JP2002230557A - 画像処理装置および方法、並びに記録媒体 - Google Patents

画像処理装置および方法、並びに記録媒体

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JP2002230557A
JP2002230557A JP2001028222A JP2001028222A JP2002230557A JP 2002230557 A JP2002230557 A JP 2002230557A JP 2001028222 A JP2001028222 A JP 2001028222A JP 2001028222 A JP2001028222 A JP 2001028222A JP 2002230557 A JP2002230557 A JP 2002230557A
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Takahiro Nagano
隆浩 永野
Toru Miyake
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のオブジェクトの混ざり合いの状態を示
す混合比を検出する。 【解決手段】 足し込み部５０２は、背景画素データを
抽出するとともに、注目画素および近傍画素データを抽
出する。足し込み部５０２は、注目画素および近傍画素
データ、並びに背景画素データの関係を示す、複数の関
係式を生成する。演算部５０３は、関係式に基づいて、
注目画素に対して、現実世界において複数であるオブジ
ェクトの混合状態を示す混合比を演算する。

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】
【発明が解決しようとする課題】静止している背景の前
で物体が移動するとき、移動する物体の画像自身の混ざ
り合いによる動きボケのみならず、背景の画像と移動す
る物体の画像との混ざり合いが生じる。従来は、背景の
画像と移動する物体の画像との混ざり合いの状態を検出
することは、考えられていなかった。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、背景の画像および移動する物体の画像など
複数のオブジェクトの混ざり合いの状態を示す混合比を
検出することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、画像データの注目フレームの注目画素に対応する、
注目フレームの前または後のフレームの画素データを、
画像データの複数のオブジェクトのうちの背景となるオ
ブジェクトに相当する背景画素データとして抽出する背
景画素抽出手段と、注目フレームに存在する注目画素と
共に、注目画素の近傍に位置する、注目フレーム内の近
傍画素データを抽出する注目フレーム画素抽出手段と、
注目画素について、注目画素および近傍画素データ、並
びに注目画素または近傍画素データに対応する背景画素
データの関係を示す、複数の関係式を生成する関係式生
成手段と、関係式に基づいて、注目画素に対して、現実
世界において複数であるオブジェクトの混合状態を示す
混合比を検出する混合比検出手段とを含むことを特徴と
する。
【０００７】関係式生成手段は、注目画素および近傍画
素データに含まれる、画像データの複数のオブジェクト
のうちの前景となるオブジェクトの成分が同一であると
する第１の近似、並びに複数のオブジェクトが混合され
ている混合領域において混合比の変化が画素の位置に対
して直線的であるとする第２の近似に基づいて、複数の
関係式を生成するようにすることができる。
【０００８】関係式生成手段は、注目画素および近傍画
素データに含まれる、画像データの複数のオブジェクト
のうちの前景となるオブジェクトの成分が同一であると
する第１の近似、並びに複数のオブジェクトが混合され
ている混合領域において混合比の変化が画素の位置に対
して平面的であるとする第２の近似に基づいて、複数の
関係式を生成するようにすることができる。
【０００９】混合比検出手段は、複数の関係式を最小自
乗法で解くことにより、混合比を検出するようにするこ
とができる。
【００１０】背景画素抽出手段は、注目画素が、複数の
オブジェクトが混合されている混合領域であって、前景
の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に属する場合、注目フレームの
前のフレームの画素データを、背景画素データとして抽
出し、注目画素が、複数のオブジェクトが混合されてい
る混合領域であって、前景の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
に属する場合、注目フレームの後のフレームの画素デー
タを、背景画素データとして抽出するようにすることが
できる。
【００１１】画像処理装置は、画像データにおいて複数
のオブジェクトのうちの前景となるオブジェクトからな
る前景領域、画像データにおいて複数のオブジェクトの
うちの背景となるオブジェクトからなる背景領域、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。
【００１２】本発明の画像処理方法は、画像データの注
目フレームの注目画素に対応する、注目フレームの前ま
たは後のフレームの画素データを、画像データの複数の
オブジェクトのうちの背景となるオブジェクトに相当す
る背景画素データとして抽出する背景画素抽出ステップ
と、注目フレームに存在する注目画素と共に、注目画素
の近傍に位置する、注目フレーム内の近傍画素データを
抽出する注目フレーム画素抽出ステップと、注目画素に
ついて、注目画素および近傍画素データ、並びに注目画
素または近傍画素データに対応する背景画素データの関
係を示す、複数の関係式を生成する関係式生成ステップ
と、関係式に基づいて、注目画素に対して、現実世界に
おいて複数であるオブジェクトの混合状態を示す混合比
を検出する混合比検出ステップとを含むことを特徴とす
る。
【００１３】関係式生成ステップにおいて、注目画素お
よび近傍画素データに含まれる、画像データの複数のオ
ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトの成分が同
一であるとする第１の近似、並びに複数のオブジェクト
が混合されている混合領域において混合比の変化が混合
領域内での画素の位置に対して直線的であるとする第２
の近似に基づいて、複数の関係式が生成されるようにす
ることができる。
【００１４】関係式生成ステップにおいて、注目画素お
よび近傍画素データに含まれる、画像データの複数のオ
ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトの成分が同
一であるとする第１の近似、並びに複数のオブジェクト
が混合されている混合領域において混合比の変化が混合
領域内での画素の位置に対して平面的であるとする第２
の近似に基づいて、複数の関係式が生成されるようにす
ることができる。
【００１５】混合比検出ステップにおいて、複数の関係
式を最小自乗法で解くことにより、混合比が検出される
ようにすることができる。
【００１６】背景画素抽出ステップにおいて、注目画素
が、複数のオブジェクトが混合されている混合領域であ
って、前景の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に属する場合、注目
フレームの前のフレームの画素データが、背景画素デー
タとして抽出され、注目画素が、複数のオブジェクトが
混合されている混合領域であって、前景のオブジェクト
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
ラウンド領域に属する場合、注目フレームの後のフレー
ムの画素データが、背景画素データとして抽出されるよ
うにすることができる。
【００１７】画像処理方法は、画像データにおいて複数
のオブジェクトのうちの前景となるオブジェクトからな
る前景領域、画像データにおいて複数のオブジェクトの
うちの背景となるオブジェクトからなる背景領域、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ステップをさら
に設けることができる。
【００１８】本発明の記録媒体のプログラムは、画像デ
ータの注目フレームの注目画素に対応する、注目フレー
ムの前または後のフレームの画素データを、画像データ
の複数のオブジェクトのうちの背景となるオブジェクト
に相当する背景画素データとして抽出する背景画素抽出
ステップと、注目フレームに存在する注目画素と共に、
注目画素の近傍に位置する、注目フレーム内の近傍画素
データを抽出する注目フレーム画素抽出ステップと、注
目画素について、注目画素および近傍画素データ、並び
に注目画素または近傍画素データに対応する背景画素デ
ータの関係を示す、複数の関係式を生成する関係式生成
ステップと、関係式に基づいて、注目画素に対して、現
実世界において複数であるオブジェクトの混合状態を示
す混合比を検出する混合比検出ステップとを含むことを
特徴とする。
【００１９】関係式生成ステップにおいて、注目画素お
よび近傍画素データに含まれる、画像データの複数のオ
ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトの成分が同
一であるとする第１の近似、並びに複数のオブジェクト
が混合されている混合領域において混合比の変化が混合
領域内での画素の位置に対して直線的であるとする第２
の近似に基づいて、複数の関係式が生成されるようにす
ることができる。
【００２０】関係式生成ステップにおいて、注目画素お
よび近傍画素データに含まれる、画像データの複数のオ
ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトの成分が同
一であるとする第１の近似、並びに複数のオブジェクト
が混合されている混合領域において混合比の変化が混合
領域内での画素の位置に対して平面的であるとする第２
の近似に基づいて、複数の関係式が生成されるようにす
ることができる。
【００２１】混合比検出ステップにおいて、複数の関係
式を最小自乗法で解くことにより、混合比が検出される
ようにすることができる。
【００２２】背景画素抽出ステップにおいて、注目画素
が、複数のオブジェクトが混合されている混合領域であ
って、前景の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に属する場合、注目
フレームの前のフレームの画素データが、背景画素デー
タとして抽出され、注目画素が、複数のオブジェクトが
混合されている混合領域であって、前景のオブジェクト
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
ラウンド領域に属する場合、注目フレームの後のフレー
ムの画素データが、背景画素データとして抽出されるよ
うにすることができる。
【００２３】記録媒体のプログラムは、画像データにお
いて複数のオブジェクトのうちの前景となるオブジェク
トからなる前景領域、画像データにおいて複数のオブジ
ェクトのうちの背景となるオブジェクトからなる背景領
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ステップ
をさらに設けることができる。
【００２４】本発明の画像処理装置および方法、並びに
記録媒体においては、画像データの注目フレームの注目
画素に対応する、注目フレームの前または後のフレーム
の画素データが、画像データの複数のオブジェクトのう
ちの背景となるオブジェクトに相当する背景画素データ
として抽出され、注目フレームに存在する注目画素と共
に、注目画素の近傍に位置する、注目フレーム内の近傍
画素データが抽出され、注目画素について、注目画素お
よび近傍画素データ、並びに注目画素または近傍画素デ
ータに対応する背景画素データの関係を示す、複数の関
係式が生成され、関係式に基づいて、注目画素に対し
て、現実世界において複数であるオブジェクトの混合状
態を示す混合比が検出される。
【００２５】
【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。
【００２６】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、有意情報が抽出される。
【００２７】この有意情報を用いて、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、または調整す
ることができる。
【００２８】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。
【００２９】ここで言う有意情報は、例えば、後述する
混合比である。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】図４は、信号処理部１２を示すブロック図
である。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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）を領域特定部１０３および動きボケ抽出部１０６に
供給する。
【００４７】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。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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行う場合に必要となる。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】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。
【００６３】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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】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。
【００７２】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。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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シャッタ時間内での動き量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。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】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。
【００８３】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。
【００８４】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。
【００８５】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。
【００８６】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。
【００８７】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。
【００８８】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。
【００８９】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。
【００９０】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。
【００９１】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）
【００９２】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。
【００９３】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。
【００９４】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。
【００９５】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。
【００９６】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。
【００９７】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。
【００９８】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。
【００９９】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。
【０１００】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。
【０１０１】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。
【０１０２】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）
【０１０３】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。
【０１０４】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。
【０１０５】
【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。
【０１０６】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。
【０１０７】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。
【０１０８】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。
【０１０９】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。
【０１１０】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。
【０１１１】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。
【０１１２】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。
【０１１３】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。
【０１１４】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。
【０１１５】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。
【０１１６】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。
【０１１７】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。
【０１１８】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。
【０１１９】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。
【０１２０】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。
【０１２１】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。
【０１２２】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。
【０１２３】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。
【０１２４】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。
【０１２５】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。
【０１２６】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。
【０１２７】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。
【０１２８】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。
【０１２９】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。
【０１３０】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。
【０１３１】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。
【０１３２】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。
【０１３３】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。
【０１３４】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。
【０１３５】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。
【０１３６】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。
【０１３７】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。
【０１３８】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。
【０１３９】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。
【０１４０】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。
【０１４１】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。
【０１４２】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。
【０１４３】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。
【０１４４】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。
【０１４５】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。
【０１４６】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。
【０１４７】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。
【０１４８】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。
【０１４９】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。
【０１５０】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。
【０１５１】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。
【０１５２】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。
【０１５３】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。
【０１５４】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。
【０１５５】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。
【０１５６】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。
【０１５７】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。
【０１５８】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。
【０１５９】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。
【０１６０】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。
【０１６１】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。
【０１６２】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。
【０１６３】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。
【０１６４】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。
【０１６５】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。
【０１６６】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Ｓ１１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、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。
【０１６７】なお、ステップＳ１１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。
【０１６８】ステップＳ１２において、混合比算出部１
０４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、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。
【０１６９】ステップＳ１３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。
【０１７０】ステップＳ１４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、後述する。
【０１７１】ステップＳ１５において、信号処理部１２
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Ｓ１４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。
【０１７２】ステップＳ１５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。
【０１７３】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。
【０１７４】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。
【０１７５】図２２は、領域特定部１０３の構成を示す
ブロック図である。図２２に構成を示す領域特定部１０
３は、動きベクトルを利用しない。フレームメモリ２０
１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２０１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。
【０１７６】静動判定部２０２−１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２
０１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２０２−１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２０３−１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２０２−１は、静止を示す静動判定を領域判定部２
０３−１に供給する。
【０１７７】静動判定部２０２−２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２０１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
２０２−２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２０３−１および領域判定部２０３−２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２０２−２は、静止を示す静動判定
を領域判定部２０３−１および領域判定部２０３−２に
供給する。
【０１７８】静動判定部２０２−３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２
０１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２０２−３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２０３−２および領域判定部２０３
−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２０２−３は、静止を
示す静動判定を領域判定部２０３−２および領域判定部
２０３−３に供給する。
【０１７９】静動判定部２０２−４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２
０１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２０２−４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２０３−３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２０２−４は、静止を示す静動判定を領域判定部
２０３−３に供給する。
【０１８０】領域判定部２０３−１は、静動判定部２０
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２０２−２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。
【０１８１】領域判定部２０３−１は、静動判定部２０
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２０２−２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。
【０１８２】領域判定部２０３−１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
２０４に供給する。
【０１８３】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
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２０２−３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。
【０１８４】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
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２０２−３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。
【０１８５】領域判定部２０３−２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２０４に供給する。
【０１８６】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
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２０２−３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。
【０１８７】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
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２０２−３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。
【０１８８】領域判定部２０３−２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２０４に供給する。
【０１８９】領域判定部２０３−３は、静動判定部２０
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２０２−４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。
【０１９０】領域判定部２０３−３は、静動判定部２０
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２０２−４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。
【０１９１】領域判定部２０３−３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２０
４に供給する。
【０１９２】判定フラグ格納フレームメモリ２０４は、
領域判定部２０３−１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２０３−２か
ら供給された静止領域判定フラグ、領域判定部２０３−
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２０３−３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。
【０１９３】判定フラグ格納フレームメモリ２０４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２
０５に供給する。合成部２０５は、判定フラグ格納フレ
ームメモリ２０４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２０６に供
給する。
【０１９４】判定フラグ格納フレームメモリ２０６は、
合成部２０５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。
【０１９５】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。
【０１９６】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。
【０１９７】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。
【０１９８】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。
【０１９９】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。
【０２００】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。
【０２０１】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。
【０２０２】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。
【０２０３】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。
【０２０４】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。
【０２０５】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２０２−４
により、静止と判定される。
【０２０６】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２０２−３により、動きと判定
される。
【０２０７】このように、領域判定部２０３−３は、静
動判定部２０２−３から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部２０２−４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。
【０２０８】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。
【０２０９】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。
【０２１０】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２０
２−１により、静止と判定される。
【０２１１】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２０２−２により、動きと
判定される。
【０２１２】このように、領域判定部２０３−１は、静
動判定部２０２−２から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部２０２−１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。
【０２１３】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。
【０２１４】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。
【０２１５】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。
【０２１６】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。
【０２１７】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。
【０２１８】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。
【０２１９】図２９は、判定フラグ格納フレームメモリ
２０６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２０６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。
【０２２０】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Ｓ２０１において、フレームメモリ２０１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。
【０２２１】ステップＳ２０２において、静動判定部２
０２−３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Ｓ２０３に進み、静動判定部２０２−２
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。
【０２２２】ステップＳ２０３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Ｓ２０４に進み、領域判定部２０
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２０３−２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２０４に供給し、手続き
は、ステップＳ２０５に進む。
【０２２３】ステップＳ２０２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Ｓ２０３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Ｓ２０４の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ２０５に進む。
【０２２４】ステップＳ２０５において、静動判定部２
０２−３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Ｓ２０６に進み、静動判定部２０２−２
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。
【０２２５】ステップＳ２０６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Ｓ２０７に進み、領域判定部２０
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２０３−２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２０４に供給し、手続き
は、ステップＳ２０８に進む。
【０２２６】ステップＳ２０５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Ｓ２０６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Ｓ２０７の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ２０８に進む。
【０２２７】ステップＳ２０８において、静動判定部２
０２−４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Ｓ２０９に進み、静動判定部２０２−
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。
【０２２８】ステップＳ２０９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Ｓ２１０に進み、領域判定部２０
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２０３−３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２０４に供給
し、手続きは、ステップＳ２１１に進む。
【０２２９】ステップＳ２０８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Ｓ２０９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Ｓ２１
０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２１１
に進む。
【０２３０】ステップＳ２１１において、静動判定部２
０２−２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Ｓ２１２に進み、静動判定部２０２−１
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。
【０２３１】ステップＳ２１２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Ｓ２１３に進み、領域判定部２
０３−１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２０３−１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２０４に供給し、手続きは、ステップＳ２１４に進
む。
【０２３２】ステップＳ２１１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Ｓ２１２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
２１３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２
１４に進む。
【０２３３】ステップＳ２１４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Ｓ２０２に戻り、他の画素について、領域特定の処
理を繰り返す。
【０２３４】ステップＳ２１４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Ｓ２１５に進み、合成部２０５は、判定フラグ
格納フレームメモリ２０４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２０６に設定し、処理は終了する。
【０２３５】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。
【０２３６】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。
【０２３７】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。
【０２３８】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。
【０２３９】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。
【０２４０】図３１は、領域特定部１０３の構成を示す
ブロック図である。図３１に示す領域特定部１０３は、
動きベクトルを使用しない。背景画像生成部３０１は、
入力画像に対応する背景画像を生成し、生成した背景画
像を２値オブジェクト画像抽出部３０２に供給する。背
景画像生成部３０１は、例えば、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抽出し
て、背景画像を生成する。
【０２４１】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
開したモデル図の例を図３２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３２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。
【０２４２】図３２において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n-1およびフレーム#n+1におけるライン
と同一である。
【０２４３】フレーム#nにおいて、左から６番目の画素
乃至１７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２番
目乃至１３番目の画素に含まれ、フレーム#n+1におい
て、左から１０番目乃至２１番目の画素に含まれる。
【０２４４】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。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１９番目乃至２１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１０番目乃至１２番目の画素である。
【０２４５】フレーム#n-1において、背景領域に属する
画素は、左から１番目の画素、および左から１４番目乃
至２１番目の画素である。フレーム#nにおいて、背景領
域に属する画素は、左から１番目乃至５番目の画素、お
よび左から１８番目乃至２１番目の画素である。フレー
ム#n+1において、背景領域に属する画素は、左から１番
目乃至９番目の画素である。
【０２４６】背景画像生成部３０１が生成する、図３２
の例に対応する背景画像の例を図３３に示す。背景画像
は、背景のオブジェクトに対応する画素から構成され、
前景のオブジェクトに対応する画像の成分を含まない。
【０２４７】２値オブジェクト画像抽出部３０２は、背
景画像および入力画像の相関を基に、２値オブジェクト
画像を生成し、生成した２値オブジェクト画像を時間変
化検出部３０３に供給する。
【０２４８】図３４は、２値オブジェクト画像抽出部３
０２の構成を示すブロック図である。相関値演算部３２
１は、背景画像生成部３０１から供給された背景画像お
よび入力画像の相関を演算し、相関値を生成して、生成
した相関値をしきい値処理部３２２に供給する。
【０２４９】相関値演算部３２１は、例えば、図３５
（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背景画
像の中のブロックと、図３５（Ｂ）に示すように、背景
画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３×３
の入力画像の中のブロックに、式（４）を適用して、Ｙ
4に対応する相関値を算出する。
【０２５０】
【数２】
【数３】
【数４】
【０２５１】相関値演算部３２１は、このように各画素
に対応して算出された相関値をしきい値処理部３２２に
供給する。
【０２５２】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
３６（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背
景画像の中のブロックと、図３６（Ｂ）に示すように、
背景画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３
×３の入力画像の中のブロックに、式（７）を適用し
て、Ｙ4に対応する差分絶対値和を算出するようにして
もよい。
【０２５３】
【数５】
【０２５４】相関値演算部３２１は、このように算出さ
れた差分絶対値和を相関値として、しきい値処理部３２
２に供給する。
【０２５５】しきい値処理部３２２は、相関画像の画素
値としきい値th0とを比較して、相関値がしきい値th0以
下である場合、２値オブジェクト画像の画素値に1を設
定し、相関値がしきい値th0より大きい場合、２値オブ
ジェクト画像の画素値に0を設定して、0または1が画素
値に設定された２値オブジェクト画像を出力する。しき
い値処理部３２２は、しきい値th0を予め記憶するよう
にしてもよく、または、外部から入力されたしきい値th
0を使用するようにしてもよい。
【０２５６】図３７は、図３２に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像の例を示す図である。
２値オブジェクト画像において、背景画像と相関の高い
画素には、画素値に0が設定される。
【０２５７】図３８は、時間変化検出部３０３の構成を
示すブロック図である。フレームメモリ３４１は、フレ
ーム#nの画素について領域を判定するとき、２値オブジ
ェクト画像抽出部３０２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２値オブジェク
ト画像を記憶する。
【０２５８】領域判定部３４２は、フレームメモリ３４
１に記憶されているフレーム#n-1、フレーム#n、および
フレーム#n+1の２値オブジェクト画像を基に、フレーム
#nの各画素について領域を判定して、領域情報を生成
し、生成した領域情報を出力する。
【０２５９】図３９は、領域判定部３４２の判定を説明
する図である。フレーム#nの２値オブジェクト画像の注
目している画素が0であるとき、領域判定部３４２は、
フレーム#nの注目している画素が背景領域に属すると判
定する。
【０２６０】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が1であり、フレーム#n+1の２
値オブジェクト画像の対応する画素が1であるとき、領
域判定部３４２は、フレーム#nの注目している画素が前
景領域に属すると判定する。
【０２６１】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が0であるとき、領域判定部３
４２は、フレーム#nの注目してい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。
【０２６２】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n+1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が0であるとき、領域判定部３
４２は、フレーム#nの注目してい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。
【０２６３】図４０は、図３２に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像について、時間変化検
出部３０３の判定した例を示す図である。時間変化検出
部３０３は、２値オブジェクト画像のフレーム#nの対応
する画素が0なので、フレーム#nの左から１番目乃至５
番目の画素を背景領域に属すると判定する。
【０２６４】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n+1の
対応する画素が0なので、左から６番目乃至９番目の画
素を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。
【０２６５】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n-1の
対応する画素が1であり、フレーム#n+1の対応する画素
が1なので、左から１０番目乃至１３番目の画素を前景
領域に属すると判定する。
【０２６６】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n-1の
対応する画素が0なので、左から１４番目乃至１７番目
の画素をカバードバックグラウンド領域に属すると判定
する。
【０２６７】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの対応する画素が0なので、左から
１８番目乃至２１番目の画素を背景領域に属すると判定
する。
【０２６８】次に、図４１のフローチャートを参照し
て、領域判定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ３０１において、領域判定部１０３の背景画像
生成部３０１は、入力画像を基に、例えば、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
トを抽出して背景画像を生成し、生成した背景画像を２
値オブジェクト画像抽出部３０２に供給する。
【０２６９】ステップＳ３０２において、２値オブジェ
クト画像抽出部３０２は、例えば、図３５を参照して説
明した演算により、入力画像と背景画像生成部３０１か
ら供給された背景画像との相関値を演算する。ステップ
Ｓ３０３において、２値オブジェクト画像抽出部３０２
は、例えば、相関値としきい値th0とを比較することに
より、相関値およびしきい値th0から２値オブジェクト
画像を演算する。
【０２７０】ステップＳ３０４において、時間変化検出
部３０３は、領域判定の処理を実行して、処理は終了す
る。
【０２７１】図４２のフローチャートを参照して、ステ
ップＳ３０４に対応する領域判定の処理の詳細を説明す
る。ステップＳ３２１において、時間変化検出部３０３
の領域判定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶さ
れているフレーム#nにおいて、注目する画素が0である
か否かを判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が
0であると判定された場合、ステップＳ３２２に進み、
フレーム#nの注目する画素が背景領域に属すると設定し
て、処理は終了する。
【０２７２】ステップＳ３２１において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が1であると判定された場合、ス
テップＳ３２３に進み、時間変化検出部３０３の領域判
定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶されている
フレーム#nにおいて、注目する画素が1であり、かつ、
フレーム#n-1において、対応する画素が0であるか否か
を判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が1であ
り、かつ、フレーム#n-1において、対応する画素が0で
あると判定された場合、ステップＳ３２４に進み、フレ
ーム#nの注目する画素がカバードバックグラウンド領域
に属すると設定して、処理は終了する。
【０２７３】ステップＳ３２３において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が0であるか、または、フレーム#
n-1において、対応する画素が1であると判定された場
合、ステップＳ３２５に進み、時間変化検出部３０３の
領域判定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶され
ているフレーム#nにおいて、注目する画素が1であり、
かつ、フレーム#n+1において、対応する画素が0である
か否かを判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が
1であり、かつ、フレーム#n+1において、対応する画素
が0であると判定された場合、ステップＳ３２６に進
み、フレーム#nの注目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設定して、処理は終了する。
【０２７４】ステップＳ３２５において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が0であるか、または、フレーム#
n+1において、対応する画素が１であると判定された場
合、ステップＳ３２７に進み、時間変化検出部３０３の
領域判定部３４２は、フレーム#nの注目する画素を前景
領域と設定して、処理は終了する。
【０２７５】このように、領域特定部１０３は、入力さ
れた画像と対応する背景画像との相関値を基に、入力画
像の画素が前景領域、背景領域、カバードバックグラウ
ンド領域、および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特定して、特定した結果に対応す
る領域情報を生成することができる。
【０２７６】図４３は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図４３に示す領域特定部１０３
は、動き検出部１０２から供給される動きベクトルとそ
の位置情報を使用する。図３１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。
【０２７７】ロバスト化部３６１は、２値オブジェクト
画像抽出部３０２から供給された、Ｎ個のフレームの２
値オブジェクト画像を基に、ロバスト化された２値オブ
ジェクト画像を生成して、時間変化検出部３０３に出力
する。
【０２７８】図４４は、ロバスト化部３６１の構成を説
明するブロック図である。動き補償部３８１は、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
を基に、Ｎ個のフレームの２値オブジェクト画像の動き
を補償して、動きが補償された２値オブジェクト画像を
スイッチ３８２に出力する。
【０２７９】図４５および図４６の例を参照して、動き
補償部３８１の動き補償について説明する。例えば、フ
レーム#nの領域を判定するとき、図４５に例を示すフレ
ーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の２値オブ
ジェクト画像が入力された場合、動き補償部３８１は、
動き検出部１０２から供給された動きベクトルを基に、
図４６に例を示すように、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像、およびフレーム#n+1の２値オブジェクト画像
を動き補償して、動き補償された２値オブジェクト画像
をスイッチ３８２に供給する。
【０２８０】スイッチ３８２は、１番目のフレームの動
き補償された２値オブジェクト画像をフレームメモリ３
８３−１に出力し、２番目のフレームの動き補償された
２値オブジェクト画像をフレームメモリ３８３−２に出
力する。同様に、スイッチ３８２は、３番目乃至Ｎ−１
番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像
のそれぞれをフレームメモリ３８３−３乃至フレームメ
モリ３８３−（Ｎ−１）のいずれかに出力し、Ｎ番目の
フレームの動き補償された２値オブジェクト画像をフレ
ームメモリ３８３−Ｎに出力する。
【０２８１】フレームメモリ３８３−１は、１番目のフ
レームの動き補償された２値オブジェクト画像を記憶
し、記憶されている２値オブジェクト画像を重み付け部
３８４−１に出力する。フレームメモリ３８３−２は、
２番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画
像を記憶し、記憶されている２値オブジェクト画像を重
み付け部３８４−２に出力する。
【０２８２】同様に、フレームメモリ３８３−３乃至フ
レームメモリ３８３−（Ｎ−１）のそれぞれは、３番目
のフレーム乃至Ｎ−１番目のフレームの動き補償された
２値オブジェクト画像のいずれかを記憶し、記憶されて
いる２値オブジェクト画像を重み付け部３８４−３乃至
重み付け部３８４−（Ｎ−１）のいずれかに出力する。
フレームメモリ３８３−Ｎは、Ｎ番目のフレームの動き
補償された２値オブジェクト画像を記憶し、記憶されて
いる２値オブジェクト画像を重み付け部３８４−Ｎに出
力する。
【０２８３】重み付け部３８４−１は、フレームメモリ
３８３−１から供給された１番目のフレームの動き補償
された２値オブジェクト画像の画素値に予め定めた重み
w1を乗じて、積算部３８５に供給する。重み付け部３８
４−２は、フレームメモリ３８３−２から供給された２
番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像
の画素値に予め定めた重みw2を乗じて、積算部３８５に
供給する。
【０２８４】同様に、重み付け部３８４−３乃至重み付
け部３８４−（Ｎ−１）のそれぞれは、フレームメモリ
３８３−３乃至フレームメモリ３８３−（Ｎ−１）のい
ずれかから供給された３番目乃至Ｎ−１番目のいずれか
のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像の画
素値に予め定めた重みw3乃至重みw(N-1)のいずれかを乗
じて、積算部３８５に供給する。重み付け部３８４−Ｎ
は、フレームメモリ３８３−Ｎから供給されたＮ番目の
フレームの動き補償された２値オブジェクト画像の画素
値に予め定めた重みwNを乗じて、積算部３８５に供給す
る。
【０２８５】積算部３８５は、１乃至Ｎ番目のフレーム
の動き補償され、それぞれ重みw1乃至wNのいずれかが乗
じられた、２値オブジェクト画像の対応する画素値を積
算して、積算された画素値を予め定めたしきい値th0と
比較することにより２値オブジェクト画像を生成する。
【０２８６】このように、ロバスト化部３６１は、Ｎ個
の２値オブジェクト画像からロバスト化された２値オブ
ジェト画像を生成して、時間変化検出部３０３に供給す
るので、図４３に構成を示す領域特定部１０３は、入力
画像にノイズが含まれていても、図３１に示す場合に比
較して、より正確に領域を特定することができる。
【０２８７】次に、図４３に構成を示す領域特定部１０
３の領域特定の処理について、図４７のフローチャート
を参照して説明する。ステップＳ３４１乃至ステップＳ
３４３の処理は、図４１のフローチャートで説明したス
テップＳ３０１乃至ステップＳ３０３とそれぞれ同様な
のでその説明は省略する。
【０２８８】ステップＳ３４４において、ロバスト化部
３６１は、ロバスト化の処理を実行する。
【０２８９】ステップＳ３４５において、時間変化検出
部３０３は、領域判定の処理を実行して、処理は終了す
る。ステップＳ３４５の処理の詳細は、図４２のフロー
チャートを参照して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４８のフローチャートを参照し
て、図４７のステップＳ３４４の処理に対応する、ロバ
スト化の処理の詳細について説明する。ステップＳ３６
１において、動き補償部３８１は、動き検出部１０２か
ら供給される動きベクトルとその位置情報を基に、入力
された２値オブジェクト画像の動き補償の処理を実行す
る。ステップＳ３６２において、フレームメモリ３８３
−１乃至３８３−Ｎのいずれかは、スイッチ３８２を介
して供給された動き補償された２値オブジェクト画像を
記憶する。
【０２９１】ステップＳ３６３において、ロバスト化部
３６１は、Ｎ個の２値オブジェクト画像が記憶されたか
否かを判定し、Ｎ個の２値オブジェクト画像が記憶され
ていないと判定された場合、ステップＳ３６１に戻り、
２値オブジェクト画像の動き補償の処理および２値オブ
ジェクト画像の記憶の処理を繰り返す。
【０２９２】ステップＳ３６３において、Ｎ個の２値オ
ブジェクト画像が記憶されたと判定された場合、ステッ
プＳ３６４に進み、重み付け部３８４−１乃至３８４−
Ｎのそれぞれは、Ｎ個の２値オブジェクト画像のそれぞ
れにw1乃至wNのいずれかの重みを乗じて、重み付けす
る。
【０２９３】ステップＳ３６５において、積算部３８５
は、重み付けされたＮ個の２値オブジェクト画像を積算
する。
【０２９４】ステップＳ３６６において、積算部３８５
は、例えば、予め定められたしきい値th1との比較など
により、積算された画像から２値オブジェクト画像を生
成して、処理は終了する。
【０２９５】このように、図４３に構成を示す領域特定
部１０３は、ロバスト化された２値オブジェクト画像を
基に、領域情報を生成することができる。
【０２９６】以上のように、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。
【０２９７】図４９は、混合比算出部１０４の構成を示
すブロック図である。推定混合比処理部４０１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４０３に供給する。
【０２９８】推定混合比処理部４０２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４０３に供給する。
【０２９９】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。
【０３００】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。
【０３０１】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。
【０３０２】理想的な混合比αの例を図５０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。
【０３０３】図５０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。
【０３０４】図５１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（８）で表すこと
ができる。
【０３０５】
【数６】
【０３０６】式（８）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（９）
および式（１０）のように表現することができる。
【０３０７】 M=C06 （９） B=P06 （１０）
【０３０８】式（８）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。
【０３０９】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（１１）のよう
に書き換えられる。
【０３１０】 C=α・P+f （１１） 式（１１）のfは、注目している画素に含まれる前景の
成分の和ΣiFi/vである。式（１１）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。
【０３１１】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
５２に示す。
【０３１２】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（１２）のように表現すること
ができる。
【０３１３】 C=α・N+f （１２）
【０３１４】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（８）乃至式（１
２）を適用することができる。例えば、図５１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（１０）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。
【０３１５】式（１１）および式（１２）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。
【０３１６】そこで、シャッタ時間内において、前景に
対応するオブジェクトが等速で動くことにより、画素の
位置の変化に対応して、混合比αが直線的に変化する性
質を利用して、空間方向に、混合比αと前景の成分の和
fとを近似した式を立てる。混合領域に属する画素の画
素値および背景領域に属する画素の画素値の組の複数を
利用して、混合比αと前景の成分の和fとを近似した式
を解く。
【０３１７】混合比αの変化を、直線として近似する
と、混合比αは、式（１３）で表される。
【０３１８】 α=il+p （１３） 式（１３）において、iは、注目している画素の位置を
０とした空間方向のインデックスである。lは、混合比
αの直線の傾きである。pは、混合比αの直線の切片で
ある共に、注目している画素の混合比αである。式（１
３）において、インデックスiは、既知であるが、傾きl
および切片pは、未知である。
【０３１９】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図５３に示す。
【０３２０】混合比αを式（１３）のように近似するこ
とにより、複数の画素に対して複数の異なる混合比α
は、２つの変数で表現される。図５３に示す例におい
て、５つの画素に対する５つの混合比は、２つの変数で
ある傾きlおよび切片pにより表現される。
【０３２１】図５４に示す平面で混合比αを近似する
と、画像の水平方向および垂直方向の２つの方向に対応
する動きvを考慮したとき、式（１３）を平面に拡張し
て、混合比αは、式（１４）で表される。
【０３２２】α=jm+kq+p （１４） 式（１４）において、jは、注目している画素の位置を
０とした水平方向のインデックスであり、kは、垂直方
向のインデックスである。mは、混合比αの面の水平方
向の傾きであり、qは、混合比αの面の垂直方向の傾き
である。pは、混合比αの面の切片である。
【０３２３】例えば、図５１に示すフレーム#nにおい
て、C05乃至C07について、それぞれ、式（１５）乃至式
（１７）が成立する。
【０３２４】 C05=α05・B05/v+f05 （１５） C06=α06・B06/v+f06 （１６） C07=α07・B07/v+f07 （１７）
【０３２５】前景の成分が近傍で一致する、すなわち、
F01乃至F03が等しいとして、F01乃至F03をFcに置き換え
ると式（１８）が成立する。
【０３２６】 f(x)=(1-α(x))・Fc （１８） 式（１８）において、xは、空間方向の位置を表す。
【０３２７】α（ｘ）を式（１４）で置き換えると、式
（１８）は、式（１９）として表すことができる。
【０３２８】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （１９）
【０３２９】式（１９）において、（-m・Fc）、（-q・
Fc）、および(1-p)・Fcは、式（２０）乃至式（２２）
に示すように置き換えられている。
【０３３０】 s=-m・Fc （２０） t=-q・Fc （２１） u=(1-p)・Fc （２２）
【０３３１】式（１９）において、jは、注目している
画素の位置を０とした水平方向のインデックスであり、
kは、垂直方向のインデックスである。
【０３３２】このように、前景に対応するオブジェクト
がシャッタ時間内において等速に移動し、前景に対応す
る成分が近傍において一定であるという仮定が成立する
ので、前景の成分の和は、式（１９）で近似される。
【０３３３】なお、混合比αを直線で近似する場合、前
景の成分の和は、式（２３）で表すことができる。
【０３３４】 f(x)=is+u （２３）
【０３３５】式（１３）の混合比αおよび前景成分の和
を、式（１４）および式（１９）を利用して置き換える
と、画素値Mは、式（２４）で表される。
【０３３６】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （２４）
【０３３７】式（２４）において、未知の変数は、混合
比αの面の水平方向の傾きm、混合比αの面の垂直方向
の傾きq、混合比αの面の切片p、s、t、およびuの６つ
である。
【０３３８】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（２４）に、画素値Mおよび画素値Bを設定し、画
素値Mおよび画素値Bが設定された複数の式に対して最小
自乗法で解くことにより、混合比αを算出する。
【０３３９】例えば、注目している画素の水平方向のイ
ンデックスjを０とし、垂直方向のインデックスkを０と
し、注目している画素の近傍の３×３の画素について、
式（２４）に示す正規方程式に画素値Mまたは画素値Bを
設定すると、式（２５）乃至式（３３）を得る。 M-1,-1=(-1)・B-1,-1・m+(-1)・B-1,-1・q+B-1,-1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （２５） M0,-1=(0)・B0,-1・m+(-1)・B0,-1・q+B0,-1・p+(0)・s+(-1)・t+u （２６） M+1,-1=(+1)・B+1,-1・m+(-1)・B+1,-1・q+B+1,-1・p+(+1)・s+(-1)・t+u （２７） M-1,0=(-1)・B-1,0・m+(0)・B-1,0・q+B-1,0・p+(-1)・s+(0)・t+u （２８） M0,0=(0)・B0,0・m+(0)・B0,0・q+B0,0・p+(0)・s+(0)・t+u （２９） M+1,0=(+1)・B+1,0・m+(0)・B+1,0・q+B+1,0・p+(+1)・s+(0)・t+u （３０） M-1,+1=(-1)・B-1,+1・m+(+1)・B-1,+1・q+B-1,+1・p+(-1)・s+(+1)・t+u （３１） M0,+1=(0)・B0,+1・m+(+1)・B0,+1・q+B0,+1・p+(0)・s+(+1)・t+u （３２） M+1,+1=(+1)・B+1,+1・m+(+1)・B+1,+1・q+B+1,+1・p+(+1)・s+(+1)・t+u （３３）
【０３４０】注目している画素の水平方向のインデック
スjが０であり、垂直方向のインデックスkが０であるの
で、注目している画素の混合比αは、式（１４）より、
j=0およびk=0のときの値、すなわち、切片pに等しい。
【０３４１】従って、式（２５）乃至式（３３）の９つ
の式を基に、最小自乗法により、水平方向の傾きm、垂
直方向の傾きq、切片p、s、t、およびuのそれぞれの値
を算出し、切片pを混合比αとして出力すればよい。
【０３４２】次に、最小自乗法を適用して混合比αを算
出するより具体的な手順を説明する。
【０３４３】インデックスiおよびインデックスkを１つ
のインデックスxで表現すると、インデックスi、インデ
ックスk、およびインデックスxの関係は、式（３４）で
表される。
【０３４４】 x=(j+1)・3+(k+1) （３４）
【０３４５】水平方向の傾きm、垂直方向の傾きq、切片
p、s、t、およびuをそれぞれ変数w0,w1,w2,w3,w4、およ
びw5と表現し、jB,kB,B,j,k、および1をそれぞれa0,a1,
a2,a3,a4、およびa5と表現する。誤差exを考慮すると、
式（２５）乃至式（３３）は、式（３５）に書き換える
ことができる。
【０３４６】
【数７】 式（３５）において、xは、０乃至８の整数のいずれか
の値である。
【０３４７】式（３５）から、式（３６）を導くことが
できる。
【０３４８】
【数８】
【０３４９】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（３７）に示すようにに定義する。
【０３５０】
【数９】
【０３５１】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Wvの偏微分が０になればよい。ここ
で、vは、０乃至５の整数のいずれかの値である。従っ
て、式（３８）を満たすようにwyを求める。
【０３５２】
【数１０】
【０３５３】式（３８）に式（３６）を代入すると、式
（３９）を得る。
【０３５４】
【数１１】
【０３５５】式（３９）のvに０乃至５の整数のいずれ
か１つを代入して得られる６つの式からなる正規方程式
に、例えば、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）など
を適用して、wyを算出する。上述したように、w0は水平
方向の傾きmであり、w1は垂直方向の傾きqであり、w2は
切片pであり、w3はsであり、w4はtであり、w5はuであ
る。
【０３５６】以上のように、画素値Mおよび画素値Bを設
定した式に、最小自乗法を適用することにより、水平方
向の傾きm、垂直方向の傾きq、切片p、s、t、およびuを
求めることができる。
【０３５７】ここで、切片pが、インデックスi,kが０の
点、すなわち中心位置における混合比αとなっているの
で、これを出力する。
【０３５８】式（２５）乃至式（３３）に対応する説明
において、混合領域に含まれる画素の画素値をMとし、
背景領域に含まれる画素の画素値をBとして説明した
が、注目している画素が、カバードバックグラウンド領
域に含まれる場合、またはアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる場合のそれぞれに対して、正規方程式
を立てる必要がある。
【０３５９】例えば、図５１に示す、フレーム#nのカバ
ードバックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを
求める場合、フレーム#nの画素のC04乃至C08、およびフ
レーム#n-1の画素の画素値P04乃至P08が、正規方程式に
設定される。
【０３６０】図５２に示す、フレーム#nのアンカバード
バックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを求め
る場合、フレーム#nの画素のC28乃至C32、およびフレー
ム#n+1の画素の画素値N28乃至N32が、正規方程式に設定
される。
【０３６１】また、例えば、図５５に示す、カバードバ
ックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを算出す
るとき、以下の式（４０）乃至式（４８）が立てられ
る。混合比αを算出する画素の画素値は、Mc5である。 Mc1=(-1)・Bc1・m+(-1)・Bc1・q+Bc1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （４０） Mc2=(0)・Bc2・m+(-1)・Bc2・q+Bc2・p+(0)・s+(-1)・t+u （４１） Mc3=(+1)・Bc3・m+(-1)・Bc3・q+Bc3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （４２） Mc4=(-1)・Bc4・m+(0)・Bc4・q+Bc4・p+(-1)・s+(0)・t+u （４３） Mc5=(0)・Bc5・m+(0)・Bc5・q+Bc5・p+(0)・s+(0)・t+u （４４） Mc6=(+1)・Bc6・m+(0)・Bc6・q+Bc6・p+(+1)・s+(0)・t+u （４５） Mc7=(-1)・Bc7・m+(+1)・Bc7・q+Bc7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （４６） Mc8=(0)・Bc8・m+(+1)・Bc8・q+Bc8・p+(0)・s+(+1)・t+u （４７） Mc9=(+1)・Bc9・m+(+1)・Bc9・q+Bc9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （４８）
【０３６２】フレーム#nのカバードバックグラウンド領
域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式（４
０）乃至式（４８）において、フレーム#nの画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の背景領域の画素の画素値Bc
1乃至Bc9が使用される。
【０３６３】図５５に示す、アンカバードバックグラウ
ンド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、以
下の式（４９）乃至式（５７）が立てられる。混合比α
を算出する画素の画素値は、Mu5である。 Mu1=(-1)・Bu1・m+(-1)・Bu1・q+Bu1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （４９） Mu2=(0)・Bu2・m+(-1)・Bu2・q+Bu2・p+(0)・s+(-1)・t+u （５０） Mu3=(+1)・Bu3・m+(-1)・Bu3・q+Bu3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （５１） Mu4=(-1)・Bu4・m+(0)・Bu4・q+Bu4・p+(-1)・s+(0)・t+u （５２） Mu5=(0)・Bu5・m+(0)・Bu5・q+Bu5・p+(0)・s+(0)・t+u （５３） Mu6=(+1)・Bu6・m+(0)・Bu6・q+Bu6・p+(+1)・s+(0)・t+u （５４） Mu7=(-1)・Bu7・m+(+1)・Bu7・q+Bu7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （５５） Mu8=(0)・Bu8・m+(+1)・Bu8・q+Bu8・p+(0)・s+(+1)・t+u （５６） Mu9=(+1)・Bu9・m+(+1)・Bu9・q+Bu9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （５７）
【０３６４】フレーム#nのアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式
（４９）乃至式（５７）において、フレーム#nの画素に
対応する、フレーム#n+1の画素の背景領域の画素の画素
値Bu1乃至Bu9が使用される。
【０３６５】図５６は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。推定混合比処理部４０１に入
力された画像は、遅延部５０１および足し込み部５０２
に供給される。
【０３６６】遅延回路２２１は、入力画像を１フレーム
遅延させ、足し込み部５０２に供給する。足し込み部５
０２に、入力画像としてフレーム#nが入力されていると
き、遅延回路２２１は、フレーム#n-1を足し込み部５０
２に供給する。
【０３６７】足し込み部５０２は、混合比αを算出する
画素の近傍の画素の画素値、およびフレーム#n-1の画素
値を、正規方程式に設定する。例えば、足し込み部５０
２は、式（４０）乃至式（４８）に基づいて、正規方程
式に画素値Mc1乃至Mc9および画素値Bc1乃至Bc9を設定す
る。足し込み部５０２は、画素値が設定された正規方程
式を演算部５０３に供給する。
【０３６８】演算部５０３は、足し込み部５０２から供
給された正規方程式を掃き出し法などにより解いて推定
混合比を求め、求められた推定混合比を出力する。
【０３６９】このように、推定混合比処理部４０１は、
入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部
４０３に供給することができる。
【０３７０】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１と同様の構成を有するので、その説明
は省略する。
【０３７１】図５７は、推定混合比処理部４０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図５７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vが１１であり、７×７画素のブロック
を単位として方程式を生成して算出された結果を、１ラ
インに対して示すものである。
【０３７２】推定混合比は、混合領域において、図５０
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０３７３】混合比決定部４０３は、領域特定部１０１
から供給された、混合比が算出される画素が、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、混合比を設定する。混合比決
定部４０３は、対象となる画素が前景領域に属する場
合、０を混合比に設定し、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４０１から供給された推定混合比を混合比に設定
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４０２から供給され
た推定混合比を混合比に設定する。混合比決定部４０３
は、領域情報を基に設定した混合比を出力する。
【０３７４】図５８のフローチャートを参照して、混合
比算出部１０２の混合比の算出の処理を説明する。ステ
ップＳ５０１において、混合比算出部１０２は、領域特
定部１０１から供給された領域情報を取得する。ステッ
プＳ５０２において、推定混合比処理部４０１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る混合
比推定の処理を実行し、推定混合比を混合比決定部４０
３に供給する。混合比推定の処理の詳細は、図５９のフ
ローチャートを参照して、後述する。
【０３７５】ステップＳ５０３において、推定混合比処
理部４０２は、アンカバードバックグラウンド領域に対
応するモデルによる混合比推定の処理を実行し、推定混
合比を混合比決定部４０３に供給する。
【０３７６】ステップＳ５０４において、混合比算出部
１０２は、フレーム全体について、混合比を推定したか
否かを判定し、フレーム全体について、混合比を推定し
ていないと判定された場合、ステップＳ５０２に戻り、
次の画素について混合比を推定する処理を実行する。
【０３７７】ステップＳ５０４において、フレーム全体
について、混合比を推定したと判定された場合、ステッ
プＳ５０５に進み、混合比決定部４０３は、領域特定部
１０１から供給された、混合比が算出される画素が、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、混合比を設定する。混合
比決定部４０３は、対象となる画素が前景領域に属する
場合、０を混合比に設定し、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４０１から供給された推定混合比を混合比に設
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４０２から供給さ
れた推定混合比を混合比に設定し、処理は終了する。
【０３７８】このように、混合比算出部１０２は、領域
特定部１０１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。
【０３７９】混合比αを利用することにより、動いてい
るオブジェクトに対応する画像に含まれる動きボケの情
報を残したままで、画素値に含まれる前景の成分と背景
の成分とを分離することが可能になる。
【０３８０】次に、図５８のステップＳ５０２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５９のフローチャートを参照
して説明する。
【０３８１】ステップＳ５２１において、足し込み部５
０２は、入力された画像に含まれる画素値、および遅延
回路２２１から供給される画像に含まれる画素値を、カ
バードバックグラウンド領域のモデルに対応する正規方
程式に設定する。
【０３８２】ステップＳ５２２において、推定混合比処
理部４０１は、対象となる画素についての設定が終了し
たか否かを判定し、対象となる画素についての設定が終
了していないと判定された場合、ステップＳ５２１に戻
り、正規方程式への画素値の設定の処理を繰り返す。
【０３８３】ステップＳ５２２において、対象となる画
素についての画素値の設定が終了したと判定された場
合、ステップＳ５２３に進み、演算部１７３は、画素値
が設定された正規方程式を解くことにより、推定混合比
を演算して、求められた推定混合比を出力する。
【０３８４】このように、推定混合比処理部４０１は、
入力画像を基に、推定混合比を演算することができる。
【０３８５】図５８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正規方程式を利用した、図５９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。
【０３８６】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混合比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４０１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、推定混合比処理部４０１は、混合領域
に属する画素に対応する画素として、動きに対応した画
素を選択して、上述の処理を実行する。
【０３８７】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。
【０３８８】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。
【０３８９】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図６０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６０１、スイッチ６０２、およ
びスイッチ６０４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６０１に供給される。前景領域を示す領
域情報は、スイッチ６０２に供給される。背景領域を示
す領域情報は、スイッチ６０４に供給される。
【０３９０】混合比算出部１０４から供給された混合比
αは、分離部６０１に供給される。
【０３９１】分離部６０１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６０３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６０５に供給
する。
【０３９２】スイッチ６０２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６０３に供給する。
【０３９３】スイッチ６０４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６０５に供給する。
【０３９４】合成部６０３は、分離部６０１から供給さ
れた前景に対応する成分、スイッチ６０２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６０３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。
【０３９５】合成部６０３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６０３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。
【０３９６】合成部６０５は、分離部６０１から供給さ
れた背景に対応する成分、スイッチ６０４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６０５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。
【０３９７】合成部６０５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６０５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。
【０３９８】図６１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。
【０３９９】図６１（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図６１（Ｂ）は、図６１（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。
【０４００】図６１（Ａ）および図６１（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。
【０４０１】図６１（Ａ）および図６１（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。
【０４０２】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。
【０４０３】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。
【０４０４】次に、分離部６０１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。
【０４０５】図６２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
６２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。
【０４０６】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。
【０４０７】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。
【０４０８】図６３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６３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６３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。
【０４０９】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（５８）で表される。
【０４１０】 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 （５８） 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。
【０４１１】式（５８）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（５９）で表
される。
【０４１２】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （５９）
【０４１３】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（６０）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（６１）で表される。
【０４１４】 f16=C16-α16・P16 （６０） f17=C17-α17・P17 （６１）
【０４１５】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（６２）で計算される。
【０４１６】 fc=C-α・P （６２） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４１７】図６４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６４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６４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。
【０４１８】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（６３）で表される。
【０４１９】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （６３） 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。
【０４２０】式（６３）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（６４）で表さ
れる。
【０４２１】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （６４）
【０４２２】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（６５）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
（６６）で表される。
【０４２３】 f03=C03-α3・N03 （６５） f04=C04-α4・N04 （６６）
【０４２４】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（６７）で計算される。
【０４２５】 fu=C-α・N （６７） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４２６】このように、分離部６０１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。
【０４２７】図６５は、以上で説明した処理を実行する
分離部６０１の構成の一例を示すブロック図である。分
離部６０１に入力された画像は、フレームメモリ６２１
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６２２に入力される。
【０４２８】フレームメモリ６２１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６２１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。
【０４２９】フレームメモリ６２１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６２２に供給する。
【０４３０】分離処理ブロック６２２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６２１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６
３および図６４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６２３に供給す
る。
【０４３１】分離処理ブロック６２２は、アンカバード
領域処理部６３１、カバード領域処理部６３２、合成部
６３３、および合成部６３４で構成されている。
【０４３２】アンカバード領域処理部６３１の乗算器６
４１は、混合比αを、フレームメモリ６２１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６
４２に出力する。スイッチ６４２は、フレームメモリ６
２１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６４１から供給された混
合比αを乗じた画素値を演算器６４３および合成部６３
４に供給する。スイッチ６４２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。
【０４３３】演算器６４３は、フレームメモリ６２１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
６４２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６４３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６３３に供給する。
【０４３４】カバード領域処理部６３２の乗算器６５１
は、混合比αを、フレームメモリ６２１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６５２
に出力する。スイッチ６５２は、フレームメモリ６２１
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６５１から供給された混合比αを
乗じた画素値を演算器６５３および合成部６３４に供給
する。スイッチ６５２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。
【０４３５】演算器６５３は、フレームメモリ６２１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
６５２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６５３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
６３３に供給する。
【０４３６】合成部６３３は、フレーム#nの、演算器６
４３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６５３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６２３に供
給する。
【０４３７】合成部６３４は、フレーム#nの、スイッチ
６４２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６５２
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６２３
に供給する。
【０４３８】フレームメモリ６２３は、分離処理ブロッ
ク６２２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。
【０４３９】フレームメモリ６２３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。
【０４４０】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。
【０４４１】合成部６０３は、分離部６０１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６０５は、分離部６０１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。
【０４４２】図６６は、図６２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。
【０４４３】図６６（Ａ）は、図６２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。
【０４４４】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。
【０４４５】図６６（Ｂ）は、図６２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。
【０４４６】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。
【０４４７】次に、図６７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Ｓ６０１において、分離部
６０１のフレームメモリ６２１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。
【０４４８】ステップＳ６０２において、分離部６０１
の分離処理ブロック６２２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Ｓ６０３にお
いて、分離部６０１の分離処理ブロック６２２は、混合
比算出部１０４から供給された混合比αを取得する。
【０４４９】ステップＳ６０４において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１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。
【０４５０】ステップＳ６０５において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１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。
【０４５１】ステップＳ６０６において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１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。
【０４５２】ステップＳ６０７において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１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。
【０４５３】ステップＳ６０８において、合成部６３３
は、ステップＳ６０５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Ｓ６０７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６０３に供給される。更
に、合成部６０３は、スイッチ６０２を介して供給され
た前景領域に属する画素と、分離部６０１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。
【０４５４】ステップＳ６０９において、合成部６３４
は、ステップＳ６０４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Ｓ６０６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６０５に供給される。更
に、合成部６０５は、スイッチ６０４を介して供給され
た背景領域に属する画素と、分離部６０１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。
【０４５５】ステップＳ６１０において、合成部６０３
は、前景成分画像を出力する。ステップＳ６１１におい
て、合成部６０５は、背景成分画像を出力し、処理は終
了する。
【０４５６】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。
【０４５７】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。
【０４５８】図６８は、動きボケ調整部１０６の構成の
一例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１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部８
０１およびモデル化部８０２に供給される。前景背景分
離部１０５から供給された前景成分画像は、足し込み部
８０４に供給される。
【０４５９】処理単位決定部８０１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８０２に供給す
る。処理単位決定部８０１は、生成した処理単位を足し
込み部８０４に供給する。
【０４６０】処理単位決定部８０１が生成する処理単位
は、図６９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。
【０４６１】モデル化部８０２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８０２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７０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。
【０４６２】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８０２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。
【０４６３】なお、モデル化部８０２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。
【０４６４】モデル化部８０２は、選択したモデルを方
程式生成部８０３に供給する。
【０４６５】方程式生成部８０３は、モデル化部８０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図７
０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８０３が生成する方程式について説明
する。
【０４６６】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（６８）
乃至式（７９）で表される。
【０４６７】 C01=F01/v （６８） C02=F02/v+F01/v （６９） C03=F03/v+F02/v+F01/v （７０） C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （７１） C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （７２） C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （７３） C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （７４） C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （７５） C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （７６） C10=F08/v+F07/v+F06/v （７７） C11=F08/v+F07/v （７８） C12=F08/v （７９）
【０４６８】方程式生成部８０３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８０３が生成
する方程式を、式（８０）乃至式（９１）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 （８０） 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 （８１） 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 （８２） 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 （８３） 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 （８４） 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 （８５） 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 （８６） 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 （８７） 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 （８８） 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 （８９） 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 （９０） 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 （９１）
【０４６９】式（８０）乃至式（９１）は、式（９２）
として表すこともできる。
【０４７０】
【数１２】 式（９２）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。
【０４７１】誤差を考慮して表現すると、式（９２）
は、式（９３）のように表すことができる。
【０４７２】
【数１３】 式（９３）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤差
である。
【０４７３】式（９３）は、式（９４）に書き換えるこ
とができる。
【０４７４】
【数１４】
【０４７５】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（９５）に示すように定義する。
【０４７６】
【数１５】
【０４７７】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（９６）を満たすようにFkを求める。
【０４７８】
【数１６】
【０４７９】式（９６）において、動き量vは固定値で
あるから、式（９７）を導くことができる。
【０４８０】
【数１７】
【０４８１】式（９７）を展開して、移項すると、式
（９８）を得る。
【０４８２】
【数１８】
【０４８３】式（９８）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。
【０４８４】このような最小自乗法に基づく、方程式生
成部８０３が生成する正規方程式の例を式（９９）に示
す。
【０４８５】
【数１９】
【０４８６】式（９９）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。
【０４８７】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。
【０４８８】方程式生成部８０３は、このように生成さ
れた正規方程式を足し込み部８０４に供給する。
【０４８９】足し込み部８０４は、処理単位決定部８０
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８０３から供給された行
列の式に設定する。足し込み部８０４は、画素値Cを設
定した行列を演算部８０５に供給する。
【０４９０】演算部８０５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７１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８０６および
選択部８０７に出力する。
【０４９１】なお、図７１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。
【０４９２】動きボケ付加部８０６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７２に示すように、動きボケ
付加部８０６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。
【０４９３】動きボケ付加部８０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部８０７に供給する。
【０４９４】選択部８０７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８０５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８０６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。
【０４９５】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。
【０４９６】また、例えば、図７３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（１００）に示す
行列の式を生成する。
【０４９７】
【数２０】
【０４９８】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。
【０４９９】図７４は、動きボケ調整部１０６の他の構
成を示す図である。図６８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。
【０５００】選択部８２１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８０１およびモデル化部８０２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８０１およ
びモデル化部８０２に供給する。
【０５０１】このようにすることで、図７４の動きボケ
調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算部８０５
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７４の
動きボケ調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算
部８０５は、図７０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７２
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８０
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。
【０５０２】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。
【０５０３】次に、図７５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。
【０５０４】ステップＳ８０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部８０１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８０２に供給する。
【０５０５】ステップＳ８０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部８０２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
８０３において、方程式生成部８０３は、選択されたモ
デルを基に、正規方程式を作成する。
【０５０６】ステップＳ８０４において、足し込み部８
０４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Ｓ８０５において、足し込み部８
０４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Ｓ８０４に戻り、正規方程式への画素値の設定の
処理を繰り返す。
【０５０７】ステップＳ８０５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Ｓ８０６に進み、演算部８０５は、足し込み部８
０４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。
【０５０８】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。
【０５０９】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。
【０５１０】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。
【０５１１】図７６は、動きボケ調整部１０６の構成の
他の一例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は、処理単位
決定部９０１および補正部９０５に供給され、領域特定
部１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部９
０１に供給される。前景背景分離部１０５から供給され
た前景成分画像は、演算部９０４に供給される。
【０５１２】処理単位決定部９０１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９０２に供給す
る。
【０５１３】モデル化部９０２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。
【０５１４】方程式生成部９０３は、モデル化部９０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。
【０５１５】図７７乃至図７９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である
ときの、方程式生成部９０３が生成する方程式の例につ
いて説明する。
【０５１６】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、上述したよ
うに、式（６８）乃至式（７９）で表される。
【０５１７】画素値C12およびC11に注目すると、画素値
C12は、式（１０１）に示すように、前景の成分F08/vの
みを含み、画素値C11は、前景の成分F08/vおよび前景の
成分F07/vの積和から成る。従って、前景の成分F07/v
は、式（１０２）で求めることができる。
【０５１８】 F08/v=C12 （１０１） F07/v=C11-C12 （１０２）
【０５１９】同様に、画素値C10乃至C01に含まれる前景
の成分を考慮すると、前景の成分F06/v乃至F01/vは、式
（１０３）乃至式（１０８）により求めることができ
る。
【０５２０】 F06/v=C10-C11 （１０３） F05/v=C09-C10 （１０４） F04/v=C08-C09 （１０５） F03/v=C07-C08+C12 （１０６） F02/v=C06-C07+C11-C12 （１０７） F01/v=C05-C06+C10-C11 （１０８）
【０５２１】方程式生成部９０３は、式（１０１）乃至
式（１０８）に例を示す、画素値の差により前景の成分
を算出するための方程式を生成する。方程式生成部９０
３は、生成した方程式を演算部９０４に供給する。
【０５２２】演算部９０４は、方程式生成部９０３から
供給された方程式に前景成分画像の画素値を設定して、
画素値を設定した方程式を基に、前景の成分を算出す
る。演算部９０４は、例えば、式（１０１）乃至式（１
０８）が方程式生成部９０３から供給されたとき、式
（１０１）乃至式（１０８）に画素値C05乃至C12を設定
する。
【０５２３】演算部９０４は、画素値が設定された式に
基づき、前景の成分を算出する。例えば、演算部９０４
は、画素値C05乃至C12が設定された式（１０１）乃至式
（１０８）に基づく演算により、図７８に示すように、
前景の成分F01/v乃至F08/vを算出する。演算部９０４
は、前景の成分F01/v乃至F08/vを補正部９０５に供給す
る。
【０５２４】補正部９０５は、演算部９０４から供給さ
れた前景の成分に、処理単位決定部９０１から供給され
た動きベクトルに含まれる動き量vを乗じて、動きボケ
を除去した前景の画素値を算出する。例えば、補正部９
０５は、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v
乃至F08/vが供給されたとき、前景の成分F01/v乃至F08/
vのそれぞれに、５である動き量vを乗じることにより、
図７９に示すように、動きボケを除去した前景の画素値
F01乃至F08を算出する。
【０５２５】補正部９０５は、以上のように算出され
た、動きボケを除去した前景の画素値から成る前景成分
画像を動きボケ付加部９０６および選択部９０７に供給
する。
【０５２６】動きボケ付加部９０６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'、動き量vと無関係の値の動きボ
ケ調整量v'で、動きボケの量を調整することができる。
例えば、図７２に示すように、動きボケ付加部９０６
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+F
03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F03+F04）/v'とさ
れる。
【０５２７】動きボケ付加部９０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部９０７に供給する。
【０５２８】選択部９０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、補正部９０５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９０６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。
【０５２９】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。
【０５３０】次に、図７６に構成を示す動きボケ調整部
１０６による前景の動きボケの量の調整の処理を図８０
のフローチャートを参照して説明する。
【０５３１】ステップＳ９０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部９０１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９０２および補正部９０５に供給する。
【０５３２】ステップＳ９０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部９０２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
９０３において、方程式生成部９０３は、選択または生
成されたモデルを基に、前景成分画像の画素値の差によ
り前景の成分を算出するための方程式を生成する。
【０５３３】ステップＳ９０４において、演算部９０４
は、作成された方程式に前景成分画像の画素値を設定
し、画素値が設定された方程式を基に、画素値の差分か
ら前景の成分を抽出する。ステップＳ９０５において、
演算部９０４は、処理単位に対応する全ての前景の成分
を抽出したか否かを判定し、処理単位に対応する全ての
前景の成分を抽出していないと判定された場合、ステッ
プＳ９０４に戻り、前景の成分を抽出の処理を繰り返
す。
【０５３４】ステップＳ９０５において、処理単位に対
応する全ての前景の成分を抽出したと判定された場合、
ステップＳ９０６に進み、補正部９０５は、動き量vを
基に、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v乃
至F08/vのそれぞれを補正して、動きボケを除去した前
景の画素値F01乃至F08を算出する。
【０５３５】ステップＳ９０７において、動きボケ付加
部９０６は、動きボケの量を調整した前景の画素値を算
出して、選択部９０７は、動きボケが除去された画像ま
たは動きボケの量が調整された画像のいずれかを選択し
て、選択した画像を出力して、処理は終了する。
【０５３６】このように、図７６に構成を示す動きボケ
調整部１０６は、より簡単な演算で、より迅速に、動き
ボケを含む前景画像から動きボケを調整することができ
る。
【０５３７】ウィナー・フィルタなど従来の動きボケを
部分的に除去する手法が、理想状態では効果が認められ
るが、量子化され、ノイズを含んだ実際の画像に対して
十分な効果が得られないのに対し、図７６に構成を示す
動きボケ調整部１０６においても、量子化され、ノイズ
を含んだ実際の画像に対しても十分な効果が認められ、
精度の良い動きボケの除去が可能となる。
【０５３８】図８１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。
【０５３９】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。
【０５４０】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１００１に供給する。
【０５４１】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１００１に供給する。
【０５４２】前景背景分離部１０５は、前景成分画像を
合成部１００１に供給する。
【０５４３】合成部１００１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
１０５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。
【０５４４】図８２は、合成部１００１の構成を示す図
である。背景成分生成部１０２１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１０２２に供給する。
【０５４５】混合領域画像合成部１０２２は、背景成分
生成部１０２１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１０２３
に供給する。
【０５４６】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２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。
【０５４７】このように、合成部１００１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。
【０５４８】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。
【０５４９】図８３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８３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。
【０５５０】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。
【０５５１】入力画像は、混合比算出部１１０１、前景
背景分離部１１０２、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。
【０５５２】混合比算出部１１０１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
１１０２に供給する。
【０５５３】図８４は、混合比算出部１１０１の構成の
一例を示すブロック図である。
【０５５４】図８４に示す推定混合比処理部４０１は、
図４９に示す推定混合比処理部４０１と同じである。図
８４に示す推定混合比処理部４０２は、図４９に示す推
定混合比処理部４０２と同じである。
【０５５５】推定混合比処理部４０１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。
【０５５６】推定混合比処理部４０２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。
【０５５７】前景背景分離部１１０２は、混合比算出部
１１０１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動きボ
ケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。
【０５５８】図８５は、前景背景分離部１１０２の構成
の一例を示すブロック図である。
【０５５９】図６０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。
【０５６０】選択部１１２１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１１０１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６０１に供給
する。
【０５６１】分離部６０１は、選択部１１２１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６０３に供給すると共
に、背景の成分を合成部６０５に供給する。
【０５６２】分離部６０１は、図６５に示す構成と同じ
構成とすることができる。
【０５６３】合成部６０３は、前景成分画像を合成し
て、出力する。合成部６０５は、背景成分画像を合成し
て出力する。
【０５６４】図８３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１１０２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。
【０５６５】図８３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１
１０２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。
【０５６６】このように、図８３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８３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。
【０５６７】図８６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８１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８６
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。
【０５６８】図８３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。
【０５６９】図８６に示す混合比算出部１１０１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１１０２および合成部１２０１に供給する。
【０５７０】図８６に示す前景背景分離部１１０２は、
混合比算出部１１０１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１２０１に供給する。
【０５７１】合成部１２０１は、混合比算出部１１０１
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１１０２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。
【０５７２】図８７は、合成部１２０１の構成を示す図
である。図８２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。
【０５７３】選択部１２２１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１１０１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１０
２１に供給する。
【０５７４】図８７に示す背景成分生成部１０２１は、
選択部１２２１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１０２２に供給する。
【０５７５】図８７に示す混合領域画像合成部１０２２
は、背景成分生成部１０２１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１０２３に供給する。
【０５７６】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２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。
【０５７７】このように、合成部１２０１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。
【０５７８】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。
【０５７９】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。
【０５８０】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。
【０５８１】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。
【０５８２】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。
【０５８３】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。
【０５８４】
【発明の効果】本発明の画像処理装置および方法、並び
に記録媒体によれば、画像データの注目フレームの注目
画素に対応する、注目フレームの前または後のフレーム
の画素データが、画像データの複数のオブジェクトのう
ちの背景となるオブジェクトに相当する背景画素データ
として抽出され、注目フレームに存在する注目画素と共
に、注目画素の近傍に位置する、注目フレーム内の近傍
画素データが抽出され、注目画素について、注目画素お
よび近傍画素データ、並びに注目画素または近傍画素デ
ータに対応する背景画素データの関係を示す、複数の関
係式が生成され、関係式に基づいて、注目画素に対し
て、現実世界において複数であるオブジェクトの混合状
態を示す混合比が検出されるようにしたので、複数のオ
ブジェクトの混ざり合いの状態を示す混合比を検出する
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】領域特定部１０３の他の構成を示すブロック
図である。
【図３２】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３３】背景画像の例を示す図である。
【図３４】２値オブジェクト画像抽出部３０２の構成を
示すブロック図である。
【図３５】相関値の算出を説明する図である。
【図３６】相関値の算出を説明する図である。
【図３７】２値オブジェクト画像の例を示す図である。
【図３８】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。
【図３９】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。
【図４０】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。
【図４１】領域判定部１０３の領域特定の処理を説明す
るフローチャートである。
【図４２】領域判定の処理の詳細を説明するフローチャ
ートである。
【図４３】領域特定部１０３のさらに他の構成を示すブ
ロック図である。
【図４４】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。
【図４５】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図４６】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図４７】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図４８】ロバスト化の処理の詳細を説明するフローチ
ャートである。
【図４９】混合比算出部１０４の構成を示すブロック図
である。
【図５０】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図５１】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５２】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】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。
【図５４】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。
【図５５】混合比αを算出するときの複数のフレームの
画素の対応を説明する図である。
【図５６】混合比推定処理部４０１の他の構成を示すブ
ロック図である。
【図５７】推定混合比の例を示す図である。
【図５８】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５９】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説明するフローチャート
である。
【図６０】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６１】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６２】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６３】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６４】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６５】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。
【図６６】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６７】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６８】動きボケ調整部１０６の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図６９】処理単位を説明する図である。
【図７０】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７１】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７２】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７３】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７４】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図で
ある。
【図７５】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７６】動きボケ調整部１０６の他の構成を示すブロ
ック図である。
【図７７】画素値と前景の成分のとの対応を指定するモ
デルの例を示す図である。
【図７８】前景の成分の算出を説明する図である。
【図７９】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８０】前景の動きボケの除去の処理を説明するフロ
ーチャートである。
【図８１】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８２】合成部１００１の構成を示す図である。
【図８３】信号処理部１２の機能のさらに他の構成を示
すブロック図である。
【図８４】混合比算出部１１０１の構成を示すブロック
図である。
【図８５】前景背景分離部１１０２の構成を示すブロッ
ク図である。
【図８６】信号処理部１２の機能のさらに他の構成を示
すブロック図である。
【図８７】合成部１２０１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， ２０１
フレームメモリ， ２０２−１乃至２０２−４ 静動
判定部， ２０３−１乃至２０３−３ 領域判定部，
２０４ 判定フラグ格納フレームメモリ， ２０５ 合
成部， ２０６ 判定フラグ格納フレームメモリ， ３
０１ 背景画像生成部， ３０２ ２値オブジェクト画
像抽出部， ３０３ 時間変化検出部， ３２１ 相関
値演算部， ３２２しきい値処理部， ３４１ フレー
ムメモリ， ３４２ 領域判定部， ３６１ロバスト化
部， ３８１ 動き補償部， ３８２ スイッチ， ３
８３−１乃至３８３−Ｎ フレームメモリ、 ３８４−
１乃至３８４−Ｎ 重み付け部，３８５ 積算部， ４
０１ 推定混合比処理部， ４０２ 推定混合比処理
部，４０３ 混合比決定部， ５０１ 遅延回路， ５
０２ 足し込み部， ５０３ 演算部， ６０１ 分離
部， ６０２ スイッチ， ６０３ 合成部， ６０４
スイッチ， ６０５ 合成部， ６２１ フレームメ
モリ， ６２２ 分離処理ブロック， ６２３ フレー
ムメモリ， ６３１ アンカバード領域処理部， ６３
２ カバード領域処理部， ６３３ 合成部， ６３４
合成部，８０１ 処理単位決定部， ８０２ モデル
化部， ８０３ 方程式生成部，８０４ 足し込み部，
８０５ 演算部， ８０６ 動きボケ付加部， ８０
７選択部， ８２１ 選択部， ９０１ 処理単位決定
部， ９０２ モデル化部， ９０３ 方程式生成部，
９０４ 演算部， ９０５ 補正部， ９０６動きボ
ケ付加部， ９０７ 選択部， １００１ 合成部，
１０２１ 背景成分生成部， １０２２ 混合領域画像
合成部， １０２３ 画像合成部， １１０１ 混合比
算出部， １１０２ 前景背景分離部， １１２１ 選
択部，１２０１ 合成部， １２２１ 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） 5C023 AA06 AA07 AA11 BA01 BA11 CA01 DA02 DA04 DA08 5L096 AA13 BA18 CA04 EA23 EA35 FA46 FA54 FA67 GA32 GA51 HA03 MA03

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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
    らなる画像データを処理する画像処理装置において、 前記画像データの注目フレームの注目画素に対応する、
    前記注目フレームの前または後のフレームの画素データ
    を、前記画像データの複数のオブジェクトのうちの背景
    となるオブジェクトに相当する背景画素データとして抽
    出する背景画素抽出手段と、 前記注目フレームに存在する前記注目画素と、前記注目
    画素の近傍に位置する、前記注目フレーム内の近傍画素
    データを抽出する注目フレーム画素抽出手段と、 前記注目画素について、前記注目画素および前記近傍画
    素データ、並びに前記注目画素または前記近傍画素デー
    タに対応する前記背景画素データの関係を示す、複数の
    関係式を生成する関係式生成手段と、 前記関係式に基づいて、前記注目画素に対して、現実世
    界において複数である前記オブジェクトの混合状態を示
    す混合比を検出する混合比検出手段とを含むことを特徴
    とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記関係式生成手段は、前記注目画素お
    よび前記近傍画素データに含まれる、前記画像データの
    複数の前記オブジェクトのうちの前景となるオブジェク
    トの成分が同一であるとする第１の近似、並びに複数の
    前記オブジェクトが混合されている混合領域において前
    記混合比の変化が前記混合領域内での画素の位置に対し
    て直線的であるとする第２の近似に基づいて、前記複数
    の関係式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】 前記関係式生成手段は、前記注目画素お
    よび前記近傍画素データに含まれる、前記画像データの
    複数の前記オブジェクトのうちの前景となるオブジェク
    トの成分が同一であるとする第１の近似、並びに複数の
    前記オブジェクトが混合されている混合領域において前
    記混合比の変化が前記混合領域内での画素の位置に対し
    て平面的であるとする第２の近似に基づいて、前記複数
    の関係式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。
  4. 【請求項４】 前記混合比検出手段は、前記複数の関係
    式を最小自乗法で解くことにより、前記混合比を検出す
    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】 前記背景画素抽出手段は、前記注目画素
    が、複数の前記オブジェクトが混合されている混合領域
    であって、前景の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に属する場合、
    前記注目フレームの前のフレームの画素データを、背景
    画素データとして抽出し、前記注目画素が、複数の前記
    オブジェクトが混合されている混合領域であって、前記
    前景の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に属する場合、前記注
    目フレームの後のフレームの画素データを、背景画素デ
    ータとして抽出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】 前記画像データにおいて複数の前記オブ
    ジェクトのうちの前景となるオブジェクトからなる前景
    領域、前記画像データにおいて複数の前記オブジェクト
    のうちの背景となるオブジェクトからなる背景領域、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４に記載の画像処理装置。
  7. 【請求項７】 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
    らなる画像データを処理する画像処理方法において、 前記画像データの注目フレームの注目画素に対応する、
    前記注目フレームの前または後のフレームの画素データ
    を、前記画像データの複数のオブジェクトのうちの背景
    となるオブジェクトに相当する背景画素データとして抽
    出する背景画素抽出ステップと、 前記注目フレームに存在する前記注目画素と、前記注目
    画素の近傍に位置する、前記注目フレーム内の近傍画素
    データを抽出する注目フレーム画素抽出ステップと、 前記注目画素について、前記注目画素および前記近傍画
    素データ、並びに前記注目画素または前記近傍画素デー
    タに対応する前記背景画素データの関係を示す、複数の
    関係式を生成する関係式生成ステップと、 前記関係式に基づいて、前記注目画素に対して、現実世
    界において複数である前記オブジェクトの混合状態を示
    す混合比を検出する混合比検出ステップとを含むことを
    特徴とする画像処理方法。
  8. 【請求項８】 前記関係式生成ステップにおいて、前記
    注目画素および前記近傍画素データに含まれる、前記画
    像データの複数の前記オブジェクトのうちの前景となる
    オブジェクトの成分が同一であるとする第１の近似、並
    びに複数の前記オブジェクトが混合されている混合領域
    において前記混合比の変化が前記混合領域内での画素の
    位置に対して直線的であるとする第２の近似に基づい
    て、前記複数の関係式が生成されることを特徴とする請
    求項７に記載の画像処理方法。
  9. 【請求項９】 前記関係式生成ステップにおいて、前記
    注目画素および前記近傍画素データに含まれる、前記画
    像データの複数の前記オブジェクトのうちの前景となる
    オブジェクトの成分が同一であるとする第１の近似、並
    びに複数の前記オブジェクトが混合されている混合領域
    において前記混合比の変化が前記混合領域内での画素の
    位置に対して平面的であるとする第２の近似に基づい
    て、前記複数の関係式が生成されることを特徴とする請
    求項７に記載の画像処理方法。
  10. 【請求項１０】 前記混合比検出ステップにおいて、前
    記複数の関係式を最小自乗法で解くことにより、前記混
    合比が検出されることを特徴とする請求項７に記載の画
    像処理方法。
  11. 【請求項１１】 前記背景画素抽出ステップにおいて、
    前記注目画素が、複数の前記オブジェクトが混合されて
    いる混合領域であって、前景の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に
    属する場合、前記注目フレームの前のフレームの画素デ
    ータが、背景画素データとして抽出され、前記注目画素
    が、複数の前記オブジェクトが混合されている混合領域
    であって、前記前景の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に属す
    る場合、前記注目フレームの後のフレームの画素データ
    が、背景画素データとして抽出されることを特徴とする
    請求項７に記載の画像処理方法。
  12. 【請求項１２】 前記画像データにおいて複数の前記オ
    ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトからなる前
    景領域、前記画像データにおいて複数の前記オブジェク
    トのうちの背景となるオブジェクトからなる背景領域、
    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ステップをさらに含むことを特徴
    とする請求項１１に記載の画像処理方法。
  13. 【請求項１３】 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
    からな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、 前記画像データの注目フレームの注目画素に対応する、
    前記注目フレームの前または後のフレームの画素データ
    を、前記画像データの複数のオブジェクトのうちの背景
    となるオブジェクトに相当する背景画素データとして抽
    出する背景画素抽出ステップと、 前記注目フレームに存在する前記注目画素と、前記注目
    画素の近傍に位置する、前記注目フレーム内の近傍画素
    データを抽出する注目フレーム画素抽出ステップと、 前記注目画素について、前記注目画素および前記近傍画
    素データ、並びに前記注目画素または前記近傍画素デー
    タに対応する前記背景画素データの関係を示す、複数の
    関係式を生成する関係式生成ステップと、 前記関係式に基づいて、前記注目画素に対して、現実世
    界において複数である前記オブジェクトの混合状態を示
    す混合比を検出する混合比検出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。
  14. 【請求項１４】 前記関係式生成ステップにおいて、前
    記注目画素および前記近傍画素データに含まれる、前記
    画像データの複数の前記オブジェクトのうちの前景とな
    るオブジェクトの成分が同一であるとする第１の近似、
    並びに複数の前記オブジェクトが混合されている混合領
    域において前記混合比の変化が前記混合領域内での画素
    の位置に対して直線的であるとする第２の近似に基づい
    て、前記複数の関係式が生成されることを特徴とする請
    求項１３に記載の記録媒体。
  15. 【請求項１５】 前記関係式生成ステップにおいて、前
    記注目画素および前記近傍画素データに含まれる、前記
    画像データの複数の前記オブジェクトのうちの前景とな
    るオブジェクトの成分が同一であるとする第１の近似、
    並びに複数の前記オブジェクトが混合されている混合領
    域において前記混合比の変化が前記混合領域内での画素
    の位置に対して平面的であるとする第２の近似に基づい
    て、前記複数の関係式が生成されることを特徴とする請
    求項１３に記載の記録媒体。
  16. 【請求項１６】 前記混合比検出ステップにおいて、前
    記複数の関係式を最小自乗法で解くことにより、前記混
    合比が検出されることを特徴とする請求項１３に記載の
    記録媒体。
  17. 【請求項１７】 前記背景画素抽出ステップにおいて、
    前記注目画素が、複数の前記オブジェクトが混合されて
    いる混合領域であって、前景の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に
    属する場合、前記注目フレームの前のフレームの画素デ
    ータが、背景画素データとして抽出され、前記注目画素
    が、複数の前記オブジェクトが混合されている混合領域
    であって、前記前景の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に属す
    る場合、前記注目フレームの後のフレームの画素データ
    が、背景画素データとして抽出されることを特徴とする
    請求項１３に記載の記録媒体。
  18. 【請求項１８】 前記画像データにおいて複数の前記オ
    ブジェクトのうちの前景となるオブジェクトからなる前
    景領域、前記画像データにおいて複数の前記オブジェク
    トのうちの背景となるオブジェクトからなる背景領域、
    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ステップをさらに含むことを特徴
    とする請求項１７に記載の記録媒体。
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