KR100895744B1 - 화상 처리 장치, 방법 및 기록 매체, 및 촬상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배경의 화상 및 이동하는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있도록 한다. 정규 방정식 가산부(541)는 움직임에 따라서 혼합 화소 데이터를 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여 배경 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 복수의 관계식을 생성한다. 정규 방정식 연산부(542)는 관계식에 기초하여, 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출한다. 정규 방정식 가산부(541)는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성한다. 본 발명은 화상을 처리하는 신호 처리 장치에 적용할 수 있다.

혼합비, 혼합 영역, 움직임 불선명, 화소 데이터, 커버드 백그라운드 영역, 언커버드 백그라운드 영역,

Description

화상 처리 장치, 방법 및 기록 매체, 및 촬상 장치{IMAGE PROCESSING APPARATUS, METHOD AND RECORDING MEDIUM, AND IMAGE PICKUP APPARATUS}

본 발명은 화상 처리 장치 및 방법, 및 촬상 장치에 관한 것으로, 특히, 센서에 의해 검출한 신호와 현실 세계의 차이를 고려한 화상 처리 장치 및 방법, 및 촬상 장치에 관한 것이다.

현실 세계에서의 사상(事象)을 센서로 검출하여, 화상 센서가 출력하는 샘플링 데이터를 처리하는 기술이 널리 이용되고 있다.

예를 들면, 정지하고 있는 소정의 배경 앞에서 이동하는 물체를 비디오 카메라로 촬상하여 얻어지는 화상에는, 물체의 이동 속도가 비교적 빠른 경우, 움직임 불선명이 생기게 된다.

그러나, 정지하고 있는 배경 앞에서 물체가 이동할 때, 이동하는 물체 화상 자신의 혼합에 의한 움직임 불선명뿐만 아니라, 배경 화상과 이동하는 물체 화상의 혼합이 생긴다. 종래에는 배경 화상과 이동하는 물체 화상의 혼합 상태에 대응하는 처리는 생각되고 있지 않았다.

<발명의 개시>

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 배경의 화상 및 이동하 는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 화상 처리 장치는, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하여, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단을 포함하고, 관계식 생성 수단은, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 한다.

화상 처리 장치는, 주목 화소에 대응하는 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터 내의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 수단은 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제1 화상 처리 방법은, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하여, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 포함하고, 관계식 생성 단계에 있어서, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

화상 처리 방법은, 주목 화소에 대응하는 혼합비에 기초하여, 화상 데이터 를, 화상 데이터 내의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제1 기록 매체의 프로그램은, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하여, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 포함하고, 관계식 생성 단계에 있어서, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

프로그램은, 주목 화소에 대응하는 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터 내의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제1 프로그램은, 컴퓨터에, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하여, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 실행시키고, 관계식 생성 단계에 있어서, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레 임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

프로그램은, 주목 화소에 대응하는 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터 내의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제1 촬상 장치는, 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 촬상된 피사체 화상을, 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터로서 출력하는 촬상 수단과, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하여, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비 를 검출하는 혼합비 검출 수단을 포함하고, 관계식 생성 수단은, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 한다.

촬상 장치는, 주목 화소에 대응하는 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터 내의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 수단은 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제2 화상 처리 장치는, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브 젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단을 포함하고, 관계식 생성 수단은, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 한다.

관계식 생성 수단은, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

관계식 생성 수단은, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 화소의 위치에 대하여 거의 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

화상 처리 장치는, 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 수단은 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제2 화상 처리 방법은, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화 소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 포함하고, 관계식 생성 단계에 있어서, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 화소의 위치에 대하여 거의 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

화상 처리 방법은, 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제2 기록 매체의 프로그램은, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터 의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 포함하고, 관계식 생성 단계에 있어서, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 화소의 위치에 대하여 거의 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

프로그램은, 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해 혼합 비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제2 프로그램은, 컴퓨터에, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계를 실행시키고, 관계식 생성 단계에 있어서, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 한다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

관계식 생성 단계는, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 화소의 위치에 대하여 거의 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

프로그램은, 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 단계는 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

본 발명의 제2 촬상 장치는, 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 촬상된 피사체 화상을, 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터로서 출력하는 촬상 수단과, 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단을 포함하고, 관계식 생성 수단은, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 한다.

관계식 생성 수단은, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

관계식 생성 수단은, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 화소의 위치에 대하여 거의 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식을 생성하도록 할 수 있다.

촬상 장치는, 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 화상 데이터를, 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 마련할 수 있다.

혼합비 검출 수단은 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해 혼합비를 검출하도록 할 수 있다.

화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 화소 데이터인 혼합 화소 데이터가, 주목 프레임 및 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출됨과 함께, 혼합 화소 데이터에 대응하여, 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 배경 오브젝트에 상당하는 화소 데이터인 배경 화소 데이터가, 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출되어, 주목 화소에 대하여, 혼합 화소 데이터와 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식이 생성되고, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비가 검출되어, 관계식의 생성에 있어서, 화소의 위치에 대응하는, 혼합 화소 데이터에 포함되는 전경 오브젝트의 성분 변화가 거의 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 화소의 위치에 대응하는, 주목 프레임으로부터 추출되는 혼합 화소 데이터의 혼합비의 변화가 거의 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성된다.

화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 주목 프레임 내의 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하여, 주목 화소에 대하여, 주목 화소 데이터 및 근방 화소 데이터, 및 주목 화소 데이터 또는 근방 화소 데이터에 대응하는 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식이 생성되고, 관계식에 기초하여, 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비가 검출되고, 관계식의 생성에 있어서, 주목 화소 및 근방 화소에 대응하는 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 복수의 관계식이 생성된다.

이에 의해서, 배경의 화상 및 이동하는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 원리를 설명하는 도면.

도 2는 본 발명을 적용하는 시스템의 구성예를 나타내는 블록도.

도 3은 도 2의 신호 처리부의 구성예를 나타내는 블록도.

도 4는 신호 처리부(12)를 나타내는 블록도.

도 5는 센서에 의한 촬상을 설명하는 도면.

도 6은 화소의 배치를 설명하는 도면.

도 7은 검출 소자의 동작을 설명하는 도면.

도 8A는 움직이고 있는 전경에 대응하는 오브젝트와, 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상하여 얻어지는 화상을 설명하는 도면.

도 8B는 움직이고 있는 전경에 대응하는 오브젝트와, 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상하여 얻어지는 화상에 대응하는 모델을 설명하는 도면.

도 9는 배경 영역, 전경 영역, 혼합 영역, 커버드 백그라운드 영역, 및 언커버드 백그라운드 영역을 설명하는 도면.

도 10은 정지하고 있는 전경에 대응하는 오브젝트 및 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상한 화상에 있어서의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도.

도 11은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 12는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 13은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 14는 전경 영역, 배경 영역, 및 혼합 영역의 화소를 추출한 예를 나타내는 도면.

도 15는 화소와 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델과의 대응을 나타내는 도면.

도 16은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 17은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 18은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 19는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 20은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 21은 움직임 불선명량의 조정 처리를 설명하다 흐름도.

도 22는 영역 특정부(103)의 구성을 나타내는 블록도.

도 23은 전경에 대응하는 오브젝트가 이동하고 있을 때의 화상을 설명하는 도면.

도 24는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 25는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 26은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 27은 영역 판정의 조건을 설명하는 도면.

도 28A는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 나타내는 도면.

도 28B는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 나타내는 도면.

도 28C는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 나타내는 도면.

도 28D는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 나타내는 도면.

도 29는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 나타내는 도면.

도 30은 영역 특정 처리를 설명하는 흐름도.

도 31은 영역 특정부(103)의 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 32는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 33은 배경 화상의 예를 나타내는 도면.

도 34는 2치 오브젝트 화상 추출부(302)의 구성을 나타내는 블록도.

도 35A는 상관값의 산출을 설명하는 도면.

도 35B는 상관값의 산출을 설명하는 도면.

도 36A는 상관값의 산출을 설명하는 도면.

도 36B는 상관값의 산출을 설명하는 도면.

도 37은 2치 오브젝트 화상의 예를 나타내는 도면.

도 38은 시간 변화 검출부(303)의 구성을 나타내는 블록도.

도 39는 영역 판정부(342)의 판정을 설명하는 도면.

도 40은 시간 변화 검출부(303)의 판정 예를 나타내는 도면.

도 41은 영역 판정부(103)의 영역 특정 처리를 설명하는 흐름도.

도 42는 영역 판정의 처리 상세를 설명하는 흐름도.

도 43은 영역 특정부(103)의 또 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 44는 로버스트화부(361)의 구성을 설명하는 블록도.

도 45는 움직임 보상부(381)의 움직임 보상을 설명하는 도면.

도 46은 움직임 보상부(381)의 움직임 보상을 설명하는 도면.

도 47은 영역 특정 처리를 설명하는 흐름도.

도 48은 로버스트화의 처리 상세를 설명하는 흐름도.

도 49는 혼합비 산출부(104)의 구성을 나타내는 블록도.

도 50은 이상적인 혼합비 α의 예를 나타내는 도면.

도 51은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 52는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 53은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 54는 혼합비 α를 근사하는 직선을 설명하는 도면.

도 55는 혼합비 α를 근사하는 평면을 설명하는 도면.

도 56은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 57은 혼합비 α를 산출할 때의 복수 프레임의 화소의 대응을 설명하는 도면.

도 58은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 59는 혼합비 추정 처리부(401)의 구성을 나타내는 블록도.

도 60은 혼합비 산출부(104)의 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 61은 혼합비의 산출 처리를 설명하는 흐름도.

도 62는 추정 혼합비의 연산의 처리를 설명하는 흐름도.

도 63은 혼합비 산출부(104)의 구성을 나타내는 블록도.

도 64는 혼합비 α를 근사하는 직선을 설명하는 도면.

도 65는 혼합비 α를 근사하는 평면을 설명하는 도면.

도 66은 혼합비 α를 산출할 때의 복수 프레임의 화소의 대응을 설명하는 도면.

도 67은 혼합비 α를 산출할 때의 복수 프레임의 화소의 대응을 설명하는 도면.

도 68은 추정 혼합비 처리부(501)의 구성을 나타내는 블록도.

도 69는 혼합비 연산부(522)의 구성을 나타내는 블록도.

도 70은 혼합비의 산출 처리를 설명하는 흐름도.

도 71은 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리를 설명하는 흐름도.

도 72는 전경 배경 분리부(105)의 구성 일례를 나타내는 블록도.

도 73A는 입력 화상, 전경 성분 화상, 및 배경 성분 화상을 나타내는 도면.

도 73B는 입력 화상, 전경 성분 화상, 및 배경 성분 화상에 대응하는 모델을 나타내는 도면.

도 74는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 75는 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 76은 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 77은 분리부(601)의 구성 일례를 나타내는 블록도.

도 78A는 분리된 전경 성분 화상의 예를 나타내는 도면.

도 78B는 분리된 배경 성분 화상의 예를 나타내는 도면.

도 79는 전경과 배경의 분리 처리를 설명하는 흐름도.

도 80은 움직임 불선명 조정부(106)의 구성 일례를 나타내는 블록도.

도 81은 처리 단위를 설명하는 도면.

도 82는 전경 성분 화상의 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 83은 전경 성분 화상의 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 84는 전경 성분 화상의 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 85는 전경 성분 화상의 화소값을 시간 방향으로 전개하여, 셔터 시간에 대응하는 기간을 분할한 모델도.

도 86은 움직임 불선명 조정부(106)의 다른 구성을 나타내는 도면.

도 87은 움직임 불선명 조정부(106)에 의한 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량의 조정 처리를 설명하는 흐름도.

도 88은 움직임 불선명 조정부(106)의 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 89는 화소값과 전경 성분의 것과의 대응을 지정하는 모델의 예를 나타내는 도면.

도 90은 전경 성분의 산출을 설명하는 도면.

도 91은 전경 성분의 산출을 설명하는 도면.

도 92는 전경의 움직임 불선명의 제거 처리를 설명하는 흐름도.

도 93은 신호 처리부(12)의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 94는 합성부(1001)의 구성을 나타내는 도면.

도 95는 신호 처리부(12)의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 96은 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 97은 혼합비 산출부(1101)의 구성을 나타내는 블록도.

도 98은 전경 배경 분리부(1102)의 구성을 나타내는 블록도.

도 99는 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 100은 혼합비 산출부(1101)의 구성을 나타내는 블록도.

도 101은 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 102는 합성부(1201)의 구성을 나타내는 도면.

도 103은 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도.

도 1은 본 발명의 원리를 나타내고 있다. 동도에 도시한 바와 같이, 공간과 시간 축을 갖는 현실 사회(1)의 정보인 제1 신호가 센서(2)에 의해 취득되어, 데이터화된다. 센서(2)가 취득한 데이터(3)인 검출 신호는, 현실 사회(1)의 정보를, 현실 사회보다 낮은 차원의 시공간에 사영하여 얻어진 정보이다. 따라서, 사영하여 얻어진 정보는 사영에 의해 발생하는 왜곡을 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 센서(2)가 출력하는 데이터(3)는 현실 사회(1)의 정보에 대하여 왜곡을 갖고 있다. 또한, 데이터(3)는 사영에 의한 왜곡을 갖고 있지만, 이것을 보정하기 위한 유의 정보를 포함하고 있다.

그래서, 본 발명에서는 센서(2)가 출력한 데이터를 신호 처리부(4)에서 신호 처리함으로써 유의 정보가 추출된다.

이 유의 정보를 이용하여, 센서(2)가 출력한 데이터를 신호 처리부(4)에서 신호 처리함으로써, 그 왜곡이 제거된다든지, 저감된다든지, 또는 조정할 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 신호 처리 장치의 구성 예를 나타내고 있다. 센 서(11)는, 예를 들면, 비디오 카메라로 구성되고, 현실 사회의 화상을 촬상하여, 얻어진 화상 데이터를 신호 처리부(12)에 출력한다. 신호 처리부(12)는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성되고, 센서(11)로부터 입력된 데이터를 처리하여, 사영에 의해 발생하는 왜곡의 량을 조정하거나, 사영에 의해 매립된 유의 정보가 포함되는 영역을 특정하거나, 또한 특정한 영역으로부터 유의 정보를 추출하거나, 추출한 유의 정보에 기초하여, 입력된 데이터를 처리하기도 한다.

여기서 말하는 유의 정보는, 예를 들면 후술하는 혼합비이다.

또, 사영에 의해 매립된 유의 정보가 포함되는 영역을 나타내는 정보도 유의 정보라고 생각할 수 있다. 여기서는, 후술하는 영역 정보가 유의 정보에 상당한다.

여기서 말하는 유의 정보가 포함되는 영역은, 예를 들면, 후술하는 혼합 영역이다. 신호 처리부(12)는, 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 구성된다. CPU(Central processing Unit)(21)는 ROM(Read Only Memory)(22), 또는 기억부(28)에 기억되어 있는 프로그램에 따라서 각종 처리를 실행한다. RAM(Random Access Memory)(23)에는 CPU(21)가 실행하는 프로그램이나 데이터 등이 적절하게 기억된다. 이들 CPU(21), ROM(22), 및 RAM(23)은 버스(24)에 의해 서로 접속되어 있다.

CPU(21)에는 또한 버스(24)를 통해 입출력 인터페이스(25)가 접속되어 있다. 입출력 인터페이스(25)에는 키보드, 마우스, 마이크로폰 등으로 이루어지는 입력부(26), 디스플레이, 스피커 등으로 이루어지는 출력부(27)가 접속되어 있다. CPU(21)는 입력부(26)로부터 입력되는 명령에 대응하여 각종 처리를 실행한다. 그 리고, CPU(21)는 처리의 결과 얻어진 화상이나 음성 등을 출력부(27)로 출력한다.

입출력 인터페이스(25)에 접속되어 있는 기억부(28)는, 예를 들면 하드디스크 등으로 구성되고, CPU(21)가 실행하는 프로그램이나 각종 데이터를 기억한다. 통신부(29)는 인터넷, 그 밖의 네트워크를 통해 외부의 장치와 통신한다. 이 예의 경우, 통신부(29)는 센서의 출력을 취득하는 취득부로서 기능한다.

또한, 통신부(29)를 통해 프로그램을 취득하여 기억부(28)에 기억해도 된다. 입출력 인터페이스(25)에 접속되어 있는 드라이브(30)는, 자기 디스크(51), 광 디스크(52), 광 자기 디스크(53), 혹은 반도체 메모리(54) 등이 장착되었을 때, 이들을 구동하여, 거기에 기록되어 있는 프로그램이나 데이터 등을 취득한다. 취득된 프로그램이나 데이터는 필요에 따라서 기억부(28)에 전송되어 기억된다.

다음에, 센서에 의해 취득된 데이터로부터, 유의 정보가 매립되어 있는 영역을 특정하거나, 매립된 유의 정보를 추출하는 처리를 행하는 신호 처리 장치에 대하여 보다 구체적인 예를 들어 설명한다. 이하의 예에 있어서, CCD 라인 센서 또는 CCD 에리어 센서가 센서에 대응하고, 영역 정보나 혼합비가 유의 정보에 대응하고, 혼합 영역에서, 전경과 배경이 혼합하고 있는 것이나 움직임 불선명이 왜곡에 대응한다.

도 4는 신호 처리부(12)를 나타내는 블록도이다.

또, 신호 처리부(12)의 각 기능을 하드웨어로 실현하거나, 소프트웨어로 실현하거나 하는 것은 상관없다. 즉, 본 명세서의 각 블록도는 하드웨어의 블록도라고 생각해도 되고, 소프트웨어에 의한 기능 블록도라고 생각해도 된다.

여기서, 움직임 불선명이란, 촬상의 대상이 되는, 현실 세계에서의 오브젝트의 움직임과, 센서(11)의 촬상 특성에 의해 생기는, 움직이고 있는 오브젝트에 대응하는 화상에 포함되어 있는 왜곡을 말한다.

본 명세서에서는 촬상의 대상이 되는, 현실 세계에서의 오브젝트에 대응하는 화상을, 화상 오브젝트라고 칭한다.

신호 처리부(12)에 공급된 입력 화상은 오브젝트 추출부(101), 영역 특정부(103), 혼합비 산출부(104), 및 전경 배경 분리부(105)에 공급된다.

오브젝트 추출부(101)는 입력 화상에 포함되는 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 대략 추출하여, 추출한 화상 오브젝트를 움직임 검출부(102)에 공급한다. 오브젝트 추출부(101)는 예를 들면, 입력 화상에 포함되는 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트의 윤곽을 검출함으로써, 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 대략 추출한다.

오브젝트 추출부(101)는 입력 화상에 포함되는 배경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 대략 추출하여, 추출한 화상 오브젝트를 움직임 검출부(102)에 공급한다. 오브젝트 추출부(101)는 예를 들면, 입력 화상과, 추출된 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트와의 차로부터, 배경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 대략 추출한다.

또한 예를 들면, 오브젝트 추출부(101)는, 내부에 설치되어 있는 배경 메모리에 기억되어 있는 배경 화상과, 입력 화상과의 차로부터, 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트, 및 배경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 대략 추출하도 록 해도 된다.

움직임 검출부(102)는 예를 들면, 블록 매칭법, 경사법, 위상 상관법, 및 펠 리커시브 등의 방법에 의해, 대략 추출된 전경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트의 움직임 벡터를 산출하고, 산출한 움직임 벡터 및 움직임 벡터의 위치 정보(움직임 벡터에 대응하는 화소의 위치를 특정하는 정보)를 영역 특정부(103), 혼합비 산출부(104), 및 움직임 불선명 추출부(106)에 공급한다.

움직임 검출부(102)가 출력하는 움직임 벡터에는, 움직임량 v에 대응하는 정보가 포함되어 있다.

또한 예를 들면, 움직임 검출부(102)는, 화상 오브젝트에 화소를 특정하는 화소 위치 정보와 함께, 화상 오브젝트마다의 움직임 벡터를 움직임 불선명 조정부(106)에 출력하도록 해도 된다.

움직임량 v는 움직이고 있는 오브젝트에 대응하는 화상의 위치 변화를 화소 간격을 단위로 하여 나타내는 값이다. 예를 들면, 전경에 대응하는 오브젝트의 화상이, 어떤 프레임을 기준으로 하여 다음 프레임에서 4화소 떨어진 위치에 표시되도록 이동하고 있을 때, 전경에 대응하는 오브젝트의 화상의 움직임량 v는 4가 된다.

또, 오브젝트 추출부(101) 및 움직임 검출부(102)는, 움직이고 있는 오브젝트에 대응한 움직임 불선명량의 조정을 행하는 경우에 필요하다.

영역 특정부(103)는 입력된 화상의 화소 각각을, 전경 영역, 배경 영역, 또는 혼합 영역 중 어느 하나로 특정하고, 화소마다 전경 영역, 배경 영역, 또는 혼 합 영역 중 어느 하나에 속하는지를 나타내는 정보(이하, 영역 정보라고 함)를 혼합비 산출부(104), 전경 배경 분리부(105), 및 움직임 불선명 조정부(106)에 공급한다.

혼합비 산출부(104)는 입력 화상, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보에 기초하여, 혼합 영역(63)에 포함되는 화소에 대응하는 혼합비(이하, 혼합비 α라고 함)를 산출하고, 산출한 혼합비를 전경 배경 분리부(105)에 공급한다.

혼합비 α는 후술하는 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 화소값에 있어서의, 배경 오브젝트에 대응하는 화상 성분(이하, 배경 성분이라고도 함)의 비율을 나타내는 값이다.

전경 배경 분리부(105)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보 및 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 혼합비 α에 기초하여, 전경 오브젝트에 대응하는 화상의 성분(이하, 전경 성분이라고도 함)만으로 이루어지는 전경 성분 화상과, 배경 성분만으로 이루어지는 배경 성분 화상으로 입력 화상을 분리하여, 전경 성분 화상을 움직임 불선명 조정부(106) 및 선택부(식 107에 공급한다. 또, 분리된 전경 성분 화상을 최종적인 출력으로 하는 것도 고려된다. 종래의 혼합 영역을 고려하지 않고 전경과 배경만을 특정하여 분리하고 있던 방식에 비하여 정확한 전경과 배경을 얻을 수 있다.

움직임 불선명 조정부(106)는 움직임 벡터로부터 알 수 있는 움직임량 v 및 영역 정보에 기초하여, 전경 성분 화상에 포함되는 1이상의 화소를 나타내는 처리 단위를 결정한다. 처리 단위는 움직임 불선명량의 조정 처리 대상이 되는 1군의 화소를 지정하는 데이터이다.

움직임 불선명 조정부(106)는 신호 처리 장치에 입력된 움직임 불선명 조정량, 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상, 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보, 및 처리 단위에 기초하여, 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명을 제거하는, 움직임 불선명량을 감소시키는, 또는 움직임 불선명량을 증가시키는 등 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하여, 움직임 불선명량을 조정한 전경 성분 화상을 선택부(107)에 출력한다. 움직임 벡터와 그 위치 정보는 사용하지 않는 경우도 있다.

선택부(107)는 예를 들면 사용자의 선택에 대응한 선택 신호에 기초하여, 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상, 및 움직임 불선명 조정부(106)로부터 공급된 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상 중 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 전경 성분 화상을 출력한다.

다음에, 도 5 내지 도 20을 참조하여, 신호 처리부(12)에 공급되는 입력 화상에 대하여 설명한다.

도 5는 센서에 의한 촬상을 설명하는 도면이다. 센서(11)는 예를 들면, 고체 촬상 소자인 CCD(Charge-Coupled Device) 에리어 센서를 구비한 CCD 비디오 카메라 등으로 구성된다. 현실 세계에서의, 전경에 대응하는 오브젝트(111)는, 현실 세계에서의, 배경에 대응하는 오브젝트(112)와, 센서 사이를, 예를 들면 도면 중의 좌측에서 우측으로 수평으로 이동한다.

센서(11)는 전경에 대응하는 오브젝트(111)를 배경에 대응하는 오브젝트(112)와 함께 촬상한다. 센서(11)는 촬상한 화상을 1프레임 단위로 출력한다. 예를 들면, 센서(11)는 1초 사이에 30 프레임으로 이루어지는 화상을 출력한다. 센서(11)의 노광 시간은 1/30초로 할 수 있다. 노광 시간은 센서(11)가 입력된 광을 전하로의 변환을 개시하고 나서, 입력된 광을 전하로의 변환을 종료하기까지의 기간이다. 이하, 노광 시간을 셔터 시간이라고도 한다.

도 6은 화소의 배치를 설명하는 도면이다. 도 6에 있어서, A 내지 I는 개개의 화소를 나타낸다. 화소는 화상에 대응하는 평면 상에 배치되어 있다. 하나의 화소에 대응하는 하나의 검출 소자는 센서(11) 상에 배치되어 있다. 센서(11)가 화상을 촬상할 때, 하나의 검출 소자는 화상을 구성하는 하나의 화소에 대응하는 화소값을 출력한다. 예를 들면, 검출 소자의 X방향의 위치는 화상 상의 가로 방향의 위치에 대응하고, 검출 소자의 Y방향의 위치는 화상 상의 세로 방향의 위치에 대응한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들면, CCD인 검출 소자는 셔터 시간에 대응하는 기간, 입력된 광을 전하로 변환하여, 변환된 전하를 축적한다. 전하량은 입력된 광의 세기와, 광이 입력되어 있는 시간에 거의 비례한다. 검출 소자는 셔터 시간에 대응하는 기간에 있어서, 입력된 광으로부터 변환된 전하를 이미 축적되어 있는 전하에 부가해 간다. 즉, 검출 소자는 셔터 시간에 대응하는 기간, 입력되는 광을 적분하여, 적분된 광에 대응하는 량의 전하를 축적한다. 검출 소자는 시간에 대하여 적분 효과가 있다고도 할 수 있다.

검출 소자에 축적된 전하는 도시하지 않은 회로에 의해 전압값으로 변환되 고, 전압값은 다시 디지털 데이터 등의 화소값으로 변환되어 출력된다. 따라서, 센서(11)로부터 출력되는 개개의 화소값은, 전경 또는 배경에 대응하는 오브젝트의 공간적으로 확대를 갖는 어떤 부분을 셔터 시간에 대하여 적분한 결과인, 1차원의 공간에 사영된 값을 갖는다.

신호 처리부(12)는 이러한 센서(11)의 축적 동작에 의해, 출력 신호에 매립되어 버린 유의 정보, 예를 들면, 혼합비 α를 추출한다. 신호 처리부(12)는 전경의 화상 오브젝트 자신이 혼합됨으로써 생기는 왜곡량, 예를 들면 움직임 불선명량 등을 조정한다. 또한, 신호 처리부(12)는 전경의 화상 오브젝트와 배경 화상 오브젝트가 혼합됨으로써 생기는 왜곡량을 조정한다.

도 8A는 움직임을 수반하는 전경에 대응하는 오브젝트와, 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상하여 얻어지는 화상을 나타내고 있다. 도 8A에 나타내는 예에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트는 화면에 대하여 수평으로 좌측에서 우측으로 움직이고 있다.

도 8B는 도 8A에 나타내는 화상의 1라인에 대응하는 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 도 8B의 가로 방향은 도 8A의 공간 방향 X에 대응하고 있다.

배경 영역의 화소는 배경 성분, 즉 배경 오브젝트에 대응하는 화상의 성분만으로 그 화소값이 구성되어 있다. 전경 영역의 화소는 전경 성분, 즉 전경 오브젝트에 대응하는 화상의 성분만으로 그 화소값이 구성되어 있다.

혼합 영역의 화소는 배경 성분 및 전경 성분으로 그 화소값이 구성되어 있다. 혼합 영역은 배경 성분 및 전경 성분으로 그 화소값이 구성되어 있기 때문에, 왜곡 영역이라고도 할 수 있다. 혼합 영역은 또한, 커버드 백그라운드 영역 및 언커버드 백그라운드 영역으로 분류된다.

커버드 백그라운드 영역은 전경 영역에 대하여 전경 오브젝트의 진행 방향 전단부에 대응하는 위치의 혼합 영역으로, 시간의 경과에 대응하여 배경 성분이 전경에 덮여 가려지는 영역을 말한다.

이에 대하여, 언커버드 백그라운드 영역은 전경 영역에 대하여 전경 오브젝트의 진행 방향 후단부에 대응하는 위치의 혼합 영역으로, 시간의 경과에 대응하여 배경 성분이 나타나는 영역을 말한다.

이와 같이, 전경 영역, 배경 영역, 또는 커버드 백그라운드 영역 혹은 언커버드 백그라운드 영역을 포함하는 화상이, 영역 특정부(103), 혼합비 산출부(104), 및 전경 배경 분리부(105)에 입력 화상으로서 입력된다.

도 9는 이상과 같은, 배경 영역, 전경 영역, 혼합 영역, 커버드 백그라운드 영역, 및 언커버드 백그라운드 영역을 설명하는 도면이다. 도 8A에 도시하는 화상에 대응하는 경우, 배경 영역은 정지 부분이고, 전경 영역은 움직임 부분이고, 혼합 영역의 커버드 백그라운드 영역은 배경에서 전경으로 변화하는 부분이고, 혼합 영역의 언커버드 백그라운드 영역은 전경에서 배경으로 변화하는 부분이다.

도 10은 정지하고 있는 전경에 대응하는 오브젝트 및 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상한 화상에서의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 예를 들면, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 화면의 1라인 상에 배열되어 있는 화소를 선택할 수 있다.

도 10에 나타내는 F01 내지 F04의 화소값은 정지하고 있는 전경 오브젝트에 대응하는 화소의 화소값이다. 도 10에 나타내는 B01 내지 B04의 화소값은 정지하고 있는 배경 오브젝트에 대응하는 화소의 화소값이다.

도 10에서의 세로 방향은 도면 중의 위에서 아래를 향하여 시간이 경과한다. 도 10 중의 직사각형 상변의 위치는 센서(11)가 입력된 광을 전하로의 변환을 개시하는 시각에 대응하고, 도 10 중의 직사각형 하변의 위치는 센서(11)가 입력된 광을 전하로의 변환을 종료하는 시각에 대응한다. 즉, 도 10 중의 직사각형 상변에서 하변까지의 거리는 셔터 시간에 대응한다.

이하에 있어서, 셔터 시간과 프레임 간격이 동일한 경우를 예로 설명한다.

도 10에서의 가로 방향은 도 8A에서 설명한 공간 방향 X에 대응한다. 보다 구체적으로는, 도 10에 나타내는 예에 있어서, 도 10 중의 "F01"이라고 기재된 직사각형의 좌변으로부터 "B04"라고 기재된 직사각형의 우변까지의 거리는 화소 피치의 8배, 즉 연속하고 있는 8개의 화소 간격에 대응한다.

전경 오브젝트 및 배경 오브젝트가 정지하고 있는 경우, 셔터 시간에 대응하는 기간에 있어서 센서(11)에 입력되는 광은 변화하지 않는다.

여기서, 셔터 시간에 대응하는 기간을 두 개 이상의 동일한 길이의 기간으로 분할한다. 예를 들면, 가상 분할 수를 4로 하면, 도 10에 나타내는 모델도는 도 11에 나타내는 모델로서 나타낼 수 있다. 가상 분할 수는 전경에 대응하는 오브젝트의 셔터 시간 내에서의 움직임량 v 등에 대응하여 설정된다. 예를 들면, 4인 움직임량 v에 대응하여, 가상 분할 수는 4가 되고, 셔터 시간에 대응하는 기간은 4개 로 분할된다.

도면 중의 가장 상행은 셔터가 개방되어 최초 분할된 기간에 대응한다. 도면 중 위에서 2번째 행은 셔터가 개방되어 2번째 분할된 기간에 대응한다. 도면 중 위에서 3번째 행은 셔터가 개방되어 3번째 분할된 기간에 대응한다. 도면 중 위에서 4번째 행은 셔터가 개방되어 4번째의 분할된 기간에 대응한다.

이하, 움직임량 v에 대응하여 분할된 셔터 시간을 셔터 시간 /v라고도 부른다.

전경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있을 때, 센서(11)에 입력되는 광은 변화하지 않기 때문에, 전경 성분 F01/v는, 화소값 F01을 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하다. 마찬가지로, 전경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있을 때, 전경 성분 F02/v는 화소값 F02를 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하고, 전경 성분 F03/v는 화소값 F03을 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하고, 전경 성분 F04/v는 화소값 F04를 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있을 때, 센서(11)에 입력되는 광은 변화하지 않기 때문에, 배경 성분 B01/v는 화소값 B01을 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하다. 마찬가지로, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있을 때, 배경 성분 B02/v는 화소값 B02를 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하고, B03/v는 화소값 B03을 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하고, B04/v는 화소값 B04를 가상 분할 수로 나눈 값과 동일하다.

즉, 전경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우, 셔터 시간에 대응하는 기간에 있어서, 센서(11)에 입력되는 전경 오브젝트에 대응하는 광이 변화하지 않기 때문에, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분 F01/v와, 셔터가 개방되어 2번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분 F01/v와, 셔터가 개방되어 3번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분 F01/v와, 셔터가 개방되어 4번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분 F01/v는, 동일한 값이 된다. F02/v 내지 F04/v도 F01/v와 마찬가지의 관계를 갖는다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우, 셔터 시간에 대응하는 기간에 있어서, 센서(11)에 입력되는 배경 오브젝트에 대응하는 광은 변화하지 않기 때문에, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분 B01/v와, 셔터가 개방되어 2번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분 B01/v와, 셔터가 개방되어 3번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분 B01/v와, 셔터가 개방되어 4번째의, 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분 B01/v는, 동일한 값이 된다. B02/v 내지 B04/v도 마찬가지의 관계를 갖는다.

다음에, 전경에 대응하는 오브젝트가 이동하고, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우에 대해 설명한다.

도 12는 전경에 대응하는 오브젝트가 도면 중의 우측을 향하여 이동하는 경우의, 커버드 백그라운드 영역을 포함하는, 1라인 상의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 도 12에 있어서, 전경의 움직임량 v는 4이다. 1프레임은 짧은 시간이기 때문에, 전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동하고 있다고 가정할 수 있다. 도 12에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트의 화상은, 어떤 프레임을 기준으로 하여 다음 프레임에서 4화소분 우측에 표시되도록 이동한다.

도 12에 있어서, 가장 좌측 화소 내지 좌측에서 4번째 화소는 전경 영역에 속한다. 도 12에 있어서, 좌측에서 5번째 내지 좌측에서 7번째 화소는 커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다. 도 12에 있어서, 가장 우측 화소는 배경 영역에 속한다.

전경에 대응하는 오브젝트가 시간의 경과와 함께 배경에 대응하는 오브젝트를 덮어 숨기듯이 이동하고 있기 때문에, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값에 포함되는 성분은, 셔터 시간에 대응하는 기간의 어느 시점에서, 배경 성분에서 전경 성분으로 바뀐다.

예를 들면, 도 12 중에 굵은 선 테두리를 한 화소값 M은 수학식 1로 표현된다.

예를 들면, 좌측에서 5번째 화소는 1개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 3개의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 5번째 화소의 혼합비 α는 1/4이다. 좌측에서 6번째 화소는 2개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 2개의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 6번째 화소의 혼합비 α는 1/2이다. 좌측에서 7번째 화소는 3개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 1개의 셔터 시 간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 7번째 화소의 혼합비 α는 3/4이다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 등속으로 이동한다고 가정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 도 12에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분 F07/v는, 도 12에서의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, 전경 성분 F07/v는, 도 12에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 도 12에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 각각 동일하다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 등속으로 이동한다고 가정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 도 12에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분 F06/v는, 도 12에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, 전경 성분 F06/v는, 도 12에서의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 도 12에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 각각 동일하다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 등속으로 이동한다고 가정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 도 12에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분 F05/v는, 도 12에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v 것에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, 전경 성분 F05/v는, 도 12에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방하여 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 도 12 중의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 각각 동일하다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 등속으로 이동한다고 가정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 도 12에서의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분 F04/v는, 도 12에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, 전경 성분 F04/v 는, 도 12에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 도 12에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 각각 동일하다.

움직이고 있는 오브젝트에 대응하는 전경의 영역은 이와 같이 움직임 불선명을 포함하기 때문에, 왜곡 영역이라고도 말할 수 있다.

도 13은 전경이 도면 중의 우측을 향하여 이동하는 경우의, 언커버드 백그라운드 영역을 포함하는, 1라인 상의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 도 13에 있어서, 전경의 움직임량 v는 4이다. 1프레임은 짧은 시간이기 때문에, 전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동하고 있다고 가정할 수 있다. 도 13에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트의 화상은 어떤 프레임을 기준으로 하여 다음 프레임에서 4화소분 우측으로 이동한다.

도 13에 있어서, 가장 좌측 화소 내지 좌측에서 4번째 화소는 배경 영역에 속한다. 도 13에 있어서, 좌측에서 5번째 내지 좌측에서 7번째 화소는 언커버드 백그라운드인 혼합 영역에 속한다. 도 13에 있어서, 가장 우측 화소는 전경 영역에 속한다.

배경에 대응하는 오브젝트를 덮고 있는 전경에 대응하는 오브젝트가 시간의 경과와 함께 배경에 대응하는 오브젝트의 전으로부터 제거되도록 이동하고 있기 때문에, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값에 포함되는 성분은, 셔터 시간에 대응하는 기간의 어느 시점에서, 전경 성분에서 배경 성분으로 바뀐다.

예를 들면, 도 13 중에 굵은 선 테두리를 한 화소값 M'는 수학식 2로 표현된다.

예를 들면, 좌측에서 5번째 화소는 3개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 1개의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 5번째 화소의 혼합비 α는 3/4이다. 좌측에서 6번째 화소는 2개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 2개의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 6번째 화소의 혼합비 α는 1/2이다. 좌측에서 7번째 화소는 1개의 셔터 시간 /v에 대응하는 배경 성분을 포함하고, 3개의 셔터 시 간 /v에 대응하는 전경 성분을 포함하기 때문에, 좌측에서 7번째 화소의 혼합비 α는 1/4이다.

수학식 1및 수학식 2를 보다 일반화하면, 화소값 M은 수학식 3으로 표현된다.

여기서, α는 혼합비이다. B는 배경의 화소값이고, Fi/v는 전경 성분이다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 움직인다고 가정할 수 있고, 또한 움직임량 v가 4이기 때문에, 예를 들면, 도 13에서의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분 F01/v는, 도 13에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, F01/v는, 도 13에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 도 13에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과, 각각 동일하다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 움직인다고 가정할 수 있고, 또한 가상 분할 수가 4이기 때문에, 예를 들면, 도 13에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분 F02/v는, 도 13에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다. 마찬가지로, 전경 성분 F02/v는, 도 13에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 움직인다고 가정할 수 있고, 또한 움직임량 v가 4이기 때문에, 예를 들면, 도 13에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분 F03/v는, 도 13에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분과 동일하다.

도 11 내지 도 13의 설명에 있어서, 가상 분할 수는 4인 것으로 설명하였지만, 가상 분할 수는 움직임량 v에 대응한다. 움직임량 v는 일반적으로 전경에 대응하는 오브젝트의 이동 속도에 대응한다. 예를 들면, 전경에 대응하는 오브젝트가 어떤 프레임을 기준으로 하여 다음 프레임에서 4화소분 우측에 표시되도록 이동하고 있을 때, 움직임량 v는 4가 된다. 움직임량 v에 대응하여 가상 분할 수는 4가 된다. 마찬가지로, 예를 들면, 전경에 대응하는 오브젝트가 어떤 프레임을 기준으로 하여 다음 프레임에서 6 화소분 좌측에 표시되도록 이동하고 있을 때, 움직임량 v는 6이 되고, 가상 분할 수는 6이 된다.

도 14 및 도 15에, 이상에서 설명한, 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역 혹은 언커버드 백그라운드 영역으로 이루어지는 혼합 영역과, 분할된 셔터 시간에 대응하는 전경 성분 및 배경 성분과의 관계를 나타낸다.

도 14는 정지하고 있는 배경의 앞을 이동하고 있는 오브젝트에 대응하는 전경을 포함하는 화상으로부터, 전경 영역, 배경 영역, 및 혼합 영역의 화소를 추출 한 예를 나타낸다. 도 14에 나타내는 예에 있어서, A로 나타내는 전경에 대응하는 오브젝트는, 화면에 대하여 수평으로 이동하고 있다.

프레임 #n+1은 프레임 #n의 다음 프레임이고, 프레임 #n+2는 프레임 #n+1의 다음 프레임이다.

프레임 #n 내지 프레임 #n+2 중 어느 하나로부터 추출한, 전경 영역, 배경 영역, 및 혼합 영역의 화소를 추출하고, 움직임량 v를 4로 하여, 추출된 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델을 도 15에 도시한다.

전경 영역의 화소값은 전경에 대응하는 오브젝트가 이동하기 때문에, 셔터 시간 /v의 기간에 대응하는, 4개의 다른 전경 성분으로 구성된다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 전경 영역의 화소 중 가장 좌측에 위치하는 화소는, F01/v, F02/v, F03/v, 및 F04/v로 구성된다. 즉, 전경 영역의 화소는 움직임 불선명을 포함하고 있다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 셔터 시간에 대응하는 기간에 있어서, 센서(11)에 입력되는 배경에 대응하는 광은 변화하지 않는다. 이 경우, 배경 영역의 화소값은 움직임 불선명을 포함하지 않는다.

커버드 백그라운드 영역 혹은 언커버드 백그라운드 영역으로 이루어지는 혼합 영역에 속하는 화소의 화소값은, 전경 성분과 배경 성분으로 구성된다.

다음에, 오브젝트에 대응하는 화상이 움직이고 있을 때, 복수의 프레임에 있어서의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 프레임 상에서 동일한 위치의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델에 대하여 설명한다. 예를 들면, 오브젝 트에 대응하는 화상이 화면에 대하여 수평으로 움직이고 있을 때, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 화면의 1라인 상에 배열되어 있는 화소를 선택할 수 있다.

도 16은 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트를 촬상한 화상의 3개의 프레임의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 프레임 상에서 동일한 위치의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 프레임 #n은 프레임 #n-1의 다음 프레임이고, 프레임 #n+1은 프레임 #n의 다음 프레임이다. 다른 프레임도 마찬가지로 칭한다.

도 16에 나타내는 B01 내지 B12의 화소값은 정지하고 있는 배경 오브젝트에 대응하는 화소의 화소값이다. 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 프레임 #n-1 내지 프레임 n+1에 있어서, 대응하는 화소의 화소값은 변화하지 않는다. 예를 들면, 프레임 #n-1에서의 B05의 화소값을 갖는 화소의 위치에 대응하는, 프레임 #n에서의 화소, 및 프레임 #n+1에서의 화소는, 각각 B05의 화소값을 갖는다.

도 17은 정지하고 있는 배경에 대응하는 오브젝트와 함께 도면 중의 우측으로 이동하는 전경에 대응하는 오브젝트를 촬상한 화상의 3개의 프레임의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 프레임 상에서 동일한 위치의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 도 17에 나타내는 모델은 커버드 백그라운드 영역을 포함한다.

도 17에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동한다 고 가정할 수 있고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 이동하기 때문에, 전경의 움직임량 v는 4이고, 가상 분할 수는 4이다.

예를 들면, 도 17 중의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F12/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 17에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F11/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F11/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F11/v로 된다.

도 17에서의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F10/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F10/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F09/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 17에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B01/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 및 2번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B02/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 내지 3번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B03/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n-1에 있어서, 가장 좌측 화소는 전경 영역에 속하고, 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소는 커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다.

도 17에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 5번째 화소 내지 12번째 화소는 배경 영역에 속하고, 그 화소값은 각각 B04 내지 B11이 된다.

도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 1번째 화소 내지 5번째 화소는 전경 영역에 속한다. 프레임 #n의 전경 영역에서의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F05/v 내지 F12/v 중 어느 하나이다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동한다고 가정할 수 있고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 이동하기 때문에, 도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F12/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 17에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F11/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F11/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F11/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F10/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F10/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F09/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B05/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 및 2번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B06/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 내지 3번째의, 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B07/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n에서, 좌측에서 6번째 내지 8번째 화소는 커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다.

도 17에서의 프레임 #n의 좌측에서 9번째 화소 내지 12번째 화소는 배경 영역에 속하고, 화소값은 각각 B08 내지 B11이 된다.

도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 1번째 화소 내지 9번째 화소는 전경 영 역에 속한다. 프레임 #n+1의 전경 영역에서의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F01/v 내지 F12/v 중 어느 하나이다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동한다고 가정할 수 있고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 이동하기 때문에, 도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F12/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 17에서의 좌측에서 12번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F12/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 기간의 전경 성분은 F11/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F11/v가 된다. 도 17에서의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F11/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F10/v가 되고, 도 17에서의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F10/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F09/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 17 중의 프레임 #n+1의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B09/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 및 2번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B10/v가 된다. 도 17에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 12번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초 내지 3번째의, 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B11/v가 된다.

도 17에서의 프레임 #n+1에서, 좌측에서 10번째 내지 12번째 화소는 커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 대응한다.

도 18은 도 17에 나타내는 화소값으로부터 전경 성분을 추출한 화상의 모델도이다.

도 19는 정지하고 있는 배경과 함께 도면 중의 우측으로 이동하는 오브젝트에 대응하는 전경을 촬상한 화상의 3개의 프레임의, 인접하여 1열로 배열되어 있는 화소로서, 프레임 상에서 동일한 위치의 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도이다. 도 19에 있어서, 언커버드 백그라운드 영역이 포함되어 있다.

도 19에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트는 강체이고, 또한 등속으로 이동하고 있다고 가정할 수 있다. 전경에 대응하는 오브젝트가 다음 프레임에서 4화소분 우측에 표시되도록 이동하고 있기 때문에, 움직임량 v는 4이다.

예를 들면, 도 19에서의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F13/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 19에서의 좌측에서 4번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F14/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F14/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F15/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 19에서의 프레임 #n-1의 가장 좌측 화소의, 셔터가 개방되어 2번째 내지 4번째의, 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B25/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 2번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째 및 4번째의, 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B26/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 3번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B27/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n-1에 있어서, 가장 좌측 화소 내지 3번째 화소는, 언커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다.

도 19에서의 프레임 #n-1의 좌측에서 4번째 화소 내지 12번째 화소는 전경 영역에 속한다. 프레임의 전경 성분은 F13/v 내지 F24/v 중 어느 하나이다.

도 19에서의 프레임 #n의 가장 좌측 화소 내지 좌측에서 4번째 화소는 배경 영역에 속하고, 화소값은 각각 B25 내지 B28이 된다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동한다고 가정할 수 있고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 이동하기 때문에, 도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F13/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 19에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F14/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F14/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 8번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F15/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 5번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째 내지 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B29/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 6번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째 및 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B30/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 7번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B31/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n에 있어서, 좌측에서 5번째 화소 내지 7번째 화소는 언커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다.

도 19에서의 프레임 #n의 좌측에서 8번째 화소 내지 12번째 화소는 전경 영역에 속한다. 프레임 #n의 전경 영역에서의, 셔터 시간 /v의 기간에 대응하는 값은 F13/v 내지 F20/v 중 어느 하나이다.

도 19에서의 프레임 #n+1의 가장 좌측 화소 내지 좌측에서 8번째 화소는 배경 영역에 속하고, 화소값은 각각 B25 내지 B32가 된다.

전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동한다고 가정할 수 있고, 전경의 화상이 다음 프레임에서 4화소 우측에 표시되도록 이동하기 때문에, 도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F13/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분, 및 도 19에서의 좌측에서 12번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F14/v가 되고, 도 19에서의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째의 셔터 시간 /v의 전경 성분도 F14/v가 된다. 도 19에서의 좌측에서 12번째 화소의, 셔터가 개방되어 최초의 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F15/v가 된다.

배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 9번째 화소의, 셔터가 개방되어 2번째 내지 4번째의, 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B33/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 10번째 화소의, 셔터가 개방되어 3번째 및 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B34/v가 된다. 도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 11번째 화소의, 셔터가 개방되어 4번째의 셔터 시간 /v의 배경 성분은 B35/v가 된다.

도 19에서의 프레임 #n+1에서, 좌측에서 9번째 화소 내지 11번째 화소는 언커버드 백그라운드 영역인 혼합 영역에 속한다.

도 19에서의 프레임 #n+1의 좌측에서 12번째 화소는 전경 영역에 속한다. 프레임 #n+1의 전경 영역에서의, 셔터 시간 /v의 전경 성분은 F13/v 내지 F16/v 중 어느 하나이다.

도 20은 도 19에 나타내는 화소값으로부터 전경 성분을 추출한 화상의 모델도이다.

도 4로 되돌아가, 영역 특정부(103)는 복수의 프레임 화소값을 이용하여, 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 플래그를 화소마다 대응시켜, 영역 정보로서 혼합비 산출부(104) 및 움직임 불선명 조정부(106)에 공급한다.

혼합비 산출부(104)는 복수의 프레임 화소값 및 영역 정보에 기초하여, 혼합 영역에 포함되는 화소에 대하여 화소마다 혼합비 α를 산출하고, 산출한 혼합비 α를 전경 배경 분리부(105)에 공급한다.

전경 배경 분리부(105)는 복수의 프레임 화소값, 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여, 전경 성분만으로 이루어지는 전경 성분 화상을 추출하여 움직임 불선명 조정부(106)에 공급한다.

움직임 불선명 조정부(106)는 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상, 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보에 기초하여, 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하고, 움직임 불선명량을 조정한 전경 성분 화상을 출력한다.

도 21의 흐름도를 참조하여, 신호 처리 장치에 의한 움직임 불선명량의 조정 처리를 설명한다. 단계 S11에 있어서, 영역 특정부(103)는 입력 화상을 기초로, 입력 화상의 화소마다 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역 중 어느 것에 속하는지를 나타내는 영역 정보를 생성하는 영역 특정 처리를 실행한다. 영역 특정 처리의 상세는 후술한다. 영역 특정부(103)는 생성한 영역 정보를 혼합비 산출부(104)에 공급한다.

또, 단계 S11에 있어서, 영역 특정부(103)는 입력 화상을 기초로, 입력 화상의 화소마다 전경 영역, 배경 영역, 또는 혼합 영역(커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역의 구별을 하지 않음)의 어느 것에 속하는지를 나타내는 영역 정보를 생성하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서, 전경 배경 분리부(105) 및 움직임 불선명 조정부(106)는, 움직임 벡터의 방향을 기초로 혼합 영역이 커버드 백그라운드 영역인지 또는 언커버드 백그라운드 영역인지를 판정한다. 예를 들면, 움직임 벡터의 방향에 대응하여, 전경 영역, 혼합 영역, 및 배경 영역으로 순차로 배열되어 있을 때, 그 혼합 영역은 커버드 백그라운드 영역이라고 판정되고, 움직 임 벡터의 방향에 대응하여, 배경 영역, 혼합 영역, 및 전경 영역으로 순차로 배열되어 있을 때, 그 혼합 영역은 언커버드 백그라운드 영역이라고 판정된다.

단계 S12에 있어서, 혼합비 산출부(104)는 입력 화상 및 영역 정보에 기초하여, 혼합 영역에 포함되는 화소마다 혼합비 α를 산출한다. 혼합비 산출 처리의 상세는 후술한다. 혼합비 산출부(104)는 산출한 혼합비 α를 전경 배경 분리부(105)에 공급한다.

단계 S13에 있어서, 전경 배경 분리부(105)는 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여 입력 화상으로부터 전경 성분을 추출하여, 전경 성분 화상으로서 움직임 불선명 조정부(106)에 공급한다.

단계 S14에 있어서, 움직임 불선명 조정부(106)는 움직임 벡터 및 영역 정보에 기초하여, 움직임 방향으로 나란히 배열되는 연속한 화소로서, 언커버드 백그라운드 영역, 전경 영역, 및 커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는 것의 화상 상의 위치를 나타내는 처리 단위를 생성하고, 처리 단위에 대응하는 전경 성분에 포함되는 움직임 불선명량을 조정한다. 움직임 불선명량의 조정 처리에 대한 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

단계 S15에 있어서, 신호 처리 장치는 화면 전체에 대하여 처리를 종료하였는지 여부를 판정하여, 화면 전체에 대하여 처리를 종료되지 않았다고 판정된 경우, 단계 S14로 진행하여, 처리 단위에 대응하는 전경 성분을 대상으로 한 움직임 불선명량의 조정 처리를 반복한다.

단계 S15에 있어서, 화면 전체에 대하여 처리를 종료하였다고 판정된 경우, 처리는 종료한다.

이와 같이, 신호 처리 장치는 전경과 배경을 분리하여 전경에 포함되는 움직임 불선명량을 조정할 수 있다. 즉, 신호 처리 장치는 전경 화소의 화소값인 샘플 데이터에 포함되는 움직임 불선명량을 조정할 수 있다.

이하, 영역 특정부(103), 혼합비 산출부(104), 전경 배경 분리부(105), 및 움직임 불선명 조정부(106)의 각 구성에 대하여 설명한다.

도 22는 영역 특정부(103)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 22에 구성을 나타내는 영역 특정부(103)는 움직임 벡터를 이용하지 않는다. 프레임 메모리(201)는 입력된 화상을 프레임 단위로 기억한다. 프레임 메모리(201)는 처리의 대상이 프레임 #n일 때, 프레임 #n의 2개 앞의 프레임인 프레임 #n-2, 프레임 #n의 하나 앞의 프레임인 프레임 #n-1, 프레임 #n, 프레임 #n의 하나 뒤의 프레임인 프레임 #n+1, 및 프레임 #n의 2개 뒤의 프레임인 프레임 #n+2를 기억한다.

정동(靜動) 판정부(202-1)는 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+2의 화소의 화소값, 및 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소의 화소값을 프레임 메모리(201)로부터 판독하여, 판독한 화소값의 차의 절대값을 산출한다. 정동 판정부(202-1)는 프레임 #n+2의 화소값과 프레임 #n+1의 화소값과의 차의 절대값이 사전에 설정한 임계값 Th보다 큰지 여부를 판정하여, 차의 절대값이 임계값 Th보다 크다고 판정된 경우, 움직임을 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-1)에 공급한다. 프레임 #n+2의 화소의 화소값과 프레임 #n+1의 화소의 화소값과의 차의 절대값이 임계값 Th 이하라고 판정된 경우, 정동 판정부(202-1)는 정지를 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-1)에 공급한다.

정동 판정부(202-2)는, 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소의 화소값, 및 프레임 #n의 대상이 되는 화소의 화소값을 프레임 메모리(201)로부터 판독하여, 화소값의 차의 절대값을 산출한다. 정동 판정부(202-2)는, 프레임 #n+1의 화소값과 프레임 #n의 화소값의 차의 절대값이 사전에 설정한 임계값 Th보다 큰지 여부를 판정하여, 화소값의 차의 절대값이 임계값 Th보다 크다고 판정된 경우, 움직임을 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-1) 및 영역 판정부(203-2)에 공급한다. 프레임 #n+1의 화소의 화소값과 프레임 #n의 화소의 화소값의 차의 절대값이 임계값 Th 이하라고 판정된 경우, 정동 판정부(202-2)는 정지를 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-1) 및 영역 판정부(203-2)에 공급한다.

정동 판정부(202-3)는, 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화소값, 및 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소의 화소값을 프레임 메모리(201)로부터 판독하여, 화소값의 차의 절대값을 산출한다. 정동 판정부(202-3)는, 프레임 #n의 화소값과 프레임 #n-1의 화소값의 차의 절대값이 사전에 설정한 임계값 Th보다 큰지 여부를 판정하여, 화소값의 차의 절대값이 임계값 Th보다 크다고 판정된 경우, 움직임을 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-2) 및 영역 판정부(203-3)에 공급한다. 프레임 #n의 화소의 화소값과 프레임 #n-1의 화소의 화소값의 차의 절대값이 임계값 Th 이하라고 판 정된 경우, 정동 판정부(202-3)는 정지를 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-2) 및 영역 판정부(203-3)에 공급한다.

정동 판정부(202-4)는, 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소의 화소값, 및 프레임 #n의 영역 특정의 대상인 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-2의 화소의 화소값을 프레임 메모리(201)로부터 판독하여, 화소값의 차의 절대값을 산출한다. 정동 판정부(202-4)는, 프레임 #n-1의 화소값과 프레임 #n-2의 화소값의 차의 절대값이 사전에 설정한 임계값 Th보다 큰지 여부를 판정하여, 화소값의 차의 절대값이 임계값 Th보다 크다고 판정된 경우, 움직임을 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-3)에 공급한다. 프레임 #n-1의 화소의 화소값과 프레임 #n-2의 화소의 화소값과의 차의 절대값이 임계값 Th 이하라고 판정된 경우, 정동 판정부(202-4)는 정지를 나타내는 정동 판정을 영역 판정부(203-3)에 공급한다.

영역 판정부(203-1)는 정동 판정부(202-1)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내고, 또한 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다.

영역 판정부(203-1)는 정동 판정부(202-1)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내거나, 또는 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내 고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속하지 않는다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에, 언커버드 백그라운드 영역에 속하지 않음을 나타내는 "0"을 설정한다.

영역 판정부(203-1)는 이와 같이 "1" 또는 "0"이 설정된 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급한다.

영역 판정부(203-2)는 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내고, 또한 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 정지 영역에 속한다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 정지 영역 판정 플래그에, 정지 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다.

영역 판정부(203-2)는 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내거나, 또는 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 정지 영역에 속하지 않는다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 정지 영역 판정 플래그에, 정지 영역에 속하지 않음을 나타내는 "0"을 설정한다.

영역 판정부(203-2)는 이와 같이 "1" 또는 "0"이 설정된 정지 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급한다.

영역 판정부(203-2)는 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내고, 또한 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내 고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 움직임 영역에 속한다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 움직임 영역 판정 플래그에, 움직임 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다.

영역 판정부(203-2)는 정동 판정부(202-2)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내거나, 또는 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 움직임 영역에 속하지 않는다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 움직임 영역 판정 플래그에, 움직임 영역에 속하지 않음을 나타내는 "0"을 설정한다.

영역 판정부(203-2)는 이와 같이 "1" 또는 "0"이 설정된 움직임 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급한다.

영역 판정부(203-3)는 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내고, 또한 정동 판정부(202-4)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내고 있을 때, 프레임 #n에 있어서의 영역 특정의 대상인 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다.

영역 판정부(203-3)는 정동 판정부(202-3)로부터 공급된 정동 판정이 정지를 나타내거나, 또는 정동 판정부(202-4)로부터 공급된 정동 판정이 움직임을 나타내고 있을 때, 프레임 #n에서의 영역 특정의 대상인 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속하지 않는다고 판정하고, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 커버드 백그라운 드 영역 판정 플래그에, 커버드 백그라운드 영역에 속하지 않음을 나타내는 "0"을 설정한다.

영역 판정부(203-3)는 이와 같이 "1" 또는 "0"이 설정된 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급한다.

판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)는, 영역 판정부(203-1)로부터 공급된 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그, 영역 판정부(203-2)로부터 공급된 정지 영역 판정 플래그, 영역 판정부(203-2)로부터 공급된 움직임 영역 판정 플래그, 및 영역 판정부(203-3)로부터 공급된 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 각각 기억한다.

판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)는, 기억하고 있는 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그, 정지 영역 판정 플래그, 움직임 영역 판정 플래그, 및 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 합성부(205)에 공급한다. 합성부(205)는 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)로부터 공급된, 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그, 정지 영역 판정 플래그, 움직임 영역 판정 플래그, 및 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에 기초하여, 각 화소가, 언커버드 백그라운드 영역, 정지 영역, 움직임 영역, 및 커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는 것을 나타내는 영역 정보를 생성하여, 판정 플래그 저장 프레임 메모리(206)에 공급한다.

판정 플래그 저장 프레임 메모리(206)는 합성부(205)로부터 공급된 영역 정보를 기억함과 함께, 기억하고 있는 영역 정보를 출력한다.

다음에, 영역 특정부(103)의 처리의 예를 도 23 내지 도 27을 참조하여 설명 한다.

전경에 대응하는 오브젝트가 이동하고 있을 때, 오브젝트에 대응하는 화상의 화면 상의 위치는 프레임마다 변화한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임 #n에서, Yn(x, y)로 나타내지는 위치에 위치하는 오브젝트에 대응하는 화상은, 다음 프레임인 프레임 #n+1에 있어서, Yn+1(x, y)에 위치한다.

전경 오브젝트에 대응하는 화상의 움직임 방향에 인접하여 1열로 배열되는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도를 도 24에 도시한다. 예를 들면, 전경의 오브젝트에 대응하는 화상의 움직임 방향이 화면에 대하여 수평일 때, 도 24에서의 모델도는 1라인 상의 인접하는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델을 나타낸다.

도 24에 있어서, 프레임 #n에서의 라인은 프레임 #n+1에서의 라인과 동일하다.

프레임 #n에 있어서, 좌측에서 2번째 화소 내지 13번째 화소에 포함되어 있는 오브젝트에 대응하는 전경 성분은, 프레임 #n+1에 있어서 좌측에서 6번째 내지 17번째 화소에 포함된다.

프레임 #n에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 11번째 내지 13번째 화소이고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소이다. 프레임 #n+1에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 15번째 내지 17번째 화소이고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 6번째 내지 8번째 화소이다.

도 24에 도시하는 예에 있어서, 프레임 #n에 포함되는 전경 성분이, 프레임 #n+1에 있어서 4화소 이동하고 있기 때문에, 움직임량 v는 4이다. 가상 분할 수는 움직임량 v에 대응하며, 4이다.

다음에, 주목하고 있는 프레임의 전후에서의 혼합 영역에 속하는 화소의 화소값의 변화에 대하여 설명한다.

도 25에 나타내는, 배경이 정지하고, 전경의 움직임량 v가 4인 프레임 #n에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 15번째 내지 17번째 화소이다. 움직임량 v가 4이기 때문에, 하나 앞 프레임 #n-1에 있어서, 좌측에서 15번째 내지 17번째 화소는 배경 성분만을 포함하며, 배경 영역에 속한다. 또한, 하나 더 앞 프레임 #n-2에 있어서, 좌측에서 15번째 내지 17번째 화소는 배경 성분만을 포함하고, 배경 영역에 속한다.

여기서, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 프레임 #n-1의 좌측에서 15번째 화소의 화소값은 프레임 #n-2의 좌측에서 15번째 화소의 화소값에서 변화하지 않는다. 마찬가지로, 프레임 #n-1의 좌측에서 16번째 화소의 화소값은 프레임 #n-2의 좌측에서 16번째 화소의 화소값으로부터 변화하지 않고, 프레임 #n-1의 좌측에서 17번째 화소의 화소값은 프레임 #n-2의 좌측에서 17번째 화소의 화소값에서 변화하지 않는다.

즉, 프레임 #n에서의 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대응하는, 프레임 #n-1 및 프레임 #n-2의 화소는, 배경 성분만으로 이루어지고, 화소값이 변화하지 않기 때문에, 그 차의 절대값은 거의 0의 값이 된다. 따라서, 프레임 #n에서 의 혼합 영역에 속하는 화소에 대응하는, 프레임 #n-1 및 프레임 #n-2의 화소에 대한 정동 판정은, 정동 판정부(202-4)에 의해 정지라고 판정된다.

프레임 #n에서의 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 전경 성분을 포함하기 때문에, 프레임 #n-1에서의 배경 성분만으로 이루어지는 경우와 화소값이 서로 다르다. 따라서, 프레임 #n에서의 혼합 영역에 속하는 화소 및 대응하는 프레임 #n-1의 화소에 대한 정동 판정은, 정동 판정부(202-3)에 의해 움직임으로 판정된다.

이와 같이, 영역 판정부(203-3)는 정동 판정부(202-3)로부터 움직임을 나타내는 정동 판정의 결과가 공급되고, 정동 판정부(202-4)로부터 정지를 나타내는 정동 판정의 결과가 공급되었을 때, 대응하는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

도 26에 나타내는, 배경이 정지하고, 전경의 움직임량 v가 4인 프레임 #n에 있어서, 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소는 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소이다. 움직임량 v가 4이기 때문에, 하나 뒤의 프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소는 배경 성분만을 포함하고, 배경 영역에 속한다. 또한, 하나 더 뒤의 프레임 #n+2에 있어서, 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소는 배경 성분만을 포함하고, 배경 영역에 속한다.

여기서, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있기 때문에, 프레임 #n+2의 좌측에서 2번째 화소의 화소값은, 프레임 #n+1의 좌측에서 2번째 화소의 화소값에서 변화하지 않는다. 마찬가지로, 프레임 #n+2의 좌측에서 3번째 화소의 화소값은 프레임 #n+1의 좌측에서 3번째 화소의 화소값으로부터 변화하지 않고, 프레임 #n+2의 좌측에서 4번째 화소의 화소값은 프레임 #n+1의 좌측에서 4번째 화소의 화소값으로부터 변화하지 않는다.

즉, 프레임 #n에서의 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대응하는, 프레임 #n+1 및 프레임 #n+2의 화소는, 배경 성분만으로 이루어지고, 화소값이 변화하지 않기 때문에, 그 차의 절대값은 거의 0의 값이 된다. 따라서, 프레임 #n에서의 혼합 영역에 속하는 화소에 대응하는, 프레임 #n+1 및 프레임 #n+2의 화소에 대한 정동 판정은, 정동 판정부(202-1)에 의해 정지라고 판정된다.

프레임 #n에서의 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는, 전경 성분을 포함하기 때문에, 프레임 #n+1에서의 배경 성분만으로 이루어지는 경우와, 화소값이 서로 다르다. 따라서, 프레임 #n에서의 혼합 영역에 속하는 화소 및 대응하는 프레임 #n+1의 화소에 대한 정동 판정은, 정동 판정부(202-2)에 의해 움직임으로 판정된다.

이와 같이, 영역 판정부(203-1)는 정동 판정부(202-2)로부터 움직임을 나타내는 정동 판정의 결과가 공급되고, 정동 판정부(202-1)로부터 정지를 나타내는 정동 판정의 결과가 공급되었을 때, 대응하는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

도 27은 프레임 #n에서의 영역 특정부(103)의 판정 조건을 나타내는 도면이다. 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-2의 화소와, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동 일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소가 정지라고 판정되고, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소와, 프레임 #n의 화소가 움직임이라고 판정되었을 때, 영역 특정부(103)는, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소와, 프레임 #n의 화소가 정지라고 판정되고, 프레임 #n의 화소와, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소가 정지라고 판정되었을 때, 영역 특정부(103)는 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소가 정지 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n-1의 화소와, 프레임 #n의 화소가 움직임이라고 판정되고, 프레임 #n의 화소와, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소가 움직임이라고 판정되었을 때, 영역 특정부(103)는 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소가 움직임 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 화소와, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소가 움직임이라고 판정되고, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+1의 화소와, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소의 화상 상의 위치와 동일한 위치에 있는 프레임 #n+2의 화소가 정지라고 판정되었을 때, 영역 특정부(103)는, 프레임 #n의 판정 대상이 되는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

도 28A 내지 도 28D는 영역 특정부(103)의 영역 특정 결과의 예를 도시하는 도면이다. 도 28A에서, 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정된 화소는 백색으로 표시되어 있다. 도 28B에 있어서, 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정된 화소는 백색으로 표시되어 있다.

도 28C에 있어서, 움직임 영역에 속한다고 판정된 화소는 백색으로 표시되어 있다. 도 28D에서, 정지 영역에 속한다고 판정된 화소는 백색으로 표시되어 있다.

도 29는 판정 플래그 저장 프레임 메모리(206)가 출력하는 영역 정보 중, 혼합 영역을 나타내는 영역 정보를 화상으로서 도시하는 도면이다. 도 29에 있어서, 커버드 백그라운드 영역 또는 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정된 화소, 즉 혼합 영역에 속한다고 판정된 화소는, 백색으로 표시되어 있다. 판정 플래그 저장 프레임 메모리(206)가 출력하는 혼합 영역을 나타내는 영역 정보는, 혼합 영역, 및 전경 영역 내의 텍스쳐가 없는 부분으로 둘러싸인 텍스쳐가 있는 부분을 나타낸다.

다음에, 도 30의 흐름도를 참조하여, 영역 특정부(103)의 영역 특정 처리를 설명한다. 단계 S201에 있어서, 프레임 메모리(201)는, 판정 대상이 되는 프레임 #n을 포함하는 프레임 #n-2 내지 프레임 #n+2의 화상을 취득한다.

단계 S202에 있어서, 정동 판정부(202-3)는 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 정지인지 여부를 판정하여, 정지라고 판정된 경우, 단계 S203으로 진행하고, 정동 판정부(202-2)는, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 정지인지 여부를 판정한다.

단계 S203에 있어서, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 단계 S204로 진행하여, 영역 판정부(203-2)는 영역이 판정되는 화소에 대응하는 정지 영역 판정 플래그에, 정지 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다. 영역 판정부(203-2)는 정지 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급하고, 수속은 단계 S205로 진행한다.

단계 S202에 있어서, 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 또는 단계 S203에 있어서, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 프레임 #n의 화소가 정지 영역에는 속하지 않기 때문에, 단계 S204의 처리는 스킵되고, 수속은 단계 S205로 진행한다.

단계 S205에 있어서, 정동 판정부(202-3)는, 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 움직임인지 여부를 판정하여, 움직임으로 판정된 경우, 단계 S206으로 진행하고, 정동 판정부(202-2)는 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 움직임인지 여부를 판정한다.

단계 S206에 있어서, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 단계 S207로 진행하여, 영역 판정부(203-2)는, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 움직임 영역 판정 플래그에, 움직임 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다. 영역 판정부(203-2)는 움직임 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급하고, 수속은 단계 S208로 진행한다.

단계 S205에 있어서, 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 또는 단계 S206에 있어서, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 프레임 #n의 화소가 움직임 영역에는 속하지 않기 때문에, 단계 S207의 처리는 스킵되고, 수속은 단계 S208로 진행한다.

단계 S208에 있어서, 정동 판정부(202-4)는, 프레임 #n-2의 화소와 프레임 #n-1의 동일 위치의 화소에 대해 정지인지 여부를 판정하여, 정지라고 판정된 경우, 단계 S209로 진행하고, 정동 판정부(202-3)는 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 움직임인지 여부를 판정한다.

단계 S209에 있어서, 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 단계 S210으로 진행하여, 영역 판정부(203-3)는, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다. 영역 판정부(203-3)는 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급하고, 수속은 단계 S211로 진행한다.

단계 S208에 있어서, 프레임 #n-2의 화소와 프레임 #n-1의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 또는 단계 S209에 있어서, 프레임 #n-1의 화소와 프레임 #n의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 프레임 #n의 화소가 커버드 백그라운드 영역에는 속하지 않기 때문에, 단계 S2]10의 처리는 스킵되고, 수속은 단계 S211로 진행한다.

단계 S211에 있어서, 정동 판정부(202-2)는 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1 의 동일 위치의 화소에 대해 움직임인지 여부를 판정하여, 움직임으로 판정된 경우, 단계 S212로 진행하고, 정동 판정부(202-1)는 프레임 #n+1의 화소와 프레임 #n+2의 동일 위치의 화소에 대해 정지인지 여부를 판정한다.

단계 S212에 있어서, 프레임 #n+1의 화소와 프레임 #n+2의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 단계 S213으로 진행하고, 영역 판정부(203-1)는, 영역이 판정되는 화소에 대응하는 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 "1"을 설정한다. 영역 판정부(203-1)는, 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(204)에 공급하고, 수속은 단계 S214로 진행한다.

단계 S211에 있어서, 프레임 #n의 화소와 프레임 #n+1의 동일 위치의 화소에 대해 정지라고 판정된 경우, 또는 단계 S212에 있어서, 프레임 #n+1의 화소와 프레임 #n+2의 동일 위치의 화소에 대해 움직임으로 판정된 경우, 프레임 #n의 화소가 언커버드 백그라운드 영역에는 속하지 않기 때문에, 단계 S213의 처리는 스킵되고, 수속은 단계 S214로 진행한다.

단계 S214에 있어서, 영역 특정부(103)는, 프레임 #n의 모든 화소에 대하여 영역을 특정했는지 여부를 판정하고, 프레임 #n의 모든 화소에 대하여 영역을 특정하지 않았다고 판정된 경우, 수속은 단계 S202로 되돌아가, 다른 화소에 대하여 영역 특정 처리를 반복한다.

단계 S214에 있어서, 프레임 #n의 모든 화소에 대하여 영역을 특정하였다고 판정된 경우, 단계 S215로 진행하여, 합성부(205)는, 판정 플래그 저장 프레임 메 모리(204)에 기억되어 있는 언커버드 백그라운드 영역 판정 플래그, 및 커버드 백그라운드 영역 판정 플래그에 기초하여, 혼합 영역을 나타내는 영역 정보를 생성하고, 또한, 각 화소가, 언커버드 백그라운드 영역, 정지 영역, 움직임 영역, 및 커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는 것을 나타내는 영역 정보를 생성하여, 생성한 영역 정보를 판정 플래그 저장 프레임 메모리(206)로 설정하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 영역 특정부(103)는 프레임에 포함되어 있는 화소 각각에 대하여, 움직임 영역, 정지 영역, 언커버드 백그라운드 영역, 또는 커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 영역 정보를 생성할 수 있다.

또, 영역 특정부(103)는, 언커버드 백그라운드 영역 및 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 영역 정보에 논리합을 적용함으로써, 혼합 영역에 대응하는 영역 정보를 생성하여, 프레임에 포함되어 있는 화소 각각에 대하여, 움직임 영역, 정지 영역, 또는 혼합 영역에 속하는 것을 나타내는 플래그로 이루어지는 영역 정보를 생성하도록 해도 된다.

전경에 대응하는 오브젝트가 텍스쳐를 갖는 경우, 영역 특정부(103)는 보다 정확하게 움직임 영역을 특정할 수 있다.

영역 특정부(103)는 움직임 영역을 나타내는 영역 정보를 전경 영역을 나타내는 영역 정보로서, 또한 정지 영역을 나타내는 영역 정보를 배경 영역을 나타내는 영역 정보로서 출력할 수 있다.

또, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 것으로 설명하였지만, 배경 영역에 대응하는 화상이 움직임을 포함하고 있더라도 상술한 영역을 특정하는 처리를 적용할 수 있다. 예를 들면, 배경 영역에 대응하는 화상이 일정하게 움직이고 있을 때, 영역 특정부(103)는 이 움직임에 대응하여 화상 전체를 시프트시켜, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우와 마찬가지로 처리한다. 또한, 배경 영역에 대응하는 화상이 국소마다 서로 다른 움직임을 포함하고 있을 때, 영역 특정부(103)는 움직임에 대응한 화소를 선택하여, 상술한 처리를 실행한다.

도 31은 영역 특정부(103)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 31에 나타내는 영역 특정부(103)는 움직임 벡터를 사용하지 않는다. 배경 화상 생성부(301)는 입력 화상에 대응하는 배경 화상을 생성하고, 생성한 배경 화상을 2치 오브젝트 화상 추출부(302)에 공급한다. 배경 화상 생성부(301)는 예를 들면, 입력 화상에 포함되는 배경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 추출하여, 배경 화상을 생성한다.

전경 오브젝트에 대응하는 화상의 움직임 방향에 인접하여 1열로 배열되는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델도의 예를 도 32에 나타낸다. 예를 들면, 전경 오브젝트에 대응하는 화상의 움직임 방향이 화면에 대하여 수평일 때, 도 32에서의 모델도는 1라인 상의 인접하는 화소의 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델을 나타낸다.

도 32에 있어서, 프레임 #n에서의 라인은 프레임 #n-1 및 프레임 #n+1에서의 라인과 동일하다.

프레임 #n에서, 좌측에서 6번째 화소 내지 17번째 화소에 포함되어 있는 오 브젝트에 대응하는 전경 성분은, 프레임 #n-1에 있어서, 좌측에서 2번째 내지 13번째 화소에 포함되고, 프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 10번째 내지 21번째 화소에 포함된다.

프레임 #n-1에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 11번째 내지 13번째 화소이고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 2번째 내지 4번째 화소이다. 프레임 #n에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 15번째 내지 17번째 화소이고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 6번째 내지 8번째 화소이다. 프레임 #n+1에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 19번째 내지 21번째 화소이고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소는 좌측에서 10번째 내지 12번째 화소이다.

프레임 #n-1에 있어서, 배경 영역에 속하는 화소는 좌측에서 1번째 화소, 및 좌측에서 14번째 내지 21번째 화소이다. 프레임 #n에 있어서, 배경 영역에 속하는 화소는 좌측에서 1번째 내지 5번째 화소 및 좌측에서 18번째 내지 21번째 화소이다. 프레임 #n+1에 있어서, 배경 영역에 속하는 화소는 좌측에서 1번째 내지 9번째 화소이다.

배경 화상 생성부(301)가 생성하는, 도 32의 예에 대응하는 배경 화상의 예를 도 31에 도시한다. 배경 화상은 배경 오브젝트에 대응하는 화소로 구성되고, 전경 오브젝트에 대응하는 화상의 성분을 포함하지 않는다.

2치 오브젝트 화상 추출부(302)는 배경 화상 및 입력 화상의 상관을 기초로, 2치 오브젝트 화상을 생성하고, 생성한 2치 오브젝트 화상을 시간 변화 검출부(303)에 공급한다.

도 34는 2치 오브젝트 화상 추출부(302)의 구성을 도시하는 블록도이다. 상관값 연산부(321)는, 배경 화상 생성부(301)로부터 공급된 배경 화상 및 입력 화상의 상관을 연산하여, 상관값을 생성하여, 생성한 상관값을 임계값 처리부(322)에 공급한다.

상관값 연산부(321)는, 예를 들면, 도 33A에 도시한 바와 같이, X4를 중심으로 한 3×3의 배경 화상 중의 블록과, 도 33B에 도시한 바와 같이, 배경 화상 중의 블록에 대응하는 Y4를 중심과 한 3×3의 입력 화상 중의 블록에, 수학식 4를 적용하여, Y4에 대응하는 상관값을 산출한다.

상관값 연산부(321)는 이와 같이 각 화소에 대응하여 산출된 상관값을 임계 값 처리부(322)에 공급한다.

또한, 상관값 연산부(321)는 예를 들면, 도 36A에 도시한 바와 같이, X4를 중심으로 한 3×3의 배경 화상 중의 블록과, 도 36B에 도시한 바와 같이, 배경 화상 중의 블록에 대응하는 Y4를 중심으로 한 3×3의 입력 화상 중의 블록에, 수학식 7을 적용하여, Y4에 대응하는 차분 절대값 합을 산출하도록 해도 된다.

상관값 연산부(321)는 이와 같이 산출된 차분 절대값 합을 상관값으로서 임계값 처리부(322)에 공급한다.

임계값 처리부(322)는 상관 화상의 화소값과 임계값 th0을 비교하여, 상관값이 임계값 th0 이하인 경우, 2치 오브젝트 화상의 화소값으로 1을 설정하고, 상관값이 임계값 th0보다 큰 경우, 2치 오브젝트 화상의 화소값으로 0을 설정하여, 0 또는 1이 화소값으로 설정된 2치 오브젝트 화상을 출력한다. 임계값 처리부(322)는 임계값 th0을 사전에 기억하도록 해도 되고, 또는, 외부로부터 입력된 임계값 th0을 사용하도록 해도 된다.

도 37은 도 32에 도시하는 입력 화상의 모델에 대응하는 2치 오브젝트 화상의 예를 도시하는 도면이다. 2치 오브젝트 화상에 있어서, 배경 화상과 상관이 높은 화소에는 화소값으로 0이 설정된다.

도 38은 시간 변화 검출부(303)의 구성을 도시하는 블록도이다. 프레임 메 모리(341)는 프레임 #n의 화소에 대하여 영역을 판정할 때, 2치 오브젝트 화상 추출부(302)로부터 공급된, 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #+1의 2치 오브젝트 화상을 기억한다.

영역 판정부(342)는, 프레임 메모리(341)에 기억되어 있는 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #+1의 2치 오브젝트 화상을 기초로, 프레임 #n의 각 화소에 대하여 영역을 판정하여, 영역 정보를 생성하고, 생성한 영역 정보를 출력한다.

도 39는 영역 판정부(342)의 판정을 설명하는 도면이다. 프레임 #n의 2치 오브젝트 화상이 주목하고 있는 화소가 0일 때, 영역 판정부(342)는 프레임 #n의 주목하고 있는 화소가 배경 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 2치 오브젝트 화상의 주목하고 있는 화소가 1이고, 프레임 #n-1의 2치 오브젝트 화상의 대응하는 화소가 1이고, 프레임 #n+1의 2치 오브젝트 화상의 대응하는 화소가 1일 때, 영역 판정부(342)는, 프레임 #n의 주목하고 있는 화소가 전경 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 2치 오브젝트 화상의 주목하고 있는 화소가 1이고, 프레임 #n-1의 2치 오브젝트 화상의 대응하는 화소가 0일 때, 영역 판정부(342)는, 프레임 #n의 주목하고 있는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

프레임 #n의 2치 오브젝트 화상의 주목하고 있는 화소가 1이고, 프레임 #n+1의 2치 오브젝트 화상의 대응하는 화소가 0일 때, 영역 판정부(342)는, 프레임 #n의 주목하고 있는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

도 40은 도 32에 도시하는 입력 화상의 모델에 대응하는 2치 오브젝트 화상 에 대하여, 시간 변화 검출부(303)가 판정한 예를 도시하는 도면이다. 시간 변화 검출부(303)는 2치 오브젝트 화상의 프레임 #n의 대응하는 화소가 0이기 때문에, 프레임 #n의 좌측에서 1번째 내지 5번째 화소를 배경 영역에 속한다고 판정한다.

시간 변화 검출부(303)는, 2치 오브젝트 화상의 프레임 #n의 화소가 1이고, 프레임 #n+1의 대응하는 화소가 0이기 때문에, 좌측에서 6번째 내지 9번째 화소를 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

시간 변화 검출부(303)는, 2치 오브젝트 화상의 프레임 #n의 화소가 1이고, 프레임 #n-1의 대응하는 화소가 1이고, 프레임 #n+1의 대응하는 화소가 1이기 때문에, 좌측에서 10번째 내지 13번째 화소를 전경 영역에 속한다고 판정한다.

시간 변화 검출부(303)는, 2치 오브젝트 화상의 프레임 #n의 화소가 1이고, 프레임 #n-1의 대응하는 화소가 0이기 때문에, 좌측에서 14번째 내지 17번째 화소를 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 판정한다.

시간 변화 검출부(303)는, 2치 오브젝트 화상의 프레임 #n의 대응하는 화소가 0이기 때문에, 좌측에서 18번째 내지 21번째 화소를 배경 영역에 속한다고 판정한다.

다음에, 도 41의 흐름도를 참조하여, 영역 판정부(103)의 영역 특정 처리를 설명한다. 단계 S301에 있어서, 영역 판정부(103)의 배경 화상 생성부(301)는 입력 화상을 기초로, 예를 들면, 입력 화상에 포함되는 배경 오브젝트에 대응하는 화상 오브젝트를 추출하여 배경 화상을 생성하고, 생성한 배경 화상을 2치 오브젝트 화상 추출부(302)에 공급한다.

단계 S302에 있어서, 2치 오브젝트 화상 추출부(302)는 예를 들면, 도 33을 참조하여 설명한 연산에 의해, 입력 화상과 배경 화상 생성부(301)로부터 공급된 배경 화상과의 상관값을 연산한다. 단계 S303에 있어서, 2치 오브젝트 화상 추출부(302)는 예를 들면, 상관값과 임계값 th0을 비교함으로써, 상관값 및 임계값 th0으로부터 2치 오브젝트 화상을 연산한다.

단계 S304에 있어서, 시간 변화 검출부(303)는 영역 판정 처리를 실행하고, 처리는 종료한다.

도 42의 흐름도를 참조하여, 단계 S304에 대응하는 영역 판정 처리의 상세를 설명한다. 단계 S321에 있어서, 시간 변화 검출부(303)의 영역 판정부(342)는, 프레임 메모리(341)에 기억되어 있는 프레임 #n에서, 주목하는 화소가 0인지 여부를 판정하여, 프레임 #n에서 주목하는 화소가 0이라고 판정된 경우, 단계 S322로 진행하고, 프레임 #n의 주목하는 화소가 배경 영역에 속한다고 설정하고, 처리는 종료한다.

단계 S321에 있어서, 프레임 #n에 있어서, 주목하는 화소가 1이라고 판정된 경우, 단계 S323으로 진행하고, 시간 변화 검출부(303)의 영역 판정부(342)는, 프레임 메모리(341)에 기억되어 있는 프레임 #n에 있어서, 주목하는 화소가 1이고, 또한 프레임 #n-1에 있어서, 대응하는 화소가 0인지 여부를 판정하여, 프레임 #n에 있어서, 주목하는 화소가 1이고, 또한 프레임 #n-1에 있어서, 대응하는 화소가 0이라고 판정된 경우, 단계 S324로 진행하여, 프레임 #n의 주목하는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 설정하고, 처리는 종료한다.

단계 S323에 있어서, 프레임 #n에서 주목하는 화소가 0이거나, 또는 프레임 #n-1에서 대응하는 화소가 1이라고 판정된 경우, 단계 S325로 진행하고, 시간 변화 검출부(303)의 영역 판정부(342)는, 프레임 메모리(341)에 기억되어 있는 프레임 #n에서 주목하는 화소가 1이고, 또한 프레임 #n+1에서 대응하는 화소가 0인지 여부를 판정하고, 프레임 #n에서 주목하는 화소가 1이고, 또한 프레임 #n+1에서 대응하는 화소가 0이라고 판정된 경우, 단계 S326으로 진행하여, 프레임 #n의 주목하는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 설정하고, 처리는 종료한다.

단계 S325에 있어서, 프레임 #n에서 주목하는 화소가 0이거나, 또는 프레임 #n+1에서 대응하는 화소가 1이라고 판정된 경우, 단계 S327로 진행하고, 시간 변화 검출부(303)의 영역 판정부(342)는, 프레임 #n의 주목하는 화소를 전경 영역이라고 설정하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 영역 특정부(103)는 입력된 화상과 대응하는 배경 화상의 상관값에 기초하여, 입력 화상의 화소가 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 및 언커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는지를 특정하여, 특정한 결과에 대응하는 영역 정보를 생성할 수 있다.

도 43은 영역 특정부(103)의 다른 구성을 도시하는 블록도이다. 도 43에 도시하는 영역 특정부(103)는, 움직임 검출부(102)로부터 공급되는 움직임 벡터와 그 위치 정보를 사용한다. 도 31에 나타내는 경우와 마찬가지의 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

로버스트화부(361)는, 2치 오브젝트 화상 추출부(302)로부터 공급된, N개의 프레임의 2치 오브젝트 화상을 기초로, 로버스트화된 2치 오브젝트 화상을 생성하여 시간 변화 검출부(303)에 출력한다.

도 44는 로버스트화부(361)의 구성을 설명하는 블록도이다. 움직임 보상부(381)는 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보에 기초하여, N개의 프레임의 2치 오브젝트 화상의 움직임을 보상하여, 움직임이 보상된 2치 오브젝트 화상을 스위치(382)에 출력한다.

도 45 및 도 46의 예를 참조하여, 움직임 보상부(381)의 움직임 보상에 대하여 설명한다. 예를 들면, 프레임 #n의 영역을 판정할 때, 도 45에 예를 나타내는 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #n+1의 2치 오브젝트 화상이 입력된 경우, 움직임 보상부(381)는, 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터에 기초하여, 도 46에 예를 나타내는 바와 같이, 프레임 #n-1의 2치 오브젝트 화상, 및 프레임 #n+1의 2치 오브젝트 화상을 움직임 보상하여, 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 스위치(382)에 공급한다.

스위치(382)는 1번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 프레임 메모리(383-1)에 출력하고, 2번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 프레임 메모리(383-2)에 출력한다. 마찬가지로, 스위치(382)는 3번째 내지 N-1번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상의 각각을 프레임 메모리(383-3) 내지 프레임 메모리(383-(N-1)) 중 어느 하나로 출력하고, N번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 프레임 메모리(383-N)에 출력한다.

프레임 메모리(383-1)는 1번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 기억하고, 기억되어 있는 2치 오브젝트 화상을 가중치 부여부(384-1)에 출력한다. 프레임 메모리(383-2)는 2번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 기억하고, 기억되어 있는 2치 오브젝트 화상을 가중치 부여부(384-2)에 출력한다.

마찬가지로, 프레임 메모리(383-3) 내지 프레임 메모리(383-(N-1))의 각각은, 3번째 프레임 내지 N-1번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상 중 어느 하나를 기억하고, 기억되어 있는 2치 오브젝트 화상을 가중치 부여부(384-3) 내지 가중치 부여부(384-(N-1)) 중 어느 하나로 출력한다. 프레임 메모리(383-N)는 N번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 기억하고, 기억되어 있는 2치 오브젝트 화상을 가중치 부여부(384-N)에 출력한다.

가중치 부여부(384-1)는, 프레임 메모리(383-1)로부터 공급된 1번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상의 화소값에 사전에 정한 가중치 w1을 곱하여, 적산부(385)에 공급한다. 가중치 부여부(384-2)는 프레임 메모리(383-2)로부터 공급된 2번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상의 화소값에 사전에 정한 가중치 w2를 곱하여 적산부(385)에 공급한다.

마찬가지로, 가중치 부여부(384-3) 내지 가중치 부여부(384-(N-1))의 각각은, 프레임 메모리(383-3) 내지 프레임 메모리(383-(N-1)) 중 어느 하나로부터 공급된 3번째 내지 N-1번째 중 어느 하나 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상의 화소값에 사전에 정한 가중치 w3 내지 가중치 w(N-1) 중 어느 하나를 곱하여 적산부(385)에 공급한다. 가중치 부여부(384-N)는 프레임 메모리(383-N)로부터 공급된 N번째 프레임의 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상의 화소값에 사전에 정한 가중 치 wN을 곱하여, 적산부(385)에 공급한다.

적산부(385)는 1 내지 N번째 프레임의 움직임이 보상되고, 각각 가중치 w1 내지 wN 중 어느 하나가 곱해진, 2치 오브젝트 화상의 대응하는 화소값을 적산하여, 적산된 화소값을 사전에 정한 임계값 th0과 비교하여 2치 오브젝트 화상을 생성한다.

이와 같이, 로버스트화부(361)는 N개의 2치 오브젝트 화상으로부터 로버스트화된 2치 오브젝트 화상을 생성하여 시간 변화 검출부(303)에 공급하기 때문에, 도 43에 구성을 나타내는 영역 특정부(103)는, 입력 화상에 노이즈가 포함되어 있더라도, 도 31에 나타내는 경우에 비교하여 보다 정확하게 영역을 특정할 수 있다.

다음에, 도 43에 구성을 나타내는 영역 특정부(103)의 영역 특정 처리에 대하여 도 47의 흐름도를 참조하여 설명한다. 단계 S341 내지 단계 S343의 처리는 도 41의 흐름도에서 설명한 단계 S301 내지 단계 S303과 각각 마찬가지이므로 그 설명은 생략한다.

단계 S344에 있어서, 로버스트화부(361)는 로버스트화의 처리를 실행한다.

단계 S345에 있어서, 시간 변화 검출부(303)는 영역 판정 처리를 실행하고, 처리는 종료한다. 단계 S345 처리의 상세는 도 42의 흐름도를 참조하여 설명한 처리와 마찬가지이기 때문에 그 설명은 생략한다.

다음에, 도 48의 흐름도를 참조하여, 도 47의 단계 S344의 처리에 대응하는, 로버스트화 처리의 상세에 대하여 설명한다. 단계 S361에 있어서, 움직임 보상부(381)는 움직임 검출부(102)로부터 공급되는 움직임 벡터와 그 위치 정보에 기초하여, 입력된 2치 오브젝트 화상의 움직임 보상 처리를 실행한다. 단계 S362에 있어서, 프레임 메모리(383-1 내지 383-N) 중 어느 하나는, 스위치(382)를 통해 공급된 움직임 보상된 2치 오브젝트 화상을 기억한다.

단계 S363에 있어서, 로버스트화부(361)는 N개의 2치 오브젝트 화상이 기억되었는지 여부를 판정하여, N개의 2치 오브젝트 화상이 기억되어 있지 않았다고 판정된 경우, 단계 S361로 되돌아가, 2치 오브젝트 화상의 움직임 보상 처리 및 2치 오브젝트 화상의 기억 처리를 반복한다.

단계 S363에 있어서, N개의 2치 오브젝트 화상이 기억되었다고 판정된 경우, 단계 S364로 진행하여, 가중치 부여부(384-1 내지 384-N)의 각각은, N개의 2치 오브젝트 화상의 각각에 w1 내지 wN 중 어느 하나의 가중치를 곱하여 가중한다.

단계 S365에 있어서, 적산부(385)는 가중된 N개의 2치 오브젝트 화상을 적산한다.

단계 S366에 있어서, 적산부(385)는 예를 들면, 사전에 정해진 임계값 th1과의 비교 등에 의해, 적산된 화상으로부터 2치 오브젝트 화상을 생성하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 도 43에 구성을 나타내는 영역 특정부(103)는 로버스트화된 2치 오브젝트 화상을 기초로 영역 정보를 생성할 수 있다.

이상과 같이, 영역 특정부(103)는, 프레임에 포함되어 있는 화소 각각에 대하여, 움직임 영역, 정지 영역, 언커버드 백그라운드 영역, 또는 커버드 백그라운드 영역에 속하는 것을 나타내는 영역 정보를 생성할 수 있다.

도 49는 혼합비 산출부(104)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다. 추정 혼합비 처리부(401)는 입력 화상을 기초로, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 혼합비 결정부(403)에 공급한다.

추정 혼합비 처리부(402)는 입력 화상을 기초로, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 혼합비 결정부(403)에 공급한다.

전경에 대응하는 오브젝트가 셔터 시간 내에 등속으로 움직이고 있다고 가정할 수 있기 때문에, 혼합 영역에 속하는 화소의 혼합비 α는 이하의 성질을 갖는다. 즉, 혼합비 α는 화소의 위치의 변화에 대응하여 직선적으로 변화한다. 화소의 위치 변화를 1차원으로 하면, 혼합비 α의 변화는 직선으로 표현할 수 있고, 화소의 위치 변화를 2차원으로 하면, 혼합비 α의 변화는, 평면으로 표현할 수 있다.

또, 1 프레임의 기간은 짧기 때문에, 전경에 대응하는 오브젝트가 강체이고, 등속으로 이동하고 있다고 하는 가정이 성립된다.

이 경우, 혼합비 α의 기울기는 전경의 셔터 시간 내에서의 움직임량 v의 역비가 된다.

이상적인 혼합비 α의 예를 도 50에 도시한다. 이상적인 혼합비 α의 혼합 영역에서의 기울기 l은 움직임량 v의 역수로서 나타낼 수 있다.

도 50에 도시한 바와 같이, 이상적인 혼합비 α는, 배경 영역에서 1의 값을 지니고, 전경 영역에서 0의 값을 지니고, 혼합 영역에서 0을 초과하고 1 미만인 값 을 갖는다.

도 51의 예에 있어서, 프레임 #n의 좌측에서 7번째의 화소의 화소값 C06은, 프레임 #n-1의 좌측에서 7번째의 화소의 화소값 P06을 이용하여, 수학식 8로 나타낼 수 있다.

수학식 8에 있어서, 화소값 C06을 혼합 영역의 화소의 화소값 M으로, 화소값 P06을 배경 영역의 화소의 화소값 B로 표현한다. 즉, 혼합 영역의 화소의 화소값 M 및 배경 영역의 화소의 화소값 B는, 각각 수학식 9 및 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.

수학식 8 중 2/v는 혼합비 α에 대응한다. 움직임량 v가 4이기 때문에, 프레임 #n의 좌측에서 7번째의 화소의 혼합비 α는 0.5가 된다.

이상과 같이, 주목하고 있는 프레임 #n의 화소값 C를 혼합 영역의 화소값으로 추정하고, 프레임 #n의 앞 프레임 #n-1의 화소값 P를 배경 영역의 화소값으로 추정함으로써, 혼합비 α를 나타내는 수학식 3은, 수학식 11과 같이 다시 쓰여진다.

수학식 11의 f는 주목하고 있는 화소에 포함되는 전경 성분의 합 ΣiFi/v이다. 수학식 11에 포함되는 변수는 혼합비 α및 전경 성분의 합 f의 2개이다.

마찬가지로, 언커버드 백그라운드 영역에서의, 움직임량 v가 4이고, 시간 방향의 가상 분할수가 4인, 화소값을 시간 방향으로 전개한 모델을 도 52에 도시한다.

언커버드 백그라운드 영역에 있어서, 상술한 커버드 백그라운드 영역에서의 표현과 마찬가지로, 주목하고 있는 프레임 #n의 화소값 C를 혼합 영역의 화소값으로 추정하고, 프레임 #n의 후의 프레임 #n+1의 화소값 N을 배경 영역의 화소값으로 추정함으로써, 혼합비 α를 나타내는 수학식 3은 수학식 12와 같이 표현할 수 있다.

또, 배경 오브젝트가 정지하고 있는 것으로 설명하였지만, 배경 오브젝트가 움직이고 있는 경우에도, 배경의 움직임량 v에 대응시킨 위치의 화소의 화소값을 이용함으로써, 수학식 8 내지 수학식 12를 적용할 수 있다. 예를 들면, 도 51에 있어서, 배경에 대응하는 오브젝트의 움직임량 v가 2이고, 가상 분할수가 2일 때, 배경에 대응하는 오브젝트가 도면 중의 우측으로 움직이고 있을 때, 수학식 10에 있어서의 배경 영역의 화소의 화소값 B는 화소값 P04가 된다.

수학식 11 및 수학식 12는 각각 2개의 변수를 포함하기 때문에, 그대로는 혼합비 α를 구할 수 없다.

그래서, 셔터 시간 내에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트가 등속으로 움직이는 것에 의해, 화소의 위치 변화에 대응하여, 혼합비 α가 직선적으로 변화하는 성질을 이용하여, 공간 방향에, 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 세운다. 혼합 영역에 속하는 화소의 화소값 및 배경 영역에 속하는 화소의 화소값의 조의 복수를 이용하여, 도 53에 도시한 바와 같이, 혼합비 α가 직선적으로 변화하고, 전경 성분의 합이 직선적으로 변화하다고 근사하여, 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 푼다.

도 53에 도시한 바와 같이, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 혼합비 α의 산출에 이용할 수 있는 데이터는, 주목하고 있는 프레임 #n의 주목 화소의 화소값을 포함하는 화소값 M01 내지 M05, 및 프레임 #n-1의 화소값 P01 내지 P05이다.

혼합비 α는 공간 위치에 따라서 서로 다르며, 혼합비 α01 내지 α05로 나타낸다. 전경 성분의 합은 공간 위치에 따라서 서로 다르며, f01 내지 f05로 나타낸다.

평면에서 혼합비 α를 근사하면, 화상의 수평 방향 및 수직 방향의 2개의 방향에 대응하는 움직임 v를 고려했을 때, 혼합비 α는 수학식 13으로 표현된다.

수학식 13에 있어서, x는 01 내지 05 중 어느 하나이다. 수학식 13에 있어서, j는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 수평 방향의 인덱스이고, k는 수직 방향의 인덱스이다. m은 혼합비 α의 면의 수평 방향의 기울기이고, q는 혼합비 α의 면의 수직 방향의 기울기이다. p는 혼합비 α의 면의 세그먼트이다.

전경 성분의 합은, 수학식 14로 표시된다.

수학식 14에 있어서, x는 01 내지 05 중 어느 하나이다. 수학식 14에 있어서, j는 주목하고 있는 화소의 위치를 0과 한 수평 방향의 인덱스이고, k는 수직 방향의 인덱스이다. s는 전경 성분의 합의 면의 수평 방향의 기울기이고, t는 전경 성분의 합의 면의 수직 방향의 기울기이다. u는 전경 성분의 합의 면의 세그먼트이다.

예를 들면, 공간 근방의 5×5 화소의 화소값을, m, q, p, s, t, 및 u의 6개의 변수를 포함하는 식에 적용시키는 것에 의해, 예를 들면, 6개의 변수에 대하여, 25의 식이 얻어진다. 얻어진 식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 6개의 변수의 값을 구할 수 있다.

또한, 셔터 시간 내에 전경 오브젝트가 고속으로 움직일 때, 혼합비 α가 공간 근방에서 일정하다는 가정, 및 전경 오브젝트의 공간 상관에 의해, 공간 근방에 서 전경 성분의 합이 일정하다는 가정을 기초로, 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 세울 수 있다.

즉, 수학식 3의 우변의 제1항에 대하여, 후술하는 수학식 15에 나타낸 바와 같이, 혼합비가 일정하게 근사함과 함께, 수학식 3의 우변의 제2항에 대하여, 후술하는 수학식 21에 나타낸 바와 같이, 전경 성분의 합이 일정하게 근사하여 식을 세운다.

혼합 영역에 속하는 화소의 화소값 및 배경 영역에 속하는 화소의 화소값의 조의 복수를 이용하여, 혼합비 α및 전경 성분의 합 f에 대하여 근사한 식을 푼다.

혼합비 α가 공간 근방에서 일정하게 근사하면, 혼합비 α는 수학식 15로 표현된다.

도 54에 도시한 바와 같이, i는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 공간 방향의 인덱스이다. 도 54에 있어서, 백색 동그라미는 주목 화소를 나타내고, 흑색 동그라미는 근방 화소를 나타낸다. 수학식 15에서의 n은 혼합비 α의 근사값임과 동시에 0인 인덱스에 대응하는 주목 화소의 혼합비 α를 나타낸다.

인덱스 i는 기지이지만, n은 미지이다.

혼합비 α를 수학식 15와 같이 근사함으로써, 복수의 화소에 대하여 복수의 서로 다른 혼합비 α는 하나의 변수로 표현된다. 도 54에 도시하는 예에 있어서, 5개의 화소에 대한 5개의 혼합비 α는 1개의 변수인 n에 의해 표현된다.

도 55에 도시하는 평면에서 혼합비 α를 근사하면, 수학식 15를 평면으로 확장하여, 혼합비 α는 수학식 16으로 표현된다.

도 55에 있어서, i는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 수평 방향의 인덱스이고, j는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 수직 방향의 인덱스이다. 도 55에 있어서, 백색 동그라미는 주목 화소를 나타낸다.

도 56에 도시한 바와 같이, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 혼합비 α의 산출에 이용할 수 있는 데이터는, 주목하고 있는 프레임 #n의 주목 화소의 화소값을 포함하는 화소값 M01 내지 M05, 및 프레임 #n-1의 화소값 P01 내지 P05이다.

혼합비 α는 공간 위치에 상관없이 일정하게 근사하기 때문에, 혼합비 α로 나타낸다. 전경 성분의 합은 공간 위치에 상관없이 일정하게 근사하기 때문에, f로 나타낸다.

예를 들면, 도 51에 도시하는 프레임 #n에서, C05 내지 C07에 대하여, 각각 수학식 17 내지 수학식 19가 성립한다.

전경 성분의 합이 근방에서 일치하는, 즉 F01 내지 F03이 같다고 하고, F01 내지 F03을 Fc로 치환하면 수학식 20이 성립한다.

수학식 20에 있어서, x는 공간 방향의 위치를 나타낸다.

i를 수평 방향의 인덱스로 하고, j를 수직 방향의 인덱스로서 표현하면, 수학식 20은 수학식 21로 표현할 수 있다.

또, 수학식 21에 있어서, 수학식 22에 나타낸 바와 같이, Fc를 u로 놓고 있다.

즉, 전경 성분의 합이 근방에서 일정하다고 하는 근사를 수학식 21로 나타낼 수 있다.

혼합비 α가 근방에서 일정하고, 전경 성분의 합이 근방에서 일정하게 근사할 때, 수학식 3에, 수학식 15 및 수학식 21을 대입하여, 수학식 23을 얻는다.

수학식 23은 n 및 u의 2개의 변수를 포함한다.

혼합비 α를 구하기 위해서는, 변수의 수를 2개 그대로, 공간 근방의 화소의 화소값을 수학식 23으로 설정하고, 식의 수를 늘리면 된다. 즉, 주목하고 있는 화소의 근방의 화소에 대응시켜, 수학식 23에 대응하는 정규 방정식에, 화소값 M 또는 화소값 B를 설정하고, 화소값 M 또는 화소값 B가 설정된 복수의 정규 방정식을 최소 제곱법으로 풀어, 혼합비 α를 산출한다.

예를 들면, 주목하고 있는 화소의 수평 방향의 인덱스 i를 0으로 하고, 수직 방향의 인덱스 j를 0으로 하고, 주목하고 있는 화소의 근방의 3×3의 화소에 대하여, 수학식 23에 화소값 M 또는 화소값 B를 설정하면, 수학식 24 내지 수학식 32를 얻는다.

2개의 변수 u 및 n에 대하여, 9개의 식, 수학식 24 내지 수학식 32가 대응하기 때문에, 수학식 24 내지 수학식 32를 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 2개의 변수 u 및 n을 구할 수 있다. 이 때, 주목 화소의 혼합비 α는 수학식 23에 있어서 변수 n에 대응한다. 따라서, 구해진 2개의 변수 u 및 n 중, 변수 n을 혼합비 α로서 출력한다.

수학식 24 내지 수학식 32에 대응하는 설명에 있어서, 혼합 영역에 포함되는 화소의 화소값을 M으로 하고, 배경 영역에 포함되는 화소의 화소값을 B로 하여 설명하였지만, 주목하고 있는 화소가, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우, 또는 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우의 각각에 대하여, 정규 방정식을 세울 필요가 있다.

예를 들면, 도 51에 도시하는, 프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C04 내지 C08, 및 프레임 #n-1의 화소의 화소값 P04 내지 P08이, 정규 방정식으로 설정된다.

도 52에 도시하는, 프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C28 내지 C32, 및 프레임 #n+1의 화소의 화소값 N28 내지 N32가, 정규 방정식으로 설정된다.

즉, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 이용할 때, 수학식 24 내지 수학식 32에 있어서, M=C로 하고, B=P로 한다. 한편, 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 이용할 때, 수학식 24 내지 수학식 32에 있어서, M=C로 하고, B=N으로 한다.

보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 57에 도시하는, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 이하의 수학식 33 내지 수학식 41이 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mc5이다. 도 57에 있어서, 백색 동그라미는 배경으로 간주하는 화소를 나타내고, 흑색 동그라미는 혼합 영역의 화소로 간주하는 화소를 나타낸다.

프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 33 내지 수학식 41에 있어서, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n-1의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bc1 내지 Bc9가 사용된다. 수학식 33 내지 수학식 41은, 2개의 변수 u 및 n에 대하여, 9개의 식, 수학식 33 내지 수학식 41이 대응하기 때문에, 최소 제곱법으로 풀 수 있다.

도 57에 도시하는, 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α 를 산출할 때, 이하의 수학식 42 내지 수학식 50이 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mu5이다.

프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 42 내지 수학식 50에 있어서, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n 강의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bu1 내지 Bu9가 사용된다. 수학식 42 내지 수학식 50은, 2개의 변수 u 및 n에 대하여, 9개의 식, 수학식 42 내지 수학식 50이 대응하기 때문에, 최소 제곱법으로 풀 수 있다.

다음에, 최소 제곱법을 적용하여 혼합비 α를 산출하는 보다 구체적인 수순을 설명한다.

설명을 간단히 하기 위해, 수학식 23의 n을 w0으로 표현하고, u를 w1로 표현한다. 마찬가지로, 수학식 23의 n에 따른 값 B를 A0으로, u에 따른 값 1을 A1로 표현한다.

또한, 수학식 24 내지 수학식 32의 수평 방향의 인덱스 i 및 수직 방향의 인덱스 j의 조합을, 1 인덱스 k로 표현한다.

인덱스 i 및 인덱스 j를 하나의 인덱스 k로 표현하면, 인덱스 i, 인덱스 j, 및 인덱스 k의 관계는, 수학식 51로 표현된다.

오차 ek를 고려하면, 수학식 24 내지 수학식 32는 수학식 52로 바꾸어 기입할 수 있다.

수학식 52에 있어서, k는 0 내지 8의 정수 중 어느 하나의 값이다.

수학식 52로부터 수학식 53을 유도할 수 있다.

여기서, 최소 제곱법을 적용하기 위해서, 오차의 제곱합 E를 수학식 54에 나타낸 바와 같이 정의한다.

오차가 최소가 되기 위해서는, 오차의 제곱합 E에 대한, 변수 Wv의 편미분이 0이 되면 된다. 여기서, v는 0 또는 1의 정수 중 어느 하나의 값이다. 따라서, 수학식 55를 만족하도록 Wv를 구한다.

수학식 55에 수학식 53을 대입하면, 수학식 56을 얻는다.

수학식 56의 v에 0 또는 1의 정수 중 어느 하나를 대입하여 얻어지는 2개의 식으로부터, wh(h=0, 1)를 구한다.

이상과 같이, 구해진 결과인 w0, 즉 n을, 주목 화소에 대응하는 혼합비 α로 설정한다.

이와 같이, 혼합비 산출부(104)는 혼합비 α가 근방에서 일정하고, 전경 성분의 합이 근방에서 일정하게 근사하여, 보다 간단한 계산으로 혼합비 α를 산출할 수 있다.

또한, 셔터 시간 내에 전경 오브젝트가 고속으로 움직일 때, 혼합비 α가 공간 근방에서 일정하다는 가정, 및 전경 오브젝트의 공간 상관에 의해, 공간 근방에서 전경 성분의 합이 직선적으로 변화한다는 가정을 기초로, 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 세울 수 있다.

도 58에 도시한 바와 같이, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 혼합비 α의 산출에 이용할 수 있는 데이터는, 주목하고 있는 프레임 #n의 주목 화소의 화소값을 포함하는 화소값 M01 내지 M05, 및 프레임 #n-1의 화소값 PO1 내지 P05이다.

혼합비 α는, 공간 위치에 상관없이 일정하게 근사하기 때문에, 혼합비 α로 나타낸다.

전경 성분의 합은 공간 위치에 따라서 서로 다르며, f01 내지 f05로 나타낸다.

α가 일정하게 근사한다. 즉, 혼합비 α를 수학식 57로 나타낸다.

f01 내지 f05가 선형으로 근사한다. 즉, f01 내지 f05를 수학식 58로 나타낸다.

수학식 58에 있어서, x는 01 내지 05 중 어느 하나이다.

이와 같이 함으로써, 예를 들면, 공간 근방의 5×5 화소의 화소값을, p, s, t, 및 u의 4개의 변수를 포함하는 식에 적용시키는 것에 의해, 예를 들면, 4개의 변수에 대하여 25의 식이 얻어진다. 얻어진 식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 4개의 변수의 값을 구할 수 있다.

예를 들면, 공간 근방의 5×5 화소로 혼합비가 일정하게 근사하여, 전경 성분의 합이 공간 근방에서 직선적으로 변화한다는 근사로부터, 변수를 1개의 혼합비 및 3개의 기울기 및 세그먼트의 계 4개로 하여, 공간 근방의 화소값을 식으로 설정하고, 화소값이 설정된 식을 최소 제곱법으로 푼다.

이하, 3×3의 화소의 공간 근방에서의 처리를 예로 설명한다.

주목 화소에 대한 수평·수직 인덱스를 i, j(주목 화소는 모두 0)로 놓을 때, 주목 화소의 근방 3×3에 있어서, 수학식 59 내지 수학식 67과 같이 9개의 식이 성립한다.

수학식 59 내지 수학식 67에 있어서, 4개의 변수 u, s, t, 및 n에 대하여, 9개의 식이 대응하기 때문에, 최소 제곱법에 의해 4개의 변수 u, s, t, 및 n을 구하는 것이 가능하다. 이 때, 주목 화소에서의 혼합비 α는, 수학식 23에서 n이다. 따라서, 구한 4개의 변수 중 n을 혼합비 α로서 출력한다.

수학식 59 내지 수학식 67에 대응하는 설명에 있어서, 혼합 영역에 포함되는 화소의 화소값을 M으로 하고, 배경 영역에 포함되는 화소의 화소값을 B로 하여 설명했지만, 주목하고 있는 화소가, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우, 또는 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우의 각각에 대하여, 정규 방정식을 세울 필요가 있다.

예를 들면, 도 51에 도시하는, 프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C04 내지 C08, 및 프레임 #n-1의 화소의 화소값 P04 내지 P08이, 정규 방정식으로 설정된다.

도 52에 도시하는, 프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C28 내지 C32, 및 프레임 #n+1의 화소의 화소값 N28 내지 N32가, 정규 방정식으로 설정된다.

즉, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 이용할 때, 수학식 59 내지 수학식 67에 있어서, M=C로 하고, B=P로 한다. 한편, 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 이용할 때, 수학식 59 내지 수학식 67에 있어서, M=C로 하고, B=N 으로 한다.

보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 57에 도시하는, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 이하의 수학식 68 내지 수학식 76이 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mc5이다.

프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 68 내지 수학식 76에 있어서, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n-1의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bc1 내지 Bc9가 사용된다.

수학식 68 내지 수학식 76은 4개의 변수에 대하여, 9개의 식, 수학식 68 내지 수학식 76이 대응하기 때문에, 최소 제곱법으로 풀 수 있다.

도 57에 도시하는, 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 이하의 수학식 77 내지 수학식 85가 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mu5이다.

프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 77 내지 수학식 85에 있어서, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n+1의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bu1 내지 Bu9가 사용된다. 수학식 77 내지 수학식 85는 4개의 변수에 대하여, 9개의 식, 수학식 77 내지 수학식 85가 대응하기 때문에, 최소 제곱법으로 풀 수 있다.

다음에, 최소 제곱법을 적용하여 혼합비 α를 산출하는 보다 구체적인 수순을 설명한다.

설명을 간단히 하기 위해, n, s, t, 및 u의 4개의 변수를, 각각 w0, w1, w2, 및 w3으로 표현한다. 또한, n, s, t, 및 u의 4개의 변수에 관한 값 B, i, j, 및 l을, 각각 A0, A1, A2, 및 A3으로 표현한다.

또한, 수학식 59 내지 수학식 67의 수평 방향의 인덱스 i 및 수직 방향의 인덱스 j의 조합을, 1 인덱스 k로 표현한다.

인덱스 i 및 인덱스 j를 1개의 인덱스 k로 표현하면, 인덱스 i, 인덱스 j, 및 인덱스 k의 관계는 수학식 86으로 표현된다.

오차 ek를 고려하면, 수학식 59 내지 수학식 67은 수학식 87로 바꾸어 기입할 수 있다.

수학식 87에 있어서, k는 0 내지 8의 정수 중 어느 하나의 값이다. 수학식 87로부터 수학식 88을 유도할 수 있다.

여기서, 최소 제곱법을 적용하기 위해서, 오차의 제곱합 E를 수학식 89에 나타낸 바와 같이 정의한다.

오차가 최소로 되기 위해서는, 오차의 제곱합 E에 대한, 변수 Wv의 편미분이 O가 되면 된다. 여기서, v는, 0 내지 4의 정수 중 어느 하나의 값이다. 따라서, 수학식 90을 만족하도록 Wv를 구한다.

수학식 90에 수학식 88을 대입하면, 수학식 91을 얻는다.

수학식 91의 v에 0 내지 4의 정수 중 어느 하나를 대입하여 얻어지는 4개의 식으로부터, wh(h=0, 1, 2, 3)를 구한다.

이와 같이, 구해진 결과인 w0, 즉 n을 주목 화소에 대응하는 혼합비 α로 설정한다.

이상과 같이, 혼합비 산출부(104)는, 혼합비 α가 근방에서 일정하고 전경 성분의 합이 직선적으로 변화하다고 근사하여, 비교적 간단한 계산으로 비교적 정밀도 높게 혼합비 α를 산출할 수 있다. 혼합비 α가 근방에서 일정하고 전경 성분의 합이 직선적으로 변화하다고 근사할 때, 전경 오브젝트에 그라데이션이 있는 경우, 혼합비 산출부(104)는, 혼합비 α가 근방에서 일정하고 전경 성분의 합이 일정하게 근사하는 경우에 비하여, 정밀도 좋게 혼합비 α를 구할 수 있다.

도 59는 추정 혼합비 처리부(401)의 구성을 나타내는 블록도이다. 추정 혼합비 처리부(401)에 입력된 화상은 지연 회로(421) 및 산입부(422)에 공급된다.

지연 회로(421)는 입력 화상을 1 프레임 지연시켜 산입부(422)에 공급한다. 산입부(422)에 입력 화상으로서 프레임 #n이 입력되고 있을 때, 지연 회로(421)는 프레임 #n-1을 산입부(422)에 공급한다.

산입부(422)는 혼합비 α를 산출하는 화소의 근방의 화소의 화소값, 및 프레임 #n-1의 화소값을, 정규 방정식으로 설정한다. 예를 들면, 산입부(422)는 수학식 33 내지 수학식 41에 기초하여, 정규 방정식에 화소값 Mc1 내지 Mc9 및 화소값 Bc1 내지 Bc9를 설정한다. 산입부(422)는 화소값이 설정된 정규 방정식을 연산부(423)에 공급한다.

연산부(423)는 산입부(422)로부터 공급된 정규 방정식을 풀어 추정 혼합비를 구하여, 구해진 추정 혼합비를 출력한다.

이와 같이, 추정 혼합비 처리부(401)는 입력 화상을 기초로 추정 혼합비를 산출하여, 혼합비 결정부(403)에 공급할 수 있다.

또, 추정 혼합비 처리부(402)는 추정 혼합비 처리부(401)와 마찬가지의 구성을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다.

도 60은 혼합비 산출부(104)의 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 도 49에 도시하는 경우와 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

선택부(441)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소 및, 이것에 대응하는 이전 프레임의 화소를 추정 혼합비 처리부(401)에 공급한다. 선택부(441)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소 및, 이것에 대응하 는 다음 프레임의 화소를 추정 혼합비 처리부(402)에 공급한다.

선택부(442)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 대상이 되는 화소가 전경 영역에 속하는 경우, 0인 추정 혼합비를 선택하여 혼합비 α로 설정하고, 대상이 되는 화소가 배경 영역에 속하는 경우, 1인 추정 혼합비를 선택하여 혼합비 α로 설정한다. 선택부(442)는, 대상이 되는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(401)로부터 공급된 추정 혼합비를 선택하여 혼합비 α로 설정하고, 대상이 되는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(402)로부터 공급된 추정 혼합비를 선택하여 혼합비 α로 설정한다. 선택부(442)는 영역 정보를 기초로 선택하여 설정한 혼합비 α를 출력한다.

이와 같이, 도 60에 도시하는 다른 구성을 갖는 혼합비 산출부(104)는, 화상이 포함되는 화소마다 혼합비 α를 산출하여 산출한 혼합비 α를 출력할 수 있다.

도 61의 흐름도를 참조하여, 도 49에 구성을 나타내는 혼합비 산출부(104)의 혼합비 α의 산출 처리를 설명한다. 단계 S401에서, 혼합비 산출부(104)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 취득한다. 단계 S402에 있어서, 추정 혼합비 처리부(401)는 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의해 추정 혼합비의 연산의 처리를 실행하여, 산출한 추정 혼합비를 혼합비 결정부(403)에 공급한다. 혼합비 추정의 연산 처리 상세는 도 62의 흐름도를 참조하여 후술한다.

단계 S403에 있어서, 추정 혼합비 처리부(402)는 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의해 추정 혼합비의 연산의 처리를 실행하여, 산출한 추정 혼 합비를 혼합비 결정부(403)에 공급한다.

단계 S404에 있어서, 혼합비 산출부(104)는 프레임 전체에 대하여 혼합비 α를 추정하였는지 여부를 판정하여, 프레임 전체에 대하여 혼합비 α를 추정하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S402로 되돌아가, 다음 화소에 대하여 혼합비 α를 추정하는 처리를 실행한다.

단계 S404에 있어서, 프레임 전체에 대하여 혼합비 α를 추정하였다고 판정된 경우, 단계 S405로 진행하여, 혼합비 결정부(403)는 화소가, 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는지를 나타내는, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 혼합비 α를 설정한다. 혼합비 결정부(403)는, 대상이 되는 화소가 전경 영역에 속하는 경우, 0을 혼합비 α로 설정하고, 대상이 되는 화소가 배경 영역에 속하는 경우, 1을 혼합비 α로 설정하고, 대상이 되는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(401)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비 α로 설정하고, 대상이 되는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(402)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비 α로 설정하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 혼합비 산출부(104)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보, 및 입력 화상을 기초로, 각 화소에 대응하는 특징량인 혼합비 α를 산출할 수 있다.

도 60에 구성을 나타내는 혼합비 산출부(104)의 혼합비 α의 산출 처리는, 도 61의 흐름도에서 설명한 처리와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에, 도 59에 구성을 나타내는 추정 혼합비 처리부(401)에 의한, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리를 도 62의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S421에서, 산입부(422)는 입력된 화상에 포함되는 화소값, 및 지연 회로421에서 공급되는 화상에 포함되는 화소값을, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 정규 방정식으로 설정한다.

단계 S422에 있어서, 추정 혼합비 처리부(401)는, 대상이 되는 화소에 대한 설정이 종료되었는지 여부를 판정하여, 대상이 되는 화소에 대한 설정이 종료되지 않았다고 판정된 경우, 단계 S421로 되돌아가, 정규 방정식에의 화소값의 설정 처리를 반복한다.

단계 S422에 있어서, 대상이 되는 화소에 대한 화소값의 설정이 종료되었다고 판정된 경우, 단계 S423으로 진행하여, 연산부(423)는 화소값이 설정된 정규 방정식을 기초로 추정 혼합비를 연산하여, 구해진 추정 혼합비를 출력한다.

이와 같이, 도 59에 구성을 나타내는 추정 혼합비 처리부(401)는 입력 화상을 기초로 추정 혼합비를 연산할 수 있다.

언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정 처리는, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 정규 방정식을 이용한, 도 62의 흐름도에 도시하는 처리와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

또, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 것으로 설명하였지만, 배경 영역에 대응하는 화상이 움직임을 포함하고 있더라도 상술한 혼합비를 구하는 처리 를 적용할 수 있다. 예를 들면, 배경 영역에 대응하는 화상이 한결같이 움직이고 있을 때, 추정 혼합비 처리부(401)는, 이 움직임에 대응하여 화상 전체를 시프트시켜, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우와 마찬가지로 처리한다. 또한, 배경 영역에 대응하는 화상이 국소마다 다른 움직임을 포함하고 있을 때, 추정 혼합비 처리부(401)는, 혼합 영역에 속하는 화소에 대응하는 화소로서 움직임에 대응한 화소를 선택하여, 상술한 처리를 실행한다.

이와 같이, 혼합비 산출부(102)는 영역 특정부(101)로부터 공급된 영역 정보, 및 입력 화상을 기초로, 각 화소에 대응하는 특징량인 혼합비 α를 산출할 수 있다.

혼합비 α를 이용함으로써, 움직이고 있는 오브젝트에 대응하는 화상에 포함되는 움직임 불선명의 정보를 남긴 채로, 화소값에 포함되는 전경 성분과 배경 성분을 분리하는 것이 가능하게 된다.

또한, 혼합비 α에 기초하여 화상을 합성하면, 실세계를 실제로 다시 촬영한 듯한 움직이고 있는 오브젝트의 스피드에 정합한 정확한 움직임 불선명을 포함하는 화상을 만드는 것이 가능하게 된다.

도 63은 혼합비 산출부(104)의 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 추정 혼합비 처리부(501)는 입력 화상, 및 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보를 기초로, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해, 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 혼합비 결정부(503)에 공급한다.

추정 혼합비 처리부(502)는 입력 화상, 및 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보를 기초로, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해, 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 혼합비 결정부(503)에 공급한다.

도 63에 구성을 나타내는 혼합비 산출부(104)는, 셔터 시간 내에 있어서, 전경에 대응하는 오브젝트가 등속으로 움직이는 것에 의해, 화소의 위치 변화에 대응하여, 혼합비 α가 직선적으로 변화하는 성질을 이용하여, 공간 방향에 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 세우고, 또한, 전경의 움직임량 v에 맞추어, 혼합 영역에 속하는 화소와 대응하는 배경 영역에 속하는 화소의 조에 대하여 식을 세운다. 도 63에 구성을 나타내는 혼합비 산출부(104)는, 혼합 영역에 속하는 화소의 화소값 및 배경 영역에 속하는 화소의 화소값의 조를, 전경의 움직임에 맞춤으로써 복수 이용하여, 혼합비 α와 전경 성분의 합 f를 근사한 식을 푼다.

혼합비 α의 변화를 직선으로서 근사하면, 혼합비 α는 수학식 92로 표현된다.

수학식 92에 있어서, i는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 공간 방향의 인덱스이다. l은 혼합비 α의 직선의 기울기이다. p는 혼합비 α의 직선 세그먼트임과 동시에, 주목하고 있는 화소의 혼합비 α이다. 수학식 92에 있어서, 인덱스 i는 기지이지만, 기울기 1및 세그먼트 p는 미지이다.

인덱스 i, 기울기 l, 및 세그먼트「의 관계를 도 64에 도시한다.

혼합비 α를 수학식 92와 같이 근사함으로써, 복수의 화소에 대하여 복수의 서로 다른 혼합비 α는 2개의 변수로 표현된다. 도 64에 도시하는 예에 있어서, 5개의 화소에 대한 5개의 혼합비는 2개의 변수인 기울기 1및 세그먼트 p에 의해 표현된다. 도 64에 있어서, 백색 동그라미는 주목 화소를 나타내고, 흑색 동그라미는 근방 화소를 나타낸다.

도 65에 도시하는 평면에서 혼합비 α를 근사하면, 화상의 수평 방향 및 수직 방향의 2개의 방향에 대응하는 움직임 v를 고려했을 때, 수학식 92를 평면으로 확장하여, 혼합비 α는, 수학식 93으로 나타난다.

수학식 93에 있어서, j는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 수평 방향의 인덱스이고, k는 수직 방향의 인덱스이다. m은 혼합비 α의 면의 수평 방향의 기울기이고, q는 혼합비 α의 면의 수직 방향의 기울기이다. p는 혼합비 α의 면의 세그먼트이다. 도 65에 있어서, 백색 동그라미는 주목 화소를 나타낸다.

예를 들면, 도 51에 도시하는 프레임 #n에 있어서, C05 내지 C07에 대하여, 각각 수학식 94 내지 수학식 96이 성립된다.

전경 성분이 근방에서 일치하는, 즉 F01 내지 F03이 같다고 하고, F01 내지 F03을 Fc로 치환하면 수학식 97이 성립된다.

수학식 97에 있어서, x는 공간 방향의 위치를 나타낸다.

α(x)를 수학식 93에 의해 치환하면, 수학식 97은 수학식 98로서 표현할 수 있다.

수학식 98에 있어서, (-m·Fc), (-q·Fc), 및 (l-p)·Fc는 수학식 99 내지 수학식 101에 나타낸 바와 같이 치환되어 있다.

수학식 98에 있어서, j는 주목하고 있는 화소의 위치를 0으로 한 수평 방향의 인덱스이고, k는 수직 방향의 인덱스이다.

이와 같이, 전경에 대응하는 오브젝트가 셔터 시간 내에 있어서 등속으로 이동하고, 전경에 대응하는 성분이 근방에서 일정하다고 하는 가정이 성립하기 때문에, 전경 성분의 합은 수학식 98에 의해 근사된다.

또, 혼합비 α를 직선으로 근사하는 경우, 전경 성분의 합은 수학식 102로 나타낼 수 있다.

수학식 92의 혼합비 α및 전경 성분의 합을 수학식 93 및 수학식 98을 이용하여 치환하면, 화소값 M은 수학식 103으로 표시된다.

수학식 103에 있어서, 미지의 변수는 혼합비 α의 면의 수평 방향의 기울기 m, 혼합비 α의 면의 수직 방향의 기울기 q, 혼합비 α의 면의 세그먼트 p, s, t, 및 u의 6개이다.

복수의 프레임에 걸쳐서, 전경에 대응하는 오브젝트가 등속으로 움직인다고 하는 가정과, 전경 성분이 일정하다고 하는 가정을 가지고 들어감으로써, 1 프레임 내에서는 도 65와 같은 근사를 복수 프레임에 걸쳐 가지고 들어가는 도 66과 같은 근사로 할 수 있다. 도 66에 있어서, A는 혼합비·전경 성분의 평면을 나타낸다. 도 66에 있어서, 흑색 동그라미는 혼합 영역의 화소라고 간주하는 화소를 나타낸다.

또, 도 66에 있어서, 각 프레임에서의 평면은 동일한 기울기이고, 혼합비·전경 성분의 근사에 의해 수학식 103으로 표현되는 것이다.

그래서, 시간 방향의 인덱스를 T로 하면, 수학식 103은 수학식 104로 쓸 수 있다.

주목하고 있는 화소에 해당하는 전경 오브젝트 이동량에 대응시키고, 또한 각 프레임에 있어서 근방의 화소를 대응시켜, 수학식 104에 화소값 B 및 화소값 M을 설정하고, 화소값 M 및 화소값 B가 설정된 복수의 식에 대하여 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 혼합비 α를 산출한다.

예를 들면, 주목하고 있는 화소의 수평 방향의 인덱스 j를 0으로 하고, 수직 방향의 인덱스 k를 0으로 하고, 시간 방향의 인덱스 T를 0으로 하고, 주목하고 있는 화소의 근방의 3×3의 화소에 대하여, 수학식 104에 나타내는 혼합 화소를 표시 하는 식에 화소값 M 또는 화소값 B를 설정하면, 수학식 105 내지 수학식 113을 얻는다.

주목하고 있는 화소의 수평 방향의 인덱스 j가 0이고, 수직 방향의 인덱스 k가 0이기 때문에, 주목하고 있는 화소의 혼합비 α는, 수학식 93으로부터 j=0 및 k=0일 때의 값, 즉 세그먼트 p와 같다.

따라서, T가 -1, O, 1 각각도 고려한 수학식 105 내지 수학식 113의 27(9×3)의 식을 기초로 최소 제곱법에 의해, 수평 방향의 기울기 m, 수직 방향의 기울어 q, 세그먼트 p, s, t, 및 u의 각각의 값을 산출하여, 세그먼트 p를 혼합비 α로서 출력하면 된다.

다음에, 최소 제곱법을 적용하여 혼합비 α를 산출하는 보다 구체적인 수순을 설명한다.

인덱스 T, 인덱스 i, 및 인덱스 k를 하나의 인덱스 x로 표현하면, 인덱스 T, 인덱스 i, 인덱스 k, 및 인덱스 x의 관계는 수학식 114로 표현된다.

수평 방향의 기울기 m, 수직 방향의 기울기 q, 세그먼트 p, s, t, 및 u를 각각 변수 w0, w1, w2, w3, w4, 및 w5로 표현하고, jB, kB, B, j, k, 및 1을 각각 A0, A1, A2, A3, A4, 및 A5로 표현한다. 오차 ex를 고려하면, 수학식 105 내지 수학식 113은 수학식 1l5로 바꾸어 기입할 수 있다.

수학식 115에 있어서, x는 0 내지 27의 정수 중 어느 하나의 값이다. 수학식 115로부터 수학식 116을 유도할 수 있다.

여기서, 최소 제곱법을 적용하기 위해서, 오차의 제곱합 E를 수학식 1l7에 나타낸 바와 같이 정의한다.

오차가 최소가 되기 위해서는, 오차의 제곱합 E에 대한 변수 Wv의 편미분이 0이 되면 된다. 여기서, v는 0 내지 5의 정수 중 어느 하나의 값이다. 따라서, 수학식 118을 만족하도록 wy를 구한다.

수학식 118에 수학식 116을 대입하면, 수학식 119를 얻는다.

수학식 1l9의 v에 0 내지 5의 정수 중 어느 하나를 대입하여 얻어지는 6개의 식으로 이루어지는 정규 방정식에, 예를 들면, 소인법(Gauss-Jordan의 소거법) 등을 적용하여 wy를 산출한다. 상술한 바와 같이, w0은 수평 방향의 기울기 m이고, w1은 수직 방향의 기울기 q이고, w2는 세그먼트 p이고, w3은 s이고, w4는 t이고, w5는 u이다.

이상과 같이, 화소값 M 및 화소값 B를 설정한 식에 최소 제곱법을 적용함으로써, 수평 방향의 기울기 m, 수직 방향의 기울기 q, 세그먼트 p, s, t, 및 u를 구할 수 있다.

여기서, 세그먼트 p가, 인덱스 i, k가 0인 점, 즉 중심 위치에서의 혼합비 α로 되어 있기 때문에, 이것을 출력한다.

수학식 105 내지 수학식 113에 대응하는 설명에 있어서, 혼합 영역에 포함되는 화소의 화소값을 M으로 하고, 배경 영역에 포함되는 화소의 화소값을 B로 하여 설명하였지만, 주목하고 있는 화소가, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우, 또는 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 경우의 각각에 대하여, 정규 방정식을 세울 필요가 있다.

예를 들면, 도 51에 도시하는, 프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C04 내지 C08, 프레임 #n-1의 화소의 화소값 P04 내지 P08, 및 전경의 움직임에 대응한 화소값이, 정규 방정식으로 설정된다.

도 52에 도시하는, 프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 구하는 경우, 프레임 #n의 화소의 C28 내지 C32, 프레임 #n+1의 화소의 화소값 N28 내지 N32, 및 전경의 움직임에 대응한 화소값이, 정규 방정식으로 설정된다.

또한, 예를 들면, 도 67에 도시하는, 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 이하의 수학식 120 내지 수학식 128이 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mc5이다. 도 67에 있어서, 백색 동그라미는 배경으로 간주하는 화소를 나타내고, 흑색 동그라미는 혼합 영역의 화소로 간주하는 화소를 나타낸다.

프레임 #n의 커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 120 내지 수학식 128에 있어서, T=0일 때에는, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n-1의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bc1 내지 Bc9가 사용된다.

도 67에 도시하는, 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 이하의 수학식 129 내지 수학식 137이 세워진다. 혼합비 α를 산출하는 화소의 화소값은 Mu5이다.

프레임 #n의 언커버드 백그라운드 영역에 포함되는 화소의 혼합비 α를 산출할 때, 수학식 129 내지 수학식 137에 있어서, T=O일 때에는, 프레임 #n의 화소에 대응하는, 프레임 #n+1의 화소의 배경 영역의 화소의 화소값 Bu1 내지 Bu9가 사용된다.

도 68은 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 기초로, 움직임량 v를 사용하여 추정 혼합비를 산출하는 추정 혼합비 처리부(501)의 구성을 나타내는 블록도이다.

프레임 메모리(521)는 입력 화상의 복수의 프레임을 기억하고, 기억하고 있는 프레임을 혼합비 연산부(522)에 공급한다. 프레임 메모리(521)는 예를 들면, 프레임마다 6개의 프레임을 기억하고, 기억하고 있는 6개의 프레임을 혼합비 연산부(522)에 공급한다.

혼합비 연산부(522)는 혼합비 α및 전경 성분의 합 f를 산출하기 위한 정규 방정식을 미리 기억하고 있다.

혼합비 연산부(522)는, 정규 방정식에, 프레임 메모리(521)로부터 공급된 프레임에 포함되는, 혼합 영역에 속하는 화소값, 및 대응하는 배경 영역에 속하는 화소값을 설정한다. 혼합비 연산부(522)는 혼합 영역에 속하는 화소값, 및 대응하는 배경 영역에 속하는 화소값이 설정된 정규 방정식을, 행렬 해법에 의해 풀어, 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

도 69는 혼합비 연산부(522)의 구성을 나타내는 블록도이다.

정규 방정식 가산부(541)는 추정 혼합비를 산출하기 위한 정규 방정식을 미리 기억하고 있다.

정규 방정식 가산부(541)는 정규 방정식에, 프레임 메모리(521)로부터 공급된 M개의 프레임의 화상에 포함되는, 혼합 영역에 속하는 화소값, 및 대응하는 배경 영역에 속하는 화소값을 설정한다. 정규 방정식 가산부(541)는, 합 영역에 속 하는 화소값, 및 대응하는 배경 영역에 속하는 화소값이 설정된 정규 방정식을, 정규 방정식 연산부(542)에 공급한다.

정규 방정식 연산부(542)는 정규 방정식 가산부(541)로부터 공급된, 화소값이 설정된 정규 방정식을, 소인법(Gauss-Jordan의 소거법) 등을 적용하여 풀어, 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

이와 같이, 추정 혼합비 처리부(501)는 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델을 기초로, 움직임량 v를 사용하여 추정 혼합비를 산출한다.

추정 혼합비 처리부(502)는 추정 혼합비 처리부(501)와 마찬가지 구성을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다.

혼합비 결정부(503)는 영역 특정부(101)로부터 공급된, 혼합비가 산출되는 화소가, 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는지를 나타내는 영역 정보를 기초로, 혼합비를 설정한다. 혼합비 결정부(503)는, 대상이 되는 화소가 전경 영역에 속하는 경우, 0을 혼합비로 설정하고, 대상이 되는 화소가 배경 영역에 속하는 경우, 1을 혼합비로 설정하고, 대상이 되는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(501)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비로 설정하고, 대상이 되는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(502)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비로 설정한다. 혼합비 결정부(503)는 영역 정보를 기초로 설정한 혼합비를 출력한다.

도 70의 흐름도를 참조하여, 도 63에 구성을 나타내는, 혼합비 산출부(102) 의 혼합비의 산출 처리를 설명한다. 단계 S501에서, 혼합비 산출부(102)는 영역 특정부(101)로부터 공급된 영역 정보를 취득한다. 단계 S502에 있어서, 추정 혼합비 처리부(501)는 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리를 실행하고, 추정 혼합비를 혼합비 결정부(503)에 공급한다. 혼합비 추정의 처리 상세는 도 71의 흐름도를 참조하여 후술한다.

단계 S503에 있어서, 추정 혼합비 처리부(502)는 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리를 실행하고, 추정 혼합비를 혼합비 결정부(503)에 공급한다.

단계 S504에 있어서, 혼합비 산출부(102)는, 프레임 전체에 대하여 혼합비를 추정하였는지 여부를 판정하여, 프레임 전체에 대하여 혼합비를 추정하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S502로 되돌아가, 다음 화소에 대하여 혼합비를 추정하는 처리를 실행한다.

단계 S504에 있어서, 프레임 전체에 대하여 혼합비를 추정하였다고 판정된 경우, 단계 S505로 진행하여, 혼합비 결정부(503)는, 영역 특정부(101)로부터 공급된, 혼합비가 산출되는 화소가, 전경 영역, 배경 영역, 커버드 백그라운드 영역, 또는 언커버드 백그라운드 영역 중 어느 하나에 속하는지를 나타내는 영역 정보를 기초로, 혼합비를 설정한다. 혼합비 결정부(503)는, 대상이 되는 화소가 전경 영역에 속하는 경우, 0을 혼합비로 설정하고, 대상이 되는 화소가 배경 영역에 속하는 경우, 1을 혼합비로 설정하고, 대상이 되는 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(501)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비로 설정 하고, 대상이 되는 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 경우, 추정 혼합비 처리부(502)로부터 공급된 추정 혼합비를 혼합비로 설정하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 혼합비 산출부(102)는, 영역 특정부(101)로부터 공급된 영역 정보, 및 입력 화상을 기초로, 각 화소에 대응하는 특징량인 혼합비 α를 산출할 수 있다.

혼합비 α를 이용함으로써, 움직이고 있는 오브젝트에 대응하는 화상에 포함되는 움직임 불선명의 정보를 남긴 채로, 화소값에 포함되는 전경 성분과 배경 성분을 분리하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 도 70의 단계 S502에 대응하는, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리를 도 71의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S521에서, 정규 방정식 가산부(541)는 입력된 화상에 포함되는 화소값을, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 정규 방정식으로 설정한다.

단계 S522에 있어서, 정규 방정식 가산부(541)는, 대상이 되는 화소에 대한 설정이 종료하였는지 여부를 판정하여, 대상이 되는 화소에 대한 설정이 종료하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S521로 되돌아가, 정규 방정식에의 화소값의 설정 처리를 반복한다.

단계 S522에 있어서, 대상이 되는 화소에 대한 화소값의 설정이 종료하였다고 판정된 경우, 단계 S523으로 진행하여, 정규 방정식 연산부(542)는 화소값이 설정된 정규 방정식을 푸는 것에 의해, 추정 혼합비를 연산하여, 구해진 추정 혼합비를 출력한다.

이와 같이, 추정 혼합비 처리부(501)는 입력 화상을 기초로 추정 혼합비를 연산할 수 있다.

도 70의 단계 S503에 있어서의 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리는, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 정규 방정식을 이용한, 도 71의 흐름도에 도시하는 처리와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

또, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 것으로 설명하였지만, 배경 영역에 대응하는 화상이 움직임을 포함하고 있더라도 상술한 혼합비를 구하는 처리를 적용할 수 있다. 예를 들면, 배경 영역에 대응하는 화상이 한결같이 움직이고 있을 때, 추정 혼합비 처리부(501)는, 이 움직임에 대응하여 화상 전체를 시프트시켜, 배경에 대응하는 오브젝트가 정지하고 있는 경우와 마찬가지로 처리한다. 또한, 배경 영역에 대응하는 화상이 국소마다 다른 움직임을 포함하고 있을 때, 추정 혼합비 처리부(501)는, 혼합 영역에 속하는 화소에 대응하는 화소로서 움직임에 대응한 화소를 선택하여, 상술한 처리를 실행한다.

또한, 혼합비 산출부(104)는 모든 화소에 대하여, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리만을 실행하고, 산출된 추정 혼합비를 혼합비 α로서 출력하도록 하여도 좋다. 이 경우에 있어서, 혼합비 α는, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대하여 배경 성분의 비율을 나타내고, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대하여 전경 성분의 비율을 나타낸다. 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대하여, 이와 같이 산출된 혼합비 α와 1의 차분 절대값을 산출하여, 산출한 절대값을 혼합비 α로 설정하면, 신호 처리부(12)는, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소에 대하여, 배경 성분의 비율을 나타내는 혼합비 α를 구할 수 있다.

또, 마찬가지로, 혼합비 산출부(104)는, 모든 화소에 대하여 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 모델에 의한 혼합비 추정의 처리만을 실행하여, 산출된 추정 혼합비를 혼합비 α로서 출력하도록 하여도 좋다.

다음에, 전경 배경 분리부(105)에 대하여 설명한다. 도 72는 전경 배경 분리부(105)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다. 전경 배경 분리부(105)에 공급된 입력 화상은, 분리부(601), 스위치(602), 및 스위치(604)에 공급된다. 커버드 백그라운드 영역을 나타내는 정보, 및 언커버드 백그라운드 영역을 나타내는, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보는, 분리부(601)에 공급된다. 전경 영역을 나타내는 영역 정보는 스위치(602)에 공급된다. 배경 영역을 나타내는 영역 정보는 스위치(604)에 공급된다.

혼합비 산출부(104)로부터 공급된 혼합비 α는 분리부(601)에 공급된다. 분리부(601)는, 커버드 백그라운드 영역을 나타내는 영역 정보, 언커버드 백그라운드 영역을 나타내는 영역 정보, 및 혼합비 α를 기초로, 입력 화상으로부터 전경 성분을 분리하여, 분리한 전경 성분을 합성부(603)에 공급함과 함께, 입력 화상으로부터 배경 성분을 분리하여, 분리한 배경 성분을 합성부(605)에 공급한다.

스위치(602)는 전경 영역을 나타내는 영역 정보를 기초로 전경에 대응하는 화소가 입력되었을 때, 폐쇄되고, 입력 화상에 포함되는 전경에 대응하는 화소만을 합성부(603)에 공급한다.

스위치(604)는 배경 영역을 나타내는 영역 정보를 기초로, 배경에 대응하는 화소가 입력되었을 때, 폐쇄되고, 입력 화상에 포함되는 배경에 대응하는 화소만을 합성부(605)에 공급한다.

합성부(603)는 분리부(601)로부터 공급된 전경에 대응하는 성분, 스위치(602)로부터 공급된 전경에 대응하는 화소를 기초로, 전경 성분 화상을 합성하여, 합성한 전경 성분 화상을 출력한다. 전경 영역과 혼합 영역은 중복되지 않기 때문에, 합성부(603)는 예를 들면, 전경에 대응하는 성분과, 전경에 대응하는 화소에 논리합의 연산을 적용하여, 전경 성분 화상을 합성한다.

합성부(603)는, 전경 성분 화상의 합성 처리의 최초로 실행되는 초기화의 처리에 있어서, 내장하고 있는 프레임 메모리에 모든 화소값이 0인 화상을 저장하고, 전경 성분 화상의 합성의 처리에 있어서, 전경 성분 화상을 저장( 덧씌우기)한다. 따라서, 합성부(603)가 출력하는 전경 성분 화상 중 배경 영역에 대응하는 화소에는, 화소값으로서 0이 저장되어 있다.

합성부(605)는, 분리부(601)로부터 공급된 배경에 대응하는 성분, 스위치(604)로부터 공급된 배경에 대응하는 화소를 기초로, 배경 성분 화상을 합성하여, 합성한 배경 성분 화상을 출력한다. 배경 영역과 혼합 영역은 중복하지 않기 때문에, 합성부(605)는, 예를 들면, 배경에 대응하는 성분과 배경에 대응하는 화소와에 논리합의 연산을 적용하여, 배경 성분 화상을 합성한다.

합성부(605)는, 배경 성분 화상의 합성의 처리의 최초로 실행되는 초기화의 처리에 있어서, 내장하고 있는 프레임 메모리에 모든 화소값이 0인 화상을 저장하고, 배경 성분 화상의 합성의 처리에 있어서, 배경 성분 화상을 저장( 덧씌우기)한다. 따라서, 합성부(605)가 출력하는 배경 성분 화상의 안, 전경 영역에 대응하는 화소에는, 화소값으로서 0이 저장되어 있다.

도 73A는 전경 배경 분리부(105)에 입력되는 입력 화상, 및 전경 배경 분리부(105)로부터 출력되는 전경 성분 화상 및 배경 성분 화상을 나타내는 도면이다. 도 73B는 전경 배경 분리부(105)에 입력되는 입력 화상, 및 전경 배경 분리부(105)로부터 출력되는 전경 성분 화상 및 배경 성분 화상에 대응하는 모델을 나타내는 도면이다.

도 73A는 표시되는 화상의 모식도이고, 도 73B는 도 73A에 대응하는 전경 영역에 속하는 화소, 배경 영역에 속하는 화소, 및 혼합 영역에 속하는 화소를 포함하는 1 라인의 화소를 시간 방향으로 전개한 모델도를 도시한다.

도 73A 및 도 73B에 도시한 바와 같이, 전경 배경 분리부(105)로부터 출력되는 배경 성분 화상은, 배경 영역에 속하는 화소, 및 혼합 영역의 화소에 포함되는 배경 성분으로 구성된다.

도 73A 및 도 73B에 도시한 바와 같이, 전경 배경 분리부(105)로부터 출력되는 전경 성분 화상은, 전경 영역에 속하는 화소, 및 혼합 영역의 화소에 포함되는 전경 성분으로 구성된다.

혼합 영역의 화소의 화소값은, 전경 배경 분리부(105)에 의해, 배경 성분과, 전경 성분으로 분리된다. 분리된 배경 성분은, 배경 영역에 속하는 화소와 함께, 배경 성분 화상을 구성한다. 분리된 전경 성분은, 전경 영역에 속하는 화소와 함께, 전경 성분 화상을 구성한다.

이와 같이, 전경 성분 화상은 배경 영역에 대응하는 화소의 화소값이 0이 되고, 전경 영역에 대응하는 화소 및 혼합 영역에 대응하는 화소에 의미가 있는 화소값이 설정된다. 마찬가지로, 배경 성분 화상은, 전경 영역에 대응하는 화소의 화소값이 0이 되고, 배경 영역에 대응하는 화소 및 혼합 영역에 대응하는 화소에 의미가 있는 화소값이 설정된다.

다음에, 분리부(601)가 실행하는, 혼합 영역에 속하는 화소로부터 전경 성분, 및 배경 성분을 분리하는 처리에 대하여 설명한다.

도 74는 도면 중 좌측에서 우측으로 이동하는 오브젝트에 대응하는 전경을 포함하는, 2개의 프레임의 전경 성분 및 배경 성분을 도시하는 화상의 모델이다. 도 74에 도시하는 화상의 모델에 있어서, 전경의 움직임량 v는 4이고, 가상 분할 수는 4로 되어 있다.

프레임 #n에 있어서, 가장 좌측의 화소, 및 좌측에서 14번째 내지 18번째의 화소는, 배경 성분만으로 이루어지고, 배경 영역에 속한다. 프레임 #n에서, 좌측에서 2번째 내지 4번째의 화소는, 배경 성분 및 전경 성분을 포함하고, 언커버드 백그라운드 영역에 속한다. 프레임 #n에서, 좌측에서 11번째 내지 13번째의 화소는, 배경 성분 및 전경 성분을 포함하고, 커버드 백그라운드 영역에 속한다. 프레임 #n에서, 좌측에서 5번째 내지]0번째의 화소는 전경 성분만으로 이루어지고, 전경 영역에 속한다.

프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 1번째 내지 5번째의 화소, 및 좌측에서 18번째의 화소는, 배경 성분만으로 이루어지고, 배경 영역에 속한다. 프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 6번째 내지 8번째의 화소는, 배경 성분 및 전경 성분을 포함하고, 언커버드 백그라운드 영역에 속한다. 프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 15번째 내지 17번째의 화소는, 배경 성분 및 전경 성분을 포함하고, 커버드 백그라운드 영역에 속한다. 프레임 #n+1에 있어서, 좌측에서 9번째 내지 14번째의 화소는, 전경 성분만으로 이루어지고, 전경 영역에 속한다.

도 75는 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소로부터 전경 성분을 분리하는 처리를 설명하는 도면이다. 도 75에 있어서, α1 내지 α18은 프레임 #n에서의 화소 각각에 대응하는 혼합비이다. 도 75에 있어서, 좌측에서 15번째 내지 17번째의 화소는 커버드 백그라운드 영역에 속한다.

프레임 #n의 좌측에서 15번째의 화소의 화소값 C15는 수학식 138로 표현된다.

여기서, α15는 프레임 #n의 좌측에서 15번째의 화소의 혼합비이다. P15는 프레임 #n-1의 좌측에서 15번째의 화소의 화소값이다.

수학식 138을 기초로, 프레임 #n의 좌측에서 15번째의 화소의 전경 성분의 합 f15는 수학식 139로 표현된다.

마찬가지로, 프레임 #n의 좌측에서 6번째의 화소의 전경 성분의 합 f16은 수학식 140으로 표현되고, 프레임 #n의 좌측에서 17번째의 화소의 전경 성분의 합 f17은 수학식 141로 표현된다.

이와 같이, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값 C에 포함되는 전경 성분 fc는 수학식 142에 의해 계산된다.

P는 하나 전의 프레임의, 대응하는 화소의 화소값이다.

도 76은 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소로부터 전경 성분을 분리하는 처리를 설명하는 도면이다. 도 76에 있어서, α1 내지 α18은 프레임 #n에서의 화소 각각에 대응하는 혼합비이다. 도 76에 있어서, 좌측에서 2번째 내지 4번째의 화소는 언커버드 백그라운드 영역에 속한다.

프레임 #n의 좌측에서 2번째의 화소의 화소값 C02는 수학식 143으로 표현된다.

여기서, α2는, 프레임 #n의 좌측에서 2번째의 화소의 혼합비이다. N02는 프레임 #n+1의 좌측에서 2번째의 화소의 화소값이다.

수학식 143을 기초로, 프레임 #n의 좌측에서 2번째의 화소의 전경 성분의 합 f02는, 수학식 144로 표현된다.

마찬가지로, 프레임 #n의 좌측에서 3번째의 화소의 전경 성분의 합 f03은, 수학식 145로 표현되고, 프레임 #n의 좌측에서 4번째의 화소의 전경 성분의 합 f04는 수학식 146으로 표현된다.

이와 같이, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값 C에 포함되는 전경 성분 fu는, 수학식 147로 계산된다.

N은 하나 뒤 프레임의, 대응하는 화소의 화소값이다.

이와 같이, 분리부(601)는, 영역 정보에 포함되는, 커버드 백그라운드 영역을 나타내는 정보, 및 언커버드 백그라운드 영역을 나타내는 정보, 및 화소마다의 혼합비 α를 기초로, 혼합 영역에 속하는 화소로부터 전경 성분, 및 배경 성분을 분리할 수 있다.

도 77은 이상에서 설명한 처리를 실행하는 분리부(601)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다. 분리부(601)에 입력된 화상은, 프레임 메모리(621)에 공급되고, 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 커버드 백그라운드 영역 및 언커버드 백그라운드 영역을 나타내는 영역 정보, 및 혼합비 α는, 분리 처리 블록(622)에 입력된다.

프레임 메모리(621)는 입력된 화상을 프레임 단위로 기억한다. 프레임 메모리(621)는 처리의 대상이 프레임 #n일 때, 프레임 #n의 하나 앞의 프레임인 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #n의 하나 뒤의 프레임인 프레임 #n+1을 기억한다.

프레임 메모리(621)는 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #n+1의 대응하는 화소를 분리 처리 블록(622)에 공급한다.

분리 처리 블록(622)은 커버드 백그라운드 영역 및 언커버드 백그라운드 영역을 나타내는 영역 정보, 및 혼합비 α를 기초로, 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n-1, 프레임 #n, 및 프레임 #n+1의 대응하는 화소의 화소값에 도 75 및 도 76을 참조하여 설명한 연산을 적용하여, 프레임 #n의 혼합 영역에 속하는 화소로부터 전경 성분 및 배경 성분을 분리하여, 프레임 메모리(623)에 공급한다.

분리 처리 블록(622)은, 언커버 영역 처리부(631), 커버 영역 처리부(632), 합성부(633), 및 합성부(634)로 구성되어 있다.

언커버 영역 처리부(631)의 승산기(641)는, 혼합비 α를, 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #+1의 화소의 화소값에 곱하여 스위치(642)에 출력한다. 스위치(642)는 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n의 화소(프레임 #n+1의 화소에 대응함)가 언커버드 백그라운드 영역일 때 폐쇄되고, 승산기(641)로부터 공급된 혼합비 α를 곱한 화소값을 연산기(643) 및 합성부(634)에 공급한다. 스위치(642)로부터 출력되는 프레임 #n+1의 화소의 화소값에 혼합비 α를 곱한 값은, 프레임 #n이 대응하는 화소의 화소값의 배경 성분과 동일하다.

연산기(643)는 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n의 화소의 화소값으로부터, 스위치(642)로부터 공급된 배경 성분을 감산하여 전경 성분을 구한다. 연산기(643)는 언커버드 백그라운드 영역에 속하는, 프레임 #n의 화소의 전경 성분을 합성부(633)에 공급한다.

커버 영역 처리부(632)의 승산기(651)는, 혼합비 α를, 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n-1의 화소의 화소값에 곱하여 스위치(652)에 출력한다. 스위치(652)는 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n의 화소(프레임 #n-1의 화소에 대응함)가 커버드 백그라운드 영역일 때 폐쇄되고, 승산기(651)로부터 공급된 혼합비 α를 곱한 화소값을 연산기(653) 및 합성부(634)에 공급한다. 스위치(652)로부터 출력되는 프레임 #n-1의 화소의 화소값에 혼합비 α를 곱한 값은, 프레임 #n이 대응하는 화소의 화소값의 배경 성분과 동일하다.

연산기(653)는, 프레임 메모리(621)로부터 공급된 프레임 #n의 화소의 화소값으로부터, 스위치(652)로부터 공급된 배경 성분을 감산하여 전경 성분을 구한다. 연산기(653)는 커버드 백그라운드 영역에 속하는, 프레임 #n의 화소의 전경 성분을 합성부(633)에 공급한다.

합성부(633)는, 프레임 #n의, 연산기(643)로부터 공급된, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 전경 성분, 및 연산기(653)로부터 공급된, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 전경 성분을 합성하여, 프레임 메모리(623)에 공급한다.

합성부(634)는, 프레임 #n의, 스위치(642)로부터 공급된, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 배경 성분, 및 스위치(652)로부터 공급된, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 배경 성분을 합성하여, 프레임 메모리(623)에 공급한다.

프레임 메모리(623)는, 분리 처리 블록(622)으로부터 공급된, 프레임 #n의 혼합 영역의 화소의 전경 성분과, 배경 성분을 각각에 기억한다.

프레임 메모리(623)는 기억하고 있는 프레임 #n의 혼합 영역의 화소의 전경 성분, 및 기억하고 있는 프레임 #n의 혼합 영역의 화소의 배경 성분을 출력한다.

특징량인 혼합비 α를 이용함으로써, 화소값에 포함되는 전경 성분과 배경 성분을 완전하게 분리하는 것이 가능하게 된다.

합성부(603)는, 분리부(601)로부터 출력된, 프레임 #n의 혼합 영역의 화소의 전경 성분과, 전경 영역에 속하는 화소를 합성하여 전경 성분 화상을 생성한다. 합성부(605)는, 분리부(601)로부터 출력된, 프레임 #n의 혼합 영역의 화소의 배경 성분과, 배경 영역에 속하는 화소를 합성하여 배경 성분 화상을 생성한다.

도 78A는 도 74의 프레임 #n에 대응하는, 전경 성분 화상의 예를 도시한다. 가장 좌측의 화소, 및 좌측에서 14번째의 화소는, 전경과 배경이 분리되기 전에서, 배경 성분만으로 이루어져 있었기 때문에, 화소값이 0이 된다.

좌측에서 2번째 내지 4번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 언커버드 백그라운드 영역에 속하고, 배경 성분이 0이 되어, 전경 성분이 그대로 남겨져 있다. 좌측에서 11번째 내지 13번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하고, 배경 성분이 0이 되어, 전경 성분이 그대로 남겨져 있다. 좌측에서 5번째 내지 10번째 화소는 전경 성분만으로 이루어지기 때문에, 그대로 남겨진다.

도 78B는 도 74의 프레임 #n에 대응하는 배경 성분 화상의 예를 나타낸다. 가장 좌측의 화소, 및 좌측에서 14번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 배경 성분만으로 이루어져 있었기 때문에, 그대로 남겨진다.

좌측에서 2번째 내지 4번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 언커버드 백그라운드 영역에 속하고, 전경 성분이 0이 되어, 배경 성분이 그대로 남겨져 있다. 좌측에서 11번째 내지 13번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 커버드 백그라운드 영역에 속하고, 전경 성분이 0이 되어, 배경 성분이 그대 로 남겨져 있다. 좌측에서 5번째 내지 10번째 화소는 전경과 배경이 분리되기 전에 있어서, 전경 성분만으로 이루어져 있었기 때문에, 화소값이 0이 된다.

다음에, 도 79에 나타내는 흐름도를 참조하여, 전경 배경 분리부(105)에 의한 전경과 배경의 분리 처리를 설명한다. 단계 S601에 있어서, 분리부(601)의 프레임 메모리(621)는 입력 화상을 취득하고, 전경과 배경의 분리 대상이 되는 프레임 #n을, 그 앞 프레임 #n-1 및 그 후의 프레임 #n+1과 함께 기억한다.

단계 S602에 있어서, 분리부(601)의 분리 처리 블록(622)은 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 영역 정보를 취득한다. 단계 S603에 있어서, 분리부(601)의 분리 처리 블록(622)은 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 혼합비 α를 취득한다.

단계 S604에 있어서, 언커버 영역 처리부(631)는 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여, 프레임 메모리(621)로부터 공급된, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값으로부터, 배경 성분을 추출한다.

단계 S605에 있어서, 언커버 영역 처리부(631)는 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여, 프레임 메모리(621)로부터 공급된, 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값으로부터, 전경 성분을 추출한다.

단계 S606에 있어서, 커버 영역 처리부(632)는, 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여, 프레임 메모리(621)로부터 공급된, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값으로부터, 배경 성분을 추출한다.

단계 S607에 있어서, 커버 영역 처리부(632)는 영역 정보 및 혼합비 α에 기 초하여, 프레임 메모리(621)로부터 공급된, 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 화소값으로부터, 전경 성분을 추출한다.

단계 S608에 있어서, 합성부(633)는 단계 S605의 처리에서 추출된 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 전경 성분과, 단계 S607의 처리에서 추출된 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 전경 성분을 합성한다. 합성된 전경 성분은 합성부(603)에 공급된다. 또한, 합성부(603)는 스위치(602)를 통해 공급된 전경 영역에 속하는 화소와 분리부(601)로부터 공급된 전경 성분을 합성하여, 전경 성분 화상을 생성한다.

단계 S609에 있어서, 합성부(634)는 단계 S604의 처리에서 추출된 언커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 배경 성분과, 단계 S606의 처리에서 추출된 커버드 백그라운드 영역에 속하는 화소의 배경 성분을 합성한다. 합성된 배경 성분은 합성부(605)에 공급된다. 또한, 합성부(605)는 스위치(604)를 통해 공급된 배경 영역에 속하는 화소와 분리부(601)로부터 공급된 배경 성분을 합성하여, 배경 성분 화상을 생성한다.

단계 S610에 있어서, 합성부(603)는 전경 성분 화상을 출력한다. 단계 S611에서, 합성부(605)는 배경 성분 화상을 출력하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 전경 배경 분리부(105)는 영역 정보 및 혼합비 α에 기초하여, 입력 화상으로부터 전경 성분과 배경 성분을 분리하여, 전경 성분만으로 이루어지는 전경 성분 화상, 및 배경 성분만으로 이루어지는 배경 성분 화상을 출력할 수 있다.

다음에, 전경 성분 화상으로부터의 움직임 불선명량의 조정에 대하여 설명한다.

도 80은 움직임 불선명 조정부(106)의 구성 일례를 도시하는 블록도이다. 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보는, 처리 단위 결정부(801) 및 모델화부(802)에 공급된다. 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상은, 산입부(804)에 공급된다.

처리 단위 결정부(801)는 움직임 벡터와 그 위치 정보, 및 영역 정보에 기초하여, 움직임 벡터와 함께, 생성한 처리 단위를 모델화부(802)에 공급한다. 처리 단위 결정부(801)는 생성한 처리 단위를 산입부(804)에 공급한다.

처리 단위 결정부(801)가 생성하는 처리 단위는, 도 81에 A로 나타낸 바와 같이, 전경 성분 화상의 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 화소로부터 시작하여, 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 화소까지의 움직임 방향으로 나란히 배열되는 연속하는 화소, 또는 언커버드 백그라운드 영역에 대응하는 화소로부터 시작하여, 커버드 백그라운드 영역에 대응하는 화소까지의 움직임 방향으로 나란히 배열되는 연속하는 화소를 나타낸다. 처리 단위는 예를 들면, 좌측 상부점(처리 단위로 지정되는 화소로서, 화상 상에서 가장 좌측 또는 가장 상측에 위치하는 화소의 위치) 및 우측 하부점의 2개의 데이터로 이루어진다.

모델화부(802)는 움직임 벡터 및 입력된 처리 단위에 기초하여 모델화를 실행한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 모델화부(802)는, 처리 단위에 포함되는 화소의 수, 화소값의 시간 방향의 가상 분할 수, 및 화소마다의 전경 성분의 수에 대응하는 복수의 모델을 사전에 기억해 놓고, 처리 단위, 및 화소값의 시간 방향의 가상 분할 수에 기초하여, 도 68에 도시한 바와 같은, 화소값과 전경 성분의 대응을 지정하는 모델을 선택하도록 해도 된다.

예를 들면, 처리 단위에 대응하는 화소의 수가 12이고 셔터 시간 내의 움직임량 v가 5일 때에는, 모델화부(802)는, 가상 분할 수를 5로 하고, 가장 좌측에 위치하는 화소가 1개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 2번째 화소가 2개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 3번째 화소가 3개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 4번째 화소가 4개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 5번째 화소가 5개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 6번째 화소가 5개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 7번째 화소가 5개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 8번째 화소가 5개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 9번째 화소가 4개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 10번째 화소가 3개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 11번째 화소가 2개의 전경 성분을 포함하고, 좌측에서 12번째 화소가 1개의 전경 성분을 포함하여, 전체적으로 8개의 전경 성분으로 이루어지는 모델을 선택한다.

또, 모델화부(802)는, 사전에 기억하고 있는 모델로부터 선택하는 것이 아니라, 움직임 벡터, 및 처리 단위가 공급되었을 때, 움직임 벡터, 및 처리 단위를 기초로 모델을 생성하도록 해도 된다.

모델화부(802)는 선택한 모델을 방정식 생성부(803)에 공급한다.

방정식 생성부(803)는 모델화부(802)로부터 공급된 모델을 기초로 방정식을 생성한다. 도 82에 나타내는 전경 성분 화상의 모델을 참조하여, 전경 성분의 수가 8이고, 처리 단위에 대응하는 화소의 수가 12이고, 움직임량 v가 5이고, 가상 분할 수가 5일 때의, 방정식 생성부(803)가 생성하는 방정식에 대하여 설명한다.

전경 성분 화상에 포함되는 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분이 F01/v 내지 F08/v일 때, F01/v 내지 F08/v와 화소값 C01 내지 C12의 관계는, 수학식 148 내지 수학식 159로 나타내진다.

방정식 생성부(803)는 생성한 방정식을 변형하여 방정식을 생성한다. 방정식 생성부(803)가 생성하는 방정식을 수학식 160 내지 수학식 171에 나타낸다.

수학식 160 내지 수학식 171은 수학식 172로서 나타낼 수도 있다.

수학식 172에 있어서, j는 화소의 위치를 나타낸다. 이 예에 있어서, j는 1 내지 12 중 어느 하나의 값을 갖는다. 또한, i는 전경값의 위치를 나타낸다. 이 예에 있어서, i는 1 내지 8 중 어느 하나의 값을 갖는다. aij는 i 및 j의 값에 대응하여 0 또는 1의 값을 갖는다.

오차를 고려하여 표현하면, 수학식 172는 수학식 173과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 173에 있어서, ej는 주목 화소 Cj에 포함되는 오차이다.

수학식 173은 수학식 174에 재기입할 수 있다.

여기서, 최소 제곱법을 적용하기 위해서, 오차의 제곱합 E를 수학식 175에 나타낸 바와 같이 정의한다.

오차가 최소로 되기 위해서는, 오차의 제곱합 E에 대한, 변수 Fk에 의한 편미분의 값이 0이 되면 된다. 수학식 176을 만족하도록 Fk을 구한다.

수학식 176에 있어서, 움직임량 v는 고정값이기 때문에 수학식 177을 유도할 수 있다.

수학식 177을 전개하여 이항하면 수학식 178을 얻는다.

수학식 178의 k에 1 내지 8의 정수 중 어느 하나를 대입하여 얻어지는 8개의 식으로 전개한다. 얻어진 8개의 식을, 행렬에 의해 하나의 식에 의해 나타낼 수 있다. 이 식을 정규 방정식이라고 부른다.

이러한 최소 제곱법에 기초하는, 방정식 생성부(803)가 생성하는 정규 방정식의 예를 수학식 179에 나타낸다.

수학식 179를 A·F=v·C로 나타내면, C, A, v가 기지이고, F는 미지이다. 또한, A, v는 모델화의 시점에서 기지이지만, C는 합산 동작에 있어서 화소값을 입력함으로써 기지가 된다.

최소 제곱법에 기초하는 정규 방정식에 의해 전경 성분을 산출함으로써, 화 소값 C에 포함되어 있는 오차를 분산시킬 수 있다.

방정식 생성부(803)는 이와 같이 생성된 정규 방정식을 산입부(804)에 공급한다.

산입부(804)는 처리 단위 결정부(801)로부터 공급된 처리 단위에 기초하여, 전경 성분 화상에 포함되는 화소값 C를, 방정식 생성부(803)로부터 공급된 행렬식에 설정한다. 산입부(804)는 화소값 C를 설정한 행렬을 연산부(805)에 공급한다.

연산부(805)는 소인법(Gauss-Jordan의 소거법) 등의 해법에 기초하는 처리에 의해, 움직임 불선명이 제거된 전경 성분 Fi/v를 산출하여, 움직임 불선명이 제거된 전경의 화소값인, 0 내지 8의 정수 중 어느 하나의 i에 대응하는 Fi를 산출하고, 도 83에 예를 나타내는, 움직임 불선명이 제거된 화소값인 Fi로 이루어지는, 움직임 불선명이 제거된 전경 성분 화상을 움직임 불선명 부가부(806) 및 선택부(807)에 출력한다.

또, 도 83에 나타내는 움직임 불선명이 제거된 전경 성분 화상에 있어서, C03 내지 C10의 각각에 F01 내지 F08의 각각이 설정되어 있는 것은, 화면에 대한 전경 성분 화상의 위치를 변화시키지 않기 위한 것이며, 임의의 위치에 대응시킬 수 있다.

움직임 불선명 부가부(806)는, 움직임량 v와는 다른 값의 움직임 불선명 조정량 v', 예를 들면, 움직임량 v의 반값의 움직임 불선명 조정량 v'이나, 움직임량 v와 무관계한 값의 움직임 불선명 조정량 v'를 제공함으로써, 움직임 불선명량을 조정할 수 있다. 예를 들면, 도 84에 도시한 바와 같이, 움직임 불선명 부가부(806)는 움직임 불선명이 제거된 전경의 화소값 Fi를 움직임 불선명 조정량 v'에 의해 제거함으로써, 전경 성분 Fi/v'를 산출하고, 전경 성분 Fi/v'의 합을 산출하여, 움직임 불선명량이 조정된 화소값을 생성한다. 예를 들면, 움직임 불선명 조정량 v'이 3일 때, 화소값 C02는 (F01)/v'가 되고, 화소값 C03은 (F01+F02)/v'가 되고, 화소값 C04는 (F01+F02+F03)/v'가 되고, 화소값 C05는 (F02+F03+F04)/v'가 된다.

움직임 불선명 부가부(806)는 움직임 불선명량을 조정한 전경 성분 화상을 선택부(807)에 공급한다.

선택부(807)는, 예를 들면 사용자의 선택에 대응한 선택 신호에 기초하여, 연산부(805)로부터 공급된 움직임 불선명이 제거된 전경 성분 화상, 및 움직임 불선명 부가부(806)로부터 공급된 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상 중 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 전경 성분 화상을 출력한다.

이와 같이, 움직임 불선명 조정부(106)는 선택 신호 및 움직임 불선명 조정량 v'를 기초로 움직임 불선명량을 조정할 수 있다.

또한, 예를 들면, 도 85에 도시한 바와 같이, 처리 단위에 대응하는 화소의 수가 8이고, 움직임량 v가 4일 때, 움직임 불선명 조정부(106)는, 수학식 180에 나타내는 행렬의 식을 생성한다.

움직임 불선명 조정부(106)는, 이와 같이 처리 단위의 길이에 대응한 수의 식을 세워, 움직임 불선명량이 조정된 화소값인 Fi를 산출한다. 마찬가지로, 예를 들면, 처리 단위에 포함되는 화소의 수가 100일 때, 100개의 화소에 대응하는 식을 생성하여 Fi를 산출한다.

도 86은 움직임 불선명 조정부(106)의 다른 구성 일례를 도시하는 도면이다. 도 80에 나타내는 경우와 마찬가지의 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

선택부(821)는 선택 신호에 기초하여, 입력된 움직임 벡터와 그 위치 신호를 그대로 처리 단위 결정부(801) 및 모델화부(802)에 공급하거나, 또는 움직임 벡터의 크기를 움직임 불선명 조정량 v'로 치환하여, 그 크기가 움직임 불선명 조정량 v'로 치환된 움직임 벡터와 그 위치 신호를 처리 단위 결정부(801) 및 모델화부(802)에 공급한다.

이와 같이 함으로써, 도 86의 움직임 불선명 조정부(106)의 처리 단위 결정부(801) 내지 연산부(805)는, 움직임량 v와 움직임 불선명 조정량 v'의 값에 대응하여 움직임 불선명량을 조정할 수 있다. 예를 들면, 움직임량 v가 5이고, 움직임 불선명 조정량 v'이 3일 때, 도 86의 움직임 불선명 조정부(106)의 처리 단위 결정부(801) 내지 연산부(805)는, 도 82에 나타내는 움직임량 v가 5인 전경 성분 화상에 대하여, 3인 움직임 불선명 조정량 v' 대응하는 도 84에 도시한 바와 같은 모델에 따라서, 연산을 실행하고, (움직임량 v)/(움직임 불선명 조정량 v')=5/3, 즉 거의 1.7의 움직임량 v에 따른 움직임 불선명을 포함하는 화상을 산출한다. 또, 이 경우, 산출되는 화상은 3인 움직임량 v에 대응한 움직임 불선명을 포함하는 것이 아니기 때문에, 움직임 불선명 부가부(806)의 결과와는 움직임량 v와 움직임 불선명 조정량 v'의 관계의 의미가 서로 다르다는 점에 주의할 필요가 있다.

이상과 같이, 움직임 불선명 조정부(106)는, 움직임량 v 및 처리 단위에 대응하여 식을 생성하고, 생성한 식에 전경 성분 화상의 화소값을 설정하여, 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상을 산출한다.

다음에, 도 87의 흐름도를 참조하여, 움직임 불선명 조정부(106)에 의한 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량의 조정 처리를 설명한다.

단계 S801에 있어서, 움직임 불선명 조정부(106)의 처리 단위 결정부(801)는, 움직임 벡터 및 영역 정보에 기초하여 처리 단위를 생성하고, 생성한 처리 단위를 모델화부(802)에 공급한다.

단계 S802에 있어서, 움직임 불선명 조정부(106)의 모델화부(802)는, 움직임량 v 및 처리 단위에 대응하여 모델의 선택이나 생성을 행한다. 단계 S803에 있어서, 방정식 생성부(803)는 선택된 모델을 기초로 정규 방정식을 작성한다.

단계 S804에 있어서, 산입부(804)는 작성된 정규 방정식에 전경 성분 화상의 화소값을 설정한다. 단계 S805에 있어서, 산입부(804)는, 처리 단위에 대응하는 모든 화소의 화소값을 설정하였는지 여부를 판정하여, 처리 단위에 대응하는 모든 화소의 화소값을 설정하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S804로 되돌아가, 정규 방정식에의 화소값의 설정 처리를 반복한다.

단계 S805에 있어서, 처리 단위의 모든 화소의 화소값을 설정하였다고 판정된 경우, 단계 S806으로 진행하여, 연산부(805)는, 산입부(804)로부터 공급된 화소값이 설정된 정규 방정식을 기초로, 움직임 불선명량을 조정한 전경의 화소값을 산출하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 움직임 불선명 조정부(106)는 움직임 벡터 및 영역 정보에 기초하여, 움직임 불선명을 포함하는 전경 화상으로부터 움직임 불선명량을 조정할 수 있다.

즉, 샘플 데이터인 화소값에 포함되는 움직임 불선명량을 조정할 수 있다.

이상과 같이, 도 4에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는, 입력 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정할 수 있다. 도 4에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는 매립된 정보인 혼합비 α를 산출하여, 산출한 혼합비 α를 출력할 수 있다.

도 88은 움직임 불선명 조정부(106)의 구성의 다른 일례를 나타내는 블록도이다. 움직임 검출부(102)로부터 공급된 움직임 벡터와 그 위치 정보는 처리 단위 결정부(901) 및 보정부(905)에 공급되고, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보는 처리 단위 결정부(901)에 공급된다. 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전 경 성분 화상은 연산부(904)에 공급된다.

처리 단위 결정부(901)는 움직임 벡터와 그 위치 정보, 및 영역 정보를 기초로, 움직임 벡터와 함께, 생성한 처리 단위를 모델화부(902)에 공급한다.

모델화부(902)는 움직임 벡터 및 입력된 처리 단위를 기초로, 모델화를 실행한다.

방정식 생성부(903)는 모델화부(902)로부터 공급된 모델을 기초로 방정식을 생성한다.

도 89 내지 도 91에 도시하는 전경 성분 화상의 모델을 참조하여, 전경 성분의 수가 8이고, 처리 단위에 대응하는 화소의 수가 12이고, 움직임량 v가 5일 때의, 방정식 생성부(903)가 생성하는 방정식의 예에 대하여 설명한다.

전경 성분 화상에 포함되는 셔터 시간 /v에 대응하는 전경 성분이 F01/v 내지 F08/v일 때, F01/v 내지 F08/v와 화소값 C01 내지 C12의 관계는, 상술한 바와 같이 수학식 148 내지 수학식 159로 나타내진다.

화소값 C12 및 C11에 주목하면, 화소값 C12는 수학식 181에 나타낸 바와 같이, 전경 성분 F08/v만을 포함하고, 화소값 C11은 전경 성분 F08/v 및 전경 성분 F07/v의 곱의 합으로 이루어진다. 따라서, 전경 성분 F07/v는 수학식 182에 의해 구할 수 있다.

마찬가지로, 화소값 C10 내지 C01에 포함되는 전경 성분을 고려하면, 전경 성분 F06/v 내지 F01/v는 수학식 183 내지 수학식 188에 의해 구할 수 있다.

방정식 생성부(903)는 수학식 181 내지 수학식 188에 예를 나타내는, 화소값의 차에 의해 전경 성분을 산출하기 위한 방정식을 생성한다. 방정식 생성부(903)는 생성한 방정식을 연산부(904)에 공급한다.

연산부(904)는 방정식 생성부(903)로부터 공급된 방정식에 전경 성분 화상의 화소값을 설정하고, 화소값을 설정한 방정식을 기초로 전경 성분을 산출한다. 연산부(904)는 예를 들면, 수학식 181 내지 수학식 188이 방정식 생성부(903)로부터 공급되었을 때, 수학식 181 내지 수학식 188에 화소값 C05 내지 C12를 설정한다.

연산부(904)는 화소값이 설정된 식에 기초하여 전경 성분을 산출한다. 예를 들면, 연산부(904)는 화소값 C05 내지 C12가 설정된 수학식 181 내지 수학식 188에 기초하는 연산에 의해, 도 90에 도시한 바와 같이, 전경 성분 F01/v 내지 F08/v를 산출한다. 연산부(904)는 전경 성분 F01/v 내지 F08/v를 보정부(905)에 공급한다.

보정부(905)는 연산부(904)로부터 공급된 전경 성분에, 처리 단위 결정부(901)로부터 공급된 움직임 벡터에 포함되는 움직임량 v를 곱하고, 움직임 불선명을 제거한 전경의 화소값을 산출한다. 예를 들면, 보정부(905)는 연산부(904)로부터 공급된 전경 성분 F01/v 내지 F08/v가 공급되었을 때, 전경 성분 F01/v 내지 F08/v의 각각에, 5인 움직임량 v를 곱함으로써, 도 91에 도시한 바와 같이, 움직임 불선명을 제거한 전경의 화소값 F01 내지 F08을 산출한다.

보정부(905)는 이상과 같이 산출된, 움직임 불선명을 제거한 전경의 화소값으로 이루어지는 전경 성분 화상을 움직임 불선명 부가부(906) 및 선택부(907)에 공급한다.

움직임 불선명 부가부(906)는 움직임량 v와는 다른 값의 움직임 불선명 조정량 v', 예를 들면, 움직임량 v의 반값의 움직임 불선명 조정량 v', 움직임량 v와 무관계한 값의 움직임 불선명 조정량 v'로, 움직임 불선명량을 조정할 수 있다. 예를 들면, 도 84에 도시한 바와 같이, 움직임 불선명 부가부(906)는 움직임 불선 명이 제거된 전경의 화소값 Fi를 움직임 불선명 조정량 v'에 의해 제거함으로써, 전경 성분 Fi/v'를 산출하고, 전경 성분 Fi/v'의 합을 산출하여, 움직임 불선명량이 조정된 화소값을 생성한다. 예를 들면, 움직임 불선명 조정량 v'가 3일 때, 화소값 C02는 (F01)/v'가 되고, 화소값 C03은 (F01+F02)/v'가 되고, 화소값 C04는 (F01+F02+F03)/v'가 되고, 화소값 C05는 (F02+F03+F04)/v'가 된다.

움직임 불선명 부가부(906)는 움직임 불선명량을 조정한 전경 성분 화상을 선택부(907)에 공급한다.

선택부(907)는 예를 들면 사용자의 선택에 대응한 선택 신호에 기초하여, 보정부(905)로부터 공급된 움직임 불선명이 제거된 전경 성분 화상, 및 움직임 불선명 부가부(906)로부터 공급된 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상 중 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 전경 성분 화상을 출력한다.

이와 같이, 움직임 불선명 조정부(106)는 선택 신호 및 움직임 불선명 조정량 v'에 기초하여 움직임 불선명량을 조정할 수 있다.

다음에, 도 88에 구성을 나타내는 움직임 불선명 조정부(106)에 의한 전경의 움직임 불선명량의 조정 처리를 도 92의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S901에 있어서, 움직임 불선명 조정부(106)의 처리 단위 결정부(901)는, 움직임 벡터 및 영역 정보에 기초하여 처리 단위를 생성하고, 생성한 처리 단위를 모델화부(902) 및 보정부(905)에 공급한다.

단계 S902에 있어서, 움직임 불선명 조정부(106)의 모델화부(902)는, 움직임량 v 및 처리 단위에 대응하여 모델의 선택이나 생성을 행한다. 단계 S903에 있어 서, 방정식 생성부(903)는 선택 또는 생성된 모델에 기초하여, 전경 성분 화상의 화소값의 차에 의해 전경 성분을 산출하기 위한 방정식을 생성한다.

단계 S904에 있어서, 연산부(904)는 작성된 방정식에 전경 성분 화상의 화소값을 설정하고, 화소값이 설정된 방정식을 기초로, 화소값의 차분으로부터 전경 성분을 추출한다. 단계 S905에 있어서, 연산부(904)는 처리 단위에 대응하는 모든 전경 성분을 추출하였는지 여부를 판정하여, 처리 단위에 대응하는 모든 전경 성분을 추출하지 않았다고 판정된 경우, 단계 S904로 되돌아가, 전경 성분을 추출하는 처리를 반복한다.

단계 S905에 있어서, 처리 단위에 대응하는 모든 전경 성분을 추출하였다고 판정된 경우, 단계 S906으로 진행하고, 보정부(905)는 움직임량 v에 기초하여, 연산부(904)로부터 공급된 전경 성분 F01/v 내지 F08/v의 각각을 보정하여, 움직임 불선명을 제거한 전경의 화소값 F01 내지 F08을 산출한다.

단계 S907에 있어서, 움직임 불선명 부가부(906)는 움직임 불선명량을 조정한 전경의 화소값을 산출하고, 선택부(907)는 움직임 불선명이 제거된 화상 또는 움직임 불선명량이 조정된 화상 중 어느 하나를 선택하여 선택한 화상을 출력하고, 처리는 종료한다.

이와 같이, 도 88에 구성을 나타내는 움직임 불선명 조정부(106)는, 보다 간단한 연산으로, 보다 신속하게, 움직임 불선명을 포함하는 전경 화상으로부터 움직임 불선명을 조정할 수 있다.

위너 필터 등 종래의 움직임 불선명을 부분적으로 제거하는 방법이, 이상 상 태에서는 효과가 인정되지만, 양자화되고, 노이즈를 포함한 실제 화상에 대하여 충분한 효과가 얻어지지 않는 데 대하여, 도 88에 구성을 나타내는 움직임 불선명 조정부(106)에서도, 양자화되고, 노이즈를 포함한 실제 화상에 대하여도 충분한 효과가 인정되어, 정밀도 좋게 움직임 불선명 제거가 가능해진다.

도 93은 혼합비 산출부(104)가 도 63에 도시하는 구성을 가질 때의, 신호 처리부(12)의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시하는 부분과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 적절하게 생략한다.

영역 특정부(103)는 영역 정보를 혼합비 산출부(104) 및 합성부(1001)에 공급한다.

혼합비 산출부(104)는 혼합비 α를 전경 배경 분리부(105) 및 합성부(1001)에 공급한다.

전경 배경 분리부(105)는 전경 성분 화상을 합성부(1001)에 공급한다.

합성부(1001)는, 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 혼합비 α, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 임의의 배경 화상과, 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상을 합성하여, 임의의 배경 화상과 전경 성분 화상이 합성된 합성 화상을 출력한다.

도 94는 합성부(1001)의 구성을 나타내는 도면이다. 배경 성분 생성부(1021)는 혼합비 α및 임의의 배경 화상을 기초로, 배경 성분 화상을 생성하여, 혼합 영역 화상 합성부(1022)에 공급한다.

혼합 영역 화상 합성부(1022)는 배경 성분 생성부(1021)로부터 공급된 배경 성분 화상과 전경 성분 화상을 합성함으로써, 혼합 영역 합성 화상을 생성하여, 생성한 혼합 영역 합성 화상을 화상 합성부(1023)에 공급한다.

화상 합성부(1023)는 영역 정보를 기초로, 전경 성분 화상, 혼합 영역 화상 합성부(1022)로부터 공급된 혼합 영역 합성 화상, 및 임의의 배경 화상을 합성하여, 합성 화상을 생성하여 출력한다.

이와 같이, 합성부(1001)는 전경 성분 화상을 임의의 배경 화상으로 합성할 수 있다.

특징량인 혼합비 α를 기초로 전경 성분 화상을 임의의 배경 화상과 합성하여 얻어진 화상은, 단순히 화소를 합성한 화상에 비하여 보다 자연스러운 것으로 된다.

도 95는 혼합비 산출부(104)가 도 49에 도시하는 구성을 가질 때의, 신호 처리부(12)의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시하는 부분과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 적절하게 생략한다.

영역 특정부(103)는 영역 정보를 혼합비 산출부(104) 및 합성부(1001)에 공급한다.

혼합비 산출부(104)는 혼합비 α를 전경 배경 분리부(105) 및 합성부(1001)에 공급한다.

전경 배경 분리부(105)는 전경 성분 화상을 합성부(1001)에 공급한다.

합성부(1001)는, 혼합비 산출부(104)로부터 공급된 혼합비 α, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 임의의 배경 화상과, 전경 배경 분리부(105)로부터 공급된 전경 성분 화상을 합성하여, 임의의 배경 화상과 전경 성분 화상이 합성된 합성 화상을 출력한다.

도 96은 움직임 불선명량을 조정하는 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4에 도시하는 신호 처리부(12)가 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 순서대로 행하는 데 대하여, 도 96에 도시하는 신호 처리부(12)는 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 병행하여 행한다.

도 4의 블록도에 도시하는 기능과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 입력 화상은, 혼합비 산출부(1101), 전경 배경 분리부(1102), 영역 특정부(103), 및 오브젝트 추출부(101)에 공급된다.

혼합비 산출부(1101)는, 입력 화상을 기초로, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를, 입력 화상에 포함되는 화소 각각에 대하여 산출하여, 산출한 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를 전경 배경 분리부(1102)에 공급한다.

도 97은 도 96에 도시하는 혼합비 산출부(1101)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다.

도 97에 도시하는 추정 혼합비 처리부(501)는, 도 63에 도시하는 추정 혼합 비 처리부(501)와 동일하다. 도 97에 도시하는 추정 혼합비 처리부(502)는 도 63에 도시하는 추정 혼합비 처리부(502)와 동일하다

추정 혼합비 처리부(501)는 입력 화상을 기초로, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

추정 혼합비 처리부(502)는 입력 화상을 기초로, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

전경 배경 분리부(1102)는 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 입력 화상으로부터 전경 성분 화상을 생성하여, 생성한 전경 성분 화상을 움직임 불선명 조정부(106) 및 선택부(107)에 공급한다.

도 98은 전경 배경 분리부(1102)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다.

도 72에 도시하는 전경 배경 분리부(105)와 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

선택부(1121)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경 우에서의 추정 혼합비 중 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 추정 혼합비를 혼합비 α로서 분리부(601)에 공급한다.

분리부(601)는 선택부(1121)로부터 공급된 혼합비 α및 영역 정보를 기초로, 혼합 영역에 속하는 화소의 화소값으로부터 전경 성분 및 배경 성분을 추출하여, 추출한 전경 성분을 합성부(603)에 공급함과 함께, 배경 성분을 합성부(605)에 공급한다.

분리부(601)는 도 77에 도시하는 구성과 동일한 구성으로 할 수 있다.

합성부(603)는 전경 성분 화상을 합성하여 출력한다. 합성부(605)는 배경 성분 화상을 합성하여 출력한다.

도 96에 도시하는 움직임 불선명 조정부(106)는, 도 4에 도시하는 경우와 마찬가지 구성으로 할 수 있고, 영역 정보 및 움직임 벡터를 기초로, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하여, 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상을 출력한다.

도 96에 도시하는 선택부(107)는, 예를 들면 사용자의 선택에 대응한 선택 신호를 기초로, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상, 및 움직임 불선명 조정부(106)로부터 공급된 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상의 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 전경 성분 화상을 출력한다.

이와 같이, 도 96에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는, 입력 화상에 포함되는 전경 오브젝트에 대응하는 화상에 대하여, 그 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하여 출력할 수 있다. 도 96에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는 매립된 정보인 혼합비 α를 산출하여, 산출한 혼합비 α를 출력할 수 있다.

도 99는 움직임 불선명량을 조정하는 신호 처리부(12)의 기능의 또 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4에 도시하는 신호 처리부(12)가 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 순서대로 행하는 데 대하여, 도 99에 도시하는 신호 처리부(12)는 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 병행하여 행한다.

도 4의 블록도에 도시하는 기능과 마찬가지 부분에는 동일 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

입력 화상은 혼합비 산출부(1101), 전경 배경 분리부(1102), 영역 특정부(103), 및 오브젝트 추출부(101)에 공급된다.

혼합비 산출부(1101)는 입력 화상을 기초로, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를, 입력 화상에 포함되는 화소 각각에 대하여 산출하여, 산출한 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를 전경 배경 분리부(1102)에 공급한다.

도 100은 도 99에 도시하는 혼합비 산출부(1101)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다.

도 100에 도시하는 추정 혼합비 처리부(401)는, 도 49에 도시하는 추정 혼합비 처리부(401)와 동일하다. 도 100에 도시하는 추정 혼합비 처리부(402)는 도 49에 도시하는 추정 혼합비 처리부(402)와 동일하다

추정 혼합비 처리부(401)는 입력 화상을 기초로, 커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

추정 혼합비 처리부(402)는 입력 화상을 기초로, 언커버드 백그라운드 영역의 모델에 대응하는 연산에 의해 화소마다 추정 혼합비를 산출하여, 산출한 추정 혼합비를 출력한다.

전경 배경 분리부(1102)는, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 입력 화상으로부터 전경 성분 화상을 생성하여, 생성한 전경 성분 화상을 움직임 불선명 조정부(106) 및 선택부(107)에 공급한다.

도 99에 도시하는 움직임 불선명 조정부(106)는, 도 4에 도시하는 경우와 마찬가지 구성으로 할 수 있고, 영역 정보 및 움직임 벡터를 기초로, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하여, 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상을 출력한다.

도 99에 도시하는 선택부(107)는, 예를 들면 사용자의 선택에 대응한 선택 신호를 기초로, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상, 및 움직임 불선명 조정부(106)로부터 공급된 움직임 불선명량이 조정된 전경 성분 화상의 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 전경 성분 화상을 출력한다.

이와 같이, 도 99에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는, 입력 화상에 포함되는 전경 오브젝트에 대응하는 화상에 대하여, 그 화상에 포함되는 움직임 불선명량을 조정하여 출력할 수 있다. 도 99에 구성을 나타내는 신호 처리부(12)는 매립된 정보인 혼합비 α를 산출하여, 산출한 혼합비 α를 출력할 수 있다.

도 101은 전경 성분 화상을 임의의 배경 화상과 합성하는 신호 처리부(12) 의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 도 93에 도시하는 신호 처리부(12)가 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 직렬에 행하는 데 대하여, 도 101에 도시하는 신호 처리부(12)는 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 병렬로 행한다.

도 96의 블록도에 도시하는 기능과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 101에 도시하는 혼합비 산출부(1101)는 입력 화상을 기초로, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를, 입력 화상에 포함되는 화소 각각에 대하여 산출하여, 산출한 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를 전경 배경 분리부(1102) 및 합성부(1201)에 공급한다.

도 101에 도시하는 혼합비 산출부(1101)는 도 97에 도시하는 구성으로 할 수 있다.

도 101에 도시하는 전경 배경 분리부(1102)는, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 입력 화상으로부터 전경 성분 화상을 생성하여, 생성한 전경 성분 화상을 합성부(1201)에 공급한다.

합성부(1201)는, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 임의의 배경 화상과, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상을 합성하여, 임의의 배경 화상과 전경 성분 화상이 합성된 합성 화상을 출력한다.

도 102는 합성부(1201)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 94의 블록도에 도시하는 기능과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

선택부(1221)는 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비의 어느 한쪽을 선택하여, 선택한 추정 혼합비를 혼합비 α로서 배경 성분 생성부(1021)에 공급한다.

도 102에 도시하는 배경 성분 생성부(1021)는, 선택부(1221)로부터 공급된 혼합비 α및 임의의 배경 화상을 기초로 배경 성분 화상을 생성하여, 혼합 영역 화상 합성부(1022)에 공급한다.

도 102에 도시하는 혼합 영역 화상 합성부(1022)는, 배경 성분 생성부(1021)로부터 공급된 배경 성분 화상과 전경 성분 화상을 합성함으로써 혼합 영역 합성 화상을 생성하여, 생성한 혼합 영역 합성 화상을 화상 합성부(1023)에 공급한다.

화상 합성부(1023)는 영역 정보를 기초로, 전경 성분 화상, 혼합 영역 화상 합성부(1022)로부터 공급된 혼합 영역 합성 화상, 및 임의의 배경 화상을 합성하여, 합성 화상을 생성하여 출력한다.

이와 같이, 합성부(1201)는 전경 성분 화상을 임의의 배경 화상으로 합성할 수 있다.

도 103은 전경 성분 화상을 임의의 배경 화상과 합성하는 신호 처리부(12)의 기능의 다른 구성을 나타내는 블록도이다. 도 95에 도시하는 신호 처리부(12)가 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 직렬에 행하는 데 대하여, 도 103에 도시하는 신호 처리부(12)는 영역 특정과 혼합비 α의 산출을 병렬로 행한다.

도 99의 블록도에 도시하는 기능과 마찬가지 부분에는 동일한 번호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 103에 도시하는 혼합비 산출부(1101)는 입력 화상을 기초로, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를, 입력 화상에 포함되는 화소 각각에 대하여 산출하여, 산출한 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비를 전경 배경 분리부(1102) 및 합성부(1201) 에 공급한다.

도 103에 도시하는 혼합비 산출부(1101)는 도 100에 도시하는 구성으로 할 수 있다.

도 103에 도시하는 전경 배경 분리부(1102)는, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 입력 화상으로부터 전경 성분 화상을 생성하여, 생성한 전경 성분 화상을 합성부(1201)에 공급한다.

합성부(1201)는, 혼합비 산출부(1101)로부터 공급된, 화소가 커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 및 화소가 언커버드 백그라운드 영역에 속한다고 가정한 경우에서의 추정 혼합비, 영역 특정부(103)로부터 공급된 영역 정보를 기초로, 임의의 배경 화상과, 전경 배경 분리부(1102)로부터 공급된 전경 성분 화상을 합성하여, 임의의 배경 화상과 전경 성분 화상이 합성된 합성 화상을 출력한다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 배경의 화상 및 이동하는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있도록 된다.

또, 혼합비 α는 화소값에 포함되는 배경 성분의 비율로 하여 설명하였지만, 화소값에 포함되는 전경 성분의 비율로 하여도 좋다.

또한, 전경이 되는 오브젝트의 움직임 방향은 좌측에서 우측으로 하여 설명하였지만, 그 방향에 한정되지 않음은 물론이다.

이상에서는, 3차원 공간과 시간 축 정보를 갖는 현실 공간의 화상을 비디오 카메라를 이용하여 2차원 공간과 시간 축 정보를 갖는 시공간에의 사영을 행한 경우를 예로 하였지만, 본 발명은 이 예에 한하지 않고, 보다 많은 제1 차원의 제1 정보를 보다 적은 제2 차원의 제2 정보에 사영한 경우에, 그 사영에 의해서 발생하는 왜곡을 보정하거나, 유의 정보를 추출하거나, 또는 보다 자연스럽게 화상을 합성하는 경우에 적응하는 것이 가능하다.

또, 센서(11)는 CCD에 한하지 않고, 고체 촬상 소자인, 예를 들면, BBD(Bucket Brigade Device), CID(Charge Injection Device), CPD(Charge Priming Device), 또는 CM0S(Complementary Mental Oxide Semiconductor) 센서여도 되고, 또한, 검출 소자가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 센서에 한하지 않고, 검출 소자가 1열로 배열되어 있는 센서여도 좋다.

본 발명의 신호 처리를 행하는 프로그램을 기록한 기록 매체는, 도 3에 도시한 바와 같이, 컴퓨터와는 별도로, 사용자에게 프로그램을 제공하기 위해서 배포되는, 프로그램이 기록되어 있는 자기 디스크(51)(플로피(등록 상표) 디스크를 포함함), 광 디스크(52)(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함함), 광 자기 디스크(53)(MD(Mini-Disc)(상표)를 포함함), 혹은 반도체 메모리(54) 등으로 이루어지는 패키지 미디어에 의해 구성되는 것뿐만 아니라, 컴퓨터에 미리 조립된 상태로 사용자에게 제공되는, 프로그램이 기록되어 있는 ROM(22)이나, 기억부(28)에 포함되는 하드디스크 등으로 구성된다.

또, 본 명세서에 있어서, 기록 매체에 기록되는 프로그램을 기술하는 단계 는, 기재된 순서에 따라서 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않더라도, 병렬적 혹은 개별로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.

제1 본 발명에 따르면, 배경의 화상 및 이동하는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있도록 된다.

제2 발명에 따르면, 배경의 화상 및 이동하는 물체의 화상 등 복수의 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출할 수 있도록 된다.

Claims (40)

1. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 장치로서,

   상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 상기 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경(前景)이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 상기 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 상기 주목 프레임 및 상기 주목 프레임의 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 상기 혼합 화소 데이터에 대응하여, 상기 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 상기 배경 오브젝트에 상당하는 상기 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 상기 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 혼합 화소 데이터와 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과,

   상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단

   을 포함하고,

   상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 혼합 화소 데이터에 포함되는 상기 전경 오브젝트의 성분 변화가 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 주목 프레임으로부터 추출되는 상기 혼합 화소 데이터의 상기 혼합비의 변화가 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주목 화소에 대응하는 상기 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터 내의 상기 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 상기 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 혼합비 검출 수단은, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
4. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 장치의 화상 처리 방법으로서,

   상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 상기 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 상기 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 상기 주목 프레임 및 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 상기 혼합 화소 데이터에 대응하여, 상기 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 상기 배경 오브젝트에 상당하는 상기 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 상기 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 혼합 화소 데이터와 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와,

   상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계

   를 포함하고,

   상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 혼합 화소 데이터에 포함되는 상기 전경 오브젝트의 성분 변화가 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 주목 프레임으로부터 추출되는 상기 혼합 화소 데이터의 상기 혼합비의 변화가 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 주목 화소에 대응하는 상기 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터 내의 상기 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 상기 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 혼합비 검출 단계에 있어서, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비가 검출되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
7. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리용 프로그램이며,

   상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 상기 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 상기 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 상기 주목 프레임 및 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 상기 혼합 화소 데이터에 대응하여, 상기 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 상기 배경 오브젝트에 상당하는 상기 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 상기 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 혼합 화소 데이터와 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와,

   상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계

   를 포함하고,

   상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 혼합 화소 데이터에 포함되는 상기 전경 오브젝트의 성분 변화가 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 주목 프레임으로부터 추출되는 상기 혼합 화소 데이터의 상기 혼합비의 변화가 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는

   것을 특징으로 하는 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체.
8. 제7항에 있어서,

   상기 프로그램은, 상기 주목 화소에 대응하는 상기 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터 내의 상기 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 상기 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
9. 제7항에 있어서,

   상기 혼합비 검출 단계에 있어서, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비가 검출되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 촬상된 피사체 화상을, 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터로서 출력하는 촬상 수단과,

    상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하여, 상기 화상 데이터에 포함되는 복수의 오브젝트 중 전경이 되는 전경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 복수의 오브젝트가 혼합되어 이루어지는 상기 화소 데이터인 혼합 화소 데이터를, 상기 주목 프레임 및 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임으로부터 추출함과 함께, 상기 혼합 화소 데이터에 대응하여, 상기 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 배경 오브젝트의 움직임에 따라서, 상기 혼합 화소 데이터의 개개에 대응하는 상기 배경 오브젝트에 상당하는 상기 화소 데이터인 배경 화소 데이터를, 상기 혼합 화소 데이터와는 다른 프레임으로부터 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 혼합 화소 데이터와 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과,

    상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단

    을 포함하고,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 혼합 화소 데이터에 포함되는 상기 전경 오브젝트의 성분 변화가 직선적이다고 하는 제1 근사, 및 상기 주목 화소의 위치에 대응하는, 상기 주목 프레임으로부터 추출되는 상기 혼합 화소 데이터의 상기 혼합비의 변화가 직선적이다고 하는 제2 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 주목 화소에 대응하는 상기 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터 내의 상기 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 상기 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 혼합비 검출 수단은, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비를 검출하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
16. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 장치로서,

    상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 상기 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 상기 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 상기 주목 프레임 내의 상기 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터, 및 상기 주목 화소 데이터 또는 상기 근방 화소 데이터에 대응하는 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과,

    상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단

    을 포함하고,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 및 상기 근방 화소에 대응하는 상기 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 상기 주목 화소의 위치에 대하여 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
19. 제16항에 있어서,

    상기 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
20. 제16항에 있어서,

    상기 혼합비 검출 수단은, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
21. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 방법으로서,

    상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 상기 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 상기 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 상기 주목 프레임 내의 상기 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터, 및 상기 주목 화소 데이터 또는 상기 근방 화소 데이터에 대응하는 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와,

    상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계

    를 포함하고,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 및 상기 근방 화소에 대응하는 상기 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
22. 제21항에 있어서,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
23. 제21항에 있어서,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 상기 주목 화소의 위치에 대하여 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
24. 제21항에 있어서,

    상기 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
25. 제21항에 있어서,

    상기 혼합비 검출 단계에 있어서, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비가 검출되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
26. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 취득된 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리용 프로그램이며,

    상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 상기 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 상기 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 상기 주목 프레임 내의 상기 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터, 및 상기 주목 화소 데이터 또는 상기 근방 화소 데이터에 대응하는 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 단계와,

    상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 단계

    를 포함하고,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 및 상기 근방 화소에 대응하는 상기 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는

    것을 특징으로 하는 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체.
27. 제26항에 있어서,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
28. 제26항에 있어서,

    상기 관계식 생성 단계에 있어서, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 상기 주목 화소의 위치에 대하여 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식이 생성되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
29. 제26항에 있어서,

    상기 프로그램은, 상기 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
30. 제26항에 있어서,

    상기 혼합비 검출 단계에 있어서, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비가 검출되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 시간 적분 효과를 갖는 소정 수의 화소를 갖는 촬상 소자에 의해서 촬상된 피사체 화상을, 소정 수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 데이터로서 출력하는 촬상 수단과,

    상기 화상 데이터의 주목 프레임의 주목 화소에 대응하는, 상기 주목 프레임 주변의 주변 프레임의 화소 데이터를, 상기 화상 데이터의 복수의 오브젝트 중 배경이 되는 오브젝트에 상당하는 배경 화소 데이터로서 추출함과 함께, 상기 주목 화소의 주목 화소 데이터, 및 상기 주목 프레임 내의 상기 주목 화소의 근방에 위치하는, 근방 화소의 근방 화소 데이터를 추출하고, 상기 주목 화소에 대하여, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터, 및 상기 주목 화소 데이터 또는 상기 근방 화소 데이터에 대응하는 상기 배경 화소 데이터의 관계를 나타내는, 복수의 관계식을 생성하는 관계식 생성 수단과,

    상기 관계식에 기초하여, 상기 주목 화소에 대응하여, 현실 세계에서 복수인 상기 오브젝트의 혼합 상태를 나타내는 혼합비를 검출하는 혼합비 검출 수단

    을 포함하고,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 및 상기 근방 화소에 대응하는 상기 혼합비가 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
37. 제36항에 있어서,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분이 일정하다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
38. 제36항에 있어서,

    상기 관계식 생성 수단은, 상기 주목 화소 데이터 및 상기 근방 화소 데이터에 포함되는, 복수의 상기 오브젝트 중 전경이 되는 오브젝트의 성분 변화가, 상기 주목 화소의 위치에 대하여 직선적이다고 하는 근사에 기초하여, 상기 복수의 관계식을 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
39. 제36항에 있어서,

    상기 주목 화소에 대한 혼합비에 기초하여, 상기 화상 데이터를, 상기 화상 데이터의 전경 오브젝트를 구성하는 전경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 전경 오브젝트 화상과, 배경 오브젝트를 구성하는 배경 오브젝트 성분만으로 이루어지는 배경 오브젝트 화상으로 분리하는 전경 배경 분리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
40. 제36항에 있어서,

    상기 혼합비 검출 수단은, 상기 복수의 관계식을 최소 제곱법으로 푸는 것에 의해, 상기 혼합비를 검출하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.

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