JP2003016452A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像のおける混ざり合いの状態を知る。 【解決手段】 領域特定部１０３は、画像データに対応
して、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成
分および背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト
成分が混合されてなる混合領域と、前景オブジェクト成
分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からなる非混合領域とを特定する。
混合比算出部１０４は、画像データに対応して、前景オ
ブジェクト成分と背景オブジェクト成分とが混合されて
なる混合領域における、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割合を示す混合比を検出す
る。少なくとも領域特定部１０３および混合比算出部１
０４のいずれか一方は、複数種類のコンポーネントに基
づいて画像処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、セ
ンサにより検出した信号と現実世界との違いを考慮した
画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】現実世界における事象をセンサで検出
し、画像センサが出力するサンプリングデータを処理す
る技術が広く利用されている。
【０００３】例えば、静止している所定の背景の前で移
動する物体をビデオカメラで撮像して得られる画像に
は、物体の移動速度が比較的速い場合、動きボケが生じ
ることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】静止している背景の前
で物体が移動するとき、移動する物体の画像自身の混ざ
り合いによる動きボケのみならず、背景の画像と移動す
る物体の画像との混ざり合いが生じる。従来は、背景の
画像と移動する物体の画像との混ざり合いの状態に対応
する処理は、考えられていなかった。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、画像のおける混ざり合いの状態を知ること
ができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、画像データに対応して、前景オブジェクトを構成す
る前景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成
する背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域
と、前景オブジェクト成分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からなる非
混合領域とを特定する領域特定手段と、画像データに対
応して、前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分
とが混合されてなる混合領域における、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割合を示す混
合比を検出する混合比検出手段とを含み、少なくとも領
域特定手段および混合比検出手段のいずれか一方は、複
数種類のコンポーネントに基づいて画像処理することを
特徴とする。
【０００７】領域特定手段は、複数種類のコンポーネン
ト毎に混合領域を検出し、個々のコンポーネントに対応
する検出結果をコンポーネント混合領域情報として出力
するコンポーネント混合領域検出手段と、コンポーネン
ト混合領域検出手段で検出された複数種類のコンポーネ
ントに対応する混合領域の検出結果に基づいて、画像デ
ータに対応する混合領域を特定する混合領域特定手段と
を設けることができる。
【０００８】領域特定手段は、画像データの注目フレー
ムの注目画素に対応する注目画素データと、注目画素の
空間方向の近傍に位置する空間近傍画素の画素データと
の相関を示す空間相関値を、注目画素に対応する複数種
類のコンポーネントに基づいて算出する空間相関値算出
手段と、注目画素データと、注目画素の時間方向の近傍
に位置する時間近傍画素の画素データとの相関を示す時
間相関値を、注目画素に対応する複数種類のコンポーネ
ントに基づいて算出する時間相関値算出手段と、注目画
素に対応する空間相関値および時間相関値を基に、前景
領域を特定する前景領域特定手段とを設けることができ
る。
【０００９】領域特定手段は、注目フレームの前景領
域、および注目フレームの近傍の近傍フレームの前景領
域を基に、混合領域を特定する混合領域特定手段を設け
ることができる。
【００１０】混合比検出手段は、複数種類のコンポーネ
ント毎に混合比を検出するコンポーネント混合比検出手
段と、コンポーネント混合比検出手段で検出された複数
種類のコンポーネントに対応する混合比の検出結果を統
合することにより、画像データに対応する混合比を検出
するコンポーネント統合混合比検出手段とを設けること
ができる。
【００１１】混合比検出手段は、複数種類のコンポーネ
ントの画素値を画素毎に統合し、統合データとして出力
する統合手段と、統合データに基づいて、画像データに
対応する混合比を検出する統合データ混合比検出手段と
を設けることができる。
【００１２】統合手段は、複数種類のコンポーネントの
画素値を画素毎に加算し、加算した結果を統合データと
して出力するようにすることができる。
【００１３】本発明の画像処理方法は、画像データに対
応して、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト
成分および背景オブジェクトを構成する背景オブジェク
ト成分が混合されてなる混合領域と、前景オブジェクト
成分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からなる非混合領域とを特定する
領域特定ステップと、画像データに対応して、前景オブ
ジェクト成分と背景オブジェクト成分とが混合されてな
る混合領域における、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割合を示す混合比を検出する混
合比検出ステップと、検出された混合比の出力を制御す
る出力制御ステップとを含み、少なくとも領域特定ステ
ップおよび混合比検出ステップのいずれか一方は、複数
種類のコンポーネントに基づいて画像処理することを特
徴とする。
【００１４】本発明の記録媒体のプログラムは、画像デ
ータに対応して、前景オブジェクトを構成する前景オブ
ジェクト成分および背景オブジェクトを構成する背景オ
ブジェクト成分が混合されてなる混合領域と、前景オブ
ジェクト成分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からなる非混合領域とを
特定する領域特定ステップと、画像データに対応して、
前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とが混合
されてなる混合領域における、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割合を示す混合比を検
出する混合比検出ステップと、検出された混合比の出力
を制御する出力制御ステップとを含み、少なくとも領域
特定ステップおよび混合比検出ステップのいずれか一方
は、複数種類のコンポーネントに基づいて画像処理させ
ることを特徴とする。
【００１５】本発明のプログラムは、コンピュータに、
画像データに対応して、前景オブジェクトを構成する前
景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成する
背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域と、前
景オブジェクト成分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からなる非混合領
域とを特定する領域特定ステップと、画像データに対応
して、前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分と
が混合されてなる混合領域における、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割合を示す混合
比を検出する混合比検出ステップと、検出された混合比
の出力を制御する出力制御ステップとを実行させ、少な
くとも領域特定ステップおよび混合比検出ステップのい
ずれか一方は、複数種類のコンポーネントに基づいて画
像処理させることを特徴とする。
【００１６】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、画像データに対応し
て、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分
および背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成
分が混合されてなる混合領域と、前景オブジェクト成分
のみからなる前景領域と、背景オブジェクト成分のみか
らなる背景領域とからなる非混合領域とが特定され、画
像データに対応して、前景オブジェクト成分と背景オブ
ジェクト成分とが混合されてなる混合領域における、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
割合を示す混合比が検出され、少なくとも領域の特定お
よび混合比の検出のいずれか一方は、複数種類のコンポ
ーネントに基づいて画像処理される。
【００１７】
【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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】図２は、画像処理装置を示すブロック図で
ある。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】画像処理装置に供給された入力画像は、オ
ブジェクト抽出部１０１、領域特定部１０３、混合比算
出部１０４、および前景背景分離部１０５に供給され
る。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】領域特定部１０３は、入力された画像の画
素のそれぞれを、前景領域、背景領域、または混合領域
のいずれかに特定し、画素毎に前景領域、背景領域、ま
たは混合領域のいずれかに属するかを示す情報（以下、
領域情報と称する）を混合比算出部１０４、前景背景分
離部１０５、および動きボケ調整部１０６に供給する。
【００３５】混合比算出部１０４は、入力画像、および
領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合
領域６３に含まれる画素に対応する混合比（以下、混合
比αと称する）を算出して、算出した混合比を前景背景
分離部１０５に供給する。
【００３６】混合比αは、後述する式（３）に示される
ように、画素値における、背景のオブジェクトに対応す
る画像の成分（以下、背景の成分とも称する）の割合を
示す値である。
【００３７】前景背景分離部１０５は、領域特定部１０
３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４
から供給された混合比αを基に、前景のオブジェクトに
対応する画像の成分（以下、前景の成分とも称する）の
みから成る前景成分画像と、背景の成分のみから成る背
景成分画像とに入力画像を分離して、前景成分画像を動
きボケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。な
お、分離された前景成分画像を最終的な出力とすること
も考えられる。従来の混合領域を考慮しないで前景と背
景だけを特定し、分離していた方式に比べ正確な前景と
背景を得ることが出来る。
【００３８】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。
【００３９】動きボケ調整部１０６は、画像処理装置に
入力された動きボケ調整量、前景背景分離部１０５から
供給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給さ
れた動きベクトルおよびその位置情報、並びに処理単位
を基に、前景成分画像に含まれる動きボケを除去する、
動きボケの量を減少させる、または動きボケの量を増加
させるなど前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整
して、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部１
０７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使わな
いこともある。
【００４０】ここで、動きボケとは、撮像の対象とな
る、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサの
撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェクトに
対応する画像に含まれている歪みをいう。
【００４１】選択部１０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、前景背景分離部１０５から供給
された前景成分画像、および動きボケ調整部１０６から
供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のい
ずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力す
る。
【００４２】次に、図３乃至図１８を参照して、画像処
理装置に供給される入力画像について説明する。
【００４３】図３は、センサによる撮像を説明する図で
ある。センサは、例えば、固体撮像素子であるCCD（Cha
rge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデオ
カメラなどで構成される。現実世界における、前景に対
応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応
するオブジェクトと、センサとの間を、例えば、図中の
左側から右側に水平に移動する。
【００４４】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。
【００４５】図４は、画素の配置を説明する図である。
図４中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示す。画素
は、画像に対応する平面上に配置されている。１つの画
素に対応する１つの検出素子は、センサ上に配置されて
いる。センサが画像を撮像するとき、１つの検出素子
は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値を出力
する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像上の横
方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置は、画像
上の縦方向の位置に対応する。
【００４６】図５に示すように、例えば、CCDである検
出素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力された光
を電荷に変換して、変換された電荷を蓄積する。電荷の
量は、入力された光の強さと、光が入力されている時間
にほぼ比例する。検出素子は、シャッタ時間に対応する
期間において、入力された光から変換された電荷を、既
に蓄積されている電荷に加えていく。すなわち、検出素
子は、シャッタ時間に対応する期間、入力される光を積
分して、積分された光に対応する量の電荷を蓄積する。
検出素子は、時間に対して、積分効果があるとも言え
る。
【００４７】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。
【００４８】画像処理装置は、このようなセンサの蓄積
の動作により、出力信号に埋もれてしまった有意な情
報、例えば、混合比αを抽出する。画像処理装置は、前
景の画像オブジェクト自身が混ざり合うことによる生ず
る歪みの量、例えば、動きボケの量などを調整する。ま
た、画像処理装置は、前景の画像オブジェクトと背景の
画像オブジェクトとが混ざり合うことにより生ずる歪み
の量を調整する。
【００４９】図６は、動いている前景に対応するオブジ
ェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトと
を撮像して得られる画像を説明する図である。図６
（Ａ）は、動きを伴う前景に対応するオブジェクトと、
静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して
得られる画像を示している。図６（Ａ）に示す例におい
て、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水平
に左から右に動いている。
【００５０】図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す画像の１
つのラインに対応する画素値を時間方向に展開したモデ
ル図である。図６（Ｂ）の横方向は、図６（Ａ）の空間
方向Ｘに対応している。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】図７は、以上のような、背景領域、前景領
域、混合領域、カバードバックグラウンド領域、および
アンカバードバックグラウンド領域を説明する図であ
る。図６に示す画像に対応する場合、背景領域は、静止
部分であり、前景領域は、動き部分であり、混合領域の
カバードバックグラウンド領域は、背景から前景に変化
する部分であり、混合領域のアンカバードバックグラウ
ンド領域は、前景から背景に変化する部分である。
【００５７】図８は、静止している前景に対応するオブ
ジェクトおよび静止している背景に対応するオブジェク
トを撮像した画像における、隣接して１列に並んでいる
画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。例
えば、隣接して１列に並んでいる画素として、画面の１
つのライン上に並んでいる画素を選択することができ
る。
【００５８】図８に示すF01乃至F04の画素値は、静止し
ている前景のオブジェクトに対応する画素の画素値であ
る。図８に示すB01乃至B04の画素値は、静止している背
景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。
【００５９】図８における縦方向は、図中の上から下に
向かって時間が経過する。図８中の矩形の上辺の位置
は、センサが入力された光の電荷への変換を開始する時
刻に対応し、図８中の矩形の下辺の位置は、センサが入
力された光の電荷への変換を終了する時刻に対応する。
すなわち、図８中の矩形の上辺から下辺までの距離は、
シャッタ時間に対応する。
【００６０】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。
【００６１】図８における横方向は、図６で説明した空
間方向Xに対応する。より具体的には、図８に示す例に
おいて、図８中の”F01”と記載された矩形の左辺か
ら”B04”と記載された矩形の右辺までの距離は、画素
のピッチの８倍、すなわち、連続している８つの画素の
間隔に対応する。
【００６２】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。
【００６３】ここで、シャッタ時間に対応する期間を２
つ以上の同じ長さの期間に分割する。例えば、仮想分割
数を４とすると、図８に示すモデル図は、図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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】図１０は、前景に対応するオブジェクトが
図中の右側に向かって移動する場合の、カバードバック
グラウンド領域を含む、１つのライン上の画素の画素値
を時間方向に展開したモデル図である。図１０におい
て、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時
間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、
等速で移動していると仮定することができる。図１０に
おいて、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフ
レームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側
に表示されるように移動する。
【００７２】図１０において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、前景領域に属する。図１０におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、カバード
バックグラウンド領域である混合領域に属する。図１０
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【００７３】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。
【００７４】例えば、図１０中に太線枠を付した画素値
Mは、式（１）で表される。
【００７５】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）
【００７６】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。
【００７７】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１０中の左から４番目の画素の、シャッタが開い
て最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F07/vは、図１
０中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目
のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F07/vは、図１０中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１０中の左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００７８】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１０中の左から３番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F06/vは、図１０
中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F06/vは、図１０中の左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１０中の左から６番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００７９】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１０中の左から２番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F05/vは、図１０
中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vのに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F05/vは、図１０中の左から４番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１０中の左から５番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００８０】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１０中の最も左側の画素の、シャッタが開いて最
初のシャッタ時間/vの前景の成分F04/vは、図１０中の
左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前
景の成分F04/vは、図１０中の左から３番目の画素の、
シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分と、図１０中の左から４番目の画素の、シャッ
タが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成
分とに、それぞれ等しい。
【００８１】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。
【００８２】図１１は、前景が図中の右側に向かって移
動する場合の、アンカバードバックグラウンド領域を含
む、１つのライン上の画素の画素値を時間方向に展開し
たモデル図である。図１１において、前景の動き量v
は、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対
応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動している
と仮定することができる。図１１において、前景に対応
するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて４画素分右側に移動する。
【００８３】図１１において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、背景領域に属する。図１１におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、アンカバ
ードバックグラウンドである混合領域に属する。図１１
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【００８４】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。
【００８５】例えば、図１１中に太線枠を付した画素値
M'は、式（２）で表される。
【００８６】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）
【００８７】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。
【００８８】式（１）および式（２）をより一般化する
と、画素値Mは、式（３）で表される。
【００８９】
【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。
【００９０】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１１中の左から５番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F01/
vは、図１１中の左から６番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。同様に、F01/vは、図１１中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１１中の左から８番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９１】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、仮想分割数が４であ
るので、例えば、図１１中の左から６番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F0
2/vは、図１１中の左から７番目の画素の、シャッタが
開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に
等しい。同様に、前景の成分F02/vは、図１１中の左か
ら８番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ
時間/vに対応する前景の成分に等しい。
【００９２】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１１中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F03/
vは、図１１中の左から８番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。
【００９３】図９乃至図１１の説明において、仮想分割
数は、４であるとして説明したが、仮想分割数は、動き
量vに対応する。動き量vは、一般に、前景に対応するオ
ブジェクトの移動速度に対応する。例えば、前景に対応
するオブジェクトが、あるフレームを基準として次のフ
レームにおいて４画素分右側に表示されるように移動し
ているとき、動き量vは、４とされる。動き量vに対応
し、仮想分割数は、４とされる。同様に、例えば、前景
に対応するオブジェクトが、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて６画素分左側に表示されるように
移動しているとき、動き量vは、６とされ、仮想分割数
は、６とされる。
【００９４】図１２および図１３に、以上で説明した、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域若
しくはアンカバードバックグラウンド領域から成る混合
領域と、分割されたシャッタ時間に対応する前景の成分
および背景の成分との関係を示す。
【００９５】図１２は、静止している背景の前を移動し
ているオブジェクトに対応する前景を含む画像から、前
景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出した例
を示す。図１２に示す例において、前景に対応するオブ
ジェクトは、画面に対して水平に移動している。
【００９６】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。
【００９７】フレーム#n乃至フレーム#n+2のいずれかか
ら抽出した、前景領域、背景領域、および混合領域の画
素を抽出して、動き量vを４として、抽出された画素の
画素値を時間方向に展開したモデルを図１３に示す。
【００９８】前景領域の画素値は、前景に対応するオブ
ジェクトが移動するので、シャッタ時間/vの期間に対応
する、４つの異なる前景の成分から構成される。例え
ば、図１３に示す前景領域の画素のうち最も左側に位置
する画素は、F01/v,F02/v,F03/v、およびF04/vから構成
される。すなわち、前景領域の画素は、動きボケを含ん
でいる。
【００９９】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。
【０１００】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。
【０１０１】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。
【０１０２】図１４は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接し
て１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の
位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図であ
る。フレーム#nは、フレーム#n-1の次のフレームであ
り、フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレームであ
る。他のフレームも同様に称する。
【０１０３】図１４に示すB01乃至B12の画素値は、静止
している背景のオブジェクトに対応する画素の画素値で
ある。背景に対応するオブジェクトが静止しているの
で、フレーム#n-1乃至フレームn+1において、対応する
画素の画素値は、変化しない。例えば、フレーム#n-1に
おけるB05の画素値を有する画素の位置に対応する、フ
レーム#nにおける画素、およびフレーム#n+1における画
素は、それぞれ、B05の画素値を有する。
【０１０４】図１５は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトと共に図中の右側に移動する前景に対応する
オブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接
して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一
の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図で
ある。図１５に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。
【０１０５】図１５において、前景に対応するオブジェ
クトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景
の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示される
ように移動するので、前景の動き量vは、４であり、仮
想分割数は、４である。
【０１０６】例えば、図１５中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F12/vとなり、図１５中の左から２番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F12/vとなる。図１５中の左から３番目
の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの
前景の成分、および図１５中の左から４番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。
【０１０７】図１５中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなり、図１５中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F11/vとなる。図１５中の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなる。
【０１０８】図１５中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F10/vとなり、図１５中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F10/vとなる。図１５中のフレーム#n-1の最も
左側の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間
/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１０９】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１５中のフレーム#n-1の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B01/vとなる。図１５中のフレーム#n-1の左から
３番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目の
シャッタ時間/vの背景の成分は、B02/vとなる。図１５
中のフレーム#n-1の左から４番目の画素の、シャッタが
開いて最初乃至３番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B03/vとなる。
【０１１０】図１５中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素は、前景領域に属し、左側から２番目乃至４番
目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合
領域に属する。
【０１１１】図１５中のフレーム#n-1の左から５番目の
画素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、その画素
値は、それぞれ、B04乃至B11となる。
【０１１２】図１５中のフレーム#nの左から１番目の画
素乃至５番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#n
の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、
F05/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１１３】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１５中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F12/vとなり、図１５中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F12/vとなる。図１５中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図１５中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとな
る。
【０１１４】図１５中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなり、図１５中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F11/vとなる。図１５中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなる。
【０１１５】図１５中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F10/vとなり、図１５中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F10/vとなる。図１５中のフレーム#nの左か
ら５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ
時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１１６】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１５中のフレーム#nの左から６番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B05/vとなる。図１５中のフレーム#nの左から７
番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシ
ャッタ時間/vの背景の成分は、B06/vとなる。図１５中
のフレーム#nの左から８番目の画素の、シャッタが開い
て最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、
B07/vとなる。
【０１１７】図１５中のフレーム#nにおいて、左側から
６番目乃至８番目の画素は、カバードバックグラウンド
領域である混合領域に属する。
【０１１８】図１５中のフレーム#nの左から９番目の画
素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B08乃至B11となる。
【０１１９】図１５中のフレーム#n+1の左から１番目の
画素乃至９番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#n+1の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分
は、F01/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１２０】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１５中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなり、図１５中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F12/vとなる。図１５中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図１５中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。
【０１２１】図１５中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの期
間の前景の成分は、F11/vとなり、図１５中の左から１
０番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時
間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１５中の左から
１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目の、シャッ
タ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。
【０１２２】図１５中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vの
前景の成分は、F10/vとなり、図１５中の左から１０番
目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F10/vとなる。図１５中のフレーム#n+
1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて４番目の
シャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１２３】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１５中のフレーム#n+1の左から１０番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B09/vとなる。図１５中のフレーム#n+1の左か
ら１１番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番
目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B10/vとなる。図
１５中のフレーム#n+1の左から１２番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景
の成分は、B11/vとなる。
【０１２４】図１５中のフレーム#n+1において、左側か
ら１０番目乃至１２番目の画素は、カバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に対応する。
【０１２５】図１６は、図１５に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１２６】図１７は、静止している背景と共に図中の
右側に移動するオブジェクトに対応する前景を撮像した
画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画
素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を
時間方向に展開したモデル図である。図１７において、
アンカバードバックグラウンド領域が含まれている。
【０１２７】図１７において、前景に対応するオブジェ
クトは、剛体であり、かつ等速で移動していると仮定で
きる。前景に対応するオブジェクトが、次のフレームに
おいて４画素分右側に表示されるように移動しているの
で、動き量vは、４である。
【０１２８】例えば、図１７中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/v
の前景の成分は、F13/vとなり、図１７中の左から２番
目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F13/vとなる。図１７中の左から３番
目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/v
の前景の成分、および図１７中の左から４番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F13/vとなる。
【０１２９】図１７中のフレーム#n-1の左から２番目の
画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F14/vとなり、図１７中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F14/vとなる。図１７中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景
の成分は、F15/vとなる。
【０１３０】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、
シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時間/v
の背景の成分は、B25/vとなる。図１７中のフレーム#n-
1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B26/v
となる。図１７中のフレーム#n-1の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B27/vとなる。
【０１３１】図１７中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素乃至３番目の画素は、アンカバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に属する。
【０１３２】図１７中のフレーム#n-1の左から４番目の
画素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレー
ムの前景の成分は、F13/v乃至F24/vのいずれかである。
【０１３３】図１７中のフレーム#nの最も左側の画素乃
至左から４番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B25乃至B28となる。
【０１３４】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F13/vとなり、図１７中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F13/vとなる。図１７中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図１７中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとな
る。
【０１３５】図１７中のフレーム#nの左から６番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F14/vとなり、図１７中の左から７番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F14/vとなる。図１７中の左から８番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成
分は、F15/vとなる。
【０１３６】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目のシャッタ時間
/vの背景の成分は、B29/vとなる。図１７中のフレーム#
nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B30/vと
なる。図１７中のフレーム#nの左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B31/vとなる。
【０１３７】図１７中のフレーム#nにおいて、左から５
番目の画素乃至７番目の画素は、アンカバードバックグ
ラウンド領域である混合領域に属する。
【０１３８】図１７中のフレーム#nの左から８番目の画
素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#nの前景領域における、シャッタ時間/vの期間に対応す
る値は、F13/v乃至F20/vのいずれかである。
【０１３９】図１７中のフレーム#n+1の最も左側の画素
乃至左から８番目の画素は、背景領域に属し、画素値
は、それぞれ、B25乃至B32となる。
【０１４０】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなり、図１７中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F13/vとなる。図１７中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図１７中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなる。
【０１４１】図１７中のフレーム#n+1の左から１０番目
の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前
景の成分は、F14/vとなり、図１７中の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F14/vとなる。図１７中の左から１２番
目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F15/vとなる。
【０１４２】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時
間/vの背景の成分は、B33/vとなる。図１７中のフレー
ム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３
番目および４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B3
4/vとなる。図１７中のフレーム#n+1の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの
背景の成分は、B35/vとなる。
【０１４３】図１７中のフレーム#n+1において、左から
９番目の画素乃至１１番目の画素は、アンカバードバッ
クグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１４４】図１７中のフレーム#n+1の左から１２番目
の画素は、前景領域に属する。フレーム#n+1の前景領域
における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F13/v乃至F
16/vのいずれかである。
【０１４５】図１８は、図１７に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１４６】図２に戻り、領域特定部１０３は、複数の
フレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバ
ードバックグラウンド領域、またはアンカバードバック
グラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対
応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および
動きボケ調整部１０６に供給する。
【０１４７】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。
【０１４８】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。
【０１４９】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。
【０１５０】図１９のフローチャートを参照して、画像
処理装置による動きボケの量の調整の処理を説明する。
ステップＳ１１において、領域特定部１０３は、入力画
像を基に、入力画像の画素毎に前景領域、背景領域、カ
バードバックグラウンド領域、またはアンカバードバッ
クグラウンド領域のいずれかに属するかを示す領域情報
を生成する領域特定の処理を実行する。領域特定の処理
の詳細は、後述する。領域特定部１０３は、生成した領
域情報を混合比算出部１０４に供給する。
【０１５１】なお、ステップＳ１１において、領域特定
部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景
領域、背景領域、または混合領域（カバードバックグラ
ウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域
の区別をしない）のいずれかに属するかを示す領域情報
を生成するようにしてもよい。この場合において、前景
背景分離部１０５および動きボケ調整部１０６は、動き
ベクトルの方向を基に、混合領域がカバードバックグラ
ウンド領域であるか、またはアンカバードバックグラウ
ンド領域であるかを判定する。例えば、動きベクトルの
方向に対応して、前景領域、混合領域、および背景領域
と順に並んでいるとき、その混合領域は、カバードバッ
クグラウンド領域と判定され、動きベクトルの方向に対
応して、背景領域、混合領域、および前景領域と順に並
んでいるとき、その混合領域は、アンカバードバックグ
ラウンド領域と判定される。
【０１５２】ステップＳ１２において、混合比算出部１
０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に含
まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の処
理の詳細は、後述する。混合比算出部１０４は、算出し
た混合比αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０１５３】ステップＳ１３において、前景背景分離部
１０５は、領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を抽出して、前景成分画像として動きボ
ケ調整部１０６に供給する。
【０１５４】ステップＳ１４において、動きボケ調整部
１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動き方
向に並ぶ連続した画素であって、アンカバードバックグ
ラウンド領域、前景領域、およびカバードバックグラウ
ンド領域のいずれかに属するものの画像上の位置を示す
処理単位を生成し、処理単位に対応する前景成分に含ま
れる動きボケの量を調整する。動きボケの量の調整の処
理の詳細については、後述する。
【０１５５】ステップＳ１５において、画像処理装置
は、画面全体について処理を終了したか否かを判定し、
画面全体について処理を終了していないと判定された場
合、ステップＳ１４に進み、処理単位に対応する前景の
成分を対象とした動きボケの量の調整の処理を繰り返
す。
【０１５６】ステップＳ１５において、画面全体につい
て処理を終了したと判定された場合、処理は終了する。
【０１５７】このように、画像処理装置は、前景と背景
を分離して、前景に含まれる動きボケの量を調整するこ
とができる。すなわち、画像処理装置は、前景の画素の
画素値であるサンプルデータに含まれる動きボケの量を
調整することができる。
【０１５８】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。
【０１５９】図２０は、領域特定部１０３の構成の一例
を示すブロック図である。図２０に構成を示す領域特定
部１０３は、動きベクトルを利用しない。フレームメモ
リ２０１は、入力された画像をフレーム単位で記憶す
る。フレームメモリ２０１は、処理の対象がフレーム#n
であるとき、フレーム#nの２つ前のフレームであるフレ
ーム#n-2、フレーム#nの１つ前のフレームであるフレー
ム#n-1、フレーム#n、フレーム#nの１つ後のフレームで
あるフレーム#n+1、およびフレーム#nの２つ後のフレー
ムであるフレーム#n+2を記憶する。
【０１６０】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。
【０１６１】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。
【０１６２】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。
【０１６３】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。
【０１６４】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。
【０１６５】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。
【０１６６】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。
【０１６７】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。
【０１６８】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。
【０１６９】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。
【０１７０】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。
【０１７１】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。
【０１７２】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。
【０１７３】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。
【０１７４】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。
【０１７５】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。
【０１７６】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。
【０１７７】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。
【０１７８】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。
【０１７９】次に、領域特定部１０３の処理の例を図２
１乃至図２５を参照して説明する。
【０１８０】前景に対応するオブジェクトが移動してい
るとき、オブジェクトに対応する画像の画面上の位置
は、フレーム毎に変化する。図２１に示すように、フレ
ーム#nにおいて、Yn(x,y)で示される位置に位置するオ
ブジェクトに対応する画像は、次のフレームであるフレ
ーム#n+1において、Yn+1(x,y)に位置する。
【０１８１】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２２におけるモデル図は、１つのライン上
の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデルを
示す。
【０１８２】図２２において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n+1におけるラインと同一である。
【０１８３】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。
【０１８４】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。
【０１８５】図２２に示す例において、フレーム#nに含
まれる前景の成分が、フレーム#n+1において４画素移動
しているので、動き量vは、４である。仮想分割数は、
動き量vに対応し、４である。
【０１８６】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。
【０１８７】図２３に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、左から１５番目乃至１７
番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ前の
フレーム#n-1において、左から１５番目乃至１７番目の
画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ前のフレーム#n-2において、左から１５番
目乃至１７番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景
領域に属する。
【０１８８】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。
【０１８９】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。
【０１９０】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。
【０１９１】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。
【０１９２】図２４に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、アンカバードバッ
クグラウンド領域に含まれる画素は、左から２番目乃至
４番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ後
のフレーム#n+1において、左から２番目乃至４番目の画
素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ後のフレーム#n+2において、左から２番目
乃至４番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域
に属する。
【０１９３】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。
【０１９４】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。
【０１９５】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。
【０１９６】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。
【０１９７】図２５は、フレーム#nにおける領域特定部
１０３の判定条件を示す図である。フレーム#nの判定の
対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレ
ーム#n-2の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画素
の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素
とが静止と判定され、フレーム#nの判定の対象となる画
素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画
素と、フレーム#nの画素とが動きと判定されたとき、領
域特定部１０３は、フレーム#nの判定の対象となる画素
がカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。
【０１９８】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。
【０１９９】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。
【０２００】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。
【０２０１】図２６は、領域特定部１０３の領域の特定
の結果の例を示す図である。図２６（Ａ）において、カ
バードバックグラウンド領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。図２６（Ｂ）において、アン
カバードバックグラウンド領域に属すると判定された画
素は、白で表示されている。
【０２０２】図２６（Ｃ）において、動き領域に属する
と判定された画素は、白で表示されている。図２６
（Ｄ）において、静止領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。
【０２０３】図２７は、判定フラグ格納フレームメモリ
２０６が出力する領域情報の内、混合領域を示す領域情
報を画像として示す図である。図２７において、カバー
ドバックグラウンド領域またはアンカバードバックグラ
ウンド領域に属すると判定された画素、すなわち混合領
域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
判定フラグ格納フレームメモリ２０６が出力する混合領
域を示す領域情報は、混合領域、および前景領域内のテ
クスチャの無い部分に囲まれたテクスチャの有る部分を
示す。
【０２０４】次に、図２８のフローチャートを参照し
て、領域特定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ２０１において、フレームメモリ２０１は、判
定の対象となるフレーム#nを含むフレーム#n-2乃至フレ
ーム#n+2の画像を取得する。
【０２０５】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。
【０２０６】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。
【０２０７】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。
【０２０８】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。
【０２０９】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。
【０２１０】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。
【０２１１】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。
【０２１２】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。
【０２１３】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。
【０２１４】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。
【０２１５】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。
【０２１６】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。
【０２１７】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。
【０２１８】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。
【０２１９】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。
【０２２０】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。
【０２２１】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。
【０２２２】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。
【０２２３】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。
【０２２４】図２９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２９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。
【０２２５】前景のオブジェクトに対応する画像の動き
方向に隣接して１列に並ぶ画素の画素値を時間方向に展
開したモデル図の例を図３０に示す。例えば、前景のオ
ブジェクトに対応する画像の動き方向が画面に対して水
平であるとき、図３０におけるモデル図は、１つのライ
ン上の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデ
ルを示す。
【０２２６】図３０において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n-1およびフレーム#n+1におけるライン
と同一である。
【０２２７】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。
【０２２８】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。
【０２２９】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。
【０２３０】背景画像生成部３０１が生成する、図３０
の例に対応する背景画像の例を図３１に示す。背景画像
は、背景のオブジェクトに対応する画素から構成され、
前景のオブジェクトに対応する画像の成分を含まない。
【０２３１】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。
【０２３２】図３２は、２値オブジェクト画像抽出部３
０２の構成を示すブロック図である。相関値演算部３２
１は、背景画像生成部３０１から供給された背景画像お
よび入力画像の相関を演算し、相関値を生成して、生成
した相関値をしきい値処理部３２２に供給する。
【０２３３】相関値演算部３２１は、例えば、図３３
（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背景画
像の中のブロックと、図３３（Ｂ）に示すように、背景
画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３×３
の入力画像の中のブロックに、式（４）を適用して、Ｙ
4に対応する相関値を算出する。
【０２３４】
【数２】
【数３】
【数４】
【０２３５】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。
【０２３６】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
３４（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背
景画像の中のブロックと、図３４（Ｂ）に示すように、
背景画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３
×３の入力画像の中のブロックに、式（７）を適用し
て、Ｙ4に対応する差分絶対値を算出するようにしても
よい。
【０２３７】
【数５】
【０２３８】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。
【０２３９】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。
【０２４０】図３５は、図３０に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像の例を示す図である。
２値オブジェクト画像において、背景画像と相関の強い
画素には、画素値に0が設定される。
【０２４１】図３６は、時間変化検出部３０３の構成を
示すブロック図である。フレームメモリ３４１は、フレ
ーム#nの画素について領域を判定するとき、２値オブジ
ェクト画像抽出部３０２から供給された、フレーム#n-
1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の２値オブジェク
ト画像を記憶する。
【０２４２】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。
【０２４３】図３７は、領域判定部３４２の判定を説明
する図である。フレーム#nの２値オブジェクト画像の注
目している画素が0であるとき、領域判定部３４２は、
フレーム#nの注目している画素が背景領域に属すると判
定する。
【０２４４】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。
【０２４５】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。
【０２４６】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。
【０２４７】図３８は、図３０に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像について、時間変化検
出部３０３の判定した例を示す図である。時間変化検出
部３０３は、２値オブジェクト画像のフレーム#nの対応
する画素が0なので、フレーム#nの左から１番目乃至５
番目の画素を背景領域に属すると判定する。
【０２４８】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。
【０２４９】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。
【０２５０】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。
【０２５１】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。
【０２５２】次に、図３９のフローチャートを参照し
て、領域判定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ３０１において、領域判定部１０３の背景画像
生成部３０１は、入力画像を基に、例えば、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを抽出して背景画像を生成し、生成した背景画像を２
値オブジェクト画像抽出部３０２に供給する。
【０２５３】ステップＳ３０２において、２値オブジェ
クト画像抽出部３０２は、例えば、図３３を参照して説
明した演算により、入力画像と背景画像生成部３０１か
ら供給された背景画像との相関値を演算する。ステップ
Ｓ３０３において、２値オブジェクト画像抽出部３０２
は、例えば、相関値としきい値th0とを比較することに
より、相関値およびしきい値th0から２値オブジェクト
画像を演算する。
【０２５４】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。
【０２５５】図４０のフローチャートを参照して、ステ
ップＳ３０４に対応する領域判定の処理の詳細を説明す
る。ステップＳ３２１において、時間変化検出部３０３
の領域判定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶さ
れているフレーム#nにおいて、注目する画素が0である
か否かを判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が
0であると判定された場合、ステップＳ３２２に進み、
フレーム#nの注目する画素が背景領域に属すると設定し
て、処理は終了する。
【０２５６】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。
【０２５７】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。
【０２５８】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。
【０２５９】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。
【０２６０】図４１は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図４１に示す領域特定部１０３
は、動き検出部１０２から供給される動きベクトルとそ
の位置情報を使用する。図２９に示す場合と同様の部分
には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０２６１】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。
【０２６２】図４２は、ロバスト化部３６１の構成を説
明するブロック図である。動き補償部３８１は、動き検
出部１０２から供給された動きベクトルとその位置情報
を基に、Ｎ個のフレームの２値オブジェクト画像の動き
を補償して、動きが補償された２値オブジェクト画像を
スイッチ３８２に出力する。
【０２６３】図４３および図４４の例を参照して、動き
補償部３８１の動き補償について説明する。例えば、フ
レーム#nの領域を判定するとき、図４３に例を示すフレ
ーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の２値オブ
ジェクト画像が入力された場合、動き補償部３８１は、
動き検出部１０２から供給された動きベクトルを基に、
図４４に例を示すように、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像、およびフレーム#n+1の２値オブジェクト画像
を動き補償して、動き補償された２値オブジェクト画像
をスイッチ３８２に供給する。
【０２６４】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。
【０２６５】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。
【０２６６】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。
【０２６７】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。
【０２６８】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。
【０２６９】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。
【０２７０】このように、ロバスト化部３６１は、Ｎ個
の２値オブジェクト画像からロバスト化された２値オブ
ジェト画像を生成して、時間変化検出部３０３に供給す
るので、図４１に構成を示す領域特定部１０３は、入力
画像にノイズが含まれていても、図２９に示す場合に比
較して、より正確に領域を特定することができる。
【０２７１】次に、図４１に構成を示す領域特定部１０
３の領域特定の処理について、図４５のフローチャート
を参照して説明する。ステップＳ３４１乃至ステップＳ
３４３の処理は、図３９のフローチャートで説明したス
テップＳ３０１乃至ステップＳ３０３とそれぞれ同様な
のでその説明は省略する。
【０２７２】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。
【０２７３】ステップＳ３４５において、時間変化検出
部３０３は、領域判定の処理を実行して、処理は終了す
る。ステップＳ３４５の処理の詳細は、図４０のフロー
チャートを参照して説明した処理と同様なのでその説明
は省略する。
【０２７４】次に、図４６のフローチャートを参照し
て、図４５のステップＳ３４４の処理に対応する、ロバ
スト化の処理の詳細について説明する。ステップＳ３６
１において、動き補償部３８１は、動き検出部１０２か
ら供給される動きベクトルとその位置情報を基に、入力
された２値オブジェクト画像の動き補償の処理を実行す
る。ステップＳ３６２において、フレームメモリ３８３
−１乃至３８３−Ｎのいずれかは、スイッチ３８２を介
して供給された動き補償された２値オブジェクト画像を
記憶する。
【０２７５】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。
【０２７６】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。
【０２７７】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。
【０２７８】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。
【０２７９】このように、図４１に構成を示す領域特定
部１０３は、ロバスト化された２値オブジェクト画像を
基に、領域情報を生成することができる。
【０２８０】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。
【０２８１】図４７は、混合比算出部１０４の構成の一
例を示すブロック図である。推定混合比処理部４０１
は、入力画像を基に、カバードバックグラウンド領域の
モデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算
出して、算出した推定混合比を混合比決定部４０３に供
給する。
【０２８２】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。
【０２８３】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。
【０２８４】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。
【０２８５】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。
【０２８６】理想的な混合比αの例を図４８に示す。理
想的な混合比αの混合領域における傾きlは、動き量vの
逆数として表すことができる。
【０２８７】図４８に示すように、理想的な混合比α
は、背景領域において、１の値を有し、前景領域におい
て、０の値を有し、混合領域において、０を越え１未満
の値を有する。
【０２８８】図４９の例において、フレーム#nの左から
７番目の画素の画素値C06は、フレーム#n-1の左から７
番目の画素の画素値P06を用いて、式（８）で表すこと
ができる。
【０２８９】
【数６】
【０２９０】式（８）において、画素値C06を混合領域
の画素の画素値Mと、画素値P06を背景領域の画素の画素
値Bと表現する。すなわち、混合領域の画素の画素値Mお
よび背景領域の画素の画素値Bは、それぞれ、式（９）
および式（１０）のように表現することができる。
【０２９１】 M=C06 （９） B=P06 （１０）
【０２９２】式（８）中の2/vは、混合比αに対応す
る。動き量vが４なので、フレーム#nの左から７番目の
画素の混合比αは、0.5となる。
【０２９３】以上のように、注目しているフレーム#nの
画素値Cを混合領域の画素値と見なし、フレーム#nの前
のフレーム#n-1の画素値Pを背景領域の画素値と見なす
ことで、混合比αを示す式（３）は、式（１１）のよう
に書き換えられる。
【０２９４】 C=α・P+f （１１） 式（１１）のfは、注目している画素に含まれる前景の
成分の和ΣiFi/vである。式（１１）に含まれる変数
は、混合比αおよび前景の成分の和fの２つである。
【０２９５】同様に、アンカバードバックグラウンド領
域における、動き量vが４であり、時間方向の仮想分割
数が４である、画素値を時間方向に展開したモデルを図
５０に示す。
【０２９６】アンカバードバックグラウンド領域におい
て、上述したカバードバックグラウンド領域における表
現と同様に、注目しているフレーム#nの画素値Cを混合
領域の画素値と見なし、フレーム#nの後のフレーム#n+1
の画素値Nを背景領域の画素値と見なすことで、混合比
αを示す式（３）は、式（１２）のように表現すること
ができる。
【０２９７】 C=α・N+f （１２）
【０２９８】なお、背景のオブジェクトが静止している
として説明したが、背景のオブジェクトが動いている場
合においても、背景の動き量vに対応させた位置の画素
の画素値を利用することにより、式（８）乃至式（１
２）を適用することができる。例えば、図４９におい
て、背景に対応するオブジェクトの動き量vが２であ
り、仮想分割数が２であるとき、背景に対応するオブジ
ェクトが図中の右側に動いているとき、式（１０）にお
ける背景領域の画素の画素値Bは、画素値P04とされる。
【０２９９】式（１１）および式（１２）は、それぞれ
２つの変数を含むので、そのままでは混合比αを求める
ことができない。ここで、画像は一般的に空間的に相関
が強いので近接する画素同士でほぼ同じ画素値となる。
【０３００】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。
【０３０１】図５１のフレーム#nの左から７番目の画素
の画素値Mcは、式（１３）で表すことができる。
【０３０２】
【数７】 式（１３）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当す
る。式（１３）の右辺第２項は、後のフレーム#n+1の画
素値を利用して、式（１４）のように表すこととする。
【０３０３】
【数８】
【０３０４】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（１５）が成立するとする。
【０３０５】 F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （１５） 式（１４）は、式（１５）を利用して、式（１６）のよ
うに置き換えることができる。
【０３０６】
【数９】
【０３０７】結果として、βは、式（１７）で表すこと
ができる。
【０３０８】 β=2/4 （１７）
【０３０９】一般的に、式（１５）に示すように混合領
域に関係する前景の成分が等しいと仮定すると、混合領
域の全ての画素について、内分比の関係から式（１８）
が成立する。
【０３１０】 β=1-α （１８）
【０３１１】式（１８）が成立するとすれば、式（１
１）は、式（１９）に示すように展開することができ
る。
【０３１２】
【数１０】
【０３１３】同様に、式（１８）が成立するとすれば、
式（１２）は、式（２０）に示すように展開することが
できる。
【０３１４】
【数１１】
【０３１５】式（１９）および式（２０）において、
C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（１９）お
よび式（２０）に含まれる変数は、混合比αのみであ
る。式（１９）および式（２０）における、C，N、およ
びPの関係を図５２に示す。Cは、混合比αを算出する、
フレーム#nの注目している画素の画素値である。Nは、
注目している画素と空間方向の位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値である。Pは、注目している画素
と空間方向の位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画
素値である。
【０３１６】従って、式（１９）および式（２０）のそ
れぞれに１つの変数が含まれることとなるので、３つの
フレームの画素の画素値を利用して、混合比αを算出す
ることができる。式（１９）および式（２０）を解くこ
とにより、正しい混合比αが算出されるための条件は、
混合領域に関係する前景の成分が等しい、すなわち、前
景のオブジェクトが静止しているとき撮像された前景の
画像オブジェクトにおいて、前景のオブジェクトの動き
の方向に対応する、画像オブジェクトの境界に位置する
画素であって、動き量vの２倍の数の連続している画素
の画素値が、一定であることである。
【０３１７】以上のように、カバードバックグラウンド
領域に属する画素の混合比αは、式（２１）により算出
され、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
の混合比αは、式（２２）により算出される。
【０３１８】 α=(C-N)/(P-N) （２１） α=(C-P)/(N-P) （２２）
【０３１９】図５３は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。フレームメモリ４２１は、入
力された画像をフレーム単位で記憶し、入力画像として
入力されているフレームから１つ後のフレームをフレー
ムメモリ４２２および混合比演算部４２３に供給する。
【０３２０】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。
【０３２１】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。
【０３２２】混合比演算部４２３は、式（２１）に示す
演算により、フレーム#nの注目している画素の画素値
C、注目している画素と空間的位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素と空
間的位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを
基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。例えば、背景が静止してい
るとき、混合比演算部４２３は、フレーム#nの注目して
いる画素の画素値C、注目している画素とフレーム内の
位置が同じ、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注
目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n
-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混
合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。
【０３２３】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。
【０３２４】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１が式（２１）に示す演算により、注目
している画素の推定混合比を算出するのに対して、式
（２２）に示す演算により、注目している画素の推定混
合比を算出する部分が異なることを除き、推定混合比処
理部４０１と同様なので、その説明は省略する。
【０３２５】図５４は、推定混合比処理部４０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図５４に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動き量vが１１である場合の結果を、１ライ
ンに対して示すものである。
【０３２６】推定混合比は、混合領域において、図４８
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０３２７】図４７に戻り、混合比決定部４０３は、領
域特定部１０３から供給された、混合比αの算出の対象
となる画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグ
ラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領
域のいずれかに属するかを示す領域情報を基に、混合比
αを設定する。混合比決定部４０３は、対象となる画素
が前景領域に属する場合、０を混合比αに設定し、対象
となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設
定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域
に属する場合、推定混合比処理部４０１から供給された
推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合
比処理部４０２から供給された推定混合比を混合比αに
設定する。混合比決定部４０３は、領域情報を基に設定
した混合比αを出力する。
【０３２８】図５５は、混合比算出部１０４の他の構成
を示すブロック図である。選択部４４１は、領域特定部
１０３から供給された領域情報を基に、カバードバック
グラウンド領域に属する画素および、これに対応する前
および後のフレームの画素を推定混合比処理部４４２に
供給する。選択部４４１は、領域特定部１０３から供給
された領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素および、これに対応する前および後の
フレームの画素を推定混合比処理部４４３に供給する。
【０３２９】推定混合比処理部４４２は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２１）に示す演算に
より、カバードバックグラウンド領域に属する、注目し
ている画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合
比を選択部４４４に供給する。
【０３３０】推定混合比処理部４４３は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２２）に示す演算に
より、アンカバードバックグラウンド領域に属する、注
目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定
混合比を選択部４４４に供給する。
【０３３１】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。
【０３３２】このように、図５５に示す他の構成を有す
る混合比算出部１０４は、画像の含まれる画素毎に混合
比αを算出して、算出した混合比αを出力することがで
きる。
【０３３３】図５６のフローチャートを参照して、図４
７に構成を示す混合比算出部１０４の混合比αの算出の
処理を説明する。ステップＳ４０１において、混合比算
出部１０４は、領域特定部１０３から供給された領域情
報を取得する。ステップＳ４０２において、推定混合比
処理部４０１は、カバードバックグラウンド領域に対応
するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算
出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。混
合比推定の演算の処理の詳細は、図５７のフローチャー
トを参照して、後述する。
【０３３４】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。
【０３３５】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。
【０３３６】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。
【０３３７】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。
【０３３８】図５５に構成を示す混合比算出部１０４の
混合比αの算出の処理は、図５６のフローチャートで説
明した処理と同様なので、その説明は省略する。
【０３３９】次に、図５６のステップＳ４０２に対応す
る、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルに
よる混合比推定の処理を図５７のフローチャートを参照
して説明する。
【０３４０】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。
【０３４１】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。
【０３４２】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。
【０３４３】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。
【０３４４】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。
【０３４５】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。
【０３４６】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。
【０３４７】図５６のステップＳ４０３におけるアンカ
バードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混
合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域
のモデルに対応する式を利用した、図５７のフローチャ
ートに示す処理と同様なので、その説明は省略する。
【０３４８】なお、図５５に示す推定混合比処理部４４
２および推定混合比処理部４４３は、図５７に示すフロ
ーチャートと同様の処理を実行して推定混合比を演算す
るので、その説明は省略する。
【０３４９】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。
【０３５０】また、混合比算出部１０４は、全ての画素
について、カバードバックグラウンド領域に対応するモ
デルによる混合比推定の処理のみを実行して、算出され
た推定混合比を混合比αとして出力するようにしてもよ
い。この場合において、混合比αは、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合
を示し、アンカバードバックグラウンド領域に属する画
素について、前景の成分の割合を示す。アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素について、このように
算出された混合比αと１との差分の絶対値を算出して、
算出した絶対値を混合比αに設定すれば、画像処理装置
は、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素に
ついて、背景の成分の割合を示す混合比αを求めること
ができる。
【０３５１】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。
【０３５２】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。
【０３５３】上述したように、式（１１）および式（１
２）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。
【０３５４】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。
【０３５５】混合比αの変化を、直線として近似する
と、混合比αは、式（２３）で表される。
【０３５６】 α=il+p （２３） 式（２３）において、iは、注目している画素の位置を
０とした空間方向のインデックスである。lは、混合比
αの直線の傾きである。pは、混合比αの直線の切片で
ある共に、注目している画素の混合比αである。式（２
３）において、インデックスiは、既知であるが、傾きl
および切片pは、未知である。
【０３５７】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図５８に示す。
【０３５８】混合比αを式（２３）のように近似するこ
とにより、複数の画素に対して複数の異なる混合比α
は、２つの変数で表現される。図５８に示す例におい
て、５つの画素に対する５つの混合比は、２つの変数で
ある傾きlおよび切片pにより表現される。
【０３５９】図５９に示す平面で混合比αを近似する
と、画像の水平方向および垂直方向の２つの方向に対応
する動きvを考慮したとき、式（２３）を平面に拡張し
て、混合比αは、式（２４）で表される。
【０３６０】α=jm+kq+p （２４） 式（２４）において、jは、注目している画素の位置を
０とした水平方向のインデックスであり、kは、垂直方
向のインデックスである。mは、混合比αの面の水平方
向の傾きであり、qは、混合比αの面の垂直方向の傾き
である。pは、混合比αの面の切片である。
【０３６１】例えば、図４９に示すフレーム#nにおい
て、C05乃至C07について、それぞれ、式（２５）乃至式
（２７）が成立する。
【０３６２】 C05=α05・B05/v+f05 （２５） C06=α06・B06/v+f06 （２６） C07=α07・B07/v+f07 （２７）
【０３６３】前景の成分が近傍で一致する、すなわち、
F01乃至F03が等しいとして、F01乃至F03をFcに置き換え
ると式（２８）が成立する。
【０３６４】 f(x)=(1-α(x))・Fc （２８） 式（２８）において、xは、空間方向の位置を表す。
【０３６５】α（ｘ）を式（２４）で置き換えると、式
（２８）は、式（２９）として表すことができる。
【０３６６】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （２９）
【０３６７】式（２９）において、（-m・Fc）、（-q・
Fc）、および(1-p)・Fcは、式（３０）乃至式（３２）
に示すように置き換えられている。
【０３６８】 s=-m・Fc （３０） t=-q・Fc （３１） u=(1-p)・Fc （３２）
【０３６９】式（２９）において、jは、注目している
画素の位置を０とした水平方向のインデックスであり、
kは、垂直方向のインデックスである。
【０３７０】このように、前景に対応するオブジェクト
がシャッタ時間内において等速に移動し、前景に対応す
る成分が近傍において一定であるという仮定が成立する
ので、前景の成分の和は、式（２９）で近似される。
【０３７１】なお、混合比αを直線で近似する場合、前
景の成分の和は、式（３３）で表すことができる。
【０３７２】 f(x)=is+u （３３）
【０３７３】式（１３）の混合比αおよび前景成分の和
を、式（２４）および式（２９）を利用して置き換える
と、画素値Mは、式（３４）で表される。
【０３７４】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （３４）
【０３７５】式（３４）において、未知の変数は、混合
比αの面の水平方向の傾きm、混合比αの面の垂直方向
の傾きq、混合比αの面の切片p、s、t、およびuの６つ
である。
【０３７６】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（３４）に示す正規方程式に、画素値Mまたは画
素値Bを設定し、画素値Mまたは画素値Bが設定された複
数の正規方程式を最小自乗法で解いて、混合比αを算出
する。
【０３７７】例えば、注目している画素の水平方向のイ
ンデックスjを０とし、垂直方向のインデックスkを０と
し、注目している画素の近傍の３×３の画素について、
式（３４）に示す正規方程式に画素値Mまたは画素値Bを
設定すると、式（３５）乃至式（４３）を得る。 M-1,-1=(-1)・B-1,-1・m+(-1)・B-1,-1・q+B-1,-1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （３５） M0,-1=(0)・B0,-1・m+(-1)・B0,-1・q+B0,-1・p+(0)・s+(-1)・t+u （３６） M+1,-1=(+1)・B+1,-1・m+(-1)・B+1,-1・q+B+1,-1・p+(+1)・s+(-1)・t+u （３７） M-1,0=(-1)・B-1,0・m+(0)・B-1,0・q+B-1,0・p+(-1)・s+(0)・t+u （３８） M0,0=(0)・B0,0・m+(0)・B0,0・q+B0,0・p+(0)・s+(0)・t+u （３９） M+1,0=(+1)・B+1,0・m+(0)・B+1,0・q+B+1,0・p+(+1)・s+(0)・t+u （４０） M-1,+1=(-1)・B-1,+1・m+(+1)・B-1,+1・q+B-1,+1・p+(-1)・s+(+1)・t+u （４１） M0,+1=(0)・B0,+1・m+(+1)・B0,+1・q+B0,+1・p+(0)・s+(+1)・t+u （４２） M+1,+1=(+1)・B+1,+1・m+(+1)・B+1,+1・q+B+1,+1・p+(+1)・s+(+1)・t+u （４３）
【０３７８】注目している画素の水平方向のインデック
スjが０であり、垂直方向のインデックスkが０であるの
で、注目している画素の混合比αは、式（２４）より、
j=0およびk=0のときの値、すなわち、切片pに等しい。
【０３７９】従って、式（３５）乃至式（４３）の９つ
の式を基に、最小自乗法により、水平方向の傾きm、垂
直方向の傾きq、切片p、s、t、およびuのそれぞれの値
を算出し、切片pを混合比αとして出力すればよい。
【０３８０】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。
【０３８１】インデックスiおよびインデックスkを１つ
のインデックスxで表現すると、インデックスi、インデ
ックスk、およびインデックスxの関係は、式（４４）で
表される。
【０３８２】 x=(j+1)・3+(k+1) （４４）
【０３８３】水平方向の傾きm、垂直方向の傾きq、切片
p、s、t、およびuをそれぞれ変数w0,w1,w2,w3,w4、およ
びW5と表現し、jB,kB,B,j,k、および1をそれぞれa0,a1,
a2,a3,a4、およびa5と表現する。誤差exを考慮すると、
式（３５）乃至式（４３）は、式（４５）に書き換える
ことができる。
【０３８４】
【数１２】 式（４５）において、xは、０乃至８の整数のいずれか
の値である。
【０３８５】式（４５）から、式（４６）を導くことが
できる。
【０３８６】
【数１３】
【０３８７】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（４７）に示すようにに定義する。
【０３８８】
【数１４】
【０３８９】誤差が最小になるためには、誤差の自乗和
Eに対する、変数Wvの偏微分が０になればよい。ここ
で、vは、０乃至５の整数のいずれかの値である。従っ
て、式（４８）を満たすようにwyを求める。
【０３９０】
【数１５】
【０３９１】式（４８）に式（４６）を代入すると、式
（４９）を得る。
【０３９２】
【数１６】
【０３９３】式（４９）のvに０乃至５の整数のいずれ
か１つを代入して得られる６つの式に、例えば、掃き出
し法（Gauss-Jordanの消去法）などを適用して、wyを算
出する。上述したように、w0は水平方向の傾きmであ
り、w1は垂直方向の傾きqであり、w2は切片pであり、w3
はsであり、w4はtであり、w5はuである。
【０３９４】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。
【０３９５】式（３５）乃至式（４３）に対応する説明
において、混合領域に含まれる画素の画素値をMとし、
背景領域に含まれる画素の画素値をBとして説明した
が、注目している画素が、カバードバックグラウンド領
域に含まれる場合、またはアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる場合のそれぞれに対して、正規方程式
を立てる必要がある。
【０３９６】例えば、図４９に示す、フレーム#nのカバ
ードバックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを
求める場合、フレーム#nの画素のC04乃至C08、およびフ
レーム#n-1の画素の画素値P04乃至P08が、正規方程式に
設定される。
【０３９７】図５０に示す、フレーム#nのアンカバード
バックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを求め
る場合、フレーム#nの画素のC28乃至C32、およびフレー
ム#n+1の画素の画素値N28乃至N32が、正規方程式に設定
される。
【０３９８】また、例えば、図６０に示す、カバードバ
ックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを算出す
るとき、以下の式（５０）乃至式（５８）が立てられ
る。混合比αを算出する画素の画素値は、Mc5である。 Mc1=(-1)・Bc1・m+(-1)・Bc1・q+Bc1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５０） Mc2=(0)・Bc2・m+(-1)・Bc2・q+Bc2・p+(0)・s+(-1)・t+u （５１） Mc3=(+1)・Bc3・m+(-1)・Bc3・q+Bc3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （５２） Mc4=(-1)・Bc4・m+(0)・Bc4・q+Bc4・p+(-1)・s+(0)・t+u （５３） Mc5=(0)・Bc5・m+(0)・Bc5・q+Bc5・p+(0)・s+(0)・t+u （５４） Mc6=(+1)・Bc6・m+(0)・Bc6・q+Bc6・p+(+1)・s+(0)・t+u （５５） Mc7=(-1)・Bc7・m+(+1)・Bc7・q+Bc7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （５６） Mc8=(0)・Bc8・m+(+1)・Bc8・q+Bc8・p+(0)・s+(+1)・t+u （５７） Mc9=(+1)・Bc9・m+(+1)・Bc9・q+Bc9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （５８）
【０３９９】フレーム#nのカバードバックグラウンド領
域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式（５
０）乃至式（５８）において、フレーム#nの画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の背景領域の画素の画素値Bc
1乃至Bc9が使用される。
【０４００】図６０に示す、アンカバードバックグラウ
ンド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、以
下の式（５９）乃至式（６７）が立てられる。混合比α
を算出する画素の画素値は、Mu5である。 Mu1=(-1)・Bu1・m+(-1)・Bu1・q+Bu1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５９） Mu2=(0)・Bu2・m+(-1)・Bu2・q+Bu2・p+(0)・s+(-1)・t+u （６０） Mu3=(+1)・Bu3・m+(-1)・Bu3・q+Bu3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （６１） Mu4=(-1)・Bu4・m+(0)・Bu4・q+Bu4・p+(-1)・s+(0)・t+u （６２） Mu5=(0)・Bu5・m+(0)・Bu5・q+Bu5・p+(0)・s+(0)・t+u （６３） Mu6=(+1)・Bu6・m+(0)・Bu6・q+Bu6・p+(+1)・s+(0)・t+u （６４） Mu7=(-1)・Bu7・m+(+1)・Bu7・q+Bu7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （６５） Mu8=(0)・Bu8・m+(+1)・Bu8・q+Bu8・p+(0)・s+(+1)・t+u （６６） Mu9=(+1)・Bu9・m+(+1)・Bu9・q+Bu9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （６７）
【０４０１】フレーム#nのアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式
（５９）乃至式（６７）において、フレーム#nの画素に
対応する、フレーム#n+1の画素の背景領域の画素の画素
値Bu1乃至Bu9が使用される。
【０４０２】図６１は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。推定混合比処理部４０１に入
力された画像は、遅延部５０１および足し込み部５０２
に供給される。
【０４０３】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。
【０４０４】足し込み部５０２は、混合比αを算出する
画素の近傍の画素の画素値、およびフレーム#n-1の画素
値を、正規方程式に設定する。例えば、足し込み部５０
２は、式（５０）乃至式（５８）に基づいて、正規方程
式に画素値Mc1乃至Mc9および画素値Bc1乃至Bc9を設定す
る。足し込み部５０２は、画素値が設定された正規方程
式を演算部５０３に供給する。
【０４０５】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。
【０４０６】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。
【０４０７】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。
【０４０８】図６２は、推定混合比処理部４０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図６２に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動きvが１１であり、７×７画素のブロック
を単位として方程式を生成して算出された結果を、１ラ
インに対して示すものである。
【０４０９】推定混合比は、混合領域において、図６１
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０４１０】次に、図６１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６３のフローチ
ャートを参照して説明する。
【０４１１】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。
【０４１２】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。
【０４１３】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。
【０４１４】このように、図６１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。
【０４１５】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。
【０４１６】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。
【０４１７】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。
【０４１８】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。
【０４１９】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。
【０４２０】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図６４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。
【０４２１】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。
【０４２２】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。
【０４２３】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。
【０４２４】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。
【０４２５】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。
【０４２６】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。
【０４２７】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。
【０４２８】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。
【０４２９】図６５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。
【０４３０】図６５（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図６５（Ｂ）は、図６５（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。
【０４３１】図６５（Ａ）および図６５（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。
【０４３２】図６５（Ａ）および図６５（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。
【０４３３】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。
【０４３４】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。
【０４３５】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。
【０４３６】図６６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
６６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。
【０４３７】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。
【０４３８】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。
【０４３９】図６７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６７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６７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。
【０４４０】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（６８）で表される。
【０４４１】 C15=B15/v+F09/v+F08/v+F07/v =α15・B15+F09/v+F08/v+F07/v =α15・P15+F09/v+F08/v+F07/v （６８） ここで、α15は、フレーム#nの左から１５番目の画素の
混合比である。P15は、フレーム#n-1の左から１５番目
の画素の画素値である。
【０４４２】式（６８）を基に、フレーム#nの左から１
５番目の画素の前景の成分の和f15は、式（６９）で表
される。
【０４４３】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （６９）
【０４４４】同様に、フレーム#nの左から１６番目の画
素の前景の成分の和f16は、式（７０）で表され、フレ
ーム#nの左から１７番目の画素の前景の成分の和f17
は、式（７１）で表される。
【０４４５】 f16=C16-α16・P16 （７０） f17=C17-α17・P17 （７１）
【０４４６】このように、カバードバックグラウンド領
域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fcは、
式（７２）で計算される。
【０４４７】 fc=C-α・P （７２） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４４８】図６８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６８において、α１乃至α１８は、フ
レーム#nにおける画素のぞれぞれに対応する混合比であ
る。図６８において、左から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。
【０４４９】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（７３）で表される。
【０４５０】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （７３） ここで、α2は、フレーム#nの左から２番目の画素の混
合比である。N02は、フレーム#n+1の左から２番目の画
素の画素値である。
【０４５１】式（７３）を基に、フレーム#nの左から２
番目の画素の前景の成分の和f02は、式（７４）で表さ
れる。
【０４５２】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （７４）
【０４５３】同様に、フレーム#nの左から３番目の画素
の前景の成分の和f03は、式（７５）で表され、フレー
ム#nの左から４番目の画素の前景の成分の和f04は、式
（７６）で表される。
【０４５４】 f03=C03-α3・N03 （７５） f04=C04-α4・N04 （７６）
【０４５５】このように、アンカバードバックグラウン
ド領域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fu
は、式（７７）で計算される。
【０４５６】 fu=C-α・N （７７） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４５７】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。
【０４５８】図６９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。
【０４５９】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。
【０４６０】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。
【０４６１】分離処理ブロック６２２は、カバードバッ
クグラウンド領域およびアンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、並びに混合比αを基に、フレーム
メモリ６２１から供給されたフレーム#n-1、フレーム#
n、およびフレーム#n+1の対応する画素の画素値に図６
７および図６８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。
【０４６２】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。
【０４６３】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。
【０４６４】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。
【０４６５】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。
【０４６６】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。
【０４６７】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。
【０４６８】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。
【０４６９】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。
【０４７０】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。
【０４７１】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。
【０４７２】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。
【０４７３】図７０は、図６６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。
【０４７４】図７０（Ａ）は、図６６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。
【０４７５】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。
【０４７６】図７０（Ｂ）は、図６６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。
【０４７７】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。
【０４７８】次に、図７１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。
【０４７９】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。
【０４８０】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。
【０４８１】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。
【０４８２】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。
【０４８３】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。
【０４８４】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。
【０４８５】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。
【０４８６】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。
【０４８７】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。
【０４８８】次に、前景成分画像からの動きボケの量の
調整について説明する。
【０４８９】図７２は、動きボケ調整部１０６の構成の
一例を示すブロック図である。動き検出部１０２から供
給された動きベクトルとその位置情報、および領域特定
部１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部８
０１およびモデル化部８０２に供給される。前景背景分
離部１０５から供給された前景成分画像は、足し込み部
８０４に供給される。
【０４９０】処理単位決定部８０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、動きベクトルと
共に、生成した処理単位をモデル化部８０２に供給す
る。処理単位決定部８０１は、生成した処理単位を足し
込み部８０４に供給する。
【０４９１】処理単位決定部８０１が生成する処理単位
は、図７３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。
【０４９２】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７４に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択するようにし
ても良い。
【０４９３】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。
【０４９４】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。
【０４９５】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。
【０４９６】方程式生成部８０３は、モデル化部８０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図７
４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。
【０４９７】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（７８）
乃至式（８９）で表される。
【０４９８】 C01=F01/v （７８） C02=F02/v+F01/v （７９） C03=F03/v+F02/v+F01/v （８０） C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （８１） C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （８２） C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （８３） C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （８４） C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （８５） C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （８６） C10=F08/v+F07/v+F06/v （８７） C11=F08/v+F07/v （８８） C12=F08/v （８９）
【０４９９】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（９０）乃至式（１０１）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 （９０） 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 （９１） 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 （９２） 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 （９３） 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 （９４） 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 （９５） 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 （９６） 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 （９７） 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 （９８） 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 （９９） 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 （１００） 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 （１０１）
【０５００】式（９０）乃至式（１０１）は、式（１０
２）として表すこともできる。
【０５０１】
【数１７】 式（１０２）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。
【０５０２】誤差を考慮して表現すると、式（１０２）
は、式（１０３）のように表すことができる。
【０５０３】
【数１８】 式（１０３）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤
差である。
【０５０４】式（１０３）は、式（１０４）に書き換え
ることができる。
【０５０５】
【数１９】
【０５０６】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（１０５）に示すように定義する。
【０５０７】
【数２０】
【０５０８】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（１０６）を満たすようにFkを求める。
【０５０９】
【数２１】
【０５１０】式（１０６）において、動き量vは固定値
であるから、式（１０７）を導くことができる。
【０５１１】
【数２２】
【０５１２】式（１０７）を展開して、移項すると、式
（１０８）を得る。
【０５１３】
【数２３】
【０５１４】式（１０８）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。
【０５１５】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（１０９）に
示す。
【０５１６】
【数２４】
【０５１７】式（１０９）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。
【０５１８】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。
【０５１９】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。
【０５２０】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。
【０５２１】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７５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。
【０５２２】なお、図７５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。
【０５２３】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７６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。
【０５２４】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。
【０５２５】選択部８０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、演算部８０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加
部８０６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。
【０５２６】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。
【０５２７】また、例えば、図７７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（１１０）に示す
行列の式を生成する。
【０５２８】
【数２５】
【０５２９】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。
【０５３０】図７８は、動きボケ調整部１０６の他の構
成を示す図である。図７２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。
【０５３１】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。
【０５３２】このようにすることで、図７８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７８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７４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７６
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。
【０５３３】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。
【０５３４】次に、図７９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。
【０５３５】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。
【０５３６】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。
【０５３７】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。
【０５３８】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。
【０５３９】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。
【０５４０】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。
【０５４１】以上のように、図２に構成を示す画像処理
装置は、入力画像に含まれる動きボケの量を調整するこ
とができる。図２に構成を示す画像処理装置は、埋もれ
た情報である混合比αを算出して、算出した混合比αを
出力することができる。
【０５４２】図８０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。
【０５４３】処理単位決定部９０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、動きベクトルと
共に、生成した処理単位をモデル化部９０２に供給す
る。
【０５４４】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８１に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択するようにし
ても良い。
【０５４５】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。
【０５４６】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。
【０５４７】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。
【０５４８】図８１乃至図８３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。
【０５４９】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（７８）乃至式（８９）で表される。
【０５５０】画素値C12およびC11に注目すると、画素値
C12は、式（１１１）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（１１２）で求めることができる。
【０５５１】 F08/v=C12 （１１１） F07/v=C11-C12 （１１２）
【０５５２】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
（１１３）乃至式（１１８）により求めることができ
る。
【０５５３】 F06/v=C10-C11 （１１３） F05/v=C09-C10 （１１４） F04/v=C08-C09 （１１５） F03/v=C07-C08+C12 （１１６） F02/v=C06-C07+C11-C12 （１１７） F01/v=C05-C06+C10-C11 （１１８）
【０５５４】方程式生成部９０３は、式（１１１）乃至
式（１１８）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。
【０５５５】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（１１１）乃至式（１
１８）が方程式生成部９０３から供給されたとき、式
（１１１）乃至式（１１８）に画素値C05乃至C12を設定
する。
【０５５６】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（１１１）乃至式
（１１８）に基づく演算により、図８２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。
【０５５７】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８３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。
【０５５８】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。
【０５５９】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７６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。
【０５６０】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。
【０５６１】選択部９０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、補正部９０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加
部９０６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。
【０５６２】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。
【０５６３】次に、図８０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８４
のフローチャートを参照して説明する。
【０５６４】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。
【０５６５】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。
【０５６６】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。
【０５６７】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。
【０５６８】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。
【０５６９】このように、図８０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。
【０５７０】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８０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。
【０５７１】図８５は、画像処理装置の機能の他の構成
を示すブロック図である。
【０５７２】図２に示す部分と同様の部分には同一の番
号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０５７３】領域特定部１０３は、領域情報を混合比算
出部１０４および合成部１００１に供給する。
【０５７４】混合比算出部１０４は、混合比αを前景背
景分離部１０５および合成部１００１に供給する。
【０５７５】前景背景分離部１０５は、前景成分画像を
合成部１００１に供給する。
【０５７６】合成部１００１は、混合比算出部１０４か
ら供給された混合比α、領域特定部１０３から供給され
た領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離部
１０５から供給された前景成分画像とを合成して、任意
の背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を出
力する。
【０５７７】図８６は、合成部１００１の構成を示す図
である。背景成分生成部１０２１は、混合比αおよび任
意の背景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領
域画像合成部１０２２に供給する。
【０５７８】混合領域画像合成部１０２２は、背景成分
生成部１０２１から供給された背景成分画像と前景成分
画像とを合成することにより、混合領域合成画像を生成
して、生成した混合領域合成画像を画像合成部１０２３
に供給する。
【０５７９】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２から供給さ
れた混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成し
て、合成画像を生成して出力する。
【０５８０】このように、合成部１００１は、前景成分
画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０５８１】特徴量である混合比αを基に前景成分画像
を任意の背景画像と合成して得られた画像は、単に画素
を合成した画像に比較し、より自然なものと成る。
【０５８２】図８７は、動きボケの量を調整する画像処
理装置の機能の更に他の構成を示すブロック図である。
図２に示す画像処理装置が領域特定と混合比αの算出を
順番に行うのに対して、図８７に示す画像処理装置は、
領域特定と混合比αの算出を並行して行う。
【０５８３】図２のブロック図に示す機能と同様の部分
には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５８４】入力画像は、混合比算出部１１０１、前景
背景分離部１１０２、領域特定部１０３、およびオブジ
ェクト抽出部１０１に供給される。
【０５８５】混合比算出部１１０１は、入力画像を基
に、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮
定した場合における推定混合比、および画素がアンカバ
ードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合にお
ける推定混合比を、入力画像に含まれる画素のそれぞれ
に対して算出し、算出した画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、
および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
ると仮定した場合における推定混合比を前景背景分離部
１１０２に供給する。
【０５８６】図８８は、混合比算出部１１０１の構成の
一例を示すブロック図である。
【０５８７】図８８に示す推定混合比処理部４０１は、
図４７に示す推定混合比処理部４０１と同じである。図
８８に示す推定混合比処理部４０２は、図４７に示す推
定混合比処理部４０２と同じである。
【０５８８】推定混合比処理部４０１は、入力画像を基
に、カバードバックグラウンド領域のモデルに対応する
演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した
推定混合比を出力する。
【０５８９】推定混合比処理部４０２は、入力画像を基
に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応
する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。
【０５９０】前景背景分離部１１０２は、混合比算出部
１１０１から供給された、画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、
および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
ると仮定した場合における推定混合比、並びに領域特定
部１０３から供給された領域情報を基に、入力画像から
前景成分画像を生成し、生成した前景成分画像を動きボ
ケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。
【０５９１】図８９は、前景背景分離部１１０２の構成
の一例を示すブロック図である。
【０５９２】図６４に示す前景背景分離部１０５と同様
の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略す
る。
【０５９３】選択部１１２１は、領域特定部１０３から
供給された領域情報を基に、混合比算出部１１０１から
供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選
択した推定混合比を混合比αとして分離部６０１に供給
する。
【０５９４】分離部６０１は、選択部１１２１から供給
された混合比αおよび領域情報を基に、混合領域に属す
る画素の画素値から前景の成分および背景の成分を抽出
し、抽出した前景の成分を合成部６０３に供給すると共
に、背景の成分を合成部６０５に供給する。
【０５９５】分離部６０１は、図６９に示す構成と同じ
構成とすることができる。
【０５９６】合成部６０３は、前景成分画像を合成し
て、出力する。合成部６０５は、背景成分画像を合成し
て出力する。
【０５９７】図８７に示す動きボケ調整部１０６は、図
２に示す場合と同様の構成とすることができ、領域情報
および動きベクトルを基に、前景背景分離部１１０２か
ら供給された前景成分画像に含まれる動きボケの量を調
整して、動きボケの量が調整された前景成分画像を出力
する。
【０５９８】図８７に示す選択部１０７は、例えば使用
者の選択に対応した選択信号を基に、前景背景分離部１
１０２から供給された前景成分画像、および動きボケ調
整部１０６から供給された動きボケの量が調整された前
景成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成
分画像を出力する。
【０５９９】このように、図８７に構成を示す画像処理
装置は、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応
する画像に対して、その画像に含まれる動きボケの量を
調整して出力することができる。図８７に構成を示す画
像処理装置は、第１の実施例と同様に、埋もれた情報で
ある混合比αを算出して、算出した混合比αを出力する
ことができる。
【０６００】図９０は、前景成分画像を任意の背景画像
と合成する画像処理装置の機能の他の構成を示すブロッ
ク図である。図８５に示す画像処理装置が領域特定と混
合比αの算出をシリアルに行うのに対して、図９０に示
す画像処理装置は、領域特定と混合比αの算出をパラレ
ルに行う。
【０６０１】図８７のブロック図に示す機能と同様の部
分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０６０２】図９０に示す混合比算出部１１０１は、入
力画像を基に、画素がカバードバックグラウンド領域に
属すると仮定した場合における推定混合比、および画素
がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定し
た場合における推定混合比を、入力画像に含まれる画素
のそれぞれに対して算出し、算出した画素がカバードバ
ックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推
定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド
領域に属すると仮定した場合における推定混合比を前景
背景分離部１１０２および合成部１２０１に供給する。
【０６０３】図９０に示す前景背景分離部１１０２は、
混合比算出部１１０１から供給された、画素がカバード
バックグラウンド領域に属すると仮定した場合における
推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウン
ド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、並
びに領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、
入力画像から前景成分画像を生成し、生成した前景成分
画像を合成部１２０１に供給する。
【０６０４】合成部１２０１は、混合比算出部１１０１
から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域
に属すると仮定した場合における推定混合比、および画
素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定
した場合における推定混合比、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景
分離部１１０２から供給された前景成分画像とを合成し
て、任意の背景画像と前景成分画像とが合成された合成
画像を出力する。
【０６０５】図９１は、合成部１２０１の構成を示す図
である。図８６のブロック図に示す機能と同様の部分に
は同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０６０６】選択部１２２１は、領域特定部１０３から
供給された領域情報を基に、混合比算出部１１０１から
供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選
択した推定混合比を混合比αとして背景成分生成部１０
２１に供給する。
【０６０７】図９１に示す背景成分生成部１０２１は、
選択部１２２１から供給された混合比αおよび任意の背
景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画像
合成部１０２２に供給する。
【０６０８】図９１に示す混合領域画像合成部１０２２
は、背景成分生成部１０２１から供給された背景成分画
像と前景成分画像とを合成することにより、混合領域合
成画像を生成して、生成した混合領域合成画像を画像合
成部１０２３に供給する。
【０６０９】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２から供給さ
れた混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成し
て、合成画像を生成して出力する。
【０６１０】このように、合成部１２０１は、前景成分
画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０６１１】次に、コンポーネント信号として入力され
る入力画像を処理する本発明に係る画像処理装置につい
て説明する。
【０６１２】この明細書において、コンポーネントと
は、コンポーネント信号における、輝度信号および色差
信号、またはＲＧＢ（Red-green-blue）信号などの個別
の信号をいう。
【０６１３】以下の説明において、コンポーネント１
は、輝度値Yとし、コンポーネント２は、色差Uとし、コ
ンポーネント３は、色差Vとした例を基に説明する。
【０６１４】図９２は、コンポーネント信号として入力
される入力画像を基に、領域情報を生成する画像処理装
置の一実施の形態を示す図である。
【０６１５】入力画像のコンポーネント信号の１つであ
るコンポーネント１は、領域特定部１０３−１に入力さ
れる。入力画像のコンポーネント信号の他の１つである
コンポーネント２は、領域特定部１０３−２に入力され
る。入力画像のコンポーネント信号のさらに他の１つで
あるコンポーネント３は、領域特定部１０３−３に入力
される。
【０６１６】領域特定部１０３−１は、コンポーネント
１を基に、領域情報１を生成し、生成した領域情報１を
論理和処理部１３０１に供給する。領域特定部１０３−
１は、領域特定部１０３と同様の構成を有するので、そ
の説明は省略する。
【０６１７】領域特定部１０３−２は、コンポーネント
２を基に、領域情報２を生成し、生成した領域情報２を
論理和処理部１３０１に供給する。領域特定部１０３−
２は、領域特定部１０３と同様の構成を有するので、そ
の説明は省略する。
【０６１８】領域特定部１０３−３は、コンポーネント
３を基に、領域情報３を生成し、生成した領域情報３を
論理和処理部１３０１に供給する。領域特定部１０３−
３は、領域特定部１０３と同様の構成を有するので、そ
の説明は省略する。
【０６１９】論理和処理部１３０１は、領域特定部１０
３−１から供給された領域情報１、領域特定部１０３−
２から供給された領域情報２、および領域特定部１０３
−３から供給された領域情報３を基に、領域情報１が示
す前景領域、領域情報２が示す前景領域、および領域情
報３が示す前景領域の論理和を演算して、論理和により
演算された前景領域を設定した領域情報を生成する。論
理和処理部１３０１は、領域特定部１０３−１から供給
された領域情報１、領域特定部１０３−２から供給され
た領域情報２、および領域特定部１０３−３から供給さ
れた領域情報３を基に、領域情報１が示す背景領域、領
域情報２が示す背景領域、および領域情報３が示す背景
領域の論理和を演算して、論理和により演算された背景
領域を設定した領域情報を生成する。
【０６２０】論理和処理部１３０１は、領域特定部１０
３−１から供給された領域情報１、領域特定部１０３−
２から供給された領域情報２、および領域特定部１０３
−３から供給された領域情報３を基に、領域情報１が示
すカバードバックグラウンド領域、領域情報２が示すカ
バードバックグラウンド領域、および領域情報３が示す
カバードバックグラウンド領域の論理和を演算して、論
理和により演算されたカバードバックグラウンド領域を
設定した領域情報を生成する。論理和処理部１３０１
は、領域特定部１０３−１から供給された領域情報１、
領域特定部１０３−２から供給された領域情報２、およ
び領域特定部１０３−３から供給された領域情報３を基
に、領域情報１が示すアンカバードバックグラウンド領
域、領域情報２が示すアンカバードバックグラウンド領
域、および領域情報３が示すアンカバードバックグラウ
ンド領域の論理和を演算して、論理和により演算された
アンカバードバックグラウンド領域を設定した領域情報
を生成する。
【０６２１】論理和処理部１３０１は、前景領域、背景
領域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバ
ードバックグラウンド領域が設定された領域情報を出力
する。
【０６２２】図９３は、コンポーネント信号に含まれ
る、コンポーネント１、コンポーネント２、およびコン
ポーネント３の関係を説明する図である。
【０６２３】センサは、コンポーネント１、コンポーネ
ント２、およびコンポーネント３に対応する、例えば、
３つのCCDエリアセンサを有する。コンポーネント１に
対応するCCDエリアセンサの特性、コンポーネント２に
対応するCCDエリアセンサの特性、およびコンポーネン
ト３に対応するCCDエリアセンサの特性は、同一であ
り、コンポーネント１、コンポーネント２、およびコン
ポーネント３に生じる歪みは、同一である。
【０６２４】センサは、１つの前景に対応するオブジェ
クトおよび１つの背景に対応するオブジェクトを撮像し
て、コンポーネント１、コンポーネント２、およびコン
ポーネント３を出力する。
【０６２５】１つの前景に対応するオブジェクトおよび
１つの背景に対応するオブジェクトを含む現実世界は、
１つであって、現実世界で生じている現象は、１つであ
る。すなわち、例えば、前景に対応するオブジェクトの
形状は、１つであり、前景に対応するオブジェクトの動
きは、１つである。
【０６２６】従って、１つの前景に対応するオブジェク
トおよび１つの背景に対応するオブジェクトをセンサで
撮像したとき、コンポーネント１の前景領域、背景領
域、および混合領域、並びに混合比、コンポーネント２
の前景領域、背景領域、および混合領域、並びに混合
比、並びにコンポーネント３の前景領域、背景領域、お
よび混合領域、並びに混合比は、それぞれ同一である。
【０６２７】しかしながら、コンポーネント１、コンポ
ーネント２、およびコンポーネント３を基に、それぞれ
を同一の処理を行って、それぞれに、同一の領域情報お
よび混合比を算出できるとは限らない。
【０６２８】例えば、色差信号であるコンポーネント３
に対応する色差信号がほぼ０となる色彩を有する、前景
に対応するオブジェクトおよび背景に対応するオブジェ
クトを撮像したとき、輝度信号であるコンポーネント１
および色差信号であるコンポーネント２は、有効な値を
含むが、色差信号であるコンポーネント３は、有効な値
をほとんど含まない。このような場合、コンポーネント
３を基に、領域信号および混合比を算出しても、有意な
値を求めることはできない。
【０６２９】また、例えば、輝度信号であるコンポーネ
ント１が時間方向および空間方向にほとんど変化せず、
色差信号のみが時間方向または空間方向の変化すると
き、コンポーネント１を基に、領域信号および混合比を
算出しても、有意な値を求めることはできず、コンポー
ネント２またはコンポーネント３を基に、領域信号およ
び混合比を算出すれば、有意な値を求めることができ
る。
【０６３０】また、特定のコンポーネントに対応するCC
Dエリアセンサがエラーを起こす場合があり得る。
【０６３１】以上のように、算出しようとする１つの領
域情報および混合比に対応する、複数のコンポーネント
を使用して処理を実行することにより、例えば、１つの
コンポーネント信号または１つのコンポジット信号を使
用した処理に比較して、より精度の高い結果が得られ
る。
【０６３２】また、複数のコンポーネントを使用して統
計処理を行うとき、データが増えるので、処理結果の精
度がより向上する。また、例えば、複数のコンポーネン
トに最小自乗法を適用して算出された混合比の精度は、
１つのコンポーネント信号または１つのコンポジット信
号を使用した処理により算出された混合比の精度に比較
して、より高い。
【０６３３】次に、図９４のフローチャートを参照し
て、図９２に構成を示す画像処理装置による、コンポー
ネント信号を利用した領域判定の処理を説明する。
【０６３４】ステップＳ１３０１において、領域特定部
１０３−１は、コンポーネント１を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報１を生成し、生成した領域情報
１を論理和処理部１３０１に供給する。ステップＳ１３
０１の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６３５】ステップＳ１３０２において、領域特定部
１０３−２は、コンポーネント２を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報２を生成し、生成した領域情報
２を論理和処理部１３０１に供給する。ステップＳ１３
０２の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６３６】ステップＳ１３０３において、領域特定部
１０３−３は、コンポーネント３を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報３を生成し、生成した領域情報
３を論理和処理部１３０１に供給する。ステップＳ１３
０３の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６３７】ステップＳ１３０４において、論理和処理
部１３０１は、コンポーネント１により特定された前景
領域、コンポーネント２により特定された前景領域、お
よびコンポーネント３により特定された前景領域の論理
和を求めて、論理和により演算された前景領域を領域情
報に設定する。
【０６３８】ステップＳ１３０５において、論理和処理
部１３０１は、コンポーネント１により特定された背景
領域、コンポーネント２により特定された背景領域、お
よびコンポーネント３により特定された背景領域の論理
和を求めて、論理和により演算された背景領域を領域情
報に設定する。
【０６３９】ステップＳ１３０６において、論理和処理
部１３０１は、コンポーネント１により特定されたカバ
ードバックグラウンド領域、コンポーネント２により特
定されたカバードバックグラウンド領域、およびコンポ
ーネント３により特定されたカバードバックグラウンド
領域の論理和を求めて、論理和により演算されたカバー
ドバックグラウンド領域を領域情報に設定する。
【０６４０】ステップＳ１３０７において、論理和処理
部１３０１は、コンポーネント１により特定されたアン
カバードバックグラウンド領域、コンポーネント２によ
り特定されたアンカバードバックグラウンド領域、およ
びコンポーネント３により特定されたアンカバードバッ
クグラウンド領域の論理和を求めて、論理和により演算
されたアンカバードバックグラウンド領域を領域情報に
設定する。論理和処理部１３０１は、前景領域、背景領
域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバー
ドバックグラウンド領域を設定した領域情報を出力し
て、処理は終了する。
【０６４１】このように、図９２に構成を示す画像処理
装置は、コンポーネント信号の各コンポーネント毎に領
域を特定し、特定された領域の論理和を求めて最終的な
領域情報を生成する。図９２に構成を示す画像処理装置
は、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各領域
を漏らさず特定した領域情報を出力することができる。
【０６４２】図９５は、コンポーネント信号として入力
される入力画像を基に、領域情報を生成する画像処理装
置の他の実施の形態を示す図である。
【０６４３】図９２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。
【０６４４】論理積処理部１３２１は、領域特定部１０
３−１から供給された領域情報１、領域特定部１０３−
２から供給された領域情報２、および領域特定部１０３
−３から供給された領域情報３を基に、領域情報１が示
す前景領域、領域情報２が示す前景領域、および領域情
報３が示す前景領域の論理積を演算して、論理積により
演算された前景領域を設定した領域情報を生成する。論
理積処理部１３２１は、領域特定部１０３−１から供給
された領域情報１、領域特定部１０３−２から供給され
た領域情報２、および領域特定部１０３−３から供給さ
れた領域情報３を基に、領域情報１が示す背景領域、領
域情報２が示す背景領域、および領域情報３が示す背景
領域の論理積を演算して、論理積により演算された背景
領域を設定した領域情報を生成する。
【０６４５】論理積処理部１３２１は、領域特定部１０
３−１から供給された領域情報１、領域特定部１０３−
２から供給された領域情報２、および領域特定部１０３
−３から供給された領域情報３を基に、領域情報１が示
すカバードバックグラウンド領域、領域情報２が示すカ
バードバックグラウンド領域、および領域情報３が示す
カバードバックグラウンド領域の論理積を演算して、論
理積により演算されたカバードバックグラウンド領域を
設定した領域情報を生成する。論理積処理部１３２１
は、領域特定部１０３−１から供給された領域情報１、
領域特定部１０３−２から供給された領域情報２、およ
び領域特定部１０３−３から供給された領域情報３を基
に、領域情報１が示すアンカバードバックグラウンド領
域、領域情報２が示すアンカバードバックグラウンド領
域、および領域情報３が示すアンカバードバックグラウ
ンド領域の論理積を演算して、論理積により演算された
アンカバードバックグラウンド領域を設定した領域情報
を生成する。
【０６４６】論理積処理部１３２１は、前景領域、背景
領域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバ
ードバックグラウンド領域が設定された領域情報を出力
する。
【０６４７】次に、図９６のフローチャートを参照し
て、図９５に構成を示す画像処理装置による、コンポー
ネントを利用した領域判定の処理を説明する。
【０６４８】ステップＳ１３２１において、領域特定部
１０３−１は、コンポーネント１を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報１を生成し、生成した領域情報
１を論理積処理部１３２１に供給する。ステップＳ１３
２１の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６４９】ステップＳ１３２２において、領域特定部
１０３−２は、コンポーネント２を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報２を生成し、生成した領域情報
２を論理積処理部１３２１に供給する。ステップＳ１３
２１の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６５０】ステップＳ１３２３において、領域特定部
１０３−３は、コンポーネント３を基に、領域特定の処
理を実行して、領域情報３を生成し、生成した領域情報
３を論理積処理部１３２１に供給する。ステップＳ１３
３１の処理は、ステップＳ１１の処理と同様なので、そ
の詳細の説明は省略する。
【０６５１】ステップＳ１３２４において、論理積処理
部１３２１は、コンポーネント１により特定された前景
領域、コンポーネント２により特定された前景領域、お
よびコンポーネント３により特定された前景領域の論理
積を求めて、論理積により演算された前景領域を領域情
報に設定する。
【０６５２】ステップＳ１３２５において、論理積処理
部１３２１は、コンポーネント１により特定された背景
領域、コンポーネント２により特定された背景領域、お
よびコンポーネント３により特定された背景領域の論理
積を求めて、論理積により演算された背景領域を領域情
報に設定する。
【０６５３】ステップＳ１３２６において、論理積処理
部１３２１は、コンポーネント１により特定されたカバ
ードバックグラウンド領域、コンポーネント２により特
定されたカバードバックグラウンド領域、およびコンポ
ーネント３により特定されたカバードバックグラウンド
領域の論理積を求めて、論理積により演算されたカバー
ドバックグラウンド領域を領域情報に設定する。
【０６５４】ステップＳ１３２７において、論理積処理
部１３２１は、コンポーネント１により特定されたアン
カバードバックグラウンド領域、コンポーネント２によ
り特定されたアンカバードバックグラウンド領域、およ
びコンポーネント３により特定されたアンカバードバッ
クグラウンド領域の論理積を求めて、論理積により演算
されたアンカバードバックグラウンド領域を領域情報に
設定する。論理積処理部１３２１は、前景領域、背景領
域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバー
ドバックグラウンド領域を設定した領域情報を出力し
て、処理は終了する。
【０６５５】このように、図９５に構成を示す画像処理
装置は、各コンポーネント毎に領域を特定し、特定され
た領域の論理積を求めて最終的な領域情報を生成する。
図９５に構成を示す画像処理装置は、エラーの少ない領
域情報を出力することができる。
【０６５６】図９７は、コンポーネント信号として入力
される入力画像を基に、領域情報を生成する画像処理装
置のさらに他の実施の形態を示す図である。
【０６５７】領域特定部１３３１は、入力されたコンポ
ーネント信号に含まれるコンポーネント１、コンポーネ
ント２、およびコンポーネント３を画素毎に加算し、画
素毎に加算されたコンポーネント１、コンポーネント
２、およびコンポーネント３を基に、画素毎に、動き領
域であるか、または静止領域であるかを判定する。領域
特定部１３３１は、動き領域または静止領域の判定の結
果を基に、領域情報を生成し、生成した領域情報を出力
する。
【０６５８】図９８乃至図１０２を参照して、領域特定
部１３３１の処理を説明する。
【０６５９】画像の統計的な性質から、図９８に示すよ
うに、画像の静止領域において、時間相関は、空間相関
に比較して強い。また、画像の動き領域において、逆
に、空間相関は、時間相関に比較して強い。
【０６６０】領域特定部１３３１は、動き領域または静
止領域の判定のための空間相関を算出するとき、図９９
に示すように、例えば、注目している画素を中心とし
て、５画素×５画素のブロックの画素について、隣り合
う画素の画素値の差分を算出して、算出した差分の絶対
値の総和を求める。領域特定部１３３１は、算出した差
分の絶対値の総和を、差分の数で除算することにより、
空間相関に対応する相関値を算出する。
【０６６１】例えば、領域特定部１３３１は、注目して
いる画素がx33であって、ブロックに含まれる画素の画
素値がx11乃至x55であるとき、式（１１９）に示す、隣
り合う画素の画素値の差分の絶対値の総和である差分絶
対値和を算出する。
【０６６２】
【数２６】
【０６６３】領域特定部１３３１は、差分絶対値和を、
差分の数、すなわち、40で除算することにより、空間相
関に対応する相関値を算出する。
【０６６４】また、領域特定部１３３１は、動き領域ま
たは静止領域の判定のための時間相関を算出するとき、
注目する画素の画素値と、前のフレームの対応する位置
の画素の画素値との差分を算出すると共に、注目する画
素の画素値と、次のフレームの対応する位置の画素の画
素値との差分を算出する。より強い相関を示す差分を使
用して、境界において、領域が広く判定されることを防
止するため、領域特定部１３３１は、前のフレームの対
応する位置の画素の画素値との差分、および前のフレー
ムの対応する位置の画素の画素値との差分のうち、値の
小さい差分を選択する。
【０６６５】領域特定部１３３１は、選択した差分の絶
対値の総和を求める。領域特定部１３３１は、算出した
差分の絶対値の総和を、差分の数で除算することによ
り、時間相関に対応する相関値を算出する。
【０６６６】例えば、領域特定部１３３１は、注目して
いるフレームがフレーム#nであるとき、図１００に示す
ように、例えば、注目している画素x22を中心として、
３画素×３画素のブロックのそれぞれの画素について差
分の算出する。
【０６６７】領域特定部１３３１は、フレーム#nの画素
の画素値x11と、フレーム#n-1の対応する位置の画素の
画素値x11との差分、およびフレーム#nの画素の画素値x
11と、フレーム#n+1の対応する位置の画素の画素値x11
との差分を算出する。領域特定部１３３１は、フレーム
#n-1の対応する位置の画素の画素値x11との差分、およ
びフレーム#n+1の対応する位置の画素の画素値x11との
差分のうち、値の小さい差分を選択する。
【０６６８】同様に、領域特定部１３３１は、フレーム
#nの画素の画素値x12乃至x33のそれぞれと、フレーム#n
-1の対応する位置の画素の画素値x12乃至x33のそれぞれ
との差分、およびフレーム#nの画素の画素値x12乃至x33
のそれぞれと、フレーム#n+1の対応する位置の画素の画
素値x12乃至x33のそれぞれとの差分を算出する。領域特
定部１３３１は、フレーム#n-1の対応する位置の画素の
画素値x12乃至x33のそれぞれとの差分、およびフレーム
#n+1の対応する位置の画素の画素値x12乃至x33のそれぞ
れとの対応する差分のうち、値の小さい差分を選択す
る。
【０６６９】領域特定部１３３１は、選択した９つの差
分の絶対値の総和を求める。領域特定部１３３１は、算
出した差分の絶対値の総和を、差分の数、すなわち9で
除算することにより、時間相関に対応する相関値を算出
する。
【０６７０】なお、領域特定部１３３１は、１つの画素
毎に時間相関および空間相関を算出するようにしてもよ
い。また、領域特定部１３３１は、時間相関および空間
相関を示す値として、差分絶対値和に限らず、差分自乗
和などその他の相関を示す値を算出するようにしてもよ
い。
【０６７１】なお、時間相関および空間相関を算出する
ブロックに含まれる画素の数は、本発明を限定するもの
ではない。
【０６７２】図１０１は、静止領域における時間相関お
よび空間相関を説明する図である。例えば、静止領域に
おいて、画像が静止しているので、注目している画素の
画素値Jは、隣接するフレームにおける、位置が対応す
る画素の画素値Jと同一である。従って、静止領域にお
いて、時間相関は、極めて強い。
【０６７３】これに対して、注目している画素に隣接す
る画素は、画素値Jと異なる、画素値Iまたは画素値Kを
有する。
【０６７４】このように、静止領域において、空間相関
は、時間相関に比較して、弱い。
【０６７５】図１０２は、動き領域における時間相関お
よび空間相関を説明する図である。例えば、動き領域
の、注目している画素に含まれる画像の成分I/4,J/4,K/
4、およびL/4のうち、画像の成分I/4,J/4、およびK/4
は、隣の画素に含まれ、画像の成分J/4,K/4、およびL/4
は、他の隣の画素に含まれる。従って、動き領域におい
て、空間相関は、強い。
【０６７６】これに対して、注目している画素に対応す
る、隣接するフレームの画素は、異なる画像の成分を含
む。
【０６７７】このように、動き領域において、時間相関
は、空間相関に比較して、弱い。
【０６７８】以上のように、領域特定部１３３１は、空
間相関および時間相関を求めて、空間相関と時間相関を
比較することにより、注目画素が動き領域に含まれる
か、または静止領域に含まれるかを知ることができる。
【０６７９】領域特定部１３３１は、フレームに含まれ
る全ての画素について、動き領域または静止領域の判定
を実行する。
【０６８０】領域特定部１３３１は、動き領域または静
止領域の判定の結果を基に、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、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判定
して、領域情報を生成する。
【０６８１】例えば、前景領域と同一の領域が動き領域
として判定されるとき、領域特定部１３３１は、以下の
ように、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、およびアンカバードバックグラウン
ド領域を判定する。領域特定部１３３１は、フレーム#n
の注目している画素が動きと判定されたとき、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。
【０６８２】領域特定部１３３１は、フレーム#nの注目
している画素が静止と判定され、フレーム#nの注目して
い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の画素が動きと判定されたとき、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。
【０６８３】領域特定部１３３１は、フレーム#nの注目
している画素が静止と判定され、フレーム#nの注目して
い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の画素が動きと判定されたとき、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。
【０６８４】領域特定部１３３１は、静止と判定され、
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さない画素を背景領域に属すると
判定する。
【０６８５】なお、前景領域および混合領域からなる領
域が動き領域として判定されるとき、領域特定部１３３
１は、隣接するフレームの静止領域を参照して、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、およびアンカバードバックグラウンド領域を判定す
る。
【０６８６】図１０３乃至図１０６を参照して、処理結
果の例について説明する。
【０６８７】図１０３は、領域特定部１３３１に入力さ
れたコンポーネント１、コンポーネント２、およびコン
ポーネント３に対応する入力画像の例を示す図である。
【０６８８】図１０４は、図１０３に示す入力画像に対
応して、領域特定部１３３１が、１画素毎に、動き領域
または静止領域を判定した結果を示す図である。図１０
４において、白は、動き領域を示し、黒は、静止領域を
示す。誤判定されている部分があるが、動き領域または
静止領域が、全体として、ほぼ特定されていることがわ
かる。
【０６８９】図１０５は、図１０３に示す入力画像に対
応して、領域特定部１３３１が、１５画素×１５画素の
ブロックを単位として、動き領域または静止領域を判定
した結果を示す図である。図１０５において、白は、動
き領域を示し、黒は、静止領域を示す。動き領域または
静止領域が、ほぼ正確に特定されていることがわかる。
【０６９０】図１０６は、図１０５に示す、動き領域ま
たは静止領域の判定の結果を基に、領域特定部１３３１
による、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判
定の結果を示す図である。ほぼ正確な動き領域または静
止領域の特定に基づいて、領域が判定されているので、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、
およびアンカバードバックグラウンド領域をほぼ正確に
特定できていることがわかる。
【０６９１】次に、図１０７のフローチャートを参照し
て、領域特定部１３３１による、コンポーネントを利用
した領域判定の処理を説明する。
【０６９２】ステップＳ１３３１において、領域特定部
１３３１は、各画素毎に、コンポーネントの総和を算出
する。
【０６９３】ステップＳ１３３２において、領域特定部
１３３１は、例えば、所定の数の画素からなるブロック
を単位として、空間相関を求める。ステップＳ１３３３
において、領域特定部１３３１は、例えば、所定の数の
画素からなるブロックを単位として、時間相関を求め
る。
【０６９４】ステップＳ１３３４において、領域特定部
１３３１は、各画素毎に、空間相関と時間相関とを比較
して、空間相関より時間相関が強いか否かを判定し、空
間相関より時間相関が強いと判定された場合、ステップ
Ｓ１３３５に進み、注目している画素を静止領域と設定
し、処理は、ステップＳ１３３７に進む。
【０６９５】ステップＳ１３３４において、空間相関よ
り時間相関が強くないと判定された場合、時間相関より
空間相関が強いので、ステップＳ１３３６に進み、領域
特定部１３３１は、注目している画素を動き領域と設定
し、処理は、ステップＳ１３３７に進む。
【０６９６】ステップＳ１３３４乃至ステップＳ１３３
６の処理は、フレーム内の全ての画素のそれぞれについ
て、実行される。
【０６９７】ステップＳ１３３７において、領域特定部
１３３１は、静止または動きの設定を基に、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を判定し、処理は終了す
る。
【０６９８】例えば、ステップＳ１３３７において、フ
レーム#nの注目している画素が動きと判定されたとき、
領域特定部１３３１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。
【０６９９】フレーム#nの注目している画素が静止と判
定され、フレーム#nの注目してい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の画素が動きと判定さ
れたとき、領域特定部１３３１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。
【０７００】フレーム#nの注目している画素が静止と判
定され、フレーム#nの注目してい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の画素が動きと判定さ
れたとき、領域特定部１３３１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。
【０７０１】領域特定部１３３１は、静止と判定され、
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さない画素を背景領域に属すると
判定する。
【０７０２】このように、図９７に示す領域特定部１３
３１は、コンポーネントを基に、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を特定することができる。
【０７０３】図１０８は、コンポーネント信号として入
力される入力画像および領域情報を基に、混合比を算出
する画像処理装置の一実施の形態を示す図である。
【０７０４】混合比算出部１０４−１は、領域情報およ
びコンポーネント１を基に、混合比１を算出し、算出し
た混合比１を平均処理部１４０１に供給する。混合比算
出部１０４−１は、混合比算出部１０４と同様の構成を
有するので、その説明は省略する。
【０７０５】混合比算出部１０４−２は、領域情報およ
びコンポーネント２を基に、混合比２を算出し、算出し
た混合比２を平均処理部１４０１に供給する。混合比算
出部１０４−２は、混合比算出部１０４と同様の構成を
有するので、その説明は省略する。
【０７０６】混合比算出部１０４−３は、領域情報およ
びコンポーネント３を基に、混合比３を算出し、算出し
た混合比３を平均処理部１４０１に供給する。混合比算
出部１０４−３は、混合比算出部１０４と同様の構成を
有するので、その説明は省略する。
【０７０７】平均処理部１４０１は、混合比算出部１０
４−１から供給された混合比１、混合比算出部１０４−
２から供給された混合比２、および混合比算出部１０４
−３から供給された混合比３の平均値を算出して、算出
した平均値を混合比として出力する。
【０７０８】図１０９に示すように、コンポーネント１
である輝度値Yに対応する混合比α、コンポーネント２
である色差Uに対応する混合比α、コンポーネント３で
ある色差Vに対応する混合比αは同一である。図１０８
に構成を示す画像処理装置は、コンポーネント１、コン
ポーネント２、およびコンポーネント３を使用して混合
比αを算出することにより、より正確な混合比αを算出
することができるようになる。
【０７０９】図１１０のフローチャートを参照して、図
１０８に構成を示す画像処理装置による、コンポーネン
ト信号を利用した混合比の算出の処理を説明する。
【０７１０】ステップＳ１４０１において、混合比算出
部１０４−１は、領域情報およびコンポーネント１を基
に、混合比を算出する。混合比算出部１０４−１は、算
出した混合比を平均処理部１４０１に供給する。ステッ
プＳ１４０１の処理は、ステップＳ１２の処理と同様な
ので、その詳細の説明は省略する。
【０７１１】ステップＳ１４０２において、混合比算出
部１０４−２は、領域情報およびコンポーネント２を基
に、混合比を算出する。混合比算出部１０４−２は、算
出した混合比を平均処理部１４０１に供給する。ステッ
プＳ１４０２の処理は、ステップＳ１２の処理と同様な
ので、その詳細の説明は省略する。
【０７１２】ステップＳ１４０３において、混合比算出
部１０４−３は、領域情報およびコンポーネント３を基
に、混合比を算出する。混合比算出部１０４−３は、算
出した混合比を平均処理部１４０１に供給する。ステッ
プＳ１４０３の処理は、ステップＳ１２の処理と同様な
ので、その詳細の説明は省略する。
【０７１３】ステップＳ１４０４において、平均処理部
１４０１は、コンポーネント１を基にした混合比、コン
ポーネント２を基にした混合比、およびコンポーネント
３を基にした混合比の平均値を求めて、算出した平均値
を混合比αとして出力して、処理は終了する。
【０７１４】このように、図１０８に構成を示す画像処
理装置は、各コンポーネント毎に混合比を算出し、算出
された混合比の平均値を求めて最終的な混合比αを生成
する。図１０８に構成を示す画像処理装置は、１つのコ
ンポーネントで発生したエラーによる影響を少なくした
混合比αを算出することができる。
【０７１５】図１１１は、コンポーネント信号として入
力される入力画像および領域情報を基に、混合比を算出
する画像処理装置の他の実施の形態を示す図である。図
１０８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。
【０７１６】多数決処理部１４１１は、混合比算出部１
０４−１から供給された混合比１、混合比算出部１０４
−２から供給された混合比２、および混合比算出部１０
４−３から供給された混合比３を予め定めた区間で分類
し、区間の代表値に対応する度数を求める。多数決処理
部１４１１は、代表値に対応する度数を基に、混合比α
を定めて、定めた混合比αを出力する。
【０７１７】例えば、区間の幅が0.1であり、代表値
が、0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9、およ
び1.0であるとき、多数決処理部１４１１は、混合比１
が0.12であり、混合比２が0.13であり、混合比３が0.41
であるとき、代表値0.1の度数を２とし、代表値0.4の度
数を１とする。多数決処理部１４１１は、最も大きい度
数２に対応する代表値0.1を混合比αに設定する。
【０７１８】図１１２のフローチャートを参照して、図
１１１に構成を示す画像処理装置による、コンポーネン
トを利用した混合比の算出の処理を説明する。
【０７１９】ステップＳ１４１１乃至ステップＳ１４１
３の処理のそれぞれは、ステップＳ１４０１乃至ステッ
プＳ１４０３の処理のそれぞれと同様なので、その説明
は省略する。
【０７２０】ステップＳ１４１４において、多数決処理
部１４１１は、各コンポーネントの混合比を、予め定め
た区間で分類し、度数を求める。
【０７２１】ステップＳ１４１５において、多数決処理
部１４１１は、度数を基に、混合比αを定めて、処理は
終了する。
【０７２２】このように、図１１１に構成を示す画像処
理装置は、各コンポーネント毎に混合比を算出し、算出
された混合比の度数を基に、最終的な混合比αを生成す
る。図１１１に構成を示す画像処理装置は、１つのコン
ポーネントのエラーによる、大きく値が異なる混合比の
影響を除去した、信頼性の高い混合比αを算出すること
ができる。
【０７２３】図１１３は、コンポーネント信号として入
力される入力画像および領域情報を基に、混合比を算出
する画像処理装置のさらに他の実施の形態を示す図であ
る。
【０７２４】混合比算出部１４２１は、画素毎に、入力
されたコンポーネント１、コンポーネント２、およびコ
ンポーネント３の画素値を加算し、加算されたコンポー
ネント１、コンポーネント２、およびコンポーネント３
の画素値、並びに領域情報を基に、混合比αを算出し、
算出した混合比αを出力する。
【０７２５】図１１４は、混合比算出部１４２１の構成
を示すブロック図である。加算部１４３１は、画素毎
に、入力されたコンポーネント１、コンポーネント２、
およびコンポーネント３の画素値を加算し、加算された
値を推定混合比処理部４０１および推定混合比処理部４
０２に供給する。
【０７２６】推定混合比処理部４０１は、画素毎に、コ
ンポーネント１、コンポーネント２、およびコンポーネ
ント３の画素値が加算された値を基に、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。
【０７２７】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を示す式（２１）は、コンポーネント毎
に、式（１２０）乃至式（１２２）で表現することがで
きる。
【０７２８】 αY≒(CY-NY)/(PY-NY) （１２０） αU≒(CU-NU)/(PU-NU) （１２１） αV≒(CV-NV)/(PV-NV) （１２２）
【０７２９】CYは、輝度値Yであるコンポーネント１に
おける、フレーム#nの画素値を示す。NYは、コンポーネ
ント１における、フレーム#nの後のフレーム#n+1の画素
値を示す。PYは、コンポーネント１における、フレーム
#nの前のフレーム#n-1の画素値を示す。
【０７３０】CUは、色差Uであるコンポーネント２にお
ける、フレーム#nの画素値を示す。NUは、コンポーネン
ト２における、フレーム#nの後のフレーム#n+1の画素値
を示す。PUは、コンポーネント２における、フレーム#n
の前のフレーム#n-1の画素値を示す。
【０７３１】CVは、色差Vであるコンポーネント３にお
ける、フレーム#nの画素値を示す。NVは、コンポーネン
ト３における、フレーム#nの後のフレーム#n+1の画素値
を示す。PVは、コンポーネント３における、フレーム#n
の前のフレーム#n-1の画素値を示す。
【０７３２】算出しようとする混合比αは、コンポーネ
ント１乃至コンポーネント３において、同一の値なの
で、式（１２３）が成立する。
【０７３３】 αY=αU=αV （１２３）
【０７３４】式（１２０）乃至式（１２３）から式（１
２４）を導くことができる。
【０７３５】 (CY-NY)/(PY-NY)=(CU-NU)/(PU-NU)=(CV-NV)/(PV-NV) （１２４）
【０７３６】さらに、式（１２４）から、混合比αを算
出するための式（１２５）を導くことができる。
【０７３７】 α=((CY+CU+CV)-(NY+NU+NV))/((PY+PU+PV)-(NY+NU+NV)) （１２５）
【０７３８】このように、コンポーネント１、コンポー
ネント２、およびコンポーネント３の画素値を加算した
値を基に、混合比を算出することができる。
【０７３９】推定混合比処理部４０２は、画素毎に、コ
ンポーネント１、コンポーネント２、およびコンポーネ
ント３の画素値が加算された値を基に、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。
【０７４０】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。
【０７４１】このように、混合比算出部１４２１は、コ
ンポーネント１、コンポーネント２、およびコンポーネ
ント３を使用して、１つの信号を基に算出した混合比α
に比較して、より精度の高い混合比αを算出することが
できる。
【０７４２】次に、図１１５のフローチャートを参照し
て、図１１３の画像処理装置による、コンポーネント信
号として入力される入力画像および領域情報を基に、混
合比を算出する処理を説明する。ステップＳ１４２１に
おいて、加算部１４３１は、画素毎に、入力されたコン
ポーネント１、コンポーネント２、およびコンポーネン
ト３の画素値を合計する。加算部１４３１は、合計され
た画素値を推定混合比処理部４０１および推定混合比処
理部４０２に供給する。
【０７４３】ステップＳ１４２２において、推定混合比
処理部４０１は、合計された画素値を基に、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する。推定混合比処理部４０１
は、算出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給す
る。ステップＳ１４２２の処理の詳細は、ステップＳ４
０２と同様なので、その説明は省略する。
【０７４４】ステップＳ１４２３において、推定混合比
処理部４０２は、合計された画素値を基に、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する。推定混合比処理部
４０２は、算出した推定混合比を混合比決定部４０３に
供給する。ステップＳ１４２３の処理の詳細は、ステッ
プＳ４０３と同様なので、その説明は省略する。
【０７４５】ステップＳ１４２４において、混合比算出
部１０４は、フレーム全体について、混合比を推定した
か否かを判定し、フレーム全体について、混合比を推定
していないと判定された場合、ステップＳ１４２２に戻
り、次の画素について混合比を推定する処理を繰り返
す。
【０７４６】ステップＳ１４２４において、フレーム全
体について、混合比を推定したと判定された場合、ステ
ップＳ１４２５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４
０２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。
【０７４７】このように、図１１３に構成を示す画像処
理装置は、領域情報、並びにコンポーネント１、コンポ
ーネント２、およびコンポーネント３を基に、より精度
よく、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。
【０７４８】なお、混合比αは、画素値に含まれる背景
の成分の割合として説明したが、画素値に含まれる前景
の成分の割合としてもよい。
【０７４９】また、前景となるオブジェクトの動きの方
向は左から右として説明したが、その方向に限定されな
いことは勿論である。
【０７５０】以上においては、３次元空間と時間軸情報
を有する現実空間の画像をビデオカメラを用いて２次元
空間と時間軸情報を有する時空間への射影を行った場合
を例としたが、本発明は、この例に限らず、より多くの
第１の次元の第１の情報を、より少ない第２の次元の第
２の情報に射影した場合に、その射影によって発生する
歪みを補正したり、有意情報を抽出したり、またはより
自然に画像を合成する場合に適応することが可能であ
る。
【０７５１】なお、センサは、CCDに限らす、固体撮像
素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Device）、
CID（Charge Injection Device）、またはCPD（Charge
Priming Device）などのセンサでもよく、また、検出素
子がマトリックス状に配置されているセンサに限らず、
検出素子が１列に並んでいるセンサでもよい。
【０７５２】本発明の信号処理を行うプログラムを記録
した記録媒体は、図１に示すように、コンピュータとは
別に、ユーザにプログラムを提供するために配布され
る、プログラムが記録されている磁気ディスク５１（フ
ロッピ（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。
【０７５３】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。
【０７５４】
【発明の効果】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、画像データに対応し
て、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分
および背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成
分が混合されてなる混合領域と、前景オブジェクト成分
のみからなる前景領域と、背景オブジェクト成分のみか
らなる背景領域とからなる非混合領域とが特定され、画
像データに対応して、前景オブジェクト成分と背景オブ
ジェクト成分とが混合されてなる混合領域における、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
割合を示す混合比が検出され、少なくとも領域の特定お
よび混合比の検出のいずれか一方は、複数種類のコンポ
ーネントに基づいて画像処理されるようにしたので、画
像のおける混ざり合いの状態を知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】画像処理装置を示すブロック図である。
【図３】センサによる撮像を説明する図である。
【図４】画素の配置を説明する図である。
【図５】検出素子の動作を説明する図である。
【図６】動いている前景に対応するオブジェクトと、静
止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得
られる画像を説明する図である。
【図７】背景領域、前景領域、混合領域、カバードバッ
クグラウンド領域、およびアンカバードバックグラウン
ド領域を説明する図である。
【図８】静止している前景に対応するオブジェクトおよ
び静止している背景に対応するオブジェクトを撮像した
画像における、隣接して１列に並んでいる画素の画素値
を時間方向に展開したモデル図である。
【図９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対
応する期間を分割したモデル図である。
【図１０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１２】前景領域、背景領域、および混合領域の画素
を抽出した例を示す図である。
【図１３】画素と画素値を時間方向に展開したモデルと
の対応を示す図である。
【図１４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１９】動きボケの量の調整の処理を説明するフロー
チャートである。
【図２０】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
【図２１】前景に対応するオブジェクトが移動している
ときの画像を説明する図である。
【図２２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２５】領域判定の条件を説明する図である。
【図２６】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。
【図２７】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。
【図２８】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図２９】領域特定部１０３の構成の他の一例を示すブ
ロック図である。
【図３０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３１】背景画像の例を示す図である。
【図３２】２値オブジェクト画像抽出部３０２の構成を
示すブロック図である。
【図３３】相関値の算出を説明する図である。
【図３４】相関値の算出を説明する図である。
【図３５】２値オブジェクト画像の例を示す図である。
【図３６】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。
【図３７】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。
【図３８】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。
【図３９】領域判定部１０３の領域特定の処理を説明す
るフローチャートである。
【図４０】領域判定の処理の詳細を説明するフローチャ
ートである。
【図４１】領域特定部１０３のさらに他の構成を示すブ
ロック図である。
【図４２】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。
【図４３】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図４４】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図４５】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図４６】ロバスト化の処理の詳細を説明するフローチ
ャートである。
【図４７】混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロ
ック図である。
【図４８】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図４９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図５０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図５１】前景の成分の相関を利用した近似を説明する
図である。
【図５２】C，N、およびPの関係を説明する図である。
【図５３】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロッ
ク図である。
【図５４】推定混合比の例を示す図である。
【図５５】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図５６】混合比の算出の処理を説明するフローチャー
トである。
【図５７】推定混合比の演算の処理を説明するフローチ
ャートである。
【図５８】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。
【図５９】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。
【図６０】混合比αを算出するときの複数のフレームの
画素の対応を説明する図である。
【図６１】混合比推定処理部４０１の他の構成を示すブ
ロック図である。
【図６２】推定混合比の例を示す図である。
【図６３】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６４】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６５】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６６】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６７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図６８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図６９】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。
【図７０】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７１】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７２】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７３】処理単位を説明する図である。
【図７４】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７５】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７６】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７７】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７８】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図で
ある。
【図７９】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８０】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８１】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８２】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８３】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８４】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８５】画像処理装置の機能の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図８６】合成部１００１の構成を示す図である。
【図８７】画像処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。
【図８８】混合比算出部１１０１の構成を示すブロック
図である。
【図８９】前景背景分離部１１０２の構成を示すブロッ
ク図である。
【図９０】画像処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。
【図９１】合成部１２０１の構成を示す図である。
【図９２】コンポーネント信号として入力される入力画
像を基に、領域情報を生成する画像処理装置の一実施の
形態を示す図である。
【図９３】コンポーネント１、コンポーネント２、およ
びコンポーネント３の関係を説明する図である。
【図９４】コンポーネント信号を利用した領域判定の処
理を説明するフローチャートである。
【図９５】コンポーネント信号として入力される入力画
像を基に、領域情報を生成する画像処理装置の他の実施
の形態を示す図である。
【図９６】コンポーネント信号を利用した領域判定の他
の処理を説明するフローチャートである。
【図９７】コンポーネント信号として入力される入力画
像を基に、領域情報を生成する画像処理装置のさらに他
の実施の形態を示す図である。
【図９８】静止領域および動き領域における、空間相関
および時間相関の関係を示す図である。
【図９９】空間相関の算出の例を説明する図である。
【図１００】時間相関の算出の例を説明する図である。
【図１０１】静止領域における時間相関および空間相関
を説明する図である。
【図１０２】動き領域における時間相関および空間相関
を説明する図である。
【図１０３】入力画像の例を示す図である。
【図１０４】１画素毎に、動き領域または静止領域を判
定した結果を示す図である。
【図１０５】１５画素×１５画素のブロックを単位とし
て、動き領域または静止領域を判定した結果を示す図で
ある。
【図１０６】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
の判定の結果を示す図である。
【図１０７】コンポーネント信号を利用した領域判定の
処理を説明するフローチャートである。
【図１０８】コンポーネント信号として入力される入力
画像および領域情報を基に、混合比を算出する画像処理
装置の一実施の形態を示す図である。
【図１０９】各コンポーネントにおける混合比の関係を
示す図である。
【図１１０】コンポーネント信号を利用した混合比の算
出の処理を説明するフローチャートである。
【図１１１】コンポーネント信号として入力される入力
画像および領域情報を基に、混合比を算出する画像処理
装置の他の実施の形態を示す図である。
【図１１２】コンポーネント信号を利用した混合比の算
出の他の処理を説明するフローチャートである。
【図１１３】コンポーネント信号として入力される入力
画像および領域情報を基に、混合比を算出する画像処理
装置のさらに他の実施の形態を示す図である。
【図１１４】混合比算出部１４２１の構成を示すブロッ
ク図である。
【図１１５】コンポーネント信号として入力される入力
画像および領域情報を基に、混合比を算出するさらに他
の処理を説明する。
【符号の説明】
２１ CPU， ２２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力
部， ２７ 出力部，２８ 記憶部， ２９ 通信部，
５１ 磁気ディスク， ５２ 光ディスク， ５３
光磁気ディスク， ５４ 半導体メモリ， １０１ オ
ブジェクト抽出部， １０２ 動き検出部， １０３
領域特定部， １０４ 混合比算出部， １０５ 前景
背景分離部， １０６ 動きボケ調整部， １０７ 選
択部，２０１ フレームメモリ， ２０２−１乃至２０
２−４ 静動判定部， ２０３−１乃至２０３−３ 領
域判定部， ２０４ 判定フラグ格納フレームメモリ，
２０５ 合成部， ２０６ 判定フラグ格納フレーム
メモリ， ３０１ 背景画像生成部， ３０２ ２値オ
ブジェクト画像抽出部， ３０３ 時間変化検出部，
３２１ 相関値演算部， ３２２ しきい値処理部，
３４１ フレームメモリ， ３４２ 領域判定部， ３
６１ ロバスト化部， ３８１ 動き補償部， ３８２
スイッチ， ３８３−１乃至３８３−Ｎ フレームメ
モリ、３８４−１乃至３８４−Ｎ 重み付け部， ３８
５ 積算部， ４０１ 推定混合比処理部， ４０２
推定混合比処理部， ４０３ 混合比決定部， ４２１
フレームメモリ， ４２２ フレームメモリ， ４２３
混合比演算部， ４４１ 選択部， ４４２ 推定混
合比処理部， ４４３ 推定混合比処理部，４４４ 選
択部， ５０１ 遅延回路， ５０２ 足し込み部，
５０３ 演算部， ６０１ 分離部， ６０２ スイッ
チ， ６０３ 合成部， ６０４ スイッチ， ６０５
合成部， ６２１ フレームメモリ， ６２２ 分離
処理ブロック， ６２３ フレームメモリ， ６３１
アンカバード領域処理部， ６３２ カバード領域処理
部， ６３３ 合成部， ６３４ 合成部， ８０１処
理単位決定部， ８０２ モデル化部， ８０３ 方程
式生成部， ８０４足し込み部， ８０５ 演算部，
８０６ 動きボケ付加部， 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， ９０
７ 選択部， １００１ 合成部， １０２１ 背景成
分生成部， １０２２ 混合領域画像合成部， １０２
３ 画像合成部， １１０１混合比算出部， １１０２
前景背景分離部， １１２１ 選択部， １２０１合
成部， １２２１ 選択部， １３０１ 論理和処理
部， １３２１ 論理積処理部， １３３１ 領域特定
部， １４０１ 平均処理部， １４１１ 多数決処理
部， １４２１ 混合比算出部， １４３１ 加算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 藤原 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 永野 隆浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA01 CA12 CA16 CB01 CB12 CB16 CE03 DA08 DB02 5C023 AA06 AA11 AA37 AA38 BA04 BA11 CA01 DA04 5L096 CA02 FA06 HA04

Claims (10)

    【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で
    あって、同一画素位置に対して複数種類のコンポーネン
    トを有する前記画素データからなる画像データを処理す
    る画像処理装置において、 前記画像データに対応して、前景オブジェクトを構成す
    る前景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成
    する背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域
    と、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景領域と
    からなる非混合領域とを特定する領域特定手段と、 前記画像データに対応して、前記前景オブジェクト成分
    と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領
    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割合を示す混合比を検出する混
    合比検出手段とを含み、 少なくとも前記領域特定手段および前記混合比検出手段
    のいずれか一方は、前記複数種類のコンポーネントに基
    づいて画像処理することを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記領域特定手段は、 前記複数種類のコンポーネント毎に前記混合領域を検出
    し、個々のコンポーネントに対応する検出結果をコンポ
    ーネント混合領域情報として出力するコンポーネント混
    合領域検出手段と、 前記コンポーネント混合領域検出手段で検出された前記
    複数種類のコンポーネントに対応する前記混合領域の検
    出結果に基づいて、前記画像データに対応する前記混合
    領域を特定する混合領域特定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。
  3. 【請求項３】 前記領域特定手段は、 前記画像データの注目フレームの注目画素に対応する注
    目画素データと、前記注目画素の空間方向の近傍に位置
    する空間近傍画素の画素データとの相関を示す空間相関
    値を、前記注目画素に対応する前記複数種類のコンポー
    ネントに基づいて算出する空間相関値算出手段と、 前記注目画素データと、前記注目画素の時間方向の近傍
    に位置する時間近傍画素の画素データとの相関を示す時
    間相関値を、前記注目画素に対応する前記複数種類のコ
    ンポーネントに基づいて算出する時間相関値算出手段
    と、 前記注目画素に対応する前記空間相関値および前記時間
    相関値を基に、前記前景領域を特定する前景領域特定手
    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】 前記領域特定手段は、前記注目フレーム
    の前記前景領域、および前記注目フレームの近傍の近傍
    フレームの前記前景領域を基に、前記混合領域を特定す
    る混合領域特定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】 前記混合比検出手段は、 前記複数種類のコンポーネント毎に混合比を検出するコ
    ンポーネント混合比検出手段と、 前記コンポーネント混合比検出手段で検出された前記複
    数種類のコンポーネントに対応する混合比の検出結果を
    統合することにより、前記画像データに対応する混合比
    を検出するコンポーネント統合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。
  6. 【請求項６】 前記混合比検出手段は、 前記複数種類のコンポーネントの画素値を画素毎に統合
    し、統合データとして出力する統合手段と、 前記統合データに基づいて、前記画像データに対応する
    混合比を検出する統合データ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。
  7. 【請求項７】 前記統合手段は、前記複数種類のコンポ
    ーネントの前記画素値を画素毎に加算し、加算した結果
    を前記統合データとして出力することを特徴とする請求
    項６に記載の画像処理装置。
  8. 【請求項８】 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で
    あって、同一画素位置に対して複数種類のコンポーネン
    トを有する前記画素データからなる画像データを処理す
    る画像処理方法において、 前記画像データに対応して、前景オブジェクトを構成す
    る前景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成
    する背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域
    と、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景領域と
    からなる非混合領域とを特定する領域特定ステップと、 前記画像データに対応して、前記前景オブジェクト成分
    と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領
    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割合を示す混合比を検出する混
    合比検出ステップと、 検出された前記混合比の出力を制御する出力制御ステッ
    プとを含み、 少なくとも前記領域特定ステップおよび前記混合比検出
    ステップのいずれか一方は、前記複数種類のコンポーネ
    ントに基づいて画像処理することを特徴とする画像処理
    方法。
  9. 【請求項９】 時間積分効果を有する所定数の画素を有
    する撮像素子によって取得された所定数の画素データで
    あって、同一画素位置に対して複数種類のコンポーネン
    トを有する前記画素データからなる画像データを処理す
    る画像処理用のプログラムであって、 前記画像データに対応して、前景オブジェクトを構成す
    る前景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成
    する背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域
    と、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景領域と
    からなる非混合領域とを特定する領域特定ステップと、 前記画像データに対応して、前記前景オブジェクト成分
    と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領
    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割合を示す混合比を検出する混
    合比検出ステップと、 検出された前記混合比の出力を制御する出力制御ステッ
    プとを含み、 少なくとも前記領域特定ステップおよび前記混合比検出
    ステップのいずれか一方は、前記複数種類のコンポーネ
    ントに基づいて画像処理させる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。
  10. 【請求項１０】 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
    であって、同一画素位置に対して複数種類のコンポーネ
    ントを有する前記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、 前記画像データに対応して、前景オブジェクトを構成す
    る前景オブジェクト成分および背景オブジェクトを構成
    する背景オブジェクト成分が混合されてなる混合領域
    と、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景領域
    と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景領域と
    からなる非混合領域とを特定する領域特定ステップと、 前記画像データに対応して、前記前景オブジェクト成分
    と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領
    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割合を示す混合比を検出する混
    合比検出ステップと、 検出された前記混合比の出力を制御する出力制御ステッ
    プとを実行させ、 少なくとも前記領域特定ステップおよび前記混合比検出
    ステップのいずれか一方は、前記複数種類のコンポーネ
    ントに基づいて画像処理させることを特徴とするプログ
    ラム。
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