JP4507045B2 - 信号処理装置および方法、並びに記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、センサにより検出した信号と現実世界との違いを考慮した信号処理装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現実世界における事象をセンサで検出し、画像、音声、温度、圧力、加速度、または、においに対応するデータなどの、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】
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。
【０００５】
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が生じている領域を、検出することは、考えられていなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、背景の画像および移動する物体の画像など複数のオブジェクトの混ざり合いが生じている領域を検出することができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の信号処理装置は、検出データに基づいて静動判定を行う静動判定手段であって、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定手段と、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定手段とを含む静動判定手段と、静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出手段であって、第１の判定手段が、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または第２の判定手段が、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となるサンプルデータを、混合領域に属するサンプルデータとして検出する検出手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記検出手段は、前記第１の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、カバードバックグラウンド領域に属する前記サンプルデータとして検出し、前記第２の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、アンカバードバックグラウンド領域に属する前記サンプルデータとして検出するようにすることができる。
【００１０】
前記検出データは、画像データとすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の信号処理方法は、検出データに基づいて静動判定を行う静動判定ステップであって、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定ステップと、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定ステップとを含む静動判定ステップと、静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出ステップであって、第１の判定ステップにおいて、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または第２の判定ステップにおいて、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となるサンプルデータを、混合領域に属するサンプルデータとして検出する検出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の記録媒体のプログラムは、検出データに基づいて静動判定を行う静動判定ステップであって、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定ステップと、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定ステップとを含む静動判定ステップと、静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出ステップであって、第１の判定ステップにおいて、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または第２の判定ステップにおいて、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となるサンプルデータを、混合領域に属するサンプルデータとして検出する検出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の信号処理装置、請求項４に記載の信号処理方法、および請求項５に記載の記録媒体においては、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かが判定され、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かが判定され、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定されたとき、または、判定の対象となるサンプルデータが、基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定されたとき、判定の対象となるサンプルデータが、混合領域に属するサンプルデータとして検出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の原理を表している。同図に示すように、空間と時間軸を有する現実社会１の情報である第１の信号がセンサ２により取得され、データ化される。センサ２が取得したデータ３である検出信号は、現実社会１の情報を、現実社会より低い次元の時空間に射影して得られた情報である。従って、射影して得られた情報は、射影により発生する歪みを有している。換言すれば、センサ２が出力するデータ３は、現実社会１の情報に対して歪みを有している。また、データ３は、射影による歪みを有しているが、これを補正するための有意情報を含んでいる。
【００１５】
そこで、本発明においては、センサ２が出力したデータを信号処理部４において信号処理することで、その歪みが除去されるか、低減されるか、または調整される。または、本発明においては、センサ２が出力したデータを信号処理部４において信号処理することで、有意情報が抽出される。
【００１６】
図２は、本発明が適用される信号処理装置の構成例を表している。センサ１１は、例えば、ビデオカメラで構成され、現実社会の画像を撮像し、得られた画像データを信号処理部１２に出力する。信号処理部１２は、例えば、パーソナルコンピュータなどで構成され、センサ１１より入力されたデータを処理し、射影により発生する歪みの量を調整したり、射影により埋もれた有意情報の含まれる領域を特定したり、更に特定した領域から有意情報を抽出したり、抽出した有意情報に基づいて、入力されたデータを処理したりする。
【００１７】
ここで言う有意情報は、例えば、後述する混合比である。
【００１８】
なお、射影により埋もれた有意情報の含まれる領域を示す情報も有意情報と考えることができる。ここでは、後述する領域情報が有意情報に相当する。
【００１９】
ここで言う有意情報の含まれる領域は、例えば、後述する混合領域である。
【００２０】
信号処理部１２は、例えば、図３に示すように構成される。CPU（Central Processing Uuit）２１は、ROM（Read Only Memory）２２、または記憶部２８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）２３には、CPU２１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU２１、ROM２２、およびRAM２３は、バス２４により相互に接続されている。
【００２１】
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。
【００２２】
入出力インタフェース２５に接続されている記憶部２８は、例えばハードディスクなどで構成され、CPU２１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部２９は、インターネット、その他のネットワークを介して外部の装置と通信する。この例の場合、通信部２９はセンサ１１の出力を取り込む取得部として働く。
【００２３】
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。
【００２４】
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５２、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。
【００２５】
次に、センサにより取得されたデータから、有意情報が埋もれている領域を特定したり、埋もれた有意情報を抽出する処理を行う信号処理装置についてより具体的な例を挙げて説明する。以下の例において、CCDラインセンサまたはCCDエリアセンサがセンサに対応し、領域情報や混合比が有意情報に対応し、混合領域において、前景と背景が混合していることや動きボケが歪みに対応する。
【００２６】
図４は、信号処理部１２を示すブロック図である。
【００２７】
なお、信号処理部１２の各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本明細書の各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアによる機能ブロック図と考えても良い。
【００２８】
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１１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。
【００２９】
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。
【００３０】
信号処理部１２に供給された入力画像は、オブジェクト抽出部１０１、領域特定部１０３、混合比算出部１０４、および前景背景分離部１０５に供給される。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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）を動きボケ抽出部１０６に供給する。
【００３５】
動き検出部１０２が出力する動きベクトルには、動き量vに対応する情報が含まれるている。
【００３６】
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１０６に出力するようにしてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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動きボケ調整部１０６で行う場合に用いられる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
前景背景分離部１０５は、領域特定部１０３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４から供給された混合比αを基に、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。
【００４３】
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。
【００４４】
動きボケ調整部１０６は、信号処理部１２に入力された動きボケ調整量、前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給された動きベクトルおよびその位置情報、並びに処理単位を基に、前景成分画像に含まれる動きボケを除去する、動きボケの量を減少させる、または動きボケの量を増加させるなど前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部１０７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使わないこともある。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、図５乃至図２０を参照して、信号処理部１２に供給される入力画像について説明する。
【００４７】
図５は、センサによる撮像を説明する図である。センサ１１は、例えば、固体撮像素子であるCCD（Charge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデオカメラなどで構成される。現実世界における、前景に対応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応するオブジェクトと、センサ１１との間を、例えば、図中の左側から右側に水平に移動する。
【００４８】
センサ１１は、前景に対応するオブジェクトを、背景に対応するオブジェクトと共に撮像する。センサ１１は、撮像した画像を１フレーム単位で出力する。例えば、センサ１１は、１秒間に３０フレームから成る画像を出力する。センサ１１の露光時間は、１／３０秒とすることができる。露光時間は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を開始してから、入力された光の電荷への変換を終了するまでの期間である。以下、露光時間をシャッタ時間とも称する。
【００４９】
図６は、画素の配置を説明する図である。図６中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示す。画素は、画像に対応する平面上に配置されている。１つの画素に対応する１つの検出素子は、センサ１１上に配置されている。センサ１１が画像を撮像するとき、１つの検出素子は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値を出力する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像上の横方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置は、画像上の縦方向の位置に対応する。
【００５０】
図７に示すように、例えば、CCDである検出素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力された光を電荷に変換して、変換された電荷を蓄積する。電荷の量は、入力された光の強さと、光が入力されている時間にほぼ比例する。検出素子は、シャッタ時間に対応する期間において、入力された光から変換された電荷を、既に蓄積されている電荷に加えていく。すなわち、検出素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力される光を積分して、積分された光に対応する量の電荷を蓄積する。検出素子は、時間に対して、積分効果があるとも言える。
【００５１】
検出素子に蓄積された電荷は、図示せぬ回路により、電圧値に変換され、電圧値は更にデジタルデータなどの画素値に変換されて出力される。従って、センサ１１から出力される個々の画素値は、前景または背景に対応するオブジェクトの空間的に広がりを有するある部分を、シャッタ時間について積分した結果である、１次元の空間に射影された値を有する。
【００５２】
信号処理部１２は、このようなセンサ１１の蓄積の動作により、出力信号に埋もれてしまった有意な情報、例えば、混合比αを抽出する。信号処理部１２は、前景の画像オブジェクト自身が混ざり合うことによる生ずる歪みの量、例えば、動きボケの量などを調整する。また、信号処理部１２は、前景の画像オブジェクトと背景の画像オブジェクトとが混ざり合うことにより生ずる歪みの量を調整する。
【００５３】
図８は、動いている前景に対応するオブジェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得られる画像を説明する図である。図８（Ａ）は、動きを伴う前景に対応するオブジェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得られる画像を示している。図８（Ａ）に示す例において、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水平に左から右に動いている。
【００５４】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す画像の１つのラインに対応する画素値を時間方向に展開したモデル図である。図８（Ｂ）の横方向は、図８（Ａ）の空間方向Ｘに対応している。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
図９は、以上のような、背景領域、前景領域、混合領域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバードバックグラウンド領域を説明する図である。図８に示す画像に対応する場合、背景領域は、静止部分であり、前景領域は、動き部分であり、混合領域のカバードバックグラウンド領域は、背景から前景に変化する部分であり、混合領域のアンカバードバックグラウンド領域は、前景から背景に変化する部分である。
【００６１】
図１０は、静止している前景に対応するオブジェクトおよび静止している背景に対応するオブジェクトを撮像した画像における、隣接して１列に並んでいる画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。例えば、隣接して１列に並んでいる画素として、画面の１つのライン上に並んでいる画素を選択することができる。
【００６２】
図１０に示すF01乃至F04の画素値は、静止している前景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。図１０に示すB01乃至B04の画素値は、静止している背景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。
【００６３】
図１０における縦方向は、図中の上から下に向かって時間が経過する。図１０中の矩形の上辺の位置は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を開始する時刻に対応し、図１０中の矩形の下辺の位置は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を終了する時刻に対応する。すなわち、図１０中の矩形の上辺から下辺までの距離は、シャッタ時間に対応する。
【００６４】
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。
【００６５】
図１０における横方向は、図８で説明した空間方向Xに対応する。より具体的には、図１０に示す例において、図１０中の”F01”と記載された矩形の左辺から”B04”と記載された矩形の右辺までの距離は、画素のピッチの８倍、すなわち、連続している８つの画素の間隔に対応する。
【００６６】
前景のオブジェクトおよび背景のオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される光は変化しない。
【００６７】
ここで、シャッタ時間に対応する期間を２つ以上の同じ長さの期間に分割する。例えば、仮想分割数を４とすると、図１０に示すモデル図は、図１１に示すモデルとして表すことができる。仮想分割数は、前景に対応するオブジェクトの動き量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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
前景に対応するオブジェクトが静止しているとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、前景の成分F01/vは、画素値F01を仮想分割数で除した値に等しい。同様に、前景に対応するオブジェクトが静止しているとき、前景の成分F02/vは、画素値F02を仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F03/vは、画素値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。
【００７１】
背景に対応するオブジェクトが静止しているとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、背景の成分B01/vは、画素値B01を仮想分割数で除した値に等しい。同様に、背景に対応するオブジェクトが静止しているとき、背景の成分B02/vは、画素値B02を仮想分割数で除した値に等しく、B03/vは、画素値B03を仮想分割数で除した値に等しく、B04/vは、画素値B04を仮想分割数で除した値に等しい。
【００７２】
すなわち、前景に対応するオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される前景のオブジェクトに対応する光が変化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vとは、同じ値となる。F02/v乃至F04/vも、F01/vと同様の関係を有する。
【００７３】
背景に対応するオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される背景のオブジェクトに対応する光は変化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vとは、同じ値となる。B02/v乃至B04/vも、同様の関係を有する。
【００７４】
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。
【００７５】
図１２は、前景に対応するオブジェクトが図中の右側に向かって移動する場合の、カバードバックグラウンド領域を含む、１つのライン上の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。図１２において、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動していると仮定することができる。図１２において、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動する。
【００７６】
図１２において、最も左側の画素乃至左から４番目の画素は、前景領域に属する。図１２において、左から５番目乃至左から７番目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。図１２において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【００７７】
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。
【００７８】
例えば、図１２中に太線枠を付した画素値Mは、式（１）で表される。
【００７９】
M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）
【００８０】
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。
【００８１】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１２中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F07/vは、図１２中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前景の成分F07/vは、図１２中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分と、図１２中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００８２】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１２中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分F06/vは、図１２中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前景の成分F06/vは、図１２中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分と、図１２中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００８３】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１２中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分F05/vは、図１２中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vのに対応する前景の成分に等しい。同様に、前景の成分F05/vは、図１２中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分と、図１２中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００８４】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１２中の最も左側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分F04/vは、図１２中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前景の成分F04/vは、図１２中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分と、図１２中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００８５】
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。
【００８６】
図１３は、前景が図中の右側に向かって移動する場合の、アンカバードバックグラウンド領域を含む、１つのライン上の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。図１３において、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動していると仮定することができる。図１３において、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側に移動する。
【００８７】
図１３において、最も左側の画素乃至左から４番目の画素は、背景領域に属する。図１３において、左から５番目乃至左から７番目の画素は、アンカバードバックグラウンドである混合領域に属する。図１３において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【００８８】
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。
【００８９】
例えば、図１３中に太線枠を付した画素値M'は、式（２）で表される。
【００９０】
M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
【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。
【００９４】
前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４であるので、例えば、図１３中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F01/vは、図１３中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、F01/vは、図１３中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分と、図１３中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９５】
前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で動くと仮定でき、かつ、仮想分割数が４であるので、例えば、図１３中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F02/vは、図１３中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前景の成分F02/vは、図１３中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。
【００９６】
前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４であるので、例えば、図１３中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F03/vは、図１３中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。
【００９７】
図１１乃至図１３の説明において、仮想分割数は、４であるとして説明したが、仮想分割数は、動き量vに対応する。動き量vは、一般に、前景に対応するオブジェクトの移動速度に対応する。例えば、前景に対応するオブジェクトが、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動しているとき、動き量vは、４とされる。動き量vに対応し、仮想分割数は、４とされる。同様に、例えば、前景に対応するオブジェクトが、あるフレームを基準として次のフレームにおいて６画素分左側に表示されるように移動しているとき、動き量vは、６とされ、仮想分割数は、６とされる。
【００９８】
図１４および図１５に、以上で説明した、前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域若しくはアンカバードバックグラウンド領域から成る混合領域と、分割されたシャッタ時間に対応する前景の成分および背景の成分との関係を示す。
【００９９】
図１４は、静止している背景の前を移動しているオブジェクトに対応する前景を含む画像から、前景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出した例を示す。図１４に示す例において、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水平に移動している。
【０１００】
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。
【０１０１】
フレーム#n乃至フレーム#n+2のいずれかから抽出した、前景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出して、動き量vを４として、抽出された画素の画素値を時間方向に展開したモデルを図１５に示す。
【０１０２】
前景領域の画素値は、前景に対応するオブジェクトが移動するので、シャッタ時間/vの期間に対応する、４つの異なる前景の成分から構成される。例えば、図１５に示す前景領域の画素のうち最も左側に位置する画素は、F01/v,F02/v,F03/v、およびF04/vから構成される。すなわち、前景領域の画素は、動きボケを含んでいる。
【０１０３】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される背景に対応する光は変化しない。この場合、背景領域の画素値は、動きボケを含まない。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
図１６は、静止している背景に対応するオブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。フレーム#nは、フレーム#n-1の次のフレームであり、フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレームである。他のフレームも同様に称する。
【０１０７】
図１６に示すB01乃至B12の画素値は、静止している背景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。背景に対応するオブジェクトが静止しているので、フレーム#n-1乃至フレームn+1において、対応する画素の画素値は、変化しない。例えば、フレーム#n-1におけるB05の画素値を有する画素の位置に対応する、フレーム#nにおける画素、およびフレーム#n+1における画素は、それぞれ、B05の画素値を有する。
【０１０８】
図１７は、静止している背景に対応するオブジェクトと共に図中の右側に移動する前景に対応するオブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。図１７に示すモデルは、カバードバックグラウンド領域を含む。
【０１０９】
図１７において、前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、前景の動き量vは、４であり、仮想分割数は、４である。
【０１１０】
例えば、図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなり、図１７中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F12/vとなる。図１７中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１７中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなる。
【０１１１】
図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F11/vとなり、図１７中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１７中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。
【０１１２】
図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F10/vとなり、図１７中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１１３】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１７中のフレーム#n-1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成分は、B01/vとなる。図１７中のフレーム#n-1の左から３番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B02/vとなる。図１７中のフレーム#n-1の左から４番目の画素の、シャッタが開いて最初乃至３番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B03/vとなる。
【０１１４】
図１７中のフレーム#n-1において、最も左側の画素は、前景領域に属し、左側から２番目乃至４番目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１１５】
図１７中のフレーム#n-1の左から５番目の画素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、その画素値は、それぞれ、B04乃至B11となる。
【０１１６】
図１７中のフレーム#nの左から１番目の画素乃至５番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#nの前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F05/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１１７】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなり、図１７中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F12/vとなる。図１７中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１７中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなる。
【０１１８】
図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F11/vとなり、図１７中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１７中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。
【０１１９】
図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F10/vとなり、図１７中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１２０】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１７中のフレーム#nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成分は、B05/vとなる。図１７中のフレーム#nの左から７番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B06/vとなる。図１７中のフレーム#nの左から８番目の画素の、シャッタが開いて最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B07/vとなる。
【０１２１】
図１７中のフレーム#nにおいて、左側から６番目乃至８番目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１２２】
図１７中のフレーム#nの左から９番目の画素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、それぞれ、B08乃至B11となる。
【０１２３】
図１７中のフレーム#n+1の左から１番目の画素乃至９番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#n+1の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F01/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１２４】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなり、図１７中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F12/vとなる。図１７中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１７中の左から１２番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとなる。
【０１２５】
図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの期間の前景の成分は、F11/vとなり、図１７中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１７中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。
【０１２６】
図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vの前景の成分は、F10/vとなり、図１７中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F10/vとなる。図１７中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１２７】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１７中のフレーム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成分は、B09/vとなる。図１７中のフレーム#n+1の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B10/vとなる。図１７中のフレーム#n+1の左から１２番目の画素の、シャッタが開いて最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B11/vとなる。
【０１２８】
図１７中のフレーム#n+1において、左側から１０番目乃至１２番目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合領域に対応する。
【０１２９】
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。
【０１３０】
図１９は、静止している背景と共に図中の右側に移動するオブジェクトに対応する前景を撮像した画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。図１９において、アンカバードバックグラウンド領域が含まれている。
【０１３１】
図１９において、前景に対応するオブジェクトは、剛体であり、かつ等速で移動していると仮定できる。前景に対応するオブジェクトが、次のフレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動しているので、動き量vは、４である。
【０１３２】
例えば、図１９中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなり、図１９中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F13/vとなる。図１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１９中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなる。
【０１３３】
図１９中のフレーム#n-1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F14/vとなり、図１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F14/vとなる。図１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分は、F15/vとなる。
【０１３４】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B25/vとなる。図１９中のフレーム#n-1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目および４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B26/vとなる。図１９中のフレーム#n-1の左から３番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B27/vとなる。
【０１３５】
図１９中のフレーム#n-1において、最も左側の画素乃至３番目の画素は、アンカバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１３６】
図１９中のフレーム#n-1の左から４番目の画素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレームの前景の成分は、F13/v乃至F24/vのいずれかである。
【０１３７】
図１９中のフレーム#nの最も左側の画素乃至左から４番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、それぞれ、B25乃至B28となる。
【０１３８】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１９中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなり、図１９中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F13/vとなる。図１９中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１９中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなる。
【０１３９】
図１９中のフレーム#nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F14/vとなり、図１９中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F14/vとなる。図１９中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F15/vとなる。
【０１４０】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目乃至４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B29/vとなる。図１９中のフレーム#nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目および４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B30/vとなる。図１９中のフレーム#nの左から７番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B31/vとなる。
【０１４１】
図１９中のフレーム#nにおいて、左から５番目の画素乃至７番目の画素は、アンカバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１４２】
図１９中のフレーム#nの左から８番目の画素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#nの前景領域における、シャッタ時間/vの期間に対応する値は、F13/v乃至F20/vのいずれかである。
【０１４３】
図１９中のフレーム#n+1の最も左側の画素乃至左から８番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、それぞれ、B25乃至B32となる。
【０１４４】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１９中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなり、図１９中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F13/vとなる。図１９中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、および図１９中の左から１２番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとなる。
【０１４５】
図１９中のフレーム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F14/vとなり、図１９中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、F14/vとなる。図１９中の左から１２番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、F15/vとなる。
【０１４６】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B33/vとなる。図１９中のフレーム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３番目および４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B34/vとなる。図１９中のフレーム#n+1の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B35/vとなる。
【０１４７】
図１９中のフレーム#n+1において、左から９番目の画素乃至１１番目の画素は、アンカバードバックグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１４８】
図１９中のフレーム#n+1の左から１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#n+1の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F13/v乃至F16/vのいずれかである。
【０１４９】
図２０は、図１９に示す画素値から前景の成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１５０】
図４に戻り、領域特定部１０３は、複数のフレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および動きボケ調整部１０６に供給する。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図２１のフローチャートを参照して、信号処理部１２による動きボケの量の調整の処理を説明する。ステップＳ１０１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、図３０のフローチャートを参照して後述する。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。
【０１５５】
なお、ステップＳ１０１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。
【０１５６】
ステップＳ１０２において、混合比算出部１０４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、図４０のフローチャートを参照して後述する。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。
【０１５７】
ステップＳ１０３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。
【０１５８】
ステップＳ１０４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、図５７のフローチャートを参照して後述する。
【０１５９】
ステップＳ１０５において、信号処理部１２は、画面全体について処理を終了したか否かを判定し、画面全体について処理を終了していないと判定された場合、ステップＳ１０４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。
【０１６０】
ステップＳ１０６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。
【０１６１】
このように、信号処理部１２は、前景と背景を分離して、前景に含まれる動きボケの量を調整することができる。すなわち、信号処理部１２は、前景の画素の画素値であるサンプルデータに含まれる動きボケの量を調整することができる。
【０１６２】
以下、領域特定部１０３、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のそれぞれの構成について説明する。
【０１６３】
図２２は、領域特定部１０３の構成を示すブロック図である。フレームメモリ１２１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１２１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。
【０１６４】
静動判定部１２２−１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１２１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１２２−１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１２３−１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１２２−１は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−１に供給する。
【０１６５】
静動判定部１２２−２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１２１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１２２−２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１２３−１および領域判定部１２３−２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１２２−２は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−１および領域判定部１２３−２に供給する。
【０１６６】
静動判定部１２２−３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１２１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１２２−３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１２３−２および領域判定部１２３−３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１２２−３は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−２および領域判定部１２３−３に供給する。
【０１６７】
静動判定部１２２−４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１２１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１２２−４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１２３−３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１２２−４は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−３に供給する。
【０１６８】
領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−１から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静動判定部１２２−２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。
【０１６９】
領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−１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１２２−２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。
【０１７０】
領域判定部１２３−１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１２４に供給する。
【０１７１】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静動判定部１２２−３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。
【０１７２】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２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１２２−３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。
【０１７３】
領域判定部１２３−２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１２４に供給する。
【０１７４】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静動判定部１２２−３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。
【０１７５】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２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１２２−３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。
【０１７６】
領域判定部１２３−２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１２４に供給する。
【０１７７】
領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静動判定部１２２−４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。
【０１７８】
領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３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１２２−４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。
【０１７９】
領域判定部１２３−３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１２４に供給する。
【０１８０】
判定フラグ格納フレームメモリ１２４は、領域判定部１２３−１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１２３−２から供給された静止領域判定フラグ、領域判定部１２３−２から供給された動き領域判定フラグ、および領域判定部１２３−３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。
【０１８１】
判定フラグ格納フレームメモリ１２４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１２５に供給する。合成部１２５は、判定フラグ格納フレームメモリ１２４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１２６に供給する。
【０１８２】
判定フラグ格納フレームメモリ１２６は、合成部１２５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。
【０１８３】
次に、領域特定部１０３の処理の例を図２３乃至図２７を参照して説明する。
【０１８４】
前景に対応するオブジェクトが移動しているとき、オブジェクトに対応する画像の画面上の位置は、フレーム毎に変化する。図２３に示すように、フレーム#nにおいて、Yn(x,y)で示される位置に位置するオブジェクトに対応する画像は、次のフレームであるフレーム#n+1において、Yn+1(x,y)に位置する。
【０１８５】
前景のオブジェクトに対応する画像の動き方向に隣接して１列に並ぶ画素の画素値を時間方向に展開したモデル図を図２４に示す。例えば、前景のオブジェクトに対応する画像の動き方向が画面に対して水平であるとき、図２４におけるモデル図は、１つのライン上の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデルを示す。
【０１８６】
図２４において、フレーム#nにおけるラインは、フレーム#n+1におけるラインと同一である。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
図２４に示す例において、フレーム#nに含まれる前景の成分が、フレーム#n+1において４画素移動しているので、動き量vは、４である。仮想分割数は、動き量vに対応し、４である。
【０１９０】
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。
【０１９１】
図２５に示す、背景が静止し、前景の動き量vが４であるフレーム#nにおいて、カバードバックグラウンド領域に属する画素は、左から１５番目乃至１７番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ前のフレーム#n-1において、左から１５番目乃至１７番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。また、更に１つ前のフレーム#n-2において、左から１５番目乃至１７番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。
【０１９２】
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１６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。
【０１９３】
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１２２−４により、静止と判定される。
【０１９４】
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１２２−３により、動きと判定される。
【０１９５】
このように、領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３から動きを示す静動判定の結果が供給され、静動判定部１２２−４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。
【０１９６】
図２６に示す、背景が静止し、前景の動き量vが４であるフレーム#nにおいて、アンカバードバックグラウンド領域に含まれる画素は、左から２番目乃至４番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ後のフレーム#n+1において、左から２番目乃至４番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。また、更に１つ後のフレーム#n+2において、左から２番目乃至４番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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１２２−１により、静止と判定される。
【０１９９】
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１２２−２により、動きと判定される。
【０２００】
このように、領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−２から動きを示す静動判定の結果が供給され、静動判定部１２２−１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。
【０２０１】
図２７は、フレーム#nにおける領域特定部１０３の判定条件を示す図である。フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-2の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素とが静止と判定され、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素と、フレーム#nの画素とが動きと判定されたとき、領域特定部１０３は、フレーム#nの判定の対象となる画素がカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
図２８は、領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。図２８（Ａ）において、カバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。図２８（Ｂ）において、アンカバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
【０２０６】
図２８（Ｃ）において、動き領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。図２８（Ｄ）において、静止領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
【０２０７】
図２９は、判定フラグ格納フレームメモリ１２６が出力する領域情報の内、混合領域を示す領域情報を画像として示す図である。図２９において、カバードバックグラウンド領域またはアンカバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素、すなわち混合領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。判定フラグ格納フレームメモリ１２６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。
【０２０８】
次に、図３０のフローチャートを参照して、領域特定部１０３の領域特定の処理を説明する。ステップＳ１２１において、フレームメモリ１２１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。
【０２０９】
ステップＳ１２２において、静動判定部１２２−３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Ｓ１２３に進み、静動判定部１２２−２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。
【０２１０】
ステップＳ１２３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Ｓ１２４に進み、領域判定部１２３−２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１２３−２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１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１２５に進む。
【０２１１】
ステップＳ１２２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Ｓ１２３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Ｓ１２４の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１２５に進む。
【０２１２】
ステップＳ１２５において、静動判定部１２２−３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Ｓ１２６に進み、静動判定部１２２−２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。
【０２１３】
ステップＳ１２６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Ｓ１２７に進み、領域判定部１２３−２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１２３−２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１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１２８に進む。
【０２１４】
ステップＳ１２５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Ｓ１２６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Ｓ１２７の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１２８に進む。
【０２１５】
ステップＳ１２８において、静動判定部１２２−４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Ｓ１２９に進み、静動判定部１２２−３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。
【０２１６】
ステップＳ１２９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Ｓ１３０に進み、領域判定部１２３−３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１２３−３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１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１３１に進む。
【０２１７】
ステップＳ１２８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Ｓ１２９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Ｓ１３０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１３１に進む。
【０２１８】
ステップＳ１３１において、静動判定部１２２−２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Ｓ１３２に進み、静動判定部１２２−１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。
【０２１９】
ステップＳ１３２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Ｓ１３３に進み、領域判定部１２３−１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１２３−１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１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１３４に進む。
【０２２０】
ステップＳ１３１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Ｓ１３２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Ｓ１３３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１３４に進む。
【０２２１】
ステップＳ１３４において、領域特定部１０３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Ｓ１２２に戻り、他の画素について、領域特定の処理を繰り返す。
【０２２２】
ステップＳ１３４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Ｓ１３５に進み、合成部１２５は、判定フラグ格納フレームメモリ１２４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１２６に設定し、処理は終了する。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
図３１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２０１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２０３に供給する。
【０２２９】
推定混合比処理部２０２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２０３に供給する。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
理想的な混合比αの例を図３２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。
【０２３４】
図３２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。
【０２３５】
図３３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（４）で表すことができる。
【０２３６】
【数２】

【０２３７】
式（４）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（５）および式（６）のように表現することができる。
【０２３８】
M=C06 （５）
B=P06 （６）
【０２３９】
式（４）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。
【０２４０】
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（７）のように書き換えられる。
【０２４１】
C=α・P+f （７）
式（７）のfは、注目している画素に含まれる前景の成分の和Σ_iFi/vである。式（７）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。
【０２４２】
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３４に示す。
【０２４３】
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（８）のように表現することができる。
【０２４４】
C=α・N+f （８）
【０２４５】
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（４）乃至式（８）を適用することができる。例えば、図３３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（６）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。
【０２４６】
式（７）および式（８）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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
図３５のフレーム#nの左から７番目の画素の画素値Mcは、式（９）で表すことができる。
【０２４９】
【数３】

式（９）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当する。式（９）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（１０）のように表すこととする。
【０２５０】
【数４】

【０２５１】
ここで、前景の成分の空間相関を利用して、式（１１）が成立するとする。
【０２５２】
F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （１１）
式（１０）は、式（１１）を利用して、式（１２）のように置き換えることができる。
【０２５３】
【数５】

【０２５４】
結果として、βは、式（１３）で表すことができる。
【０２５５】
β=2/4 （１３）
【０２５６】
一般的に、式（１１）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（１４）が成立する。
【０２５７】
β=1-α （１４）
【０２５８】
式（１４）が成立するとすれば、式（７）は、式（１５）に示すように展開することができる。
【０２５９】
【数６】

【０２６０】
同様に、式（１４）が成立するとすれば、式（８）は、式（１６）に示すように展開することができる。
【０２６１】
【数７】

【０２６２】
式（１５）および式（１６）において、C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（１５）および式（１６）に含まれる変数は、混合比αのみである。式（１５）および式（１６）における、C，N、およびPの関係を図３６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。
【０２６３】
従って、式（１５）および式（１６）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（１５）および式（１６）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。
【０２６４】
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（１７）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（１８）により算出される。
【０２６５】
α=(C-N)/(P-N) （１７）
α=(C-P)/(N-P) （１８）
【０２６６】
図３７は、推定混合比処理部２０１の構成を示すブロック図である。フレームメモリ２２１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２２２および混合比演算部２２３に供給する。
【０２６７】
フレームメモリ２２２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２２１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２２３に供給する。
【０２６８】
従って、入力画像としてフレーム#n+1が混合比演算部２２３に入力されているとき、フレームメモリ２２１は、フレーム#nを混合比演算部２２３に供給し、フレームメモリ２２２は、フレーム#n-1を混合比演算部２２３に供給する。
【０２６９】
混合比演算部２２３は、式（１７）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２２３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。
【０２７０】
このように、推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部２０３に供給することができる。
【０２７１】
なお、推定混合比処理部２０２は、推定混合比処理部２０１が式（１７）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（１８）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２０１と同様なので、その説明は省略する。
【０２７２】
図３８は、推定混合比処理部２０１により算出された推定混合比の例を示す図である。図３８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。
【０２７３】
推定混合比は、混合領域において、図３２に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわかる。
【０２７４】
図３１に戻り、混合比決定部２０３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２０３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２０１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２０２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２０３は、領域情報を基に設定した混合比αを出力する。
【０２７５】
図３９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２３１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２３２に供給する。選択部２３１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２３３に供給する。
【０２７６】
推定混合比処理部２３２は、選択部２３１から入力された画素値を基に、式（１７）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２３４に供給する。
【０２７７】
推定混合比処理部２３３は、選択部２３１から入力された画素値を基に、式（１８）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２３４に供給する。
【０２７８】
選択部２３４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２３４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２３２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２３３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２３４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。
【０２７９】
このように、図３９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。
【０２８０】
図４０のフローチャートを参照して、図３１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Ｓ１５１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Ｓ１５２において、推定混合比処理部２０１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２０３に供給する。混合比推定の演算の処理の詳細は、図４１のフローチャートを参照して、後述する。
【０２８１】
ステップＳ１５３において、推定混合比処理部２０２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２０３に供給する。
【０２８２】
ステップＳ１５４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Ｓ１５２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。
【０２８３】
ステップＳ１５４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Ｓ１５５に進み、混合比決定部２０３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２０３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２０１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２０２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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
図３９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４０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。
【０２８６】
次に、図４０のステップＳ１５２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４１のフローチャートを参照して説明する。
【０２８７】
ステップＳ１７１において、混合比演算部２２３は、フレームメモリ２２１から、フレーム#nの注目画素の画素値Cを取得する。
【０２８８】
ステップＳ１７２において、混合比演算部２２３は、フレームメモリ２２２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。
【０２８９】
ステップＳ１７３において、混合比演算部２２３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。
【０２９０】
ステップＳ１７４において、混合比演算部２２３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。
【０２９１】
ステップＳ１７５において、混合比演算部２２３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Ｓ１７１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。
【０２９２】
ステップＳ１７５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。
【０２９３】
このように、推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、推定混合比を演算することができる。
【０２９４】
図４０のステップＳ１５３におけるアンカバードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応する式を利用した、図４１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。
【０２９５】
なお、図３９に示す推定混合比処理部２３２および推定混合比処理部２３３は、図４１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。
【０２９６】
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２０１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２０１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。
【０２９７】
なお、図３１または図３９に示す混合比算出部１０４の構成は、一例である。
【０２９８】
また、混合比算出部１０４は、全ての画素について、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混合比推定の処理のみを実行して、算出された推定混合比を混合比αとして出力するようにしてもよい。この場合において、混合比αは、カバードバックグラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合を示し、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素について、前景の成分の割合を示す。アンカバードバックグラウンド領域に属する画素について、このように算出された混合比αと１との差分の絶対値を算出して、算出した絶対値を混合比αに設定すれば、信号処理部１２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。
【０２９９】
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。
【０３００】
次に、前景背景分離部１０５について説明する。図４２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２５１、スイッチ２５２、およびスイッチ２５４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２５１に供給される。前景領域を示す領域情報は、スイッチ２５２に供給される。背景領域を示す領域情報は、スイッチ２５４に供給される。
【０３０１】
混合比算出部１０４から供給された混合比αは、分離部２５１に供給される。
【０３０２】
分離部２５１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２５３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２５５に供給する。
【０３０３】
スイッチ２５２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２５３に供給する。
【０３０４】
スイッチ２５４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２５５に供給する。
【０３０５】
合成部２５３は、分離部２５１から供給された前景に対応する成分、スイッチ２５２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２５３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。
【０３０６】
合成部２５３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２５３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。
【０３０７】
合成部２５５は、分離部２５１から供給された背景に対応する成分、スイッチ２５４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２５５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。
【０３０８】
合成部２５５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２５５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。
【０３０９】
図４３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。
【０３１０】
図４３（Ａ）は、表示される画像の模式図であり、図４３（Ｂ）は、図４３（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。
【０３１１】
図４３（Ａ）および図４３（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。
【０３１２】
図４３（Ａ）および図４３（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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
次に、分離部２５１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。
【０３１６】
図４４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４４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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
図４５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４５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４５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。
【０３２０】
フレーム#nの左から１５番目の画素の画素値C15は、式（１９）で表される。
【０３２１】
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 （１９）
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。
【０３２２】
式（１９）を基に、フレーム#nの左から１５番目の画素の前景の成分の和f15は、式（２０）で表される。
【０３２３】
f15=F09/v+F08/v+F07/v
=C15-α15・P15 （２０）
【０３２４】
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（２１）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（２２）で表される。
【０３２５】
f16=C16-α16・P16 （２１）
f17=C17-α17・P17 （２２）
【０３２６】
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（２３）で計算される。
【０３２７】
fc=C-α・P （２３）
Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０３２８】
図４６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４６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４６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。
【０３２９】
フレーム#nの左から２番目の画素の画素値C02は、式（２４）で表される。
【０３３０】
C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v
=α2・B02+F01/v
=α2・N02+F01/v （２４）
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。
【０３３１】
式（２４）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（２５）で表される。
【０３３２】
f02=F01/v
=C02-α2・N02 （２５）
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（２６）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（２７）で表される。
【０３３３】
f03=C03-α3・N03 （２６）
f04=C04-α4・N04 （２７）
【０３３４】
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（２８）で計算される。
【０３３５】
fu=C-α・N （２８）
Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０３３６】
このように、分離部２５１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。
【０３３７】
図４７は、以上で説明した処理を実行する分離部２５１の構成の一例を示すブロック図である。分離部２５１に入力された画像は、フレームメモリ３０１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３０２に入力される。
【０３３８】
フレームメモリ３０１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３０１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。
【０３３９】
フレームメモリ３０１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３０２に供給する。
【０３４０】
分離処理ブロック３０２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３０１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４５および図４６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３０３に供給する。
【０３４１】
分離処理ブロック３０２は、アンカバード領域処理部３１１、カバード領域処理部３１２、合成部３１３、および合成部３１４で構成されている。
【０３４２】
アンカバード領域処理部３１１の乗算器３２１は、混合比αを、フレームメモリ３０１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３２２に出力する。スイッチ３２２は、フレームメモリ３０１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３２１から供給された混合比αを乗じた画素値を演算器３２２および合成部３１４に供給する。スイッチ３２２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。
【０３４３】
演算器３２３は、フレームメモリ３０１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３２２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３２３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３１３に供給する。
【０３４４】
カバード領域処理部３１２の乗算器３３１は、混合比αを、フレームメモリ３０１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３３２に出力する。スイッチ３３２は、フレームメモリ３０１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３３１から供給された混合比αを乗じた画素値を演算器３３３および合成部３１４に供給する。スイッチ３３２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。
【０３４５】
演算器３３３は、フレームメモリ３０１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３３２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３３３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３１３に供給する。
【０３４６】
合成部３１３は、フレーム#nの、演算器３２３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３３３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３０３に供給する。
【０３４７】
合成部３１４は、フレーム#nの、スイッチ３２２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３３２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３０３に供給する。
【０３４８】
フレームメモリ３０３は、分離処理ブロック３０２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。
【０３４９】
フレームメモリ３０３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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
合成部２５３は、分離部２５１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２５５は、分離部２５１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。
【０３５２】
図４８は、図４４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。
【０３５３】
図４８（Ａ）は、図４４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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
図４８（Ｂ）は、図４４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。
【０３５６】
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。
【０３５７】
次に、図４９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Ｓ２０１において、分離部２５１のフレームメモリ３０１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。
【０３５８】
ステップＳ２０２において、分離部２５１の分離処理ブロック３０２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Ｓ２０３において、分離部２５１の分離処理ブロック３０２は、混合比算出部１０４から供給された混合比αを取得する。
【０３５９】
ステップＳ２０４において、アンカバード領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１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。
【０３６０】
ステップＳ２０５において、アンカバード領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１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。
【０３６１】
ステップＳ２０６において、カバード領域処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１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。
【０３６２】
ステップＳ２０７において、カバード領域処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１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。
【０３６３】
ステップＳ２０８において、合成部３１３は、ステップＳ２０５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Ｓ２０７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２５３に供給される。更に、合成部２５３は、スイッチ２５２を介して供給された前景領域に属する画素と、分離部２５１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。
【０３６４】
ステップＳ２０９において、合成部３１４は、ステップＳ２０４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Ｓ２０６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２５５に供給される。更に、合成部２５５は、スイッチ２５４を介して供給された背景領域に属する画素と、分離部２５１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。
【０３６５】
ステップＳ２１０において、合成部２５３は、前景成分画像を出力する。ステップＳ２１１において、合成部２５５は、背景成分画像を出力し、処理は終了する。
【０３６６】
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。
【０３６７】
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。
【０３６８】
図５０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３５１およびモデル化部３５２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３５４に供給される。
【０３６９】
処理単位決定部３５１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３５２に供給する。処理単位決定部３５１は、生成した処理単位を足し込み部３５４に供給する。
【０３７０】
処理単位決定部３５１が生成する処理単位は、図５１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。
【０３７１】
モデル化部３５２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３５２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５２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。
【０３７２】
例えば、処理単位に対応する画素の数が１２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３５２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。
【０３７３】
なお、モデル化部３５２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。
【０３７４】
モデル化部３５２は、選択したモデルを方程式生成部３５３に供給する。
【０３７５】
方程式生成部３５３は、モデル化部３５２から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図５２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３５３が生成する方程式について説明する。
【０３７６】
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（２９）乃至式（４０）で表される。
【０３７７】
C01=F01/v （２９）
C02=F02/v+F01/v （３０）
C03=F03/v+F02/v+F01/v （３１）
C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （３２）
C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （３３）
C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （３４）
C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （３５）
C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （３６）
C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （３７）
C10=F08/v+F07/v+F06/v （３８）
C11=F08/v+F07/v （３９）
C12=F08/v （４０）
【０３７８】
方程式生成部３５３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３５３が生成する方程式を、式（４１）乃至式（５２）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 （４１）
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 （４２）
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 （４３）
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 （４４）
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 （４５）
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 （４６）
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 （４７）
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 （４８）
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 （４９）
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 （５０）
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 （５１）
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 （５２）
【０３７９】
式（４１）乃至式（５２）は、式（５３）として表すこともできる。
【０３８０】
【数８】

式（５３）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。
【０３８１】
誤差を考慮して表現すると、式（５３）は、式（５４）のように表すことができる。
【０３８２】
【数９】

式（５４）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤差である。
【０３８３】
式（５４）は、式（５５）に書き換えることができる。
【０３８４】
【数１０】

【０３８５】
ここで、最小自乗法を適用するため、誤差の自乗和Eを式（５６）に示すように定義する。
【０３８６】
【数１１】

【０３８７】
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（５７）を満たすようにFkを求める。
【０３８８】
【数１２】

【０３８９】
式（５７）において、動き量vは固定値であるから、式（５８）を導くことができる。
【０３９０】
【数１３】

【０３９１】
式（５８）を展開して、移項すると、式（５９）を得る。
【０３９２】
【数１４】

【０３９３】
式（５９）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。
【０３９４】
このような最小自乗法に基づく、方程式生成部３５３が生成する正規方程式の例を式（６０）に示す。
【０３９５】
【数１５】

【０３９６】
式（６０）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。
【０３９７】
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。
【０３９８】
方程式生成部３５３は、このように生成された正規方程式を足し込み部３５４に供給する。
【０３９９】
足し込み部３５４は、処理単位決定部３５１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３５３から供給された行列の式に設定する。足し込み部３５４は、画素値Cを設定した行列を演算部３５５に供給する。
【０４００】
演算部３５５は、掃き出し法（Gauss-Jordan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５３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３５６および選択部３５７に出力する。
【０４０１】
なお、図５３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。
【０４０２】
動きボケ付加部３５６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５４に示すように、動きボケ付加部３５６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+F03+F04）/v'とされる。
【０４０３】
動きボケ付加部３５６は、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部３５７に供給する。
【０４０４】
選択部３５７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３５５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３５６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。
【０４０５】
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。
【０４０６】
また、例えば、図５５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（６１）に示す行列の式を生成する。
【０４０７】
【数１６】

【０４０８】
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、１００個の画素に対応する式を生成して、Fiを算出する。
【０４０９】
図５６は、動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図である。図５０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。
【０４１０】
選択部３６１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３５１およびモデル化部３５２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３５１およびモデル化部３５２に供給する。
【０４１１】
このようにすることで、図５６の動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算部３５５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５６の動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算部３５５は、図５２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５４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３５６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。
【０４１２】
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。
【０４１３】
次に、図５７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。
【０４１４】
ステップＳ２５１において、動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１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３５２に供給する。
【０４１５】
ステップＳ２５２において、動きボケ調整部１０６のモデル化部３５２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Ｓ２５３において、方程式生成部３５３は、選択されたモデルを基に、正規方程式を作成する。
【０４１６】
ステップＳ２５４において、足し込み部３５４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Ｓ２５５において、足し込み部３５４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Ｓ２５４に戻り、正規方程式への画素値の設定の処理を繰り返す。
【０４１７】
ステップＳ２５５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Ｓ２５６に進み、演算部３５５は、足し込み部３５４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。
【０４１８】
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。
【０４１９】
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。
【０４２０】
なお、図５０に示す動きボケ調整部１０６の構成は、一例であり、唯一の構成ではない。
【０４２１】
以上のように、図４に構成を示す信号処理部１２は、入力画像に含まれる動きボケの量を調整することができる。図４に構成を示す信号処理部１２は、埋もれた情報である混合比αを算出して、算出した混合比αを出力することができる。
【０４２２】
図５８は、信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【０４２３】
図４に示す部分と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０４２４】
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３７１に供給する。
【０４２５】
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３７１に供給する。
【０４２６】
前景背景分離部１０５は、前景成分画像を合成部３７１に供給する。
【０４２７】
合成部３７１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。
【０４２８】
図５９は、合成部３７１の構成を示す図である。背景成分生成部３８１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３８２に供給する。
【０４２９】
混合領域画像合成部３８２は、背景成分生成部３８１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３８３に供給する。
【０４３０】
画像合成部３８３は、領域情報を基に、前景成分画像、混合領域画像合成部３８２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。
【０４３１】
このように、合成部３７１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。
【０４３２】
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。
【０４３３】
図６０は、動きボケの量を調整する信号処理部１２の機能の更に他の構成を示すブロック図である。図４に示す信号処理部１２が領域特定と混合比αの算出を順番に行うのに対して、図６０に示す信号処理部１２は、領域特定と混合比αの算出を並行して行う。
【０４３４】
図４のブロック図に示す機能と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０４３５】
入力画像は、混合比算出部４０１、前景背景分離部４０２、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。
【０４３６】
混合比算出部４０１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４０２に供給する。
【０４３７】
図６１は、混合比算出部４０１の構成の一例を示すブロック図である。
【０４３８】
図６１に示す推定混合比処理部２０１は、図３１に示す推定混合比処理部２０１と同じである。図６１に示す推定混合比処理部２０２は、図３１に示す推定混合比処理部２０２と同じである。
【０４３９】
推定混合比処理部２０１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。
【０４４０】
推定混合比処理部２０２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。
【０４４１】
前景背景分離部４０２は、混合比算出部４０１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。
【０４４２】
図６２は、前景背景分離部４０２の構成の一例を示すブロック図である。
【０４４３】
図４２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。
【０４４４】
選択部４２１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４０１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２５１に供給する。
【０４４５】
分離部２５１は、選択部４２１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２５３に供給すると共に、背景の成分を合成部２５５に供給する。
【０４４６】
分離部２５１は、図４７に示す構成と同じ構成とすることができる。
【０４４７】
合成部２５３は、前景成分画像を合成して、出力する。合成部２５５は、背景成分画像を合成して出力する。
【０４４８】
図６０に示す動きボケ調整部１０６は、図４に示す場合と同様の構成とすることができ、領域情報および動きベクトルを基に、前景背景分離部４０２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。
【０４４９】
図６０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４０２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。
【０４５０】
このように、図６０に構成を示す信号処理部１２は、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応する画像に対して、その画像に含まれる動きボケの量を調整して出力することができる。図６０に構成を示す信号処理部１２は、第１の実施例と同様に、埋もれた情報である混合比αを算出して、算出した混合比αを出力することができる。
【０４５１】
図６３は、前景成分画像を任意の背景画像と合成する信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。図５８に示す信号処理部１２が領域特定と混合比αの算出をシリアルに行うのに対して、図６３に示す信号処理部１２は、領域特定と混合比αの算出をパラレルに行う。
【０４５２】
図６０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。
【０４５３】
図６３に示す混合比算出部４０１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４０２および合成部４３１に供給する。
【０４５４】
図６３に示す前景背景分離部４０２は、混合比算出部４０１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４３１に供給する。
【０４５５】
合成部４３１は、混合比算出部４０１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４０２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。
【０４５６】
図６４は、合成部４３１の構成を示す図である。図５９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。
【０４５７】
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、混合比算出部４０１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３８１に供給する。
【０４５８】
図６４に示す背景成分生成部３８１は、選択部４４１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３８２に供給する。
【０４５９】
図６４に示す混合領域画像合成部３８２は、背景成分生成部３８１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３８３に供給する。
【０４６０】
画像合成部３８３は、領域情報を基に、前景成分画像、混合領域画像合成部３８２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。
【０４６１】
このように、合成部４３１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。
【０４６２】
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。
【０４６３】
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。
【０４６４】
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。
【０４６５】
なお、センサ１１は、CCDに限らす、固体撮像素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade 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。
【０４６６】
本発明の信号処理を行うプログラムを記録した記録媒体は、図３に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク５１（フロッピディスクを含む）、光ディスク５２（CD-ROM(Compaut Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク５３（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ５４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２２や、記憶部２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０４６７】
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。
【０４６８】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１に記載の信号処理装置、請求項４に記載の信号処理方法、および請求項５に記載の記録媒体によれば、検出データに基づいて静動判定が行われ、静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域が検出されるようにしたので、複数のオブジェクトの混ざり合いが生じている領域を検出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明を適用するシステムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図４】信号処理部１２を示すブロック図である。
【図５】センサによる撮像を説明する図である。
【図６】画素の配置を説明する図である。
【図７】検出素子の動作を説明する図である。
【図８】動いている前景に対応するオブジェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得られる画像を説明する図である。
【図９】背景領域、前景領域、混合領域、カバードバックグラウンド領域、およびアンカバードバックグラウンド領域を説明する図である。
【図１０】静止している前景に対応するオブジェクトおよび静止している背景に対応するオブジェクトを撮像した画像における、隣接して１列に並んでいる画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。
【図１１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１４】前景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出した例を示す図である。
【図１５】画素と画素値を時間方向に展開したモデルとの対応を示す図である。
【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２１】動きボケの量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【図２２】領域特定部１０３の構成を示すブロック図である。
【図２３】前景に対応するオブジェクトが移動しているときの画像を説明する図である。
【図２４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２７】領域判定の条件を説明する図である。
【図２８】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。
【図２９】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。
【図３０】領域特定の処理を説明するフローチャートである。
【図３１】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３２】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図３３】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３４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図３５】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３６】 C，N、およびPの関係を説明する図である。
【図３７】推定混合比処理部２０１の構成を示すブロック図である。
【図３８】推定混合比の例を示す図である。
【図３９】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロック図である。
【図４０】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４１】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４２】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４３】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４４】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４５】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４６】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４７】分離部２５１の構成の一例を示すブロック図である。
【図４８】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４９】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５０】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５１】処理単位を説明する図である。
【図５２】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５３】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５４】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５５】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５６】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図である。
【図５７】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５８】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【図５９】合成部３７１の構成を示す図である。
【図６０】信号処理部１２の機能の更に他の構成を示すブロック図である。
【図６１】混合比算出部４０１の構成を示すブロック図である。
【図６２】前景背景分離部４０２の構成を示すブロック図である。
【図６３】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【図６４】合成部４３１の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ センサ， １２ 信号処理部， ２１ CPU， ２２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力部， ２７ 出力部， ２８ 記憶部， ２９ 通信部， ５１ 磁気ディスク， ５２ 光ディスク， ５３ 光磁気ディスク， ５４ 半導体メモリ， １０１ オブジェクト抽出部， １０２ 動き検出部， １０３領域特定部， １０４ 混合比算出部， １０５ 前景背景分離部， １０６動きボケ調整部， １０７ 選択部， １２１ フレームメモリ， １２２−１乃至１２２−４ 静動判定部， １２３−１乃至１２３−３ 領域判定部， １２４ 判定フラグ格納フレームメモリ， １２５ 合成部， １２６ 判定フラグ格納フレームメモリ， ２０１ 推定混合比処理部， ２０２ 推定混合比処理部， ２０３ 混合比決定部， ２２１ フレームメモリ， ２２２ フレームメモリ， ２２３ 混合比演算部， ２３１ 選択部， ２３２ 推定混合比処理部， ２３３ 推定混合比処理部， ２３４ 選択部， ２５１ 分離部， ２５２ スイッチ， ２５３ 合成部， ２５４ スイッチ， ２５５ 合成部， ３０１ フレームメモリ， ３０２ 分離処理ブロック， ３０３ フレームメモリ， ３１１ アンカバード領域処理部， ３１２ カバード領域処理部， ３１３ 合成部， ３１４ 合成部， ３５１ 処理単位決定部， ３５２ モデル化部， ３５３ 方程式生成部， ３５４ 足し込み部， ３５５演算部， ３５６ 動きボケ付加部， ３５７ 選択部， ３６１ 選択部，３７１ 合成部， ３８１ 背景成分生成部， ３８２ 混合領域画像合成部， ３８３ 画像合成部， ４０１ 混合比算出部， ４０２ 前景背景分離部， ４２１ 選択部， ４３１ 合成部， ４４１ 選択部

Claims (5)

1. 時間積分効果を有する所定の数の検出素子から成るセンサによって所定の期間毎に取得された所定の数のサンプルデータから成る所定期間毎の検出データを処理する信号処理装置において、
   前記検出データに基づいて静動判定を行う静動判定手段であって、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定手段と、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定手段と
   を含む静動判定手段と、
   静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出手段であって、前記第１の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または前記第２の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、前記混合領域に属する前記サンプルデータとして検出する検出手段と
   を含むことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記検出手段は、前記第１の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、カバードバックグラウンド領域に属する前記サンプルデータとして検出し、前記第２の判定手段が、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、アンカバードバックグラウンド領域に属する前記サンプルデータとして検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記検出データは、画像データである
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 時間積分効果を有する所定の数の検出素子から成るセンサによって所定の期間毎に取得された所定の数のサンプルデータから成る所定期間毎の検出データを処理する信号処理方法において、
   前記検出データに基づいて静動判定を行う静動判定ステップであって、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定ステップと、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定ステップと
   を含む静動判定ステップと、
   静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出ステップであって、前記第１の判定ステップにおいて、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または前記第２の判定ステップにおいて、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、前記混合領域に属する前記サンプルデータとして検出する検出ステップと
   を含むことを特徴とする信号処理方法。
5. 時間積分効果を有する所定の数の検出素子から成るセンサによって所定の期間毎に取得された所定の数のサンプルデータから成る所定期間毎の検出データを処理する信号処理用のプログラムであって、
   前記検出データに基づいて静動判定を行う静動判定ステップであって、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、基準時刻以前に、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したか否かを判定する第１の判定ステップと、
   判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後に、その値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行するか否かを判定する第２の判定ステップと
   を含む静動判定ステップと、
   静動判定の結果に基づいて、現実世界における複数のオブジェクトが混ざり合ったサンプルデータを含む混合領域を検出する検出ステップであって、前記第１の判定ステップにおいて、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以前にその値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態から、その値が時間の経過に対応して変化している状態に移行したと判定したとき、または前記第２の判定ステップにおいて、判定の対象となる前記サンプルデータが、前記基準時刻以後にその値が時間の経過に対応して変化している状態から、その値が時間の経過に対応してほぼ一定の状態に移行すると判定したとき、判定の対象となる前記サンプルデータを、前記混合領域に属する前記サンプルデータとして検出する検出ステップと
   を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。

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