、前記背景領域、並びに前記カバードバッ
   クグラウンド領域および前記アンカバードバックグラウ
   ンド領域を含む前記混合領域を示す領域情報を生成する
   領域情報生成手段をさらに含むことを特徴とする請求項
   １に記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 少なくとも前記混合領域における前記前
   景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分との混
   合比を検出する混合比検出手段をさらに含むことを特徴
   とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記領域情報と混合比とに基づいて、前
   記前景オブジェクトと前記背景オブジェクトとを分離す
   る分離手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記
   載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 それぞれ時間積分効果を有する所定数の
   画素を有する撮像素子によって取得された所定数の画素
   データから成る画像データを処理する画像処理方法にお
   いて、 前記画像データにおいて前景オブジェクトを構成する前
   景オブジェクト成分のみからなる前景領域と、前記画像
   データにおいて背景オブジェクトを構成する背景オブジ
   ェクト成分のみからなる背景領域と、前記画像データに
   おいて前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェク
   ト成分とが混合された領域であって、前記前景オブジェ
   クトの動き方向先端部側に形成されるカバードバックグ
   ラウンド領域および前記前景オブジェクトの動き方向後
   端部側に形成されるアンカバードバックグラウンド領域
   とを含む混合領域とを示す領域情報と、前記画像データ
   とに基づいて、前記前景領域を中心とする前記カバード
   バックグラウンド領域の外側端部から前記アンカバード
   バックグラウンド領域の外側端部までの、前記前景オブ
   ジェクトの動き方向と一致する少なくとも１つの直線上
   に乗る画素データからなる処理単位を決定する処理単位
   決定ステップと、 前記処理単位に基づいて決定される前記処理単位内の画
   素の画素値と、前記混合領域における前記前景オブジェ
   クト成分を設定した分割数で分割してなる未知数である
   分割値とを設定することで、正規方程式を生成する正規
   方程式生成ステップと、 前記正規方程式を最小自乗法で解くことで、動きボケ量
   の調整された前景オブジェクト成分を生成する演算ステ
   ップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
10. 【請求項１０】 それぞれ時間積分効果を有する所定数
    の画素を有する撮像素子によって取得された所定数の画
    素データから成る画像データを処理する画像処理用のプ
    ログラムであって、 前記画像データにおいて前景オブジェクトを構成する前
    景オブジェクト成分のみからなる前景領域と、前記画像
    データにおいて背景オブジェクトを構成する背景オブジ
    ェクト成分のみからなる背景領域と、前記画像データに
    おいて前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェク
    ト成分とが混合された領域であって、前記前景オブジェ
    クトの動き方向先端部側に形成されるカバードバックグ
    ラウンド領域および前記前景オブジェクトの動き方向後
    端部側に形成されるアンカバードバックグラウンド領域
    とを含む混合領域とを示す領域情報と、前記画像データ
    とに基づいて、前記前景領域を中心とする前記カバード
    バックグラウンド領域の外側端部から前記アンカバード
    バックグラウンド領域の外側端部までの、前記前景オブ
    ジェクトの動き方向と一致する少なくとも１つの直線上
    に乗る画素データからなる処理単位を決定する処理単位
    決定ステップと、 前記処理単位に基づいて決定される前記処理単位内の画
    素の画素値と、前記混合領域における前記前景オブジェ
    クト成分を設定した分割数で分割してなる未知数である
    分割値とを設定することで、正規方程式を生成する正規
    方程式生成ステップと、 前記正規方程式を最小自乗法で解くことで、動きボケ量
    の調整された前景オブジェクト成分を生成する演算ステ
    ップとを含むことを特徴とするコンピュータが読み取り
    可能なプログラムが記録されている記録媒体。