JP2002373335A - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 背景の画像と移動する物体の画像との混ざり
合い対応して画像を処理する。 【解決手段】 領域特定部１０３は、前景領域、背景領
域、および混合領域を特定し、特定結果に対応する領域
特定情報を出力する。前景背景分離部１０５は、領域特
定情報に対応して、少なくとも混合領域において、入力
画像データを、前景オブジェクト成分と背景オブジェク
ト成分とに分離する。分離画像処理部１０６は、前景オ
ブジェクト成分および背景オブジェクト成分を個々に処
理する。

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、記録媒体、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、記録媒体、並びにプログラム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】入力画像を基に、より高解像度の画像を
生成する処理の１つとして、クラス分類適応処理があ
る。クラス分類適応処理の例として、空間方向に、より
高解像度の画像を生成する処理で使用される係数を予め
生成し、生成した係数を基に、空間方向に、より高解像
度の画像を生成する処理があげられる。

【０００３】図１は、SD（Standard Definition（標準
精細度））画像からHD（High Definition（高精細
度））画像を生成するクラス分類適応処理において使用
される係数を生成する、従来の画像処理装置の構成を示
すブロック図である。

【０００４】フレームメモリ１１は、HD画像である入力
画像を、フレーム単位で記憶する。フレームメモリ１１
は、記憶しているHD画像を加重平均部１２および対応画
素取得部１６に供給する。

【０００５】加重平均部１２は、フレームメモリ１１に
記憶されているHD画像を４分の１加重平均して、SD画像
を生成し、生成したSD画像をフレームメモリ１３に供給
する。

【０００６】フレームメモリ１３は、加重平均部１２か
ら供給されたSD画像をフレーム単位で記憶し、記憶して
いるSD画像をクラス分類部１４および予測タップ取得部
１５に供給する。

【０００７】クラス分類部１４は、クラスタップ取得部
２１および波形分類部２２で構成され、フレームメモリ
１３に記憶されているSD画像の、注目している画素であ
る注目画素をクラス分類する。クラスタップ取得部２１
は、フレームメモリ１３から、注目画素に対応するSD画
像の画素である、所定の数のクラスタップを取得し、取
得したクラスタップを波形分類部２２に供給する。

【０００８】図２は、クラスタップ取得部２１が取得す
るクラスタップを説明する図である。クラスタップ取得
部２１は、図２に示すように、所定の位置の１１個のク
ラスタップを取得する。

【０００９】波形分類部２２は、クラスタップを基に、
注目画素を複数のクラスのうちの１つのクラスに分類
し、分類されたクラスに対応するクラス番号を予測タッ
プ取得部１５に供給する。波形分類部２２は、１１個の
クラスタップを基に、注目画素を、２０４８のクラスの
うちの１つのクラスに分類する。

【００１０】予測タップ取得部１５は、クラス番号を基
に、フレームメモリ１３から分類されたクラスに対応す
る、SD画像の画素である、所定の数の予測タップを取得
し、取得した予測タップおよびクラス番号を対応画素取
得部１６に供給する。

【００１１】図３は、予測タップ取得部１５が取得する
予測タップを説明する図である。予測タップ取得部１５
は、図３に示すように、所定の位置の９個の予測タップ
を取得する。

【００１２】対応画素取得部１６は、予測タップおよび
クラス番号を基に、フレームメモリ１１から、予測すべ
き画素値に対応するHD画像の画素を取得し、予測タッ
プ、クラス番号、および取得した予測すべき画素値に対
応するHD画像の画素を正規方程式生成部１７に供給す
る。

【００１３】正規方程式生成部１７は、予測タップ、ク
ラス番号、および取得した予測すべき画素値を基に、各
クラスに対応し、予測タップおよび予測すべき画素値の
関係に対応する正規方程式を生成し、各クラスに対応す
る、生成した正規方程式を係数計算部１８に供給する。

【００１４】係数計算部１８は、正規方程式生成部１７
から供給された正規方程式を解いて、各クラスに対応す
る係数セットを計算し、クラス番号と共に、計算した係
数セットを係数セットメモリ１９に供給する。

【００１５】係数セットメモリ１９は、クラス番号を基
に、算出された係数セットをクラスに対応させて記憶す
る。

【００１６】図４は、クラス分類適応処理の概略を説明
する図である。クラス分類適応処理において、HD画像で
ある教師画像から、４分の１加重平均の処理により、対
応するSD画像を生成する。生成されたSD画像は、生徒画
像と称する。

【００１７】次に、HD画像である教師画像、および対応
するSD画像である生徒画像を基に、SD画像からHD画像を
生成するための係数セットが生成される。係数セット
は、線形予測などにより、SD画像からHD画像を生成する
ための係数で構成される。

【００１８】このように生成された係数セットおよびSD
画像から、線形予測などにより、４倍密画像が生成され
る。係数セットおよび入力画像から、より高密度な画像
などを生成する処理をマッピングとも称する。

【００１９】生成された４倍密画像、および対応するHD
画像を基に、SNRの比較、または目視による定性評価が
行われる。

【００２０】特定の教師画像、および対応する生徒画像
から生成された係数セットは、特定の教師画像、および
対応する生徒画像のセルフの係数セットと称する。セル
フの係数セットを使用したマッピングは、セルフマッピ
ングと称する。複数の他の教師画像、および対応する生
徒画像から生成された係数セットは、クロスの係数セッ
トと称する。

【００２１】一方、静止している所定の背景の前で移動
する前景であ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、背景と前景の混ざり合いが生ずる。

【００２２】従来のクラス分類適応処理においては、図
５に示すように、前景、背景、並びに前景および背景の
混ざり合いが生じている部分の全てに対して、以上のよ
うな学習の処理により、１つの係数セットが生成され、
この係数セットを基に、マッピングの処理が実行され
る。

【００２３】図６のフローチャートを参照して、SD画像
からHD画像を生成する処理において使用される係数を生
成する、従来の学習の処理を説明する。ステップＳ１１
において、画像処理装置は、生徒画像に未処理の画素が
あるか否かを判定し、生徒画像に未処理の画素があると
判定された場合、ステップＳ１２に進み、ラスタースキ
ャン順に、生徒画像から注目画素を取得する。

【００２４】ステップＳ１３において、クラス分類部１
４のクラスタップ取得部２１は、フレームメモリ１３に
記憶されている生徒画像から、注目画素に対応するクラ
スタップを取得する。ステップＳ１４において、クラス
分類部１４の波形分類部２２は、クラスタップを基に、
注目画素をクラス分類する。ステップＳ１５において、
予測タップ取得部１５は、分類されたクラスを基に、フ
レームメモリ１３に記憶されている生徒画像から、注目
画素に対応する予測タップを取得する。

【００２５】ステップＳ１６において、対応画素取得部
１６は、分類されたクラスを基に、フレームメモリ１１
に記憶されている教師画像から、予測すべき画素値に対
応する画素を取得する。

【００２６】ステップＳ１７において、正規方程式生成
部１７は、分類されたクラスを基に、クラス毎の行列
に、予測タップおよび予測すべき画素値に対応する画素
の画素値を足し込み、ステップＳ１１に戻り、画像処理
装置は、未処理の画素があるか否かの判定を繰り返す。
予測タップおよび予測すべき画素値に対応する画素の画
素値を足し込まれるクラス毎の行列は、クラス毎の係数
を計算するための正規方程式に対応する。

【００２７】ステップＳ１１において、生徒画像に未処
理の画素がないと判定された場合、ステップＳ１８に進
み、正規方程式生成部１７は、予測タップおよび予測す
べき画素値に対応する画素の画素値が設定された、クラ
ス毎の行列を係数計算部１８に供給する。係数計算部１
８は、予測タップおよび予測すべき画素値に対応する画
素の画素値が設定された、クラス毎の行列を解いて、ク
ラス毎の係数セットを計算する。

【００２８】ステップＳ１９において、係数計算部１８
は、計算されたクラス毎の係数を係数セットメモリ１９
に出力する。係数セットメモリ１９は、クラス毎に係数
セットを記憶し、処理は終了する。

【００２９】図７は、クラス分類適応処理により、SD画
像からHD画像を生成する従来の画像処理装置の構成を示
すブロック図である。

【００３０】フレームメモリ３１は、SD画像である入力
画像を、フレーム単位で記憶する。フレームメモリ３１
は、記憶しているSD画像をマッピング部３２に供給す
る。

【００３１】マッピング部３２に入力されたSD画像は、
クラス分類部４１および予測タップ取得部４２に供給さ
れる。

【００３２】クラス分類部４１は、クラスタップ取得部
５１および波形分類部５２で構成され、フレームメモリ
３１に記憶されているSD画像の、注目している画素であ
る、注目画素をクラス分類する。クラスタップ取得部５
１は、フレームメモリ３１から注目画素に対応する、所
定の数のクラスタップを取得し、取得したクラスタップ
を波形分類部５２に供給する。

【００３３】波形分類部５２は、クラスタップを基に、
所定の数のクラスのうちの、１つのクラスに注目画素を
分類し、分類されたクラスに対応するクラス番号を予測
タップ取得部４２に供給する。

【００３４】予測タップ取得部４２は、クラス番号を基
に、フレームメモリ３１に記憶されている入力画像か
ら、分類されたクラスに対応する、所定の数の予測タッ
プを取得し、取得した予測タップおよびクラス番号を予
測演算部４３に供給する。

【００３５】予測演算部４３は、クラス番号を基に、係
数セットメモリ３３に記憶されている係数セットから、
クラスに対応する係数セットを取得する。予測演算部４
３は、クラスに対応する係数セット、および予測タップ
を基に、線形予測により予測画像の画素値を予測する。
予測演算部４３は、予測した画素値をフレームメモリ３
４に供給する。

【００３６】フレームメモリ３４は、予測演算部４３か
ら供給された予測された画素値を記憶し、予測された画
素値が設定されたHD画像を出力する。

【００３７】図８は、入力画像の画素値、およびクラス
分類適応処理により生成された出力画像の画素値を示す
図である。図８に示すように、クラス分類適応処理によ
り生成される画像は、SD画像の帯域制限で失われた波形
を含む。その意味で、クラス分類適応処理による、より
高解像度の画像の生成の処理は、解像度を創造している
と言える。

【００３８】図９のフローチャートを参照して、クラス
分類適応処理による解像度創造の処理を実行する画像処
理装置による、SD画像からHD画像を生成する、従来の画
像の創造の処理を説明する。

【００３９】ステップＳ３１において、画像処理装置
は、入力画像に未処理の画素があるか否かを判定し、入
力画像に未処理の画素があると判定された場合、ステッ
プＳ３２に進み、マッピング部３２は、係数セットメモ
リ３３に記憶されている係数セットを取得する。ステッ
プＳ３３において、画像処理装置は、ラスタースキャン
順に、入力画像から注目画素を取得する。

【００４０】ステップＳ３４において、クラス分類部４
１のクラスタップ取得部５１は、フレームメモリ３１に
記憶されている入力画像から、注目画素に対応するクラ
スタップを取得する。ステップＳ３５において、クラス
分類部４１の波形分類部５２は、クラスタップを基に、
注目画素を１つのクラスにクラス分類する。

【００４１】ステップＳ３６において、予測タップ取得
部４２は、分類されたクラスを基に、フレームメモリ３
１に記憶されている入力画像から、注目画素に対応する
予測タップを取得する。

【００４２】ステップＳ３７において、予測演算部４３
は、分類されたクラスに対応する係数セット、および予
測タップを基に、線形予測により、予測画像の画素値を
予測する。

【００４３】ステップＳ３８において、予測演算部４３
は、予測された画素値をフレームメモリ３４に出力す
る。フレームメモリ３４は、予測演算部４３から供給さ
れた画素値を記憶する。手続きは、ステップＳ３１に戻
り、未処理の画素があるか否かの判定を繰り返す。

【００４４】ステップＳ３１において、入力画像に未処
理の画素がないと判定された場合、ステップＳ３９に進
み、フレームメモリ３４は、予測値が設定された、記憶
している予測画像を出力して、処理は終了する。

【００４５】また、入力画像をより解像度感を強調した
画像に変換するため、エッジ強調の処理が利用される。
エッジ強調の処理においても、以上で説明したクラス分
類適応処理と同様に、同一の処理が画面全体に対して実
行される。

【００４６】

【発明が解決しようとする課題】静止している背景の前
で物体が移動するとき、移動する物体の画像自身の混ざ
り合いによる動きボケのみならず、背景の画像と移動す
る物体の画像との混ざり合いが生じる。従来、背景の画
像と移動する物体の画像との混ざり合いに対応して画像
を処理することは、考えられていなかった。

【００４７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、背景の画像と移動する物体の画像との混ざ
り合いに対応して画像を処理することができるようにす
ることを目的とする。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、入力画像データに基づいて、前景オブジェクトを構
成する前景オブジェクト成分、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が混合されてなる混合
領域と、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
らなる背景領域の一方により構成される非混合領域とを
特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出力する領
域特定手段と、領域特定情報に対応して、少なくとも混
合領域において、入力画像データを、前景オブジェクト
成分と背景オブジェクト成分とに分離する分離手段と、
分離結果に対応して、前景オブジェクト成分および背景
オブジェクト成分を個々に処理する処理手段とを含むこ
とを特徴とする。

【００４９】領域特定手段は、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さら
に特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出力し、
分離手段は、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において、入力画像デー
タを、前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分と
に分離するようにすることができる。

【００５０】処理手段は、前景オブジェクト成分および
背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応処理におい
て使用される係数を生成するようにすることができる。

【００５１】処理手段は、前景オブジェクト成分および
背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応処理によ
り、出力画像データを生成するようにすることができ
る。

【００５２】処理手段は、前景オブジェクト成分および
背景オブジェクト成分毎に、エッジを強調するようにす
ることができる。

【００５３】本発明の画像処理方法は、入力画像データ
に基づいて、前景オブジェクトを構成する前景オブジェ
クト成分、および背景オブジェクトを構成する背景オブ
ジェクト成分が混合されてなる混合領域と、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の一
方により構成される非混合領域とを特定し、特定結果に
対応する領域特定情報を出力する領域特定ステップと、
領域特定情報に対応して、少なくとも混合領域におい
て、入力画像データを、前景オブジェクト成分と背景オ
ブジェクト成分とに分離する分離ステップと、分離結果
に対応して、前景オブジェクト成分および背景オブジェ
クト成分を個々に処理する処理ステップとを含むことを
特徴とする。

【００５４】領域特定ステップの処理は、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
領域をさらに特定し、特定結果に対応する領域特定情報
を出力し、分離ステップの処理は、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に
おいて、入力画像データを、前景オブジェクト成分と背
景オブジェクト成分とに分離するようにすることができ
る。

【００５５】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理において使用される係数を生成するようにすること
ができる。

【００５６】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理により、出力画像データを生成するようにすること
ができる。

【００５７】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、エッジを強調す
るようにすることができる。

【００５８】本発明の記録媒体のプログラムは、入力画
像データに基づいて、前景オブジェクトを構成する前景
オブジェクト成分、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が混合されてなる混合領域と、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
領域の一方により構成される非混合領域とを特定し、特
定結果に対応する領域特定情報を出力する領域特定ステ
ップと、領域特定情報に対応して、少なくとも混合領域
において、入力画像データを、前景オブジェクト成分と
背景オブジェクト成分とに分離する分離ステップと、分
離結果に対応して、前景オブジェクト成分および背景オ
ブジェクト成分を個々に処理する処理ステップとを含む
ことを特徴とする。

【００５９】領域特定ステップの処理は、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
領域をさらに特定し、特定結果に対応する領域特定情報
を出力し、分離ステップの処理は、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に
おいて、入力画像データを、前景オブジェクト成分と背
景オブジェクト成分とに分離するようにすることができ
る。

【００６０】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理において使用される係数を生成するようにすること
ができる。

【００６１】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理により、出力画像データを生成するようにすること
ができる。

【００６２】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、エッジを強調す
るようにすることができる。

【００６３】本発明のプログラムは、入力画像データに
基づいて、前景オブジェクトを構成する前景オブジェク
ト成分、および背景オブジェクトを構成する背景オブジ
ェクト成分が混合されてなる混合領域と、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の一方
により構成される非混合領域とを特定し、特定結果に対
応する領域特定情報を出力する領域特定ステップと、領
域特定情報に対応して、少なくとも混合領域において、
入力画像データを、前景オブジェクト成分と背景オブジ
ェクト成分とに分離する分離ステップと、分離結果に対
応して、前景オブジェクト成分および背景オブジェクト
成分を個々に処理する処理ステップとを含むことを特徴
とする。

【００６４】領域特定ステップの処理は、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
領域をさらに特定し、特定結果に対応する領域特定情報
を出力し、分離ステップの処理は、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に
おいて、入力画像データを、前景オブジェクト成分と背
景オブジェクト成分とに分離するようにすることができ
る。

【００６５】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理において使用される係数を生成するようにすること
ができる。

【００６６】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、クラス分類適応
処理により、出力画像データを生成するようにすること
ができる。

【００６７】処理ステップの処理は、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分毎に、エッジを強調す
るようにすることができる。

【００６８】本発明の画像処理装置および方法、記録媒
体、並びにプロクラムにおいては、入力画像データに基
づいて、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト
成分、および背景オブジェクトを構成する背景オブジェ
クト成分が混合されてなる混合領域と、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の一方に
より構成される非混合領域とが特定され、特定結果に対
応する領域特定情報が出力され、領域特定情報に対応し
て、少なくとも混合領域において、入力画像データが、
前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とに分離
され、分離結果に対応して、前景オブジェクト成分およ
び背景オブジェクト成分が個々に処理される。

【００６９】

【発明の実施の形態】図１０は、本発明に係る画像処理
装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。CP
U（Central Processing Unit）７１は、ROM（Read Only
Memory）７２、または記憶部７８に記憶されているプ
ログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random
Access Memory）７３には、CPU７１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CPU７１、R
OM７２、およびRAM７３は、バス７４により相互に接続
されている。

【００７０】CPU７１にはまた、バス７４を介して入出
力インタフェース７５が接続されている。入出力インタ
フェース７５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７６、ディスプレイ、スピーカなど
よりなる出力部７７が接続されている。CPU７１は、入
力部７６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、CPU７１は、処理の結果得られた画像
や音声等を出力部７７に出力する。

【００７１】入出力インタフェース７５に接続されてい
る記憶部７８は、例えばハードディスクなどで構成さ
れ、CPU７１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７９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７９はセンサの出力を取り込む取得部として
働く。

【００７２】また、通信部７９を介してプログラムを取
得し、記憶部７８に記憶してもよい。

【００７３】入出力インタフェース７５に接続されてい
るドライブ８０は、磁気ディスク９１、光ディスク９
２、光磁気ディスク９３、または半導体メモリ９４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７８に転送さ
れ、記憶される。

【００７４】図１１は、画像処理装置の機能の構成を示
すブロック図である。

【００７５】なお、画像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。

【００７６】ここで、画像処理装置に入力される入力画
像には、動きボケが含まれている。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。

【００７７】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。

【００７８】画像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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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に供給する。

【００８３】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ている。

【００８４】また、例えば、動き検出部１０２は、画像
オブジェクトの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。

【００８５】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。

【００８６】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、またはアンカバ
ードバックグラウンド領域、若しくはカバードバックグ
ラウンド領域からなる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、またはアンカバードバック
グラウンド領域、若しくはカバードバックグラウンド領
域からなる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、お
よび前景背景分離部１０５に供給する。

【００８７】なお、混合領域、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の詳
細については、後述する。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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）
と、背景の成分のみから成る背景成分画像とを分離し
て、背景領域の画像、アンカバードバックグラウンド領
域の背景の成分のみからなる画像（以下、アンカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像と称する）、アン
カバードバックグラウンド領域の前景の成分のみからな
る画像（以下、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像と称する）、カバードバックグラウンド領域
の背景の成分のみからなる画像（以下、カバードバック
グラウンド領域の背景成分画像と称する）、カバードバ
ックグラウンド領域の前景の成分のみからなる画像（以
下、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像と称
する）、および前景領域の画像を分離画像処理部１０６
に供給する。

【００９１】分離画像処理部１０６は、前景背景分離部
１０５から供給された、背景領域の画像、アンカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像、カバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像、および前景領域の画像をそれぞ
れ処理する。

【００９２】例えば、分離画像処理部１０６は、背景領
域の画像、アンカバードバックグラウンド領域の背景成
分画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分
画像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、および
前景領域の画像毎に、より高解像度の画像を生成するク
ラス分類適応処理で使用される係数を生成する。

【００９３】例えば、分離画像処理部１０６は、背景領
域の画像、アンカバードバックグラウンド領域の背景成
分画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分
画像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、および
前景領域の画像毎にクラス分類適応処理を適用して、よ
り高解像度の画像を創造する。

【００９４】または、例えば、分離画像処理部１０６
は、背景領域の画像、アンカバードバックグラウンド領
域の背景成分画像、アンカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像、カバードバックグラウンド領域の背景
成分画像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、および前景領域の画像毎に、それぞれ異なる係数を
使用した、エッジ強調の度合いの異なるエッジ強調の処
理を適用する。

【００９５】次に、図１２乃至図２７を参照して、画像
処理装置に供給される入力画像について説明する。

【００９６】図１２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（C
harge-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。

【００９７】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。

【００９８】図１３は、画素の配置を説明する図であ
る。図１３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。

【００９９】図１４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。

【０１００】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。

【０１０１】画像処理装置は、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。

【０１０２】図１５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１５
（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１５（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。

【０１０３】図１５（Ｂ）は、図１５（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１５（Ｂ）の横方向は、図１５
（Ａ）の空間方向Ｘに対応している。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】図１６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１５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。

【０１１０】図１７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。

【０１１１】図１７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１７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。

【０１１２】図１７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１７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１７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１７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。

【０１１３】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。

【０１１４】図１７における横方向は、図１５で説明し
た空間方向Xに対応する。より具体的には、図１７に示
す例において、図１７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。

【０１１５】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。

【０１１６】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１７に示すモデル図は、図１８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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】図１９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１９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１９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。

【０１２５】図１９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１９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１９
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。

【０１２６】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。

【０１２７】例えば、図１９中に太線枠を付した画素値
Mは、式（１）で表される。

【０１２８】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）

【０１２９】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。

【０１３０】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１９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
９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１９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１９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。

【０１３１】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１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F06/vは、図１９
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１９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１９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。

【０１３２】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１９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１９
中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vの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１９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１９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。

【０１３３】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１９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１９中の
左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャ
ッタ時間/v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１９中の左から３番目の画素の、
シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分と、図１９中の左から４番目の画素の、シャッ
タが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成
分とに、それぞれ等しい。

【０１３４】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。

【０１３５】図２０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２０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２０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。

【０１３６】図２０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２０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２０
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。

【０１３７】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。

【０１３８】例えば、図２０中に太線枠を付した画素値
M'は、式（２）で表される。

【０１３９】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】

【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。

【０１４３】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２０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２０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２０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２０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。

【０１４４】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２０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２０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２０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。

【０１４５】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２０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２０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。

【０１４６】図１８乃至図２０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。

【０１４７】図２１および図２２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。

【０１４８】図２１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２１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。

【０１４９】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。

【０１５０】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２２に示す。

【０１５１】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２２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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】図２３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。

【０１５６】図２３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。

【０１５７】図２４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２４に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。

【０１５８】図２４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。

【０１５９】例えば、図２４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２４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２４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２４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。

【０１６０】図２４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２４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２４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。

【０１６１】図２４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２４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２４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。

【０１６２】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４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２４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２４
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。

【０１６３】図２４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。

【０１６４】図２４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。

【０１６５】図２４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。

【０１６６】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２４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２４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２４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２４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。

【０１６７】図２４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２４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２４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。

【０１６８】図２４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２４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２４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。

【０１６９】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４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２４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２４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。

【０１７０】図２４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。

【０１７１】図２４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。

【０１７２】図２４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。

【０１７３】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２４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２４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２４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２４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。

【０１７４】図２４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２４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２４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。

【０１７５】図２４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２４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２４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。

【０１７６】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４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２４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
２４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。

【０１７７】図２４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。

【０１７８】図２５は、図２４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。

【０１７９】図２６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２６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。

【０１８０】図２６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。

【０１８１】例えば、図２６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２６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２６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２６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。

【０１８２】図２６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２６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２６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。

【０１８３】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２６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２６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２６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。

【０１８４】図２６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。

【０１８５】図２６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。

【０１８６】図２６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。

【０１８７】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２６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２６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２６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２６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。

【０１８８】図２６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２６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２６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。

【０１８９】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２６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２６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２６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。

【０１９０】図２６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。

【０１９１】図２６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。

【０１９２】図２６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。

【０１９３】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２６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２６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２６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２６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。

【０１９４】図２６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２６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２６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。

【０１９５】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２６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２６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２６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。

【０１９６】図２６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。

【０１９７】図２６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。

【０１９８】図２７は、図２６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。

【０１９９】図２８は、前景領域の画像、背景領域の画
像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、カ
バードバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像、およびアン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に分離さ
れた入力画像と、画素の画素値を時間方向に展開したモ
デル図との対応を示す図である。

【０２００】図２８に示すように、入力画像は、領域特
定部１０３により、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
ド領域を特定される。入力画像は、前景背景分離部１０
５により、特定された前景領域、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、および混合比算出部１０４により検出された
混合比αを基に、前景領域の画像、背景領域の画像、カ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像、カバード
バックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像、およびアンカバー
ドバックグラウンド領域の背景成分画像に分離される。

【０２０１】分離された前景領域の画像、背景領域の画
像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、カ
バードバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像、およびアン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像は、それ
ぞれの画像毎に、処理される。

【０２０２】図２９は、前景領域、背景領域、および混
合領域に分割された画像の例を示す図である。領域特定
部１０３は、入力画像の、前景領域、背景領域、および
混合領域を特定する。画像処理装置は、前景領域、背景
領域、および混合領域を示す領域情報を基に、入力画像
を、前景領域の画像、背景領域の画像、および混合領域
の画像に分割することができる。

【０２０３】図３０に示すように、前景背景分離部１０
５は、領域特定部１０３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、
混合領域の画像を、前景成分画像および背景成分画像に
分離する。

【０２０４】図３１は、本発明に係る画像処理装置の画
像の処理を説明するフローチャートである。

【０２０５】ステップＳ１０１において、領域特定部１
０３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、並びに入力画像を基に、入力画像
の前景領域、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を特定す
る。領域特定の処理の詳細は、後述する。

【０２０６】ステップＳ１０２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お
よび入力画像を基に、混合比αを算出する。混合比算出
部１０４の混合比αを算出する処理の詳細は、後述す
る。

【０２０７】ステップＳ１０３において、前景背景分離
部１０５は、領域特定部１０３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、入力画像を、前景領域の画像、背景領域の画
像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、カ
バードバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像、およびアン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に分離す
る。前景背景分離部１０５の画像の分離の処理の詳細
は、後述する。

【０２０８】ステップＳ１０４において、分離画像処理
部１０６は、分離された、前景領域の画像、背景領域の
画像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像、およびア
ンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像毎に、
画像の処理を実行して、処理は終了する。分離画像処理
部１０６が実行する画像処理の詳細は、後述する。

【０２０９】このように、本発明に係る画像処理装置
は、入力画像を、前景領域の画像、背景領域の画像、カ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像、カバード
バックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像、およびアンカバー
ドバックグラウンド領域の背景成分画像に分離し、分離
された、前景領域の画像、背景領域の画像、カバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像、カバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバックグラ
ウンド領域の前景成分画像、およびアンカバードバック
グラウンド領域の背景成分画像毎に画像処理を実行す
る。

【０２１０】図３２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３２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。

【０２１１】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。

【０２１２】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。

【０２１３】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。

【０２１４】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。

【０２１５】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。

【０２１６】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。

【０２１７】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。

【０２１８】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。

【０２１９】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。

【０２２０】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。

【０２２１】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。

【０２２２】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。

【０２２３】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。

【０２２４】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。

【０２２５】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。

【０２２６】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。

【０２２７】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。

【０２２８】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。

【０２２９】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。

【０２３０】次に、領域特定部１０３の処理の例を図３
３乃至図３７を参照して説明する。

【０２３１】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３３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。

【０２３２】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３４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３４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。

【０２３３】図３４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。

【０２３４】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。

【０２３５】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。

【０２３６】図３４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。

【０２３７】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。

【０２３８】図３５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。

【０２３９】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。

【０２４０】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。

【０２４１】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。

【０２４２】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。

【０２４３】図３６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。

【０２４４】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。

【０２４５】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。

【０２４６】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。

【０２４７】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。

【０２４８】図３７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。

【０２４９】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。

【０２５０】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。

【０２５１】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。

【０２５２】図３８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３８（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３８（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。

【０２５３】図３８（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３８
（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。

【０２５４】図３９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３９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。

【０２５５】次に、図４０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。

【０２５６】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。

【０２５７】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。

【０２５８】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。

【０２５９】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。

【０２６０】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。

【０２６１】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。

【０２６２】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。

【０２６３】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。

【０２６４】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。

【０２６５】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。

【０２６６】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。

【０２６７】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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】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。

【０２７１】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。

【０２７２】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。

【０２７３】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。

【０２７４】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。

【０２７５】図４１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４１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。

【０２７６】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４２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４２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。

【０２７７】図４２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。

【０２７８】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。

【０２７９】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。

【０２８０】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。

【０２８１】背景画像生成部３０１が生成する、図４２
の例に対応する背景画像の例を図４３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。

【０２８２】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。

【０２８３】図４４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。

【０２８４】相関値演算部３２１は、例えば、図４５
（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４５（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。

【０２８５】

【数２】

【数３】

【数４】

【０２８６】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。

【０２８７】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
４６（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４６（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を算出するようにしても
よい。

【０２８８】

【数５】

【０２８９】相関値演算部３２１は、このように算出さ
れた差分絶対値を相関値として、しきい値処理部３２２
に供給する。

【０２９０】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。

【０２９１】図４７は、図４２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。

【０２９２】図４８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。

【０２９３】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。

【０２９４】図４９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。

【０２９５】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。

【０２９６】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。

【０２９７】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。

【０２９８】図５０は、図４２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。

【０２９９】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。

【０３００】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。

【０３０１】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。

【０３０２】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。

【０３０３】次に、図５１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。

【０３０４】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４５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。

【０３０５】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。

【０３０６】図５２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。

【０３０７】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。

【０３０８】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。

【０３０９】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。

【０３１０】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。

【０３１１】図５３は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図５３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４１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。

【０３１２】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。

【０３１３】図５４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。

【０３１４】図５５および図５６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５５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５６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。

【０３１５】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。

【０３１６】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。

【０３１７】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。

【０３１８】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。

【０３１９】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。

【０３２０】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。

【０３２１】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５３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４１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。

【０３２２】次に、図５３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５７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５１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。

【０３２３】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。

【０３２４】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５２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。

【０３２５】次に、図５８のフローチャートを参照し
て、図５７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。

【０３２６】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。

【０３２７】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。

【０３２８】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。

【０３２９】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。

【０３３０】このように、図５３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。

【０３３１】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。

【０３３２】図５９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。

【０３３３】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。

【０３３４】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。

【０３３５】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。

【０３３６】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。

【０３３７】理想的な混合比αの例を図６０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。

【０３３８】図６０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。

【０３３９】図６１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。

【０３４０】

【数６】

【０３４１】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。

【０３４２】 M=C06 （９） B=P06 （１０）

【０３４３】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。

【０３４４】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。

【０３４５】 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。

【０３４６】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
６２に示す。

【０３４７】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。

【０３４８】 C=α・N+f （１２）

【０３４９】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６１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。

【０３５０】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。

【０３５１】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。

【０３５２】図６３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。

【０３５３】

【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。

【０３５４】

【数８】

【０３５５】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。

【０３５６】 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。

【０３５７】

【数９】

【０３５８】結果として、βは、式（１７）で表すこと
ができる。

【０３５９】 β=2/4 （１７）

【０３６０】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。

【０３６１】 β=1-α （１８）

【０３６２】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。

【０３６３】

【数１０】

【０３６４】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。

【０３６５】

【数１１】

【０３６６】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６４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。

【０３６７】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。

【０３６８】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。

【０３６９】 α=(C-N)/(P-N) （２１） α=(C-P)/(N-P) （２２）

【０３７０】図６５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。

【０３７１】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。

【０３７２】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。

【０３７３】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。

【０３７４】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。

【０３７５】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。

【０３７６】図６６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６６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。

【０３７７】推定混合比は、混合領域において、図６０
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。

【０３７８】図５９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。

【０３７９】図６７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。

【０３８０】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。

【０３８１】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。

【０３８２】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。

【０３８３】このように、図６７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。

【０３８４】図６８のフローチャートを参照して、図５
９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６９のフローチャー
トを参照して、後述する。

【０３８５】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。

【０３８６】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。

【０３８７】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。

【０３８８】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。

【０３８９】図６７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６８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。

【０３９０】次に、図６８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６９のフローチャートを参照
して説明する。

【０３９１】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。

【０３９２】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。

【０３９３】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。

【０３９４】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。

【０３９５】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。

【０３９６】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。

【０３９７】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。

【０３９８】図６８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６９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。

【０３９９】なお、図６７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６９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。

【０４００】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。

【０４０１】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、画像処理装置
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。

【０４０２】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。

【０４０３】次に、混合比算出部１０４の他の処理につ
いて説明する。

【０４０４】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。

【０４０５】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。

【０４０６】 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。

【０４０７】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図７０に示す。

【０４０８】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７０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。

【０４０９】図７１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。

【０４１０】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。

【０４１１】例えば、図６１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。

【０４１２】 C05=α05・B05/v+f05 （２５） C06=α06・B06/v+f06 （２６） C07=α07・B07/v+f07 （２７）

【０４１３】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。

【０４１４】 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。

【０４１５】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。

【０４１６】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （２９）

【０４１７】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。

【０４１８】 s=-m・Fc （３０） t=-q・Fc （３１） u=(1-p)・Fc （３２）

【０４１９】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。

【０４２０】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。

【０４２１】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。

【０４２２】 f(x)=is+u （３３）

【０４２３】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。

【０４２４】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （３４）

【０４２５】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。

【０４２６】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（３４）に示す正規方程式に、画素値Mまたは画
素値Bを設定し、画素値Mまたは画素値Bが設定された複
数の正規方程式を最小自乗法で解いて、混合比αを算出
する。

【０４２７】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。 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）

【０４２８】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。

【０４２９】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。

【０４３０】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。

【０４３１】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。

【０４３２】 x=(j+1)・3+(k+1) （４４）

【０４３３】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。

【０４３４】

【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。

【０４３５】式（４５）から、式（４６）を導くことが
できる。

【０４３６】

【数１３】

【０４３７】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。

【０４３８】

【数１４】

【０４３９】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。

【０４４０】

【数１５】

【０４４１】式（４８）に式（４６）を代入すると、式
（４９）を得る。

【０４４２】

【数１６】

【０４４３】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。

【０４４４】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。

【０４４５】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。

【０４４６】例えば、図６１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。

【０４４７】図６２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。

【０４４８】また、例えば、図７２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。 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）

【０４４９】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。

【０４５０】図７２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。 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）

【０４５１】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。

【０４５２】図７３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。

【０４５３】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。

【０４５４】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。

【０４５５】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。

【０４５６】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。

【０４５７】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。

【０４５８】図７４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７４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。

【０４５９】推定混合比は、混合領域において、図６０
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。

【０４６０】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。

【０４６１】図７５のフローチャートを参照して、推定
混合比処理部４０１が図７３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７６のフローチャートを参照して、後述する。

【０４６２】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。

【０４６３】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。

【０４６４】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。

【０４６５】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。

【０４６６】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。

【０４６７】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。

【０４６８】次に、図７５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７６のフローチャートを参照
して説明する。

【０４６９】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。

【０４７０】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。

【０４７１】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。

【０４７２】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。

【０４７３】図７５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７６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。

【０４７４】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。

【０４７５】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図７７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６０３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６０３に供給される。

【０４７６】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。

【０４７７】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、および混合比αを基に、入力画
像のカバードバックグラウンド領域から前景の成分を分
離するとともに、背景の成分を分離して、分離された前
景の成分より構成されるカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像、および分離された背景の成分より構成
されるカバードバックグラウンド領域の背景成分画像を
出力する。

【０４７８】分離部６０１は、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
力画像のアンカバードバックグラウンド領域から前景の
成分を分離するとともに、背景の成分を分離して、分離
された前景の成分より構成されるアンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像、および分離された背景の
成分より構成されるアンカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像を出力する。

【０４７９】スイッチ６０２は、前景領域を示す領域情
報を基に、前景領域に対応する画素が入力されたとき、
閉じられ、前景領域の画像を出力する。

【０４８０】スイッチ６０３は、背景領域を示す領域情
報を基に、背景領域に対応する画素が入力されたとき、
閉じられ、背景領域の画像を出力する。

【０４８１】図７８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。

【０４８２】図７８（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図７８（Ｂ）は、図７８（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。

【０４８３】図７８（Ａ）および図７８（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される背景領域の
画像は、背景領域に属する画素から構成される。

【０４８４】図７８（Ａ）および図７８（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される前景領域の
画像は、前景領域に属する画素から構成される。

【０４８５】アンカバードバックグラウンド領域の画素
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、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像
を構成し、分離された前景の成分は、アンカバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像を構成する。

【０４８６】カバードバックグラウンド領域の画素の画
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、
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像を構成
し、分離された前景の成分は、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像を構成する。

【０４８７】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。

【０４８８】図７９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
７９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。

【０４８９】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。

【０４９０】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。

【０４９１】図８０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８０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８０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。

【０４９２】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。

【０４９３】 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。

【０４９４】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。

【０４９５】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （６９）

【０４９６】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。

【０４９７】 f16=C16-α16・P16 （７０） f17=C17-α17・P17 （７１）

【０４９８】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。

【０４９９】 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。

【０５００】図８１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８１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８１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。

【０５０１】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。

【０５０２】 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。

【０５０３】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。

【０５０４】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （７４）

【０５０５】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。

【０５０６】 f03=C03-α3・N03 （７５） f04=C04-α4・N04 （７６）

【０５０７】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。

【０５０８】 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。

【０５０９】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。

【０５１０】図８２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。

【０５１１】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。

【０５１２】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。

【０５１３】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８
０および図８１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
背景の成分を分離する。

【０５１４】分離処理ブロック６２２は、アンカバード
領域処理部６３１、およびカバード領域処理部６３２で
構成されている。

【０５１５】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く、アンカバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像として出力される。

【０５１６】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の画素の前景成分画像を
出力する。

【０５１７】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に供給する。スイッチ６５
２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
背景の成分に等しく、カバードバックグラウンド領域の
背景成分画像として出力される。

【０５１８】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の画素の前景成分画像を出力
する。

【０５１９】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。

【０５２０】次に、図８３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。

【０５２１】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。

【０５２２】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
成分を抽出し、アンカバードバックグラウンド領域の背
景成分画像として出力する。

【０５２３】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
成分を抽出し、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像として出力する。

【０５２４】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
出し、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像と
して出力する。

【０５２５】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
出し、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像と
して出力し、処理は終了する。

【０５２６】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。

【０５２７】図８４は、空間方向に、より高解像度な画
像を生成するクラス分類適応処理において使用される係
数セットを生成する分離画像処理部１０６の構成を示す
ブロック図である。例えば、図８４に構成を示す分離画
像処理部１０６は、入力されたHD画像を基に、SD画像か
らHD画像を生成するクラス分類適応処理において使用さ
れる係数セットを生成する。

【０５２８】背景領域教師画像フレームメモリ７０１
は、前景背景分離部１０５から供給された、教師画像の
背景領域の画像を記憶する。背景領域教師画像フレーム
メモリ７０１は、記憶している教師画像の背景領域の画
像を加重平均部７０７−１および学習部７１４−１に供
給する。

【０５２９】アンカバードバックグラウンド領域背景成
分教師画像フレームメモリ７０２は、前景背景分離部１
０５から供給された、教師画像のアンカバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像を記憶する。アンカバード
バックグラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ
７０２は、記憶している教師画像のアンカバードバック
グラウンド領域の背景成分画像を加重平均部７０７−２
および学習部７１４−２に供給する。

【０５３０】アンカバードバックグラウンド領域前景成
分教師画像フレームメモリ７０３は、前景背景分離部１
０５から供給された、教師画像のアンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像を記憶する。アンカバード
バックグラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ
７０３は、記憶している教師画像のアンカバードバック
グラウンド領域の前景成分画像を加重平均部７０７−３
および学習部７１４−４に供給する。

【０５３１】カバードバックグラウンド領域背景成分教
師画像フレームメモリ７０４は、前景背景分離部１０５
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像を記憶する。カバードバックグラウ
ンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７０４は、記
憶している教師画像のカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像を加重平均部７０７−４および学習部７１
４−４に供給する。

【０５３２】カバードバックグラウンド領域前景成分教
師画像フレームメモリ７０５は、前景背景分離部１０５
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像を記憶する。カバードバックグラウ
ンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７０５は、記
憶している教師画像のカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像を加重平均部７０７−５および学習部７１
４−５に供給する。

【０５３３】前景領域教師画像フレームメモリ７０６
は、前景背景分離部１０５から供給された、教師画像の
前景領域の画像を記憶する。前景領域教師画像フレーム
メモリ７０６は、記憶している教師画像の前景画像を加
重平均部７０７−６および学習部７１４−６に供給す
る。

【０５３４】加重平均部７０７−１は、背景領域教師画
像フレームメモリ７０１から供給された、例えば、HD画
像である教師画像の背景領域の画像を４分の１加重平均
して、生徒画像であるSD画像を生成し、生成したSD画像
を背景領域生徒画像フレームメモリ７０８に供給する。

【０５３５】例えば、加重平均部７０７−１は、図８５
に示すように、教師画像の２×２（横×縦）の４つの画
素（同図において、白丸で示す部分）を１単位とし、各
単位の４つの画素の画素値を加算して、加算された結果
を４で除算する。加重平均部７０７−１は、このよう
に、４分の１加重平均された結果を、各単位の中心に位
置する生徒画像の画素（同図において、黒丸で示す部
分）に設定する。

【０５３６】背景領域生徒画像フレームメモリ７０８
は、加重平均部７０７−１から供給された、教師画像の
背景領域の画像に対応する、生徒画像を記憶する。背景
領域生徒画像フレームメモリ７０８は、記憶している、
教師画像の背景領域の画像に対応する生徒画像を学習部
７１４−１に供給する。

【０５３７】加重平均部７０７−２は、アンカバードバ
ックグラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７
０２から供給された、HD画像である教師画像のアンカバ
ードバックグラウンド領域の背景成分画像を、例えば、
４分の１加重平均して、生徒画像であるSD画像を生成
し、生成したSD画像をアンカバードバックグラウンド領
域背景成分生徒画像フレームメモリ７０９に供給する。

【０５３８】アンカバードバックグラウンド領域背景成
分生徒画像フレームメモリ７０９は、加重平均部７０７
−２から供給された、教師画像のアンカバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像に対応する、SD画像である
生徒画像を記憶する。アンカバードバックグラウンド領
域背景成分生徒画像フレームメモリ７０９は、記憶して
いる、教師画像のアンカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像に対応する生徒画像を学習部７１４−２に
供給する。

【０５３９】加重平均部７０７−３は、アンカバードバ
ックグラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７
０３から供給された、HD画像である教師画像のアンカバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像を、例えば、
４分の１加重平均して、生徒画像であるSD画像を生成
し、生成したSD画像をアンカバードバックグラウンド領
域前景成分生徒画像フレームメモリ７１０に供給する。

【０５４０】アンカバードバックグラウンド領域前景成
分生徒画像フレームメモリ７１０は、加重平均部７０７
−３から供給された、教師画像のアンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像に対応する、SD画像である
生徒画像を記憶する。アンカバードバックグラウンド領
域前景成分生徒画像フレームメモリ７１０は、記憶して
いる、教師画像のアンカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像に対応する生徒画像を学習部７１４−３に
供給する。

【０５４１】加重平均部７０７−４は、カバードバック
グラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７０４
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像を、例えば、４分の１加重平均し
て、生徒画像であるSD画像を生成し、生成したSD画像を
カバードバックグラウンド領域背景成分生徒画像フレー
ムメモリ７１１に供給する。

【０５４２】カバードバックグラウンド領域背景成分生
徒画像フレームメモリ７１１は、加重平均部７０７−４
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像に対応する、SD画像である生徒画像
を記憶する。カバードバックグラウンド領域背景成分生
徒画像フレームメモリ７１１は、記憶している、教師画
像のカバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対
応する生徒画像を学習部７１４−４に供給する。

【０５４３】加重平均部７０７−５は、カバードバック
グラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７０５
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像を、例えば、４分の１加重平均し
て、生徒画像であるSD画像を生成し、生成したSD画像を
カバードバックグラウンド領域前景成分生徒画像フレー
ムメモリ７１２に供給する。

【０５４４】カバードバックグラウンド領域前景成分生
徒画像フレームメモリ７１２は、加重平均部７０７−５
から供給された、教師画像のカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像に対応する、SD画像である生徒画像
を記憶する。カバードバックグラウンド領域前景成分生
徒画像フレームメモリ７１２は、記憶している、教師画
像のカバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対
応する生徒画像を学習部７１４−５に供給する。

【０５４５】加重平均部７０７−６は、前景領域教師画
像フレームメモリ７０６から供給された、例えば、HD画
像である教師画像の前景領域の画像を４分の１加重平均
して、生徒画像であるSD画像を生成し、生成したSD画像
を前景領域生徒画像フレームメモリ７１３に供給する。

【０５４６】前景領域生徒画像フレームメモリ７１３
は、加重平均部７０７−６から供給された、教師画像の
前景領域の画像に対応する、SD画像である生徒画像を記
憶する。前景領域生徒画像フレームメモリ７１３は、記
憶している、教師画像の前景領域の画像に対応する生徒
画像を学習部７１４−６に供給する。

【０５４７】学習部７１４−１は、背景領域教師画像フ
レームメモリ７０１から供給された教師画像の背景領域
の画像、および背景領域生徒画像フレームメモリ７０８
から供給された、教師画像の背景領域の画像に対応する
生徒画像を基に、背景領域に対応する係数セットを生成
し、生成した係数セットを係数セットメモリ７１５に供
給する。

【０５４８】学習部７１４−２は、アンカバードバック
グラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７０２
から供給された教師画像のアンカバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像、およびアンカバードバックグラ
ウンド領域背景成分生徒画像フレームメモリ７０９から
供給された、教師画像のアンカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像に対応する生徒画像を基に、アンカ
バードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応する
係数セットを生成し、生成した係数セットを係数セット
メモリ７１５に供給する。

【０５４９】学習部７１４−３は、アンカバードバック
グラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７０３
から供給された教師画像のアンカバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像、およびアンカバードバックグラ
ウンド領域前景成分生徒画像フレームメモリ９０９から
供給された、教師画像のアンカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像に対応する生徒画像を基に、アンカ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像に対応する
係数セットを生成し、生成した係数セットを係数セット
メモリ７１５に供給する。

【０５５０】学習部７１４−４は、カバードバックグラ
ウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７０４から
供給された教師画像のカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域背
景成分生徒画像フレームメモリ７１１から供給された、
教師画像のカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像に対応する生徒画像を基に、カバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像に対応する係数セットを生成し、
生成した係数セットを係数セットメモリ７１５に供給す
る。

【０５５１】学習部７１４−５は、カバードバックグラ
ウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７０５から
供給された教師画像のカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域前
景成分生徒画像フレームメモリ７１２から供給された、
教師画像のカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像に対応する生徒画像を基に、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像に対応する係数セットを生成し、
生成した係数セットを係数セットメモリ７１５に供給す
る。

【０５５２】学習部７１４−６は、前景領域教師画像フ
レームメモリ７０６から供給された教師画像の前景領域
の画像、および前景領域生徒画像フレームメモリ７１３
から供給された、教師画像の前景領域の画像に対応する
生徒画像を基に、前景領域に対応する係数セットを生成
し、生成した係数セットを係数セットメモリ７１５に供
給する。

【０５５３】係数セットメモリ７１５は、学習部７１４
−１から供給された背景領域に対応する係数セット、学
習部７１４−２から供給されたアンカバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像に対応する係数セット、学習
部７１４−３から供給されたアンカバードバックグラウ
ンド領域の前景成分画像に対応する係数セット、学習部
７１４−４から供給されたカバードバックグラウンド領
域の背景成分画像に対応する係数セット、学習部７１４
−５から供給されたカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像に対応する係数セット、および学習部７１４
−６から供給された前景領域に対応する係数セットを記
憶する。

【０５５４】以下、学習部７１４−１乃至学習部７１４
−６を個々に区別する必要がないとき、単に学習部７１
４と称する。

【０５５５】図８６は、学習部７１４の構成を示すブロ
ック図である。

【０５５６】クラス分類部７３１は、クラスタップ取得
部７５１および波形分類部７５２で構成され、入力され
た生徒画像の、注目している画素である、注目画素をク
ラス分類する。クラスタップ取得部７５１は、注目画素
に対応する、生徒画像の画素である、所定の数のクラス
タップを取得し、取得したクラスタップを波形分類部７
５２に供給する。

【０５５７】例えば、図８５において、上からｉ番目
で、左からｊ番目の生徒画像の画素（図中、黒丸で示す
部分）をＸ_ijと表すとすると、クラスタップ取得部７５
１は、注目画素Ｘ_ijの左上、上、右上、左、右、左下、
下、右下に隣接する８つの画素Ｘ_(i-1)(j-1)，
Ｘ_(i-1)j，Ｘ_(i-1)(j+1)，Ｘ_i(j-1)，Ｘ_i(j+1)，Ｘ
_(i-1)(j-1)，Ｘ_(i-1)j，Ｘ_(i+1)(j+1)に、自身を含め、
合計９画素で構成されるクラスタップを取得する。この
クラスタップは、波形分類部７５２に供給される。

【０５５８】なお、この場合、クラスタップは、３×３
画素でなる正方形状のブロックで構成されることとなる
が、クラス分類用ブロックの形状は、正方形である必要
はなく、その他、例えば、長方形や、十文字形、その他
の任意な形とすることが可能である。また、クラスタッ
プを構成する画素数も、３×３の９画素に限定されるも
のではない。

【０５５９】波形分類部７５２は、入力信号を、その特
徴に基づいていくつかのクラスに分類する、クラス分類
処理を実行して、クラスタップを基に、注目画素を１つ
のクラスに分類する。波形分類部７５２は、例えば、注
目画素を５１２のクラスのうちの１つのクラスに分類
し、分類されたクラスに対応するクラス番号を予測タッ
プ取得部７３２に供給する。

【０５６０】ここで、クラス分類処理について簡単に説
明する。

【０５６１】いま、例えば、図８７（Ａ）に示すよう
に、ある注目画素と、それに隣接する３つの画素によ
り、２×２画素でなるクラスタップを構成し、また、各
画素は、１ビットで表現される（０または１のうちのい
ずれかのレベルをとる）ものとする。この場合、注目画
素を含む２×２の４画素のブロックは、各画素のレベル
分布により、図８７（Ｂ）に示すように、１６（＝（２
¹）⁴）パターンに分類することができる。従って、いま
の場合、注目画素は、１６のパターンに分類することが
でき、このようなパターン分けが、クラス分類処理であ
り、クラス分類部７３１において行われる。

【０５６２】ここで、通常、各画素には、例えば８ビッ
ト程度が割り当てられる。また、本実施の形態において
は、上述したように、クラスタップは、３×３の９画素
で構成される。従って、このようなクラスタップを対象
にクラス分類処理を行ったのでは、（２⁸）⁹という膨大
な数のクラスに分類されることになる。

【０５６３】そこで、本実施の形態においては、波形分
類部７５２において、クラスタップに対して、ＡＤＲＣ
処理が施され、これにより、クラスタップを構成する画
素のビット数を小さくすることで、クラス数を削減す
る。

【０５６４】説明を簡単にするため、図８８（Ａ）に示
すように、直線上に並んだ４画素で構成されるクラスタ
ップを考えると、ＡＤＲＣ処理においては、その画素値
の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮが検出される。そして、
ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮを、クラスタップで構成されるブ
ロックの局所的なダイナミックレンジとし、このダイナ
ミックレンジＤＲに基づいて、クラスタップのブロック
を構成する画素の画素値がＫビットに再量子化される。

【０５６５】即ち、ブロック内の各画素値から、最小値
ＭＩＮを減算し、その減算値をＤＲ／２^Kで除算する。
そして、その結果得られる除算値に対応するコード（Ａ
ＤＲＣコード）に変換される。具体的には、例えば、Ｋ
＝２とした場合、図８８（Ｂ）に示すように、除算値
が、ダイナミックレンジＤＲを４（＝２²）等分して得
られるいずれの範囲に属するかが判定され、除算値が、
最も下のレベルの範囲、下から２番目のレベルの範囲、
下から３番目のレベルの範囲、または最も上のレベルの
範囲に属する場合には、それぞれ、例えば、００Ｂ，０
１Ｂ，１０Ｂ、または１１Ｂなどの２ビットにコード化
される（Ｂは２進数であることを表す）。そして、復号
側においては、ＡＤＲＣコード００Ｂ，０１Ｂ，１０
Ｂ、または１１Ｂは、ダイナミックレンジＤＲを４等分
して得られる最も下のレベルの範囲の中心値Ｌ₀₀、下か
ら２番目のレベルの範囲の中心値Ｌ₀₁、下から３番目の
レベルの範囲の中心値Ｌ₁₀、または最も上のレベルの範
囲の中心値Ｌ₁₁に変換され、その値に、最小値ＭＩＮが
加算されることで復号が行われる。

【０５６６】ここで、このようなＡＤＲＣ処理はノンエ
ッジマッチングと呼ばれる。

【０５６７】なお、ＡＤＲＣ処理については、本件出願
人が先に出願した、例えば、特開平３−５３７７８号公
報などに、その詳細が開示されている。

【０５６８】クラスタップを構成する画素に割り当てら
れているビット数より少ないビット数で再量子化を行う
ＡＤＲＣ処理を施すことにより、上述したように、クラ
ス数を削減することができ、このようなＡＤＲＣ処理
が、波形分類部７５２において行われる。

【０５６９】なお、本実施の形態では、波形分類部７５
２において、ＡＤＲＣコードに基づいて、クラス分類処
理が行われるが、クラス分類処理は、その他、例えば、
ＤＰＣＭ（予測符号化）や、ＢＴＣ（Block Truncation
Coding）、ＶＱ（ベクトル量子化）、ＤＣＴ（離散コ
サイン変換）、アダマール変換などを施したデータを対
象に行うようにすることも可能である。

【０５７０】予測タップ取得部７３２は、クラス番号を
基に、生徒画像の画素から、クラスに対応し、元の画像
（教師画像）の予測値を計算するための単位である、予
測タップを取得し、取得した予測タップおよびクラス番
号を対応画素取得部７３３に供給する。

【０５７１】例えば、図８５において、生徒画像の画素
Ｘ_ij（図中、黒丸で示す部分）を中心とする、元の画像
（教師画像）における２×２の９画素の画素値を、その
最も左から右方向、かつ上から下方向に、Ｙ_ij（１），
Ｙ_ij（２），Ｙ_ij（３），Ｙ _ij（４）と表すとすると、
画素Ｙ_ij（１）乃至Ｙ_ij（４）の予測値の計算に必要な
係数を算出するために、予測タップ取得部７３２は、例
えば、生徒画像の画素Ｘ_ijを中心とする３×３の９画素
Ｘ_(i-1)(j-1)，Ｘ_(i-1)j，Ｘ_(i-1)(j+1)，Ｘ_{i( j-1)}，Ｘ
_ij，Ｘ_i(j+1)，Ｘ_(i+1)(j-1)，Ｘ_(i+1)j，Ｘ_(i+1)(j+1)
で構成される正方形状の予測タップを取得する。

【０５７２】具体的には、例えば、図８５において四角
形で囲む、教師画像における画素Ｙ ₃₃（１）乃至Ｙ
₃₃（４）の４画素の予測値の計算に必要な係数を算出す
るには、画素Ｘ₂₂，Ｘ₂₃，Ｘ₂₄，Ｘ₃₂，Ｘ₃₃，Ｘ₃₄，Ｘ
₄₂，Ｘ₄₃，Ｘ₄₄により、予測タップが構成される（この
場合の注目画素は、Ｘ₃₃となる）。

【０５７３】対応画素取得部７３３は、予測タップおよ
びクラス番号を基に、予測すべき画素値に対応する教師
画像の画素の画素値を取得し、予測タップ、クラス番
号、および取得した予測すべき画素値に対応する教師画
像の画素の画素値を正規方程式生成部７３４に供給す
る。

【０５７４】例えば、対応画素取得部７３３は、教師画
像における画素Ｙ₃₃（１）乃至Ｙ₃₃（４）の４画素の予
測値の計算に必要な係数を算出するとき、予測すべき画
素値に対応する教師画像の画素として、画素Ｙ₃₃（１）
乃至Ｙ₃₃（４）の画素値を取得する。

【０５７５】正規方程式生成部７３４は、予測タップ、
クラス番号、および取得した予測すべき画素値を基に、
予測タップおよび予測すべき画素値の関係に対応する、
適応処理において使用される係数セットを算出するため
の正規方程式を生成し、クラス番号と共に、生成した正
規方程式を係数計算部７３５に供給する。

【０５７６】係数計算部７３５は、正規方程式生成部７
３４から供給された正規方程式を解いて、分類されたク
ラスに対応する、適応処理において使用される係数セッ
トを計算する。係数計算部７３５は、クラス番号と共
に、計算した係数セットを係数セットメモリ７１５に供
給する。

【０５７７】正規方程式生成部７３４は、このような正
規方程式に対応する行列を生成し、係数計算部７３５
は、生成された行列を基に、係数セットを計算するよう
にしてもよい。

【０５７８】ここで、適応処理について説明する。

【０５７９】例えば、いま、教師画像の画素値ｙの予測
値Ｅ［ｙ］を、その周辺の幾つかの画素の画素値（以
下、適宜、生徒データという）ｘ₁，ｘ₂，・・・と、所
定の予測係数ｗ₁，ｗ₂，・・・の線形結合により規定さ
れる線形１次結合モデルにより求めることを考える。こ
の場合、予測値Ｅ［ｙ］は、次式で表すことができる。

【０５８０】 Ｅ［ｙ］＝ｗ₁ｘ₁＋ｗ₂ｘ₂＋・・・ （７８）

【０５８１】そこで、一般化するために、予測係数ｗの
集合でなる行列Ｗ、生徒データの集合でなる行列Ｘ、お
よび予測値Ｅ［ｙ］の集合でなる行列Ｙ’を、

【数１７】 で定義すると、次のような観測方程式が成立する。

【０５８２】 ＸＷ＝Ｙ’ （７９）

【０５８３】そして、この観測方程式に最小自乗法を適
用して、元の画像の画素値ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求
めることを考える。この場合、元の画像の画素値（以
下、適宜、教師データという）ｙの集合でなる行列Ｙ、
および元の画像の画素値ｙに対する予測値Ｅ［ｙ］の残
差ｅの集合でなる行列Ｅを、

【数１８】 で定義すると、式（７９）から、次のような残差方程式
が成立する。

【０５８４】 ＸＷ＝Ｙ＋Ｅ （８０）

【０５８５】この場合、元の画像の画素値ｙに近い予測
値Ｅ［ｙ］を求めるための予測係数ｗ_iは、自乗誤差

【数１９】 を最小にすることで求めることができる。

【０５８６】従って、上述の自乗誤差を予測係数ｗ_iで
微分したものが０になる場合、即ち、次式を満たす予測
係数ｗ_iが、元の画像の画素値ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］
を求めるため最適値ということになる。

【０５８７】

【数２０】

【０５８８】そこで、まず、式（８０）を、予測係数ｗ
_iで微分することにより、次式が成立する。

【０５８９】

【数２１】

【０５９０】式（８１）および（８２）より、式（８
３）が得られる。

【０５９１】

【数２２】

【０５９２】さらに、式（８０）の残差方程式における
生徒データｘ、予測係数ｗ、教師データｙ、および残差
ｅの関係を考慮すると、式（８３）から、次のような正
規方程式を得ることができる。

【０５９３】

【数２３】

【０５９４】式（８４）の正規方程式は、求めるべき予
測係数ｗの数と同じ数だけたてることができ、従って、
式（８４）を解くことで、最適な予測係数ｗを求めるこ
とができる。なお、式（８４）を解くにあたっては、例
えば、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）などを適用
することが可能である。

【０５９５】以上のようにして、クラスごとに最適な予
測係数ｗを求め、さらに、その予測係数ｗを用い、式
（７８）により、教師画像の画素値ｙに近い予測値Ｅ
［ｙ］を求めるのが適応処理である。

【０５９６】正規方程式生成部７３４は、クラスごとに
最適な予測係数ｗを算出するための正規方程式を生成
し、係数計算部７３５は、生成された正規方程式を基
に、予測係数ｗを算出する。

【０５９７】なお、適応処理は、間引かれた画像には含
まれていない、元の画像に含まれる成分が再現される点
で、補間処理とは異なる。即ち、適応処理は、式（７
８）だけを見る限りは、いわゆる補間フィルタを用いて
の補間処理と同一であるが、その補間フィルタのタップ
係数に相当する予測係数ｗが、教師データｙを用いて
の、いわば学習により求められるため、元の画像に含ま
れる成分を再現することができる。このことから、適応
処理は、いわば画像の創造作用がある処理ということが
できる。

【０５９８】図８９は、図８４に構成を示す分離画像処
理部１０６が生成する係数セットを説明する図である。
入力画像は、領域特定部１０３により、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が特定される。

【０５９９】領域が特定され、混合比算出部１０４によ
り混合比αが検出された入力画像は、前景背景分離部１
０５により、前景領域の画像、背景領域の画像、カバー
ドバックグラウンド領域の前景成分画像、カバードバッ
クグラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバック
グラウンド領域の前景成分画像、およびアンカバードバ
ックグラウンド領域の背景成分画像に分離される。

【０６００】分離画像処理部１０６は、分離された前景
領域の画像、背景領域の画像、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像、カバードバックグラウンド領域
の背景成分画像、アンカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像、およびアンカバードバックグラウンド領
域の背景成分画像を基に、前景領域の画像に対応する係
数セット、背景領域の画像に対応する係数セット、カバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像に対応する係
数セット、カバードバックグラウンド領域の背景成分画
像に対応する係数セット、アンカバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像に対応する係数セット、およびア
ンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応
する係数セットを個々に算出する。

【０６０１】すなわち、学習部７１４−１は、分離され
た背景領域の画像を基に、背景領域に対応する係数セッ
トを算出し、学習部７１４−２は、分離されたアンカバ
ードバックグラウンド領域の背景成分画像を基に、アン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応す
る係数セットを算出し、学習部７１４−３は、分離され
たアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画像を
基に、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像に対応する係数セットを算出し、学習部７１４−４
は、分離されたカバードバックグラウンド領域の背景成
分画像を基に、カバードバックグラウンド領域の背景成
分画像に対応する係数セットを算出し、学習部７１４−
５は、分離されたカバードバックグラウンド領域の前景
成分画像を基に、カバードバックグラウンド領域の前景
成分画像に対応する係数セットを算出し、学習部７１４
−６は、分離された前景領域の画像を基に、前景領域に
対応する係数セットを算出する。

【０６０２】背景領域に対応する係数セットは、画素値
を予測するクラス分類適応処理において、背景領域の画
素値の予測に使用される。アンカバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像に対応する係数セットは、画素値
を予測するクラス分類適応処理において、アンカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像に対応する画素値
の予測に使用される。アンカバードバックグラウンド領
域の前景成分画像に対応する係数セットは、画素値を予
測するクラス分類適応処理において、アンカバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像に対応する画素値の予
測に使用される。

【０６０３】カバードバックグラウンド領域の背景成分
画像に対応する係数セットは、画素値を予測するクラス
分類適応処理において、カバードバックグラウンド領域
の背景成分画像に対応する画素値の予測に使用される。
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対応す
る係数セットは、画素値を予測するクラス分類適応処理
において、カバードバックグラウンド領域の前景成分画
像に対応する画素値の予測に使用される。

【０６０４】前景領域に対応する係数セットは、画素値
を予測するクラス分類適応処理において、前景領域の画
素値の予測に使用される。

【０６０５】背景領域の画像に対応する予測画像、アン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応す
る予測画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景
成分画像に対応する予測画像、カバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像に対応する予測画像、カバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像に対応する予測画
像、および前景領域の画像に対応する予測画像は、合成
され、１つの予測画像とされる。

【０６０６】図９０のフローチャートを参照して、図８
４に構成を示す分離画像処理部１０６による、クラス分
類適応処理による画素値の予測に使用される係数セット
を生成する学習の処理を説明する。

【０６０７】ステップＳ７０１において、加重平均部７
０７−１乃至７０７−６は、背景領域の画像、前景領域
の画像、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分
画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、お
よびカバードバックグラウンド領域の前景成分画像の生
徒画像を生成する。すなわち、加重平均部７０７−１
は、背景領域教師画像フレームメモリ７０１に記憶され
ている、教師画像の背景領域の画像を、例えば、４分の
１加重平均して、教師画像の背景領域の画像に対応する
生徒画像を生成する。

【０６０８】加重平均部７０７−２は、アンカバードバ
ックグラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７
０２に記憶されている、教師画像のアンカバードバック
グラウンド領域の背景成分画像を、例えば、４分の１加
重平均して、教師画像のアンカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像に対応する生徒画像を生成する。

【０６０９】加重平均部７０７−３は、アンカバードバ
ックグラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７
０３に記憶されている、教師画像のアンカバードバック
グラウンド領域の前景成分画像を、例えば、４分の１加
重平均して、教師画像のアンカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像に対応する生徒画像を生成する。

【０６１０】加重平均部７０７−４は、カバードバック
グラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ７０４
に記憶されている、教師画像のカバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像を、例えば、４分の１加重平均し
て、教師画像のカバードバックグラウンド領域の背景成
分画像に対応する生徒画像を生成する。

【０６１１】加重平均部７０７−５は、カバードバック
グラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ７０５
に記憶されている、教師画像のカバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像を、例えば、４分の１加重平均し
て、教師画像のカバードバックグラウンド領域の前景成
分画像に対応する生徒画像を生成する。

【０６１２】加重平均部７０７−６は、前景領域教師画
像フレームメモリ７０６に記憶されている、教師画像の
前景領域の画像を、例えば、４分の１加重平均して、教
師画像の前景領域の画像に対応する生徒画像を生成す
る。

【０６１３】ステップＳ７０２において、学習部７１４
−１は、背景領域教師画像フレームメモリ７０１に記憶
されている教師画像の背景領域の画像、および背景領域
生徒画像フレームメモリ７０８に記憶されている、教師
画像の背景領域の画像に対応する生徒画像を基に、背景
領域に対応する係数セットを生成する。ステップＳ７０
２における係数セットの生成の処理の詳細は、図９１の
フローチャートを参照して後述する。

【０６１４】ステップＳ７０３において、学習部７１４
−２は、アンカバードバックグラウンド領域背景成分教
師画像フレームメモリ７０２に記憶されている、教師画
像のアンカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像、およびアンカバードバックグラウンド領域背景成分
生徒画像フレームメモリ７０９に記憶されている、教師
画像のアンカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像に対応する生徒画像を基に、アンカバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像に対応する係数セットを生成
する。

【０６１５】ステップＳ７０４において、学習部７１４
−３は、アンカバードバックグラウンド領域前景成分教
師画像フレームメモリ７０３に記憶されている、教師画
像のアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、およびアンカバードバックグラウンド領域前景成分
生徒画像フレームメモリ７１０に記憶されている、教師
画像のアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像に対応する生徒画像を基に、アンカバードバックグラ
ウンド領域の前景成分画像に対応する係数セットを生成
する。

【０６１６】ステップＳ７０５において、学習部７１４
−４は、カバードバックグラウンド領域背景成分教師画
像フレームメモリ７０４に記憶されている、教師画像の
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、および
カバードバックグラウンド領域背景成分生徒画像フレー
ムメモリ７１１に記憶されている、教師画像のカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像に対応する生徒画
像を基に、カバードバックグラウンド領域の背景成分画
像に対応する係数セットを生成する。

【０６１７】ステップＳ７０６において、学習部７１４
−５は、カバードバックグラウンド領域前景成分教師画
像フレームメモリ７０５に記憶されている、教師画像の
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、および
カバードバックグラウンド領域前景成分生徒画像フレー
ムメモリ７１２に記憶されている、教師画像のカバード
バックグラウンド領域の前景成分画像に対応する生徒画
像を基に、カバードバックグラウンド領域の前景成分画
像に対応する係数セットを生成する。

【０６１８】ステップＳ７０７において、学習部７１４
−６は、前景領域教師画像フレームメモリ７０６に記憶
されている教師画像の前景領域の画像、および前景領域
生徒画像フレームメモリ７１３に記憶されている、教師
画像の前景領域の画像に対応する生徒画像を基に、前景
領域に対応する係数セットを生成する。

【０６１９】ステップＳ７０８において、学習部７１４
−１乃至７１２−４は、それぞれ、背景領域に対応する
係数セット、アンカバードバックグラウンド領域の背景
成分画像に対応する係数セット、アンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像に対応する係数セット、カ
バードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応する
係数セット、カバードバックグラウンド領域の前景成分
画像に対応する係数セット、または前景領域に対応する
係数セットを係数セットメモリ７１５に出力する。係数
セットメモリ７１５は、背景領域、前景領域、アンカバ
ードバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバー
ドバックグラウンド領域の前景成分画像、カバードバッ
クグラウンド領域の背景成分画像、またはカバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像のそれぞれに対応する
係数セットを記憶して、処理は終了する。

【０６２０】このように、図８４に構成を示す分離画像
処理部１０６は、背景領域の画像に対応する係数セッ
ト、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像
に対応する係数セット、アンカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像に対応する係数セット、カバードバ
ックグラウンド領域の背景成分画像に対応する係数セッ
ト、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対
応する係数セット、および前景領域の画像に対応する係
数セットを生成することができる。

【０６２１】なお、ステップＳ７０２乃至ステップＳ７
０７の処理を、シリアルに実行しても、パラレルに実行
しても良いことは勿論である。

【０６２２】次に、図９１のフローチャートを参照し
て、ステップＳ７０２の処理に対応する、学習部７１４
−１が実行する背景領域に対応する係数セットの生成の
処理を説明する。

【０６２３】ステップＳ７２１において、学習部７１４
−１は、背景領域に対応する生徒画像に未処理の画素が
あるか否かを判定し、背景領域に対応する生徒画像に未
処理の画素があると判定された場合、ステップＳ７２２
に進み、ラスタースキャン順に、背景領域に対応する生
徒画像から注目画素を取得する。

【０６２４】ステップＳ７２３において、クラス分類部
７３１のクラスタップ取得部７５１は、背景領域生徒画
像フレームメモリ７０８に記憶されている生徒画像か
ら、注目画素に対応するクラスタップを取得する。ステ
ップＳ７２４において、クラス分類部７３１の波形分類
部７５２は、クラスタップに対して、ＡＤＲＣ処理を適
用し、これにより、クラスタップを構成する画素のビッ
ト数を小さくして、注目画素をクラス分類する。ステッ
プＳ７２５において、予測タップ取得部７３２は、分類
されたクラスを基に、背景領域生徒画像フレームメモリ
７０８に記憶されている生徒画像から、注目画素に対応
する予測タップを取得する。

【０６２５】ステップＳ７２６において、対応画素取得
部７３３は、分類されたクラスを基に、背景領域教師画
像フレームメモリ７０１に記憶されている教師画像の背
景領域の画像から、予測すべき画素値に対応する画素を
取得する。

【０６２６】ステップＳ７２７において、正規方程式生
成部７３４は、分類されたクラスを基に、クラス毎の行
列に、予測タップおよび予測すべき画素値に対応する画
素の画素値を足し込み、ステップＳ７２１に戻り、分離
画像処理部１０６は、未処理の画素があるか否かの判定
を繰り返す。予測タップおよび予測すべき画素値に対応
する画素の画素値を足し込まれるクラス毎の行列は、ク
ラス毎の係数セットを計算するための正規方程式に対応
している。

【０６２７】ステップＳ７２１において、生徒画像に未
処理の画素がないと判定された場合、ステップＳ７２８
に進み、正規方程式生成部７３４は、予測タップおよび
予測すべき画素値に対応する画素の画素値が設定され
た、クラス毎の行列を係数計算部７３５に供給する。係
数計算部７３５は、予測タップおよび予測すべき画素値
に対応する画素の画素値が設定された、クラス毎の行列
を解いて、背景領域に対応する、クラス毎の係数セット
を計算する。

【０６２８】なお、係数計算部７３５は、線形予測によ
り画素値を予測するための係数セットに限らず、非線形
予測により画素値を予測するための係数セットを計算す
るようにしてもよい。

【０６２９】ステップＳ７２９において、係数計算部７
３５は、背景領域に対応する、クラス毎の係数セットを
係数セットメモリ７１５に出力し、処理は終了する。

【０６３０】このように、学習部７１４−１は、背景領
域に対応する係数セットを生成することができる。

【０６３１】ステップＳ７０３に対応する、学習部７１
４−２による、アンカバードバックグラウンド領域の背
景成分画像に対応する係数セットの生成の処理は、アン
カバードバックグラウンド領域背景成分教師画像フレー
ムメモリ７０２に記憶されているアンカバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像、およびアンカバードバッ
クグラウンド領域背景成分生徒画像フレームメモリ７０
９に記憶されているアンカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像に対応する生徒画像を使用することを除
いて、図９１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。

【０６３２】ステップＳ７０４に対応する、学習部７１
４−３による、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像に対応する係数セットの生成の処理は、アン
カバードバックグラウンド領域前景成分教師画像フレー
ムメモリ７０３に記憶されているアンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像、およびアンカバードバッ
クグラウンド領域前景成分生徒画像フレームメモリ７１
０に記憶されているアンカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像に対応する生徒画像を使用することを除
いて、図９１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。

【０６３３】ステップＳ７０５に対応する、学習部７１
４−４による、カバードバックグラウンド領域の背景成
分画像に対応する係数セットの生成の処理は、カバード
バックグラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ
７０４に記憶されているカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域
背景成分生徒画像フレームメモリ７１１に記憶されてい
るカバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応
する生徒画像を使用することを除いて、図９１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。

【０６３４】ステップＳ７０６に対応する、学習部７１
４−５による、カバードバックグラウンド領域の前景成
分画像に対応する係数セットの生成の処理は、カバード
バックグラウンド領域前景成分教師画像フレームメモリ
７０５に記憶されているカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域
前景成分生徒画像フレームメモリ７１２に記憶されてい
るカバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対応
する生徒画像を使用することを除いて、図９１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。

【０６３５】ステップＳ７０７に対応する、学習部７１
４−６による、前景領域に対応する係数セットの生成の
処理は、前景領域教師画像フレームメモリ７０６に記憶
されている前景領域の画像、および前景領域生徒画像フ
レームメモリ７１３に記憶されている前景領域の画像に
対応する生徒画像を使用することを除いて、図９１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。

【０６３６】このように、図８４に構成を示す分離画像
処理部１０６は、背景領域に対応する係数セット、アン
カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対応す
る係数セット、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像に対応する係数セット、カバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像に対応する係数セット、カバ
ードバックグラウンド領域の前景成分画像に対応する係
数セット、および前景領域に対応する係数セットを個々
に生成することができる。

【０６３７】図９２は、クラス分類適応処理を実行し
て、空間方向に、より高解像度な画像を生成する分離画
像処理部１０６の構成を示すブロック図である。例え
ば、図９２に構成を示す分離画像処理部１０６は、SD画
像である入力画像を基に、クラス分類適応処理を実行し
て、HD画像を生成する。

【０６３８】背景領域フレームメモリ８０１は、前景背
景分離部１０５から供給された、背景領域に属する画素
からなる背景領域の画像を記憶する。背景領域フレーム
メモリ８０１は、記憶している背景領域の画像をマッピ
ング部８０７−１に供給する。

【０６３９】アンカバードバックグラウンド領域背景成
分画像フレームメモリ８０２は、前景背景分離部１０５
から供給された、アンカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像を記憶する。アンカバードバックグラウン
ド領域背景成分画像フレームメモリ８０２は、記憶して
いるアンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像
をマッピング部８０７−２に供給する。

【０６４０】アンカバードバックグラウンド領域前景成
分画像フレームメモリ８０３は、前景背景分離部１０５
から供給された、アンカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像を記憶する。アンカバードバックグラウン
ド領域前景成分画像フレームメモリ８０３は、記憶して
いるアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画像
をマッピング部８０７−３に供給する。

【０６４１】カバードバックグラウンド領域背景成分画
像フレームメモリ８０４は、前景背景分離部１０５から
供給された、カバードバックグラウンド領域の背景成分
画像を記憶する。カバードバックグラウンド領域背景成
分画像フレームメモリ８０４は、記憶しているカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像をマッピング部８
０７−４に供給する。

【０６４２】カバードバックグラウンド領域前景成分画
像フレームメモリ８０５は、前景背景分離部１０５から
供給された、カバードバックグラウンド領域の前景成分
画像を記憶する。カバードバックグラウンド領域前景成
分画像フレームメモリ８０５は、記憶しているカバード
バックグラウンド領域の前景成分画像をマッピング部８
０７−５に供給する。

【０６４３】前景領域フレームメモリ８０６は、前景背
景分離部１０５から供給された、前景領域に属する画素
からなる前景領域の画像を記憶する。前景領域画像フレ
ームメモリ８０６は、記憶している前景領域の画像をマ
ッピング部８０７−６に供給する。

【０６４４】マッピング部８０７−１は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、背景領域に対応する係数
セットを基に、クラス分類適応処理により、背景領域フ
レームメモリ８０１に記憶されている背景領域の画像に
対応する予測画像を生成する。マッピング部８０７−１
は、生成した予測画像を合成部８０９に供給する。

【０６４５】マッピング部８０７−２は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、アンカバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像に対応する係数セットを基
に、クラス分類適応処理により、アンカバードバックグ
ラウンド領域背景成分画像フレームメモリ８０２に記憶
されている、アンカバードバックグラウンド領域の背景
成分画像に対応する予測画像を生成する。マッピング部
８０７−２は、生成した予測画像を合成部８０９に供給
する。

【０６４６】マッピング部８０７−３は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、アンカバードバックグラ
ウンド領域の前景成分画像に対応する係数セットを基
に、クラス分類適応処理により、アンカバードバックグ
ラウンド領域前景成分画像フレームメモリ８０３に記憶
されている、アンカバードバックグラウンド領域の前景
成分画像に対応する予測画像を生成する。マッピング部
８０７−３は、生成した予測画像を合成部８０９に供給
する。

【０６４７】マッピング部８０７−４は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、カバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像に対応する係数セットを基に、ク
ラス分類適応処理により、カバードバックグラウンド領
域背景成分画像フレームメモリ８０４に記憶されてい
る、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対
応する予測画像を生成する。マッピング部８０７−４
は、生成した予測画像を合成部８０９に供給する。

【０６４８】マッピング部８０７−５は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像に対応する係数セットを基に、ク
ラス分類適応処理により、カバードバックグラウンド領
域前景成分画像フレームメモリ８０５に記憶されてい
る、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対
応する予測画像を生成する。マッピング部８０７−５
は、生成した予測画像を合成部８０９に供給する。

【０６４９】マッピング部８０７−６は、係数セットメ
モリ８０８に記憶されている、前景領域に対応する係数
セットを基に、クラス分類適応処理により、前景領域フ
レームメモリ８０６に記憶されている前景領域の画像に
対応する予測画像を生成する。マッピング部８０７−６
は、生成した予測画像を合成部８０９に供給する。

【０６５０】合成部８０９は、マッピング部８０７−１
から供給された背景領域の画像に対応する予測画像、マ
ッピング部８０７−２から供給されたアンカバードバッ
クグラウンド領域の背景成分画像に対応する予測画像、
マッピング部８０７−３から供給されたアンカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像に対応する予測画
像、マッピング部８０７−４から供給されたカバードバ
ックグラウンド領域の背景成分画像に対応する予測画
像、マッピング部８０７−５から供給されたカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像に対応する予測画
像、およびマッピング部８０７−６から供給された前景
領域の画像に対応する予測画像を合成し、合成された予
測画像をフレームメモリ８１０に供給する。

【０６５１】フレームメモリ８１０は、合成部８０９か
ら供給された予測画像を記憶すると共に、記憶している
画像を出力画像として出力する。

【０６５２】以下、マッピング部８０７−１乃至８０７
−６を個々に区別する必要がないとき、単にマッピング
部８０７と称する。

【０６５３】図９３は、マッピング部８０７の構成を示
すブロック図である。

【０６５４】マッピング処理部８３１は、クラス分類処
理を実行するクラス分類部８４１、並びに適応処理を実
行する予測タップ取得部８４２および予測演算部８４３
で構成されている。

【０６５５】クラス分類部８４１は、クラスタップ取得
部８５１および波形分類部８５２で構成され、背景領域
の画像、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分
画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、カ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像、または前
景領域の画像のいずれかである、分離された入力画像
の、注目している画素である、注目画素をクラス分類す
る。

【０６５６】クラスタップ取得部８５１は、分離された
入力画像の注目画素に対応する、所定の数のクラスタッ
プを取得し、取得したクラスタップを波形分類部８５２
に供給する。例えば、クラスタップ取得部８５１は、９
個のクラスタップを取得し、取得したクラスタップを波
形分類部８５２に供給する。

【０６５７】波形分類部８５２は、クラスタップに対し
て、ＡＤＲＣ処理を適用し、これにより、クラスタップ
を構成する画素のビット数を小さくして、注目画素を所
定の数のクラスのうちの１つのクラスに分類し、分類さ
れたクラスに対応するクラス番号を予測タップ取得部８
４２に供給する。例えば、波形分類部８５２は、注目画
素を５１２のクラスのうちの１つのクラスに分類し、分
類されたクラスに対応するクラス番号を予測タップ取得
部８４２に供給する。

【０６５８】予測タップ取得部８４２は、クラス番号を
基に、背景領域の画像、アンカバードバックグラウンド
領域の背景成分画像、アンカバードバックグラウンド領
域の前景成分画像、カバードバックグラウンド領域の背
景成分画像、カバードバックグラウンド領域の前景成分
画像、または前景領域の画像のいずれかである、分離さ
れた入力画像から、クラスに対応する、所定の数の予測
タップを取得し、取得した予測タップおよびクラス番号
を予測演算部８４３に供給する。

【０６５９】予測演算部８４３は、クラス番号を基に、
係数セットメモリ８０８に記憶されている背景領域、ア
ンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像、アン
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、カバー
ドバックグラウンド領域の背景成分画像、カバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像、および前景領域に対
応する係数セットから、予測しようとする画像に対応
し、クラスに対応する係数セットを取得する。予測演算
部８４３は、予測しようとする画像に対応し、クラスに
対応する係数セット、および予測タップを基に、線形予
測により予測画像の画素値を予測する。予測演算部４３
は、予測した画素値をフレームメモリ８３２に供給す
る。

【０６６０】なお、予測演算部８４３は、非線形予測に
より予測画像の画素値を予測するようしてもよい。

【０６６１】フレームメモリ８３２は、マッピング処理
部８３１から供給された、予測された画素値を記憶し、
予測された画素値からなる画像を出力する。

【０６６２】図９４乃至図９９に示す画像を参照して、
図９２に構成を示す分離画像処理部１０６を有する本発
明の画像処理装置の処理の結果の例を説明する。

【０６６３】例に示す結果を生成する処理において、本
発明の画像処理装置のクラス分類適応処理におけるクラ
スの数の総和は、従来のクラス分類適応処理におけるク
ラスの数とほぼ同一である。すなわち、従来のクラス分
類適応処理におけるクラスの数は、２０４８とし、各領
域の画像に対応する、本発明の画像処理装置のクラス分
類適応処理におけるクラスの数は、５１２とした。

【０６６４】また、従来のクラス分類適応処理における
予測タップの数、および本発明の画像処理装置の各領域
のクラス分類適応処理における予測タップの数は、９個
とし、同一とした。

【０６６５】図９４乃至図９６を参照して、カバードバ
ックグラウンド領域における予測の結果を説明する。

【０６６６】図９４（Ａ）は、教師画像の混合領域にお
ける画像の例を示す図である。図９４（Ｂ）は、教師画
像の混合領域における画像の、空間方向の位置に対応す
る画素値の変化を示す図である。

【０６６７】図９５（Ａ）は、図９４に示す教師画像に
対応する、従来のクラス分類適応処理により生成され
た、混合領域の画像の例を示す図である。図９５（Ｂ）
は、図９４に示す教師画像に対応する、従来のクラス分
類適応処理により生成された、混合領域における画像
の、空間方向の位置に対応する画素値の変化を示す図で
ある。

【０６６８】図９６（Ａ）は、図９４に示す教師画像に
対応する、図９２に構成を示す分離画像処理部１０６に
より生成された、混合領域の画像の例を示す図である。
図９５（Ｂ）は、図９４に示す教師画像に対応する、図
９２に構成を示す分離画像処理部１０６により生成され
た、混合領域における画像の、空間方向の位置に対応す
る画素値の変化を示す図である。

【０６６９】従来のクラス分類適応処理により生成され
た、混合領域における画像の画素値は、教師画像に比較
して、階段状に変化し、生成された実際の画像において
も、段階的に変化していることが、目視により確認でき
る。

【０６７０】これに対して、図９２に構成を示す分離画
像処理部１０６により生成された、混合領域における画
像の画素値は、従来に比較して、より滑らかに変化し、
教師画像により近い変化を示す。分離画像処理部１０６
により生成された画像を目視により確認しても、従来に
比較して、滑らかな画像であることが確認できる。

【０６７１】図９２に構成を示す分離画像処理部１０６
により生成された、混合領域における画像は、入力画像
を前景領域、混合領域、または背景領域に分割して、生
成された画像に比較しても、より滑らかに変化してい
る。

【０６７２】図９７乃至図９９を参照して、画素の位置
に対して画素値がほぼ直線的に変化している前景領域に
おける予測の結果を説明する。

【０６７３】図９７（Ａ）は、画素値がほぼ直線的に変
化している、教師画像の前景領域における画像の例を示
す図である。図９７（Ｂ）は、画素値がほぼ直線的に変
化している、教師画像の前景領域における画像の、空間
方向の位置に対応する画素値の変化を示す図である。

【０６７４】図９８（Ａ）は、従来のクラス分類適応処
理により生成された、図９７の画像に対応する、前景領
域の画像の例を示す図である。図９８（Ｂ）は、従来の
クラス分類適応処理により生成された、図９７の画像に
対応する、前景領域における画像の、空間方向の位置に
対応する画素値の変化を示す図である。

【０６７５】図９９（Ａ）は、図９２に構成を示す分離
画像処理部１０６により生成された、図９７の画像に対
応する、前景領域の画像の例を示す図である。図９９
（Ｂ）は、図９２に構成を示す分離画像処理部１０６に
より生成された、図９７の画像に対応する、前景領域に
おける画像の、空間方向の位置に対応する画素値の変化
を示す図である。

【０６７６】従来のクラス分類適応処理により生成され
た、前景領域における画像の画素値は、混合領域と同様
に、教師画像に比較して、階段状に変化し、実際の画像
においても、段階的に変化していることが、目視により
確認できる。

【０６７７】これに対して、図９２に構成を示す分離画
像処理部１０６により生成された、前景領域における画
像の画素値は、従来に比較して、より滑らかに変化し、
教師画像に極めて近い値となる。分離画像処理部１０６
により生成された画像の目視による確認においては、教
師画像との違いが認められなかった。

【０６７８】次に、図１００のフローチャートを参照し
て、図９２に構成を示す分離画像処理部１０６の画像の
創造の処理を説明する。

【０６７９】ステップＳ８０１において、マッピング部
８０７−１は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、背景領域に対応する係数セットを基に、クラス分類
適応処理により、背景領域フレームメモリ８０１に記憶
されている背景領域の画像に対応する画像を予測する。
背景領域の画像に対応する画像の予測の処理の詳細は、
図１０１のフローチャートを参照して後述する。

【０６８０】ステップＳ８０２において、マッピング部
８０７−２は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像
に対応する係数セットを基に、クラス分類適応処理によ
り、アンカバードバックグラウンド領域背景成分画像フ
レームメモリ８０２に記憶されている、アンカバードバ
ックグラウンド領域の背景成分画像に対応する画像を予
測する。

【０６８１】ステップＳ８０３において、マッピング部
８０７−３は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画像
に対応する係数セットを基に、クラス分類適応処理によ
り、アンカバードバックグラウンド領域前景成分画像フ
レームメモリ８０３に記憶されている、アンカバードバ
ックグラウンド領域の前景成分画像に対応する画像を予
測する。

【０６８２】ステップＳ８０４において、マッピング部
８０７−４は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像に対
応する係数セットを基に、クラス分類適応処理により、
カバードバックグラウンド領域背景成分画像フレームメ
モリ８０４に記憶されている、カバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像に対応する画像を予測する。

【０６８３】ステップＳ８０５において、マッピング部
８０７−５は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像に対
応する係数セットを基に、クラス分類適応処理により、
カバードバックグラウンド領域前景成分画像フレームメ
モリ８０５に記憶されている、カバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像に対応する画像を予測する。

【０６８４】ステップＳ８０６において、マッピング部
８０７−６は、係数セットメモリ８０８に記憶されてい
る、前景領域に対応する係数セットを基に、クラス分類
適応処理により、前景領域フレームメモリ８０６に記憶
されている前景領域の画像に対応する画像を予測する。

【０６８５】ステップＳ８０７において、合成部８０９
は、背景領域の画像に対応する予測画像、アンカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像に対応する予測画
像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画像
に対応する予測画像、カバードバックグラウンド領域の
背景成分画像に対応する予測画像、カバードバックグラ
ウンド領域の前景成分画像に対応する予測画像、および
前景領域に対応する予測画像を合成する。合成部８０９
は、合成された画像をフレームメモリ８１０に供給す
る。フレームメモリ８１０は、合成部８０９から供給さ
れた画像を記憶する。

【０６８６】ステップＳ８０８において、フレームメモ
リ８１０は、記憶している、合成された画像を出力し、
処理は終了する。

【０６８７】このように、図９２に構成を示す分離画像
処理部１０６を有する画像処理装置は、分離された、背
景領域の画像、アンカバードバックグラウンド領域の背
景成分画像、アンカバードバックグラウンド領域の前景
成分画像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画
像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、お
よび前景領域の画像毎に、予測画像を生成することがで
きる。

【０６８８】なお、ステップＳ８０１乃至ステップＳ８
０６の処理を、シリアルに実行しても、パラレルに実行
しても良いことは勿論である。

【０６８９】図１０１のフローチャートを参照して、ス
テップＳ８０１に対応する、マッピング部８０７−１に
よる背景領域に対応する画像の予測の処理を説明する。

【０６９０】ステップＳ８２１において、マッピング部
８０７−１は、背景領域の画像に未処理の画素があるか
否かを判定し、背景領域の画像に未処理の画素があると
判定された場合、ステップＳ８２２に進み、マッピング
処理部８３１は、係数セットメモリ８０８に記憶されて
いる、背景領域に対応する係数セットを取得する。ステ
ップＳ８２３において、マッピング処理部８３１は、ラ
スタースキャン順に、背景領域フレームメモリ８０１に
記憶されている背景領域の画像から注目画素を取得す
る。

【０６９１】ステップＳ８２４において、クラス分類部
８４１のクラスタップ取得部８５１は、背景領域フレー
ムメモリ８０１に記憶されている背景領域の画像から、
注目画素に対応するクラスタップを取得する。ステップ
Ｓ８２５において、クラス分類部８４１の波形分類部８
５２は、クラスタップに対して、ＡＤＲＣ処理を適用
し、これにより、クラスタップを構成する画素のビット
数を小さくして、注目画素をクラス分類する。ステップ
Ｓ８２６において、予測タップ取得部８４２は、分類さ
れたクラスを基に、背景領域フレームメモリ８０１に記
憶されている背景領域の画像から、注目画素に対応する
予測タップを取得する。

【０６９２】ステップＳ８２７において、予測演算部８
４３は、背景領域および分類されたクラスに対応する係
数セット、および予測タップを基に、線形予測により、
予測画像の画素値を予測する。

【０６９３】なお、予測演算部８４３は、線形予測に限
らず、非線形予測により予測画像の画素値を予測するよ
うにしてもよい。

【０６９４】ステップＳ８２８において、予測演算部８
４３は、予測された画素値をフレームメモリ８３２に出
力する。フレームメモリ８３２は、予測演算部８４３か
ら供給された画素値を記憶する。手続きは、ステップＳ
８２１に戻り、未処理の画素があるか否かの判定を繰り
返す。

【０６９５】ステップＳ８２１において、背景領域の画
像に未処理の画素がないと判定された場合、ステップＳ
８２９に進み、フレームメモリ８３２は、記憶されてい
る背景領域の画像に対応する予測画像を出力して、処理
は終了する。

【０６９６】このように、マッピング部８０７−１は、
分離された入力画像の背景領域の画像を基に、背景領域
の画像に対応する画像を予測することができる。

【０６９７】ステップＳ８０２に対応する、マッピング
部８０７−２による、アンカバードバックグラウンド領
域の背景成分画像に対応する予測画像の生成の処理は、
アンカバードバックグラウンド領域背景成分画像フレー
ムメモリ８０２に記憶されているアンカバードバックグ
ラウンド領域の背景成分画像、およびアンカバードバッ
クグラウンド領域の背景成分画像に対応する係数セット
を使用することを除いて、図１０１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。

【０６９８】ステップＳ８０３に対応する、マッピング
部８０７−３による、アンカバードバックグラウンド領
域の前景成分画像に対応する予測画像の生成の処理は、
アンカバードバックグラウンド領域前景成分画像フレー
ムメモリ８０３に記憶されているアンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像、およびアンカバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像に対応する係数セット
を使用することを除いて、図１０１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。

【０６９９】ステップＳ８０４に対応する、マッピング
部８０７−４による、カバードバックグラウンド領域の
背景成分画像に対応する予測画像の生成の処理は、カバ
ードバックグラウンド領域背景成分画像フレームメモリ
８０４に記憶されているカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像に対応する係数セットを使用することを
除いて、図１０１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。

【０７００】ステップＳ８０５に対応する、マッピング
部８０７−５による、カバードバックグラウンド領域の
前景成分画像に対応する予測画像の生成の処理は、カバ
ードバックグラウンド領域前景成分画像フレームメモリ
８０５に記憶されているカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像、およびカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像に対応する係数セットを使用することを
除いて、図１０１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。

【０７０１】ステップＳ８０６に対応する、マッピング
部８０７−６による、前景領域の画像に対応する予測画
像の生成の処理は、前景領域フレームメモリ８０６に記
憶されている前景領域の画像、および前景領域に対応す
る係数セットを使用することを除いて、図１０１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。

【０７０２】このように、図９２に構成を示す分離画像
処理部１０６は、背景領域の画像、アンカバードバック
グラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバックグ
ラウンド領域の前景成分画像、カバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像、カバードバックグラウンド領域
の前景成分画像、または前景領域の画像毎に予測画像を
生成することができる。

【０７０３】図１０２は、背景領域の画像、アンカバー
ドバックグラウンド領域の背景成分画像、アンカバード
バックグラウンド領域の前景成分画像、カバードバック
グラウンド領域の背景成分画像、カバードバックグラウ
ンド領域の前景成分画像、または前景領域の画像毎に、
異なる効果のエッジ強調処理を適用する分離画像処理部
１０６の構成を示すブロック図である。

【０７０４】背景領域フレームメモリ９０１は、前景背
景分離部１０５から供給された、背景領域に属する画素
からなる背景領域の画像を記憶する。背景領域フレーム
メモリ９０１は、記憶している背景領域の画像をエッジ
強調部９０７−１に供給する。

【０７０５】アンカバードバックグラウンド領域背景成
分画像フレームメモリ９０２は、前景背景分離部１０５
から供給された、アンカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像を記憶する。アンカバードバックグラウン
ド領域背景成分画像フレームメモリ９０２は、記憶して
いるアンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像
をエッジ強調部９０７−２に供給する。

【０７０６】アンカバードバックグラウンド領域前景成
分画像フレームメモリ９０３は、前景背景分離部１０５
から供給された、アンカバードバックグラウンド領域の
前景成分画像を記憶する。アンカバードバックグラウン
ド領域前景成分画像フレームメモリ９０３は、記憶して
いるアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画像
をエッジ強調部９０７−３に供給する。

【０７０７】カバードバックグラウンド領域背景成分画
像フレームメモリ９０４は、前景背景分離部１０５から
供給された、カバードバックグラウンド領域の背景成分
画像を記憶する。カバードバックグラウンド領域背景成
分画像フレームメモリ９０４は、記憶しているカバード
バックグラウンド領域の背景成分画像をエッジ強調部９
０７−４に供給する。

【０７０８】カバードバックグラウンド領域前景成分画
像フレームメモリ９０５は、前景背景分離部１０５から
供給された、カバードバックグラウンド領域の前景成分
画像を記憶する。カバードバックグラウンド領域前景成
分画像フレームメモリ９０５は、記憶しているカバード
バックグラウンド領域の前景成分画像をエッジ強調部９
０７−５に供給する。

【０７０９】前景領域フレームメモリ９０６は、前景背
景分離部１０５から供給された、前景領域に属する画素
からなる前景領域の画像を記憶する。前景領域フレーム
メモリ９０６は、記憶している前景領域の画像をエッジ
強調部９０７−６に供給する。

【０７１０】エッジ強調部９０７−１は、背景領域フレ
ームメモリ９０１に記憶されている背景領域の画像に、
背景領域の画像に適したエッジ強調の処理を適用して、
エッジ強調した背景領域の画像を合成部９０８に供給す
る。

【０７１１】例えば、エッジ強調部９０７−１は、静止
している画像である背景領域の画像に、前景領域に比較
して、エッジをより強調するエッジ強調の処理を実行す
る。このようにすることで、動いている画像にエッジ強
調の処理を適用したときの不自然な画像の劣化を発生さ
せることなく、背景領域の画像の解像度感をより増加さ
せることができる。

【０７１２】エッジ強調部９０７−２は、アンカバード
バックグラウンド領域背景成分画像フレームメモリ９０
２に記憶されている画像に、アンカバードバックグラウ
ンド領域の背景成分画像に適したエッジ強調の処理を適
用して、エッジ強調した画像を合成部９０８に供給す
る。

【０７１３】例えば、エッジ強調部９０７−２は、静止
している画像であるアンカバードバックグラウンド領域
の背景成分画像に、前景領域に比較して、エッジをより
強調するエッジ強調の処理を実行する。このようにする
ことで、動いている画像にエッジ強調の処理を適用した
ときの不自然な画像の劣化を発生させることなく、背景
領域の画像の解像度感をより増加させることができる。

【０７１４】エッジ強調部９０７−３は、アンカバード
バックグラウンド領域前景成分画像フレームメモリ９０
３に記憶されている画像に、アンカバードバックグラウ
ンド領域の前景成分画像に適したエッジ強調の処理を適
用して、エッジ強調した画像を合成部９０８に供給す
る。

【０７１５】例えば、エッジ強調部９０７−３は、動い
ている前景成分からなるカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像に、背景領域に比較して、エッジ強調の
度合いの少ないエッジ強調の処理を実行する。このよう
にすることで、カバードバックグラウンド領域の前景成
分画像において、解像度感を向上させつつ、動いている
画像にエッジ強調の処理を適用したときの不自然な画像
の劣化を減少させることができる。

【０７１６】エッジ強調部９０７−４は、カバードバッ
クグラウンド領域背景成分画像フレームメモリ９０４に
記憶されている画像に、カバードバックグラウンド領域
の背景成分画像に適したエッジ強調の処理を適用して、
エッジ強調した画像を合成部９０８に供給する。

【０７１７】例えば、エッジ強調部９０７−４は、静止
している画像であるカバードバックグラウンド領域の背
景成分画像に、前景領域に比較して、エッジをより強調
するエッジ強調の処理を実行する。このようにすること
で、動いている画像にエッジ強調の処理を適用したとき
の不自然な画像の劣化を発生させることなく、背景領域
の画像の解像度感をより増加させることができる。

【０７１８】エッジ強調部９０７−５は、カバードバッ
クグラウンド領域前景成分画像フレームメモリ９０５に
記憶されている画像に、カバードバックグラウンド領域
の前景成分画像に適したエッジ強調の処理を適用して、
エッジ強調した画像を合成部９０８に供給する。

【０７１９】例えば、エッジ強調部９０７−５は、動い
ている前景成分からなるカバードバックグラウンド領域
の前景成分画像に、背景領域に比較して、エッジ強調の
度合いの少ないエッジ強調の処理を実行する。このよう
にすることで、カバードバックグラウンド領域の前景成
分画像において、解像度感を向上させつつ、動いている
画像にエッジ強調の処理を適用したときの不自然な画像
の劣化を減少させることができる。

【０７２０】エッジ強調部９０７−６は、前景領域フレ
ームメモリ９０６に記憶されている前景領域の画像に、
前景領域の画像に適したエッジ強調の処理を適用して、
エッジ強調した前景領域の画像を合成部９０８に供給す
る。

【０７２１】例えば、エッジ強調部９０７−６は、動い
ている前景領域の画像に、背景領域に比較して、エッジ
強調の度合いの少ないエッジ強調の処理を実行する。こ
のようにすることで、前景領域の画像において、解像度
感を向上させつつ、動いている画像にエッジ強調の処理
を適用したときの不自然な画像の劣化を減少させること
ができる。

【０７２２】合成部９０８は、エッジ強調部９０７−１
から供給された、エッジ強調された背景領域の画像、エ
ッジ強調部９０７−２から供給された、エッジ強調され
たアンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像、
エッジ強調部９０７−３から供給された、エッジ強調さ
れたアンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、エッジ強調部９０７−４から供給された、エッジ強
調されたカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像、エッジ強調部９０７−５から供給された、エッジ強
調されたカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、およびエッジ強調部９０７−６から供給された、エ
ッジ強調された前景領域の画像を合成し、合成された画
像をフレームメモリ９０９に供給する。

【０７２３】フレームメモリ９０９は、合成部９０８か
ら供給された、合成された画像を記憶すると共に、記憶
している画像を出力画像として出力する。

【０７２４】このように、図７４に構成を示す分離画像
処理部１０６は、背景領域、アンカバードバックグラウ
ンド領域、カバードバックグラウンド領域、または前景
領域毎に、それぞれの画像の性質に対応したエッジ強調
処理を適用するので、画像を不自然に劣化させることな
く、画像の解像度感を増すことができる。

【０７２５】以下、エッジ強調部９０７−１乃至９０７
−６を個々に区別する必要がないとき、単にエッジ強調
部９０７と称する。

【０７２６】図１０３は、エッジ強調部９０７の構成を
示すブロック図である。分離された入力画像は、ハイパ
スフィルタ９２１および加算部９２３に入力される。

【０７２７】ハイパスフィルタ９２１は、入力されたフ
ィルタ係数を基に、入力画像から、画素位置に対して画
素値が急激に変化している、いわゆる画像の周波数の高
い成分を抽出し、画素位置に対して画素値の変化が少な
い、いわゆる画像の周波数の低い成分を除去して、エッ
ジ画像を生成する。

【０７２８】例えば、ハイパスフィルタ９２１は、図１
０４（Ａ）に示す画像が入力されたとき、図１０４
（Ｂ）に示すエッジ画像を生成する。

【０７２９】入力されるフィルタ係数が変化したとき、
ハイパスフィルタ９２１は、抽出する画像の周波数、除
去する画像の周波数、および抽出する画像のゲインを変
化させる。

【０７３０】図１０５乃至図１０８を参照して、フィル
タ係数とエッジ画像との関係を説明する。

【０７３１】図１０５は、フィルタ係数の第１の例を示
す図である。図１０５において、Eは、１０の階乗を示
す。例えば、E-04は、10^-4を示し、E-02は、10^-2を示
す。

【０７３２】例えば、ハイパスフィルタ９２１は、入力
画像の、注目している画素である注目画素の画素値、注
目画素を基準として、空間方向Ｙの所定の方向に１画素
乃至１５画素の距離だけ離れている画素の画素値、およ
び注目画素を基準として、空間方向Ｙの他の方向に１画
素乃至１５画素の距離だけ離れている画素の画素値のそ
れぞれに、図１０５に示すフィルタ係数のうち、対応す
る係数を乗算する。ハイパスフィルタ９２１は、それぞ
れの画素の画素値に対応する係数を乗算して得られた結
果の総和を算出して、算出された総和を注目画素の画素
値に設定する。

【０７３３】例えば、図１０５に示すフィルタ係数を使
用するとき、ハイパスフィルタ９２１は、注目画素の画
素値に1.2169396を乗算し、注目画素から画面の上方向
に１画素の距離だけ離れている画素の画素値に-0.52530
356を乗算し、注目画素から画面の上方向に２画素の距
離だけ離れている画素の画素値に-0.22739914を乗算す
る。

【０７３４】図１０５に示すフィルタ係数を使用すると
き、ハイパスフィルタ９２１は、同様に、注目画素から
画面の上方向に３画素乃至１３画素の距離だけ離れてい
る画素に対応する係数を乗算し、注目画素から画面の上
方向に１４画素の距離だけ離れている画素の画素値に-
0.00022540586を乗算し、注目画素から画面の上方向に
１５画素の距離だけ離れている画素の画素値に-0.00039
273163を乗算する。

【０７３５】図１０５に示すフィルタ係数を使用すると
き、ハイパスフィルタ９２１は、注目画素から画面の下
方向に１画素乃至１５画素の距離だけ離れている画素に
同様に対応する係数を乗算する。

【０７３６】ハイパスフィルタ９２１は、注目画素の画
素値、注目画素から画面の上方向に１画素乃至１５画素
の距離だけ離れている画素の画素値、および注目画素か
ら画面の下方向に１画素乃至１５画素の距離だけ離れて
いる画素の画素値のそれぞれに、対応する係数を乗算し
て得られた結果の総和を算出する。ハイパスフィルタ９
２１は、算出された総和を注目画素の画素値に設定す
る。

【０７３７】ハイパスフィルタ９２１は、注目画素の位
置を空間方向Ｘに順次移動させて、上述した処理を繰り
返し、画面全体の画素について、画素値を算出する。

【０７３８】次に、ハイパスフィルタ９２１は、上述の
ように係数を基に画素値が算出された画像の、注目して
いる画素である注目画素の画素値、注目画素を基準とし
て、空間方向Ｘの所定の方向に１画素乃至１５画素の距
離だけ離れている画素の画素値、および注目画素を基準
として、空間方向Ｘの他の方向に１画素乃至１５画素の
距離だけ離れている画素の画素値のそれぞれに、図１０
５に示すフィルタ係数のうち、対応する係数を乗算す
る。ハイパスフィルタ９２１は、それぞれの画素の画素
値に対応する係数を乗算して得られた結果の総和を算出
して、算出された総和を注目画素の画素値に設定する。

【０７３９】ハイパスフィルタ９２１は、注目画素の位
置を空間方向Ｙに順次移動させて、上述した処理を繰り
返し、画面全体の画素について、画素値を算出する。

【０７４０】すなわち、この例において、ハイパスフィ
ルタ９２１は、図１０５に示す係数を使用する、いわゆ
る１次元フィルタである。

【０７４１】図１０６は、図１０５の係数を使用すると
きのハイパスフィルタ９２１の動作を示す図である。図
１０６に示すように、図１０５の係数を使用するとき、
ハイパスフィルタ９２１における、抽出される画像成分
の最大のゲインは、１である。

【０７４２】図１０７は、フィルタ係数の第２の例を示
す図である。

【０７４３】図１０８は、図１０５に示すフィルタ係数
を使用した処理と同様の処理を、図１０７の係数を使用
して実行したときのハイパスフィルタ９２１の動作を示
す図である。図１０８に示すように、図１０７の係数を
使用するとき、ハイパスフィルタ９２１における、抽出
される画像成分の最大のゲインは、１．５である。

【０７４４】このように、ハイパスフィルタ９２１は、
供給されるフィルタ係数により、抽出する画像成分のゲ
インを変化させる。

【０７４５】ここでは例示しないが、同様に、異なるフ
ィルタ係数が供給されたとき、ハイパスフィルタ９２１
は、抽出する画像の周波数、および除去する画像の周波
数を変化させることができる。

【０７４６】図１０３に戻り、ハイパスフィルタ９２１
は、生成したエッジ画像をゲイン調整部９２２に供給す
る。

【０７４７】ゲイン調整部９２２は、入力されたゲイン
調整係数を基に、ハイパスフィルタ９２１から供給され
たエッジ画像を増幅するか、または減衰する。入力され
るゲイン調整係数が変化したとき、ゲイン調整部９２２
は、エッジ画像の増幅率（減衰率）を変化させる。例え
ば、ゲイン調整部９２２は、１以上の増幅率を指定する
ゲイン調整係数が入力されたとき、エッジ画像を増幅
し、１未満の増幅率を指定するゲイン調整係数が入力さ
れたとき、エッジ画像を減衰する。

【０７４８】ゲイン調整部９２２は、ゲインが調整され
たエッジ画像を加算部９２３に供給する。

【０７４９】加算部９２３は、分割された入力画像と、
ゲイン調整部９２２から供給された、ゲインが調整され
たエッジ画像とを加算して、加算された画像を出力す
る。

【０７５０】例えば、加算部９２３は、図１０４（Ａ）
に示す入力画像が入力され、図１０４（Ｂ）に示すエッ
ジ画像がハイパスフィルタ９２１から供給されたとき、
図１０４（Ａ）の入力画像と図１０４（Ｂ）のエッジ画
像とを加算して、図１０４（Ｃ）に示す画像を出力す
る。

【０７５１】このように、エッジ強調部９０７は、分割
された画像にエッジ強調の処理を適用する。

【０７５２】例えば、図１０３に構成を示すエッジ強調
部９０７−１は、図１０７に示す係数を使用して、エッ
ジ強調の度合いのより強いエッジ強調処理を、背景領域
の画像に適用する。図１０３に構成を示すエッジ強調部
９０７−６は、図１０５に示す係数を使用して、エッジ
強調の度合いの比較的弱いエッジ強調処理を、前景領域
の画像に適用する。

【０７５３】図１０９は、エッジ強調部９０７の他の構
成を示すブロック図である。図１０９に示す例におい
て、エッジ強調部９０７は、フィルタ９４１から構成さ
れている。

【０７５４】フィルタ９４１は、入力されたフィルタ係
数を基に、入力画像の、画素位置に対して画素値が急激
に変化している、いわゆる画像の周波数の高い成分を増
幅して、エッジ強調画像を生成する。

【０７５５】例えば、フィルタ９４１は、図１１０に例
を示す係数が供給されたとき、図１１０に例を示す係数
を基に、ハイパスフィルタ９２１で説明した処理と同様
の処理を実行する。

【０７５６】図１１１は、図１１０の係数を使用すると
きのフィルタ９４１の動作を示す図である。図１１１に
示すように、図１１０の係数を使用するとき、フィルタ
９４１は、画像の周波数の高い成分を２倍に増幅し、画
像の周波数の低い成分をそのまま通過させて、エッジ強
調画像を生成する。

【０７５７】図１１０の係数を使用するときのフィルタ
９４１は、図１０５の係数を利用し、ゲイン調整部９２
２のゲインが１であるときの、図１０３に構成を示すエ
ッジ強調部９０７の出力画像と同一の出力画像を出力す
る。

【０７５８】図１１２は、フィルタ９４１に供給される
フィルタ係数の第２の例を示す図である。

【０７５９】図１１３は、図１１２の係数を使用すると
きのフィルタ９４１の動作を示す図である。図１１３に
示すように、図１１２の係数を使用するとき、フィルタ
９４１は、画像の周波数の高い成分を２．５倍に増幅
し、画像の周波数の低い成分をそのまま通過させて、エ
ッジ強調画像を生成する。

【０７６０】図１１２の係数を使用するときのフィルタ
９４１は、図１０７の係数を利用し、ゲイン調整部９２
２のゲインが１であるときの、図１０３に構成を示すエ
ッジ強調部９０７の出力画像と同一の出力画像を出力す
る。

【０７６１】このように、図１０９に構成を示すエッジ
強調部９０７は、入力されるフィルタ係数により、画像
の高周波成分のゲインを変化させて、画像のエッジの強
調の度合いを変更することができる。

【０７６２】例えば、図１０９に構成を示すエッジ強調
部９０７−１は、図１１２に示す係数を使用して、エッ
ジ強調の度合いのより強いエッジ強調処理を、背景領域
の画像に適用する。図１０９に構成を示すエッジ強調部
９０７−６は、図１１０に示す係数を使用して、エッジ
強調の度合いの比較的弱いエッジ強調処理を、前景領域
の画像に適用する。

【０７６３】以上のように、エッジ強調部９０７−１乃
至９０７−６は、例えば、異なるフィルタ係数またはゲ
イン調整係数を基に、分割された画像の性質に対応した
エッジ強調の処理を実行する。

【０７６４】図１１４は、図１０２に構成を示す分離画
像処理部１０６の処理を説明する図である。

【０７６５】入力画像の前景領域、アンカバードバック
グラウンド領域、カバードバックグラウンド領域、およ
び背景領域は、領域特定部１０３に特定される。領域が
特定された入力画像は、前景背景分離部１０５により、
背景領域の画像、アンカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像、カバードバックグラウンド領域の背景成分
画像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、
および前景領域の画像に分離される。

【０７６６】背景領域の画像、アンカバードバックグラ
ウンド領域の背景成分画像、アンカバードバックグラウ
ンド領域の前景成分画像、カバードバックグラウンド領
域の背景成分画像、カバードバックグラウンド領域の前
景成分画像、および前景領域の画像は、図１０２に構成
を示す分離画像処理部１０６により、それぞれの画像の
性質に対応して、それぞれの画像毎にエッジ強調され
る。

【０７６７】それぞれにエッジ強調された、背景領域の
画像、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、カ
バードバックグラウンド領域の前景成分画像、および前
景領域の画像は、合成される。

【０７６８】次に、図１１５のフローチャートを参照し
て、図１０２に構成を示す分離画像処理部１０６のエッ
ジ強調の処理を説明する。

【０７６９】ステップＳ９０１において、エッジ強調部
９０７−１は、背景領域の画像の性質に対応したエッジ
強調に処理により、背景領域フレームメモリ９０１に記
憶されている背景領域の画像をエッジ強調する。

【０７７０】ステップＳ９０２において、エッジ強調部
９０７−２は、アンカバードバックグラウンド領域の背
景成分画像の性質に対応したエッジ強調に処理により、
アンカバードバックグラウンド領域背景成分画像フレー
ムメモリ９０２に記憶されている、アンカバードバック
グラウンド領域の背景成分画像をエッジ強調する。

【０７７１】ステップＳ９０３において、エッジ強調部
９０７−３は、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像の性質に対応したエッジ強調に処理により、
アンカバードバックグラウンド領域前景成分画像フレー
ムメモリ９０３に記憶されている、アンカバードバック
グラウンド領域の前景成分画像をエッジ強調する。

【０７７２】ステップＳ９０４において、エッジ強調部
９０７−４は、カバードバックグラウンド領域の背景成
分画像の性質に対応したエッジ強調に処理により、カバ
ードバックグラウンド領域背景成分画像フレームメモリ
９０４に記憶されている、カバードバックグラウンド領
域の背景成分画像をエッジ強調する。

【０７７３】ステップＳ９０５において、エッジ強調部
９０７−５は、カバードバックグラウンド領域の前景成
分画像の性質に対応したエッジ強調に処理により、カバ
ードバックグラウンド領域前景成分画像フレームメモリ
９０５に記憶されている、カバードバックグラウンド領
域の前景成分画像をエッジ強調する。

【０７７４】ステップＳ９０６において、エッジ強調部
９０７−６は、前景領域の画像の性質に対応したエッジ
強調に処理により、前景領域フレームメモリ９０６に記
憶されている前景領域の画像をエッジ強調する。

【０７７５】ステップＳ９０７において、合成部９０８
は、それぞれにエッジ強調された、背景領域の画像、ア
ンカバードバックグラウンド領域の背景成分画像、アン
カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、カバー
ドバックグラウンド領域の背景成分画像、カバードバッ
クグラウンド領域の前景成分画像、および前景領域の画
像を合成する。合成部９０８は、合成された画像をフレ
ームメモリ９０９に供給する。フレームメモリ９０９
は、合成部９０８から供給された画像を記憶する。

【０７７６】ステップＳ９０８において、フレームメモ
リ９０９は、記憶している、合成された画像を出力し、
処理は終了する。

【０７７７】このように、図１０２に構成を示す分離画
像処理部１０６は、背景領域の画像、アンカバードバッ
クグラウンド領域の背景成分画像、アンカバードバック
グラウンド領域の前景成分画像、カバードバックグラウ
ンド領域の背景成分画像、カバードバックグラウンド領
域の前景成分画像、および前景領域の画像毎に、それぞ
れの性質に対応してエッジ強調の処理を実行することが
できるので、動いている画像に不自然な歪みを生じさせ
ることなく、解像度感を向上させることができる。

【０７７８】なお、ステップＳ９０１乃至ステップＳ９
０６の処理を、シリアルに実行しても、パラレルに実行
しても良いことは勿論である。

【０７７９】また、分離画像処理部１０６が実行する処
理は、SD画像とHD画像とに対応する係数の生成、または
SD画像からHD画像を生成する処理に限らず、例えば、空
間方向により解像度の高いの画像を生成するための係数
を生成し、空間方向により解像度の高い画像を生成する
ようにしてもよい。さらに、分離画像処理部１０６は、
時間方向に、より解像度の高い画像を生成する処理を実
行するようにしてもよい。

【０７８０】なお、分離画像処理部１０６は、クラス分
類適応処理による解像度創造の処理またはエッジ強調処
理に限らず、例えば、所望の大きさへの画像のサイズの
変換、RGBなどの色信号の抽出、ノイズの除去、画像の
圧縮、または符号化など他の処理を特定された領域の画
像毎に実行するようにしてもよい。例えば、分離画像処
理部１０６に、それぞれの領域の画像に対応する動きベ
クトルを基に、動きベクトルに沿った方向の圧縮率を低
く、動きベクトルに直交する方向の圧縮率を高くして、
各領域毎の画像を圧縮させるようにすれば、従来に比較
して、画像の劣化が少ないまま、圧縮比を高くすること
ができる。

【０７８１】図１１６は、入力画像を分離して、分離さ
れた画像毎に処理する画像処理装置の機能の他の構成を
示すブロック図である。図１１に示す画像処理装置が領
域特定と混合比αの算出を順番に行うのに対して、図１
１６に示す画像処理装置は、領域特定と混合比αの算出
を並行して行う。

【０７８２】図１１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。

【０７８３】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１１０１、および前景
背景分離部１１０２に供給される。

【０７８４】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。

【０７８５】図１１７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。

【０７８６】図１１７に示す推定混合比処理部４０１
は、図５９に示す推定混合比処理部４０１と同じであ
る。図１１７に示す推定混合比処理部４０２は、図５９
に示す推定混合比処理部４０２と同じである。

【０７８７】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。

【０７８８】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。

【０７８９】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、入力画像を、
背景領域の画像、アンカバードバックグラウンド領域の
背景成分画像、アンカバードバックグラウンド領域の前
景成分画像、カバードバックグラウンド領域の背景成分
画像、カバードバックグラウンド領域の前景成分画像、
および前景領域の画像に分離し、分離された画像を分離
画像処理部１０６に供給する。

【０７９０】図１１８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。

【０７９１】図７７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。

【０７９２】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。

【０７９３】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、アンカバードバックグラウンド領域の背景成分画
像、アンカバードバックグラウンド領域の前景成分画
像、カバードバックグラウンド領域の背景成分画像、お
よびカバードバックグラウンド領域の前景成分画像に分
離する。

【０７９４】分離部６０１は、図８２に示す構成と同じ
構成とすることができる。

【０７９５】このように、図１１６に構成を示す画像処
理装置は、背景領域の画像、アンカバードバックグラウ
ンド領域の背景成分画像、アンカバードバックグラウン
ド領域の前景成分画像、カバードバックグラウンド領域
の背景成分画像、カバードバックグラウンド領域の前景
成分画像、および前景領域の画像毎に、それぞれの性質
に対応して処理を実行することができる。

【０７９６】以上のように、本発明の画像処理装置にお
いては、背景領域の画像、アンカバードバックグラウン
ド領域の背景成分画像、アンカバードバックグラウンド
領域の前景成分画像、カバードバックグラウンド領域の
背景成分画像、カバードバックグラウンド領域の前景成
分画像、および前景領域の画像に入力画像が分離され、
分離された画像に適した処理が実行されるので、例え
ば、解像度のより高い画像が生成される。

【０７９７】なお、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。

【０７９８】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適応することが可能である。

【０７９９】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。

【０８００】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１０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９１（フ
ロッピ（登録商標）ディスクを含む）、光ディスク９２
（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digita
l Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク９３（Ｍ
Ｄ（Mini-Disc）（商標）を含む）、もしくは半導体メ
モリ９４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RO
M７２や、記憶部７８に含まれるハードディスクなどで
構成される。

【０８０１】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。

【０８０２】

【発明の効果】本発明の画像処理装置および方法、記録
媒体、並びにプログラムによれば、入力画像データに基
づいて、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト
成分、および背景オブジェクトを構成する背景オブジェ
クト成分が混合されてなる混合領域と、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の一方に
より構成される非混合領域とが特定され、特定結果に対
応する領域特定情報が出力され、領域特定情報に対応し
て、少なくとも混合領域において、入力画像データが、
前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とに分離
され、分離結果に対応して、前景オブジェクト成分およ
び背景オブジェクト成分が個々に処理されるようにした
ので、背景の画像と移動する物体の画像との混ざり合い
対応して画像を処理することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】クラスタップを説明する図である。

【図３】予測タップを説明する図である。

【図４】クラス分類適応処理の概略を説明する図であ
る。

【図５】従来の係数セットを説明する図である。

【図６】従来の学習の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図７】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】入力画像の画素値、およびクラス分類適応処理
により生成された出力画像の画素値を示す図である。

【図９】従来の画像の創造の処理を説明するフローチャ
ートである。

【図１０】本発明に係る画像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１１】画像処理装置の機能の構成を示すブロック図
である。

【図１２】センサによる撮像を説明する図である。

【図１３】画素の配置を説明する図である。

【図１４】検出素子の動作を説明する図である。

【図１５】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１６】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１７】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１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

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

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

【図２１】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２２】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】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

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

【図２７】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２８】分離された画像と、画素の画素値を時間方向
に展開したモデル図との対応を示す図である。

【図２９】分割された画像の例を示す図である。

【図３０】分離された画像の例を示す図である。

【図３１】本発明に係る画像処理装置の画像の処理を説
明するフローチャートである。

【図３２】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図３３】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３４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図３５】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３６】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３７】領域判定の条件を説明する図である。

【図３８】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３９】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４０】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図４１】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４２】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４３】背景領域の画像の例を示す図である。

【図４４】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４５】相関値の算出を説明する図である。

【図４６】相関値の算出を説明する図である。

【図４７】２値オブジェクト画像の例を示す図である。

【図４８】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。

【図４９】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。

【図５０】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。

【図５１】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５２】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５３】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５４】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。

【図５５】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。

【図５６】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。

【図５７】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。

【図５８】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５９】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６０】理想的な混合比αの例を示す図である。

【図６１】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６２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。

【図６３】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６４】C，N、およびPの関係を説明する図である。

【図６５】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６６】推定混合比の例を示す図である。

【図６７】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６８】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６９】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７０】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。

【図７１】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。

【図７２】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７３】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７４】推定混合比の例を示す図である。

【図７５】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７６】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７７】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７８】入力画像、前景領域の画像、背景領域の画
像、前景成分画像、および背景成分画像を示す図であ
る。

【図７９】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８０】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８１】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８２】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。

【図８３】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８４】係数セットを生成する分離画像処理部１０６
の構成を示すブロック図である。

【図８５】教師画像と生徒画像との関係を説明する図で
ある。

【図８６】学習部７１４の構成を示すブロック図であ
る。

【図８７】クラス分類処理を説明する図である。

【図８８】ＡＤＲＣ処理を説明する図である。

【図８９】分離画像処理部１０６が生成する係数セット
を説明する図である。

【図９０】分離画像処理部１０６による、係数セットを
生成する学習の処理を説明するフローチャートである。

【図９１】背景領域に対応する係数セットの生成の処理
を説明するフローチャートである。

【図９２】クラス分類適応処理を実行して、空間方向
に、より高解像度な画像を生成する分離画像処理部１０
６の構成を示すブロック図である。

【図９３】マッピング部８０７の構成を示すブロック図
である。

【図９４】教師画像の混合領域における画像の例を示す
図である。

【図９５】従来のクラス分類適応処理により生成され
た、混合領域の画像の例を示す図である。

【図９６】本発明に係る画像処理装置により生成され
た、混合領域の画像の例を示す図である。

【図９７】教師画像の前景領域における画像の例を示す
図である。

【図９８】従来のクラス分類適応処理により生成され
た、前景領域の画像の例を示す図である。

【図９９】本発明に係る画像処理装置により生成され
た、前景領域の画像の例を示す図である。

【図１００】分離画像処理部１０６の画像の創造の処理
を説明するフローチャートである。

【図１０１】背景領域に対応する画像の予測の処理を説
明するフローチャートである。

【図１０２】領域毎に、異なる効果のエッジ強調処理を
適用する分離画像処理部１０６の構成を示すブロック図
である。

【図１０３】エッジ強調部９０７の構成を示すブロック
図である。

【図１０４】エッジ強調の処理を説明する図である。

【図１０５】フィルタ係数を示す図である。

【図１０６】ハイパスフィルタ９２１の動作を説明する
図である。

【図１０７】フィルタ係数を示す図である。

【図１０８】ハイパスフィルタ９２１の動作を説明する
図である。

【図１０９】エッジ強調部９０７の他の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１０】フィルタ係数を示す図である。

【図１１１】フィルタ９４１の動作を説明する図であ
る。

【図１１２】フィルタ係数を示す図である。

【図１１３】フィルタ９４１の動作を説明する図であ
る。

【図１１４】分離画像処理部１０６の処理を説明する図
である。

【図１１５】分離画像処理部１０６のエッジ強調の処理
を説明するフローチャートである。

【図１１６】画像処理装置の機能の他の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１７】混合比算出部１１０１の構成の一例を示す
ブロック図である。

【図１１８】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。

【符号の説明】

７１ CPU， ７２ ROM， ７３ RAM， ７６ 入力
部， ７７ 出力部，７８ 記憶部， ７９ 通信部，
９１ 磁気ディスク， ９２ 光ディスク， ９３
光磁気ディスク， ９４ 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 分離画像処理部， ２０１ フ
レームメモリ， ２０２−１乃至２０２−４ 静動判定
部， ２０３−１乃至２０３−３ 領域判定部， ２０
４ 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， ３０
１ 背景領域の画像生成部， ３０２ ２値オブジェク
ト画像抽出部， ３０３ 時間変化検出部， ３２１
相関値演算部， ３２２ しきい値処理部， ３４１
フレームメモリ，３４２ 領域判定部， ３６１ ロバ
スト化部， ３８１ 動き補償部， ３８２ スイッ
チ， ３８３−１乃至３８３−Ｎ フレームメモリ、
３８４−１乃至３８４−Ｎ 重み付け部， ３８５ 積
算部， 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， ５
０３ 演算部， ６０１分離部， ６０２ スイッチ，
６０３ スイッチ， ６２１ フレームメモリ， ６
２２ 分離処理ブロック， ６３１ アンカバード領域
処理部， ６３２ カバード領域処理部， ７０１ 背
景領域教師画像フレームメモリ， ７０２ アンカバー
ドバックグラウンド領域背景成分教師画像フレームメモ
リ， ７０３ アンカバードバックグラウンド領域前景
成分教師画像フレームメモリ，７０４ カバードバック
グラウンド領域背景成分教師画像フレームメモリ， ７
０５ カバードバックグラウンド領域前景成分教師画像
フレームメモリ， ７０６ 前景領域教師画像フレーム
メモリ， ７０７−１乃至７０７−６ 加重平均部，
７０８ 背景領域生徒画像フレームメモリ， ７０９
アンカバードバックグラウンド領域背景成分生徒画像フ
レームメモリ， ７１０ アンカバードバックグラウン
ド領域前景成分生徒画像フレームメモリ， ７１１ カ
バードバックグラウンド領域背景成分生徒画像フレーム
メモリ， ７１２ カバードバックグラウンド領域前景
成分生徒画像フレームメモリ， ７１３ 前景領域生徒
画像フレームメモリ， ７１４−１乃至７１４−６ 学
習部， ７１５ 係数セットメモリ， ７３１ クラス
分類部， ７３２ 予測タップ取得部， ７３３ 対応
画素取得部， ７３４ 正規方程式生成部， ７３５
係数計算部， ７５１クラスタップ取得部， ７５２
波形分類部， ８０１ 背景領域フレームメモリ， ８
０２ アンカバードバックグラウンド領域背景成分画像
フレームメモリ， ８０３ アンカバードバックグラウ
ンド領域前景成分画像フレームメモリ， ８０４ カバ
ードバックグラウンド領域背景成分画像フレームメモ
リ， ８０５ カバードバックグラウンド領域前景成分
画像フレームメモリ， ８０６前景領域フレームメモ
リ， ８０７−１乃至８０７−６ マッピング部， ８
０８ 係数セットメモリ， ８０９ 合成部， ８３１
マッピング処理部， ８４１ クラス分類部， ８４
２ 予測タップ取得部， ８４３ 予測演算部，８５１
クラスタップ取得部， ８５２ 波形分類部， ９０
１ 背景領域フレームメモリ， ９０２ アンカバード
バックグラウンド領域背景成分画像フレームメモリ，
９０３ アンカバードバックグラウンド領域前景成分画
像フレームメモリ， ９０４ カバードバックグラウン
ド領域背景成分画像フレームメモリ， ９０５ カバー
ドバックグラウンド領域前景成分画像フレームメモリ，
９０６ 前景領域フレームメモリ， ９０７−１乃至
９０７−６ エッジ強調部，９０８ 合成部， ９２１
ハイパスフィルタ， ９２２ ゲイン調整部，９２３
加算部， ９４１ フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 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 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 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 (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 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA12 CA16 CE03 CE09 DA06 5C021 PA58 PA79 RA01 RB03 RB06 XA03 XA07 XA08 YC13 5C023 AA06 AA07 AA16 AA37 BA04 BA13 CA01 DA02 DA03 DA04 5C054 AA04 CC02 EA01 ED12 EJ07 FC13 FC14 GA01 GA04 GB14 GB15 5L096 CA02 GA08 HA01

Claims (20)

【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
   らなる入力画像データを処理する画像処理装置におい
   て、 前記入力画像データに基づいて、前景オブジェクトを構
   成する前景オブジェクト成分、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が混合されてなる混合
   領域と、前記前景オブジェクト成分からなる前景領域、
   および前記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の一方により構成される非混合
   領域とを特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出
   力する領域特定手段と、 前記領域特定情報に対応して、少なくとも前記混合領域
   において、前記入力画像データを、前記前景オブジェク
   ト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離する分離手
   段と、 分離結果に対応して、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を個々に処理する処理手段と
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記領域特定手段は、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
   をさらに特定し、特定結果に対応する前記領域特定情報
   を出力し、 前記分離手段は、前記カバードバックグラウンド領域お
   よび前記アンカバードバックグラウンド領域において、
   前記入力画像データを、前記前景オブジェクト成分と前
   記背景オブジェクト成分とに分離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】 前記処理手段は、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毎に、クラス分類
   適応処理において使用される係数を生成することを特徴
   とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記処理手段は、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毎に、クラス分類
   適応処理により、出力画像データを生成することを特徴
   とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記処理手段は、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毎に、エッジを強
   調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】 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
   らなる入力画像データを処理する画像処理方法におい
   て、 前記入力画像データに基づいて、前景オブジェクトを構
   成する前景オブジェクト成分、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が混合されてなる混合
   領域と、前記前景オブジェクト成分からなる前景領域、
   および前記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の一方により構成される非混合
   領域とを特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出
   力する領域特定ステップと、 前記領域特定情報に対応して、少なくとも前記混合領域
   において、前記入力画像データを、前記前景オブジェク
   ト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離する分離ス
   テップと、 分離結果に対応して、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を個々に処理する処理ステッ
   プとを含むことを特徴とする画像処理方法。
7. 【請求項７】 前記領域特定ステップにおいては、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
   ラウンド領域がさらに特定され、特定結果に対応する前
   記領域特定情報が出力され、 前記分離ステップにおいては、前記カバードバックグラ
   ウンド領域および前記アンカバードバックグラウンド領
   域において、前記入力画像データが、前記前景オブジェ
   クト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離されるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
8. 【請求項８】 前記処理ステップにおいては、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毎
   に、クラス分類適応処理において使用される係数が生成
   されることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方
   法。
9. 【請求項９】 前記処理ステップにおいては、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毎
   に、クラス分類適応処理により、出力画像データが生成
   されることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方
   法。
10. 【請求項１０】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、エッジが強調されることを特徴とする請求項６に記
    載の画像処理方法。
11. 【請求項１１】 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
    からなる入力画像データを処理する画像処理用のプログ
    ラムであって、 前記入力画像データに基づいて、前景オブジェクトを構
    成する前景オブジェクト成分、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が混合されてなる混合
    領域と、前記前景オブジェクト成分からなる前景領域、
    および前記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の一方により構成される非混合
    領域とを特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出
    力する領域特定ステップと、 前記領域特定情報に対応して、少なくとも前記混合領域
    において、前記入力画像データを、前記前景オブジェク
    ト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離する分離ス
    テップと、 分離結果に対応して、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を個々に処理する処理ステッ
    プとを含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可
    能なプログラムが記録されている記録媒体。
12. 【請求項１２】 前記領域特定ステップにおいては、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
    グラウンド領域がさらに特定され、特定結果に対応する
    前記領域特定情報が出力され、 前記分離ステップにおいては、前記カバードバックグラ
    ウンド領域および前記アンカバードバックグラウンド領
    域において、前記入力画像データが、前記前景オブジェ
    クト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離されるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体。
13. 【請求項１３】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、クラス分類適応処理において使用される係数が生成
    されることを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体。
14. 【請求項１４】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、クラス分類適応処理により、出力画像データが生成
    されることを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体。
15. 【請求項１５】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、エッジが強調されることを特徴とする請求項１１に
    記載の記録媒体。
16. 【請求項１６】 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
    からなる入力画像データを処理するコンピュータに、 前記入力画像データに基づいて、前景オブジェクトを構
    成する前景オブジェクト成分、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が混合されてなる混合
    領域と、前記前景オブジェクト成分からなる前景領域、
    および前記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の一方により構成される非混合
    領域とを特定し、特定結果に対応する領域特定情報を出
    力する領域特定ステップと、 前記領域特定情報に対応して、少なくとも前記混合領域
    において、前記入力画像データを、前記前景オブジェク
    ト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離する分離ス
    テップと、 分離結果に対応して、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を個々に処理する処理ステッ
    プとを実行させるプログラム。
17. 【請求項１７】 前記領域特定ステップにおいては、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
    グラウンド領域がさらに特定され、特定結果に対応する
    前記領域特定情報が出力され、 前記分離ステップにおいては、前記カバードバックグラ
    ウンド領域および前記アンカバードバックグラウンド領
    域において、前記入力画像データが、前記前景オブジェ
    クト成分と前記背景オブジェクト成分とに分離されるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載のプログラム。
18. 【請求項１８】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、クラス分類適応処理において使用される係数が生成
    されることを特徴とする請求項１６に記載のプログラ
    ム。
19. 【請求項１９】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、クラス分類適応処理により、出力画像データが生成
    されることを特徴とする請求項１６に記載のプログラ
    ム。
20. 【請求項２０】 前記処理ステップにおいては、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毎
    に、エッジが強調されることを特徴とする請求項１６に
    記載のプログラム。