JP2002312783A - 画像処理装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動きボケを除去する。 【解決手段】 平坦部抽出部８０１は、領域情報、およ
び前景成分画像に基づいて、前景領域における画素デー
タであって、隣接する画素データとその値がほぼ等しい
画素データからなる均等部を検出する。動きボケ除去部
８０３は、検出された均等部に基づいて、前景領域に生
じている動きボケを除去する。

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、並びにプログラムに関し、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、並びにプログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現実世界における事象をセンサで検出
し、センサが出力するサンプリングデータを処理する技
術が広く利用されている。

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

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

【０００５】

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

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ボケた画像に含まれる動きボケを除去する
ことができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像処
理装置は、時間積分効果により画像データに形成され
た、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分
からなる前景領域、および背景オブジェクトを構成する
背景オブジェクト成分からなる背景領域により構成され
る非混合領域、並びに前景オブジェクト成分および背景
オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特定する
領域情報、並びに画像データに基づいて、前景領域にお
ける画素データであって、隣接する画素データとその値
がほぼ等しい画素データからなる均等部を検出する均等
部検出手段と、検出された均等部に基づいて、前景領域
に生じている動きボケを除去する動きボケ除去手段とを
含むことを特徴とする。

【０００８】画像処理装置は、均等部の位置に基づい
て、複数の前景オブジェクト成分からなる処理単位を決
定する処理単位決定手段をさらに設け、動きボケ除去手
段は、処理単位毎に前景領域の動きボケを除去するよう
にすることができる。

【０００９】処理単位決定手段は、均等部の画素データ
以外の画素データであって、１つの直線上の、混合領域
または前景領域に属する画素データに対応する処理単位
を決定するようにすることができる。

【００１０】画像処理装置は、前景領域、背景領域、ま
たは混合領域を特定する領域特定手段をさらに設けるこ
とができる。

【００１１】均等部検出手段は、画素データの差分とし
きい値とを比較することにより、均等部を検出するよう
にすることができる。

【００１２】均等部検出手段は、前景オブジェクトの動
き量に対応する画素の数以上の数の隣接する画素データ
からなる均等部を検出するようにすることができる。

【００１３】動きボケ除去手段は、動きベクトルに対応
した演算を適用することにより、記前景領域に生じてい
る動きボケを除去するようにすることができる。

【００１４】動きボケ除去手段は、処理単位および動き
ベクトルに対応するモデルを取得するモデル取得手段
と、取得したモデルに基づいて、処理単位の画素データ
と、処理単位に含まれる前景オブジェクト成分との関係
に対応する方程式を生成する方程式生成手段と、生成さ
れた方程式に基づいて、処理単位に含まれる前景オブジ
ェクト成分を演算する演算手段と含むようにすることが
できる。

【００１５】請求項９に記載の画像処理方法は、時間積
分効果により画像データに形成された、前景オブジェク
トを構成する前景オブジェクト成分からなる前景領域、
および背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成
分からなる背景領域により構成される非混合領域、並び
に前景オブジェクト成分および背景オブジェクト成分が
混合されてなる混合領域を特定する領域情報、並びに画
像データに基づいて、前景領域における画素データであ
って、隣接する画素データとその値がほぼ等しい画素デ
ータからなる均等部を検出する均等部検出ステップと、
検出された均等部に基づいて、前景領域に生じている動
きボケを除去する動きボケ除去ステップとを含むことを
特徴とする。

【００１６】画像処理方法は、均等部の位置に基づい
て、複数の前景オブジェクト成分からなる処理単位を決
定する処理単位決定ステップをさらに含み、動きボケ除
去ステップでは、処理単位毎に前景領域の動きボケが除
去されるようにすることができる。

【００１７】処理単位決定ステップでは、均等部の画素
データ以外の画素データであって、１つの直線上の、混
合領域または前景領域に属する画素データに対応する処
理単位が決定されるようにすることができる。

【００１８】画像処理方法は、前景領域、背景領域、ま
たは混合領域を特定する領域特定ステップをさらに含む
ようにすることができる。

【００１９】均等部検出ステップでは、画素データの差
分としきい値とを比較することにより、均等部が検出さ
れるようにすることができる。

【００２０】均等部検出ステップでは、前景オブジェク
トの動き量に対応する画素の数以上の数の隣接する画素
データからなる均等部が検出されるようにすることがで
きる。

【００２１】動きボケ除去ステップでは、動きベクトル
に対応した演算を適用することにより、記前景領域に生
じている動きボケが除去されるようにすることができ
る。

【００２２】動きボケ除去ステップは、処理単位および
動きベクトルに対応するモデルを取得するモデル取得ス
テップと、取得したモデルに基づいて、処理単位の画素
データと、処理単位に含まれる前景オブジェクト成分と
の関係に対応する方程式を生成する方程式生成ステップ
と、生成された方程式に基づいて、処理単位に含まれる
前景オブジェクト成分を演算する演算ステップとを含む
ようにすることができる。

【００２３】請求項１７に記載のプログラムは、時間積
分効果により画像データに形成された、前景オブジェク
トを構成する前景オブジェクト成分からなる前景領域、
および背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成
分からなる背景領域により構成される非混合領域、並び
に前景オブジェクト成分および背景オブジェクト成分が
混合されてなる混合領域を特定する領域情報、並びに画
像データに基づいて、前景領域における画素データであ
って、隣接する画素データとその値がほぼ等しい画素デ
ータからなる均等部を検出する均等部検出ステップと、
検出された均等部に基づいて、前景領域に生じている動
きボケを除去する動きボケ除去ステップとを含むことを
特徴とする。

【００２４】プログラムは、均等部の位置に基づいて、
複数の前景オブジェクト成分からなる処理単位を決定す
る処理単位決定ステップをさらに含み、動きボケ除去ス
テップでは、処理単位毎に前景領域の動きボケが除去さ
れるようにすることができる。

【００２５】処理単位決定ステップでは、均等部の画素
データ以外の画素データであって、１つの直線上の、混
合領域または前景領域に属する画素データに対応する処
理単位が決定されるようにすることができる。

【００２６】プログラムは、前景領域、背景領域、また
は混合領域を特定する領域特定ステップをさらに含むよ
うにすることができる。

【００２７】均等部検出ステップでは、画素データの差
分としきい値とを比較することにより、均等部が検出さ
れるようにすることができる。

【００２８】均等部検出ステップでは、前景オブジェク
トの動き量に対応する画素の数以上の数の隣接する画素
データからなる均等部が検出されるようにすることがで
きる。

【００２９】動きボケ除去ステップでは、動きベクトル
に対応した演算を適用することにより、記前景領域に生
じている動きボケが除去されるようにすることができ
る。

【００３０】動きボケ除去ステップは、処理単位および
動きベクトルに対応するモデルを取得するモデル取得ス
テップと、取得したモデルに基づいて、処理単位の画素
データと、処理単位に含まれる前景オブジェクト成分と
の関係に対応する方程式を生成する方程式生成ステップ
と、生成された方程式に基づいて、処理単位に含まれる
前景オブジェクト成分を演算する演算ステップとを含む
ようにすることができる。

【００３１】請求項１に記載の画像処理装置、請求項９
に記載の画像処理方法、および請求項１７に記載のプロ
グラムにおいては、時間積分効果により画像データに形
成された、前景オブジェクトを構成する前景オブジェク
ト成分からなる前景領域、および背景オブジェクトを構
成する背景オブジェクト成分からなる背景領域により構
成される非混合領域、並びに前景オブジェクト成分およ
び背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特
定する領域情報、並びに画像データに基づいて、前景領
域における画素データであって、隣接する画素データと
その値がほぼ等しい画素データからなる均等部が検出さ
れ、検出された均等部に基づいて、前景領域に生じてい
る動きボケが除去される。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る信号処理装
置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。CPU
（Central Processing Unit）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 Ac
cess 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、ROM
２２、およびRAM２３は、バス２４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２は、信号処理装置を示すブロック図で
ある。

【００３９】なお、信号処理装置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】信号処理装置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、信号処理装置に
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１
０７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３乃至図１８を参照して、信号処
理装置に供給される入力画像について説明する。

【００５９】図３は、センサによる撮像を説明する図で
ある。センサは、例えば、固体撮像素子であるCCD（Cha
rge-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、センサは、１秒間に３０フレームから成る画像を出
力する。センサの露光時間は、１／３０秒とすることが
できる。露光時間は、センサ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４は、画素の配置を説明する図である。
図４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、センサ上に配置されて
いる。センサ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５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】信号処理装置は、このようなセンサの蓄積
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。信号処理装置は、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、信号処理装置は、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６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６
（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６（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６（Ｂ）は、図６（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６（Ｂ）の横方向は、図６（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７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６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８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８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８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８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８中の矩形の上辺の位置
は、センサ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８中の矩形の下辺の位置は、センサが入
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８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８における横方向は、図６で説明した空
間方向Xに対応する。より具体的には、図８に示す例に
おいて、図８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８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F03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F0
1/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
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１０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１０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１０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１０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１０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１０
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１０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１０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
０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１０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１０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１０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１０
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１０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１０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１０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１０
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１０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１０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１０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１０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１０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１０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１１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１１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１１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１１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１１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１１
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１１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１１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１１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１１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１１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１１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１１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１１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１１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１１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９乃至図１１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１２および図１３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１２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１２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１３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１３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
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１４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１４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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５
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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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１５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
１５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１５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１６は、図１５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１７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１７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１７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、F13/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、F13/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、F13/vとなる。

【０１４５】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の前景
の成分は、F14/vとなり、図１７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１７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１７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１７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１７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、
F13/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、
F13/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、F13/vとな
る。

【０１５１】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の前景の
成分は、F14/vとなり、図１７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１７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１７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１７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１７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、F13/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、F13/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、F13/vとなる。

【０１５７】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の前
景の成分は、F14/vとなり、図１７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１７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１７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１７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。

【０１６２】図２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１９のフローチャートを参照して、信号
処理装置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、信号処理装置
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、信号処理装置は、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、信号処理装置は、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２０は、領域特定部１０３の構成の一例
を示すブロック図である。図２０に構成を示す領域特定
部１０３は、動きベクトルを利用しない。フレームメモ
リ２０１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
１乃至図２５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２１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２２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２２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２２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２３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２４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２５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２６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２６（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２６（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２６（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２６
（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２７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２７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２８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２９は、領域特定部１０３の構成の他の
例を示すブロック図である。図２９に示す領域特定部１
０３は、動きベクトルを使用しない。背景画像生成部３
０１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３０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３０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３０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３０
の例に対応する背景画像の例を図３１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３２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３３
（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３３（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】

【０２５１】

【数３】

【０２５２】

【数４】

【０２５３】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。

【０２５４】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
３４（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３４（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。

【０２５５】

【数５】

【０２５６】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。

【０２５７】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。

【０２５８】図３５は、図３０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。

【０２５９】図３６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。

【０２６０】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。

【０２６１】図３７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。

【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。

【０２６３】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。

【０２６４】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。

【０２６５】図３８は、図３０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。

【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。

【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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】次に、図３９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。

【０２７１】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３３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。

【０２７２】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。

【０２７３】図４０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。

【０２７４】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。

【０２７５】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。

【０２７６】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。

【０２７７】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。

【０２７８】図４１は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図４１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２９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。

【０２７９】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。

【０２８０】図４２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。

【０２８１】図４３および図４４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４３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４４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。

【０２８２】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。

【０２８３】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。

【０２８４】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。

【０２８５】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。

【０２８６】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。

【０２８７】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。

【０２８８】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４１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２９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。

【０２８９】次に、図４１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４５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３９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。

【０２９０】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。

【０２９１】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４０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。

【０２９２】次に、図４６のフローチャートを参照し
て、図４５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。

【０２９３】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。

【０２９４】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。

【０２９５】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。

【０２９６】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。

【０２９７】このように、図４１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。

【０２９８】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。

【０２９９】図４７は、混合比算出部１０４の構成の一
例を示すブロック図である。推定混合比処理部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。

【０３００】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。

【０３０１】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。

【０３０２】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。

【０３０３】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。

【０３０４】理想的な混合比αの例を図４８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。

【０３０５】図４８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。

【０３０６】図４９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。

【０３０７】

【数６】

【０３０８】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。

【０３０９】 M=C06 （９） B=P06 （１０）

【０３１０】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。

【０３１１】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。

【０３１２】 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Σ_iFi/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。

【０３１３】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
５０に示す。

【０３１４】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。

【０３１５】 C=α・N+f （１２）

【０３１６】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４９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。

【０３１７】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。ここで、画像は一般的に空間的に相関
が強いので近接する画素同士でほぼ同じ画素値となる。

【０３１８】そこで、前景成分は、空間的に相関が強い
ので、前景の成分の和fを前または後のフレームから導
き出せるように式を変形して、混合比αを求める。

【０３１９】図５１のフレーム#nの左から７番目の画素
の画素値Mcは、式（１３）で表すことができる。

【０３２０】

【数７】 式（１３）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当す
る。式（１３）の右辺第２項は、後のフレーム#n+1の画
素値を利用して、式（１４）のように表すこととする。

【０３２１】

【数８】

【０３２２】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（１５）が成立するとする。

【０３２３】 F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （１５） 式（１４）は、式（１５）を利用して、式（１６）のよ
うに置き換えることができる。

【０３２４】

【数９】

【０３２５】結果として、βは、式（１７）で表すこと
ができる。

【０３２６】 β=2/4 （１７）

【０３２７】一般的に、式（１５）に示すように混合領
域に関係する前景の成分が等しいと仮定すると、混合領
域の全ての画素について、内分比の関係から式（１８）
が成立する。

【０３２８】 β=1-α （１８）

【０３２９】式（１８）が成立するとすれば、式（１
１）は、式（１９）に示すように展開することができ
る。

【０３３０】

【数１０】

【０３３１】同様に、式（１８）が成立するとすれば、
式（１２）は、式（２０）に示すように展開することが
できる。

【０３３２】

【数１１】

【０３３３】式（１９）および式（２０）において、
C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（１９）お
よび式（２０）に含まれる変数は、混合比αのみであ
る。式（１９）および式（２０）における、C，N、およ
びPの関係を図５２に示す。Cは、混合比αを算出する、
フレーム#nの注目している画素の画素値である。Nは、
注目している画素と空間方向の位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値である。Pは、注目している画素
と空間方向の位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画
素値である。

【０３３４】従って、式（１９）および式（２０）のそ
れぞれに１つの変数が含まれることとなるので、３つの
フレームの画素の画素値を利用して、混合比αを算出す
ることができる。式（１９）および式（２０）を解くこ
とにより、正しい混合比αが算出されるための条件は、
混合領域に関係する前景の成分が等しい、すなわち、前
景のオブジェクトが静止しているとき撮像された前景の
画像オブジェクトにおいて、前景のオブジェクトの動き
の方向に対応する、画像オブジェクトの境界に位置する
画素であって、動き量vの２倍の数の連続している画素
の画素値が、一定であることである。

【０３３５】以上のように、カバードバックグラウンド
領域に属する画素の混合比αは、式（２１）により算出
され、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
の混合比αは、式（２２）により算出される。

【０３３６】 α=(C-N)/(P-N) （２１） α=(C-P)/(N-P) （２２）

【０３３７】図５３は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。フレームメモリ４２１は、入
力された画像をフレーム単位で記憶し、入力画像として
入力されているフレームから１つ後のフレームをフレー
ムメモリ４２２および混合比演算部４２３に供給する。

【０３３８】フレームメモリ４２２は、入力された画像
をフレーム単位で記憶し、フレームメモリ４２１から供
給されているフレームから１つ後のフレームを混合比演
算部４２３に供給する。

【０３３９】従って、入力画像としてフレーム#n+1が混
合比演算部４２３に入力されているとき、フレームメモ
リ４２１は、フレーム#nを混合比演算部４２３に供給
し、フレームメモリ４２２は、フレーム#n-1を混合比演
算部４２３に供給する。

【０３４０】混合比演算部４２３は、式（２１）に示す
演算により、フレーム#nの注目している画素の画素値
C、注目している画素と空間的位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素と空
間的位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを
基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。例えば、背景が静止してい
るとき、混合比演算部４２３は、フレーム#nの注目して
いる画素の画素値C、注目している画素とフレーム内の
位置が同じ、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注
目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n
-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混
合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。

【０３４１】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。

【０３４２】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１が式（２１）に示す演算により、注目
している画素の推定混合比を算出するのに対して、式
（２２）に示す演算により、注目している画素の推定混
合比を算出する部分が異なることを除き、推定混合比処
理部４０１と同様なので、その説明は省略する。

【０３４３】図５４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５４に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動き量vが１１である場合の結果を、１ライ
ンに対して示すものである。

【０３４４】推定混合比は、混合領域において、図４８
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。

【０３４５】図４７に戻り、混合比決定部４０３は、領
域特定部１０３から供給された、混合比αの算出の対象
となる画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグ
ラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領
域のいずれかに属するかを示す領域情報を基に、混合比
αを設定する。混合比決定部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αに設定し、対象
となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設
定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域
に属する場合、推定混合比処理部４０１から供給された
推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合
比処理部４０２から供給された推定混合比を混合比αに
設定する。混合比決定部４０３は、領域情報を基に設定
した混合比αを出力する。

【０３４６】図５５は、混合比算出部１０４の他の構成
を示すブロック図である。選択部４４１は、領域特定部
１０３から供給された領域情報を基に、カバードバック
グラウンド領域に属する画素および、これに対応する前
および後のフレームの画素を推定混合比処理部４４２に
供給する。選択部４４１は、領域特定部１０３から供給
された領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素および、これに対応する前および後の
フレームの画素を推定混合比処理部４４３に供給する。

【０３４７】推定混合比処理部４４２は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２１）に示す演算に
より、カバードバックグラウンド領域に属する、注目し
ている画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合
比を選択部４４４に供給する。

【０３４８】推定混合比処理部４４３は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２２）に示す演算に
より、アンカバードバックグラウンド領域に属する、注
目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定
混合比を選択部４４４に供給する。

【０３４９】選択部４４４は、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、対象となる画素が前景領域に
属する場合、０である推定混合比を選択して、混合比α
に設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１
である推定混合比を選択して、混合比αに設定する。選
択部４４４は、対象となる画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属する場合、推定混合比処理部４４２から供
給された推定混合比を選択して混合比αに設定し、対象
となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
る場合、推定混合比処理部４４３から供給された推定混
合比を選択して混合比αに設定する。選択部４４４は、
領域情報を基に選択して設定した混合比αを出力する。

【０３５０】このように、図５５に示す他の構成を有す
る混合比算出部１０４は、画像の含まれる画素毎に混合
比αを算出して、算出した混合比αを出力することがで
きる。

【０３５１】図５６のフローチャートを参照して、図４
７に構成を示す混合比算出部１０４の混合比αの算出の
処理を説明する。ステップＳ４０１において、混合比算
出部１０４は、領域特定部１０３から供給された領域情
報を取得する。ステップＳ４０２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
するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算
出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。混
合比推定の演算の処理の詳細は、図５７のフローチャー
トを参照して、後述する。

【０３５２】ステップＳ４０３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
応するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、
算出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。

【０３５３】ステップＳ４０４において、混合比算出部
１０４は、フレーム全体について、混合比αを推定した
か否かを判定し、フレーム全体について、混合比αを推
定していないと判定された場合、ステップＳ４０２に戻
り、次の画素について混合比αを推定する処理を実行す
る。

【０３５４】ステップＳ４０４において、フレーム全体
について、混合比αを推定したと判定された場合、ステ
ップＳ４０５に進み、混合比決定部４０３は、画素が、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、
またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに
属するかを示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報を基に、混合比αを設定する。混合比決定部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αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場
合、１を混合比αに設定し、対象となる画素がカバード
バックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部
４０１から供給された推定混合比を混合比αに設定し、
対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に
属する場合、推定混合比処理部４０２から供給された推
定混合比を混合比αに設定し、処理は終了する。

【０３５５】このように、混合比算出部１０４は、領域
特定部１０３から供給された領域情報、および入力画像
を基に、各画素に対応する特徴量である混合比αを算出
することができる。

【０３５６】図５５に構成を示す混合比算出部１０４の
混合比αの算出の処理は、図５６のフローチャートで説
明した処理と同様なので、その説明は省略する。

【０３５７】次に、図５６のステップＳ４０２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５７のフローチャートを参照
して説明する。

【０３５８】ステップＳ４２１において、混合比演算部
４２３は、フレームメモリ４２１から、フレーム#nの注
目画素の画素値Cを取得する。

【０３５９】ステップＳ４２２において、混合比演算部
４２３は、フレームメモリ４２２から、注目画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを取得する。

【０３６０】ステップＳ４２３において、混合比演算部
４２３は、入力画像に含まれる注目画素に対応する、フ
レーム#n+1の画素の画素値Nを取得する。

【０３６１】ステップＳ４２４において、混合比演算部
４２３は、フレーム#nの注目画素の画素値C、フレーム#
n-1の画素の画素値P、およびフレーム#n+1の画素の画素
値Nを基に、推定混合比を演算する。

【０３６２】ステップＳ４２５において、混合比演算部
４２３は、フレーム全体について、推定混合比を演算す
る処理を終了したか否かを判定し、フレーム全体につい
て、推定混合比を演算する処理を終了していないと判定
された場合、ステップＳ４２１に戻り、次の画素につい
て推定混合比を算出する処理を繰り返す。

【０３６３】ステップＳ４２５において、フレーム全体
について、推定混合比を演算する処理を終了したと判定
された場合、処理は終了する。

【０３６４】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。

【０３６５】図５６のステップＳ４０３におけるアンカ
バードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混
合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域
のモデルに対応する式を利用した、図５７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。

【０３６６】なお、図５５に示す推定混合比処理部４４
２および推定混合比処理部４４３は、図５７に示すフロ
ーチャートと同様の処理を実行して推定混合比を演算す
るので、その説明は省略する。

【０３６７】また、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した混合比αを求める処理を適
用することができる。例えば、背景領域に対応する画像
が一様に動いているとき、推定混合比処理部４０１は、
背景の動きに対応して画像全体をシフトさせ、背景に対
応するオブジェクトが静止している場合と同様に処理す
る。また、背景領域に対応する画像が局所毎に異なる背
景の動きを含んでいるとき、推定混合比処理部４０１
は、混合領域に属する画素に対応する画素として、背景
の動きに対応した画素を選択して、上述の処理を実行す
る。

【０３６８】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、信号処理装置
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。

【０３６９】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。

【０３７０】次に、混合比算出部１０４の他の処理につ
いて説明する。

【０３７１】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る、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
似した式を立てることができる。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
た式を解くことにより、混合比αを算出する。

【０３７２】混合比αの変化を、直線として近似する
と、混合比αは、式（２３）で表される。

【０３７３】 α=il+p （２３） 式（２３）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（２
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。

【０３７４】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図５８に示す。

【０３７５】混合比αを式（２３）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５８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。

【０３７６】図５９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（２３）を平面に拡張し
て、混合比αは、式（２４）で表される。

【０３７７】 α=jm+kq+p （２４） 式（２４）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。

【０３７８】例えば、図４９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（２５）乃至式
（２７）が成立する。

【０３７９】 C05=α05・B05/v+f05 （２５） C06=α06・B06/v+f06 （２６） C07=α07・B07/v+f07 （２７）

【０３８０】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（２８）が成立する。

【０３８１】 f(x)=(1-α(x))・Fc （２８） 式（２８）において、xは、空間方向の位置を表す。

【０３８２】α（ｘ）を式（２４）で置き換えると、式
（２８）は、式（２９）として表すことができる。

【０３８３】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （２９）

【０３８４】式（２９）において、（-m・Fc）、（-q・
Fc）、および(1-p)・Fcは、式（３０）乃至式（３２）
に示すように置き換えられている。

【０３８５】 s=-m・Fc （３０） t=-q・Fc （３１） u=(1-p)・Fc （３２）

【０３８６】式（２９）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。

【０３８７】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（２９）で近似される。

【０３８８】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（３３）で表すことができる。

【０３８９】 f(x)=is+u （３３）

【０３９０】式（１３）の混合比αおよび前景成分の和
を、式（２４）および式（２９）を利用して置き換える
と、画素値Mは、式（３４）で表される。

【０３９１】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （３４）

【０３９２】式（３４）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。

【０３９３】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（３４）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。

【０３９４】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（３４）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（３５）乃至式（４３）を得る。

【０３９５】 M_-1,-1=(-1)・B_-1,-1・m+(-1)・B_-1,-1・q+B_-1,-1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （３５） M_0,-1=(0)・B_0,-1・m+(-1)・B_0,-1・q+B_0,-1・p+(0)・s+(-1)・t+u （３６） M_+1,-1=(+1)・B_+1,-1・m+(-1)・B_+1,-1・q+B_+1,-1・p+(+1)・s+(-1)・t+u （３７） M_-1,0=(-1)・B_-1,0・m+(0)・B_-1,0・q+B_-1,0・p+(-1)・s+(0)・t+u （３８） M_0,0=(0)・B_0,0・m+(0)・B_0,0・q+B_0,0・p+(0)・s+(0)・t+u （３９） M_+1,0=(+1)・B_+1,0・m+(0)・B_+1,0・q+B_+1,0・p+(+1)・s+(0)・t+u （４０） M_-1,+1=(-1)・B_-1,+1・m+(+1)・B_-1,+1・q+B_-1,+1・p+(-1)・s+(+1)・t+u （４１） M_0,+1=(0)・B_0,+1・m+(+1)・B_0,+1・q+B_0,+1・p+(0)・s+(+1)・t+u （４２） M_+1,+1=(+1)・B_+1,+1・m+(+1)・B_+1,+1・q+B_+1,+1・p+(+1)・s+(+1)・t+u （４３）

【０３９６】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（２４）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。

【０３９７】従って、式（３５）乃至式（４３）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。

【０３９８】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。

【０３９９】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（４４）で
表される。

【０４００】 x=(j+1)・3+(k+1) （４４）

【０４０１】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（３５）乃至式（４３）は、式（４５）に書き換える
ことができる。

【０４０２】

【数１２】 式（４５）において、xは、０乃至８の整数のいずれか
の値である。

【０４０３】式（４５）から、式（４６）を導くことが
できる。

【０４０４】

【数１３】

【０４０５】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（４７）に示すようにに定義する。

【０４０６】

【数１４】

【０４０７】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（４８）を満たすようにwyを求める。

【０４０８】

【数１５】

【０４０９】式（４８）に式（４６）を代入すると、式
（４９）を得る。

【０４１０】

【数１６】

【０４１１】式（４９）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。

【０４１２】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。

【０４１３】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。

【０４１４】式（３５）乃至式（４３）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。

【０４１５】例えば、図４９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。

【０４１６】図５０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。

【０４１７】また、例えば、図６０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（５０）乃至式（５８）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。

【０４１８】 Mc1=(-1)・Bc1・m+(-1)・Bc1・q+Bc1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５０） Mc2=(0)・Bc2・m+(-1)・Bc2・q+Bc2・p+(0)・s+(-1)・t+u （５１） Mc3=(+1)・Bc3・m+(-1)・Bc3・q+Bc3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （５２） Mc4=(-1)・Bc4・m+(0)・Bc4・q+Bc4・p+(-1)・s+(0)・t+u （５３） Mc5=(0)・Bc5・m+(0)・Bc5・q+Bc5・p+(0)・s+(0)・t+u （５４） Mc6=(+1)・Bc6・m+(0)・Bc6・q+Bc6・p+(+1)・s+(0)・t+u （５５） Mc7=(-1)・Bc7・m+(+1)・Bc7・q+Bc7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （５６） Mc8=(0)・Bc8・m+(+1)・Bc8・q+Bc8・p+(0)・s+(+1)・t+u （５７） Mc9=(+1)・Bc9・m+(+1)・Bc9・q+Bc9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （５８）

【０４１９】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（５
０）乃至式（５８）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。

【０４２０】図６０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（５９）乃至式（６７）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。

【０４２１】 Mu1=(-1)・Bu1・m+(-1)・Bu1・q+Bu1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５９） Mu2=(0)・Bu2・m+(-1)・Bu2・q+Bu2・p+(0)・s+(-1)・t+u （６０） Mu3=(+1)・Bu3・m+(-1)・Bu3・q+Bu3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （６１） Mu4=(-1)・Bu4・m+(0)・Bu4・q+Bu4・p+(-1)・s+(0)・t+u （６２） Mu5=(0)・Bu5・m+(0)・Bu5・q+Bu5・p+(0)・s+(0)・t+u （６３） Mu6=(+1)・Bu6・m+(0)・Bu6・q+Bu6・p+(+1)・s+(0)・t+u （６４） Mu7=(-1)・Bu7・m+(+1)・Bu7・q+Bu7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （６５） Mu8=(0)・Bu8・m+(+1)・Bu8・q+Bu8・p+(0)・s+(+1)・t+u （６６） Mu9=(+1)・Bu9・m+(+1)・Bu9・q+Bu9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （６７）

【０４２２】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
（５９）乃至式（６７）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。

【０４２３】図６１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。

【０４２４】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。

【０４２５】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（５０）乃至式（５８）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。

【０４２６】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。

【０４２７】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。

【０４２８】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。

【０４２９】図６２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６２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。

【０４３０】推定混合比は、混合領域において、図４８
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。

【０４３１】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。

【０４３２】図６３のフローチャートを参照して、推定
混合比処理部４０１が図６１に示す構成を有する場合に
おける、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１０
２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４
０１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４０３に供給する。混合比推定の処理の詳細
は、図６４のフローチャートを参照して、後述する。

【０４３３】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。

【０４３４】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。

【０４３５】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。

【０４３６】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。

【０４３７】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。

【０４３８】また、混合比αに基づいて画像を合成すれ
ば、実世界を実際に撮影し直したような動いているオブ
ジェクトのスピードに合わせた正しい動きボケを含む画
像を作ることが可能になる。

【０４３９】次に、図６３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６４のフローチャートを参照
して説明する。

【０４４０】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。

【０４４１】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。

【０４４２】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基に、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。

【０４４３】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。

【０４４４】図６３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６４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。

【０４４５】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。

【０４４６】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図６５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。

【０４４７】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。

【０４４８】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。

【０４４９】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。

【０４５０】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。

【０４５１】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。

【０４５２】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。

【０４５３】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。

【０４５４】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。

【０４５５】図６６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。

【０４５６】図６６（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図６６（Ｂ）は、図６６（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。

【０４５７】図６６（Ａ）および図６６（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。

【０４５８】図６６（Ａ）および図６６（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。

【０４５９】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。

【０４６０】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。

【０４６１】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。

【０４６２】図６７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
６７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。

【０４６３】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。

【０４６４】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。

【０４６５】図６８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６８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６８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。

【０４６６】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（６８）で表される。

【０４６７】 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 （６８） 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。

【０４６８】式（６８）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（６９）で表
される。

【０４６９】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （６９）

【０４７０】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（７０）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（７１）で表される。

【０４７１】 f16=C16-α16・P16 （７０） f17=C17-α17・P17 （７１）

【０４７２】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（７２）で計算される。

【０４７３】 fc=C-α・P （７２） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。

【０４７４】図６９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６９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６９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。

【０４７５】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（７３）で表される。

【０４７６】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （７３） 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。

【０４７７】式（７３）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（７４）で表さ
れる。

【０４７８】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （７４）

【０４７９】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（７５）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
（７６）で表される。

【０４８０】 f03=C03-α3・N03 （７５） f04=C04-α4・N04 （７６）

【０４８１】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（７７）で計算される。

【０４８２】 fu=C-α・N （７７） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。

【０４８３】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。

【０４８４】図７０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。

【０４８５】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。

【０４８６】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。

【０４８７】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
８および図６９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。

【０４８８】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。

【０４８９】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。

【０４９０】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。

【０４９１】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。

【０４９２】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。

【０４９３】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。

【０４９４】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。

【０４９５】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。

【０４９６】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。

【０４９７】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。

【０４９８】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。

【０４９９】図７１は、図６７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。

【０５００】図７１（Ａ）は、図６７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。

【０５０１】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。

【０５０２】図７１（Ｂ）は、図６７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。

【０５０３】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。

【０５０４】次に、図７２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。

【０５０５】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。

【０５０６】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。

【０５０７】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。

【０５０８】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。

【０５０９】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。

【０５１０】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。

【０５１１】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。

【０５１２】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。

【０５１３】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。

【０５１４】図７３は、動きボケ調整部１０６の構成を
示すブロック図である。

【０５１５】平坦部抽出部８０１は、領域特定部１０３
から供給された領域情報を基に、前景背景分離部１０５
から供給された前景成分画像から、隣接する画素であっ
て、その画素値の変化量が少ない平坦部を抽出する。平
坦部抽出部８０１により抽出される平坦部は、画素値が
均等な画素からなる。以下、平坦部は、均等部とも称す
る。

【０５１６】例えば、平坦部抽出部８０１は、領域特定
部１０３から供給された領域情報を基に、前景背景分離
部１０５から供給された前景成分画像から、隣接する画
素であって、その画素値の変化量が、予め記憶している
閾値Thf未満である平坦部を抽出する。

【０５１７】また、例えば、平坦部抽出部８０１は、前
景成分画像の隣接する画素であって、その画素値の変化
量が１％以内である平坦部を抽出する。平坦部の抽出の
基準となる、画素値の変化量の割合は、所望の値とする
ことができる。

【０５１８】または、平坦部抽出部８０１は、前景成分
画像の隣接する画素であって、その画素値の標準偏差
が、予め記憶している閾値Thf未満である平坦部を抽出
する。

【０５１９】さらに、例えば、平坦部抽出部８０１は、
前景成分画像の隣接する画素であって、その画素値に対
応する回帰直線を基準として、回帰直線と各画素値との
誤差の和が、予め記憶している閾値Thf未満である平坦
部を抽出する。

【０５２０】閾値Thfまたは画素値の変化量の割合など
の平坦部の抽出の基準の値は、所望の値とすることがで
き、本発明は、平坦部の抽出の基準の値によって限定さ
れない。平坦部の抽出の基準の値は、適応的に変化させ
ることができる。

【０５２１】平坦部抽出部８０１は、抽出した平坦部に
属する画素について、平坦部に属する旨を示す平坦部フ
ラグを設定して、前景成分画像および平坦部フラグを処
理単位決定部８０２に供給する。さらに、平坦部抽出部
８０１は、平坦部に属する画素のみから成る平坦部画像
を生成して、動きボケ除去部８０３に供給する。

【０５２２】処理単位決定部８０２は、平坦部抽出部８
０１から供給された前景成分画像および平坦部フラグ、
並びに領域特定部１０３から供給された領域情報を基
に、前景成分画像から平坦部を取り除いた画素を指定す
るデータである処理単位を生成し、生成した処理単位を
平坦部フラグと共に、動きボケ除去部８０３に供給す
る。

【０５２３】動きボケ除去部８０３は、処理単位決定部
８０２から供給された平坦部フラグを基に、前景背景分
離部１０５から供給された前景成分画像から、平坦部に
属する画素に含まれる前景の成分を算出する。

【０５２４】動きボケ除去部８０３は、領域特定部１０
３から供給された領域情報、および処理単位決定部８０
２から供給された処理単位を基に、前景背景分離部１０
５から供給された前景成分画像から平坦部に対応する前
景の成分を除去する。動きボケ除去部８０３は、領域特
定部１０３から供給された領域情報、および処理単位決
定部８０２から供給された処理単位を基に、処理単位で
指定される画素に含まれる、残りの前景の成分を算出す
る。

【０５２５】動きボケ除去部８０３は、算出した処理単
位で指定される画素に含まれる前景の成分を基に生成し
た画素、および平坦部抽出部８０１から供給された平坦
部画像の画素を合成して、動きボケを除去した前景成分
画像を生成する。

【０５２６】動きボケ除去部８０３は、動きボケを除去
した前景成分画像を動きボケ付加部８０４および選択部
８０５に供給する。

【０５２７】図７４は、動きボケ除去部８０３の構成を
示すブロック図である。前景背景分離部１０５から供給
された前景成分画像、処理単位決定部８０２から供給さ
れた処理単位、並びに動き検出部１０２から供給された
動きベクトルおよびその位置情報は、モデル化部８２１
に供給される。

【０５２８】モデル化部８２１は、動きベクトルの動き
量vおよび処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、モデル化部８２１は、動き量vおよび処理
単位を基に、画素値の時間方向の分割数および画素毎の
前景の成分の数を決定し、画素値と前景の成分のとの対
応を指定するモデルを生成する。モデル化部８２１は、
予め記憶している複数のモデルの内、動き量vおよび処
理単位に対応するモデルを選択するようにしてもよい。
モデル化部８２１は、生成したモデルを前景成分画像と
共に方程式生成部８２２に供給する。

【０５２９】方程式生成部８２２は、モデル化部８２１
から供給されたモデルを基に、方程式を生成し、生成し
た方程式を前景成分画像と共に足し込み部８２３に供給
する。

【０５３０】足し込み部８２３は、方程式生成部８２２
から供給された方程式に、処理単位に対応する前景成分
画像の画素値を設定し、画素値を設定した方程式を演算
部８２４に供給する。処理単位で指定されたる画素は、
平坦部に対応する画素を含まない。

【０５３１】演算部８２４は、足し込み部８２３により
画素値が設定された方程式を解いて、前景の成分を算出
する。演算部８２４は、算出した前景の成分を基に、処
理単位に対応する、動きボケを除去した画素を生成し、
生成した処理単位に対応する画素を合成部８２５に出力
する。

【０５３２】合成部８２５は、演算部８２４から供給さ
れた処理単位に対応する画素、および平坦部抽出部８０
１から供給された平坦部画像の画素を基に、動きボケを
除去した前景成分画像を生成して、生成した前景成分画
像を出力する。

【０５３３】次に、図７５乃至図８０を参照して、動き
ボケ調整部１０６の動作を説明する。

【０５３４】図７５は、前景背景分離部１０５から出力
され、平坦部抽出部８０１に入力される前景成分画像の
動きベクトルに対応する直線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。C01'乃至C23'は、前景成
分画像のそれぞれの画素の画素値を示す。前景成分画像
は、前景の成分のみから構成される。

【０５３５】平坦部抽出部８０１は、閾値Thfを基に、
前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像に含
まれる画素の内、その画素値の変化量が閾値Thf未満で
ある連続する画素を抽出する。閾値Thfは、十分に小さ
な値である。平坦部抽出部８０１により抽出される連続
した画素の数は、１フレーム内における、前景オブジェ
クトの動き量vより大きくなければならない。例えば、
１フレーム内における、前景オブジェクトの動き量vが
５のとき、平坦部抽出部８０１は、５つ以上の、画素値
にほとんど変化の無い連続した画素、すなわち平坦部を
抽出する。

【０５３６】例えば、図７６に示す例において、式（７
８）が成立するとき、前景の成分F06/v乃至F14/vは、式
（７９）乃至式（８３）の関係より、その値が等しいこ
とがわかる。

【０５３７】 C10'=C11'=C12'=C13'=C14' （７８） C10'=F06/v+F07/v+F08/v+F09/v+F10/v （７９） C11'=F07/v+F08/v+F09/v+F10/v+F11/v （８０） C12'=F08/v+F09/v+F10/v+F11/v+F12/v （８１） C13'=F09/v+F10/v+F11/v+F12/v+F13/v （８２） C14'=F10/v+F11/v+F12/v+F13/v+F14/v （８３） すなわち、前景の成分F06/v乃至F14/vは、式（８４）に
示す関係が成立する。

【０５３８】 F06/v=F07/v=F08/v=F09/v=F10/v=F11/v=F12/v=F13/v=F14/v （８４）

【０５３９】従って、その後の前景の成分を算出する処
理においては、図７７に示すように、前景の成分F06/v
乃至F14/v以外の残りの前景の成分F01/v乃至F05/vおよ
び前景の成分F15/v乃至F19/vを算出すれば良いことがわ
かる。

【０５４０】平坦部抽出部８０１は、このような処理に
必要な画素値が均等な平坦部を抽出し、平坦部の抽出に
対応して、平坦部に属する画素であるか否かを示す平坦
部フラグを生成し、処理単位決定部８０２に供給する。
また、平坦部抽出部８０１は、平坦部に属する画素のみ
から成る平坦部画像を動きボケ除去部８０３に供給す
る。

【０５４１】処理単位決定部８０２は、前景成分画像に
含まれる直線上の画素のうち、平坦部を取り除いた画素
を示すデータである処理単位を生成し、処理単位を平坦
部フラグと共に動きボケ除去部８０３に供給する。

【０５４２】動きボケ除去部８０３は、処理単位決定部
８０２から供給された平坦部フラグを基に、平坦部に属
する画素に含まれる前景の成分を算出する。動きボケ除
去部８０３は、平坦部フラグを基に、前景成分画像か
ら、平坦部に属する画素に含まれる前景の成分を除去す
る。

【０５４３】動きボケ除去部８０３は、処理単位決定部
８０２から供給された処理単位を基に、前景成分画像に
含まれる直線上の画素のうち、平坦部を取り除いた画素
について画素値から残りの前景の成分を算出するための
式を生成する。

【０５４４】例えば、図７６に示すように、前景成分画
像の直線上の２３個の画素の内、左から１０番目乃至１
４番目の画素が平坦部に属する場合、左から１０番目乃
至１４番目の画素に属する前景の成分を前景成分画像か
ら取り除くことができるので、図７７に示すように、残
った前景の成分、すなわち前景の成分F01/v乃至F05/v、
および前景の成分F15/v乃至F19/vについて式（８５）乃
至式（１０２）を生成すれば良い。

【０５４５】 C01''=F01/v （８５） C02''=F01/v+F02/v （８６） C03''=F01/v+F02/v+F03/v （８７） C04''=F01/v+F02/v+F03/v+F04/v （８８） C05''=F01/v+F02/v+F03/v+F04/v+F05/v （８９） C06''=F02/v+F03/v+F04/v+F05/v （９０） C07''=F03/v+F04/v+F05/v （９１） C08''=F04/v+F05/v （９２） C09''=F05/v （９３） C15''=F15/v （９４） C16''=F15/v+F16/v （９５） C17''=F15/v+F16/v+F17/v （９６） C18''=F15/v+F16/v+F17/v+F18/v （９７） C19''=F15/v+F16/v+F17/v+F18/v+F19/v （９８） C20''=F16/v+F17/v+F18/v+F19/v （９９） C21''=F17/v+F18/v+F19/v （１００） C22''=F18/v+F19/v （１０１） C23''=F19/v （１０２）

【０５４６】式（８５）乃至式（１０２）に、上述した
最小自乗法を適用して、式（１０３）および式（１０
４）を導く。

【０５４７】

【数１７】

【０５４８】

【数１８】

【０５４９】動きボケ除去部８０３の方程式生成部８２
２は、式（１０３）および式（１０４）に例を示す、処
理単位に対応した方程式を生成する。動きボケ除去部８
０３の足し込み部８２３は、平坦部に属する画素に含ま
れる前景の成分が除去された前景成分画像に含まれる画
素値を、方程式生成部８２２により生成された方程式に
設定する。動きボケ除去部８０３の演算部８２４は、画
素値が設定された方程式にコレスキー分解などの解法を
適用して、平坦部に属する画素に含まれる前景の成分以
外の、前景成分画像に含まれる前景の成分を算出する。

【０５５０】演算部８２４は、図７８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生成する。

【０５５１】なお、図７８に示す動きボケが除去された
前景成分画像において、C04''乃至C05''のそれぞれにF0
1乃至F05のそれぞれが設定され、C18''乃至C19''のそれ
ぞれにF15乃至F19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。

【０５５２】演算部８２４は、平坦部抽出部８０１から
供給された平坦部画像を基に、処理単位で除去された前
景の成分に対応する画素を生成して、生成した画素を図
７８に示す動きボケが除去された前景成分画像に合成す
ることにより、例えば、図７９に示す前景成分画像を生
成する。

【０５５３】なお、動きボケ除去部８０３は、式（８
４）により算出される前景の成分F06/v乃至F14/vを基
に、平坦部に対応する画素を生成するようにしてもよ
い。

【０５５４】動きボケ付加部８０４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８０に示すように、動きボケ
付加部８０４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C0
4''は、（F01+F02+F03）/v'とされ、画素値C05''は、
（F02+F03+F04）/v'とされる。

【０５５５】動きボケ付加部８０４は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部８０５に供給する。

【０５５６】選択部８０５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８０４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。

【０５５７】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。

【０５５８】なお、動きボケ調整部１０６は、前景背景
分離部１０５から背景成分画像を取得し、混合領域に属
する画素に対応する背景の成分を調整するようにしても
よい。

【０５５９】図８１は、動きボケ調整部１０６による背
景の成分の補正の処理を説明する図である。背景成分画
像に含まれる画素の内、分離される前に混合領域に属し
ていた画素は、前景背景分離部１０５により、前景の成
分が除去される。

【０５６０】動きボケ調整部１０６は、領域情報および
動き量vを基に、背景成分画像に含まれる画素の内、混
合領域に属していた画素に、対応する背景の成分を加え
るように補正する。

【０５６１】例えば、動きボケ調整部１０６は、画素値
C02'''が４つの背景の成分B02/vを含むとき、画素値C0
2'''に１つの背景の成分(B02/V)'（背景の成分B02/vと
同じ値）を加え、画素値C03'''が３つの背景の成分B03/
vを含むとき、画素値C03'''に２つの背景の成分(B03/
V)'（背景の成分B03/vと同じ値）を加える。

【０５６２】動きボケ調整部１０６は、画素値C23'''が
３つの背景の成分B23/vを含むとき、画素値C23'''に２
つの背景の成分(B23/V)'（背景の成分B23/vと同じ値）
を加え、画素値C24'''が４つの背景の成分B24/vを含む
とき、画素値C24'''に１つの背景の成分(B24/V)'（背景
の成分B24/vと同じ値）を加える。

【０５６３】次に、図７３に構成を示す動きボケ調整部
１０６による処理の結果の例について説明する。

【０５６４】図８２は、静止している黒い四角を撮像し
た画像である。これに対して、図８３は、図８２の画像
で撮像された黒い四角を移動させて撮像した画像であ
る。図８３に示す画像において、黒い四角の画像は、動
きボケによって互いに干渉している。

【０５６５】図８３において点線で示す直線上の画素を
対象に、図７３に構成を示す動きボケ調整部１０６が処
理を実行した結果の例を図８４に示す。

【０５６６】図８４において、実線は、図７３に構成を
示す動きボケ調整部１０６が処理を実行し得られた画素
値を示し、点線は、図８３に示す直線上の画素値を示
し、一点鎖線は、図８２に示す対応する直線上の画素値
を示す。

【０５６７】図８４に示す点線において、図中の両端の
画素値がほぼ一定で平坦（均等）なので、動きボケ調整
部１０６は、これを平坦部と見なして除去し、残った画
素値に対して上述した処理を実行した。

【０５６８】図８４に示す結果より、動きボケ調整部１
０６が、動いている黒い四角を撮像することにより、干
渉して画素値が埋もれてしまっている画像から、静止し
ている黒い四角を撮像した画像とほぼ同等の画素値を生
成していることがわかる。

【０５６９】図８４に示す結果は、CCDにより撮像さ
れ、入射される光量と画素値との間に線形な関係が確保
されている、ガンマ補正が適用されていない画像につい
て本発明を適用したものである。同様に、ガンマ補正が
適用された画像に対する本発明の有効性は、実験により
確認されている。

【０５７０】次に、図８５のフローチャートを参照し
て、図７３に構成を示す動きボケ調整部１０６による動
きボケの量の調整の処理を説明する。

【０５７１】ステップＳ８０１において、平坦部抽出部
８０１は、前景背景分離部１０５から供給された前景成
分画像から、隣接する画素であって、その画素値が均等
である平坦部を抽出し、抽出した平坦部に対応する平坦
部フラグを処理単位決定部８０２に供給すると共に、平
坦部に属する画素から成る平坦部画像を動きボケ除去部
８０３に供給する。

【０５７２】ステップＳ８０２において、処理単位決定
部８０２は、平坦部フラグを基に、前景成分画像に含ま
れる直線上の隣接する画素であって、平坦部に属する画
素以外の画素の位置を示す処理単位を生成し、処理単位
を動きボケ除去部８０３に供給する。

【０５７３】ステップＳ８０３において、動きボケ除去
部８０３は、前景背景分離部１０５から供給された前景
成分画像、処理単位決定部８０２から供給された処理単
位を基に、平坦部に属する画素に対応する前景の成分を
算出すると共に、処理単位に対応する前景の成分を算出
して、前景の成分から動きボケを除去する。動きボケ除
去部８０３は、動きボケを除去した前景の成分を動きボ
ケ付加部８０４および選択部８０５に出力する。ステッ
プＳ８０３の動きボケの除去の処理の詳細については、
図８６のフローチャートを参照して後述する。

【０５７４】ステップＳ８０４において、動きボケ調整
部１０６は、前景成分画像全体について処理を終了した
か否かを判定し、前景成分画像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Ｓ８０３に戻
り、次の処理単位に対応する前景の成分を対象とした動
きボケの除去の処理を繰り返す。

【０５７５】ステップＳ８０４において、前景成分画像
全体について処理を終了したと判定された場合、ステッ
プＳ８０５に進み、動きボケ調整部１０６の動きボケ付
加部８０４および選択部８０５は、動きボケの量が調整
された背景成分画像を算出し、動きボケが除去された前
景成分画像および動きボケが付加された前景成分画像の
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。

【０５７６】このように、動きボケ調整部１０６は、入
力された前景成分画像の動きボケの量を調整することが
できる。

【０５７７】次に、図８５のステップＳ８０３に対応す
る、動きボケ除去部８０３による処理単位に対応する前
景成分画像の動きボケの除去の処理を、図８６のフロー
チャートを参照して説明する。

【０５７８】ステップＳ８２１において、動きボケ除去
部８０３のモデル化部８２１は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルを生成する。ステップＳ８２２に
おいて、方程式生成部８２２は、生成されたモデルを基
に、方程式を生成する。

【０５７９】ステップＳ８２３において、足し込み部８
２３は、生成された方程式に、平坦部に対応する前景の
成分が除去された前景成分画像の画素値を設定する。ス
テップＳ８２４において、足し込み部８２３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Ｓ８２３
に戻り、方程式への画素値の設定の処理を繰り返す。

【０５８０】ステップＳ８２４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Ｓ８２５に進み、演算部８２４は、足し込み部８
２３から供給された画素値が設定された方程式を基に、
動きボケを除去した前景の画素値を算出する。

【０５８１】ステップＳ８２６において、演算部８２４
は、ステップＳ８２５の処理で算出された動きボケを除
去した前景の画素値を設定した画素に、および平坦部抽
出部８０１から供給された平坦部画像を合成して、動き
ボケを除去した前景成分画像を生成して、処理は終了す
る。

【０５８２】このように、動きボケ除去部８０３は、動
き量vおよび処理単位を基に、動きボケを含む前景成分
画像から動きボケを除去することができる。

【０５８３】以上のように、図７３に構成を示す動きボ
ケ調整部１０６は、入力された前景成分画像に含まれる
動きボケの量を調整することができる。

【０５８４】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においては、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。これに対し、図７３
に構成を示す動きボケ調整部１０６において、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。

【０５８５】また、前景成分画像から平坦部を除去し
て、残った画素について前景の成分を算出するようにし
たので、量子化またはノイズの影響が波及しにくくな
り、図７３に構成を示す動きボケ調整部１０６は、より
精度良く動きボケの量を調整した画像を求めることがで
きる。

【０５８６】図８７は、信号処理装置の機能の他の構成
を示すブロック図である。

【０５８７】図２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。

【０５８８】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。

【０５８９】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。

【０５９０】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。

【０５９１】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。

【０５９２】図８８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。

【０５９３】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。

【０５９４】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。

【０５９５】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。

【０５９６】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。

【０５９７】図８９は、動きボケの量を調整する信号処
理装置の機能の更に他の構成を示すブロック図である。
図２に示す信号処理装置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８９に示す信号処理装置は、
領域特定と混合比αの算出を並行して行う。

【０５９８】図２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。

【０５９９】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。

【０６００】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。

【０６０１】図９０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。

【０６０２】図９０に示す推定混合比処理部４０１は、
図４７に示す推定混合比処理部４０１と同じである。図
９０に示す推定混合比処理部４０２は、図４７に示す推
定混合比処理部４０２と同じである。

【０６０３】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。

【０６０４】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。

【０６０５】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。

【０６０６】図９１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。

【０６０７】図６５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。

【０６０８】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。

【０６０９】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。

【０６１０】分離部６０１は、図７０に示す構成と同じ
構成とすることができる。

【０６１１】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。

【０６１２】図８９に示す動きボケ調整部１０６は、図
２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。

【０６１３】図８９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。

【０６１４】このように、図８９に構成を示す信号処理
装置は、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８９に構成を示す信
号処理装置は、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。

【０６１５】図９２は、前景成分画像を任意の背景画像
と合成する信号処理装置の機能の他の構成を示すブロッ
ク図である。図８７に示す信号処理装置が領域特定と混
合比αの算出をシリアルに行うのに対して、図９２に示
す信号処理装置は、領域特定と混合比αの算出をパラレ
ルに行う。

【０６１６】図８９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。

【０６１７】図９２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。

【０６１８】図９２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。

【０６１９】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。

【０６２０】図９３は、合成部１２０１の構成を示す図
である。図８８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。

【０６２１】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。

【０６２２】図９３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。

【０６２３】図９３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。

【０６２４】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。

【０６２５】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。

【０６２６】図９４は、信号処理装置のさらに他の構成
を示すブロック図である。

【０６２７】図２に示す場合と同様の部分には、同一の
番号を付してあり、その説明は適宜省略する。

【０６２８】信号処理装置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、平坦部抽
出部１５０１、分離ボケ除去部１５０３、および合成部
１５０４に供給される。

【０６２９】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、
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。

【０６３０】動き検出部１０２は、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
トルの位置情報を領域特定部１０３、平坦部抽出部１５
０１、処理単位決定部１５０２、および分離ボケ除去部
１５０３に供給する。

【０６３１】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）を平坦部抽出部１５０１、処理単位
決定部１５０２、および合成部１５０４に供給する。

【０６３２】平坦部抽出部１５０１は、入力画像、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、並びに領域特定部１０３から供給された領域情
報を基に、アンカバードバックグラウンド領域に属する
画素から始まり、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素までの動き方向に並ぶ連続する画素の内、前景領
域に属し隣接する画素であって、その画素値の変化量が
少ない平坦部を抽出する。平坦部抽出部１５０１により
抽出される平坦部は、画素値が均等な画素からなる。

【０６３３】例えば、平坦部抽出部１５０１は、入力画
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、並びに領域特定部１０３から供給され
た領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド領域
に属する画素から始まり、カバードバックグラウンド領
域に属する画素までの動き方向に並ぶ連続する画素の
内、前景領域に属し隣接する画素であって、その画素値
の変化量が予め記憶している閾値Thf1未満である平坦部
を抽出する。

【０６３４】また、例えば、平坦部抽出部１５０１は、
前景成分画像の隣接する画素であって、その画素値の変
化量が１％以内である平坦部を抽出する。平坦部の抽出
の基準となる、画素値の変化量の割合は、所望の値とす
ることができる。

【０６３５】または、平坦部抽出部１５０１は、前景成
分画像の隣接する画素であって、その画素値の標準偏差
が、予め記憶している閾値Thf1未満である平坦部を抽出
する。

【０６３６】さらに、例えば、平坦部抽出部１５０１
は、前景成分画像の隣接する画素であって、その画素値
に対応する回帰直線を基準として、回帰直線と各画素値
との誤差の和が、予め記憶している閾値Thf1未満である
平坦部を抽出する。

【０６３７】閾値Thf1または画素値の変化量の割合など
の平坦部の抽出の基準の値は、所望の値とすることがで
き、本発明は、平坦部の抽出の基準の値によって限定さ
れない。平坦部の抽出の基準の値は、適応的に変化させ
ることができる。

【０６３８】平坦部抽出部１５０１は、抽出した平坦部
の位置を示す情報である前景平坦部位置情報を生成し、
生成した前景平坦部位置情報を処理単位決定部１５０２
に供給する。

【０６３９】処理単位決定部１５０２は、平坦部抽出部
１５０１から供給された前景平坦部位置情報、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、並びに領域特定部１０３から供給された領域情報を
基に、前景領域または混合領域に属する１以上の画素を
示す処理単位を決定する。

【０６４０】処理単位決定部１５０２は、生成した処理
単位を、分離ボケ除去部１５０３に供給する。

【０６４１】分離ボケ除去部１５０３は、処理単位決定
部１５０２から供給された処理単位、並びに動き検出部
１０２から供給された動きベクトルおよびその位置情報
を基に、入力画像の画素の内、処理単位に指定される画
素について、動きボケの除去された前景成分画像、およ
び分離された背景成分画像を生成し、生成した前景成分
画像および背景成分画像を合成部１５０４に供給する。

【０６４２】合成部１５０４は、領域特定部１０３から
供給された領域情報を基に、分離ボケ除去部１５０３か
ら供給された、動きボケの除去された前景成分画像、お
よび分離された背景成分画像、並びに入力画像から、前
景のオブジェクトの動きボケが除去された画像を合成し
て、合成した動きボケが除去された画像を出力する。

【０６４３】図９５は、分離ボケ除去部１５０３の構成
を示すブロック図である。動き検出部１０２から供給さ
れた動きベクトルとその位置情報、および処理単位決定
部１５０２から供給された処理単位は、モデル化部１５
２１に供給される。

【０６４４】モデル化部１５２１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、および処
理単位決定部１５０２から供給された処理単位を基に、
モデルを生成し、生成したモデルを方程式生成部１５２
２に供給する。

【０６４５】図９６乃至図９９を参照して、処理単位、
および処理単位に対応するモデルについて説明する。

【０６４６】図９６は、センサのシャッタスピードを十
分に速くし、動きボケを生じないときの、画素の例を示
す図である。F01乃至F20は、前景のオブジェクトに対応
する画像の成分である。

【０６４７】前景のオブジェクトに対応する、画素値C0
4は、F01であり、画素値C05は、F02であり、画素値C06
は、F03であり、それぞれの画素値は、前景のオブジェ
クトに対応する１つの画像の成分からなる。同様に、画
素値C07乃至C23は、それぞれF04乃至F20である。

【０６４８】図９６に示す例において、背景のオブジェ
クトが静止しているので、背景にも、動きボケが生じて
いない。

【０６４９】背景のオブジェクトに対応する、画素値C0
1は、B01であり、画素値C02は、B02であり、画素値C03
は、B03である。同様に、背景のオブジェクトに対応す
る、画素値C24は、B24であり、画素値C25は、B25であ
り、画素値C26は、B26である。

【０６５０】図９７は、図９６に対応する、動きボケを
生じているときの、画素値を時間方向に展開したモデル
図である。

【０６５１】図９７に示す例において、動き量vは、5で
あり、前景のオブジェクトは、図中の左側から右側に向
かって動いている。

【０６５２】図９７に示す例において、左から２番目乃
至５番目に位置する画素は、混合領域に属する。また、
左から２２番目乃至２５番目に位置する画素は、混合領
域に属する。

【０６５３】左から６番目乃至２１番目に位置する画素
は、前景領域に属する。

【０６５４】平坦部抽出部１５０１は、予め記憶してい
る閾値Thf1を基に、カバードバックグラウンド領域に属
する画素までの動き方向に並ぶ連続する画素の内、前景
領域に属する画素であって、その画素値の変化量が閾値
Thf1未満である連続する画素を抽出する。

【０６５５】閾値Thf1は、十分に小さな値である。平坦
部抽出部１５０１により抽出される連続した画素の数
は、１フレーム内における、前景オブジェクトの動き量
vより大きくなければならない。例えば、１フレーム内
における、前景オブジェクトの動き量vが５のとき、平
坦部抽出部１５０１は、５つ以上の、画素値にほとんど
変化の無い連続した画素、すなわち平坦部を抽出する。

【０６５６】例えば、図９８に示す例において、式（１
０５）が成立するとき、前景の成分F06/v乃至F14/vは、
式（１０６）乃至式（１１０）の関係より、その値が等
しいことがわかる。

【０６５７】 C11=C12=C13=C14=C15 （１０５） C11=F06/v+F07/v+F08/v+F09/v+F10/v （１０６） C12=F07/v+F08/v+F09/v+F10/v+F11/v （１０７） C13=F08/v+F09/v+F10/v+F11/v+F12/v （１０８） C14=F09/v+F10/v+F11/v+F12/v+F13/v （１０９） C15=F10/v+F11/v+F12/v+F13/v+F14/v （１１０） すなわち、前景の成分F06/v乃至F14/vは、式（１１１）
に示す関係が成立する。

【０６５８】 F06/v=F07/v=F08/v=F09/v=F10/v=F11/v=F12/v=F13/v=F14/v （１１１）

【０６５９】従って、その後の前景の成分および背景の
成分を算出する処理においては、図９９に示すように、
前景の成分F06/v乃至F14/v以外の残りの前景の成分F01/
v乃至F05/vおよび前景の成分F15/v乃至F20/v、並びに背
景の成分B02/v乃至B05/vおよび背景の成分B22/v乃至B25
/vを算出すれば良いことがわかる。

【０６６０】例えば、図９８に示すように、アンカバー
ドバックグラウンド領域に属する画素から始まり、カバ
ードバックグラウンド領域に属する画素までの動き方向
に並ぶ連続する画素である、図中の左から２番目乃至２
５番目の直線上の２４個の画素の内、左から１１番目乃
至１５番目の画素が平坦部に属する場合、左から１１番
目乃至１５番目の画素に含まれる前景の成分を取り除く
ことができるので、図９９に示すように、残った連続す
る画素に対応する前景の成分および背景の成分、すなわ
ち前景の成分F01/v乃至F05/vおよび背景の成分B02/v乃
至B05/vについて式（１１２）乃至式（１２０）を生成
すれば良い。

【０６６１】 C02'=4×B02/v+F01/v （１１２） C03'=3×B03/v+F01/v+F02/v （１１３） C04'=2×B04/v+F01/v+F02/v+F03/v （１１４） C05'=B05/v+F01/v+F02/v+F03/v+F04/v （１１５） C06'=F01/v+F02/v+F03/v+F04/v+F05/v （１１６） C07'=F02/v+F03/v+F04/v+F05/v （１１７） C08'=F03/v+F04/v+F05/v （１１８） C09'=F04/v+F05/v （１１９） C10'=F05/v （１２０）

【０６６２】９個の式（１１２）乃至式（１２０）に対
して、変数が、前景の成分F01/v乃至F05/vおよび背景の
成分B02/v乃至B05/vの９個なので、式（１１２）乃至式
（１２０）を解くことにより、前景の成分F01/v乃至F05
/vおよび背景の成分B02/v乃至B05/vの値を求めることが
できる。

【０６６３】同様に、前景の成分F15/v乃至F20/vおよび
背景の成分B22/v乃至B25/vについて式（１２１）乃至式
（１３０）を生成すれば良い。

【０６６４】 C16'=F15/v （１２１） C17'=F15/v+F16/v （１２２） C18'=F15/v+F16/v+F17/v （１２３） C19'=F15/v+F16/v+F17/v+F18/v （１２４） C20'=F15/v+F16/v+F17/v+F18/v+F19/v （１２５） C21'=F16/v+F17/v+F18/v+F19/v+F20/v （１２６） C22'=F17/v+F18/v+F19/v+F20/v+B22/v （１２７） C23'=F18/v+F19/v+F20/v+2×B23/v （１２８） C24'=F19/v+F20/v+3×B24/v （１２９） C25'= F20/v+4×B25/v （１３０）

【０６６５】１０個の式（１２１）乃至式（１３０）に
対して、変数が、前景の成分F15/v乃至F20/vおよび背景
の成分B22/v乃至B25/vの１０個なので、式（１２１）乃
至式（１３０）を解くことにより、前景の成分F15/v乃
至F20/vおよび背景の成分B22/v乃至B25/vの値を求める
ことができる。

【０６６６】図９５に戻り、モデル化部１５２１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、および処理単位決定部１５０２から供給された処
理単位を基に、画素値の時間方向の分割数、画素毎の前
景の成分の数、および画素毎の背景の成分の数を決定
し、上述した前景の成分および背景の成分を算出するた
めの方程式を生成するためのモデルを生成し、生成した
モデルを方程式生成部１５２２に供給する。

【０６６７】方程式生成部１５２２は、モデル化部１５
２１から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。
方程式生成部１５２２は、生成された方程式に、モデル
に対応する前景領域または背景領域に属する画素値を設
定し、画素値を設定した方程式を演算部１５２３に供給
する。

【０６６８】演算部１５２３は、方程式生成部１５２２
から供給された方程式を解いて、前景の成分および背景
の成分を算出する。

【０６６９】例えば、演算部１５２３は、式（１１２）
乃至式（１２０）に対応する方程式が供給されたとき、
式（１３１）に示す方程式の左辺の行列の逆行列を求め
て、前景の成分F01/v乃至F05/vおよび背景の成分B02/v
乃至B05/vを算出する。

【０６７０】

【数１９】

【０６７１】また、演算部１５２３は、式（１２１）乃
至式（１３０）に対応する方程式が供給されたとき、式
（１３２）に示す方程式の左辺の行列の逆行列を求め
て、前景の成分F15/v乃至F20/vおよび背景の成分B22/v
乃至B25/vを算出する。

【０６７２】

【数２０】

【０６７３】演算部１５２３は、前景の成分および背景
の成分を基に、動きボケの除去された前景成分画像、お
よび分離された背景成分画像を生成し、動きボケの除去
された前景成分画像、および分離された背景成分画像を
出力する。

【０６７４】例えば、演算部１５２３は、方程式を解い
て、前景の成分F01/v乃至F05/vおよび背景の成分B02/v
乃至B05/v、並びに前景の成分F15/v乃至F20/vおよび背
景の成分B22/v乃至B25/vを求めたとき、図１００に示す
ように、前景の成分F01/v乃至F05/v、背景の成分B02/
v、および背景の成分B03/v、並びに前景の成分F15/v乃
至F20/v、背景の成分B24/v、および背景の成分B25/v
に、動き量vを乗じて、画素値F01乃至F05、画素値B02、
画素値B03、画素値F15乃至F20、画素値B24、および画素
値B25を算出する。

【０６７５】演算部１５２３は、例えば、画素値F01乃
至F05および画素値F15乃至F20からなる動きボケの除去
された前景成分画像、並びに、画素値B02、画素値B03、
画素値B24、および画素値B25からなる分離された背景成
分画像を生成する。

【０６７６】図１０１および図１０２を参照して、分離
ボケ除去部１５０３の実際の処理結果の例を説明する。

【０６７７】図１０１は、前景オブジェクトおよび背景
オブジェクトの混ざり込みが生じている入力画像の例を
示す図である。図中の右上側の画像が背景オブジェクト
に相当し、図中の左下側の画像が前景オブジェクトに相
当する。前景のオブジェクトは、左から右に進んでい
る。図中の左上側から右下側の間の帯状の領域が、混合
領域である。

【０６７８】図１０１の中央の線の上の画素について、
上述した処理を適用した結果を図１０２に示す。図１０
２中の細かい点線は、入力画像の画素値を示す。

【０６７９】図１０２中の粗い点線は、動きボケの無い
前景オブジェクトの画素値を示し、一点鎖線は、前景オ
ブジェクトが混合されていない背景オブジェクトの画素
値を示す。

【０６８０】図１０２中の実線は、入力画像に上述した
処理を適用した結果得られた、動きボケの除去された前
景成分画像および分離された背景成分画像の画素値を示
す。

【０６８１】以上の結果から、図９４に構成を示す情報
処理装置は、入力画像に上述した処理を適用することに
より、動きボケの無い前景オブジェクトの画素値、およ
び前景オブジェクトが混合されていない背景オブジェク
トの画素値に近い画素値を出力することが可能であるこ
とがわかる。

【０６８２】図１０３のフローチャートを参照して、図
９４に構成を示す信号処理装置による動きボケの除去の
処理を説明する。ステップＳ１００１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。領域特定部１０３は、生成した領域情報を平坦部
抽出部１５０１に供給する。

【０６８３】ステップＳ１００２において、平坦部抽出
部１５０１は、入力画像、動きベクトルおよびその位置
情報、並びに領域情報を基に、アンカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素から始まり、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素までの動き方向に並ぶ連続す
る画素の内、前景領域に属する画素であって、その画素
値の変化量が予め記憶している閾値Thf1未満である平坦
部を抽出する。平坦部抽出部１５０１は、抽出した平坦
部の位置を示す情報である前景平坦部位置情報を生成
し、生成した前景平坦部位置情報を処理単位決定部１５
０２に供給する。

【０６８４】ステップＳ１００３において、処理単位決
定部１５０２は、動きベクトルおよびその位置情報、並
びに領域情報を基に、前景に対応するオブジェクトに含
まれる１以上の画素を示す処理単位を決定して、処理単
位を分離ボケ除去部１５０３に供給する。

【０６８５】ステップＳ１００４において、分離ボケ除
去部１５０３は、処理単位決定部１５０２から供給され
た処理単位、並びに動き検出部１０２から供給された動
きベクトルおよびその位置情報を基に、入力画像の画素
の内、処理単位に指定される画素について、前景および
背景の分離並びに動きボケ除去の一括処理を実行し、処
理単位に指定される画素に対応する前景の成分および背
景の成分を算出する。前景および背景の分離並びに動き
ボケ除去の一括処理の詳細は、図１０４のフローチャー
トを参照して説明する。

【０６８６】ステップＳ１００５において、分離ボケ除
去部１５０３は、平坦部の前景の成分を算出する。

【０６８７】ステップＳ１００６において、分離ボケ除
去部１５０３は、ステップＳ１００４の処理で算出した
前景の成分および背景の成分、並びにステップＳ１００
５の処理で算出した平坦部の前景の成分を基に、動きボ
ケが除去された前景成分画像の画素値および背景成分画
像の画素値を算出する。分離ボケ除去部１５０３は、動
きボケが除去された前景成分画像および背景成分画像を
合成部１５０４に供給する。

【０６８８】ステップＳ１００７において、信号処理装
置は、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Ｓ１００４に戻り、前景および背景の
分離および動きボケの除去の処理を繰り返す。

【０６８９】ステップＳ１００７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、ステップＳ１
００８に進み、合成部１５０４は、背景、並びに動きボ
ケが除去された前景成分画像および背景成分画像を合成
して、処理は終了する。

【０６９０】このように、信号処理装置は、前景と背景
を分離して、前景に含まれる動きボケを除去することが
できる。

【０６９１】図１０４のフローチャートを参照して、分
離ボケ除去部１５０３が実行する、前景および背景の分
離並びに動きボケ除去の一括処理を説明する。

【０６９２】ステップＳ１０２１において、モデル化部
１５２１は、処理単位決定部１５０２から供給された処
理単位、並びに動き検出部１０２から供給された動きベ
クトルおよびその位置情報を基に、モデルを生成する。
モデル化部１５２１は、生成したモデルを方程式生成部
１５２２に供給する。

【０６９３】ステップＳ１０２２において、方程式生成
部１５２２は、モデル化部１５２１から供給されたモデ
ルを基に、画素値、前景の成分、および背景の成分の関
係に対応する連立方程式を生成する。

【０６９４】ステップＳ１０２３において、方程式生成
部１５２２は、生成した連立方程式に、入力画像の対応
する画素値を設定する。

【０６９５】ステップＳ１０２４において、方程式生成
部１５２２は、連立方程式に全ての画素値を設定したか
否かを判定し、全ての画素値を設定していないと判定さ
れた場合、ステップＳ１０２３に戻り、画素値の設定の
処理を繰り返す。

【０６９６】ステップＳ１０２４において、全ての画素
値を設定したと判定された場合、方程式生成部１５２２
は、画素値を設定した連立方程式を演算部１５２３に供
給し、演算部１５２３は、画素値が設定された連立方程
式を演算することにより、前景の成分および背景の成分
を算出して、処理は終了する。

【０６９７】このように、分離ボケ除去部１５０３は、
算出された前景の成分および背景の成分を基に、動きボ
ケの除去された前景成分画像、および分離された背景成
分画像を生成することができる。

【０６９８】図１０５は、信号処理装置のさらに他の構
成を示すブロック図である。図９４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。

【０６９９】処理単位決定分類部１６０１は、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、領域特定部１０３から供給された領域情報、並びに
平坦部抽出部１５０１から供給された前景平坦部位置情
報を基に、処理単位を生成すると共に、入力画像の画素
を分類して、分類された画素を分離ボケ除去部１５０
３、動きボケ除去部１６０２、前景成分画像復元部１６
０３、および背景成分画像復元部１６０４のいずれか１
つに供給する。

【０７００】処理単位決定分類部１６０１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始まり、カ
バードバックグラウンド領域に属する画素までの動き方
向に並ぶ連続する画素の内、前景領域に属する画素か
ら、平坦部に対応する前景の成分を除去し、前景領域の
平坦部に対応する前景の成分が除去された、混合領域に
属する画素および前景領域に属する画素を、対応する処
理単位と共に、分離ボケ除去部１５０３に供給する。

【０７０１】処理単位決定分類部１６０１は、前景領域
の平坦部画像を前景成分画像復元部１６０３に供給す
る。

【０７０２】処理単位決定分類部１６０１は、前景領域
に属し、平坦部に挟まれた、平坦部に対応する前景の成
分が除去された画素を、対応する処理単位と共に、動き
ボケ除去部１６０２に供給する。

【０７０３】処理単位決定分類部１６０１は、背景領域
に属する画素を背景成分画像復元部１６０４に供給す
る。

【０７０４】分離ボケ除去部１５０３は、図１０４のフ
ローチャートを参照して説明した処理と同様の処理で、
前景領域に属する画素または混合領域に属する画素に対
応する、動きボケの除去された前景成分画像および分離
された背景成分画像を生成して、動きボケの除去された
前景成分画像を前景成分画像復元部１６０３に供給し、
分離された背景成分画像を背景成分画像復元部１６０４
に供給する。

【０７０５】動きボケ除去部１６０２は、処理単位決定
分類部１６０１から供給された処理単位を基に、前景領
域に属し、平坦部に挟まれた画素に対応する前景の成分
を算出して、算出した前景の成分に対応する動きボケが
除去された前景成分画像を生成する。動きボケ除去部１
６０２は、生成した前景成分画像を前景成分画像復元部
１６０３に供給する。

【０７０６】図１０６は、動きボケ除去部１６０２の構
成を示すブロック図である。

【０７０７】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、および処理単位決定分類部１６０
１から供給された処理単位は、モデル化部１６２１に供
給される。

【０７０８】モデル化部１６２１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、および処
理単位決定分類部１６０１から供給された処理単位を基
に、モデルを生成し、生成したモデルを方程式生成部１
６２２に供給する。

【０７０９】図１０７および図１０８を参照して、方程
式生成部１６２２に供給されるモデルについて説明す
る。

【０７１０】図１０７は、前景領域に属する画素に対応
する、画素値を時間方向に展開したモデル図である。

【０７１１】処理単位決定分離部６０１は、図９８を参
照して説明した処理と同様の処理で、前景領域に属する
画素から、平坦部に対応する前景の成分を除去する。

【０７１２】例えば、図１０７に示す例において、式
（１３３）が成立するとき、式（１３４）乃至式（１３
８）の関係より、前景の成分F106/v乃至F114/vの値が等
しいことがわかるので、図１０８に示すように、前景の
成分F106/v乃至F114/vは、前景領域に属する画素から除
去される。

【０７１３】 C110=C111=C112=C113=C114 （１３３） C110=F106/v+F107/v+F108/v+F109/v+F110/v （１３４） C111=F107/v+F108/v+F109/v+F110/v+F111/v （１３５） C112=F108/v+F109/v+F110/v+F111/v+F112/v （１３６） C113=F109/v+F110/v+F111/v+F112/v+F113/v （１３７） C114=F110/v+F111/v+F112/v+F113/v+F114/v （１３８）

【０７１４】同様に、他の平坦部に対応する前景の成分
F096/v乃至F100/v、および前景の成分F120/v乃至F124/v
は、前景領域に属する画素から除去される。

【０７１５】このように、平坦部に挟まれ、その平坦部
に対応する前景の成分が除去された前景領域に属する画
素が、対応する処理単位と共に、処理単位決定分類部１
６０１から動きボケ除去部１６０２に供給される。

【０７１６】動きボケ除去部１６０２のモデル化部１６
２１は、処理単位を基に、平坦部に挟まれ、その平坦部
に対応する前景の成分が除去された前景領域に属する画
素と、残った前景の成分との関係に対応する式を生成す
るためのモデルを生成する。

【０７１７】モデル化部１６２１は、生成したモデルを
方程式生成部１６２２に供給する。

【０７１８】方程式生成部１６２２は、モデル化部１６
２１から供給されたモデルを基に、平坦部に挟まれ、そ
の平坦部に対応する前景の成分が除去された前景領域に
属する画素と、残った前景の成分との関係に対応する式
を生成する。

【０７１９】例えば、前景の成分F101/v乃至F105/v、お
よび画素値の関係は、式（１３９）乃至式（１４７）で
表される。

【０７２０】 C101'=F101/v （１３９） C102'=F101/v+F102/v （１４０） C103'=F101/v+F102/v+F103/v （１４１） C104'=F101/v+F102/v+F103/v+F104/v （１４２） C105'=F101/v+F102/v+F103/v+F104/v+F105/v （１４３） C106'=F102/v+F103/v+F104/v+F105/v （１４４） C107'=F103/v+F104/v+F105/v （１４５） C108'=F104/v+F105/v （１４６） C109'=F105/v （１４７）

【０７２１】また、前景の成分F101/v乃至F105/v、およ
び画素値の関係は、式（１４８）乃至式（１５６）で表
される。

【０７２２】 C115'=F115/v （１４８） C116'=F115/v+F116/v （１４９） C117'=F115/v+F116/v+F117/v （１５０） C118'=F115/v+F116/v+F117/v+F118/v （１５１） C119'=F115/v+F116/v+F117/v+F118/v+F119/v （１５２） C120'=F116/v+F117/v+F118/v+F119/v （１５３） C121'=F117/v+F118/v+F119/v （１５４） C122'=F118/v+F119/v （１５５） C123'=F119/v （１５６）

【０７２３】方程式生成部１６２２は、画素値が設定さ
れた式（１３９）乃至式（１４７）、および式（１４
８）乃至式（１５６）に最小自乗法を適用して、式（１
５７）および式（１５８）に例を示す正規方程式を導
く。

【０７２４】

【数２１】

【０７２５】

【数２２】

【０７２６】方程式生成部１６２２は、生成した式に、
画素値を設定して、画素値が設定された式を演算部１６
２３に供給する。

【０７２７】演算部１６２３は、画素値が設定された正
規方程式にコレスキー分解などの解法を適用して、平坦
部に属する画素に含まれる前景の成分以外の、前景成分
画像に含まれる前景の成分を算出する。演算部１６２３
は、算出した前景の成分を基に、動きボケの除去された
前景成分画像を生成し、動きボケの除去された前景成分
画像を出力する。

【０７２８】例えば、演算部１６２３は、前景の成分F1
01/v乃至F105/vおよび前景の成分F115/v乃至F119/vを求
めたとき、図１０９に示すように、前景の成分F101/v乃
至F105/vおよび前景の成分F115/v乃至F119/vに、動き量
vを乗じて、画素値F101乃至F105および画素値F115乃至F
119を算出する。

【０７２９】演算部１６２３は、例えば、画素値F101乃
至F105および画素値F115乃至F119からなる動きボケの除
去された前景成分画像を生成する。

【０７３０】図１１０のフローチャートを参照して、図
９４に構成を示す信号処理装置による動きボケの除去の
処理を説明する。

【０７３１】ステップＳ１１０１乃至ステップＳ１１０
３の処理のそれぞれは、図１０３のステップＳ１００１
乃至ステップＳ１００３の処理のそれぞれと同様なの
で、その説明は省略する。

【０７３２】ステップＳ１１０４において、処理単位決
定分類部１６０１は、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、領域特定部１０３か
ら供給された領域情報、並びに平坦部抽出部１５０１か
ら供給された前景平坦部位置情報を基に、入力画像の画
素を分類して、分類された画素を分離ボケ除去部１５０
３、動きボケ除去部１６０２、前景成分画像復元部１６
０３、および背景成分画像復元部１６０４のいずれか１
つに供給する。

【０７３３】ステップＳ１１０５において、分離ボケ除
去部１５０３は、アンカバードバックグラウンド領域に
属する画素から始まり、カバードバックグラウンド領域
に属する画素までの動き方向に並ぶ連続する画素の内、
前景領域に属する画素から、前景領域の平坦部に対応す
る前景の成分が除去された、混合領域に属する画素およ
び前景領域に属する画素について、前景および背景の分
離並びに動きボケ除去の一括の処理を実行する。ステッ
プＳ１１０５の処理の詳細は、図１０３のステップＳ１
００４の処理の詳細と同様なので、その説明は省略す
る。

【０７３４】ステップＳ１１０６において、分離ボケ除
去部１５０３は、算出した前景の成分および背景の成分
を基に、動きボケが除去された前景成分画像の画素値お
よび背景成分画像の画素値を算出する。分離ボケ除去部
１５０３は、動きボケが除去された前景成分画像を前景
成分画像復元部１６０３に供給すると共に、背景成分画
像を背景成分画像復元部１６０４に供給する。

【０７３５】ステップＳ１１０７において、信号処理装
置は、混合領域および前景領域について処理を終了した
か否かを判定し、混合領域および前景領域について処理
を終了していないと判定された場合、ステップＳ１１０
５に戻り、前景および背景の分離および動きボケの除去
の処理を繰り返す。

【０７３６】ステップＳ１１０７において、混合領域お
よび前景領域について処理を終了したと判定された場
合、ステップＳ１１０８に進み、動きボケ除去部１６０
２は、動き方向に並ぶ連続する画素の内、両側に平坦部
が位置し、前景領域に属する画素から、平坦部に対応す
る前景の成分が除去された前景領域に属する画素につい
て、動きボケの除去の処理を実行する。動きボケの除去
の処理の詳細は、図１１１のフローチャートを参照し
て、説明する。

【０７３７】ステップＳ１１０９において、動きボケ除
去部１６０２は、算出した前景の成分を基に、動きボケ
が除去された前景成分画像の画素値を算出する。動きボ
ケ除去部１６０２は、動きボケが除去された前景成分画
像を前景成分画像復元部１６０３に供給する。

【０７３８】ステップＳ１１１０において、信号処理装
置は、前景領域について処理を終了したか否かを判定
し、前景領域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Ｓ１１０８に戻り、動きボケの除去の
処理を繰り返す。

【０７３９】ステップＳ１１１０において、前景領域に
ついて処理を終了したと判定された場合、手続きは、ス
テップＳ１１１１に進む。

【０７４０】なお、ステップＳ１１０８乃至ステップＳ
１１１０の処理は、ステップＳ１１０５乃至ステップＳ
１１０７の処理と並列に実行される。

【０７４１】ステップＳ１１１１において、前景成分画
像復元部１６０３は、処理単位決定分類部１６０１から
供給された平坦部画像、分離ボケ除去部１５０３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
きボケ除去部１６０２から供給された動きボケが除去さ
れた前景成分画像を基に、動きボケが除去された前景成
分画像の全体を復元する。背景成分画像復元部１６０４
は、処理単位決定分類部１６０１から供給された背景領
域画像、および分離ボケ除去部１５０３から供給された
分離された背景成分画像を基に、背景成分画像の全体を
復元して、処理は終了する。

【０７４２】このように、図１０５に構成を示す情報処
理装置は、前景オブジェクトから動きボケを除去するこ
とができる。

【０７４３】次に、図１１０のステップＳ１１０８に対
応する、動きボケ除去部１６０２による処理単位に対応
する前景成分画像の動きボケの除去の処理を、図１１１
のフローチャートを参照して説明する。

【０７４４】ステップＳ１１２１において、動きボケ除
去部１６０２のモデル化部１６２１は、動き量vおよび
処理単位に対応して、モデルを生成する。ステップＳ１
１２２において、方程式生成部１６２２は、生成された
モデルを基に、方程式を生成する。

【０７４５】ステップＳ１１２３において、方程式生成
部１６２２は、生成された方程式に、平坦部に対応する
前景の成分が除去された前景成分画像の画素値を設定す
る。ステップＳ１１２４において、方程式生成部１６２
２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Ｓ１１２３に戻り、方程式への画素値の設定の処理
を繰り返す。

【０７４６】ステップＳ１１２４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Ｓ１１２５に進み、演算部１６２３は、方程式
生成部１６２２から供給された画素値が設定された方程
式を基に、動きボケを除去した前景の成分を算出して、
処理は終了する。

【０７４７】このように、動きボケ除去部１６０２は、
動き量vおよび処理単位を基に、動きボケを含む前景成
分画像から動きボケを除去することができる。

【０７４８】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。

【０７４９】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。

【０７５０】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。

【０７５１】なお、センサは、CCDに限らす、固体撮像
素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Device）、
CID（Charge Injection Device）、またはCPD（Charge
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。

【０７５２】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１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
pact 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。

【０７５３】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。

【０７５４】

【発明の効果】請求項１に記載の画像処理装置、請求項
９に記載の画像処理方法、および請求項１７に記載のプ
ログラムによれば、時間積分効果により画像データに形
成された、前景オブジェクトを構成する前景オブジェク
ト成分からなる前景領域、および背景オブジェクトを構
成する背景オブジェクト成分からなる背景領域により構
成される非混合領域、並びに前景オブジェクト成分およ
び背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特
定する領域情報、並びに画像データに基づいて、前景領
域における画素データであって、隣接する画素データと
その値がほぼ等しい画素データからなる均等部が検出さ
れ、検出された均等部に基づいて、前景領域に生じてい
る動きボケが除去されるようにしたので、ボケた画像デ
ータに含まれる動きボケを除去することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号処理装置の一実施の形態の構
成を示すブロック図である。

【図２】信号処理装置を示すブロック図である。

【図３】センサによる撮像を説明する図である。

【図４】画素の配置を説明する図である。

【図５】検出素子の動作を説明する図である。

【図６】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７】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】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９】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１０】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】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１３】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１４】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１５】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】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２０】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２１】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２２】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２３】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】領域判定の条件を説明する図である。

【図２６】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２７】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】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図２９】領域特定部１０３の構成の他の一例を示すブ
ロック図である。

【図３０】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３１】背景画像の例を示す図である。

【図３２】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３３】相関値の算出を説明する図である。

【図３４】相関値の算出を説明する図である。

【図３５】２値オブジェクト画像の例を示す図である。

【図３６】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。

【図３７】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。

【図３８】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。

【図３９】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４０】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４１】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４２】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。

【図４３】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。

【図４４】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。

【図４５】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図４６】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４７】混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図４８】理想的な混合比αの例を示す図である。

【図４９】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５０】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５１】前景の成分の相関を利用した近似を説明する
図である。

【図５２】C，N、およびPの関係を説明する図である。

【図５３】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５４】推定混合比の例を示す図である。

【図５５】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５６】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５７】推定混合比の演算の処理を説明するフローチ
ャートである。

【図５８】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。

【図５９】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。

【図６０】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６１】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６２】推定混合比の例を示す図である。

【図６３】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６４】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６５】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６６】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６７】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６８】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６９】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７０】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。

【図７１】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７２】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７３】動きボケ調整部１０６の構成を示すブロック
図である。

【図７４】動きボケ除去部８０３の構成を示すブロック
図である。

【図７５】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７６】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７７】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７８】動きボケが除去された画素の例を示す図であ
る。

【図７９】動きボケが除去された画素の例を示す図であ
る。

【図８０】動きボケが付加された画素の例を示す図であ
る。

【図８１】背景の成分の補正の処理を説明する図であ
る。

【図８２】静止している黒い四角を撮像した画像であ
る。

【図８３】黒い四角を移動させて撮像した画像である。

【図８４】動きボケ調整部１０６が処理を実行した結果
の例を示す図である。

【図８５】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８６】前景成分画像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８７】信号処理装置の機能の他の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８８】合成部１００１の構成を示す図である。

【図８９】信号処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。

【図９０】混合比算出部１１０１の構成を示すブロック
図である。

【図９１】前景背景分離部１１０２の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９２】信号処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。

【図９３】合成部１２０１の構成を示す図である。

【図９４】信号処理装置のさらに他の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９５】分離ボケ除去部１５０３の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９６】処理単位、および処理単位に対応するモデル
について説明する図である。

【図９７】処理単位、および処理単位に対応するモデル
について説明する図である。

【図９８】処理単位、および処理単位に対応するモデル
について説明する図である。

【図９９】処理単位、および処理単位に対応するモデル
について説明する図である。

【図１００】画素値の算出を説明する図である。

【図１０１】入力画像の例を示す図である。

【図１０２】処理結果の例を示す図である。

【図１０３】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１０４】前景および背景の分離並びに動きボケ除去
の一括処理を説明するフローチャートである。

【図１０５】信号処理装置のさらに他の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０６】動きボケ除去部１６０２の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０７】方程式生成部１６２２に供給されるモデル
を説明する図である。

【図１０８】方程式生成部１６２２に供給されるモデル
を説明する図である。

【図１０９】画素値の算出を説明する図である。

【図１１０】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１１１】前景成分画像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。

【符号の説明】

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２０
２−４ 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， ３０１ 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， ３
６１ ロバスト化部， ３８１ 動き補償部， ３８２
スイッチ， ３８３−１乃至３８３−Ｎ フレームメ
モリ、３８４−１乃至３８４−Ｎ 重み付け部， ３８
５ 積算部， ４０１ 推定混合比処理部， ４０２
推定混合比処理部， ４０３ 混合比決定部， ４２１
フレームメモリ， ４２２ フレームメモリ， ４２３
混合比演算部， ４４１ 選択部， ４４２ 推定混
合比処理部， ４４３ 推定混合比処理部，４４４ 選
択部， ５０１ 遅延回路， ５０２ 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， ６３２ カバード領域処理
部， ６３３ 合成部， ６３４ 合成部， ８０１平
坦部抽出部， ８０２ 処理単位決定部， ８０３ 動
きボケ除去部， ８０４ 動きボケ付加部， ８０５
選択部， ８２１ モデル化部， ８２２ 方程式生成
部， ８２３ 足し込み部， ８２４ 演算部， ８２
５ 合成部，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，１５０１ 平坦部抽出
部， １５０２ 処理単位決定部， １５０３ 分離ボ
ケ除去部， １５０４ 合成部， １５２１ モデル化
部， １５２２ 方程式生成部， １５２３ 演算部，
１６０１ 処理単位決定分類部， １６０２動きボケ
除去部， １６０３ 前景成分画像復元部， １６０４
背景成分画像復元部， １６２１ モデル化部， １
６２２ 方程式生成部， １６２３ 演算部

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 藤原 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC03 CE03 CE06 CE09 CE10 CE20 CH09 DA08 DB02 DB09 DC02 5C021 PA53 PA57 PA72 PA79 RA01 RA11 ZA00 5L096 AA06 CA04 DA01 GA08 HA04 MA03

Claims (24)

【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、 時間積分効果により前記画像データに形成された、前景
   オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分からなる
   前景領域、および背景オブジェクトを構成する背景オブ
   ジェクト成分からなる背景領域により構成される非混合
   領域、並びに前記前景オブジェクト成分および前記背景
   オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特定する
   領域情報、並びに前記画像データに基づいて、前記前景
   領域における前記画素データであって、隣接する前記画
   素データとその値がほぼ等しい前記画素データからなる
   均等部を検出する均等部検出手段と、 検出された前記均等部に基づいて、前記前景領域に生じ
   ている動きボケを除去する動きボケ除去手段とを含むこ
   とを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記均等部の位置に基づいて、複数の前
   記前景オブジェクト成分からなる処理単位を決定する処
   理単位決定手段をさらに含み、 前記動きボケ除去手段は、前記処理単位毎に前記前景領
   域の動きボケを除去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】 前記処理単位決定手段は、前記均等部の
   前記画素データ以外の画素データであって、１つの直線
   上の、前記混合領域または前景領域に属する前記画素デ
   ータに対応する処理単位を決定することを特徴とする請
   求項２に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記前景領域、前記背景領域、または前
   記混合領域を特定する領域特定手段をさらに含むことを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記均等部検出手段は、前記画素データ
   の差分としきい値とを比較することにより、前記均等部
   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。
6. 【請求項６】 前記均等部検出手段は、前記前景オブジ
   ェクトの動き量に対応する画素の数以上の数の隣接する
   前記画素データからなる均等部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。
7. 【請求項７】 前記動きボケ除去手段は、動きベクトル
   に対応した演算を適用することにより、記前景領域に生
   じている動きボケを除去することを特徴とする請求項１
   に記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記動きボケ除去手段は、 前記処理単位および動きベクトルに対応するモデルを取
   得するモデル取得手段と、 取得した前記モデルに基づいて、前記処理単位の前記画
   素データと、前記処理単位に含まれる前景オブジェクト
   成分との関係に対応する方程式を生成する方程式生成手
   段と、 生成された前記方程式に基づいて、前記処理単位に含ま
   れる前景オブジェクト成分を演算する演算手段とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 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、 時間積分効果により前記画像データに形成された、前景
   オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分からなる
   前景領域、および背景オブジェクトを構成する背景オブ
   ジェクト成分からなる背景領域により構成される非混合
   領域、並びに前記前景オブジェクト成分および前記背景
   オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特定する
   領域情報、並びに前記画像データに基づいて、前記前景
   領域における前記画素データであって、隣接する前記画
   素データとその値がほぼ等しい前記画素データからなる
   均等部を検出する均等部検出ステップと、 検出された前記均等部に基づいて、前記前景領域に生じ
   ている動きボケを除去する動きボケ除去ステップとを含
   むことを特徴とする画像処理方法。
10. 【請求項１０】 前記均等部の位置に基づいて、複数の
    前記前景オブジェクト成分からなる処理単位を決定する
    処理単位決定ステップをさらに含み、 前記動きボケ除去ステップでは、前記処理単位毎に前記
    前景領域の動きボケが除去されることを特徴とする請求
    項９に記載の画像処理方法。
11. 【請求項１１】 前記処理単位決定ステップでは、前記
    均等部の前記画素データ以外の画素データであって、１
    つの直線上の、前記混合領域または前景領域に属する前
    記画素データに対応する処理単位が決定されることを特
    徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 【請求項１２】 前記前景領域、前記背景領域、または
    前記混合領域を特定する領域特定ステップをさらに含む
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
13. 【請求項１３】 前記均等部検出ステップでは、前記画
    素データの差分としきい値とを比較することにより、前
    記均等部が検出されることを特徴とする請求項９に記載
    の画像処理方法。
14. 【請求項１４】 前記均等部検出ステップでは、前記前
    景オブジェクトの動き量に対応する画素の数以上の数の
    隣接する前記画素データからなる均等部が検出されるこ
    とを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
15. 【請求項１５】 前記動きボケ除去ステップでは、動き
    ベクトルに対応した演算を適用することにより、記前景
    領域に生じている動きボケが除去されることを特徴とす
    る請求項９に記載の画像処理方法。
16. 【請求項１６】 前記動きボケ除去ステップは、 前記処理単位および動きベクトルに対応するモデルを取
    得するモデル取得ステップと、 取得した前記モデルに基づいて、前記処理単位の前記画
    素データと、前記処理単位に含まれる前景オブジェクト
    成分との関係に対応する方程式を生成する方程式生成ス
    テップと、 生成された前記方程式に基づいて、前記処理単位に含ま
    れる前景オブジェクト成分を演算する演算ステップとを
    含むことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
17. 【請求項１７】 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コンピュータに、 時間積分効果により前記画像データに形成された、前景
    オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分からなる
    前景領域、および背景オブジェクトを構成する背景オブ
    ジェクト成分からなる背景領域により構成される非混合
    領域、並びに前記前景オブジェクト成分および前記背景
    オブジェクト成分が混合されてなる混合領域を特定する
    領域情報、並びに前記画像データに基づいて、前記前景
    領域における前記画素データであって、隣接する前記画
    素データとその値がほぼ等しい前記画素データからなる
    均等部を検出する均等部検出ステップと、 検出された前記均等部に基づいて、前記前景領域に生じ
    ている動きボケを除去する動きボケ除去ステップとを実
    行させるプログラム。
18. 【請求項１８】 前記均等部の位置に基づいて、複数の
    前記前景オブジェクト成分からなる処理単位を決定する
    処理単位決定ステップをさらに含み、 前記動きボケ除去ステップでは、前記処理単位毎に前記
    前景領域の動きボケが除去されることを特徴とする請求
    項１７に記載のプログラム。
19. 【請求項１９】 前記処理単位決定ステップでは、前記
    均等部の前記画素データ以外の画素データであって、１
    つの直線上の、前記混合領域または前景領域に属する前
    記画素データに対応する処理単位が決定されることを特
    徴とする請求項１８に記載のプログラム。
20. 【請求項２０】 前記前景領域、前記背景領域、または
    前記混合領域を特定する領域特定ステップをさらに含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。
21. 【請求項２１】 前記均等部検出ステップでは、前記画
    素データの差分としきい値とを比較することにより、前
    記均等部が検出されることを特徴とする請求項１７に記
    載のプログラム。
22. 【請求項２２】 前記均等部検出ステップでは、前記前
    景オブジェクトの動き量に対応する画素の数以上の数の
    隣接する前記画素データからなる均等部が検出されるこ
    とを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。
23. 【請求項２３】 前記動きボケ除去ステップでは、動き
    ベクトルに対応した演算を適用することにより、記前景
    領域に生じている動きボケが除去されることを特徴とす
    る請求項１７に記載のプログラム。
24. 【請求項２４】 前記動きボケ除去ステップは、前記処
    理単位および動きベクトルに対応するモデルを取得する
    モデル取得ステップと、 取得した前記モデルに基づいて、前記処理単位の前記画
    素データと、前記処理単位に含まれる前景オブジェクト
    成分との関係に対応する方程式を生成する方程式生成ス
    テップと、 生成された前記方程式に基づいて、前記処理単位に含ま
    れる前景オブジェクト成分を演算する演算ステップとを
    含むことを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。