JP2003009181A - 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

画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム

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貴志 沢尾
Takahiro Nagano
隆浩 永野
Naoki Fujiwara
直樹 藤原
Toru Miyake
徹 三宅
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の混ざり合いの状態に対応して、２次元
画像から３次元画像を生成する。 【解決手段】 前景背景成分画像生成部９１は、前景オ
ブジェクト成分のみからなる前景領域と、背景オブジェ
クト成分のみからなる背景領域と、前景オブジェクト成
分および背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合
領域とからなる画像データから、前景オブジェクト成分
のみからなる前景成分画像と、背景オブジェクト成分の
みからなる背景成分画像とを生成する。前景視差画像生
成部９３は、前景成分画像に視差を付加して右眼用前景
視差画像を生成すると共に、前景成分画像に視差を付加
して左眼用前景視差画像を生成する。合成部９４−１お
よび９４−２は、右眼用前景視差画像と背景画像とを合
成して右眼用視差画像を生成すると共に、左眼用前景視
差画像と背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、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】現実世界における事象をセンサで検出
し、画像センサが出力するサンプリングデータを処理す
る技術が広く利用されている。
【０００３】例えば、静止している所定の背景の前で移
動する物体をビデオカメラで撮像して得られる画像に
は、物体の移動速度が比較的速い場合、動きボケが生じ
ることになる。
【０００４】また、２次元画像を３次元画像に変換する
技術がある。例えば、２次元画像の１フィールド画面内
を複数の領域に分割し、各領域で抽出された特徴情報、
すなわち奥行き情報に基づいて水平視差量を演算し、そ
の水平視差量に応じて生成された第１画像と第２画像と
を表示することにより３次元画像を表示することは、特
開平１０−５１８１２号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】静止している背景の前
で物体が移動するとき、移動する物体の画像自身の混ざ
り合いによる動きボケのみならず、背景の画像と移動す
る物体の画像との混ざり合いが生じる。従来は、背景の
画像と移動する物体の画像との混ざり合いの状態に対応
する処理は、考えられていなかった。
【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、画像の混ざり合いの状態に対応して、２次
元画像から３次元画像を生成することができるようにす
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分
のみからなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する
背景オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前景オ
ブジェクト成分および背景オブジェクト成分とが混合さ
れてなる混合領域とからなる画像データから、前景オブ
ジェクト成分のみからなる前景成分画像と、背景オブジ
ェクト成分のみからなる背景成分画像とを生成する前景
背景成分画像生成手段と、前景成分画像に対して右眼用
の視差を付加して右眼用前景視差画像を生成すると共
に、前景成分画像に対して左眼用の視差を付加して左眼
用前景視差画像を生成する前景視差画像生成手段と、右
眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して右眼用
視差画像を生成すると共に、左眼用前景視差画像と背景
画像とを合成して左眼用視差画像を生成する視差画像生
成手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】画像処理装置は、前景背景成分画像生成手
段により生成された前景成分画像の動きボケの量を調整
する動きボケ量調整手段をさらに設けることができる。
【０００９】前景背景成分画像生成手段は、画像データ
の、前景領域と、背景領域と、混合領域とを特定する領
域特定手段と、前景領域、背景領域、および混合領域の
特定の結果に基づいて、混合領域における前景オブジェ
クト成分と背景オブジェクト成分との混合の比率を示す
混合比を検出する混合比検出手段と設けることができ
る。
【００１０】前景背景成分画像生成手段は、混合比に基
づいて、混合領域に属する画素を、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し、分離された前景
オブジェクト成分および背景オブジェクト成分を基に、
前景成分画像および背景成分画像を生成する前景背景分
離手段をさらに設けることができる。
【００１１】本発明の画像処理方法は、前景オブジェク
トを構成する前景オブジェクト成分のみからなる前景領
域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成
分のみからなる背景領域と、前景オブジェクト成分およ
び背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域と
からなる画像データから、前景オブジェクト成分のみか
らなる前景成分画像と、背景オブジェクト成分のみから
なる背景成分画像とを生成する前景背景成分画像生成ス
テップと、前景成分画像に対して右眼用の視差を付加し
て右眼用前景視差画像を生成すると共に、前景成分画像
に対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視差画像を
生成する前景視差画像生成ステップと、右眼用前景視差
画像と任意の背景画像とを合成して右眼用視差画像を生
成すると共に、左眼用前景視差画像と背景画像とを合成
して左眼用視差画像を生成する視差画像生成ステップと
を含むことを特徴とする。
【００１２】本発明の記録媒体のプログラムは、前景オ
ブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからな
る前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジ
ェクト成分のみからなる背景領域と、前景オブジェクト
成分および背景オブジェクト成分とが混合されてなる混
合領域とからなる画像データから、前景オブジェクト成
分のみからなる前景成分画像と、背景オブジェクト成分
のみからなる背景成分画像とを生成する前景背景成分画
像生成ステップと、前景成分画像に対して右眼用の視差
を付加して右眼用前景視差画像を生成すると共に、前景
成分画像に対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視
差画像を生成する前景視差画像生成ステップと、右眼用
前景視差画像と任意の背景画像とを合成して右眼用視差
画像を生成すると共に、左眼用前景視差画像と背景画像
とを合成して左眼用視差画像を生成する視差画像生成ス
テップとを含むことを特徴とする。
【００１３】本発明のプログラムは、コンピュータに、
前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみ
からなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景
オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前景オブジ
ェクト成分および背景オブジェクト成分とが混合されて
なる混合領域とからなる画像データから、前景オブジェ
クト成分のみからなる前景成分画像と、背景オブジェク
ト成分のみからなる背景成分画像とを生成する前景背景
成分画像生成ステップと、前景成分画像に対して右眼用
の視差を付加して右眼用前景視差画像を生成すると共
に、前景成分画像に対して左眼用の視差を付加して左眼
用前景視差画像を生成する前景視差画像生成ステップ
と、右眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して
右眼用視差画像を生成すると共に、左眼用前景視差画像
と背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成する視差
画像生成ステップとを実行させることを特徴とする。
【００１４】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おいては、前景オブジェクトを
構成する前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分
のみからなる背景領域と、前景オブジェクト成分および
背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域とか
らなる画像データから、前景オブジェクト成分のみから
なる前景成分画像と、背景オブジェクト成分のみからな
る背景成分画像とが生成され、前景成分画像に対して右
眼用の視差が付加されて右眼用前景視差画像が生成され
ると共に、前景成分画像に対して左眼用の視差が付加さ
れて左眼用前景視差画像が生成され、右眼用前景視差画
像と任意の背景画像とを合成して右眼用視差画像が生成
されると共に、左眼用前景視差画像と背景画像とを合成
して左眼用視差画像が生成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る画像処理装
置の一実施の形態を示す図である。CPU（Central Proce
ssing Unit）２１は、ROM（Read Only Memory）２２、
または記憶部２８に記憶されているプログラムに従って
各種の処理を実行する。RAM（RandomAccess Memory）２
３には、CPU２１が実行するプログラムやデータなどが
適宜記憶される。これらのCPU２１、ROM２２、およびRA
M２３は、バス２４により相互に接続されている。
【００１６】CPU２１にはまた、バス２４を介して入出
力インタフェース２５が接続されている。入出力インタ
フェース２５には、キーボード、マウス、マイクロホン
などよりなる入力部２６、ディスプレイ、スピーカなど
よりなる出力部２７が接続されている。CPU２１は、入
力部２６から入力される指令に対応して各種の処理を実
行する。そして、CPU２１は、処理の結果得られた画像
や音声等を出力部２７に出力する。
【００１７】入出力インタフェース２５に接続されてい
る記憶部２８は、例えばハードディスクなどで構成さ
れ、CPU２１が実行するプログラムや各種のデータを記
憶する。通信部２９は、インターネット、その他のネッ
トワークを介して外部の装置と通信する。この例の場
合、通信部２９はセンサの出力を取り込む取得部として
働く。
【００１８】また、通信部２９を介してプログラムを取
得し、記憶部２８に記憶してもよい。
【００１９】入出力インタフェース２５に接続されてい
るドライブ３０は、磁気ディスク５１、光ディスク５
２、光磁気ディスク５３、或いは半導体メモリ５４など
が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されて
いるプログラムやデータなどを取得する。取得されたプ
ログラムやデータは、必要に応じて記憶部２８に転送さ
れ、記憶される。
【００２０】図２は、画像処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】画像処理装置に入力された入力画像は、距
離情報取得部７１および３次元画像合成処理部７３に供
給される。
【００２４】距離情報取得部７１は、入力画像を基に、
センサから前景に対応するオブジェクトまでの距離を取
得する。
【００２５】一般的な画像において、前景に対応するオ
ブジェクトは、背景のオブジェクトの前に位置し、セン
サのピントは、前景に対応するオブジェクトに合ってい
る。従って、前景に対応するオブジェクトの画像は、背
景のオブジェクトの画像に比較して、高周波成分を多く
含む。同様に、前景に対応するオブジェクトの画像の輝
度および彩度は、背景のオブジェクトの画像に比較し
て、高い。
【００２６】オブジェクトの画像に含まれる高周波成分
の量、またはオブジェクトの画像の輝度若しくは彩度に
所定の係数を乗算することにより、センサからオブジェ
クトまでの距離を求めることができる。
【００２７】距離情報取得部７１は、例えば、オブジェ
クトの画像に含まれる高周波成分の量、並びにオブジェ
クトの画像の輝度および彩度を基に、オブジェクトまで
の距離を示す距離情報を生成する。
【００２８】距離情報取得部７１は、センサから前景に
対応するオブジェクトまでの距離を示す距離情報を生成
し、生成した距離情報を視差演算部７２に供給する。
【００２９】視差演算部７２は、距離情報取得部７１か
ら供給された距離情報を基に、前景のオブジェクトに対
応する視差を演算して、求められた視差を３次元画像合
成処理部７３に供給する。
【００３０】３次元画像合成処理部７３は、入力画像
を、前景のオブジェクトに対応する画像の成分（以下、
前景の成分とも称する）のみからなる前景成分画像と、
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）のみからなる背景成分画像とに分離
する。３次元画像合成処理部７３は、前景成分画像、背
景成分画像、および視差演算部７２から供給された視差
を基に、右眼用画像（右眼用視差画像とも称する）およ
び左眼用画像（左眼用視差画像とも称する）を生成し、
生成した右眼用画像および左眼用画像を出力する。
【００３１】次に、３次元画像および視差について説明
する。
【００３２】図３に示すように、現実世界において、オ
ブジェクトを見たとき、オブジェクトまでの距離に対応
して、右眼に見えるオブジェクトの位置と、左眼に見え
るオブジェクトの位置は、異なる。右眼に見えるオブジ
ェクトの位置と、左眼に見えるオブジェクトの位置との
差異を、視差と称する。
【００３３】３次元画像においては、視差に対応する位
置に表示されている右眼用のオブジェクトの画像を、右
眼に見せ、視差に対応する位置に表示されている左眼用
のオブジェクトの画像を、左眼に見せることにより、使
用者に、オブジェクトまでの距離を認識させることがで
きる。
【００３４】図４を参照して、視差について、より詳細
に説明する。
【００３５】図４において、xは、表示面の横方向の座
標を示し、yは、表示面に垂直な、奥行きの座標を示
し、zは、表示面の縦方向の座標を示す。
【００３６】P0は、観察者（使用者）の両眼の中心位置
を示す。
【００３７】Eは、眼間の長さを示す。PERは、右眼の位
置を示し、PELは、左眼の位置を示す。PERの座標は、(X
0,Y0,Z0)で表し、PELの座標は、(X1,Y1,Z1)で表す。
【００３８】PDは、表示面と視軸の交点を示す。PDの座
標は、(Xd,Yd,Zd)で表す。
【００３９】PDRは、左眼用画像提示位置を示し、PDL
は、右眼用画像提示位置を示す。PDRの座標は、(X2,Y2,
Z2)で表し、PDLの座標は、(X3,Y3,Z3)で表す。
【００４０】Pは、表示されるオブジェクトの位置を示
す。Pの座標は、(Xp,Yp,Zp)で表す。
【００４１】Wは、オブジェクトの表示面上の視差を示
す。
【００４２】観察者によって、知覚されるオブジェクト
の座標P（Xp,Yp,Zp）は、右眼の座標PERと表示面上に提
示される右眼用画像提示位置PDLを結ぶ線分Lrと、左眼
の座標PELと表示面上に提示される左眼用画像提示位置P
DRを結ぶ線分Llとの交点として求められる。
【００４３】線分Lrは、式（１）で表され、線分Llは、
式（２）で表される。 (x-X0)/(X2-X0)=(y-Y0)/(Y2-Y0)=(z-Z0)/(Z2-Z0) （１） (x-X1)/(X3-X1)=(y-Y1)/(Y3-Y1)=(z-Z1)/(Z3-Z1) （２）
【００４４】従って、線分Lrと線分Llとの交点であるP
の座標は、式（３）乃至式（５）で表される。 Xp=Tfix-(X2-X0)+X0 （３） Yp=Tfix-(Y2-Y0)+Y0 （４） Zp=Tfix-(Z2-Z0)+Z0 （５） 式（３）乃至式（５）におけるTfixは、式（６）で表される。 Tfix={(X3-Y1)(Y0-Y1)-(X0-X1)(Y3-Y1)}/{(X2-X0)(Y3-Y1)-(X3-X1)(Y2-Y0)} （６）
【００４５】次に、表示面の中心からy方向に距離Kだけ
離れた位置から見た画像を考える。表示面と視軸の交点
の座標をX,Y,Z座標の原点とすると、P0の座標、PDの座
標、PERの座標、PELの座標、PDRの座標、およびPDLの座
標は、次のように表すことができる。
【００４６】すなわち、P0の座標は、(0,K,0)と表すこ
とができる。PDの座標(Xd,Yd,Zd)は、(0,0,0)と表すこ
とができる。PERの座標(X0,Y0,Z0)は、(E,K,0)と表すこ
とができる。PELの座標(X1,Y1,Z1)は、(-E,K,0)と表す
ことができる。
【００４７】同様に、PDRの座標(X2,Y2,Z2)は、(W/2,0,
0)と表すことができる。PDLの座標(X3,Y3,Z3)は、(-W/
2,0,0)と表すことができる。
【００４８】これらの関係を式（３）乃至式（５）に代
入すると、式（７）乃至式（９）を求めることができ
る。 Xp=0 （７） Yp=KW/(W-2E) （８） Zp=0 （９）
【００４９】図５に示すように、オブジェクトの距離に
対応して、視差を算出し、視差に対応して移動させた右
眼用のオブジェクトの画像を、観察者の右眼に見せ、視
差に対応して移動させた左眼用のオブジェクトの画像
を、観察者の左眼に見せることにより、使用者に、オブ
ジェクトまでの距離を認識させることができる。
【００５０】図２に戻り、距離情報取得部７１は、オブ
ジェクトまでの距離を取得し、オブジェクトまでの距離
を示す距離情報を視差演算部７２に供給する。
【００５１】視差演算部７２は、式（７）乃至式（９）
に示す演算を基に、オブジェクトまでの距離から、視差
を演算し、演算された視差を３次元画像合成処理部７３
に供給する。
【００５２】３次元画像合成処理部７３は、視差演算部
７２から供給された視差を基に、右眼用画像および左眼
用画像を生成する。
【００５３】図６は、３次元画像合成処理部７３の構成
を示すブロック図である。
【００５４】前景背景成分画像生成部９１は、入力画像
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）を算出する。前景背景成分画像
生成部９１は、算出した混合比αをオクルージョン補正
部９２に供給する。
【００５５】混合比αは、後述する式（１２）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
する背景の成分の割合を示す値である。
【００５６】前景背景成分画像生成部９１は、前景のオ
ブジェクトに対応する前景の成分のみからなる前景成分
画像と、背景のオブジェクトに対応する背景の成分のみ
からなる背景成分画像とに入力画像を分離して、背景成
分画像をオクルージョン補正部９２に供給する。
【００５７】前景背景成分画像生成部９１は、分離され
た前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整して、動
きボケの量が調整された前景成分画像を、前景視差画像
生成部９３に供給する。
【００５８】前景背景成分画像生成部９１は、動きボケ
の量が調整された前景成分画像に対応する、画素毎に前
景領域、背景領域、または混合領域のいずれかに属する
かを示す情報（以下、領域情報と称する）を前景視差画
像生成部９３に供給する。前景領域、背景領域、および
混合領域の詳細については、後述する。
【００５９】前景背景成分画像生成部９１は、動きボケ
の量が調整された前景成分画像に対応する混合比αを算
出して、算出した混合比αを前景視差画像生成部９３に
供給する。
【００６０】オクルージョン補正部９２は、前景背景成
分画像生成部９１から供給された混合比αを基に、背景
成分画像のうち、前景のオブジェクトの陰となっていた
画像および前景のオブジェクトと混合されていた画像を
補正して、補正された背景成分画像を合成部９４−１お
よび９４−２に供給する。
【００６１】前景視差画像生成部９３は、視差演算部７
２から供給された視差、および前景背景成分画像生成部
９１から供給された領域情報および混合比αを基に、右
眼用前景成分画像（右眼用前景視差画像とも称する）を
生成すると共に、右眼用前景成分画像に対応する領域情
報および混合比αを生成する。前景視差画像生成部９３
は、右眼用前景成分画像、並びに右眼用前景成分画像に
対応する領域情報および混合比αを合成部９４−１に供
給する。
【００６２】前景視差画像生成部９３は、視差演算部７
２から供給された視差、および前景背景成分画像生成部
９１から供給された領域情報および混合比αを基に、左
眼用前景成分画像（左眼用前景視差画像とも称する）を
生成すると共に、左眼用前景成分画像に対応する領域情
報および混合比αを生成する。前景視差画像生成部９３
は、左眼用前景成分画像、並びに左眼用前景成分画像に
対応する領域情報および混合比αを合成部９４−２に供
給する。
【００６３】合成部９４−１は、前景視差画像生成部９
３から供給された右眼用前景成分画像に対応する領域情
報および混合比αを基に、オクルージョン補正部９２か
ら供給された背景成分画像および前景視差画像生成部９
３から供給された右眼用前景成分画像を合成して、右眼
用画像を生成し、生成した右眼用画像を出力する。
【００６４】合成部９４−２は、前景視差画像生成部９
３から供給された左眼用前景成分画像に対応する領域情
報および混合比αを基に、オクルージョン補正部９２か
ら供給された背景成分画像および前景視差画像生成部９
３から供給された左眼用前景成分画像を合成して、左眼
用画像を生成し、生成した左眼用画像を出力する。
【００６５】以下、合成部９４−１および合成部９４−
２を個々に区別する必要がないとき、単に、合成部９４
と称する。
【００６６】図７は、前景背景成分画像生成部９１の構
成を示すブロック図である。
【００６７】前景背景成分画像生成部９１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１
０３、混合比算出部１０４、および前景背景分離部１０
５に供給される。
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】動き検出部１０２は、例えば、ブロックマ
ッチング法、勾配法、位相相関法、およびペルリカーシ
ブ法などの手法により、粗く抽出された前景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトの動きベクトルを算出
して、算出した動きベクトルおよび動きベクトルの位置
情報（動きベクトルに対応する画素の位置を特定する情
報）を領域特定部１０３および動きボケ調整部１０６に
供給する。
【００７２】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。
【００７３】また、例えば、動き検出部１０２は、画像
オブジェクトに画素を特定する画素位置情報と共に、画
像オブジェクト毎の動きベクトルを動きボケ調整部１０
６に出力するようにしてもよい。
【００７４】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。
【００７５】なお、オブジェクト抽出部１０１および動
き検出部１０２は、動いているオブジェクトに対応した
動きボケ量の調整を行う場合に必要となる。
【００７６】領域特定部１０３は、入力された画像の画
素のそれぞれを、前景領域、背景領域、または混合領域
のいずれかに特定し、画素毎に前景領域、背景領域、ま
たは混合領域のいずれかに属するかを示す領域情報を混
合比算出部１０４、前景背景分離部１０５、および動き
ボケ調整部１０６に供給する。
【００７７】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αを算出して、算
出した混合比αを出力すると共に、混合比αを前景背景
分離部１０５に供給する。混合比算出部１０４が出力す
る混合比αは、前景背景成分画像生成部９１が出力する
背景成分画像に対応している。
【００７８】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のみから成る前景成分画像と、背景
の成分のみから成る背景成分画像とに入力画像を分離し
て、前景成分画像を動きボケ調整部１０６に供給する。
【００７９】動きボケ調整部１０６は、動きベクトルか
らわかる動き量vおよび領域情報を基に、前景成分画像
に含まれる１以上の画素を示す処理単位を決定する。処
理単位は、動きボケの量の調整の処理の対象となる１群
の画素を指定するデータである。
【００８０】動きボケ調整部１０６は、前景背景成分画
像生成部９１に入力された動きボケ調整量、前景背景分
離部１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１
０２から供給された動きベクトルおよびその位置情報、
並びに処理単位を基に、前景成分画像に含まれる動きボ
ケを除去する、動きボケの量を減少させる、または動き
ボケの量を増加させるなど前景成分画像に含まれる動き
ボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前景成分
画像を出力する。動きベクトルとその位置情報は使わな
いこともある。
【００８１】ここで、動きボケとは、撮像の対象とな
る、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサの
撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェクトに
対応する画像に含まれている歪みをいう。
【００８２】動きボケ調整部１０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像に対応する領域情報および混合比
αを生成し、生成した領域情報および混合比αを出力す
る。
【００８３】次に、図８乃至図２３を参照して、前景背
景成分画像生成部９１に供給される入力画像について説
明する。
【００８４】図８は、センサによる撮像を説明する図で
ある。センサは、例えば、固体撮像素子であるCCD（Cha
rge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデオ
カメラなどで構成される。現実世界における、前景に対
応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応
するオブジェクトと、センサとの間を、例えば、図中の
左側から右側に水平に移動する。
【００８５】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。
【００８６】図９は、画素の配置を説明する図である。
図９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。
【００８７】図１０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。
【００８８】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。
【００８９】前景背景成分画像生成部９１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。前景背
景成分画像生成部９１は、前景の画像オブジェクト自身
が混ざり合うことによる生ずる歪みの量、例えば、動き
ボケの量などを調整する。また、前景背景成分画像生成
部９１は、前景の画像オブジェクトと背景の画像オブジ
ェクトとが混ざり合うことにより生ずる歪みの量を調整
する。
【００９０】図１１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１１
（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１１（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。
【００９１】図１１（Ｂ）は、図１１（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１１（Ｂ）の横方向は、図１１
（Ａ）の空間方向Ｘに対応している。
【００９２】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。
【００９３】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。
【００９４】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。
【００９５】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。
【００９６】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。
【００９７】図１２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１１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。
【００９８】図１３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。
【００９９】図１３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１３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。
【０１００】図１３における縦方向は、時間に対応し、
図中の上から下に向かって時間が経過する。図１３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１３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１３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。
【０１０１】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。
【０１０２】図１３における横方向は、図１１で説明し
た空間方向Xに対応する。より具体的には、図１３に示
す例において、図１３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。
【０１０３】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。
【０１０４】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１３に示すモデル図は、図９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。
【０１０５】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。
【０１０６】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。
【０１０７】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。
【０１０８】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。
【０１０９】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。
【０１１０】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。
【０１１１】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。
【０１１２】図１５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１５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１５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。
【０１１３】図１５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１５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１５
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【０１１４】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。
【０１１５】例えば、図１５中に太線枠を付した画素値
Mは、式（１０）で表される。
【０１１６】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１０）
【０１１７】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。
【０１１８】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１５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
５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１５中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１５中の左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【０１１９】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１５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１５
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１５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１５中の左から６番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【０１２０】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１５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１５
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１５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１５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。
【０１２１】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１５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１５中の
左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャ
ッタ時間/v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１５中の左から３番目の画素の、
シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分と、図１５中の左から４番目の画素の、シャッ
タが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成
分とに、それぞれ等しい。
【０１２２】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。
【０１２３】図１６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１６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１６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。
【０１２４】図１６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１６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１６
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【０１２５】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。
【０１２６】例えば、図１６中に太線枠を付した画素値
M'は、式（１１）で表される。
【０１２７】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （１１）
【０１２８】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。
【０１２９】式（１０）および式（１１）をより一般化
すると、画素値Mは、式（１２）で表される。
【０１３０】
【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。
【０１３１】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１６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１６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１６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１６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。
【０１３２】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１６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１６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１６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。
【０１３３】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１６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１６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。
【０１３４】図１４乃至図１６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。
【０１３５】図１７および図１８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。
【０１３６】図１７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１７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。
【０１３７】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。
【０１３８】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１８に示す。
【０１３９】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１８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。
【０１４０】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。
【０１４１】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。
【０１４２】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。
【０１４３】図１９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。
【０１４４】図１９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。
【０１４５】図２０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２０に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。
【０１４６】図２０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。
【０１４７】例えば、図２０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２０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２０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２０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。
【０１４８】図２０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２０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２０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。
【０１４９】図２０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２０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２０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。
【０１５０】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２０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２０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２０
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。
【０１５１】図２０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。
【０１５２】図２０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。
【０１５３】図２０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。
【０１５４】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２０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の前景の成分も、
F12/vとなる。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の前景の成分、お
よび図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の前景の成分は、F12/vとな
る。
【０１５５】図２０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２０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２０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。
【０１５６】図２０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２０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２０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。
【０１５７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２０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２０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２０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。
【０１５８】図２０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。
【０１５９】図２０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。
【０１６０】図２０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。
【０１６１】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２０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２０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２０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２０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。
【０１６２】図２０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２０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２０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。
【０１６３】図２０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２０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２０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。
【０１６４】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２０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２０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
２０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。
【０１６５】図２０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。
【０１６６】図２１は、図２０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。
【０１６７】図２２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２２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。
【０１６８】図２２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。
【０１６９】例えば、図２２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２２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２２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２２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。
【０１７０】図２２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２２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２２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。
【０１７１】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２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２２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２２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。
【０１７２】図２２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。
【０１７３】図２２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。
【０１７４】図２２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。
【０１７５】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２２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２２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２２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２２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。
【０１７６】図２２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２２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２２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。
【０１７７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２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２２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２２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。
【０１７８】図２２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。
【０１７９】図２２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。
【０１８０】図２２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。
【０１８１】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２２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２２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２２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２２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。
【０１８２】図２２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２２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２２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。
【０１８３】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２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２２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２２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。
【０１８４】図２２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。
【０１８５】図２２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。
【０１８６】図２３は、図２２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。
【０１８７】図７に戻り、領域特定部１０３は、複数の
フレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバ
ードバックグラウンド領域、またはアンカバードバック
グラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対
応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および
動きボケ調整部１０６に供給する。
【０１８８】混合比算出部１０４は、複数のフレームの
画素値、および領域情報を基に、混合領域に含まれる画
素について画素毎に混合比αを算出し、算出した混合比
αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０１８９】前景背景分離部１０５は、複数のフレーム
の画素値、領域情報、および混合比αを基に、前景の成
分のみからなる前景成分画像を抽出して、動きボケ調整
部１０６に供給する。
【０１９０】動きボケ調整部１０６は、前景背景分離部
１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２
から供給された動きベクトル、および領域特定部１０３
から供給された領域情報を基に、前景成分画像に含まれ
る動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前
景成分画像を出力する。
【０１９１】図２４のフローチャートを参照して、画像
処理装置による、３次元画像の合成の処理を説明する。
【０１９２】ステップＳ１１において、距離情報取得部
７１は、２次元画像である入力画像を基に、入力画像に
含まれる前景のオブジェクトまでの距離を示す距離情報
を取得する。距離情報取得部７１は、距離情報を視差演
算部７２に供給する。
【０１９３】ステップＳ１２において、視差演算部７２
は、距離情報を基に、視差を演算し、演算した視差を３
次元画像合成処理部７３に供給する。
【０１９４】ステップＳ１３において、３次元画像合成
処理部７３は、入力画像から、前景のオブジェクトを構
成する前景の成分を抽出すると共に、背景のオブジェク
トを構成する背景の成分を抽出して、前景成分画像と背
景成分画像とに入力画像を分離する。
【０１９５】ステップＳ１４において、オクルージョン
補正部９２は、背景成分画像のうち、前景のオブジェク
トの陰になっている部分の画素、および混合領域に対応
する画素の画素値を補正する。
【０１９６】ステップＳ１５において、前景視差画像生
成部９３は、視差に対応して、前景成分画像を移動し、
右眼用前景成分画像および左眼用前景成分画像を生成す
る。
【０１９７】ステップＳ１６において、合成部９４−１
は、右眼用前景成分画像と背景成分画像とを合成して、
右眼用画像を生成し、合成部９４−２は、左目用前景成
分画像と背景成分画像とを合成して、左眼用画像を生成
し、処理は終了する。
【０１９８】図２５のフローチャートを参照して、ステ
ップＳ１３に対応する、前景背景成分画像生成部９１に
よるオブジェクトの分離の処理を説明する。ステップＳ
２１において、領域特定部１０３は、入力画像を基に、
入力画像の画素毎に前景領域、背景領域、カバードバッ
クグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウン
ド領域のいずれかに属するかを示す領域情報を生成する
領域特定の処理を実行する。領域特定の処理の詳細は、
後述する。領域特定部１０３は、生成した領域情報を混
合比算出部１０４、前景背景分離部１０５、および動き
ボケ調整部１０６に供給する。
【０１９９】なお、ステップＳ２１において、領域特定
部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景
領域、背景領域、または混合領域（カバードバックグラ
ウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域
の区別をしない）のいずれかに属するかを示す領域情報
を生成するようにしてもよい。この場合において、前景
背景分離部１０５および動きボケ調整部１０６は、動き
ベクトルの方向を基に、混合領域がカバードバックグラ
ウンド領域であるか、またはアンカバードバックグラウ
ンド領域であるかを判定する。例えば、動きベクトルの
方向に対応して、前景領域、混合領域、および背景領域
と順に並んでいるとき、その混合領域は、カバードバッ
クグラウンド領域と判定され、動きベクトルの方向に対
応して、背景領域、混合領域、および前景領域と順に並
んでいるとき、その混合領域は、アンカバードバックグ
ラウンド領域と判定される。
【０２００】ステップＳ２２において、混合比算出部１
０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に含
まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の処
理の詳細は、後述する。混合比算出部１０４は、算出し
た混合比αをオクルージョン補正部９２に供給すると共
に、混合比αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０２０１】ステップＳ２３において、前景背景分離部
１０５は、領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を抽出して、前景成分画像として動きボ
ケ調整部１０６に供給する。前景背景分離部１０５は、
分離された背景成分画像をオクルージョン補正部９２に
供給する。
【０２０２】ステップＳ２４において、動きボケ調整部
１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動き方
向に並ぶ連続した画素であって、アンカバードバックグ
ラウンド領域、前景領域、およびカバードバックグラウ
ンド領域のいずれかに属するものの画像上の位置を示す
処理単位を生成し、処理単位に対応する前景成分に含ま
れる動きボケの量を調整する。動きボケの量の調整の処
理の詳細については、後述する。
【０２０３】動きボケ調整部１０６は、動きボケが調整
された前景成分画像に対応する領域情報および混合比α
を生成する。
【０２０４】ステップＳ２５において、前景背景成分画
像生成部９１は、画面全体について処理を終了したか否
かを判定し、画面全体について処理を終了していないと
判定された場合、ステップＳ２４に進み、処理単位に対
応する前景の成分を対象とした動きボケの量の調整の処
理を繰り返す。
【０２０５】ステップＳ２５において、画面全体につい
て処理を終了したと判定された場合、動きボケが調整さ
れた前景成分画像を前景視差画像生成部９３に供給する
と共に、生成した領域情報および混合比αを前景視差画
像生成部９３に出力する。処理は終了する。
【０２０６】このように、前景背景成分画像生成部９１
は、前景と背景を分離して、前景に含まれる動きボケの
量を調整することができる。すなわち、前景背景成分画
像生成部９１は、前景の画素の画素値であるサンプルデ
ータに含まれる動きボケの量を調整することができる。
【０２０７】以下、領域特定部１０３、混合比算出部１
０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ調整部１
０６のそれぞれの構成について説明する。
【０２０８】図２６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２６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。
【０２０９】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。
【０２１０】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。
【０２１１】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。
【０２１２】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。
【０２１３】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。
【０２１４】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。
【０２１５】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。
【０２１６】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。
【０２１７】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。
【０２１８】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。
【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。
【０２２０】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。
【０２２１】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。
【０２２２】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。
【０２２３】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。
【０２２４】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。
【０２２５】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。
【０２２６】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。
【０２２７】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。
【０２２８】次に、領域特定部１０３の処理の例を図２
７乃至図３１を参照して説明する。
【０２２９】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２７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。
【０２３０】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２２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２８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。
【０２３１】図２８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。
【０２３２】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。
【０２３３】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。
【０２３４】図２８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。
【０２３５】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。
【０２３６】図２９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。
【０２３７】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。
【０２３８】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。
【０２３９】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。
【０２４０】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。
【０２４１】図３０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。
【０２４２】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。
【０２４３】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。
【０２４４】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。
【０２４５】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。
【０２４６】図３１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。
【０２４７】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。
【０２４８】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。
【０２４９】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。
【０２５０】図３２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３２（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３２（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。
【０２５１】図３２（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３２
（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。
【０２５２】図３３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３３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。
【０２５３】次に、図３４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。
【０２５４】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。
【０２５５】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。
【０２５６】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。
【０２５７】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。
【０２５８】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。
【０２５９】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。
【０２６０】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。
【０２６１】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。
【０２６２】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。
【０２６３】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。
【０２６４】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。
【０２６５】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。
【０２６６】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。
【０２６７】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。
【０２６８】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。
【０２６９】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。
【０２７０】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。
【０２７１】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。
【０２７２】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。
【０２７３】図３５は、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３５に示す領域特定部
１０３は、動きベクトルを使用しない。背景画像生成部
３０１は、入力画像に対応する背景画像を生成し、生成
した背景画像を２値オブジェクト画像抽出部３０２に供
給する。背景画像生成部３０１は、例えば、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを抽出して、背景画像を生成する。
【０２７４】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３６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３６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。
【０２７５】図３６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。
【０２７６】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。
【０２７７】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。
【０２７８】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。
【０２７９】背景画像生成部３０１が生成する、図３６
の例に対応する背景画像の例を図３７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。
【０２８０】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。
【０２８１】図３８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。
【０２８２】相関値演算部３２１は、例えば、図３９
（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３９（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（１３）を適用して、
Ｙ4に対応する相関値を算出する。
【０２８３】
【数２】
【数３】
【数４】
【０２８４】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。
【０２８５】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
４０（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４０（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（１６）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。
【０２８６】
【数５】
【０２８７】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。
【０２８８】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。
【０２８９】図４１は、図３６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。
【０２９０】図４２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。
【０２９１】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。
【０２９２】図４３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。
【０２９３】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。
【０２９４】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。
【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。
【０２９６】図４４は、図３６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。
【０２９７】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。
【０２９８】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。
【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。
【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。
【０３０１】次に、図４５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。
【０３０２】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３９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。
【０３０３】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。
【０３０４】図４６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。
【０３０５】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。
【０３０６】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。
【０３０７】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。
【０３０８】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。
【０３０９】図４７は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図４７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３５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。
【０３１０】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。
【０３１１】図４８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。
【０３１２】図４９および図５０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４９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５０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。
【０３１３】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。
【０３１４】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。
【０３１５】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。
【０３１６】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。
【０３１７】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。
【０３１８】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。
【０３１９】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４７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３５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。
【０３２０】次に、図４７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５１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４５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。
【０３２１】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。
【０３２２】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４６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。
【０３２３】次に、図５２のフローチャートを参照し
て、図５１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。
【０３２４】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。
【０３２５】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。
【０３２６】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。
【０３２７】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。
【０３２８】このように、図４７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。
【０３２９】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。
【０３３０】図５３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。
【０３３１】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。
【０３３２】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。
【０３３３】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。
【０３３４】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。
【０３３５】理想的な混合比αの例を図５４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。
【０３３６】図５４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。
【０３３７】図５５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（１７）で表すこ
とができる。
【０３３８】
【数６】
【０３３９】式（１７）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（１
８）および式（１９）のように表現することができる。
【０３４０】 M=C06 （１８） B=P06 （１９）
【０３４１】式（１７）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。
【０３４２】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（１２）は、式（２０）のよ
うに書き換えられる。
【０３４３】 C=α・P+f （２０） 式（２０）のfは、注目している画素に含まれる前景の
成分の和ΣiFi/vである。式（２０）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。
【０３４４】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
５６に示す。
【０３４５】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（１２）は、式（２１）のように表現するこ
とができる。
【０３４６】 C=α・N+f （２１）
【０３４７】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（１７）乃至式（２
１）を適用することができる。例えば、図５５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（１９）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。
【０３４８】式（２０）および式（２１）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。
【０３４９】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。
【０３５０】図５７のフレーム#nの左から７番目の画素
の画素値Mcは、式（２２）で表すことができる。
【０３５１】
【数７】 式（２２）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当す
る。式（２２）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（２３）のように表すこととする。
【０３５２】
【数８】
【０３５３】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（２４）が成立するとする。
【０３５４】 F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （２４） 式（２３）は、式（２４）を利用して、式（２５）のよ
うに置き換えることができる。
【０３５５】
【数９】
【０３５６】結果として、βは、式（２６）で表すこと
ができる。
【０３５７】 β=2/4 （２６）
【０３５８】一般的に、式（２４）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（２７）
が成立する。
【０３５９】 β=1-α （２７）
【０３６０】式（２７）が成立するとすれば、式（２
０）は、式（２８）に示すように展開することができ
る。
【０３６１】
【数１０】
【０３６２】同様に、式（２７）が成立するとすれば、
式（２１）は、式（２９）に示すように展開することが
できる。
【０３６３】
【数１１】
【０３６４】式（２８）および式（２９）において、
C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（２８）お
よび式（２９）に含まれる変数は、混合比αのみであ
る。式（２８）および式（２９）における、C，N、およ
びPの関係を図５８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。
【０３６５】従って、式（２８）および式（２９）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（２８）および式（２９）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。
【０３６６】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（３０）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（３１）により算出される。
【０３６７】 α=(C-N)/(P-N) （３０） α=(C-P)/(N-P) （３１）
【０３６８】図５９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。
【０３６９】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。
【０３７０】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。
【０３７１】混合比演算部４２３は、式（３０）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。
【０３７２】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。
【０３７３】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１が式（３０）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
（３１）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。
【０３７４】図６０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６０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。
【０３７５】推定混合比は、混合領域において、図５４
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０３７６】図５３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。
【０３７７】図６１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。
【０３７８】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（３０）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。
【０３７９】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（３１）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。
【０３８０】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。
【０３８１】このように、図６１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。
【０３８２】図６２のフローチャートを参照して、図５
３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６３のフローチャー
トを参照して、後述する。
【０３８３】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。
【０３８４】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。
【０３８５】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。
【０３８６】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。
【０３８７】図６１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６２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。
【０３８８】次に、図６２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６３のフローチャートを参照
して説明する。
【０３８９】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。
【０３９０】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。
【０３９１】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。
【０３９２】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。
【０３９３】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。
【０３９４】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。
【０３９５】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。
【０３９６】図６２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６３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。
【０３９７】なお、図６１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６３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。
【０３９８】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。
【０３９９】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、前景背景成分
画像生成部９１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。
【０４００】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。
【０４０１】次に、混合比αが直線的に変化する性質を
利用して混合比αを算出する混合比算出部１０４につい
て説明する。
【０４０２】上述したように、式（２０）および式（２
１）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。
【０４０３】そこで、シャッタ時間内において、前景に
対応するオブジェクトが等速で動くことによる、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。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。
【０４０４】混合比αの変化を、直線として近似する
と、混合比αは、式（３２）で表される。
【０４０５】 α=il+p （３２） 式（３２）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（３
２）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。
【０４０６】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図６４に示す。
【０４０７】混合比αを式（３２）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６４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。
【０４０８】図６５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（３２）を平面に拡張し
て、混合比αは、式（３３）で表される。
【０４０９】α=jm+kq+p （３３） 式（３３）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。
【０４１０】例えば、図５５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（３４）乃至式
（３６）が成立する。
【０４１１】 C05=α05・B05/v+f05 （３４） C06=α06・B06/v+f06 （３５） C07=α07・B07/v+f07 （３６）
【０４１２】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（３７）が成立する。
【０４１３】 f(x)=(1-α(x))・Fc （３７） 式（３７）において、xは、空間方向の位置を表す。
【０４１４】α（ｘ）を式（３３）で置き換えると、式
（３７）は、式（３８）として表すことができる。
【０４１５】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （３８）
【０４１６】式（３８）において、（-m・Fc）、（-q・
Fc）、および(1-p)・Fcは、式（３９）乃至式（４１）
に示すように置き換えられている。
【０４１７】 s=-m・Fc （３９） t=-q・Fc （４０） u=(1-p)・Fc （４１）
【０４１８】式（３８）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。
【０４１９】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（３８）で近似される。
【０４２０】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（４２）で表すことができる。
【０４２１】 f(x)=is+u （４２）
【０４２２】式（２２）の混合比αおよび前景成分の和
を、式（３３）および式（３８）を利用して置き換える
と、画素値Mは、式（４３）で表される。
【０４２３】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （４３）
【０４２４】式（４３）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。
【０４２５】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（４３）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。
【０４２６】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（４３）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（４４）乃至式（５２）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 （４４） M0,-1=(0)・B0,-1・m+(-1)・B0,-1・q+B0,-1・p+(0)・s+(-1)・t+u （４５） M+1,-1=(+1)・B+1,-1・m+(-1)・B+1,-1・q+B+1,-1・p+(+1)・s+(-1)・t+u （４６） M-1,0=(-1)・B-1,0・m+(0)・B-1,0・q+B-1,0・p+(-1)・s+(0)・t+u （４７） M0,0=(0)・B0,0・m+(0)・B0,0・q+B0,0・p+(0)・s+(0)・t+u （４８） M+1,0=(+1)・B+1,0・m+(0)・B+1,0・q+B+1,0・p+(+1)・s+(0)・t+u （４９） M-1,+1=(-1)・B-1,+1・m+(+1)・B-1,+1・q+B-1,+1・p+(-1)・s+(+1)・t+u （５０） M0,+1=(0)・B0,+1・m+(+1)・B0,+1・q+B0,+1・p+(0)・s+(+1)・t+u （５１） M+1,+1=(+1)・B+1,+1・m+(+1)・B+1,+1・q+B+1,+1・p+(+1)・s+(+1)・t+u （５２）
【０４２７】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（３３）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。
【０４２８】従って、式（４４）乃至式（５２）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。
【０４２９】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。
【０４３０】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（５３）で
表される。
【０４３１】 x=(j+1)・3+(k+1) （５３）
【０４３２】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（４４）乃至式（５２）は、式（５４）に書き換える
ことができる。
【０４３３】
【数１２】 式（５４）において、xは、０乃至８の整数のいずれか
の値である。
【０４３４】式（５４）から、式（５５）を導くことが
できる。
【０４３５】
【数１３】
【０４３６】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（５６）に示すようにに定義する。
【０４３７】
【数１４】
【０４３８】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（５７）を満たすようにwyを求める。
【０４３９】
【数１５】
【０４４０】式（５７）に式（５５）を代入すると、式
（５８）を得る。
【０４４１】
【数１６】
【０４４２】式（５８）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。
【０４４３】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。
【０４４４】式（４４）乃至式（５２）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。
【０４４５】例えば、図５５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。
【０４４６】図５６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。
【０４４７】また、例えば、図６６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（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、Mc5である。 Mc1=(-1)・Bc1・m+(-1)・Bc1・q+Bc1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５９） Mc2=(0)・Bc2・m+(-1)・Bc2・q+Bc2・p+(0)・s+(-1)・t+u （６０） Mc3=(+1)・Bc3・m+(-1)・Bc3・q+Bc3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （６１） Mc4=(-1)・Bc4・m+(0)・Bc4・q+Bc4・p+(-1)・s+(0)・t+u （６２） Mc5=(0)・Bc5・m+(0)・Bc5・q+Bc5・p+(0)・s+(0)・t+u （６３） Mc6=(+1)・Bc6・m+(0)・Bc6・q+Bc6・p+(+1)・s+(0)・t+u （６４） Mc7=(-1)・Bc7・m+(+1)・Bc7・q+Bc7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （６５） Mc8=(0)・Bc8・m+(+1)・Bc8・q+Bc8・p+(0)・s+(+1)・t+u （６６） Mc9=(+1)・Bc9・m+(+1)・Bc9・q+Bc9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （６７）
【０４４８】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
９）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Bc
1乃至Bc9が使用される。
【０４４９】図６６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（６８）乃至式（７６）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 （６８） Mu2=(0)・Bu2・m+(-1)・Bu2・q+Bu2・p+(0)・s+(-1)・t+u （６９） Mu3=(+1)・Bu3・m+(-1)・Bu3・q+Bu3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （７０） Mu4=(-1)・Bu4・m+(0)・Bu4・q+Bu4・p+(-1)・s+(0)・t+u （７１） Mu5=(0)・Bu5・m+(0)・Bu5・q+Bu5・p+(0)・s+(0)・t+u （７２） Mu6=(+1)・Bu6・m+(0)・Bu6・q+Bu6・p+(+1)・s+(0)・t+u （７３） Mu7=(-1)・Bu7・m+(+1)・Bu7・q+Bu7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （７４） Mu8=(0)・Bu8・m+(+1)・Bu8・q+Bu8・p+(0)・s+(+1)・t+u （７５） Mu9=(+1)・Bu9・m+(+1)・Bu9・q+Bu9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （７６）
【０４５０】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
（６８）乃至式（７６）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。
【０４５１】図６７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。
【０４５２】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。
【０４５３】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（５９）乃至式（６７）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。
【０４５４】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。
【０４５５】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。
【０４５６】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。
【０４５７】図６８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６８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。
【０４５８】推定混合比は、混合領域において、図６７
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０４５９】次に、図６７に構成を示す推定混合比処理
部４０１による、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。
【０４６０】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。
【０４６１】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。
【０４６２】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。
【０４６３】このように、図６７に構成を示す推定混合
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。
【０４６４】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。
【０４６５】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。
【０４６６】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。
【０４６７】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。
【０４６８】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。
【０４６９】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図７０は、前景背景分離部１０５の構成の一例を
示すブロック図である。前景背景分離部１０５に供給さ
れた入力画像は、分離部６０１、スイッチ６０２、およ
びスイッチ６０４に供給される。カバードバックグラウ
ンド領域を示す情報、およびアンカバードバックグラウ
ンド領域を示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報は、分離部６０１に供給される。前景領域を示す領
域情報は、スイッチ６０２に供給される。背景領域を示
す領域情報は、スイッチ６０４に供給される。
【０４７０】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。
【０４７１】分離部６０１は、カバードバックグラウン
ド領域を示す領域情報、アンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を分離して、分離した前景の成分を合成
部６０３に供給するとともに、入力画像から背景の成分
を分離して、分離した背景の成分を合成部６０５に供給
する。
【０４７２】スイッチ６０２は、前景領域を示す領域情
報を基に、前景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる前景に対応する画素のみを合
成部６０３に供給する。
【０４７３】スイッチ６０４は、背景領域を示す領域情
報を基に、背景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる背景に対応する画素のみを合
成部６０５に供給する。
【０４７４】合成部６０３は、分離部６０１から供給さ
れた前景に対応する成分、スイッチ６０２から供給され
た前景に対応する画素を基に、前景成分画像を合成し、
合成した前景成分画像を出力する。前景領域と混合領域
とは重複しないので、合成部６０３は、例えば、前景に
対応する成分と、前景に対応する画素とに論理和の演算
を適用して、前景成分画像を合成する。
【０４７５】合成部６０３は、前景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、前景成分画像の合成の処理において、前景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部６０３が出力
する前景成分画像の内、背景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。
【０４７６】合成部６０５は、分離部６０１から供給さ
れた背景に対応する成分、スイッチ６０４から供給され
た背景に対応する画素を基に、背景成分画像を合成し
て、合成した背景成分画像を出力する。背景領域と混合
領域とは重複しないので、合成部６０５は、例えば、背
景に対応する成分と、背景に対応する画素とに論理和の
演算を適用して、背景成分画像を合成する。
【０４７７】合成部６０５は、背景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、背景成分画像の合成の処理において、背景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部６０５が出力
する背景成分画像の内、前景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。
【０４７８】図７１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。
【０４７９】図７１（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図７１（Ｂ）は、図７１（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。
【０４８０】図７１（Ａ）および図７１（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される背景成分画
像は、背景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる背景の成分から構成される。
【０４８１】図７１（Ａ）および図７１（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される前景成分画
像は、前景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる前景の成分から構成される。
【０４８２】混合領域の画素の画素値は、前景背景分離
部１０５により、背景の成分と、前景の成分とに分離さ
れる。分離された背景の成分は、背景領域に属する画素
と共に、背景成分画像を構成する。分離された前景の成
分は、前景領域に属する画素と共に、前景成分画像を構
成する。
【０４８３】このように、前景成分画像は、背景領域に
対応する画素の画素値が０とされ、前景領域に対応する
画素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値
が設定される。同様に、背景成分画像は、前景領域に対
応する画素の画素値が０とされ、背景領域に対応する画
素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値が
設定される。
【０４８４】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。
【０４８５】図７２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
７２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。
【０４８６】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。
【０４８７】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。
【０４８８】図７３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７３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７３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。
【０４８９】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（７７）で表される。
【０４９０】 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 （７７） 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。
【０４９１】式（７７）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（７８）で表
される。
【０４９２】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （７８）
【０４９３】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（７９）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（８０）で表される。
【０４９４】 f16=C16-α16・P16 （７９） f17=C17-α17・P17 （８０）
【０４９５】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（８１）で計算される。
【０４９６】 fc=C-α・P （８１） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４９７】図７４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７４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７４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。
【０４９８】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（８２）で表される。
【０４９９】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （８２） 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。
【０５００】式（８２）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（８３）で表さ
れる。
【０５０１】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （８３） 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（８４）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（８５）で表
される。
【０５０２】 f03=C03-α3・N03 （８４） f04=C04-α4・N04 （８５）
【０５０３】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（８６）で計算される。
【０５０４】 fu=C-α・N （８６） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０５０５】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。
【０５０６】図７５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。
【０５０７】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。
【０５０８】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。
【０５０９】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７
３および図７４を参照して説明した演算を適用して、フ
レーム#nの混合領域に属する画素から前景の成分および
背景の成分を分離して、フレームメモリ６２３に供給す
る。
【０５１０】分離処理ブロック６２２は、アンカバード
領域処理部６３１、カバード領域処理部６３２、合成部
６３３、および合成部６３４で構成されている。
【０５１１】アンカバード領域処理部６３１の乗算器６
４１は、混合比αを、フレームメモリ６２１から供給さ
れたフレーム#n+1の画素の画素値に乗じて、スイッチ６
４２に出力する。スイッチ６４２は、フレームメモリ６
２１から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n+1の
画素に対応する）がアンカバードバックグラウンド領域
であるとき、閉じられ、乗算器６４１から供給された混
合比αを乗じた画素値を演算器６４３および合成部６３
４に供給する。スイッチ６４２から出力されるフレーム
#n+1の画素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム
#nの対応する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０５１２】演算器６４３は、フレームメモリ６２１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
６４２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器６４３は、アンカバードバックグラウ
ンド領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合
成部６３３に供給する。
【０５１３】カバード領域処理部６３２の乗算器６５１
は、混合比αを、フレームメモリ６２１から供給された
フレーム#n-1の画素の画素値に乗じて、スイッチ６５２
に出力する。スイッチ６５２は、フレームメモリ６２１
から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n-1の画素
に対応する）がカバードバックグラウンド領域であると
き、閉じられ、乗算器６５１から供給された混合比αを
乗じた画素値を演算器６５３および合成部６３４に供給
する。スイッチ６５２から出力されるフレーム#n-1の画
素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム#nの対応
する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０５１４】演算器６５３は、フレームメモリ６２１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
６５２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器６５３は、カバードバックグラウンド
領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合成部
６３３に供給する。
【０５１５】合成部６３３は、フレーム#nの、演算器６
４３から供給された、アンカバードバックグラウンド領
域に属する画素の前景の成分、および演算器６５３から
供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画
素の前景の成分を合成して、フレームメモリ６２３に供
給する。
【０５１６】合成部６３４は、フレーム#nの、スイッチ
６４２から供給された、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素の背景の成分、およびスイッチ６５２
から供給された、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素の背景の成分を合成して、フレームメモリ６２３
に供給する。
【０５１７】フレームメモリ６２３は、分離処理ブロッ
ク６２２から供給された、フレーム#nの混合領域の画素
の前景の成分と、背景の成分とをそれぞれに記憶する。
【０５１８】フレームメモリ６２３は、記憶しているフ
レーム#nの混合領域の画素の前景の成分、および記憶し
ているフレーム#nの混合領域の画素の背景の成分を出力
する。
【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】合成部６０３は、分離部６０１から出力さ
れた、フレーム#nの混合領域の画素の前景の成分と、前
景領域に属する画素とを合成して前景成分画像を生成す
る。合成部６０５は、分離部６０１から出力された、フ
レーム#nの混合領域の画素の背景の成分と、背景領域に
属する画素とを合成して背景成分画像を生成する。
【０５２１】図７６は、図７２のフレーム#nに対応す
る、前景成分画像の例と、背景成分画像の例を示す図で
ある。
【０５２２】図７６（Ａ）は、図７２のフレーム#nに対
応する、前景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景が分離される前
において、背景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。
【０５２３】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、背景の成分が０とされ、前景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、背景の成分が０と
され、前景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景の成分のみから成るの
で、そのまま残される。
【０５２４】図７６（Ｂ）は、図７２のフレーム#nに対
応する、背景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景とが分離される
前において、背景の成分のみから成っていたので、その
まま残される。
【０５２５】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、前景の成分が０とされ、背景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、前景の成分が０と
され、背景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景と背景とが分離される前
において、前景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。
【０５２６】次に、図７７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。
【０５２７】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。
【０５２８】ステップＳ６０４において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、背景の
成分を抽出する。
【０５２９】ステップＳ６０５において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、前景の
成分を抽出する。
【０５３０】ステップＳ６０６において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、背景の成分を抽
出する。
【０５３１】ステップＳ６０７において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、前景の成分を抽
出する。
【０５３２】ステップＳ６０８において、合成部６３３
は、ステップＳ６０５の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の前景の成分と、ス
テップＳ６０７の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の前景の成分とを合成する。合
成された前景の成分は、合成部６０３に供給される。更
に、合成部６０３は、スイッチ６０２を介して供給され
た前景領域に属する画素と、分離部６０１から供給され
た前景の成分とを合成して、前景成分画像を生成する。
【０５３３】ステップＳ６０９において、合成部６３４
は、ステップＳ６０４の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の背景の成分と、ス
テップＳ６０６の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の背景の成分とを合成する。合
成された背景の成分は、合成部６０５に供給される。更
に、合成部６０５は、スイッチ６０４を介して供給され
た背景領域に属する画素と、分離部６０１から供給され
た背景の成分とを合成して、背景成分画像を生成する。
【０５３４】ステップＳ６１０において、合成部６０３
は、前景成分画像を出力する。ステップＳ６１１におい
て、合成部６０５は、背景成分画像を出力し、処理は終
了する。
【０５３５】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。
【０５３６】次に、前景成分画像の動きボケの量の調整
について説明する。
【０５３７】図７８は、動きボケ調整部１０６の構成の
一例を示すブロック図である。動き検出部１０２から供
給された動きベクトルとその位置情報は、処理単位決定
部８０１、モデル化部８０２、および演算部８０５に供
給される。領域特定部１０３から供給された領域情報
は、処理単位決定部８０１に供給される。前景背景分離
部１０５から供給された前景成分画像は、足し込み部８
０４に供給される。
【０５３８】処理単位決定部８０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、処理単位を生成
し、生成した処理単位をモデル化部８０２および足し込
み部８０４に供給する。
【０５３９】処理単位決定部８０１が生成する処理単位
は、図７９に例を示すように、前景成分画像のカバード
バックグラウンド領域に対応する画素から始まり、アン
カバードバックグラウンド領域に対応する画素までの動
き方向に並ぶ連続する画素、またはアンカバードバック
グラウンド領域に対応する画素から始まり、カバードバ
ックグラウンド領域に対応する画素までの動き方向に並
ぶ連続する画素を示す。処理単位は、例えば、左上点
（処理単位で指定される画素であって、画像上で最も左
または最も上に位置する画素の位置）および右下点の２
つのデータから成る。
【０５４０】モデル化部８０２は、動きベクトルおよび
入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、例えば、モデル化部８０２は、処理単位に
含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、お
よび画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを
予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向
の仮想分割数を基に、図８０に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択する。
【０５４１】例えば、処理単位に対応する画素の数が１
２でありシャッタ時間内の動き量vが５であるときにお
いては、モデル化部８０２は、仮想分割数を５とし、最
も左に位置する画素が１つの前景の成分を含み、左から
２番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から３番目
の画素が３つの前景の成分を含み、左から４番目の画素
が４つの前景の成分を含み、左から５番目の画素が５つ
の前景の成分を含み、左から６番目の画素が５つの前景
の成分を含み、左から７番目の画素が５つの前景の成分
を含み、左から８番目の画素が５つの前景の成分を含
み、左から９番目の画素が４つの前景の成分を含み、左
から１０番目の画素が３つの前景の成分を含み、左から
１１番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から１２
番目の画素が１つの前景の成分を含み、全体として８つ
の前景の成分から成るモデルを選択する。
【０５４２】なお、モデル化部８０２は、予め記憶して
あるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、お
よび処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および
処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。
【０５４３】モデル化部８０２は、選択したモデルを方
程式生成部８０３に供給する。
【０５４４】方程式生成部８０３は、モデル化部８０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図８
０に示す前景成分画像のモデルを参照して、前景の成分
の数が８であり、処理単位に対応する画素の数が１２で
あり、動き量vが５であり、仮想分割数が５であるとき
の、方程式生成部８０３が生成する方程式について説明
する。
【０５４５】前景成分画像に含まれるシャッタ時間/vに
対応する前景成分がF01/v乃至F08/vであるとき、F01/v
乃至F08/vと画素値C01乃至C12との関係は、式（８７）
乃至式（９８）で表される。
【０５４６】 C01=F01/v （８７） C02=F02/v+F01/v （８８） C03=F03/v+F02/v+F01/v （８９） C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （９０） C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （９１） C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （９２） C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （９３） C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （９４） C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （９５） C10=F08/v+F07/v+F06/v （９６） C11=F08/v+F07/v （９７） C12=F08/v （９８）
【０５４７】方程式生成部８０３は、生成した方程式を
変形して方程式を生成する。方程式生成部８０３が生成
する方程式を、式（９９）乃至式（１１０）に示す。 C01=1・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９９） C02=1・F01/v+1・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （１００） C03=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （１０１） C04=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （１０２） C05=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （１０３） C06=0・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （１０４） C07=0・F01/v+0・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+0・F08/v （１０５） C08=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （１０６） C09=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （１０７） C10=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （１０８） C11=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （１０９） C12=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+1・F08/v （１１０）
【０５４８】式（９９）乃至式（１１０）は、式（１１
１）として表すこともできる。
【０５４９】
【数１７】 式（１１１）において、jは、画素の位置を示す。この
例において、jは、１乃至１２のいずれか１つの値を有
する。また、iは、前景値の位置を示す。この例におい
て、iは、１乃至８のいずれか１つの値を有する。aij
は、iおよびjの値に対応して、０または１の値を有す
る。
【０５５０】誤差を考慮して表現すると、式（１１１）
は、式（１１２）のように表すことができる。
【０５５１】
【数１８】 式（１１２）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤
差である。
【０５５２】式（１１２）は、式（１１３）に書き換え
ることができる。
【０５５３】
【数１９】
【０５５４】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（１１４）に示すように定義する。
【０５５５】
【数２０】
【０５５６】誤差が最小になるためには、誤差の自乗和
Eに対する、変数Fkによる偏微分の値が０になればよ
い。式（１１５）を満たすようにFkを求める。
【０５５７】
【数２１】
【０５５８】式（１１５）において、動き量vは固定値
であるから、式（１１６）を導くことができる。
【０５５９】
【数２２】
【０５６０】式（１１６）を展開して、移項すると、式
（１１７）を得る。
【０５６１】
【数２３】
【０５６２】式（１１７）のkに１乃至８の整数のいず
れか１つを代入して得られる８つの式に展開する。得ら
れた８つの式を、行列により１つの式により表すことが
できる。この式を正規方程式と呼ぶ。
【０５６３】このような最小自乗法に基づく、方程式生
成部８０３が生成する正規方程式の例を式（１１８）に
示す。
【０５６４】
【数２４】
【０５６５】式（１１８）をA・F=v・Cと表すと、C,A,vが
既知であり、Fは未知である。また、A,vは、モデル化の
時点で既知だが、Cは、足し込み動作において画素値を
入力することで既知となる。
【０５６６】最小自乗法に基づく正規方程式により前景
成分を算出することにより、画素Cに含まれている誤差
を分散させることができる。
【０５６７】方程式生成部８０３は、このように生成さ
れた正規方程式を足し込み部８０４に供給する。
【０５６８】足し込み部８０４は、処理単位決定部８０
１から供給された処理単位を基に、前景成分画像に含ま
れる画素値Cを、方程式生成部８０３から供給された行
列の式に設定する。足し込み部８０４は、画素値Cを設
定した行列を演算部８０５に供給する。
【０５６９】演算部８０５は、掃き出し法（Gauss-Jord
anの消去法）などの解法に基づく処理により、動きボケ
が除去された前景成分Fi/vを算出して、動きボケが除去
された前景の画素値である、０乃至８の整数のいずれか
のiに対応するFiを算出して、図８１に例を示す、動き
ボケが除去された画素値であるFiから成る、動きボケが
除去された前景成分画像を動きボケ付加部８０６および
選択部８０７に出力する。
【０５７０】演算部８０５は、動きボケが除去された前
景成分画像に対応する領域情報および混合比αを生成
し、生成した領域情報および混合比αを選択部８０７に
供給する。演算部８０５が生成する混合比αは、動きボ
ケが除去されているので、０または１である。演算部８
０５が生成する領域情報は、動きボケが除去されている
ので、前景領域のみを示す。
【０５７１】なお、図８１に示す動きボケが除去された
前景成分画像において、C03乃至C10のそれぞれにF01乃
至F08のそれぞれが設定されているのは、画面に対する
前景成分画像の位置を変化させないためであり、任意の
位置に対応させることができる。
【０５７２】動きボケ付加部８０６は、動き量vとは異
なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の
値の動きボケ調整量v'や、動き量vと無関係の値の動き
ボケ調整量v'を与えることで、動きボケの量を調整する
ことができる。例えば、図８２に示すように、動きボケ
付加部８０６は、動きボケが除去された前景の画素値Fi
を動きボケ調整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'
を算出して、前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケ
の量が調整された画素値を生成する。例えば、動きボケ
調整量v'が３のとき、画素値C02は、（F01）/v'とさ
れ、画素値C03は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04
は、（F01+F02+F03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F
03+F04）/v'とされる。
【０５７３】動きボケ付加部８０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部８０７に供給する。動き
ボケ付加部８０６は、動きボケの量を調整した前景成分
画像に対応する領域情報および混合比αを生成し、生成
した領域情報および混合比αを選択部８０７に供給す
る。
【０５７４】動きボケ付加部８０６が生成する混合比α
は、前景成分画像に動きボケが付加されているので、０
以上１以下の値を有する。例えば、図８２の画素値C02
の画素に対応する混合比αは、2/3とされ、図８２の画
素値C03の画素に対応する混合比αは、1/3とされる。
【０５７５】演算部８０５が生成する領域情報は、前景
成分画像に動きボケが付加されているので、前景領域お
よび混合領域を示す。例えば、図８２の画素値C02の画
素に対応する領域情報は、混合領域を示し、図８２の画
素値C03の画素に対応する領域情報は、混合領域を示
す。
【０５７６】選択部８０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、演算部８０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、領域情報、および混
合比α、並びに動きボケ付加部８０６から供給された動
きボケの量が調整された前景成分画像、領域情報、およ
び混合比αのいずれか一方を選択して、選択した前景成
分画像、領域情報、および混合比αを出力する。
【０５７７】このように、動きボケ調整部１０６は、選
択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を
調整することができる。
【０５７８】また、例えば、図８３に示すように、処理
単位に対応する画素の数が８であり、動き量vが４であ
るとき、動きボケ調整部１０６は、式（１１９）に示す
行列の式を生成する。
【０５７９】
【数２５】
【０５８０】動きボケ調整部１０６は、このように処理
単位の長さに対応した数の式を立てて、動きボケの量が
調整された画素値であるFiを算出する。同様に、例え
ば、処理単位に含まれる画素の数が１００あるとき、１
００個の画素に対応する式を生成して、Fiを算出する。
【０５８１】図８４は、動きボケ調整部１０６の他の構
成を示す図である。図７８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。
【０５８２】選択部８２１は、選択信号を基に、入力さ
れた動きベクトルとその位置信号をそのまま処理単位決
定部８０１およびモデル化部８０２に供給するか、また
は動きベクトルの大きさを動きボケ調整量v'に置き換え
て、その大きさが動きボケ調整量v'に置き換えられた動
きベクトルとその位置信号を処理単位決定部８０１およ
びモデル化部８０２に供給する。
【０５８３】このようにすることで、図８４の動きボケ
調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算部８０５
は、動き量vと動きボケ調整量v'との値に対応して、動
きボケの量を調整することができる。例えば、動き量v
が5であり、動きボケ調整量v'が3であるとき、図８４の
動きボケ調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算
部８０５は、図８０に示す動き量vが5である前景成分画
像に対して、3である動きボケ調整量v'対応する図８２
に示すようなモデルに従って、演算を実行し、（動き量
v）/（動きボケ調整量v'）＝5/3、すなわちほぼ1.7の動
き量vに応じた動きボケを含む画像を算出する。なお、
この場合、算出される画像は、3である動き量vに対応し
た動きボケを含むのではないので、動きボケ付加部８０
６の結果とは動き量vと動きボケ調整量v'の関係の意味
合いが異なる点に注意が必要である。
【０５８４】以上のように、動きボケ調整部１０６は、
動き量vおよび処理単位に対応して、式を生成し、生成
した式に前景成分画像の画素値を設定して、動きボケの
量が調整された前景成分画像を算出する。
【０５８５】次に、図８５のフローチャートを参照し
て、動きボケ調整部１０６による前景成分画像に含まれ
る動きボケの量の調整の処理を説明する。
【０５８６】ステップＳ８０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部８０１は、動きベクトルおよ
び領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単
位をモデル化部８０２に供給する。
【０５８７】ステップＳ８０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部８０２は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ
８０３において、方程式生成部８０３は、選択されたモ
デルを基に、正規方程式を作成する。
【０５８８】ステップＳ８０４において、足し込み部８
０４は、作成された正規方程式に前景成分画像の画素値
を設定する。ステップＳ８０５において、足し込み部８
０４は、処理単位に対応する全ての画素の画素値の設定
を行ったか否かを判定し、処理単位に対応する全ての画
素の画素値の設定を行っていないと判定された場合、ス
テップＳ８０４に戻り、正規方程式への画素値の設定の
処理を繰り返す。
【０５８９】ステップＳ８０５において、処理単位の全
ての画素の画素値の設定を行ったと判定された場合、ス
テップＳ８０６に進み、演算部８０５は、足し込み部８
０４から供給された画素値が設定された正規方程式を基
に、動きボケの量を調整した前景の画素値を算出して、
処理は終了する。
【０５９０】このように、動きボケ調整部１０６は、動
きベクトルおよび領域情報を基に、動きボケを含む前景
画像から動きボケの量を調整することができる。
【０５９１】すなわち、サンプルデータである画素値に
含まれる動きボケの量を調整することができる。
【０５９２】図８６は、動きボケ調整部１０６の構成の
他の一例を示すブロック図である。動き検出部１０２か
ら供給された動きベクトルとその位置情報は、処理単位
決定部９０１および補正部９０５に供給され、領域特定
部１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部９
０１に供給される。前景背景分離部１０５から供給され
た前景成分画像は、演算部９０４に供給される。
【０５９３】処理単位決定部９０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、処理単位を生成
し、動きベクトルと共に、生成した処理単位をモデル化
部９０２に供給する。
【０５９４】モデル化部９０２は、動きベクトルおよび
入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、例えば、モデル化部９０２は、処理単位に
含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、お
よび画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを
予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向
の仮想分割数を基に、図８７に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択する。
【０５９５】例えば、処理単位に対応する画素の数が１
２であり動き量vが５であるときにおいては、モデル化
部９０２は、仮想分割数を５とし、最も左に位置する画
素が１つの前景の成分を含み、左から２番目の画素が２
つの前景の成分を含み、左から３番目の画素が３つの前
景の成分を含み、左から４番目の画素が４つの前景の成
分を含み、左から５番目の画素が５つの前景の成分を含
み、左から６番目の画素が５つの前景の成分を含み、左
から７番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から８
番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から９番目の
画素が４つの前景の成分を含み、左から１０番目の画素
が３つの前景の成分を含み、左から１１番目の画素が２
つの前景の成分を含み、左から１２番目の画素が１つの
前景の成分を含み、全体として８つの前景の成分から成
るモデルを選択する。
【０５９６】なお、モデル化部９０２は、予め記憶して
あるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、お
よび処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および
処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。
【０５９７】方程式生成部９０３は、モデル化部９０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。
【０５９８】図８７乃至図８９に示す前景成分画像のモ
デルを参照して、前景の成分の数が８であり、処理単位
に対応する画素の数が１２であり、動き量vが５である
ときの、方程式生成部９０３が生成する方程式の例につ
いて説明する。
【０５９９】前景成分画像に含まれるシャッタ時間/vに
対応する前景成分がF01/v乃至F08/vであるとき、F01/v
乃至F08/vと画素値C01乃至C12との関係は、上述したよ
うに、式（８７）乃至式（９８）で表される。
【０６００】画素値C12およびC11に注目すると、画素値
C12は、式（１２０）に示すように、前景の成分F08/vの
みを含み、画素値C11は、前景の成分F08/vおよび前景の
成分F07/vの積和から成る。従って、前景の成分F07/v
は、式（１２１）で求めることができる。
【０６０１】 F08/v=C12 （１２０） F07/v=C11-C12 （１２１）
【０６０２】同様に、画素値C10乃至C01に含まれる前景
の成分を考慮すると、前景の成分F06/v乃至F01/vは、式
（１２２）乃至式（１２７）により求めることができ
る。
【０６０３】 F06/v=C10-C11 （１２２） F05/v=C09-C10 （１２３） F04/v=C08-C09 （１２４） F03/v=C07-C08+C12 （１２５） F02/v=C06-C07+C11-C12 （１２６） F01/v=C05-C06+C10-C11 （１２７）
【０６０４】方程式生成部９０３は、式（１２０）乃至
式（１２７）に例を示す、画素値の差により前景の成分
を算出するための方程式を生成する。方程式生成部９０
３は、生成した方程式を演算部９０４に供給する。
【０６０５】演算部９０４は、方程式生成部９０３から
供給された方程式に前景成分画像の画素値を設定して、
画素値を設定した方程式を基に、前景の成分を算出す
る。演算部９０４は、例えば、式（１２０）乃至式（１
２７）が方程式生成部９０３から供給されたとき、式
（１２０）乃至式（１２７）に画素値C05乃至C12を設定
する。
【０６０６】演算部９０４は、画素値が設定された式に
基づき、前景の成分を算出する。例えば、演算部９０４
は、画素値C05乃至C12が設定された式（１２０）乃至式
（１２７）に基づく演算により、図８８に示すように、
前景の成分F01/v乃至F08/vを算出する。演算部９０４
は、前景の成分F01/v乃至F08/vを補正部９０５に供給す
る。
【０６０７】補正部９０５は、演算部９０４から供給さ
れた前景の成分に、処理単位決定部９０１から供給され
た動きベクトルに含まれる動き量vを乗じて、動きボケ
を除去した前景の画素値を算出する。例えば、補正部９
０５は、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v
乃至F08/vが供給されたとき、前景の成分F01/v乃至F08/
vのそれぞれに、５である動き量vを乗じることにより、
図８９に示すように、動きボケを除去した前景の画素値
F01乃至F08を算出する。
【０６０８】補正部９０５は、以上のように算出され
た、動きボケを除去した前景の画素値から成る前景成分
画像を動きボケ付加部９０６および選択部９０７に供給
する。
【０６０９】補正部９０５は、動きボケを除去した前景
の画素値から成る前景成分画像に対応する領域情報およ
び混合比αを生成し、生成した領域情報および混合比α
を選択部９０７に供給する。
【０６１０】動きボケ付加部９０６は、動き量vとは異
なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の
値の動きボケ調整量v'、動き量vと無関係の値の動きボ
ケ調整量v'で、動きボケの量を調整することができる。
例えば、図８２に示すように、動きボケ付加部９０６
は、動きボケが除去された前景の画素値Fiを動きボケ調
整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'を算出して、
前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケの量が調整さ
れた画素値を生成する。例えば、動きボケ調整量v'が３
のとき、画素値C02は、（F01）/v'とされ、画素値C03
は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04は、（F01+F02+F
03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F03+F04）/v'とさ
れる。
【０６１１】動きボケ付加部９０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部９０７に供給する。
【０６１２】動きボケ付加部９０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像に対応する領域情報および混合比
αを生成し、生成した領域情報および混合比αを選択部
９０７に供給する。
【０６１３】選択部９０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、補正部９０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、領域情報、および混
合比α、並びに動きボケ付加部９０６から供給された動
きボケの量が調整された前景成分画像、領域情報、およ
び混合比αのいずれか一方を選択して、選択した前景成
分画像、領域情報、および混合比αを出力する。
【０６１４】このように、動きボケ調整部１０６は、選
択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を
調整することができる。
【０６１５】次に、図８６に構成を示す動きボケ調整部
１０６による前景の動きボケの量の調整の処理を図９０
のフローチャートを参照して説明する。
【０６１６】ステップＳ９０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部９０１は、動きベクトルおよ
び領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単
位をモデル化部９０２および補正部９０５に供給する。
【０６１７】ステップＳ９０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部９０２は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ
９０３において、方程式生成部９０３は、選択または生
成されたモデルを基に、前景成分画像の画素値の差によ
り前景の成分を算出するための方程式を生成する。
【０６１８】ステップＳ９０４において、演算部９０４
は、作成された方程式に前景成分画像の画素値を設定
し、画素値が設定された方程式を基に、画素値の差分か
ら前景の成分を抽出する。ステップＳ９０５において、
演算部９０４は、処理単位に対応する全ての前景の成分
を抽出したか否かを判定し、処理単位に対応する全ての
前景の成分を抽出していないと判定された場合、ステッ
プＳ９０４に戻り、前景の成分を抽出の処理を繰り返
す。
【０６１９】ステップＳ９０５において、処理単位に対
応する全ての前景の成分を抽出したと判定された場合、
ステップＳ９０６に進み、補正部９０５は、動き量vを
基に、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v乃
至F08/vのそれぞれを補正して、動きボケを除去した前
景の画素値F01乃至F08を算出する。
【０６２０】ステップＳ９０７において、動きボケ付加
部９０６は、動きボケの量を調整した前景の画素値を算
出して、選択部９０７は、動きボケが除去された画像ま
たは動きボケの量が調整された画像のいずれかを選択し
て、選択した画像を出力して、処理は終了する。
【０６２１】このように、図８６に構成を示す動きボケ
調整部１０６は、より簡単な演算で、より迅速に、動き
ボケを含む前景画像から動きボケを調整することができ
る。
【０６２２】ウィナー・フィルタなど従来の動きボケを
部分的に除去する手法が、理想状態では効果が認められ
るが、量子化され、ノイズを含んだ実際の画像に対して
十分な効果が得られないのに対し、図８６に構成を示す
動きボケ調整部１０６においても、量子化され、ノイズ
を含んだ実際の画像に対しても十分な効果が認められ、
精度の良い動きボケの除去が可能となる。
【０６２３】以上のように、図７に構成を示す前景背景
成分画像生成部９１は、入力画像を前景成分画像と背景
成分画像とに分離すると共に、前景成分画像に含まれる
動きボケの量を調整することができる。
【０６２４】次に、図９１乃至図９４を参照して、オク
ルージョン補正部９２の処理を説明する。例えば、図９
１に示す、入力画像に含まれる前景に対応するオブジェ
クトについて、図９２に示すように、フレーム#nにおい
て表示される位置が、フレーム#n-1において表示される
位置より右側に移動しているとき、図９３に示すよう
に、前景に対応するオブジェクトの動き方向は、図中の
左側から右側に向いている。
【０６２５】図９３に示すように、カバードバックグラ
ウンド領域である混合領域は、前景のオブジェクトの動
き方向の先端部に位置し、アンカバードバックグラウン
ド領域である混合領域は、前景のオブジェクトの動き方
向の後端部に位置する。
【０６２６】前景の成分が除去されて、背景の成分のみ
からなる背景成分画像の画素であって、分離される前に
おいて混合領域に属する画素の画素値は、図９４（Ａ）
に示すように、前景の成分が除去されるので、混合比α
に比例して、レベルが減少してしまう。
【０６２７】そこで、オクルージョン補正部９２は、図
９４（Ｂ）に示すように、分離される前において混合領
域に属する画素の画素値を混合比αで除算して、分離さ
れる前において混合領域に属する画素の画素値を補正す
る。
【０６２８】このようにすることで、前景のオブジェク
トと混合されることにより隠れていた、混合領域に属す
る画素に含まれる背景の成分を使用して、背景を生成す
ることができるようになる。混合領域に属する画素に含
まれる背景の成分を使用して、背景を生成するので、本
発明に係る画像処理装置は、より自然な３次元画像を生
成することができるようになる。
【０６２９】図９５は、前景視差画像生成部９３の構成
を示すブロック図である。
【０６３０】移動量生成部１００１は、視差演算部７２
から供給された視差を基に、右眼用前景成分画像を生成
するための移動量を生成し、生成した移動量を画像移動
部１００２、領域情報移動部１００３、および混合比移
動部１００４に供給する。
【０６３１】移動量生成部１００１は、視差演算部７２
から供給された視差を基に、左眼用前景成分画像を生成
するための移動量を生成し、生成した移動量を画像移動
部１００５、領域情報移動部１００６、および混合比移
動部１００７に供給する。
【０６３２】画像移動部１００２は、移動量生成部１０
０１から供給された移動量を基に、前景背景成分画像生
成部９１から供給された、動きボケの量が調整された前
景成分画像を移動し、右眼用前景成分画像を生成する。
画像移動部１００２は、右眼用前景成分画像を出力す
る。
【０６３３】領域情報移動部１００３は、移動量生成部
１００１から供給された移動量を基に、前景背景成分画
像生成部９１から供給された領域情報を移動し、右眼用
前景成分画像に対応する領域情報を生成する。領域情報
移動部１００３は、右眼用前景成分画像に対応する領域
情報を出力する。
【０６３４】混合比移動部１００４は、移動量生成部１
００１から供給された移動量を基に、前景背景成分画像
生成部９１から供給された混合比αを移動し、右眼用前
景成分画像に対応する混合比αを生成する。混合比移動
部１００４は、右眼用前景成分画像に対応する混合比α
を出力する。
【０６３５】画像移動部１００５は、移動量生成部１０
０１から供給された移動量を基に、前景背景成分画像生
成部９１から供給された、動きボケの量が調整された前
景成分画像を移動し、左眼用前景成分画像を生成する。
画像移動部１００５は、左眼用前景成分画像を出力す
る。
【０６３６】領域情報移動部１００６は、移動量生成部
１００１から供給された移動量を基に、前景背景成分画
像生成部９１から供給された領域情報を移動し、左眼用
前景成分画像に対応する領域情報を生成する。領域情報
移動部１００６は、左眼用前景成分画像に対応する領域
情報を出力する。
【０６３７】混合比移動部１００７は、移動量生成部１
００１から供給された移動量を基に、前景背景成分画像
生成部９１から供給された混合比αを移動し、左眼用前
景成分画像に対応する混合比αを生成する。混合比移動
部１００７は、左眼用前景成分画像に対応する混合比α
を出力する。
【０６３８】このように、前景視差画像生成部９３は、
視差演算部７２から供給された視差を基に、右眼用前景
成分画像を生成すると共に、右眼用前景成分画像に対応
する領域情報および混合比αを生成して、生成した右眼
用前景成分画像、領域情報、および混合比αを合成部９
４−１に供給する。前景視差画像生成部９３は、視差演
算部７２から供給された視差を基に、左眼用前景成分画
像を生成すると共に、左眼用前景成分画像に対応する領
域情報および混合比αを生成して、生成した左眼用前景
成分画像、領域情報、および混合比αを合成部９４−２
に供給する。
【０６３９】図９６は、合成部９４の構成を示すブロッ
ク図である。
【０６４０】混合領域画像合成部１１０１は、前景視差
画像生成部９３から供給された混合比αを基に、前景視
差画像生成部９３から供給された右眼用前景成分画像ま
たは左目用前景成分画像、およびオクルージョン補正部
９２から供給された背景成分画像を合成して、混合領域
合成画像を生成する。
【０６４１】すなわち、混合領域画像合成部１１０１
は、背景成分画像の画素値に混合比αを乗算して、混合
領域の画素に対応する、背景の成分の和を算出する。混
合領域画像合成部１１０１は、算出した背景の成分の和
を、右眼用前景成分画像または左目用前景成分画像の画
素のうち、対応する混合領域の画素の画素値に加算し
て、混合領域合成画像を生成する。
【０６４２】混合領域画像合成部１１０１は、生成した
混合領域合成画像を画像合成部１１０２に供給する。
【０６４３】画像合成部１１０２は、前景視差画像生成
部９３から供給された領域情報を基に、混合領域画像合
成部１１０１から供給された混合領域合成画像、前景視
差画像生成部９３から供給された右眼用前景成分画像ま
たは左目用前景成分画像、およびオクルージョン補正部
９２から供給された背景成分画像を合成して、右眼用画
像または左目用画像に対応する合成画像を生成する。画
像合成部１１０２は、合成した右眼用画像または左目用
画像に対応する合成画像を出力する。
【０６４４】このように、合成部９４は、右眼用前景成
分画像または左目用前景成分画像を、背景成分画像に合
成することができる。
【０６４５】特徴量である混合比αを基に前景成分画像
と背景成分画像とを合成して得られる３次元画像は、単
に画素を合成した画像に比較し、より自然なものとな
る。
【０６４６】なお、距離情報取得部７１が距離情報を生
成すると説明したが、画像処理装置は、外部から供給さ
れた、入力画像に対応する距離情報を使用して、視差を
演算するようにしてもよい。
【０６４７】また、視差演算部７２が視差を演算すると
説明したが、画像処理装置は、例えば、使用者により設
定された、外部から供給された視差を基に、３次元画像
を生成するようにしてもよい。
【０６４８】なお、視差演算部７２が、距離情報を基
に、視差を演算すると説明したが、視差演算部７２は、
距離情報と視差との対応を示すデータを予め記憶し、記
憶しているデータを基に、視差を求めるようにしてもよ
い。
【０６４９】また、合成部９４−１および９４−２は、
外部から供給された任意に背景画像と、右眼用前景成分
画像または左眼用前景成分画像を合成して、右眼用画像
および左眼用画像を生成するようにしてもよい。
【０６５０】なお、混合比αは、画素値に含まれる背景
の成分の割合として説明したが、画素値に含まれる前景
の成分の割合としてもよい。
【０６５１】また、前景となるオブジェクトの動きの方
向は左から右として説明したが、その方向に限定されな
いことは勿論である。
【０６５２】以上においては、３次元空間と時間軸情報
を有する現実空間の画像をビデオカメラを用いて２次元
空間と時間軸情報を有する時空間への射影を行った場合
を例としたが、本発明は、この例に限らず、より多くの
第１の次元の第１の情報を、より少ない第２の次元の第
２の情報に射影した場合に、その射影によって発生する
歪みを補正したり、有意情報を抽出したり、またはより
自然に画像を合成する場合に適応することが可能であ
る。
【０６５３】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）、CPD（Charge Primin
g Device）、またはCMOS（Complementary Mental Oxide
Semiconductor）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。
【０６５４】本発明の信号処理を行うプログラムを記録
した記録媒体は、図１に示すように、コンピュータとは
別に、ユーザにプログラムを提供するために配布され
る、プログラムが記録されている磁気ディスク５１（フ
ロッピ（登録商標）ディスクを含む）、光ディスク５２
（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digita
l Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク５３（Ｍ
Ｄ（Mini-Disc）（商標）を含む）、もしくは半導体メ
モリ５４などよりなるパッケージメディアにより構成さ
れるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態
でユーザに提供される、プログラムが記録されているRO
M２２や、記憶部２８に含まれるハードディスクなどで
構成される。
【０６５５】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。
【０６５６】
【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、前景オブジェクトを
構成する前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分
のみからなる背景領域と、前景オブジェクト成分および
背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域とか
らなる画像データから、前景オブジェクト成分のみから
なる前景成分画像と、背景オブジェクト成分のみからな
る背景成分画像とが生成され、前景成分画像に対して右
眼用の視差が付加されて右眼用前景視差画像が生成され
ると共に、前景成分画像に対して左眼用の視差が付加さ
れて左眼用前景視差画像が生成され、右眼用前景視差画
像と任意の背景画像とを合成して右眼用視差画像が生成
されると共に、左眼用前景視差画像と背景画像とを合成
して左眼用視差画像が生成されるようにしたので、画像
の混ざり合いの状態に対応して、２次元画像から３次元
画像を生成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施の形態を示
す図である。
【図２】画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】視差を説明する図である。
【図４】視差を説明する図である。
【図５】画像の移動を説明する図である。
【図６】３次元画像合成処理部７３の構成を示すブロッ
ク図である。
【図７】前景背景成分画像生成部９１を示すブロック図
である。
【図８】センサによる撮像を説明する図である。
【図９】画素の配置を説明する図である。
【図１０】検出素子の動作を説明する図である。
【図１１】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１２】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１３】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１４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１７】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１８】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】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２２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２４】３次元画像の合成の処理を説明するフローチ
ャートである。
【図２５】オブジェクトの分離の処理を説明するフロー
チャートである。
【図２６】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
【図２７】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２８】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２９】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３０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３１】領域判定の条件を説明する図である。
【図３２】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３３】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３４】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図３５】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】背景画像の例を示す図である。
【図３８】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３９】相関値の算出を説明する図である。
【図４０】相関値の算出を説明する図である。
【図４１】２値オブジェクト画像の例を示す図である。
【図４２】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。
【図４３】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。
【図４４】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。
【図４５】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４６】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４７】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４８】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。
【図４９】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図５０】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図５１】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図５２】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５３】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５４】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図５５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図５６】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５７】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５８】C，N、およびPの関係を説明する図である。
【図５９】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロッ
ク図である。
【図６０】推定混合比の例を示す図である。
【図６１】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図６２】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６３】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６４】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。
【図６５】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。
【図６６】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６７】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６８】推定混合比の例を示す図である。
【図６９】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７０】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７１】入力画像、前景成分画像、および背景成分画
像を示す図である。
【図７２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図７３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図７４】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７５】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。
【図７６】分離された前景成分画像、および背景成分画
像の例を示す図である。
【図７７】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７８】動きボケ調整部１０６の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図７９】処理単位を説明する図である。
【図８０】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８１】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８２】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８３】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８４】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図で
ある。
【図８５】動きボケ調整部１０６による前景成分画像に
含まれる動きボケの量の調整の処理を説明するフローチ
ャートである。
【図８６】動きボケ調整部１０６の構成の他の一例を示
すブロック図である。
【図８７】画素値と前景の成分のとの対応を指定するモ
デルの例を示す図である。
【図８８】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８９】前景の成分の算出を説明する図である。
【図９０】前景の動きボケの除去の処理を説明するフロ
ーチャートである。
【図９１】オブジェクトの例を示す図である。
【図９２】オブジェクトの例を示す図である。
【図９３】混合領域の例を示す図である。
【図９４】背景成分画像の補正を説明する図である。
【図９５】前景視差画像生成部９３の構成を示すブロッ
ク図である。
【図９６】合成部９４の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２１ CPU， ２２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力
部， ２７ 出力部，２８ 記憶部， ２９ 通信部，
５１ 磁気ディスク， ５２ 光ディスク， ５３
光磁気ディスク， ５４ 半導体メモリ， ７１ 距離
情報取得部，７２ 視差演算部， ７３ ３次元画像合
成処理部， ９１ 前景背景成分画像生成部， ９２
オクルージョン補正部， ９３ 前景視差画像生成部，
９４−１および９４−２ 合成部， １０１ オブジ
ェクト抽出部， １０２ 動き検出部， １０３ 領域
特定部， １０４ 混合比算出部， １０５ 前景背景
分離部， １０６ 動きボケ調整部， ２０１ フレー
ムメモリ， ２０２−１乃至２０２−４ 静動判定部，
２０３−１乃至２０３−３ 領域判定部，２０４ 判
定フラグ格納フレームメモリ， ２０５ 合成部， ２
０６ 判定フラグ格納フレームメモリ， ３０１ 背景
画像生成部， ３０２ ２値オブジェクト画像抽出部，
３０３ 時間変化検出部， ３２１ 相関値演算部，
３２２ しきい値処理部， ３４１ フレームメモ
リ， ３４２ 領域判定部， 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， ４０
１ 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， ４
４３ 推定混合比処理部， ４４４ 選択部， ５０１
遅延回路，５０２ 足し込み部， ５０３ 演算部，
６０１ 分離部， ６０２ スイッチ， ６０３ 合
成部， ６０４ スイッチ， ６０５ 合成部， ６２
１フレームメモリ， ６２２ 分離処理ブロック， ６
２３ フレームメモリ，６３１ アンカバード領域処理
部， ６３２ カバード領域処理部， ６３３合成部，
６３４ 合成部， ８０１ 処理単位決定部， ８０
２ モデル化部， ８０３ 方程式生成部， ８０４
足し込み部， ８０５ 演算部， ８０６ 動きボケ付
加部， ８０７ 選択部， ８２１ 選択部， ９０１
処理単位決定部， ９０２ モデル化部， ９０３
方程式生成部， ９０４ 演算部， ９０５ 補正部，
９０６ 動きボケ付加部， ９０７ 選択部， １０
０１ 移動量生成部， １００２ 画像移動部， １０
０３ 領域情報移動部，１００４ 混合比移動部， １
００５ 画像移動部， １００６ 領域情報移動部，
１００７ 混合比移動部， １１０１ 混合領域画像合
成部， １１０２画像合成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０９Ｇ 5/36 ５１０ Ｇ０９Ｇ 5/36 ５１０Ｖ (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 永野 隆浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 藤原 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B050 AA09 BA11 DA02 EA03 FA02 FA06 GA04 5B057 CA08 CA12 CB08 CB13 CE04 CE08 CE09 CE11 DA17 DB03 DB09 DC30 5C061 AB12 AB18 AB24 5C082 AA27 BA12 BA47 BB02 BB15 BB44 CA54 CA55 DA22 DA53 DA63 DA86 MM10 5L096 AA09 DA01 DA04 EA35 EA39 FA19 GA49 HA03 JA16

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 時間積分効果を有する所定数の画素を有
    する撮像素子によって取得された所定数の画素データか
    らなる画像データを処理する画像処理装置において、 前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみ
    からなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景
    オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前記前景オ
    ブジェクト成分および前記背景オブジェクト成分とが混
    合されてなる混合領域とからなる前記画像データから、
    前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画
    像とを生成する前景背景成分画像生成手段と、 前記前景成分画像に対して右眼用の視差を付加して右眼
    用前景視差画像を生成すると共に、前記前景成分画像に
    対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視差画像を生
    成する前景視差画像生成手段と、 前記右眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して
    右眼用視差画像を生成すると共に、前記左眼用前景視差
    画像と前記背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成
    する視差画像生成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】 前記前景背景成分画像生成手段により生
    成された前記前景成分画像の動きボケの量を調整する動
    きボケ量調整手段をさらに含むことを特徴とする請求項
    １に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記前景背景成分画像生成手段は、 前記画像データの、前記前景領域と、前記背景領域と、
    前記混合領域とを特定する領域特定手段と、 前記前景領域、前記背景領域、および前記混合領域の特
    定の結果に基づいて、前記混合領域における前記前景オ
    ブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分との混合の
    比率を示す混合比を検出する混合比検出手段とを含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記前景背景成分画像生成手段は、 前記混合比に基づいて、前記混合領域に属する画素を、
    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
    とに分離し、分離された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基に、前記前景成分画像
    および前記背景成分画像を生成する前景背景分離手段を
    さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の画像処理
    装置。
  5. 【請求項５】 時間積分効果を有する所定数の画素を有
    する撮像素子によって取得された所定数の画素データか
    らなる画像データを処理する画像処理方法において、 前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみ
    からなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景
    オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前記前景オ
    ブジェクト成分および前記背景オブジェクト成分とが混
    合されてなる混合領域とからなる前記画像データから、
    前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画
    像とを生成する前景背景成分画像生成ステップと、 前記前景成分画像に対して右眼用の視差を付加して右眼
    用前景視差画像を生成すると共に、前記前景成分画像に
    対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視差画像を生
    成する前景視差画像生成ステップと、 前記右眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して
    右眼用視差画像を生成すると共に、前記左眼用前景視差
    画像と前記背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成
    する視差画像生成ステップとを含むことを特徴とする画
    像処理方法。
  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、 前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみ
    からなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景
    オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前記前景オ
    ブジェクト成分および前記背景オブジェクト成分とが混
    合されてなる混合領域とからなる前記画像データから、
    前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画
    像とを生成する前景背景成分画像生成ステップと、 前記前景成分画像に対して右眼用の視差を付加して右眼
    用前景視差画像を生成すると共に、前記前景成分画像に
    対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視差画像を生
    成する前景視差画像生成ステップと、 前記右眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して
    右眼用視差画像を生成すると共に、前記左眼用前景視差
    画像と前記背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成
    する視差画像生成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。
  7. 【請求項７】 時間積分効果を有する所定数の画素を有
    する撮像素子によって取得された所定数の画素データか
    らなる画像データを処理するコンピュータに、 前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみ
    からなる前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景
    オブジェクト成分のみからなる背景領域と、前記前景オ
    ブジェクト成分および前記背景オブジェクト成分とが混
    合されてなる混合領域とからなる前記画像データから、
    前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画
    像とを生成する前景背景成分画像生成ステップと、 前記前景成分画像に対して右眼用の視差を付加して右眼
    用前景視差画像を生成すると共に、前記前景成分画像に
    対して左眼用の視差を付加して左眼用前景視差画像を生
    成する前景視差画像生成ステップと、 前記右眼用前景視差画像と任意の背景画像とを合成して
    右眼用視差画像を生成すると共に、前記左眼用前景視差
    画像と前記背景画像とを合成して左眼用視差画像を生成
    する視差画像生成ステップとを実行させるプログラム。
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