JP2003016456A - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム

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JP2003016456A JP2001194610A JP2001194610A JP2003016456A JP 2003016456 A JP2003016456 A JP 2003016456A JP 2001194610 A JP2001194610 A JP 2001194610A JP 2001194610 A JP2001194610 A JP 2001194610A JP 2003016456 A JP2003016456 A JP 2003016456A
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直樹 藤原
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成司 和田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像した画像を実時間で前景成分画像と背景
成分画像に分離する。 【解決手段】 撮像部７４により撮像された画像を、前
景成分画像と背景成分画像に分離し、画像蓄積部７２に
蓄積させると共に、課金処理部７５は、分離にかかる料
金について、課金処理を実行する。このとき、分離部９
１は、分離した前景成分画像に動きボケ処理を施して、
背景成分画像と共に合成部９２に出力する。合成部９２
は、入力された動きボケ処理された前景成分画像と、分
離された背景成分画像を合成して合成画像を生成して、
表示部７３に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、撮
像した画像を実時間で、前景成分画像と背景成分画像に
分離し、さらに、前景成分画像については、動きボケ処
理を実時間で実行できるようにした画像処理装置および
方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】撮像した画像を加工する技術が一般に普
及しつつある。
【０００３】これまで、異なる２つの画像の合成や、動
きのある被写体を撮像した場合に生じる動きボケを除去
するには、一度撮像した画像を撮像終了後にそれぞれ合
成するか、または、動きボケを除去する必要がある。
【０００４】ところで、後者の動きのある被写体を撮像
した場合、動きにより生じる動きボケを除去するには、
実時間（リアルタイム）で実行する方法がある。すなわ
ち、例えば、図１（Ａ）で示すように、ゴルフスイング
を行っている被写体を撮像した場合、表示画像には、ゴ
ルフクラブの動きによりゴルフクラブがにじんで表示さ
れる。このにじんだように表示される現象が、いわゆる
動きボケである。
【０００５】この動きボケをリアルタイムで除去しよう
とするためには、図１（Ｂ）で示すように、高速度カメ
ラにより撮像する方法が考えられる。ただし、高速度カ
メラにより撮像を実施すると、撮像時の明るさが不足す
る（１回のシャッタ時間が短いので取り込める光の量が
少なくなり、その分明るさが不足する）ことになるた
め、特殊な強い光を放つ照明を被写体に照射したり、図
２で示すようにシャッタと同じタイミングで被写体に強
い光を放つフラッシュを照射し、高速度カメラで撮像す
る必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、画像の合成処理は、リアルタイムで行うこと
ができないため、合成の処理を行う際、合成に必要な画
像が存在しないと、再び同じ場所で撮像しなければなら
ないと言う課題があった。また、動きボケの除去処理
は、リアルタイムで実行する方法があるものの、例え
ば、夜間における野生動物の生態観察を目的とした撮影
の場合、上述の方法では、強力な照明を使用する必要が
あるため、被写体となる野生動物に対して警戒感を与
え、本来の生態を観察することができなくなってしまう
という課題があった。
【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、画像の加工処理における合成処理と動きボ
ケの調整処理をリアルタイムで実現できるようにするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、画素毎に、かつ、時間的に積分された画像を構成す
る光の量に応じて決定される画素値からなる画像データ
を入力する入力手段と、入力手段により入力された画像
データの、画像データの前景オブジェクトを構成する前
景オブジェクト成分と、画像データの背景オブジェクト
を構成する背景オブジェクト成分が混合された混合領域
の混合比を推定する混合比推定手段と、混合比推定手段
により推定された混合比に基づいて、入力手段により入
力された画像データを、画像データの前景オブジェクト
を構成する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像
と、画像データの背景オブジェクトを構成する背景オブ
ジェクト成分からなる背景成分画像に、実時間で分離す
る分離手段と、分離手段により分離された前景成分画
像、および、背景成分画像を実時間で記憶する記憶手段
とを備えることを特徴とする。
【０００９】前記画像を構成する光を光電変換し、光電
変換することで得られた電荷を時間的に積分する所定数
の撮像素子により、画素毎に、かつ、時間的に積分され
た画像を構成する光の量に応じて決定される画素値から
なる画像データとして撮像する撮像手段をさらに設ける
ようにさせることができる。
【００１０】前記撮像手段に対して撮像を指令する撮像
指令手段と、撮像指令手段の指令に応じて課金処理を実
行する撮像課金手段とをさらに設けるようにさせること
ができる。
【００１１】前記分離手段により実時間で分離された前
景成分画像、および、背景成分画像、並びに、記憶手段
により既に記憶された前景成分画像、および、背景成分
画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段により表
示された、分離手段により実時間で分離された前景成分
画像、および、背景成分画像、並びに、記憶手段により
既に記憶された前景成分画像、および、背景成分画像の
うち、所望とする前景成分画像、および、背景成分画像
を指定する画像指定手段と、指定手段により指定された
所望とする前景成分画像、および、背景成分画像を合成
する合成手段とをさらに設けるようにさせることができ
る。
【００１２】前記合成手段に対して画像の合成を指令す
る合成指令手段と、合成指令手段の指令に応じて課金処
理を実行する合成課金手段とをさらに設けるようにさせ
ることができる。
【００１３】前記記憶手段に対して、分離手段により分
離された前景成分画像、および、背景成分画像の実時間
での記憶をするか否かを指令する記憶指令手段と、記憶
指令手段の指令に応じて課金処理を実行する記憶課金手
段とをさらに設けるようにさせることができる。
【００１４】前記分離手段により実時間で分離された前
景成分画像、または、記憶手段により既に記憶されてい
る前景成分画像の動きボケを調整する動きボケ調整手段
をさらに設けるようにすることができる。
【００１５】前記動きボケ調整手段により動きボケ調整
された前景成分画像を表示する動きボケ調整画像表示手
段をさらに設けるようにさせることができる。
【００１６】前記動きボケ調整手段により動きボケ調整
されている、前景成分画像と背景成分画像とを合成する
合成手段をさらに設けるようにさせることができ、動き
ボケ調整画像表示手段には、動きボケ調整手段により動
きボケ調整されている、前景成分画像と背景成分画像と
が、合成手段により合成された画像を表示させるように
することができる。
【００１７】前記動きボケ調整手段が、前景成分画像の
動きボケを調整する時間を計測する処理時間計測手段
と、処理時間計測手段により計測された時間に応じて課
金処理を実行する動きボケ調整課金手段とをさらに設け
るようにさせることができる。
【００１８】自らの稼働時間を計測する稼働時間計測手
段と、稼動時間計測手段により計測された時間に応じて
課金処理を実行する稼動課金手段とをさらに設けるよう
にさせることができる。
【００１９】本発明の画像処理装置は、画素毎に、か
つ、時間的に積分された画像を構成する光の量に応じて
決定される画素値からなる画像データを入力する入力ス
テップと、入力ステップの処理で入力された画像データ
の、画像データの前景オブジェクトを構成する前景オブ
ジェクト成分と、画像データの背景オブジェクトを構成
する背景オブジェクト成分が混合された混合領域の混合
比を推定する混合比推定ステップと、混合比推定ステッ
プの処理で推定された混合比に基づいて、入力ステップ
の処理で入力された画像データを、画像データの前景オ
ブジェクトを構成する前景オブジェクト成分からなる前
景成分画像と、画像データの背景オブジェクトを構成す
る背景オブジェクト成分からなる背景成分画像に、実時
間で分離する分離ステップと、分離ステップの処理で分
離された前景成分画像、および、背景成分画像を実時間
で記憶する記憶ステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】本発明の記録媒体のプログラムは、画素毎
に、かつ、時間的に積分された画像を構成する光の量に
応じて決定される画素値からなる画像データの入力を制
御する入力制御ステップと、入力制御ステップの処理で
入力された画像データの、画像データの前景オブジェク
トを構成する前景オブジェクト成分と、画像データの背
景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分が混合
された混合領域の混合比の推定を制御する混合比推定制
御ステップと、混合比推定制御ステップの処理で推定さ
れた混合比に基づいて、入力制御ステップの処理で入力
された画像データを、画像データの前景オブジェクトを
構成する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像
と、画像データの背景オブジェクトを構成する背景オブ
ジェクト成分からなる背景成分画像との、実時間での分
離を制御する分離制御ステップと、分離制御ステップの
処理で分離された前景成分画像、および、背景成分画像
の実時間での記憶を制御する記憶制御ステップとを含む
ことを特徴とする。
【００２１】本発明のプログラムは、画素毎に、かつ、
時間的に積分された画像を構成する光の量に応じて決定
される画素値からなる画像データの入力を制御する入力
制御ステップと、入力制御ステップの処理で入力された
画像データの、画像データの前景オブジェクトを構成す
る前景オブジェクト成分と、画像データの背景オブジェ
クトを構成する背景オブジェクト成分が混合された混合
領域の混合比の推定を制御する混合比推定制御ステップ
と、混合比推定制御ステップの処理で推定された混合比
に基づいて、入力制御ステップの処理で入力された画像
データを、画像データの前景オブジェクトを構成する前
景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、画像デー
タの背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分
からなる背景成分画像との、実時間での分離を制御する
分離制御ステップと、分離制御ステップの処理で分離さ
れた前景成分画像、および、背景成分画像の実時間での
記憶を制御する記憶制御ステップとをコンピュータに実
行させることを特徴とする。
【００２２】本発明の画像処理装置および方法、並びに
プログラムにおいては、画素毎に、かつ、時間的に積分
された画像を構成する光の量に応じて決定される画素値
からなる画像データが入力され、入力された画像データ
の、画像データの前景オブジェクトを構成する前景オブ
ジェクト成分と、画像データの背景オブジェクトを構成
する背景オブジェクト成分が混合された混合領域の混合
比が推定され、推定された混合比に基づいて、入力され
た画像データが、画像データの前景オブジェクトを構成
する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、画
像データの背景オブジェクトを構成する背景オブジェク
ト成分からなる背景成分画像に、実時間で分離され、分
離された前景成分画像、および、背景成分画像が実時間
で記憶される。
【００２３】
【発明の実施の形態】図３は、本発明に係る画像処理シ
ステムの一実施の形態を示す図である。
【００２４】本発明の画像処理システムは、例えば、イ
ンターネットなどのネットワーク１上に、カメラ端末装
置２、テレビジョン端末装置３、課金サーバ５、金融サ
ーバ（顧客用）６、および、金融サーバ（提供者用）７
が、接続されており相互にデータを授受できる構成とな
っている。カメラ端末装置２は、画像を撮像し、撮像し
た画像を実時間で分離したり、合成して、表示する。こ
のとき、画像の分離や合成といった処理に対しては、料
金が発生する構成となっている。従って、このカメラ端
末装置２は、例えば、貸し出されるものとして、画像の
分離や合成といった処理に係る料金は、ネットワーク１
を介して課金サーバ５によりその使用者の金融サーバ６
から提供者（例えば、カメラ端末装置２を貸し出してい
る業者）の金融サーバ７に課金されるものとしてもよ
い。テレビジョン受像機端末装置３は、カメラ装置４に
より撮像された画像を実時間で分離したり、合成して、
表示する。この画像の分離や合成にかかる料金について
も、カメラ端末装置２と同様にすることができる。
【００２５】図４は、本発明に係るカメラ端末装置２の
構成を示す図である。CPU（CentralProcessing Unit）
２１は、ROM（Read Only Memory）２２、または記憶部
２８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を
実行する。RAM（Random Access Memory）２３には、CPU
２１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶され
る。これらのCPU２１、ROM２２、およびRAM２３は、バ
ス２４により相互に接続されている。
【００２６】CPU２１にはまた、バス４４を介して入出
力インタフェース２５が接続されている。入出力インタ
フェース２５には、キーボード、マウス、マイクロホン
などよりなる入力部２６、ディスプレイ、スピーカなど
よりなる出力部２７が接続されている。CPU２１は、シ
ャッタボタンや、各種の入力キーなどからなる入力部２
６から入力される指令に対応して各種の処理を実行す
る。また、入力部２６には、撮像素子としてのセンサ２
６ａが接続されており、撮像された画像が入力される。
そして、CPU２１は、処理の結果得られた画像や音声等
を出力部２７に出力し、画像については、LCD（Liquid
Crystal Display）２７ａに表示させる。
【００２７】入出力インタフェース２５に接続されてい
る記憶部２８は、例えばハードディスクなどで構成さ
れ、CPU２１が実行するプログラムや各種のデータを記
憶する。通信部２９は、インターネット、その他のネッ
トワークを介して外部の装置と通信する。
【００２８】また、通信部２９を介してプログラムを取
得し、記憶部２８に記憶してもよい。
【００２９】入出力インタフェース２５に接続されてい
るドライブ３０は、磁気ディスク４１、光ディスク４
２、光磁気ディスク４３、或いは半導体メモリ４４など
が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されて
いるプログラムやデータなどを取得する。取得されたプ
ログラムやデータは、必要に応じて記憶部２８に転送さ
れ、記憶される。
【００３０】図５は、本発明に係るテレビジョン受像機
３の構成を示す図である。テレビジョン受像機３の構成
は、基本的にカメラ端末装置２の構成と同じ構成となっ
ている。すなわち、テレビジョン受像機端末装置３のCP
U５１、ROM５２、RAM５３、バス５４、入出力インタフ
ェース５５、入力部５６、出力部５７、記憶部５８、通
信部５９、ドライブ６０、磁気ディスク６１、光ディス
ク６２、光磁気ディスク６３、および、半導体メモリ６
４は、カメラ端末装置２のCPU２１、ROM２２、RAM２
３、バス２４、入出力インタフェース２５、入力部２
６、出力部２７、記憶部２８、通信部２９、ドライブ３
０、磁気ディスク４１、光ディスク５２、光磁気ディス
ク５３、および、半導体メモリ５４に、それぞれ対応し
ている。なお、この例においては、テレビジョン受像機
端末装置３の通信部５９には、図１で示すように、カメ
ラ装置４が接続され、撮像された画像が入力される。
【００３１】尚、課金サーバ５、金融サーバ（顧客用）
６、および、金融サーバ（提供者用）７については、そ
の基本構成がテレビジョン受像機端末装置３と同様であ
るので、その説明は省略する。
【００３２】次に、図６を参照して、カメラ端末装置２
について説明する。
【００３３】カメラ端末装置２の信号処理部７１は、撮
像部７４（図４のセンサ７６ａに相当する）より入力さ
れる画像、または、それ以外の入力により入力される画
像に基づいて、入力画像をそのまま表示部７３に表示さ
せるほか、入力画像の前景、入力画像の背景、入力画像
の前景と画像蓄積部７２に予め蓄積された背景との合成
画像、入力画像の背景と画像蓄積部７２に予め蓄積され
た前景との合成画像、画像蓄積部７２に予め蓄積された
前景と背景の合成画像、画像蓄積部７２に予め蓄積され
た前景、および、画像蓄積部７２に予め蓄積された背景
のいずれかを生成して表示部７３に表示させる。
【００３４】また、信号制御部７１に入力される画像
は、必ずしも画像でなくてもよい。すなわち、信号制御
部７１は、上述の各種の出力画像を表示部７３に表示さ
せる際、各画像毎にIDを付して（前景成分画像、背景成
分画像、または、合成画像のいずれに対してもIDを付し
て）、画像蓄積部７２に蓄積させるので、蓄積された画
像を指定する画像IDを入力することで、信号制御部７１
は、画像蓄積部７２に蓄積された画像のうち画像IDに対
応する画像を入力画像として使用することができる。
【００３５】課金処理部７５は、信号処理部７１の画像
分離処理、または、画像合成処理にかかる料金につい
て、ネットワーク１を介して課金サーバ５と共に課金処
理を実行する。課金処理部７５は、自らのIDを記憶して
おり、課金処理の際、使用者のID、認証情報、および、
利用金額と共に課金サーバ５に送信する。
【００３６】尚、信号処理部７１の詳細については図８
を参照して後述する。
【００３７】次に、図７を参照してテレビジョン受像機
端末装置３の構成について説明する。テレビジョン受像
機端末装置３については、カメラ端末装置２に設けられ
ていた撮像部７４が設けられておらず、代わりに外部の
カメラ装置４により撮像された画像、または、図示せぬ
アンテナより受信される電波よりNTSC（National Telev
ision Standards Committee）信号として信号処理部８
１に画像を出力するチューナ８４以外の構成は同様であ
る。すなわち、テレビジョン受像機端末装置３の信号処
理部８１、画像蓄積部８２、表示部８３、および、課金
処理部８５は、カメラ端末装置２の信号処理部７１、画
像蓄積部７２、表示部７３、および、課金処理部７５に
対応するものであるので、その説明は省略する。
【００３８】次に、図８を参照して、信号処理部７１の
構成について説明する。
【００３９】信号処理部７１の分離部９１は、撮像部７
４から入力される入力画像、その他の入力画像、また
は、画像IDにより指定された画像蓄積部７２に蓄積され
た画像を前景成分画像と背景成分画像に分離し、所望と
する画像を合成部９２に出力する。すなわち、所望とす
る画像とは、出力しようとする画像が前景成分画像であ
る場合には、分離した画像のうち前景成分画像だけを合
成部９２に出力し、逆に、出力しようとする画像に必要
な画像が背景成分画像である場合には、分離した画像の
うち背景成分画像のみを合成部９２に出力する。また、
このとき、合成部９２に出力した画像については、各画
像毎にIDを付して画像蓄積部７２に蓄積させる。もちろ
ん、分離部９１は、入力された画像を分離処理すること
なくそのまま合成部９２に出力することもできる。その
際も、分離部９１は、出力画像にIDを付して画像蓄積部
７２に蓄積させる。
【００４０】合成部９２は、分離部９１より入力される
画像に、必要に応じて画像蓄積部７２に蓄積された画像
を合成して合成画像として出力する。すなわち、入力画
像の前景、入力画像の背景を出力する場合、合成部９２
は、分離部９１より入力された前景成分画像か、また
は、背景成分画像をそのまま出力する。また、入力画像
の前景と画像蓄積部７２に予め蓄積された背景との合成
画像、入力画像の背景と画像蓄積部７２に予め蓄積され
た前景との合成画像を出力する場合、合成部９２は、分
離部９１より入力された前景成分画像、または、背景成
分画像に、画像蓄積部７２に予め蓄積された背景成分画
像、または、前景成分画像を合成して出力する。さら
に、画像蓄積部７２に予め蓄積された前景と背景の合成
画像、画像蓄積部７２に予め蓄積された前景、または、
画像蓄積部７２に予め蓄積された背景を出力する場合、
合成部９２は、画像蓄積部７２に予め蓄積された前景成
分画像と背景成分画像を合成して出力するか、または、
画像蓄積部７２に予め蓄積された前景成分画像、若しく
は、背景成分画像をそのまま出力する。
【００４１】また、課金処理部７５は、分離部９１の分
離処理時、および、合成部９２の合成処理時に課金処理
を行う。従って、分離部９１において、分離処理がなさ
れず、そのまま合成部９２に出力される場合、および、
合成部９２において、合成処理がなされないまま出力さ
れる場合は、課金されないようにしてもよい。
【００４２】図９は、分離部９１を示すブロック図であ
る。
【００４３】なお、分離部９１の各機能をハードウェア
で実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。
つまり、本明細書の各ブロック図は、ハードウェアのブ
ロック図と考えても、ソフトウェアによる機能ブロック
図と考えても良い。
【００４４】分離部９１に供給された入力画像は、オブ
ジェクト抽出部１０１、領域特定部１０３、混合比算出
部１０４、および前景背景分離部１０５に供給される。
【００４５】オブジェクト抽出部１０１は、入力画像に
含まれる前景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを粗く抽出して、抽出した画像オブジェクトを動き検
出部１０２に供給する。オブジェクト抽出部１０１は、
例えば、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応
する画像オブジェクトの輪郭を検出することで、前景の
オブジェクトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出す
る。
【００４６】オブジェクト抽出部１０１は、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを粗く抽出して、抽出した画像オブジェクトを動き検
出部１０２に供給する。オブジェクト抽出部１０１は、
例えば、入力画像と、抽出された前景のオブジェクトに
対応する画像オブジェクトとの差から、背景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出する。
【００４７】また、例えば、オブジェクト抽出部１０１
は、内部に設けられている背景メモリに記憶されている
背景の画像と、入力画像との差から、前景のオブジェク
トに対応する画像オブジェクト、および背景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトを粗く抽出するように
してもよい。
【００４８】動き検出部１０２は、例えば、ブロックマ
ッチング法、勾配法、位相相関法、およびペルリカーシ
ブ法などの手法により、粗く抽出された前景のオブジェ
クトに対応する画像オブジェクトの動きベクトルを算出
して、算出した動きベクトルおよび動きベクトルの位置
情報（動きベクトルに対応する画素の位置を特定する情
報）を領域特定部１０３および動きボケ調整部１０６に
供給する。
【００４９】動き検出部１０２が出力する動きベクトル
には、動き量vに対応する情報が含まれている。
【００５０】また、例えば、動き検出部１０２は、画像
オブジェクトに画素を特定する画素位置情報と共に、画
像オブジェクト毎の動きベクトルを動きボケ調整部１０
６に出力するようにしてもよい。
【００５１】動き量vは、動いているオブジェクトに対
応する画像の位置の変化を画素間隔を単位として表す値
である。例えば、前景に対応するオブジェクトの画像
が、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４
画素分離れた位置に表示されるように移動していると
き、前景に対応するオブジェクトの画像の動き量vは、
４とされる。
【００５２】なお、オブジェクト抽出部１０１および動
き検出部１０２は、動いているオブジェクトに対応した
動きボケ量の調整を行う場合に必要となる。
【００５３】領域特定部１０３は、入力された画像の画
素のそれぞれを、前景領域、背景領域、または混合領域
のいずれかに特定し、画素毎に前景領域、背景領域、ま
たは混合領域のいずれかに属するかを示す情報（以下、
領域情報と称する）を混合比算出部１０４、前景背景分
離部１０５、および動きボケ調整部１０６に供給する。
【００５４】混合比算出部１０４は、入力画像、および
領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合
領域に含まれる画素に対応する混合比（以下、混合比α
と称する）を算出して、算出した混合比を前景背景分離
部１０５に供給する。
【００５５】混合比αは、後述する式（３）に示される
ように、画素値における、背景のオブジェクトに対応す
る画像の成分（以下、背景の成分とも称する）の割合を
示す値である。
【００５６】前景背景分離部１０５は、領域特定部１０
３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４
から供給された混合比αを基に、前景のオブジェクトに
対応する画像の成分（以下、前景の成分とも称する）の
みから成る前景成分画像と、背景の成分のみから成る背
景成分画像とに入力画像を分離して、前景成分画像を動
きボケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。な
お、分離された前景成分画像を最終的な出力とすること
も考えられる。従来の混合領域を考慮しないで前景と背
景だけを特定し、分離していた方式に比べ正確な前景と
背景を得ることが出来る。
【００５７】動きボケ調整部１０６は、動きベクトルか
らわかる動き量vおよび領域情報を基に、前景成分画像
に含まれる１以上の画素を示す処理単位を決定する。処
理単位は、動きボケの量の調整の処理の対象となる１群
の画素を指定するデータである。
【００５８】動きボケ調整部１０６は、分離部９１に入
力された動きボケ調整量、前景背景分離部１０５から供
給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給され
た動きベクトルおよびその位置情報、並びに処理単位を
基に、前景成分画像に含まれる動きボケを除去する、動
きボケの量を減少させる、または動きボケの量を増加さ
せるなど前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整し
て、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部１０
７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使わない
こともある。
【００５９】ここで、動きボケとは、撮像の対象とな
る、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサの
撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェクトに
対応する画像に含まれている歪みをいう。
【００６０】選択部１０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、前景背景分離部１０５から供給
された前景成分画像、および動きボケ調整部１０６から
供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のい
ずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力す
る。
【００６１】次に、図１０乃至図２５を参照して、分離
部９１に供給される入力画像について説明する。
【００６２】図１０は、センサによる撮像を説明する図
である。センサは、例えば、固体撮像素子であるCCD（C
harge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデ
オカメラなどで構成される。現実世界における、前景に
対応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対
応するオブジェクトと、センサとの間を、例えば、図中
の左側から右側に水平に移動する。
【００６３】センサは、前景に対応するオブジェクト
を、背景に対応するオブジェクトと共に撮像する。セン
サは、撮像した画像を１フレーム単位で出力する。例え
ば、センサは、１秒間に３０フレームから成る画像を出
力する。センサの露光時間は、１／３０秒とすることが
できる。露光時間は、センサが入力された光の電荷への
変換を開始してから、入力された光の電荷への変換を終
了するまでの期間である。以下、露光時間をシャッタ時
間とも称する。
【００６４】図１１は、画素の配置を説明する図であ
る。図１１中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示
す。画素は、画像に対応する平面上に配置されている。
１つの画素に対応する１つの検出素子は、センサ上に配
置されている。センサが画像を撮像するとき、１つの検
出素子は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値
を出力する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像
上の横方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置
は、画像上の縦方向の位置に対応する。
【００６５】図１２に示すように、例えば、CCDである
検出素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力された
光を電荷に変換して、変換された電荷を蓄積する。電荷
の量は、入力された光の強さと、光が入力されている時
間にほぼ比例する。検出素子は、シャッタ時間に対応す
る期間において、入力された光から変換された電荷を、
既に蓄積されている電荷に加えていく。すなわち、検出
素子は、シャッタ時間に対応する期間、入力される光を
積分して、積分された光に対応する量の電荷を蓄積す
る。検出素子は、時間に対して、積分効果があるとも言
える。
【００６６】検出素子に蓄積された電荷は、図示せぬ回
路により、電圧値に変換され、電圧値は更にデジタルデ
ータなどの画素値に変換されて出力される。従って、セ
ンサから出力される個々の画素値は、前景または背景に
対応するオブジェクトの空間的に広がりを有するある部
分を、シャッタ時間について積分した結果である、１次
元の空間に射影された値を有する。
【００６７】分離部９１は、このようなセンサの蓄積の
動作により、出力信号に埋もれてしまった有意な情報、
例えば、混合比αを抽出する。分離部９１は、前景の画
像オブジェクト自身が混ざり合うことによる生ずる歪み
の量、例えば、動きボケの量などを調整する。また、分
離部９１は、前景の画像オブジェクトと背景の画像オブ
ジェクトとが混ざり合うことにより生ずる歪みの量を調
整する。
【００６８】図１３は、動いている前景に対応するオブ
ジェクトと、静止している背景に対応するオブジェクト
とを撮像して得られる画像を説明する図である。図１３
（Ａ）は、動きを伴う前景に対応するオブジェクトと、
静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して
得られる画像を示している。図１３（Ａ）に示す例にお
いて、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水
平に左から右に動いている。
【００６９】図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示す画像
の１つのラインに対応する画素値を時間方向に展開した
モデル図である。図１３（Ｂ）の横方向は、図１３
（Ａ）の空間方向Ｘに対応している。
【００７０】背景領域の画素は、背景の成分、すなわ
ち、背景のオブジェクトに対応する画像の成分のみか
ら、その画素値が構成されている。前景領域の画素は、
前景の成分、すなわち、前景のオブジェクトに対応する
画像の成分のみから、その画素値が構成されている。
【００７１】混合領域の画素は、背景の成分、および前
景の成分から、その画素値が構成されている。混合領域
は、背景の成分、および前景の成分から、その画素値が
構成されているので、歪み領域ともいえる。混合領域
は、更に、カバードバックグラウンド領域およびアンカ
バードバックグラウンド領域に分類される。
【００７２】カバードバックグラウンド領域は、前景領
域に対して、前景のオブジェクトの進行方向の前端部に
対応する位置の混合領域であり、時間の経過に対応して
背景成分が前景に覆い隠される領域をいう。
【００７３】これに対して、アンカバードバックグラウ
ンド領域は、前景領域に対して、前景のオブジェクトの
進行方向の後端部に対応する位置の混合領域であり、時
間の経過に対応して背景成分が現れる領域をいう。
【００７４】このように、前景領域、背景領域、または
カバードバックグラウンド領域若しくはアンカバードバ
ックグラウンド領域を含む画像が、領域特定部１０３、
混合比算出部１０４、および前景背景分離部１０５に入
力画像として入力される。
【００７５】図１４は、以上のような、背景領域、前景
領域、混合領域、カバードバックグラウンド領域、およ
びアンカバードバックグラウンド領域を説明する図であ
る。図１３に示す画像に対応する場合、背景領域は、静
止部分であり、前景領域は、動き部分であり、混合領域
のカバードバックグラウンド領域は、背景から前景に変
化する部分であり、混合領域のアンカバードバックグラ
ウンド領域は、前景から背景に変化する部分である。
【００７６】図１５は、静止している前景に対応するオ
ブジェクトおよび静止している背景に対応するオブジェ
クトを撮像した画像における、隣接して１列に並んでい
る画素の画素値を時間方向に展開したモデル図である。
例えば、隣接して１列に並んでいる画素として、画面の
１つのライン上に並んでいる画素を選択することができ
る。
【００７７】図１５に示すF01乃至F04の画素値は、静止
している前景のオブジェクトに対応する画素の画素値で
ある。図１５に示すB01乃至B04の画素値は、静止してい
る背景のオブジェクトに対応する画素の画素値である。
【００７８】図１５における縦方向は、時間に対応し、
図中の上から下に向かって時間が経過する。図１５中の
矩形の上辺の位置は、センサが入力された光の電荷への
変換を開始する時刻に対応し、図１５中の矩形の下辺の
位置は、センサが入力された光の電荷への変換を終了す
る時刻に対応する。すなわち、図１５中の矩形の上辺か
ら下辺までの距離は、シャッタ時間に対応する。
【００７９】以下において、シャッタ時間とフレーム間
隔とが同一である場合を例に説明する。
【００８０】図１５における横方向は、図１３で説明し
た空間方向Xに対応する。より具体的には、図１５に示
す例において、図１５中の”F01”と記載された矩形の
左辺から”B04”と記載された矩形の右辺までの距離
は、画素のピッチの８倍、すなわち、連続している８つ
の画素の間隔に対応する。
【００８１】前景のオブジェクトおよび背景のオブジェ
クトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間
において、センサに入力される光は変化しない。
【００８２】ここで、シャッタ時間に対応する期間を２
つ以上の同じ長さの期間に分割する。例えば、仮想分割
数を４とすると、図１５に示すモデル図は、図９に示す
モデルとして表すことができる。仮想分割数は、前景に
対応するオブジェクトのシャッタ時間内での動き量vな
どに対応して設定される。例えば、４である動き量vに
対応して、仮想分割数は、４とされ、シャッタ時間に対
応する期間は４つに分割される。
【００８３】図中の最も上の行は、シャッタが開いて最
初の、分割された期間に対応する。図中の上から２番目
の行は、シャッタが開いて２番目の、分割された期間に
対応する。図中の上から３番目の行は、シャッタが開い
て３番目の、分割された期間に対応する。図中の上から
４番目の行は、シャッタが開いて４番目の、分割された
期間に対応する。
【００８４】以下、動き量vに対応して分割されたシャ
ッタ時間をシャッタ時間/vとも称する。
【００８５】前景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサに入力される光は変化しないので、前景
の成分F01/vは、画素値F01を仮想分割数で除した値に等
しい。同様に、前景に対応するオブジェクトが静止して
いるとき、前景の成分F02/vは、画素値F02を仮想分割数
で除した値に等しく、前景の成分F03/vは、画素値F03を
仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F04/vは、
画素値F04を仮想分割数で除した値に等しい。
【００８６】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサに入力される光は変化しないので、背景
の成分B01/vは、画素値B01を仮想分割数で除した値に等
しい。同様に、背景に対応するオブジェクトが静止して
いるとき、背景の成分B02/vは、画素値B02を仮想分割数
で除した値に等しく、B03/vは、画素値B03を仮想分割数
で除した値に等しく、B04/vは、画素値B04を仮想分割数
で除した値に等しい。
【００８７】すなわち、前景に対応するオブジェクトが
静止している場合、シャッタ時間に対応する期間におい
て、センサに入力される前景のオブジェクトに対応する
光が変化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッ
タ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開
いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F0
1/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに
対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて４番目
の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vとは、
同じ値となる。F02/v乃至F04/vも、F01/vと同様の関係
を有する。
【００８８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
る場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ
に入力される背景のオブジェクトに対応する光は変化し
ないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vに
対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて２番目
の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シ
ャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応する背
景の成分B01/vと、シャッタが開いて４番目の、シャッ
タ時間/vに対応する背景の成分B01/vとは、同じ値とな
る。B02/v乃至B04/vも、同様の関係を有する。
【００８９】次に、前景に対応するオブジェクトが移動
し、背景に対応するオブジェクトが静止している場合に
ついて説明する。
【００９０】図１７は、前景に対応するオブジェクトが
図中の右側に向かって移動する場合の、カバードバック
グラウンド領域を含む、１つのライン上の画素の画素値
を時間方向に展開したモデル図である。図１７におい
て、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時
間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、
等速で移動していると仮定することができる。図１７に
おいて、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフ
レームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側
に表示されるように移動する。
【００９１】図１７において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、前景領域に属する。図１７におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、カバード
バックグラウンド領域である混合領域に属する。図１７
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【００９２】前景に対応するオブジェクトが時間の経過
と共に背景に対応するオブジェクトを覆い隠すように移
動しているので、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素の画素値に含まれる成分は、シャッタ時間に対応
する期間のある時点で、背景の成分から、前景の成分に
替わる。
【００９３】例えば、図１７中に太線枠を付した画素値
Mは、式（１）で表される。
【００９４】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （１）
【００９５】例えば、左から５番目の画素は、１つのシ
ャッタ時間/vに対応する背景の成分を含み、３つのシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分を含むので、左から５
番目の画素の混合比αは、1/4である。左から６番目の
画素は、２つのシャッタ時間/vに対応する背景の成分を
含み、２つのシャッタ時間/vに対応する前景の成分を含
むので、左から６番目の画素の混合比αは、1/2であ
る。左から７番目の画素は、３つのシャッタ時間/vに対
応する背景の成分を含み、１つのシャッタ時間/vに対応
する前景の成分を含むので、左から７番目の画素の混合
比αは、3/4である。
【００９６】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１７中の左から４番目の画素の、シャッタが開い
て最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F07/vは、図１
７中の左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目
のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F07/vは、図１７中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１７中の左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９７】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１７中の左から３番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F06/vは、図１７
中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F06/vは、図１７中の左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１７中の左から６番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９８】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１７中の左から２番目の画素の、シャッタが開い
て最初のシャッタ時間/vの前景の成分F05/vは、図１７
中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて２番目の
シャッタ時間/vのに対応する前景の成分に等しい。同様
に、前景の成分F05/vは、図１７中の左から４番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１７中の左から５番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９９】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表
示されるように等速で移動すると仮定できるので、例え
ば、図１７中の最も左側の画素の、シャッタが開いて最
初のシャッタ時間/vの前景の成分F04/vは、図１７中の
左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分に等しい。同様に、前
景の成分F04/vは、図１７中の左から３番目の画素の、
シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分と、図１７中の左から４番目の画素の、シャッ
タが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成
分とに、それぞれ等しい。
【０１００】動いているオブジェクトに対応する前景の
領域は、このように動きボケを含むので、歪み領域とも
言える。
【０１０１】図１８は、前景が図中の右側に向かって移
動する場合の、アンカバードバックグラウンド領域を含
む、１つのライン上の画素の画素値を時間方向に展開し
たモデル図である。図１８において、前景の動き量v
は、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対
応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動している
と仮定することができる。図１８において、前景に対応
するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて４画素分右側に移動する。
【０１０２】図１８において、最も左側の画素乃至左か
ら４番目の画素は、背景領域に属する。図１８におい
て、左から５番目乃至左から７番目の画素は、アンカバ
ードバックグラウンドである混合領域に属する。図１８
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【０１０３】背景に対応するオブジェクトを覆っていた
前景に対応するオブジェクトが時間の経過と共に背景に
対応するオブジェクトの前から取り除かれるように移動
しているので、アンカバードバックグラウンド領域に属
する画素の画素値に含まれる成分は、シャッタ時間に対
応する期間のある時点で、前景の成分から、背景の成分
に替わる。
【０１０４】例えば、図１８中に太線枠を付した画素値
M'は、式（２）で表される。
【０１０５】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （２）
【０１０６】例えば、左から５番目の画素は、３つのシ
ャッタ時間/vに対応する背景の成分を含み、１つのシャ
ッタ時間/vに対応する前景の成分を含むので、左から５
番目の画素の混合比αは、3/4である。左から６番目の
画素は、２つのシャッタ時間/vに対応する背景の成分を
含み、２つのシャッタ時間/vに対応する前景の成分を含
むので、左から６番目の画素の混合比αは、1/2であ
る。左から７番目の画素は、１つのシャッタ時間/vに対
応する背景の成分を含み、３つのシャッタ時間/vに対応
する前景の成分を含むので、左から７番目の画素の混合
比αは、1/4である。
【０１０７】式（１）および式（２）をより一般化する
と、画素値Mは、式（３）で表される。
【０１０８】
【数１】 ここで、αは、混合比である。Ｂは、背景の画素値であ
り、Fi/vは、前景の成分である。
【０１０９】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１８中の左から５番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F01/
vは、図１８中の左から６番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。同様に、F01/vは、図１８中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vに対応
する前景の成分と、図１８中の左から８番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vに対応する前
景の成分とに、それぞれ等しい。
【０１１０】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、仮想分割数が４であ
るので、例えば、図１８中の左から６番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F0
2/vは、図１８中の左から７番目の画素の、シャッタが
開いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に
等しい。同様に、前景の成分F02/vは、図１８中の左か
ら８番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ
時間/vに対応する前景の成分に等しい。
【０１１１】前景に対応するオブジェクトが剛体であ
り、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量vが４である
ので、例えば、図１８中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景の成分F03/
vは、図１８中の左から８番目の画素の、シャッタが開
いて２番目のシャッタ時間/vに対応する前景の成分に等
しい。
【０１１２】図１６乃至図１８の説明において、仮想分
割数は、４であるとして説明したが、仮想分割数は、動
き量vに対応する。動き量vは、一般に、前景に対応する
オブジェクトの移動速度に対応する。例えば、前景に対
応するオブジェクトが、あるフレームを基準として次の
フレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動
しているとき、動き量vは、４とされる。動き量vに対応
し、仮想分割数は、４とされる。同様に、例えば、前景
に対応するオブジェクトが、あるフレームを基準として
次のフレームにおいて６画素分左側に表示されるように
移動しているとき、動き量vは、６とされ、仮想分割数
は、６とされる。
【０１１３】図１９および図２０に、以上で説明した、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域若
しくはアンカバードバックグラウンド領域から成る混合
領域と、分割されたシャッタ時間に対応する前景の成分
および背景の成分との関係を示す。
【０１１４】図１９は、静止している背景の前を移動し
ているオブジェクトに対応する前景を含む画像から、前
景領域、背景領域、および混合領域の画素を抽出した例
を示す。図１９に示す例において、前景に対応するオブ
ジェクトは、画面に対して水平に移動している。
【０１１５】フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレー
ムであり、フレーム#n+2は、フレーム#n+1の次のフレー
ムである。
【０１１６】フレーム#n乃至フレーム#n+2のいずれかか
ら抽出した、前景領域、背景領域、および混合領域の画
素を抽出して、動き量vを４として、抽出された画素の
画素値を時間方向に展開したモデルを図２０に示す。
【０１１７】前景領域の画素値は、前景に対応するオブ
ジェクトが移動するので、シャッタ時間/vの期間に対応
する、４つの異なる前景の成分から構成される。例え
ば、図２０に示す前景領域の画素のうち最も左側に位置
する画素は、F01/v,F02/v,F03/v、およびF04/vから構成
される。すなわち、前景領域の画素は、動きボケを含ん
でいる。
【０１１８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、シャッタ時間に対応する期間において、センサ
に入力される背景に対応する光は変化しない。この場
合、背景領域の画素値は、動きボケを含まない。
【０１１９】カバードバックグラウンド領域若しくはア
ンカバードバックグラウンド領域から成る混合領域に属
する画素の画素値は、前景の成分と、背景の成分とから
構成される。
【０１２０】次に、オブジェクトに対応する画像が動い
ているとき、複数のフレームにおける、隣接して１列に
並んでいる画素であって、フレーム上で同一の位置の画
素の画素値を時間方向に展開したモデルについて説明す
る。例えば、オブジェクトに対応する画像が画面に対し
て水平に動いているとき、隣接して１列に並んでいる画
素として、画面の１つのライン上に並んでいる画素を選
択することができる。
【０１２１】図２１は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接し
て１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一の
位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図であ
る。フレーム#nは、フレーム#n-1の次のフレームであ
り、フレーム#n+1は、フレーム#nの次のフレームであ
る。他のフレームも同様に称する。
【０１２２】図２１に示すB01乃至B12の画素値は、静止
している背景のオブジェクトに対応する画素の画素値で
ある。背景に対応するオブジェクトが静止しているの
で、フレーム#n-1乃至フレームn+1において、対応する
画素の画素値は、変化しない。例えば、フレーム#n-1に
おけるB05の画素値を有する画素の位置に対応する、フ
レーム#nにおける画素、およびフレーム#n+1における画
素は、それぞれ、B05の画素値を有する。
【０１２３】図２２は、静止している背景に対応するオ
ブジェクトと共に図中の右側に移動する前景に対応する
オブジェクトを撮像した画像の３つのフレームの、隣接
して１列に並んでいる画素であって、フレーム上で同一
の位置の画素の画素値を時間方向に展開したモデル図で
ある。図２２に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。
【０１２４】図２２において、前景に対応するオブジェ
クトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景
の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示される
ように移動するので、前景の動き量vは、４であり、仮
想分割数は、４である。
【０１２５】例えば、図２２中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F12/vとなり、図２２中の左から２番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F12/vとなる。図２２中の左から３番目
の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの
前景の成分、および図２２中の左から４番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。
【０１２６】図２２中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなり、図２２中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F11/vとなる。図２２中の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F11/vとなる。
【０１２７】図２２中のフレーム#n-1の最も左側の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F10/vとなり、図２２中の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F10/vとなる。図２２中のフレーム#n-1の最も
左側の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間
/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１２８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２中のフレーム#n-1の左から２番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B01/vとなる。図２２中のフレーム#n-1の左から
３番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目の
シャッタ時間/vの背景の成分は、B02/vとなる。図２２
中のフレーム#n-1の左から４番目の画素の、シャッタが
開いて最初乃至３番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B03/vとなる。
【０１２９】図２２中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素は、前景領域に属し、左側から２番目乃至４番
目の画素は、カバードバックグラウンド領域である混合
領域に属する。
【０１３０】図２２中のフレーム#n-1の左から５番目の
画素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、その画素
値は、それぞれ、B04乃至B11となる。
【０１３１】図２２中のフレーム#nの左から１番目の画
素乃至５番目の画素は、前景領域に属する。フレーム#n
の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分は、
F05/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１３２】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図２２中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F12/vとなり、図２２中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F12/vとなる。図２２中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図２２中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F12/vとな
る。
【０１３３】図２２中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなり、図２２中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F11/vとなる。図２２中の左から７番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F11/vとなる。
【０１３４】図２２中のフレーム#nの左から５番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F10/vとなり、図２２中の左から６番目の画
素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F10/vとなる。図２２中のフレーム#nの左か
ら５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ
時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１３５】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２中のフレーム#nの左から６番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の成
分は、B05/vとなる。図２２中のフレーム#nの左から７
番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシ
ャッタ時間/vの背景の成分は、B06/vとなる。図２２中
のフレーム#nの左から８番目の画素の、シャッタが開い
て最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、
B07/vとなる。
【０１３６】図２２中のフレーム#nにおいて、左側から
６番目乃至８番目の画素は、カバードバックグラウンド
領域である混合領域に属する。
【０１３７】図２２中のフレーム#nの左から９番目の画
素乃至１２番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B08乃至B11となる。
【０１３８】図２２中のフレーム#n+1の左から１番目の
画素乃至９番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#n+1の前景領域における、シャッタ時間/vの前景の成分
は、F01/v乃至F12/vのいずれかである。
【０１３９】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図２２中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなり、図２２中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F12/vとなる。図２２中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図２２中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F12/vとなる。
【０１４０】図２２中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの期
間の前景の成分は、F11/vとなり、図２２中の左から１
０番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時
間/vの前景の成分も、F11/vとなる。図２２中の左から
１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目の、シャッ
タ時間/vの前景の成分は、F11/vとなる。
【０１４１】図２２中のフレーム#n+1の左から９番目の
画素の、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vの
前景の成分は、F10/vとなり、図２２中の左から１０番
目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F10/vとなる。図２２中のフレーム#n+
1の左から９番目の画素の、シャッタが開いて４番目の
シャッタ時間/vの前景の成分は、F09/vとなる。
【０１４２】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２２中のフレーム#n+1の左から１０番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B09/vとなる。図２２中のフレーム#n+1の左か
ら１１番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番
目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B10/vとなる。図
２２中のフレーム#n+1の左から１２番目の画素の、シャ
ッタが開いて最初乃至３番目の、シャッタ時間/vの背景
の成分は、B11/vとなる。
【０１４３】図２２中のフレーム#n+1において、左側か
ら１０番目乃至１２番目の画素は、カバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に対応する。
【０１４４】図２３は、図２２に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１４５】図２４は、静止している背景と共に図中の
右側に移動するオブジェクトに対応する前景を撮像した
画像の３つのフレームの、隣接して１列に並んでいる画
素であって、フレーム上で同一の位置の画素の画素値を
時間方向に展開したモデル図である。図２４において、
アンカバードバックグラウンド領域が含まれている。
【０１４６】図２４において、前景に対応するオブジェ
クトは、剛体であり、かつ等速で移動していると仮定で
きる。前景に対応するオブジェクトが、次のフレームに
おいて４画素分右側に表示されるように移動しているの
で、動き量vは、４である。
【０１４７】例えば、図２４中のフレーム#n-1の最も左
側の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/v
の前景の成分は、F13/vとなり、図２４中の左から２番
目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/v
の前景の成分も、F13/vとなる。図２４中の左から３番
目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/v
の前景の成分、および図２４中の左から４番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F13/vとなる。
【０１４８】図２４中のフレーム#n-1の左から２番目の
画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景
の成分は、F14/vとなり、図２４中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景
の成分も、F14/vとなる。図２４中の左から３番目の画
素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vの前景
の成分は、F15/vとなる。
【０１４９】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４中のフレーム#n-1の最も左側の画素の、
シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時間/v
の背景の成分は、B25/vとなる。図２４中のフレーム#n-
1の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目の、シャッタ時間/vの背景の成分は、B26/v
となる。図２４中のフレーム#n-1の左から３番目の画素
の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の
成分は、B27/vとなる。
【０１５０】図２４中のフレーム#n-1において、最も左
側の画素乃至３番目の画素は、アンカバードバックグラ
ウンド領域である混合領域に属する。
【０１５１】図２４中のフレーム#n-1の左から４番目の
画素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレー
ムの前景の成分は、F13/v乃至F24/vのいずれかである。
【０１５２】図２４中のフレーム#nの最も左側の画素乃
至左から４番目の画素は、背景領域に属し、画素値は、
それぞれ、B25乃至B28となる。
【０１５３】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図２４中のフレーム#nの左から５番目の画素の、シ
ャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分は、
F13/vとなり、図２４中の左から６番目の画素の、シャ
ッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の成分も、
F13/vとなる。図２４中の左から７番目の画素の、シャ
ッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景の成分、お
よび図２４中の左から８番目の画素の、シャッタが開い
て４番目のシャッタ時間/vの前景の成分は、F13/vとな
る。
【０１５４】図２４中のフレーム#nの左から６番目の画
素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の
成分は、F14/vとなり、図２４中の左から７番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F14/vとなる。図２４中の左から８番目の画素
の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成
分は、F15/vとなる。
【０１５５】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４中のフレーム#nの左から５番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目のシャッタ時間
/vの背景の成分は、B29/vとなる。図２４中のフレーム#
nの左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目お
よび４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B30/vと
なる。図２４中のフレーム#nの左から７番目の画素の、
シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの背景の成分
は、B31/vとなる。
【０１５６】図２４中のフレーム#nにおいて、左から５
番目の画素乃至７番目の画素は、アンカバードバックグ
ラウンド領域である混合領域に属する。
【０１５７】図２４中のフレーム#nの左から８番目の画
素乃至１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム
#nの前景領域における、シャッタ時間/vの期間に対応す
る値は、F13/v乃至F20/vのいずれかである。
【０１５８】図２４中のフレーム#n+1の最も左側の画素
乃至左から８番目の画素は、背景領域に属し、画素値
は、それぞれ、B25乃至B32となる。
【０１５９】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図２４中のフレーム#n+1の左から９番目の画素の、
シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなり、図２４中の左から１０番目の画素
の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの前景の
成分も、F13/vとなる。図２４中の左から１１番目の画
素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間/vの前景
の成分、および図２４中の左から１２番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの前景の成分
は、F13/vとなる。
【０１６０】図２４中のフレーム#n+1の左から１０番目
の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの前
景の成分は、F14/vとなり、図２４中の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/vの
前景の成分も、F14/vとなる。図２４中の左から１２番
目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間/vの
前景の成分は、F15/vとなる。
【０１６１】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図２４中のフレーム#n+1の左から９番目の画素
の、シャッタが開いて２番目乃至４番目の、シャッタ時
間/vの背景の成分は、B33/vとなる。図２４中のフレー
ム#n+1の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３
番目および４番目のシャッタ時間/vの背景の成分は、B3
4/vとなる。図２４中のフレーム#n+1の左から１１番目
の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間/vの
背景の成分は、B35/vとなる。
【０１６２】図２４中のフレーム#n+1において、左から
９番目の画素乃至１１番目の画素は、アンカバードバッ
クグラウンド領域である混合領域に属する。
【０１６３】図２４中のフレーム#n+1の左から１２番目
の画素は、前景領域に属する。フレーム#n+1の前景領域
における、シャッタ時間/vの前景の成分は、F13/v乃至F
16/vのいずれかである。
【０１６４】図２５は、図２４に示す画素値から前景の
成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１６５】図９に戻り、領域特定部１０３は、複数の
フレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバ
ードバックグラウンド領域、またはアンカバードバック
グラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対
応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および
動きボケ調整部１０６に供給する。
【０１６６】混合比算出部１０４は、複数のフレームの
画素値、および領域情報を基に、混合領域に含まれる画
素について画素毎に混合比αを算出し、算出した混合比
αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０１６７】前景背景分離部１０５は、複数のフレーム
の画素値、領域情報、および混合比αを基に、前景の成
分のみからなる前景成分画像を抽出して、動きボケ調整
部１０６に供給する。
【０１６８】動きボケ調整部１０６は、前景背景分離部
１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２
から供給された動きベクトル、および領域特定部１０３
から供給された領域情報を基に、前景成分画像に含まれ
る動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前
景成分画像を出力する。
【０１６９】図２６のフローチャートを参照して、分離
部９１による動きボケの量の調整の処理を説明する。ス
テップＳ１１において、領域特定部１０３は、入力画像
を基に、入力画像の画素毎に前景領域、背景領域、カバ
ードバックグラウンド領域、またはアンカバードバック
グラウンド領域のいずれかに属するかを示す領域情報を
生成する領域特定の処理を実行する。領域特定の処理の
詳細は、後述する。領域特定部１０３は、生成した領域
情報を混合比算出部１０４に供給する。
【０１７０】なお、ステップＳ１１において、領域特定
部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景
領域、背景領域、または混合領域（カバードバックグラ
ウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域
の区別をしない）のいずれかに属するかを示す領域情報
を生成するようにしてもよい。この場合において、前景
背景分離部１０５および動きボケ調整部１０６は、動き
ベクトルの方向を基に、混合領域がカバードバックグラ
ウンド領域であるか、またはアンカバードバックグラウ
ンド領域であるかを判定する。例えば、動きベクトルの
方向に対応して、前景領域、混合領域、および背景領域
と順に並んでいるとき、その混合領域は、カバードバッ
クグラウンド領域と判定され、動きベクトルの方向に対
応して、背景領域、混合領域、および前景領域と順に並
んでいるとき、その混合領域は、アンカバードバックグ
ラウンド領域と判定される。
【０１７１】ステップＳ１２において、混合比算出部１
０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に含
まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の処
理の詳細は、後述する。混合比算出部１０４は、算出し
た混合比αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０１７２】ステップＳ１３において、前景背景分離部
１０５は、領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を抽出して、前景成分画像として動きボ
ケ調整部１０６に供給する。
【０１７３】ステップＳ１４において、動きボケ調整部
１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動き方
向に並ぶ連続した画素であって、アンカバードバックグ
ラウンド領域、前景領域、およびカバードバックグラウ
ンド領域のいずれかに属するものの画像上の位置を示す
処理単位を生成し、処理単位に対応する前景成分に含ま
れる動きボケの量を調整する。動きボケの量の調整の処
理の詳細については、後述する。
【０１７４】ステップＳ１５において、分離部９１は、
画面全体について処理を終了したか否かを判定し、画面
全体について処理を終了していないと判定された場合、
ステップＳ１４に進み、処理単位に対応する前景の成分
を対象とした動きボケの量の調整の処理を繰り返す。
【０１７５】ステップＳ１５において、画面全体につい
て処理を終了したと判定された場合、処理は終了する。
【０１７６】このように、分離部９１は、前景と背景を
分離して、前景に含まれる動きボケの量を調整すること
ができる。すなわち、分離部９１は、前景の画素の画素
値であるサンプルデータに含まれる動きボケの量を調整
することができる。
【０１７７】以下、領域特定部１０３、混合比算出部１
０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ調整部１
０６のそれぞれの構成について説明する。
【０１７８】図２７は、領域特定部１０３の構成の一例
を示すブロック図である。図２７に構成を示す領域特定
部１０３は、動きベクトルを利用しない。フレームメモ
リ２０１は、入力された画像をフレーム単位で記憶す
る。フレームメモリ２０１は、処理の対象がフレーム#n
であるとき、フレーム#nの２つ前のフレームであるフレ
ーム#n-2、フレーム#nの１つ前のフレームであるフレー
ム#n-1、フレーム#n、フレーム#nの１つ後のフレームで
あるフレーム#n+1、およびフレーム#nの２つ後のフレー
ムであるフレーム#n+2を記憶する。
【０１７９】静動判定部２０２−１は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n+2の画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n+1の画素の画素値をフレームメモリ２
０１から読み出して、読み出した画素値の差の絶対値を
算出する。静動判定部２０２−１は、フレーム#n+2の画
素値とフレーム#n+1の画素値との差の絶対値が、予め設
定している閾値Thより大きいか否かを判定し、差の絶対
値が閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部２０３−１に供給する。フレーム#n
+2の画素の画素値とフレーム#n+1の画素の画素値との差
の絶対値が閾値Th以下であると判定された場合、静動判
定部２０２−１は、静止を示す静動判定を領域判定部２
０３−１に供給する。
【０１８０】静動判定部２０２−２は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n+1の画素の画素値、およびフレーム#nの
対象となる画素の画素値をフレームメモリ２０１から読
み出して、画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部
２０２−２は、フレーム#n+1の画素値とフレーム#nの画
素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大
きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値が、閾値Thよ
り大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域
判定部２０３−１および領域判定部２０３−２に供給す
る。フレーム#n+1の画素の画素値とフレーム#nの画素の
画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であると判定され
た場合、静動判定部２０２−２は、静止を示す静動判定
を領域判定部２０３−１および領域判定部２０３−２に
供給する。
【０１８１】静動判定部２０２−３は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n-1の画素の画素値をフレームメモリ２
０１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。
静動判定部２０２−３は、フレーム#nの画素値とフレー
ム#n-1の画素値との差の絶対値が、予め設定している閾
値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値
が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部２０３−２および領域判定部２０３
−３に供給する。フレーム#nの画素の画素値とフレーム
#n-1の画素の画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であ
ると判定された場合、静動判定部２０２−３は、静止を
示す静動判定を領域判定部２０３−２および領域判定部
２０３−３に供給する。
【０１８２】静動判定部２０２−４は、フレーム#nの領
域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置に
あるフレーム#n-1の画素の画素値、およびフレーム#nの
領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置
にあるフレーム#n-2の画素の画素値をフレームメモリ２
０１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。
静動判定部２０２−４は、フレーム#n-1の画素値とフレ
ーム#n-2の画素値との差の絶対値が、予め設定している
閾値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値
が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静
動判定を領域判定部２０３−３に供給する。フレーム#n
-1の画素の画素値とフレーム#n-2の画素の画素値との差
の絶対値が、閾値Th以下であると判定された場合、静動
判定部２０２−４は、静止を示す静動判定を領域判定部
２０３−３に供給する。
【０１８３】領域判定部２０３−１は、静動判定部２０
２−１から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静
動判定部２０２−２から供給された静動判定が動きを示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると
判定し、領域の判定される画素に対応するアンカバード
バックグラウンド領域判定フラグに、アンカバードバッ
クグラウンド領域に属することを示す”１”を設定す
る。
【０１８４】領域判定部２０３−１は、静動判定部２０
２−１から供給された静動判定が動きを示すか、また
は、静動判定部２０２−２から供給された静動判定が静
止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素がアンカバードバックグラウンド領域に属
しないと判定し、領域の判定される画素に対応するアン
カバードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバ
ードバックグラウンド領域に属しないことを示す”０”
を設定する。
【０１８５】領域判定部２０３−１は、このように”
１”または”０”が設定されたアンカバードバックグラ
ウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ
２０４に供給する。
【０１８６】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
２−２から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静
動判定部２０２−３から供給された静動判定が静止を示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素が静止領域に属すると判定し、領域の判定される
画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領域に属す
ることを示す”１”を設定する。
【０１８７】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
２−２から供給された静動判定が動きを示すか、また
は、静動判定部２０２−３から供給された静動判定が動
きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素が静止領域に属しないと判定し、領域の判
定される画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領
域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０１８８】領域判定部２０３−２は、このように”
１”または”０”が設定された静止領域判定フラグを判
定フラグ格納フレームメモリ２０４に供給する。
【０１８９】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
２−２から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静
動判定部２０２−３から供給された静動判定が動きを示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素が動き領域に属すると判定し、領域の判定される
画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領域に属す
ることを示す”１”を設定する。
【０１９０】領域判定部２０３−２は、静動判定部２０
２−２から供給された静動判定が静止を示すか、また
は、静動判定部２０２−３から供給された静動判定が静
止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素が動き領域に属しないと判定し、領域の判
定される画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領
域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０１９１】領域判定部２０３−２は、このように”
１”または”０”が設定された動き領域判定フラグを判
定フラグ格納フレームメモリ２０４に供給する。
【０１９２】領域判定部２０３−３は、静動判定部２０
２−３から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静
動判定部２０２−４から供給された静動判定が静止を示
しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象であ
る画素がカバードバックグラウンド領域に属すると判定
し、領域の判定される画素に対応するカバードバックグ
ラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラウンド
領域に属することを示す”１”を設定する。
【０１９３】領域判定部２０３−３は、静動判定部２０
２−３から供給された静動判定が静止を示すか、また
は、静動判定部２０２−４から供給された静動判定が動
きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対
象である画素がカバードバックグラウンド領域に属しな
いと判定し、領域の判定される画素に対応するカバード
バックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグ
ラウンド領域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０１９４】領域判定部２０３−３は、このように”
１”または”０”が設定されたカバードバックグラウン
ド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ２０
４に供給する。
【０１９５】判定フラグ格納フレームメモリ２０４は、
領域判定部２０３−１から供給されたアンカバードバッ
クグラウンド領域判定フラグ、領域判定部２０３−２か
ら供給された静止領域判定フラグ、領域判定部２０３−
２から供給された動き領域判定フラグ、および領域判定
部２０３−３から供給されたカバードバックグラウンド
領域判定フラグをそれぞれ記憶する。
【０１９６】判定フラグ格納フレームメモリ２０４は、
記憶しているアンカバードバックグラウンド領域判定フ
ラグ、静止領域判定フラグ、動き領域判定フラグ、およ
びカバードバックグラウンド領域判定フラグを合成部２
０５に供給する。合成部２０５は、判定フラグ格納フレ
ームメモリ２０４から供給された、アンカバードバック
グラウンド領域判定フラグ、静止領域判定フラグ、動き
領域判定フラグ、およびカバードバックグラウンド領域
判定フラグを基に、各画素が、アンカバードバックグラ
ウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバードバッ
クグラウンド領域のいずれかに属することを示す領域情
報を生成し、判定フラグ格納フレームメモリ２０６に供
給する。
【０１９７】判定フラグ格納フレームメモリ２０６は、
合成部２０５から供給された領域情報を記憶すると共
に、記憶している領域情報を出力する。
【０１９８】次に、領域特定部１０３の処理の例を図２
８乃至図３２を参照して説明する。
【０１９９】前景に対応するオブジェクトが移動してい
るとき、オブジェクトに対応する画像の画面上の位置
は、フレーム毎に変化する。図２８に示すように、フレ
ーム#nにおいて、Yn(x,y)で示される位置に位置するオ
ブジェクトに対応する画像は、次のフレームであるフレ
ーム#n+1において、Yn+1(x,y)に位置する。
【０２００】前景のオブジェクトに対応する画像の動き
方向に隣接して１列に並ぶ画素の画素値を時間方向に展
開したモデル図を図２２に示す。例えば、前景のオブジ
ェクトに対応する画像の動き方向が画面に対して水平で
あるとき、図２９におけるモデル図は、１つのライン上
の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデルを
示す。
【０２０１】図２９において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n+1におけるラインと同一である。
【０２０２】フレーム#nにおいて、左から２番目の画素
乃至１３番目の画素に含まれているオブジェクトに対応
する前景の成分は、フレーム#n+1において、左から６番
目乃至１７番目の画素に含まれる。
【０２０３】フレーム#nにおいて、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素は、左から１１番目乃至１３番
目の画素であり、アンカバードバックグラウンド領域に
属する画素は、左から２番目乃至４番目の画素である。
フレーム#n+1において、カバードバックグラウンド領域
に属する画素は、左から１５番目乃至１７番目の画素で
あり、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
は、左から６番目乃至８番目の画素である。
【０２０４】図２９に示す例において、フレーム#nに含
まれる前景の成分が、フレーム#n+1において４画素移動
しているので、動き量vは、４である。仮想分割数は、
動き量vに対応し、４である。
【０２０５】次に、注目しているフレームの前後におけ
る混合領域に属する画素の画素値の変化について説明す
る。
【０２０６】図３０に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、左から１５番目乃至１７
番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ前の
フレーム#n-1において、左から１５番目乃至１７番目の
画素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ前のフレーム#n-2において、左から１５番
目乃至１７番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景
領域に属する。
【０２０７】ここで、背景に対応するオブジェクトが静
止しているので、フレーム#n-1の左から１５番目の画素
の画素値は、フレーム#n-2の左から１５番目の画素の画
素値から変化しない。同様に、フレーム#n-1の左から１
６番目の画素の画素値は、フレーム#n-2の左から１６番
目の画素の画素値から変化せず、フレーム#n-1の左から
１７番目の画素の画素値は、フレーム#n-2の左から１７
番目の画素の画素値から変化しない。
【０２０８】すなわち、フレーム#nにおけるカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレーム
#n-1およびフレーム#n-2の画素は、背景の成分のみから
成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値は、ほ
ぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混合領域
に属する画素に対応する、フレーム#n-1およびフレーム
#n-2の画素に対する静動判定は、静動判定部２０２−４
により、静止と判定される。
【０２０９】フレーム#nにおけるカバードバックグラウ
ンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、フレ
ーム#n-1における背景の成分のみから成る場合と、画素
値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属
する画素、および対応するフレーム#n-1の画素に対する
静動判定は、静動判定部２０２−３により、動きと判定
される。
【０２１０】このように、領域判定部２０３−３は、静
動判定部２０２−３から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部２０２−４から静止を示す静動判定
の結果が供給されたとき、対応する画素がカバードバッ
クグラウンド領域に属すると判定する。
【０２１１】図３１に示す、背景が静止し、前景の動き
量vが４であるフレーム#nにおいて、アンカバードバッ
クグラウンド領域に含まれる画素は、左から２番目乃至
４番目の画素である。動き量vが４であるので、１つ後
のフレーム#n+1において、左から２番目乃至４番目の画
素は、背景の成分のみを含み、背景領域に属する。ま
た、更に１つ後のフレーム#n+2において、左から２番目
乃至４番目の画素は、背景の成分のみを含み、背景領域
に属する。
【０２１２】ここで、背景に対応するオブジェクトが静
止しているので、フレーム#n+2の左から２番目の画素の
画素値は、フレーム#n+1の左から２番目の画素の画素値
から変化しない。同様に、フレーム#n+2の左から３番目
の画素の画素値は、フレーム#n+1の左から３番目の画素
の画素値から変化せず、フレーム#n+2の左から４番目の
画素の画素値は、フレーム#n+1の左から４番目の画素の
画素値から変化しない。
【０２１３】すなわち、フレーム#nにおけるアンカバー
ドバックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレ
ーム#n+1およびフレーム#n+2の画素は、背景の成分のみ
から成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値
は、ほぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混
合領域に属する画素に対応する、フレーム#n+1およびフ
レーム#n+2の画素に対する静動判定は、静動判定部２０
２−１により、静止と判定される。
【０２１４】フレーム#nにおけるアンカバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、
フレーム#n+1における背景の成分のみから成る場合と、
画素値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域
に属する画素、および対応するフレーム#n+1の画素に対
する静動判定は、静動判定部２０２−２により、動きと
判定される。
【０２１５】このように、領域判定部２０３−１は、静
動判定部２０２−２から動きを示す静動判定の結果が供
給され、静動判定部２０２−１から静止を示す静動判定
の結果が供給されたとき、対応する画素がアンカバード
バックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２１６】図３２は、フレーム#nにおける領域特定部
１０３の判定条件を示す図である。フレーム#nの判定の
対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレ
ーム#n-2の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画素
の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素
とが静止と判定され、フレーム#nの判定の対象となる画
素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画
素と、フレーム#nの画素とが動きと判定されたとき、領
域特定部１０３は、フレーム#nの判定の対象となる画素
がカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２１７】フレーム#nの判定の対象となる画素の画像
上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素と、フ
レーム#nの画素とが静止と判定され、フレーム#nの画素
と、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置
と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素とが静止と判定
されたとき、領域特定部１０３は、フレーム#nの判定の
対象となる画素が静止領域に属すると判定する。
【０２１８】フレーム#nの判定の対象となる画素の画像
上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素と、フ
レーム#nの画素とが動きと判定され、フレーム#nの画素
と、フレーム#nの判定の対象となる画素の画像上の位置
と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素とが動きと判定
されたとき、領域特定部１０３は、フレーム#nの判定の
対象となる画素が動き領域に属すると判定する。
【０２１９】フレーム#nの画素と、フレーム#nの判定の
対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレ
ーム#n+1の画素とが動きと判定され、フレーム#nの判定
の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフ
レーム#n+1の画素と、フレーム#nの判定の対象となる画
素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n+2の画
素とが静止と判定されたとき、領域特定部１０３は、フ
レーム#nの判定の対象となる画素がアンカバードバック
グラウンド領域に属すると判定する。
【０２２０】図３３は、領域特定部１０３の領域の特定
の結果の例を示す図である。図３３（Ａ）において、カ
バードバックグラウンド領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。図３３（Ｂ）において、アン
カバードバックグラウンド領域に属すると判定された画
素は、白で表示されている。
【０２２１】図３３（Ｃ）において、動き領域に属する
と判定された画素は、白で表示されている。図３３
（Ｄ）において、静止領域に属すると判定された画素
は、白で表示されている。
【０２２２】図３４は、判定フラグ格納フレームメモリ
２０６が出力する領域情報の内、混合領域を示す領域情
報を画像として示す図である。図３４において、カバー
ドバックグラウンド領域またはアンカバードバックグラ
ウンド領域に属すると判定された画素、すなわち混合領
域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
判定フラグ格納フレームメモリ２０６が出力する混合領
域を示す領域情報は、混合領域、および前景領域内のテ
クスチャの無い部分に囲まれたテクスチャの有る部分を
示す。
【０２２３】次に、図３５のフローチャートを参照し
て、領域特定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ２０１において、フレームメモリ２０１は、判
定の対象となるフレーム#nを含むフレーム#n-2乃至フレ
ーム#n+2の画像を取得する。
【０２２４】ステップＳ２０２において、静動判定部２
０２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位
置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定された
場合、ステップＳ２０３に進み、静動判定部２０２−２
は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素
とで、静止か否かを判定する。
【０２２５】ステップＳ２０３において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、ステップＳ２０４に進み、領域判定部２０
３−２は、領域の判定される画素に対応する静止領域判
定フラグに、静止領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部２０３−２は、静止領域判定フラグを
判定フラグ格納フレームメモリ２０４に供給し、手続き
は、ステップＳ２０５に進む。
【０２２６】ステップＳ２０２において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、または、ステップＳ２０３において、フレ
ーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動
きと判定された場合、フレーム#nの画素が静止領域には
属さないので、ステップＳ２０４の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ２０５に進む。
【０２２７】ステップＳ２０５において、静動判定部２
０２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位
置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された
場合、ステップＳ２０６に進み、静動判定部２０２−２
は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素
とで、動きか否かを判定する。
【０２２８】ステップＳ２０６において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、ステップＳ２０７に進み、領域判定部２０
３−２は、領域の判定される画素に対応する動き領域判
定フラグに、動き領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部２０３−２は、動き領域判定フラグを
判定フラグ格納フレームメモリ２０４に供給し、手続き
は、ステップＳ２０８に進む。
【０２２９】ステップＳ２０５において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、または、ステップＳ２０６において、フレ
ーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静
止と判定された場合、フレーム#nの画素が動き領域には
属さないので、ステップＳ２０７の処理はスキップさ
れ、手続きは、ステップＳ２０８に進む。
【０２３０】ステップＳ２０８において、静動判定部２
０２−４は、フレーム#n-2の画素とフレーム#n-1の同一
位置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定され
た場合、ステップＳ２０９に進み、静動判定部２０２−
３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画
素とで、動きか否かを判定する。
【０２３１】ステップＳ２０９において、フレーム#n-1
の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定
された場合、ステップＳ２１０に進み、領域判定部２０
３−３は、領域の判定される画素に対応するカバードバ
ックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラ
ウンド領域に属することを示す”１”を設定する。領域
判定部２０３−３は、カバードバックグラウンド領域判
定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ２０４に供給
し、手続きは、ステップＳ２１１に進む。
【０２３２】ステップＳ２０８において、フレーム#n-2
の画素とフレーム#n-1の同一位置の画素とで、動きと判
定された場合、または、ステップＳ２０９において、フ
レーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、
静止と判定された場合、フレーム#nの画素がカバードバ
ックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ２１
０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２１１
に進む。
【０２３３】ステップＳ２１１において、静動判定部２
０２−２は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位
置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された
場合、ステップＳ２１２に進み、静動判定部２０２−１
は、フレーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画
素とで、静止か否かを判定する。
【０２３４】ステップＳ２１２において、フレーム#n+1
の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、静止と判
定された場合、ステップＳ２１３に進み、領域判定部２
０３−１は、領域の判定される画素に対応するアンカバ
ードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバード
バックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定
する。領域判定部２０３−１は、アンカバードバックグ
ラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモ
リ２０４に供給し、手続きは、ステップＳ２１４に進
む。
【０２３５】ステップＳ２１１において、フレーム#nの
画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定
された場合、または、ステップＳ２１２において、フレ
ーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、
動きと判定された場合、フレーム#nの画素がアンカバー
ドバックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ
２１３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２
１４に進む。
【０２３６】ステップＳ２１４において、領域特定部１
０３は、フレーム#nの全ての画素について領域を特定し
たか否かを判定し、フレーム#nの全ての画素について領
域を特定していないと判定された場合、手続きは、ステ
ップＳ２０２に戻り、他の画素について、領域特定の処
理を繰り返す。
【０２３７】ステップＳ２１４において、フレーム#nの
全ての画素について領域を特定したと判定された場合、
ステップＳ２１５に進み、合成部２０５は、判定フラグ
格納フレームメモリ２０４に記憶されているアンカバー
ドバックグラウンド領域判定フラグ、およびカバードバ
ックグラウンド領域判定フラグを基に、混合領域を示す
領域情報を生成し、更に、各画素が、アンカバードバッ
クグラウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバー
ドバックグラウンド領域のいずれかに属することを示す
領域情報を生成し、生成した領域情報を判定フラグ格納
フレームメモリ２０６に設定し、処理は終了する。
【０２３８】このように、領域特定部１０３は、フレー
ムに含まれている画素のそれぞれについて、動き領域、
静止領域、アンカバードバックグラウンド領域、または
カバードバックグラウンド領域に属することを示す領域
情報を生成することができる。
【０２３９】なお、領域特定部１０３は、アンカバード
バックグラウンド領域およびカバードバックグラウンド
領域に対応する領域情報に論理和を適用することによ
り、混合領域に対応する領域情報を生成して、フレーム
に含まれている画素のそれぞれについて、動き領域、静
止領域、または混合領域に属することを示すフラグから
成る領域情報を生成するようにしてもよい。
【０２４０】前景に対応するオブジェクトがテクスチャ
を有す場合、領域特定部１０３は、より正確に動き領域
を特定することができる。
【０２４１】領域特定部１０３は、動き領域を示す領域
情報を前景領域を示す領域情報として、また、静止領域
を示す領域情報を背景領域を示す領域情報として出力す
ることができる。
【０２４２】なお、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した領域を特定する処理を適用
することができる。例えば、背景領域に対応する画像が
一様に動いているとき、領域特定部１０３は、この動き
に対応して画像全体をシフトさせ、背景に対応するオブ
ジェクトが静止している場合と同様に処理する。また、
背景領域に対応する画像が局所毎に異なる動きを含んで
いるとき、領域特定部１０３は、動きに対応した画素を
選択して、上述の処理を実行する。
【０２４３】図３６は、領域特定部１０３の構成の他の
一例を示すブロック図である。図３６に示す領域特定部
１０３は、動きベクトルを使用しない。背景画像生成部
３０１は、入力画像に対応する背景画像を生成し、生成
した背景画像を２値オブジェクト画像抽出部３０２に供
給する。背景画像生成部３０１は、例えば、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを抽出して、背景画像を生成する。
【０２４４】前景のオブジェクトに対応する画像の動き
方向に隣接して１列に並ぶ画素の画素値を時間方向に展
開したモデル図の例を図３７に示す。例えば、前景のオ
ブジェクトに対応する画像の動き方向が画面に対して水
平であるとき、図３７におけるモデル図は、１つのライ
ン上の隣接する画素の画素値を時間方向に展開したモデ
ルを示す。
【０２４５】図３７において、フレーム#nにおけるライ
ンは、フレーム#n-1およびフレーム#n+1におけるライン
と同一である。
【０２４６】フレーム#nにおいて、左から６番目の画素
乃至１７番目の画素に含まれているオブジェクトに対応
する前景の成分は、フレーム#n-1において、左から２番
目乃至１３番目の画素に含まれ、フレーム#n+1におい
て、左から１０番目乃至２１番目の画素に含まれる。
【０２４７】フレーム#n-1において、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素は、左から１１番目乃至１３
番目の画素であり、アンカバードバックグラウンド領域
に属する画素は、左から２番目乃至４番目の画素であ
る。フレーム#nにおいて、カバードバックグラウンド領
域に属する画素は、左から１５番目乃至１７番目の画素
であり、アンカバードバックグラウンド領域に属する画
素は、左から６番目乃至８番目の画素である。フレーム
#n+1において、カバードバックグラウンド領域に属する
画素は、左から１９番目乃至２１番目の画素であり、ア
ンカバードバックグラウンド領域に属する画素は、左か
ら１０番目乃至１２番目の画素である。
【０２４８】フレーム#n-1において、背景領域に属する
画素は、左から１番目の画素、および左から１４番目乃
至２１番目の画素である。フレーム#nにおいて、背景領
域に属する画素は、左から１番目乃至５番目の画素、お
よび左から１８番目乃至２１番目の画素である。フレー
ム#n+1において、背景領域に属する画素は、左から１番
目乃至９番目の画素である。
【０２４９】背景画像生成部３０１が生成する、図３７
の例に対応する背景画像の例を図３８に示す。背景画像
は、背景のオブジェクトに対応する画素から構成され、
前景のオブジェクトに対応する画像の成分を含まない。
【０２５０】２値オブジェクト画像抽出部３０２は、背
景画像および入力画像の相関を基に、２値オブジェクト
画像を生成し、生成した２値オブジェクト画像を時間変
化検出部３０３に供給する。
【０２５１】図３９は、２値オブジェクト画像抽出部３
０２の構成を示すブロック図である。相関値演算部３２
１は、背景画像生成部３０１から供給された背景画像お
よび入力画像の相関を演算し、相関値を生成して、生成
した相関値をしきい値処理部３２２に供給する。
【０２５２】相関値演算部３２１は、例えば、図４０
（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背景画
像の中のブロックと、図４０（Ｂ）に示すように、背景
画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３×３
の入力画像の中のブロックに、式（４）を適用して、Ｙ
4に対応する相関値を算出する。
【０２５３】
【数２】
【数３】
【数４】
【０２５４】相関値演算部３２１は、このように各画素
に対応して算出された相関値をしきい値処理部３２２に
供給する。
【０２５５】また、相関値演算部３２１は、例えば、図
４１（Ａ）に示すように、Ｘ4を中心とした３×３の背
景画像の中のブロックと、図４１（Ｂ）に示すように、
背景画像の中のブロックに対応するＹ4を中心とした３
×３の入力画像の中のブロックに、式（７）を適用し
て、Ｙ4に対応する差分絶対値を算出するようにしても
よい。
【０２５６】
【数５】
【０２５７】相関値演算部３２１は、このように算出さ
れた差分絶対値を相関値として、しきい値処理部３２２
に供給する。
【０２５８】しきい値処理部３２２は、相関画像の画素
値としきい値th0とを比較して、相関値がしきい値th0以
下である場合、２値オブジェクト画像の画素値に1を設
定し、相関値がしきい値th0より大きい場合、２値オブ
ジェクト画像の画素値に0を設定して、0または1が画素
値に設定された２値オブジェクト画像を出力する。しき
い値処理部３２２は、しきい値th0を予め記憶するよう
にしてもよく、または、外部から入力されたしきい値th
0を使用するようにしてもよい。
【０２５９】図４２は、図３７に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像の例を示す図である。
２値オブジェクト画像において、背景画像と相関の高い
画素には、画素値に0が設定される。
【０２６０】図４３は、時間変化検出部３０３の構成を
示すブロック図である。フレームメモリ３４１は、フレ
ーム#nの画素について領域を判定するとき、２値オブジ
ェクト画像抽出部３０２から供給された、フレーム#n-
1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の２値オブジェク
ト画像を記憶する。
【０２６１】領域判定部３４２は、フレームメモリ３４
１に記憶されているフレーム#n-1、フレーム#n、および
フレーム#n+1の２値オブジェクト画像を基に、フレーム
#nの各画素について領域を判定して、領域情報を生成
し、生成した領域情報を出力する。
【０２６２】図４４は、領域判定部３４２の判定を説明
する図である。フレーム#nの２値オブジェクト画像の注
目している画素が0であるとき、領域判定部３４２は、
フレーム#nの注目している画素が背景領域に属すると判
定する。
【０２６３】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が1であり、フレーム#n+1の２
値オブジェクト画像の対応する画素が1であるとき、領
域判定部３４２は、フレーム#nの注目している画素が前
景領域に属すると判定する。
【０２６４】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が0であるとき、領域判定部３
４２は、フレーム#nの注目している画素がカバードバッ
クグラウンド領域に属すると判定する。
【０２６５】フレーム#nの２値オブジェクト画像の注目
している画素が1であり、フレーム#n+1の２値オブジェ
クト画像の対応する画素が0であるとき、領域判定部３
４２は、フレーム#nの注目している画素がアンカバード
バックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２６６】図４５は、図３７に示す入力画像のモデル
に対応する２値オブジェクト画像について、時間変化検
出部３０３の判定した例を示す図である。時間変化検出
部３０３は、２値オブジェクト画像のフレーム#nの対応
する画素が0なので、フレーム#nの左から１番目乃至５
番目の画素を背景領域に属すると判定する。
【０２６７】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n+1の
対応する画素が0なので、左から６番目乃至９番目の画
素をアンカバードバックグラウンド領域に属すると判定
する。
【０２６８】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n-1の
対応する画素が1であり、フレーム#n+1の対応する画素
が1なので、左から１０番目乃至１３番目の画素を前景
領域に属すると判定する。
【０２６９】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの画素が1であり、フレーム#n-1の
対応する画素が0なので、左から１４番目乃至１７番目
の画素をカバードバックグラウンド領域に属すると判定
する。
【０２７０】時間変化検出部３０３は、２値オブジェク
ト画像のフレーム#nの対応する画素が0なので、左から
１８番目乃至２１番目の画素を背景領域に属すると判定
する。
【０２７１】次に、図４６のフローチャートを参照し
て、領域判定部１０３の領域特定の処理を説明する。ス
テップＳ３０１において、領域判定部１０３の背景画像
生成部３０１は、入力画像を基に、例えば、入力画像に
含まれる背景のオブジェクトに対応する画像オブジェク
トを抽出して背景画像を生成し、生成した背景画像を２
値オブジェクト画像抽出部３０２に供給する。
【０２７２】ステップＳ３０２において、２値オブジェ
クト画像抽出部３０２は、例えば、図４０を参照して説
明した演算により、入力画像と背景画像生成部３０１か
ら供給された背景画像との相関値を演算する。ステップ
Ｓ３０３において、２値オブジェクト画像抽出部３０２
は、例えば、相関値としきい値th0とを比較することに
より、相関値およびしきい値th0から２値オブジェクト
画像を演算する。
【０２７３】ステップＳ３０４において、時間変化検出
部３０３は、領域判定の処理を実行して、処理は終了す
る。
【０２７４】図４７のフローチャートを参照して、ステ
ップＳ３０４に対応する領域判定の処理の詳細を説明す
る。ステップＳ３２１において、時間変化検出部３０３
の領域判定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶さ
れているフレーム#nにおいて、注目する画素が0である
か否かを判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が
0であると判定された場合、ステップＳ３２２に進み、
フレーム#nの注目する画素が背景領域に属すると設定し
て、処理は終了する。
【０２７５】ステップＳ３２１において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が1であると判定された場合、ス
テップＳ３２３に進み、時間変化検出部３０３の領域判
定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶されている
フレーム#nにおいて、注目する画素が1であり、かつ、
フレーム#n-1において、対応する画素が0であるか否か
を判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が1であ
り、かつ、フレーム#n-1において、対応する画素が0で
あると判定された場合、ステップＳ３２４に進み、フレ
ーム#nの注目する画素がカバードバックグラウンド領域
に属すると設定して、処理は終了する。
【０２７６】ステップＳ３２３において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が0であるか、または、フレーム#
n-1において、対応する画素が1であると判定された場
合、ステップＳ３２５に進み、時間変化検出部３０３の
領域判定部３４２は、フレームメモリ３４１に記憶され
ているフレーム#nにおいて、注目する画素が1であり、
かつ、フレーム#n+1において、対応する画素が0である
か否かを判定し、フレーム#nにおいて、注目する画素が
1であり、かつ、フレーム#n+1において、対応する画素
が0であると判定された場合、ステップＳ３２６に進
み、フレーム#nの注目する画素がアンカバードバックグ
ラウンド領域に属すると設定して、処理は終了する。
【０２７７】ステップＳ３２５において、フレーム#nに
おいて、注目する画素が0であるか、または、フレーム#
n+1において、対応する画素が１であると判定された場
合、ステップＳ３２７に進み、時間変化検出部３０３の
領域判定部３４２は、フレーム#nの注目する画素を前景
領域と設定して、処理は終了する。
【０２７８】このように、領域特定部１０３は、入力さ
れた画像と対応する背景画像との相関値を基に、入力画
像の画素が前景領域、背景領域、カバードバックグラウ
ンド領域、およびアンカバードバックグラウンド領域の
いずれかに属するかを特定して、特定した結果に対応す
る領域情報を生成することができる。
【０２７９】図４８は、領域特定部１０３の他の構成を
示すブロック図である。図４８に示す領域特定部１０３
は、動き検出部１０２から供給される動きベクトルとそ
の位置情報を使用する。図３６に示す場合と同様の部分
には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０２８０】ロバスト化部３６１は、２値オブジェクト
画像抽出部３０２から供給された、Ｎ個のフレームの２
値オブジェクト画像を基に、ロバスト化された２値オブ
ジェクト画像を生成して、時間変化検出部３０３に出力
する。
【０２８１】図４９は、ロバスト化部３６１の構成を説
明するブロック図である。動き補償部３８１は、動き検
出部１０２から供給された動きベクトルとその位置情報
を基に、Ｎ個のフレームの２値オブジェクト画像の動き
を補償して、動きが補償された２値オブジェクト画像を
スイッチ３８２に出力する。
【０２８２】図５０および図５１の例を参照して、動き
補償部３８１の動き補償について説明する。例えば、フ
レーム#nの領域を判定するとき、図５０に例を示すフレ
ーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の２値オブ
ジェクト画像が入力された場合、動き補償部３８１は、
動き検出部１０２から供給された動きベクトルを基に、
図５１に例を示すように、フレーム#n-1の２値オブジェ
クト画像、およびフレーム#n+1の２値オブジェクト画像
を動き補償して、動き補償された２値オブジェクト画像
をスイッチ３８２に供給する。
【０２８３】スイッチ３８２は、１番目のフレームの動
き補償された２値オブジェクト画像をフレームメモリ３
８３−１に出力し、２番目のフレームの動き補償された
２値オブジェクト画像をフレームメモリ３８３−２に出
力する。同様に、スイッチ３８２は、３番目乃至Ｎ−１
番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像
のそれぞれをフレームメモリ３８３−３乃至フレームメ
モリ３８３−（Ｎ−１）のいずれかに出力し、Ｎ番目の
フレームの動き補償された２値オブジェクト画像をフレ
ームメモリ３８３−Ｎに出力する。
【０２８４】フレームメモリ３８３−１は、１番目のフ
レームの動き補償された２値オブジェクト画像を記憶
し、記憶されている２値オブジェクト画像を重み付け部
３８４−１に出力する。フレームメモリ３８３−２は、
２番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画
像を記憶し、記憶されている２値オブジェクト画像を重
み付け部３８４−２に出力する。
【０２８５】同様に、フレームメモリ３８３−３乃至フ
レームメモリ３８３−（Ｎ−１）のそれぞれは、３番目
のフレーム乃至Ｎ−１番目のフレームの動き補償された
２値オブジェクト画像のいずれかを記憶し、記憶されて
いる２値オブジェクト画像を重み付け部３８４−３乃至
重み付け部３８４−（Ｎ−１）のいずれかに出力する。
フレームメモリ３８３−Ｎは、Ｎ番目のフレームの動き
補償された２値オブジェクト画像を記憶し、記憶されて
いる２値オブジェクト画像を重み付け部３８４−Ｎに出
力する。
【０２８６】重み付け部３８４−１は、フレームメモリ
３８３−１から供給された１番目のフレームの動き補償
された２値オブジェクト画像の画素値に予め定めた重み
w1を乗じて、積算部３８５に供給する。重み付け部３８
４−２は、フレームメモリ３８３−２から供給された２
番目のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像
の画素値に予め定めた重みw2を乗じて、積算部３８５に
供給する。
【０２８７】同様に、重み付け部３８４−３乃至重み付
け部３８４−（Ｎ−１）のそれぞれは、フレームメモリ
３８３−３乃至フレームメモリ３８３−（Ｎ−１）のい
ずれかから供給された３番目乃至Ｎ−１番目のいずれか
のフレームの動き補償された２値オブジェクト画像の画
素値に予め定めた重みw3乃至重みw(N-1)のいずれかを乗
じて、積算部３８５に供給する。重み付け部３８４−Ｎ
は、フレームメモリ３８３−Ｎから供給されたＮ番目の
フレームの動き補償された２値オブジェクト画像の画素
値に予め定めた重みwNを乗じて、積算部３８５に供給す
る。
【０２８８】積算部３８５は、１乃至Ｎ番目のフレーム
の動き補償され、それぞれ重みw1乃至wNのいずれかが乗
じられた、２値オブジェクト画像の対応する画素値を積
算して、積算された画素値を予め定めたしきい値th0と
比較することにより２値オブジェクト画像を生成する。
【０２８９】このように、ロバスト化部３６１は、Ｎ個
の２値オブジェクト画像からロバスト化された２値オブ
ジェト画像を生成して、時間変化検出部３０３に供給す
るので、図４８に構成を示す領域特定部１０３は、入力
画像にノイズが含まれていても、図３６に示す場合に比
較して、より正確に領域を特定することができる。
【０２９０】次に、図４８に構成を示す領域特定部１０
３の領域特定の処理について、図５２のフローチャート
を参照して説明する。ステップＳ３４１乃至ステップＳ
３４３の処理は、図４６のフローチャートで説明したス
テップＳ３０１乃至ステップＳ３０３とそれぞれ同様な
のでその説明は省略する。
【０２９１】ステップＳ３４４において、ロバスト化部
３６１は、ロバスト化の処理を実行する。
【０２９２】ステップＳ３４５において、時間変化検出
部３０３は、領域判定の処理を実行して、処理は終了す
る。ステップＳ３４５の処理の詳細は、図４７のフロー
チャートを参照して説明した処理と同様なのでその説明
は省略する。
【０２９３】次に、図５３のフローチャートを参照し
て、図５２のステップＳ３４４の処理に対応する、ロバ
スト化の処理の詳細について説明する。ステップＳ３６
１において、動き補償部３８１は、動き検出部１０２か
ら供給される動きベクトルとその位置情報を基に、入力
された２値オブジェクト画像の動き補償の処理を実行す
る。ステップＳ３６２において、フレームメモリ３８３
−１乃至３８３−Ｎのいずれかは、スイッチ３８２を介
して供給された動き補償された２値オブジェクト画像を
記憶する。
【０２９４】ステップＳ３６３において、ロバスト化部
３６１は、Ｎ個の２値オブジェクト画像が記憶されたか
否かを判定し、Ｎ個の２値オブジェクト画像が記憶され
ていないと判定された場合、ステップＳ３６１に戻り、
２値オブジェクト画像の動き補償の処理および２値オブ
ジェクト画像の記憶の処理を繰り返す。
【０２９５】ステップＳ３６３において、Ｎ個の２値オ
ブジェクト画像が記憶されたと判定された場合、ステッ
プＳ３６４に進み、重み付け部３８４−１乃至３８４−
Ｎのそれぞれは、Ｎ個の２値オブジェクト画像のそれぞ
れにw1乃至wNのいずれかの重みを乗じて、重み付けす
る。
【０２９６】ステップＳ３６５において、積算部３８５
は、重み付けされたＮ個の２値オブジェクト画像を積算
する。
【０２９７】ステップＳ３６６において、積算部３８５
は、例えば、予め定められたしきい値th1との比較など
により、積算された画像から２値オブジェクト画像を生
成して、処理は終了する。
【０２９８】このように、図４８に構成を示す領域特定
部１０３は、ロバスト化された２値オブジェクト画像を
基に、領域情報を生成することができる。
【０２９９】以上のように、領域特定部１０３は、フレ
ームに含まれている画素のそれぞれについて、動き領
域、静止領域、アンカバードバックグラウンド領域、ま
たはカバードバックグラウンド領域に属することを示す
領域情報を生成することができる。
【０３００】図５４は、混合比算出部１０４の構成の一
例を示すブロック図である。推定混合比処理部４０１
は、入力画像を基に、カバードバックグラウンド領域の
モデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算
出して、算出した推定混合比を混合比決定部４０３に供
給する。
【０３０１】推定混合比処理部４０２は、入力画像を基
に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応
する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。
【０３０２】前景に対応するオブジェクトがシャッタ時
間内に等速で動いていると仮定できるので、混合領域に
属する画素の混合比αは、以下の性質を有する。すなわ
ち、混合比αは、画素の位置の変化に対応して、直線的
に変化する。画素の位置の変化を１次元とすれば、混合
比αの変化は、直線で表現することができ、画素の位置
の変化を２次元とすれば、混合比αの変化は、平面で表
現することができる。
【０３０３】なお、１フレームの期間は短いので、前景
に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動して
いると仮定が成り立つ。
【０３０４】この場合、混合比αの傾きは、前景のシャ
ッタ時間内での動き量vの逆比となる。
【０３０５】理想的な混合比αの例を図５５に示す。理
想的な混合比αの混合領域における傾きlは、動き量vの
逆数として表すことができる。
【０３０６】図５５に示すように、理想的な混合比α
は、背景領域において、１の値を有し、前景領域におい
て、０の値を有し、混合領域において、０を越え１未満
の値を有する。
【０３０７】図５６の例において、フレーム#nの左から
７番目の画素の画素値C06は、フレーム#n-1の左から７
番目の画素の画素値P06を用いて、式（８）で表すこと
ができる。
【０３０８】
【数６】
【０３０９】式（８）において、画素値C06を混合領域
の画素の画素値Mと、画素値P06を背景領域の画素の画素
値Bと表現する。すなわち、混合領域の画素の画素値Mお
よび背景領域の画素の画素値Bは、それぞれ、式（９）
および式（１０）のように表現することができる。
【０３１０】 M=C06 （９） B=P06 （１０）
【０３１１】式（８）中の2/vは、混合比αに対応す
る。動き量vが４なので、フレーム#nの左から７番目の
画素の混合比αは、0.5となる。
【０３１２】以上のように、注目しているフレーム#nの
画素値Cを混合領域の画素値と見なし、フレーム#nの前
のフレーム#n-1の画素値Pを背景領域の画素値と見なす
ことで、混合比αを示す式（３）は、式（１１）のよう
に書き換えられる。
【０３１３】 C=α・P+f （１１） 式（１１）のfは、注目している画素に含まれる前景の
成分の和ΣiFi/vである。式（１１）に含まれる変数
は、混合比αおよび前景の成分の和fの２つである。
【０３１４】同様に、アンカバードバックグラウンド領
域における、動き量vが４であり、時間方向の仮想分割
数が４である、画素値を時間方向に展開したモデルを図
５７に示す。
【０３１５】アンカバードバックグラウンド領域におい
て、上述したカバードバックグラウンド領域における表
現と同様に、注目しているフレーム#nの画素値Cを混合
領域の画素値と見なし、フレーム#nの後のフレーム#n+1
の画素値Nを背景領域の画素値と見なすことで、混合比
αを示す式（３）は、式（１２）のように表現すること
ができる。
【０３１６】 C=α・N+f （１２）
【０３１７】なお、背景のオブジェクトが静止している
として説明したが、背景のオブジェクトが動いている場
合においても、背景の動き量vに対応させた位置の画素
の画素値を利用することにより、式（８）乃至式（１
２）を適用することができる。例えば、図５６におい
て、背景に対応するオブジェクトの動き量vが２であ
り、仮想分割数が２であるとき、背景に対応するオブジ
ェクトが図中の右側に動いているとき、式（１０）にお
ける背景領域の画素の画素値Bは、画素値P04とされる。
【０３１８】式（１１）および式（１２）は、それぞれ
２つの変数を含むので、そのままでは混合比αを求める
ことができない。ここで、画像は一般的に空間的に相関
が強いので近接する画素同士でほぼ同じ画素値となる。
【０３１９】そこで、前景成分は、空間的に相関が強い
ので、前景の成分の和fを前または後のフレームから導
き出せるように式を変形して、混合比αを求める。
【０３２０】図５８のフレーム#nの左から７番目の画素
の画素値Mcは、式（１３）で表すことができる。
【０３２１】
【数７】 式（１３）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当す
る。式（１３）の右辺第２項は、後のフレーム#n+1の画
素値を利用して、式（１４）のように表すこととする。
【０３２２】
【数８】
【０３２３】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（１５）が成立するとする。
【０３２４】 F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12 （１５） 式（１４）は、式（１５）を利用して、式（１６）のよ
うに置き換えることができる。
【０３２５】
【数９】
【０３２６】結果として、βは、式（１７）で表すこと
ができる。
【０３２７】 β=2/4 （１７）
【０３２８】一般的に、式（１５）に示すように混合領
域に関係する前景の成分が等しいと仮定すると、混合領
域の全ての画素について、内分比の関係から式（１８）
が成立する。
【０３２９】 β=1-α （１８）
【０３３０】式（１８）が成立するとすれば、式（１
１）は、式（１９）に示すように展開することができ
る。
【０３３１】
【数１０】
【０３３２】同様に、式（１８）が成立するとすれば、
式（１２）は、式（２０）に示すように展開することが
できる。
【０３３３】
【数１１】
【０３３４】式（１９）および式（２０）において、
C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（１９）お
よび式（２０）に含まれる変数は、混合比αのみであ
る。式（１９）および式（２０）における、C，N、およ
びPの関係を図５９に示す。Cは、混合比αを算出する、
フレーム#nの注目している画素の画素値である。Nは、
注目している画素と空間方向の位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値である。Pは、注目している画素
と空間方向の位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画
素値である。
【０３３５】従って、式（１９）および式（２０）のそ
れぞれに１つの変数が含まれることとなるので、３つの
フレームの画素の画素値を利用して、混合比αを算出す
ることができる。式（１９）および式（２０）を解くこ
とにより、正しい混合比αが算出されるための条件は、
混合領域に関係する前景の成分が等しい、すなわち、前
景のオブジェクトが静止しているとき撮像された前景の
画像オブジェクトにおいて、前景のオブジェクトの動き
の方向に対応する、画像オブジェクトの境界に位置する
画素であって、動き量vの２倍の数の連続している画素
の画素値が、一定であることである。
【０３３６】以上のように、カバードバックグラウンド
領域に属する画素の混合比αは、式（２１）により算出
され、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素
の混合比αは、式（２２）により算出される。
【０３３７】 α=(C-N)/(P-N) （２１） α=(C-P)/(N-P) （２２）
【０３３８】図６０は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。フレームメモリ４２１は、入
力された画像をフレーム単位で記憶し、入力画像として
入力されているフレームから１つ後のフレームをフレー
ムメモリ４２２および混合比演算部４２３に供給する。
【０３３９】フレームメモリ４２２は、入力された画像
をフレーム単位で記憶し、フレームメモリ４２１から供
給されているフレームから１つ後のフレームを混合比演
算部４２３に供給する。
【０３４０】従って、入力画像としてフレーム#n+1が混
合比演算部４２３に入力されているとき、フレームメモ
リ４２１は、フレーム#nを混合比演算部４２３に供給
し、フレームメモリ４２２は、フレーム#n-1を混合比演
算部４２３に供給する。
【０３４１】混合比演算部４２３は、式（２１）に示す
演算により、フレーム#nの注目している画素の画素値
C、注目している画素と空間的位置が対応する、フレー
ム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素と空
間的位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを
基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。例えば、背景が静止してい
るとき、混合比演算部４２３は、フレーム#nの注目して
いる画素の画素値C、注目している画素とフレーム内の
位置が同じ、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注
目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n
-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混
合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。
【０３４２】このように、推定混合比処理部４０１は、
入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部
４０３に供給することができる。
【０３４３】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１が式（２１）に示す演算により、注目
している画素の推定混合比を算出するのに対して、式
（２２）に示す演算により、注目している画素の推定混
合比を算出する部分が異なることを除き、推定混合比処
理部４０１と同様なので、その説明は省略する。
【０３４４】図６１は、推定混合比処理部４０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図６１に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動き量vが１１である場合の結果を、１ライ
ンに対して示すものである。
【０３４５】推定混合比は、混合領域において、図５５
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０３４６】図５４に戻り、混合比決定部４０３は、領
域特定部１０３から供給された、混合比αの算出の対象
となる画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグ
ラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領
域のいずれかに属するかを示す領域情報を基に、混合比
αを設定する。混合比決定部４０３は、対象となる画素
が前景領域に属する場合、０を混合比αに設定し、対象
となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設
定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域
に属する場合、推定混合比処理部４０１から供給された
推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアン
カバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合
比処理部４０２から供給された推定混合比を混合比αに
設定する。混合比決定部４０３は、領域情報を基に設定
した混合比αを出力する。
【０３４７】図６２は、混合比算出部１０４の他の構成
を示すブロック図である。選択部４４１は、領域特定部
１０３から供給された領域情報を基に、カバードバック
グラウンド領域に属する画素および、これに対応する前
および後のフレームの画素を推定混合比処理部４４２に
供給する。選択部４４１は、領域特定部１０３から供給
された領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素および、これに対応する前および後の
フレームの画素を推定混合比処理部４４３に供給する。
【０３４８】推定混合比処理部４４２は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２１）に示す演算に
より、カバードバックグラウンド領域に属する、注目し
ている画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合
比を選択部４４４に供給する。
【０３４９】推定混合比処理部４４３は、選択部４４１
から入力された画素値を基に、式（２２）に示す演算に
より、アンカバードバックグラウンド領域に属する、注
目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定
混合比を選択部４４４に供給する。
【０３５０】選択部４４４は、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、対象となる画素が前景領域に
属する場合、０である推定混合比を選択して、混合比α
に設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１
である推定混合比を選択して、混合比αに設定する。選
択部４４４は、対象となる画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属する場合、推定混合比処理部４４２から供
給された推定混合比を選択して混合比αに設定し、対象
となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
る場合、推定混合比処理部４４３から供給された推定混
合比を選択して混合比αに設定する。選択部４４４は、
領域情報を基に選択して設定した混合比αを出力する。
【０３５１】このように、図６２に示す他の構成を有す
る混合比算出部１０４は、画像の含まれる画素毎に混合
比αを算出して、算出した混合比αを出力することがで
きる。
【０３５２】図６３のフローチャートを参照して、図５
４に構成を示す混合比算出部１０４の混合比αの算出の
処理を説明する。ステップＳ４０１において、混合比算
出部１０４は、領域特定部１０３から供給された領域情
報を取得する。ステップＳ４０２において、推定混合比
処理部４０１は、カバードバックグラウンド領域に対応
するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算
出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。混
合比推定の演算の処理の詳細は、図６４のフローチャー
トを参照して、後述する。
【０３５３】ステップＳ４０３において、推定混合比処
理部４０２は、アンカバードバックグラウンド領域に対
応するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、
算出した推定混合比を混合比決定部４０３に供給する。
【０３５４】ステップＳ４０４において、混合比算出部
１０４は、フレーム全体について、混合比αを推定した
か否かを判定し、フレーム全体について、混合比αを推
定していないと判定された場合、ステップＳ４０２に戻
り、次の画素について混合比αを推定する処理を実行す
る。
【０３５５】ステップＳ４０４において、フレーム全体
について、混合比αを推定したと判定された場合、ステ
ップＳ４０５に進み、混合比決定部４０３は、画素が、
前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、
またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに
属するかを示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報を基に、混合比αを設定する。混合比決定部４０３
は、対象となる画素が前景領域に属する場合、０を混合
比αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場
合、１を混合比αに設定し、対象となる画素がカバード
バックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部
４０１から供給された推定混合比を混合比αに設定し、
対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に
属する場合、推定混合比処理部４０２から供給された推
定混合比を混合比αに設定し、処理は終了する。
【０３５６】このように、混合比算出部１０４は、領域
特定部１０３から供給された領域情報、および入力画像
を基に、各画素に対応する特徴量である混合比αを算出
することができる。
【０３５７】図６２に構成を示す混合比算出部１０４の
混合比αの算出の処理は、図６３のフローチャートで説
明した処理と同様なので、その説明は省略する。
【０３５８】次に、図６３のステップＳ４０２に対応す
る、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルに
よる混合比推定の処理を図６４のフローチャートを参照
して説明する。
【０３５９】ステップＳ４２１において、混合比演算部
４２３は、フレームメモリ４２１から、フレーム#nの注
目画素の画素値Cを取得する。
【０３６０】ステップＳ４２２において、混合比演算部
４２３は、フレームメモリ４２２から、注目画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを取得する。
【０３６１】ステップＳ４２３において、混合比演算部
４２３は、入力画像に含まれる注目画素に対応する、フ
レーム#n+1の画素の画素値Nを取得する。
【０３６２】ステップＳ４２４において、混合比演算部
４２３は、フレーム#nの注目画素の画素値C、フレーム#
n-1の画素の画素値P、およびフレーム#n+1の画素の画素
値Nを基に、推定混合比を演算する。
【０３６３】ステップＳ４２５において、混合比演算部
４２３は、フレーム全体について、推定混合比を演算す
る処理を終了したか否かを判定し、フレーム全体につい
て、推定混合比を演算する処理を終了していないと判定
された場合、ステップＳ４２１に戻り、次の画素につい
て推定混合比を算出する処理を繰り返す。
【０３６４】ステップＳ４２５において、フレーム全体
について、推定混合比を演算する処理を終了したと判定
された場合、処理は終了する。
【０３６５】このように、推定混合比処理部４０１は、
入力画像を基に、推定混合比を演算することができる。
【０３６６】図６３のステップＳ４０３におけるアンカ
バードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混
合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域
のモデルに対応する式を利用した、図６４のフローチャ
ートに示す処理と同様なので、その説明は省略する。
【０３６７】なお、図６２に示す推定混合比処理部４４
２および推定混合比処理部４４３は、図６４に示すフロ
ーチャートと同様の処理を実行して推定混合比を演算す
るので、その説明は省略する。
【０３６８】また、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した混合比αを求める処理を適
用することができる。例えば、背景領域に対応する画像
が一様に動いているとき、推定混合比処理部４０１は、
背景の動きに対応して画像全体をシフトさせ、背景に対
応するオブジェクトが静止している場合と同様に処理す
る。また、背景領域に対応する画像が局所毎に異なる背
景の動きを含んでいるとき、推定混合比処理部４０１
は、混合領域に属する画素に対応する画素として、背景
の動きに対応した画素を選択して、上述の処理を実行す
る。
【０３６９】また、混合比算出部１０４は、全ての画素
について、カバードバックグラウンド領域に対応するモ
デルによる混合比推定の処理のみを実行して、算出され
た推定混合比を混合比αとして出力するようにしてもよ
い。この場合において、混合比αは、カバードバックグ
ラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合
を示し、アンカバードバックグラウンド領域に属する画
素について、前景の成分の割合を示す。アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素について、このように
算出された混合比αと１との差分の絶対値を算出して、
算出した絶対値を混合比αに設定すれば、分離部９１
は、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素に
ついて、背景の成分の割合を示す混合比αを求めること
ができる。
【０３７０】なお、同様に、混合比算出部１０４は、全
ての画素について、アンカバードバックグラウンド領域
に対応するモデルによる混合比推定の処理のみを実行し
て、算出された推定混合比を混合比αとして出力するよ
うにしてもよい。
【０３７１】次に、混合比αが直線的に変化する性質を
利用して混合比αを算出する混合比算出部１０４につい
て説明する。
【０３７２】上述したように、式（１１）および式（１
２）は、それぞれ２つの変数を含むので、そのままでは
混合比αを求めることができない。
【０３７３】そこで、シャッタ時間内において、前景に
対応するオブジェクトが等速で動くことによる、画素の
位置の変化に対応して、混合比αが直線的に変化する性
質を利用して、空間方向に、混合比αと前景の成分の和
fとを近似した式を立てる。混合領域に属する画素の画
素値および背景領域に属する画素の画素値の組の複数を
利用して、混合比αと前景の成分の和fとを近似した式
を解く。
【０３７４】混合比αの変化を、直線として近似する
と、混合比αは、式（２３）で表される。
【０３７５】 α=il+p （２３） 式（２３）において、iは、注目している画素の位置を
０とした空間方向のインデックスである。lは、混合比
αの直線の傾きである。pは、混合比αの直線の切片で
ある共に、注目している画素の混合比αである。式（２
３）において、インデックスiは、既知であるが、傾きl
および切片pは、未知である。
【０３７６】インデックスi、傾きl、および切片pの関
係を図６５に示す。
【０３７７】混合比αを式（２３）のように近似するこ
とにより、複数の画素に対して複数の異なる混合比α
は、２つの変数で表現される。図６５に示す例におい
て、５つの画素に対する５つの混合比は、２つの変数で
ある傾きlおよび切片pにより表現される。
【０３７８】図６６に示す平面で混合比αを近似する
と、画像の水平方向および垂直方向の２つの方向に対応
する動きvを考慮したとき、式（２３）を平面に拡張し
て、混合比αは、式（２４）で表される。
【０３７９】α=jm+kq+p （２４） 式（２４）において、jは、注目している画素の位置を
０とした水平方向のインデックスであり、kは、垂直方
向のインデックスである。mは、混合比αの面の水平方
向の傾きであり、qは、混合比αの面の垂直方向の傾き
である。pは、混合比αの面の切片である。
【０３８０】例えば、図５６に示すフレーム#nにおい
て、C05乃至C07について、それぞれ、式（２５）乃至式
（２７）が成立する。
【０３８１】 C05=α05・B05/v+f05 （２５） C06=α06・B06/v+f06 （２６） C07=α07・B07/v+f07 （２７）
【０３８２】前景の成分が近傍で一致する、すなわち、
F01乃至F03が等しいとして、F01乃至F03をFcに置き換え
ると式（２８）が成立する。
【０３８３】 f(x)=(1-α(x))・Fc （２８） 式（２８）において、xは、空間方向の位置を表す。
【０３８４】α（ｘ）を式（２４）で置き換えると、式
（２８）は、式（２９）として表すことができる。
【０３８５】 f(x)=(1-(jm+kq+p))・Fc =j ・（-m・Fc）+k・（-q・Fc）+((1-p)・Fc) =js+kt+u （２９）
【０３８６】式（２９）において、（-m・Fc）、（-q・
Fc）、および(1-p)・Fcは、式（３０）乃至式（３２）
に示すように置き換えられている。
【０３８７】 s=-m・Fc （３０） t=-q・Fc （３１） u=(1-p)・Fc （３２）
【０３８８】式（２９）において、jは、注目している
画素の位置を０とした水平方向のインデックスであり、
kは、垂直方向のインデックスである。
【０３８９】このように、前景に対応するオブジェクト
がシャッタ時間内において等速に移動し、前景に対応す
る成分が近傍において一定であるという仮定が成立する
ので、前景の成分の和は、式（２９）で近似される。
【０３９０】なお、混合比αを直線で近似する場合、前
景の成分の和は、式（３３）で表すことができる。
【０３９１】 f(x)=is+u （３３）
【０３９２】式（１３）の混合比αおよび前景成分の和
を、式（２４）および式（２９）を利用して置き換える
と、画素値Mは、式（３４）で表される。
【０３９３】 M=(jm+kq+p)・B+js+kt+u =jB・m+kB・q+B・p+j・s+k・t+u （３４）
【０３９４】式（３４）において、未知の変数は、混合
比αの面の水平方向の傾きm、混合比αの面の垂直方向
の傾きq、混合比αの面の切片p、s、t、およびuの６つ
である。
【０３９５】注目している画素の近傍の画素に対応させ
て、式（３４）に示す正規方程式に、画素値Mまたは画
素値Bを設定し、画素値Mまたは画素値Bが設定された複
数の正規方程式を最小自乗法で解いて、混合比αを算出
する。
【０３９６】例えば、注目している画素の水平方向のイ
ンデックスjを０とし、垂直方向のインデックスkを０と
し、注目している画素の近傍の３×３の画素について、
式（３４）に示す正規方程式に画素値Mまたは画素値Bを
設定すると、式（３５）乃至式（４３）を得る。
【０３９７】 M-1,-1=(-1)・B-1,-1・m+(-1)・B-1,-1・q+B-1,-1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （３５） M0,-1=(0)・B0,-1・m+(-1)・B0,-1・q+B0,-1・p+(0)・s+(-1)・t+u （３６） M+1,-1=(+1)・B+1,-1・m+(-1)・B+1,-1・q+B+1,-1・p+(+1)・s+(-1)・t+u （３７） M-1,0=(-1)・B-1,0・m+(0)・B-1,0・q+B-1,0・p+(-1)・s+(0)・t+u （３８） M0,0=(0)・B0,0・m+(0)・B0,0・q+B0,0・p+(0)・s+(0)・t+u （３９） M+1,0=(+1)・B+1,0・m+(0)・B+1,0・q+B+1,0・p+(+1)・s+(0)・t+u （４０） M-1,+1=(-1)・B-1,+1・m+(+1)・B-1,+1・q+B-1,+1・p+(-1)・s+(+1)・t+u （４１） M0,+1=(0)・B0,+1・m+(+1)・B0,+1・q+B0,+1・p+(0)・s+(+1)・t+u （４２） M+1,+1=(+1)・B+1,+1・m+(+1)・B+1,+1・q+B+1,+1・p+(+1)・s+(+1)・t+u （４３）
【０３９８】注目している画素の水平方向のインデック
スjが０であり、垂直方向のインデックスkが０であるの
で、注目している画素の混合比αは、式（２４）より、
j=0およびk=0のときの値、すなわち、切片pに等しい。
【０３９９】従って、式（３５）乃至式（４３）の９つ
の式を基に、最小自乗法により、水平方向の傾きm、垂
直方向の傾きq、切片p、s、t、およびuのそれぞれの値
を算出し、切片pを混合比αとして出力すればよい。
【０４００】次に、最小自乗法を適用して混合比αを算
出するより具体的な手順を説明する。
【０４０１】インデックスiおよびインデックスkを１つ
のインデックスxで表現すると、インデックスi、インデ
ックスk、およびインデックスxの関係は、式（４４）で
表される。
【０４０２】 x=(j+1)・3+(k+1) （４４）
【０４０３】水平方向の傾きm、垂直方向の傾きq、切片
p、s、t、およびuをそれぞれ変数w0,w1,w2,w3,w4、およ
びW5と表現し、jB,kB,B,j,k、および1をそれぞれa0,a1,
a2,a3,a4、およびa5と表現する。誤差exを考慮すると、
式（３５）乃至式（４３）は、式（４５）に書き換える
ことができる。
【０４０４】
【数１２】 式（４５）において、xは、０乃至８の整数のいずれか
の値である。
【０４０５】式（４５）から、式（４６）を導くことが
できる。
【０４０６】
【数１３】
【０４０７】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（４７）に示すようにに定義する。
【０４０８】
【数１４】
【０４０９】誤差が最小になるためには、誤差の自乗和
Eに対する、変数Wvの偏微分が０になればよい。ここ
で、vは、０乃至５の整数のいずれかの値である。従っ
て、式（４８）を満たすようにwyを求める。
【０４１０】
【数１５】
【０４１１】式（４８）に式（４６）を代入すると、式
（４９）を得る。
【０４１２】
【数１６】
【０４１３】式（４９）のvに０乃至５の整数のいずれ
か１つを代入して得られる６つの式に、例えば、掃き出
し法（Gauss-Jordanの消去法）などを適用して、wyを算
出する。上述したように、w0は水平方向の傾きmであ
り、w1は垂直方向の傾きqであり、w2は切片pであり、w3
はsであり、w4はtであり、w5はuである。
【０４１４】以上のように、画素値Mおよび画素値Bを設
定した式に、最小自乗法を適用することにより、水平方
向の傾きm、垂直方向の傾きq、切片p、s、t、およびuを
求めることができる。
【０４１５】式（３５）乃至式（４３）に対応する説明
において、混合領域に含まれる画素の画素値をMとし、
背景領域に含まれる画素の画素値をBとして説明した
が、注目している画素が、カバードバックグラウンド領
域に含まれる場合、またはアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる場合のそれぞれに対して、正規方程式
を立てる必要がある。
【０４１６】例えば、図５６に示す、フレーム#nのカバ
ードバックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを
求める場合、フレーム#nの画素のC04乃至C08、およびフ
レーム#n-1の画素の画素値P04乃至P08が、正規方程式に
設定される。
【０４１７】図５７に示す、フレーム#nのアンカバード
バックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを求め
る場合、フレーム#nの画素のC28乃至C32、およびフレー
ム#n+1の画素の画素値N28乃至N32が、正規方程式に設定
される。
【０４１８】また、例えば、図６７に示す、カバードバ
ックグラウンド領域に含まれる画素の混合比αを算出す
るとき、以下の式（５０）乃至式（５８）が立てられ
る。混合比αを算出する画素の画素値は、Mc5である。
【０４１９】 Mc1=(-1)・Bc1・m+(-1)・Bc1・q+Bc1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５０） Mc2=(0)・Bc2・m+(-1)・Bc2・q+Bc2・p+(0)・s+(-1)・t+u （５１） Mc3=(+1)・Bc3・m+(-1)・Bc3・q+Bc3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （５２） Mc4=(-1)・Bc4・m+(0)・Bc4・q+Bc4・p+(-1)・s+(0)・t+u （５３） Mc5=(0)・Bc5・m+(0)・Bc5・q+Bc5・p+(0)・s+(0)・t+u （５４） Mc6=(+1)・Bc6・m+(0)・Bc6・q+Bc6・p+(+1)・s+(0)・t+u （５５） Mc7=(-1)・Bc7・m+(+1)・Bc7・q+Bc7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （５６） Mc8=(0)・Bc8・m+(+1)・Bc8・q+Bc8・p+(0)・s+(+1)・t+u （５７） Mc9=(+1)・Bc9・m+(+1)・Bc9・q+Bc9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （５８）
【０４２０】フレーム#nのカバードバックグラウンド領
域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式（５
０）乃至式（５８）において、フレーム#nの画素に対応
する、フレーム#n-1の画素の背景領域の画素の画素値Bc
1乃至Bc9が使用される。
【０４２１】図６７に示す、アンカバードバックグラウ
ンド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、以
下の式（５９）乃至式（６７）が立てられる。混合比α
を算出する画素の画素値は、Mu5である。
【０４２２】 Mu1=(-1)・Bu1・m+(-1)・Bu1・q+Bu1・p+(-1)・s+(-1)・t+u （５９） Mu2=(0)・Bu2・m+(-1)・Bu2・q+Bu2・p+(0)・s+(-1)・t+u （６０） Mu3=(+1)・Bu3・m+(-1)・Bu3・q+Bu3・p+(+1)・s+(-1)・t+u （６１） Mu4=(-1)・Bu4・m+(0)・Bu4・q+Bu4・p+(-1)・s+(0)・t+u （６２） Mu5=(0)・Bu5・m+(0)・Bu5・q+Bu5・p+(0)・s+(0)・t+u （６３） Mu6=(+1)・Bu6・m+(0)・Bu6・q+Bu6・p+(+1)・s+(0)・t+u （６４） Mu7=(-1)・Bu7・m+(+1)・Bu7・q+Bu7・p+(-1)・s+(+1)・t+u （６５） Mu8=(0)・Bu8・m+(+1)・Bu8・q+Bu8・p+(0)・s+(+1)・t+u （６６） Mu9=(+1)・Bu9・m+(+1)・Bu9・q+Bu9・p+(+1)・s+(+1)・t+u （６７）
【０４２３】フレーム#nのアンカバードバックグラウン
ド領域に含まれる画素の混合比αを算出するとき、式
（５９）乃至式（６７）において、フレーム#nの画素に
対応する、フレーム#n+1の画素の背景領域の画素の画素
値Bu1乃至Bu9が使用される。
【０４２４】図６８は、推定混合比処理部４０１の構成
を示すブロック図である。推定混合比処理部４０１に入
力された画像は、遅延部５０１および足し込み部５０２
に供給される。
【０４２５】遅延回路２２１は、入力画像を１フレーム
遅延させ、足し込み部５０２に供給する。足し込み部５
０２に、入力画像としてフレーム#nが入力されていると
き、遅延回路２２１は、フレーム#n-1を足し込み部５０
２に供給する。
【０４２６】足し込み部５０２は、混合比αを算出する
画素の近傍の画素の画素値、およびフレーム#n-1の画素
値を、正規方程式に設定する。例えば、足し込み部５０
２は、式（５０）乃至式（５８）に基づいて、正規方程
式に画素値Mc1乃至Mc9および画素値Bc1乃至Bc9を設定す
る。足し込み部５０２は、画素値が設定された正規方程
式を演算部５０３に供給する。
【０４２７】演算部５０３は、足し込み部５０２から供
給された正規方程式を掃き出し法などにより解いて推定
混合比を求め、求められた推定混合比を出力する。
【０４２８】このように、推定混合比処理部４０１は、
入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部
４０３に供給することができる。
【０４２９】なお、推定混合比処理部４０２は、推定混
合比処理部４０１と同様の構成を有するので、その説明
は省略する。
【０４３０】図６９は、推定混合比処理部４０１により
算出された推定混合比の例を示す図である。図６９に示
す推定混合比は、等速で動いているオブジェクトに対応
する前景の動きvが１１であり、７×７画素のブロック
を単位として方程式を生成して算出された結果を、１ラ
インに対して示すものである。
【０４３１】推定混合比は、混合領域において、図６８
に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわか
る。
【０４３２】次に、図６８に構成を示す推定混合比処理
部４０１による、カバードバックグラウンド領域に対応
するモデルによる混合比推定の処理を図７０のフローチ
ャートを参照して説明する。
【０４３３】ステップＳ５２１において、足し込み部５
０２は、入力された画像に含まれる画素値、および遅延
回路２２１から供給される画像に含まれる画素値を、カ
バードバックグラウンド領域のモデルに対応する正規方
程式に設定する。
【０４３４】ステップＳ５２２において、推定混合比処
理部４０１は、対象となる画素についての設定が終了し
たか否かを判定し、対象となる画素についての設定が終
了していないと判定された場合、ステップＳ５２１に戻
り、正規方程式への画素値の設定の処理を繰り返す。
【０４３５】ステップＳ５２２において、対象となる画
素についての画素値の設定が終了したと判定された場
合、ステップＳ５２３に進み、演算部１７３は、画素値
が設定された正規方程式を基に、推定混合比を演算し
て、求められた推定混合比を出力する。
【０４３６】このように、図６８に構成を示す推定混合
比処理部４０１は、入力画像を基に、推定混合比を演算
することができる。
【０４３７】アンカバードバックグラウンド領域に対応
するモデルによる混合比推定の処理は、アンカバードバ
ックグラウンド領域のモデルに対応する正規方程式を利
用した、図７０のフローチャートに示す処理と同様なの
で、その説明は省略する。
【０４３８】なお、背景に対応するオブジェクトが静止
しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が
動きを含んでいても上述した混合比を求める処理を適用
することができる。例えば、背景領域に対応する画像が
一様に動いているとき、推定混合比処理部４０１は、こ
の動きに対応して画像全体をシフトさせ、背景に対応す
るオブジェクトが静止している場合と同様に処理する。
また、背景領域に対応する画像が局所毎に異なる動きを
含んでいるとき、推定混合比処理部４０１は、混合領域
に属する画素に対応する画素として、動きに対応した画
素を選択して、上述の処理を実行する。
【０４３９】このように、混合比算出部１０２は、領域
特定部１０１から供給された領域情報、および入力画像
を基に、各画素に対応する特徴量である混合比αを算出
することができる。
【０４４０】混合比αを利用することにより、動いてい
るオブジェクトに対応する画像に含まれる動きボケの情
報を残したままで、画素値に含まれる前景の成分と背景
の成分とを分離することが可能になる。
【０４４１】また、混合比αに基づいて画像を合成すれ
ば、実世界を実際に撮影し直したような動いているオブ
ジェクトのスピードに合わせた正しい動きボケを含む画
像を作ることが可能になる。
【０４４２】次に、前景背景分離部１０５について説明
する。図７１は、前景背景分離部１０５の構成の一例を
示すブロック図である。前景背景分離部１０５に供給さ
れた入力画像は、分離部６０１、スイッチ６０２、およ
びスイッチ６０４に供給される。カバードバックグラウ
ンド領域を示す情報、およびアンカバードバックグラウ
ンド領域を示す、領域特定部１０３から供給された領域
情報は、分離部６０１に供給される。前景領域を示す領
域情報は、スイッチ６０２に供給される。背景領域を示
す領域情報は、スイッチ６０４に供給される。
【０４４３】混合比算出部１０４から供給された混合比
αは、分離部６０１に供給される。
【０４４４】分離部６０１は、カバードバックグラウン
ド領域を示す領域情報、アンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、および混合比αを基に、入力画像
から前景の成分を分離して、分離した前景の成分を合成
部６０３に供給するとともに、入力画像から背景の成分
を分離して、分離した背景の成分を合成部６０５に供給
する。
【０４４５】スイッチ６０２は、前景領域を示す領域情
報を基に、前景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる前景に対応する画素のみを合
成部６０３に供給する。
【０４４６】スイッチ６０４は、背景領域を示す領域情
報を基に、背景に対応する画素が入力されたとき、閉じ
られ、入力画像に含まれる背景に対応する画素のみを合
成部６０５に供給する。
【０４４７】合成部６０３は、分離部６０１から供給さ
れた前景に対応する成分、スイッチ６０２から供給され
た前景に対応する画素を基に、前景成分画像を合成し、
合成した前景成分画像を出力する。前景領域と混合領域
とは重複しないので、合成部６０３は、例えば、前景に
対応する成分と、前景に対応する画素とに論理和の演算
を適用して、前景成分画像を合成する。
【０４４８】合成部６０３は、前景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、前景成分画像の合成の処理において、前景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部６０３が出力
する前景成分画像の内、背景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。
【０４４９】合成部６０５は、分離部６０１から供給さ
れた背景に対応する成分、スイッチ６０４から供給され
た背景に対応する画素を基に、背景成分画像を合成し
て、合成した背景成分画像を出力する。背景領域と混合
領域とは重複しないので、合成部６０５は、例えば、背
景に対応する成分と、背景に対応する画素とに論理和の
演算を適用して、背景成分画像を合成する。
【０４５０】合成部６０５は、背景成分画像の合成の処
理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵して
いるフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格
納し、背景成分画像の合成の処理において、背景成分画
像を格納（上書き）する。従って、合成部６０５が出力
する背景成分画像の内、前景領域に対応する画素には、
画素値として０が格納されている。
【０４５１】図７２は、前景背景分離部１０５に入力さ
れる入力画像、並びに前景背景分離部１０５から出力さ
れる前景成分画像および背景成分画像を示す図である。
【０４５２】図７２（Ａ）は、表示される画像の模式図
であり、図７２（Ｂ）は、図７２（Ａ）に対応する前景
領域に属する画素、背景領域に属する画素、および混合
領域に属する画素を含む１ラインの画素を時間方向に展
開したモデル図を示す。
【０４５３】図７２（Ａ）および図７２（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される背景成分画
像は、背景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる背景の成分から構成される。
【０４５４】図７２（Ａ）および図７２（Ｂ）に示すよ
うに、前景背景分離部１０５から出力される前景成分画
像は、前景領域に属する画素、および混合領域の画素に
含まれる前景の成分から構成される。
【０４５５】混合領域の画素の画素値は、前景背景分離
部１０５により、背景の成分と、前景の成分とに分離さ
れる。分離された背景の成分は、背景領域に属する画素
と共に、背景成分画像を構成する。分離された前景の成
分は、前景領域に属する画素と共に、前景成分画像を構
成する。
【０４５６】このように、前景成分画像は、背景領域に
対応する画素の画素値が０とされ、前景領域に対応する
画素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値
が設定される。同様に、背景成分画像は、前景領域に対
応する画素の画素値が０とされ、背景領域に対応する画
素および混合領域に対応する画素に意味のある画素値が
設定される。
【０４５７】次に、分離部６０１が実行する、混合領域
に属する画素から前景の成分、および背景の成分を分離
する処理について説明する。
【０４５８】図７３は、図中の左から右に移動するオブ
ジェクトに対応する前景を含む、２つのフレームの前景
の成分および背景の成分を示す画像のモデルである。図
７３に示す画像のモデルにおいて、前景の動き量vは４
であり、仮想分割数は、４とされている。
【０４５９】フレーム#nにおいて、最も左の画素、およ
び左から１４番目乃至１８番目の画素は、背景の成分の
みから成り、背景領域に属する。フレーム#nにおいて、
左から２番目乃至４番目の画素は、背景の成分および前
景の成分を含み、アンカバードバックグラウンド領域に
属する。フレーム#nにおいて、左から１１番目乃至１３
番目の画素は、背景の成分および前景の成分を含み、カ
バードバックグラウンド領域に属する。フレーム#nにお
いて、左から５番目乃至１０番目の画素は、前景の成分
のみから成り、前景領域に属する。
【０４６０】フレーム#n+1において、左から１番目乃至
５番目の画素、および左から１８番目の画素は、背景の
成分のみから成り、背景領域に属する。フレーム#n+1に
おいて、左から６番目乃至８番目の画素は、背景の成分
および前景の成分を含み、アンカバードバックグラウン
ド領域に属する。フレーム#n+1において、左から１５番
目乃至１７番目の画素は、背景の成分および前景の成分
を含み、カバードバックグラウンド領域に属する。フレ
ーム#n+1において、左から９番目乃至１４番目の画素
は、前景の成分のみから成り、前景領域に属する。
【０４６１】図７４は、カバードバックグラウンド領域
に属する画素から前景の成分を分離する処理を説明する
図である。図７４において、α１乃至α１８は、フレー
ム#nにおける画素のぞれぞれに対応する混合比である。
図７４において、左から１５番目乃至１７番目の画素
は、カバードバックグラウンド領域に属する。
【０４６２】フレーム#nの左から１５番目の画素の画素
値C15は、式（６８）で表される。
【０４６３】 C15=B15/v+F09/v+F08/v+F07/v =α15・B15+F09/v+F08/v+F07/v =α15・P15+F09/v+F08/v+F07/v （６８） ここで、α15は、フレーム#nの左から１５番目の画素の
混合比である。P15は、フレーム#n-1の左から１５番目
の画素の画素値である。
【０４６４】式（６８）を基に、フレーム#nの左から１
５番目の画素の前景の成分の和f15は、式（６９）で表
される。
【０４６５】 f15=F09/v+F08/v+F07/v =C15-α15・P15 （６９）
【０４６６】同様に、フレーム#nの左から１６番目の画
素の前景の成分の和f16は、式（７０）で表され、フレ
ーム#nの左から１７番目の画素の前景の成分の和f17
は、式（７１）で表される。
【０４６７】 f16=C16-α16・P16 （７０） f17=C17-α17・P17 （７１）
【０４６８】このように、カバードバックグラウンド領
域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fcは、
式（７２）で計算される。
【０４６９】 fc=C-α・P （７２） Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４７０】図７５は、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素から前景の成分を分離する処理を説明
する図である。図７５において、α１乃至α１８は、フ
レーム#nにおける画素のぞれぞれに対応する混合比であ
る。図７５において、左から２番目乃至４番目の画素
は、アンカバードバックグラウンド領域に属する。
【０４７１】フレーム#nの左から２番目の画素の画素値
C02は、式（７３）で表される。
【０４７２】 C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v =α2・B02+F01/v =α2・N02+F01/v （７３） ここで、α2は、フレーム#nの左から２番目の画素の混
合比である。N02は、フレーム#n+1の左から２番目の画
素の画素値である。
【０４７３】式（７３）を基に、フレーム#nの左から２
番目の画素の前景の成分の和f02は、式（７４）で表さ
れる。
【０４７４】 f02=F01/v =C02-α2・N02 （７４）
【０４７５】同様に、フレーム#nの左から３番目の画素
の前景の成分の和f03は、式（７５）で表され、フレー
ム#nの左から４番目の画素の前景の成分の和f04は、式
（７６）で表される。
【０４７６】 f03=C03-α3・N03 （７５） f04=C04-α4・N04 （７６）
【０４７７】このように、アンカバードバックグラウン
ド領域に属する画素の画素値Cに含まれる前景の成分fu
は、式（７７）で計算される。
【０４７８】 fu=C-α・N （７７） Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値であ
る。
【０４７９】このように、分離部６０１は、領域情報に
含まれる、カバードバックグラウンド領域を示す情報、
およびアンカバードバックグラウンド領域を示す情報、
並びに画素毎の混合比αを基に、混合領域に属する画素
から前景の成分、および背景の成分を分離することがで
きる。
【０４８０】図７６は、以上で説明した処理を実行する
分離部６０１の構成の一例を示すブロック図である。分
離部６０１に入力された画像は、フレームメモリ６２１
に供給され、混合比算出部１０４から供給されたカバー
ドバックグラウンド領域およびアンカバードバックグラ
ウンド領域を示す領域情報、並びに混合比αは、分離処
理ブロック６２２に入力される。
【０４８１】フレームメモリ６２１は、入力された画像
をフレーム単位で記憶する。フレームメモリ６２１は、
処理の対象がフレーム#nであるとき、フレーム#nの１つ
前のフレームであるフレーム#n-1、フレーム#n、および
フレーム#nの１つ後のフレームであるフレーム#n+1を記
憶する。
【０４８２】フレームメモリ６２１は、フレーム#n-1、
フレーム#n、およびフレーム#n+1の対応する画素を分離
処理ブロック６２２に供給する。
【０４８３】分離処理ブロック６２２は、カバードバッ
クグラウンド領域およびアンカバードバックグラウンド
領域を示す領域情報、並びに混合比αを基に、フレーム
メモリ６２１から供給されたフレーム#n-1、フレーム#
n、およびフレーム#n+1の対応する画素の画素値に図７
４および図７５を参照して説明した演算を適用して、フ
レーム#nの混合領域に属する画素から前景の成分および
背景の成分を分離して、フレームメモリ６２３に供給す
る。
【０４８４】分離処理ブロック６２２は、アンカバード
領域処理部６３１、カバード領域処理部６３２、合成部
６３３、および合成部６３４で構成されている。
【０４８５】アンカバード領域処理部６３１の乗算器６
４１は、混合比αを、フレームメモリ６２１から供給さ
れたフレーム#n+1の画素の画素値に乗じて、スイッチ６
４２に出力する。スイッチ６４２は、フレームメモリ６
２１から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n+1の
画素に対応する）がアンカバードバックグラウンド領域
であるとき、閉じられ、乗算器６４１から供給された混
合比αを乗じた画素値を演算器６４３および合成部６３
４に供給する。スイッチ６４２から出力されるフレーム
#n+1の画素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム
#nの対応する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０４８６】演算器６４３は、フレームメモリ６２１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
６４２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器６４３は、アンカバードバックグラウ
ンド領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合
成部６３３に供給する。
【０４８７】カバード領域処理部６３２の乗算器６５１
は、混合比αを、フレームメモリ６２１から供給された
フレーム#n-1の画素の画素値に乗じて、スイッチ６５２
に出力する。スイッチ６５２は、フレームメモリ６２１
から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n-1の画素
に対応する）がカバードバックグラウンド領域であると
き、閉じられ、乗算器６５１から供給された混合比αを
乗じた画素値を演算器６５３および合成部６３４に供給
する。スイッチ６５２から出力されるフレーム#n-1の画
素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム#nの対応
する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０４８８】演算器６５３は、フレームメモリ６２１か
ら供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ
６５２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分
を求める。演算器６５３は、カバードバックグラウンド
領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合成部
６３３に供給する。
【０４８９】合成部６３３は、フレーム#nの、演算器６
４３から供給された、アンカバードバックグラウンド領
域に属する画素の前景の成分、および演算器６５３から
供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画
素の前景の成分を合成して、フレームメモリ６２３に供
給する。
【０４９０】合成部６３４は、フレーム#nの、スイッチ
６４２から供給された、アンカバードバックグラウンド
領域に属する画素の背景の成分、およびスイッチ６５２
から供給された、カバードバックグラウンド領域に属す
る画素の背景の成分を合成して、フレームメモリ６２３
に供給する。
【０４９１】フレームメモリ６２３は、分離処理ブロッ
ク６２２から供給された、フレーム#nの混合領域の画素
の前景の成分と、背景の成分とをそれぞれに記憶する。
【０４９２】フレームメモリ６２３は、記憶しているフ
レーム#nの混合領域の画素の前景の成分、および記憶し
ているフレーム#nの混合領域の画素の背景の成分を出力
する。
【０４９３】特徴量である混合比αを利用することによ
り、画素値に含まれる前景の成分と背景の成分とを完全
に分離することが可能になる。
【０４９４】合成部６０３は、分離部６０１から出力さ
れた、フレーム#nの混合領域の画素の前景の成分と、前
景領域に属する画素とを合成して前景成分画像を生成す
る。合成部６０５は、分離部６０１から出力された、フ
レーム#nの混合領域の画素の背景の成分と、背景領域に
属する画素とを合成して背景成分画像を生成する。
【０４９５】図７７は、図７３のフレーム#nに対応す
る、前景成分画像の例と、背景成分画像の例を示す図で
ある。
【０４９６】図７７（Ａ）は、図７３のフレーム#nに対
応する、前景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景が分離される前
において、背景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。
【０４９７】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、背景の成分が０とされ、前景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、背景の成分が０と
され、前景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景の成分のみから成るの
で、そのまま残される。
【０４９８】図７７（Ｂ）は、図７３のフレーム#nに対
応する、背景成分画像の例を示す。最も左の画素、およ
び左から１４番目の画素は、前景と背景とが分離される
前において、背景の成分のみから成っていたので、その
まま残される。
【０４９９】左から２番目乃至４番目の画素は、前景と
背景とが分離される前において、アンカバードバックグ
ラウンド領域に属し、前景の成分が０とされ、背景の成
分がそのまま残されている。左から１１番目乃至１３番
目の画素は、前景と背景とが分離される前において、カ
バードバックグラウンド領域に属し、前景の成分が０と
され、背景の成分がそのまま残されている。左から５番
目乃至１０番目の画素は、前景と背景とが分離される前
において、前景の成分のみから成っていたので、画素値
が０とされる。
【０５００】次に、図７８に示すフローチャートを参照
して、前景背景分離部１０５による前景と背景との分離
の処理を説明する。ステップＳ６０１において、分離部
６０１のフレームメモリ６２１は、入力画像を取得し、
前景と背景との分離の対象となるフレーム#nを、その前
のフレーム#n-1およびその後のフレーム#n+1と共に記憶
する。
【０５０１】ステップＳ６０２において、分離部６０１
の分離処理ブロック６２２は、混合比算出部１０４から
供給された領域情報を取得する。ステップＳ６０３にお
いて、分離部６０１の分離処理ブロック６２２は、混合
比算出部１０４から供給された混合比αを取得する。
【０５０２】ステップＳ６０４において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、背景の
成分を抽出する。
【０５０３】ステップＳ６０５において、アンカバード
領域処理部６３１は、領域情報および混合比αを基に、
フレームメモリ６２１から供給された、アンカバードバ
ックグラウンド領域に属する画素の画素値から、前景の
成分を抽出する。
【０５０４】ステップＳ６０６において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、背景の成分を抽
出する。
【０５０５】ステップＳ６０７において、カバード領域
処理部６３２は、領域情報および混合比αを基に、フレ
ームメモリ６２１から供給された、カバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の画素値から、前景の成分を抽
出する。
【０５０６】ステップＳ６０８において、合成部６３３
は、ステップＳ６０５の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の前景の成分と、ス
テップＳ６０７の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の前景の成分とを合成する。合
成された前景の成分は、合成部６０３に供給される。更
に、合成部６０３は、スイッチ６０２を介して供給され
た前景領域に属する画素と、分離部６０１から供給され
た前景の成分とを合成して、前景成分画像を生成する。
【０５０７】ステップＳ６０９において、合成部６３４
は、ステップＳ６０４の処理で抽出されたアンカバード
バックグラウンド領域に属する画素の背景の成分と、ス
テップＳ６０６の処理で抽出されたカバードバックグラ
ウンド領域に属する画素の背景の成分とを合成する。合
成された背景の成分は、合成部６０５に供給される。更
に、合成部６０５は、スイッチ６０４を介して供給され
た背景領域に属する画素と、分離部６０１から供給され
た背景の成分とを合成して、背景成分画像を生成する。
【０５０８】ステップＳ６１０において、合成部６０３
は、前景成分画像を出力する。ステップＳ６１１におい
て、合成部６０５は、背景成分画像を出力し、処理は終
了する。
【０５０９】このように、前景背景分離部１０５は、領
域情報および混合比αを基に、入力画像から前景の成分
と、背景の成分とを分離し、前景の成分のみから成る前
景成分画像、および背景の成分のみから成る背景成分画
像を出力することができる。
【０５１０】次に、前景成分画像の動きボケの量の調整
について説明する。
【０５１１】図７９は、動きボケ調整部１０６の構成の
一例を示すブロック図である。動き検出部１０２から供
給された動きベクトルとその位置情報は、処理単位決定
部８０１、モデル化部８０２、および演算部８０５に供
給される。領域特定部１０３から供給された領域情報
は、処理単位決定部８０１に供給される。前景背景分離
部１０５から供給された前景成分画像は、足し込み部８
０４に供給される。
【０５１２】処理単位決定部８０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、処理単位を生成
し、生成した処理単位をモデル化部８０２および足し込
み部８０４に供給する。
【０５１３】処理単位決定部８０１が生成する処理単位
は、図８０に例を示すように、前景成分画像のカバード
バックグラウンド領域に対応する画素から始まり、アン
カバードバックグラウンド領域に対応する画素までの動
き方向に並ぶ連続する画素、またはアンカバードバック
グラウンド領域に対応する画素から始まり、カバードバ
ックグラウンド領域に対応する画素までの動き方向に並
ぶ連続する画素を示す。処理単位は、例えば、左上点
（処理単位で指定される画素であって、画像上で最も左
または最も上に位置する画素の位置）および右下点の２
つのデータから成る。
【０５１４】モデル化部８０２は、動きベクトルおよび
入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、例えば、モデル化部８０２は、処理単位に
含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、お
よび画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを
予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向
の仮想分割数を基に、図８１に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択する。
【０５１５】例えば、処理単位に対応する画素の数が１
２でありシャッタ時間内の動き量vが５であるときにお
いては、モデル化部８０２は、仮想分割数を５とし、最
も左に位置する画素が１つの前景の成分を含み、左から
２番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から３番目
の画素が３つの前景の成分を含み、左から４番目の画素
が４つの前景の成分を含み、左から５番目の画素が５つ
の前景の成分を含み、左から６番目の画素が５つの前景
の成分を含み、左から７番目の画素が５つの前景の成分
を含み、左から８番目の画素が５つの前景の成分を含
み、左から９番目の画素が４つの前景の成分を含み、左
から１０番目の画素が３つの前景の成分を含み、左から
１１番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から１２
番目の画素が１つの前景の成分を含み、全体として８つ
の前景の成分から成るモデルを選択する。
【０５１６】なお、モデル化部８０２は、予め記憶して
あるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、お
よび処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および
処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。
【０５１７】モデル化部８０２は、選択したモデルを方
程式生成部８０３に供給する。
【０５１８】方程式生成部８０３は、モデル化部８０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図８
１に示す前景成分画像のモデルを参照して、前景の成分
の数が８であり、処理単位に対応する画素の数が１２で
あり、動き量vが５であり、仮想分割数が５であるとき
の、方程式生成部８０３が生成する方程式について説明
する。
【０５１９】前景成分画像に含まれるシャッタ時間/vに
対応する前景成分がF01/v乃至F08/vであるとき、F01/v
乃至F08/vと画素値C01乃至C12との関係は、式（７８）
乃至式（８９）で表される。
【０５２０】 C01=F01/v （７８） C02=F02/v+F01/v （７９） C03=F03/v+F02/v+F01/v （８０） C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （８１） C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v （８２） C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v （８３） C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v （８４） C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v （８５） C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v （８６） C10=F08/v+F07/v+F06/v （８７） C11=F08/v+F07/v （８８） C12=F08/v （８９）
【０５２１】方程式生成部８０３は、生成した方程式を
変形して方程式を生成する。方程式生成部８０３が生成
する方程式を、式（９０）乃至式（１０１）に示す。
【０５２２】 C01=1・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９０） C02=1・F01/v+1・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９１） C03=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９２） C04=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９３） C05=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９４） C06=0・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+0・F07/v+0・F08/v （９５） C07=0・F01/v+0・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+0・F08/v （９６） C08=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+1・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （９７） C09=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+1・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （９８） C10=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （９９） C11=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+1・F07/v+1・F08/v （１００） C12=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v +0・F06/v+0・F07/v+1・F08/v （１０１）
【０５２３】式（９０）乃至式（１０１）は、式（１０
２）として表すこともできる。
【０５２４】
【数１７】 式（１０２）において、jは、画素の位置を示す。この
例において、jは、１乃至１２のいずれか１つの値を有
する。また、iは、前景値の位置を示す。この例におい
て、iは、１乃至８のいずれか１つの値を有する。aij
は、iおよびjの値に対応して、０または１の値を有す
る。
【０５２５】誤差を考慮して表現すると、式（１０２）
は、式（１０３）のように表すことができる。
【０５２６】
【数１８】 式（１０３）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤
差である。
【０５２７】式（１０３）は、式（１０４）に書き換え
ることができる。
【０５２８】
【数１９】
【０５２９】ここで、最小自乗法を適用するため、誤差
の自乗和Eを式（１０５）に示すように定義する。
【０５３０】
【数２０】
【０５３１】誤差が最小になるためには、誤差の自乗和
Eに対する、変数Fkによる偏微分の値が０になればよ
い。式（１０６）を満たすようにFkを求める。
【０５３２】
【数２１】
【０５３３】式（１０６）において、動き量vは固定値
であるから、式（１０７）を導くことができる。
【０５３４】
【数２２】
【０５３５】式（１０７）を展開して、移項すると、式
（１０８）を得る。
【０５３６】
【数２３】
【０５３７】式（１０８）のkに１乃至８の整数のいず
れか１つを代入して得られる８つの式に展開する。得ら
れた８つの式を、行列により１つの式により表すことが
できる。この式を正規方程式と呼ぶ。
【０５３８】このような最小自乗法に基づく、方程式生
成部８０３が生成する正規方程式の例を式（１０９）に
示す。
【０５３９】
【数２４】
【０５４０】式（１０９）をA・F=v・Cと表すと、C,A,vが
既知であり、Fは未知である。また、A,vは、モデル化の
時点で既知だが、Cは、足し込み動作において画素値を
入力することで既知となる。
【０５４１】最小自乗法に基づく正規方程式により前景
成分を算出することにより、画素Cに含まれている誤差
を分散させることができる。
【０５４２】方程式生成部８０３は、このように生成さ
れた正規方程式を足し込み部８０４に供給する。
【０５４３】足し込み部８０４は、処理単位決定部８０
１から供給された処理単位を基に、前景成分画像に含ま
れる画素値Cを、方程式生成部８０３から供給された行
列の式に設定する。足し込み部８０４は、画素値Cを設
定した行列を演算部８０５に供給する。
【０５４４】演算部８０５は、掃き出し法（Gauss-Jord
anの消去法）などの解法に基づく処理により、動きボケ
が除去された前景成分Fi/vを算出して、動きボケが除去
された前景の画素値である、０乃至８の整数のいずれか
のiに対応するFiを算出して、図８２に例を示す、動き
ボケが除去された画素値であるFiから成る、動きボケが
除去された前景成分画像を動きボケ付加部８０６および
選択部８０７に出力する。
【０５４５】なお、図８２に示す動きボケが除去された
前景成分画像において、C03乃至C10のそれぞれにF01乃
至F08のそれぞれが設定されているのは、画面に対する
前景成分画像の位置を変化させないためであり、任意の
位置に対応させることができる。
【０５４６】動きボケ付加部８０６は、動き量vとは異
なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の
値の動きボケ調整量v'や、動き量vと無関係の値の動き
ボケ調整量v'を与えることで、動きボケの量を調整する
ことができる。例えば、図８３に示すように、動きボケ
付加部８０６は、動きボケが除去された前景の画素値Fi
を動きボケ調整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'
を算出して、前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケ
の量が調整された画素値を生成する。例えば、動きボケ
調整量v'が３のとき、画素値C02は、（F01）/v'とさ
れ、画素値C03は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04
は、（F01+F02+F03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F
03+F04）/v'とされる。
【０５４７】動きボケ付加部８０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部８０７に供給する。
【０５４８】選択部８０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、演算部８０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加
部８０６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。
【０５４９】このように、動きボケ調整部１０６は、選
択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を
調整することができる。
【０５５０】また、例えば、図８４に示すように、処理
単位に対応する画素の数が８であり、動き量vが４であ
るとき、動きボケ調整部１０６は、式（１１０）に示す
行列の式を生成する。
【０５５１】
【数２５】
【０５５２】動きボケ調整部１０６は、このように処理
単位の長さに対応した数の式を立てて、動きボケの量が
調整された画素値であるFiを算出する。同様に、例え
ば、処理単位に含まれる画素の数が１００あるとき、１
００個の画素に対応する式を生成して、Fiを算出する。
【０５５３】図８５は、動きボケ調整部１０６の他の構
成を示す図である。図７９に示す場合と同様の部分には
同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５５４】選択部８２１は、選択信号を基に、入力さ
れた動きベクトルとその位置信号をそのまま処理単位決
定部８０１およびモデル化部８０２に供給するか、また
は動きベクトルの大きさを動きボケ調整量v'に置き換え
て、その大きさが動きボケ調整量v'に置き換えられた動
きベクトルとその位置信号を処理単位決定部８０１およ
びモデル化部８０２に供給する。
【０５５５】このようにすることで、図８５の動きボケ
調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算部８０５
は、動き量vと動きボケ調整量v'との値に対応して、動
きボケの量を調整することができる。例えば、動き量v
が5であり、動きボケ調整量v'が3であるとき、図８５の
動きボケ調整部１０６の処理単位決定部８０１乃至演算
部８０５は、図８１に示す動き量vが5である前景成分画
像に対して、3である動きボケ調整量v'対応する図８３
に示すようなモデルに従って、演算を実行し、（動き量
v）/（動きボケ調整量v'）＝5/3、すなわちほぼ1.7の動
き量vに応じた動きボケを含む画像を算出する。なお、
この場合、算出される画像は、3である動き量vに対応し
た動きボケを含むのではないので、動きボケ付加部８０
６の結果とは動き量vと動きボケ調整量v'の関係の意味
合いが異なる点に注意が必要である。
【０５５６】以上のように、動きボケ調整部１０６は、
動き量vおよび処理単位に対応して、式を生成し、生成
した式に前景成分画像の画素値を設定して、動きボケの
量が調整された前景成分画像を算出する。
【０５５７】次に、図８６のフローチャートを参照し
て、動きボケ調整部１０６による前景成分画像に含まれ
る動きボケの量の調整の処理を説明する。
【０５５８】ステップＳ８０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部８０１は、動きベクトルおよ
び領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単
位をモデル化部８０２に供給する。
【０５５９】ステップＳ８０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部８０２は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ
８０３において、方程式生成部８０３は、選択されたモ
デルを基に、正規方程式を作成する。
【０５６０】ステップＳ８０４において、足し込み部８
０４は、作成された正規方程式に前景成分画像の画素値
を設定する。ステップＳ８０５において、足し込み部８
０４は、処理単位に対応する全ての画素の画素値の設定
を行ったか否かを判定し、処理単位に対応する全ての画
素の画素値の設定を行っていないと判定された場合、ス
テップＳ８０４に戻り、正規方程式への画素値の設定の
処理を繰り返す。
【０５６１】ステップＳ８０５において、処理単位の全
ての画素の画素値の設定を行ったと判定された場合、ス
テップＳ８０６に進み、演算部８０５は、足し込み部８
０４から供給された画素値が設定された正規方程式を基
に、動きボケの量を調整した前景の画素値を算出して、
処理は終了する。
【０５６２】このように、動きボケ調整部１０６は、動
きベクトルおよび領域情報を基に、動きボケを含む前景
画像から動きボケの量を調整することができる。
【０５６３】すなわち、サンプルデータである画素値に
含まれる動きボケの量を調整することができる。
【０５６４】図８７は、動きボケ調整部１０６の構成の
他の一例を示すブロック図である。動き検出部１０２か
ら供給された動きベクトルとその位置情報は、処理単位
決定部９０１および補正部９０５に供給され、領域特定
部１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部９
０１に供給される。前景背景分離部１０５から供給され
た前景成分画像は、演算部９０４に供給される。
【０５６５】処理単位決定部９０１は、動きベクトルと
その位置情報、および領域情報を基に、処理単位を生成
し、動きベクトルと共に、生成した処理単位をモデル化
部９０２に供給する。
【０５６６】モデル化部９０２は、動きベクトルおよび
入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より
具体的には、例えば、モデル化部９０２は、処理単位に
含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、お
よび画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを
予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向
の仮想分割数を基に、図８８に示すような、画素値と前
景の成分との対応を指定するモデルを選択する。
【０５６７】例えば、処理単位に対応する画素の数が１
２であり動き量vが５であるときにおいては、モデル化
部９０２は、仮想分割数を５とし、最も左に位置する画
素が１つの前景の成分を含み、左から２番目の画素が２
つの前景の成分を含み、左から３番目の画素が３つの前
景の成分を含み、左から４番目の画素が４つの前景の成
分を含み、左から５番目の画素が５つの前景の成分を含
み、左から６番目の画素が５つの前景の成分を含み、左
から７番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から８
番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から９番目の
画素が４つの前景の成分を含み、左から１０番目の画素
が３つの前景の成分を含み、左から１１番目の画素が２
つの前景の成分を含み、左から１２番目の画素が１つの
前景の成分を含み、全体として８つの前景の成分から成
るモデルを選択する。
【０５６８】なお、モデル化部９０２は、予め記憶して
あるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、お
よび処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および
処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。
【０５６９】方程式生成部９０３は、モデル化部９０２
から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。
【０５７０】図８８乃至図９０に示す前景成分画像のモ
デルを参照して、前景の成分の数が８であり、処理単位
に対応する画素の数が１２であり、動き量vが５である
ときの、方程式生成部９０３が生成する方程式の例につ
いて説明する。
【０５７１】前景成分画像に含まれるシャッタ時間/vに
対応する前景成分がF01/v乃至F08/vであるとき、F01/v
乃至F08/vと画素値C01乃至C12との関係は、上述したよ
うに、式（７８）乃至式（８９）で表される。
【０５７２】画素値C12およびC11に注目すると、画素値
C12は、式（１１１）に示すように、前景の成分F08/vの
みを含み、画素値C11は、前景の成分F08/vおよび前景の
成分F07/vの積和から成る。従って、前景の成分F07/v
は、式（１１２）で求めることができる。
【０５７３】 F08/v=C12 （１１１） F07/v=C11-C12 （１１２）
【０５７４】同様に、画素値C10乃至C01に含まれる前景
の成分を考慮すると、前景の成分F06/v乃至F01/vは、式
（１１３）乃至式（１１８）により求めることができ
る。
【０５７５】 F06/v=C10-C11 （１１３） F05/v=C09-C10 （１１４） F04/v=C08-C09 （１１５） F03/v=C07-C08+C12 （１１６） F02/v=C06-C07+C11-C12 （１１７） F01/v=C05-C06+C10-C11 （１１８）
【０５７６】方程式生成部９０３は、式（１１１）乃至
式（１１８）に例を示す、画素値の差により前景の成分
を算出するための方程式を生成する。方程式生成部９０
３は、生成した方程式を演算部９０４に供給する。
【０５７７】演算部９０４は、方程式生成部９０３から
供給された方程式に前景成分画像の画素値を設定して、
画素値を設定した方程式を基に、前景の成分を算出す
る。演算部９０４は、例えば、式（１１１）乃至式（１
１８）が方程式生成部９０３から供給されたとき、式
（１１１）乃至式（１１８）に画素値C05乃至C12を設定
する。
【０５７８】演算部９０４は、画素値が設定された式に
基づき、前景の成分を算出する。例えば、演算部９０４
は、画素値C05乃至C12が設定された式（１１１）乃至式
（１１８）に基づく演算により、図８９に示すように、
前景の成分F01/v乃至F08/vを算出する。演算部９０４
は、前景の成分F01/v乃至F08/vを補正部９０５に供給す
る。
【０５７９】補正部９０５は、演算部９０４から供給さ
れた前景の成分に、処理単位決定部９０１から供給され
た動きベクトルに含まれる動き量vを乗じて、動きボケ
を除去した前景の画素値を算出する。例えば、補正部９
０５は、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v
乃至F08/vが供給されたとき、前景の成分F01/v乃至F08/
vのそれぞれに、５である動き量vを乗じることにより、
図９０に示すように、動きボケを除去した前景の画素値
F01乃至F08を算出する。
【０５８０】補正部９０５は、以上のように算出され
た、動きボケを除去した前景の画素値から成る前景成分
画像を動きボケ付加部９０６および選択部９０７に供給
する。
【０５８１】動きボケ付加部９０６は、動き量vとは異
なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の
値の動きボケ調整量v'、動き量vと無関係の値の動きボ
ケ調整量v'で、動きボケの量を調整することができる。
例えば、図８３に示すように、動きボケ付加部９０６
は、動きボケが除去された前景の画素値Fiを動きボケ調
整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'を算出して、
前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケの量が調整さ
れた画素値を生成する。例えば、動きボケ調整量v'が３
のとき、画素値C02は、（F01）/v'とされ、画素値C03
は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04は、（F01+F02+F
03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F03+F04）/v'とさ
れる。
【０５８２】動きボケ付加部９０６は、動きボケの量を
調整した前景成分画像を選択部９０７に供給する。
【０５８３】選択部９０７は、例えば使用者の選択に対
応した選択信号を基に、補正部９０５から供給された動
きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加
部９０６から供給された動きボケの量が調整された前景
成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分
画像を出力する。
【０５８４】このように、動きボケ調整部１０６は、選
択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を
調整することができる。
【０５８５】次に、図８７に構成を示す動きボケ調整部
１０６による前景の動きボケの量の調整の処理を図９１
のフローチャートを参照して説明する。
【０５８６】ステップＳ９０１において、動きボケ調整
部１０６の処理単位決定部９０１は、動きベクトルおよ
び領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単
位をモデル化部９０２および補正部９０５に供給する。
【０５８７】ステップＳ９０２において、動きボケ調整
部１０６のモデル化部９０２は、動き量vおよび処理単
位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ
９０３において、方程式生成部９０３は、選択または生
成されたモデルを基に、前景成分画像の画素値の差によ
り前景の成分を算出するための方程式を生成する。
【０５８８】ステップＳ９０４において、演算部９０４
は、作成された方程式に前景成分画像の画素値を設定
し、画素値が設定された方程式を基に、画素値の差分か
ら前景の成分を抽出する。ステップＳ９０５において、
演算部９０４は、処理単位に対応する全ての前景の成分
を抽出したか否かを判定し、処理単位に対応する全ての
前景の成分を抽出していないと判定された場合、ステッ
プＳ９０４に戻り、前景の成分を抽出の処理を繰り返
す。
【０５８９】ステップＳ９０５において、処理単位に対
応する全ての前景の成分を抽出したと判定された場合、
ステップＳ９０６に進み、補正部９０５は、動き量vを
基に、演算部９０４から供給された前景の成分F01/v乃
至F08/vのそれぞれを補正して、動きボケを除去した前
景の画素値F01乃至F08を算出する。
【０５９０】ステップＳ９０７において、動きボケ付加
部９０６は、動きボケの量を調整した前景の画素値を算
出して、選択部９０７は、動きボケが除去された画像ま
たは動きボケの量が調整された画像のいずれかを選択し
て、選択した画像を出力して、処理は終了する。
【０５９１】このように、図８７に構成を示す動きボケ
調整部１０６は、より簡単な演算で、より迅速に、動き
ボケを含む前景画像から動きボケを調整することができ
る。
【０５９２】ウィナー・フィルタなど従来の動きボケを
部分的に除去する手法が、理想状態では効果が認められ
るが、量子化され、ノイズを含んだ実際の画像に対して
十分な効果が得られないのに対し、図８７に構成を示す
動きボケ調整部１０６においても、量子化され、ノイズ
を含んだ実際の画像に対しても十分な効果が認められ、
精度の良い動きボケの除去が可能となる。
【０５９３】以上のように、図９に構成を示す分離部９
１は、入力画像に含まれる動きボケの量を調整すること
ができる。
【０５９４】図９２は、分離部９１の機能の他の構成を
示すブロック図である。
【０５９５】図９に示す部分と同様の部分には同一の番
号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０５９６】領域特定部１０３は、領域情報を混合比算
出部１０４および合成部１００１に供給する。
【０５９７】混合比算出部１０４は、混合比αを前景背
景分離部１０５および合成部１００１に供給する。
【０５９８】前景背景分離部１０５は、前景成分画像を
合成部１００１に供給する。
【０５９９】合成部１００１は、混合比算出部１０４か
ら供給された混合比α、領域特定部１０３から供給され
た領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離部
１０５から供給された前景成分画像とを合成して、任意
の背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を出
力する。
【０６００】図９３は、合成部１００１の構成を示す図
である。背景成分生成部１０２１は、混合比αおよび任
意の背景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領
域画像合成部１０２２に供給する。
【０６０１】混合領域画像合成部１０２２は、背景成分
生成部１０２１から供給された背景成分画像と前景成分
画像とを合成することにより、混合領域合成画像を生成
して、生成した混合領域合成画像を画像合成部１０２３
に供給する。
【０６０２】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２から供給さ
れた混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成し
て、合成画像を生成して出力する。
【０６０３】このように、合成部１００１は、前景成分
画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０６０４】特徴量である混合比αを基に前景成分画像
を任意の背景画像と合成して得られた画像は、単に画素
を合成した画像に比較し、より自然なものと成る。
【０６０５】図９４は、動きボケの量を調整する分離部
９１の機能の更に他の構成を示すブロック図である。図
９に示す分離部９１が領域特定と混合比αの算出を順番
に行うのに対して、図９４に示す分離部９１は、領域特
定と混合比αの算出を並行して行う。
【０６０６】図９のブロック図に示す機能と同様の部分
には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０６０７】入力画像は、混合比算出部１１０１、前景
背景分離部１１０２、領域特定部１０３、およびオブジ
ェクト抽出部１０１に供給される。
【０６０８】混合比算出部１１０１は、入力画像を基
に、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮
定した場合における推定混合比、および画素がアンカバ
ードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合にお
ける推定混合比を、入力画像に含まれる画素のそれぞれ
に対して算出し、算出した画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、
および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
ると仮定した場合における推定混合比を前景背景分離部
１１０２に供給する。
【０６０９】図９５は、混合比算出部１１０１の構成の
一例を示すブロック図である。
【０６１０】図９５に示す推定混合比処理部４０１は、
図５４に示す推定混合比処理部４０１と同じである。図
９５に示す推定混合比処理部４０２は、図５４に示す推
定混合比処理部４０２と同じである。
【０６１１】推定混合比処理部４０１は、入力画像を基
に、カバードバックグラウンド領域のモデルに対応する
演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した
推定混合比を出力する。
【０６１２】推定混合比処理部４０２は、入力画像を基
に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応
する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出
した推定混合比を出力する。
【０６１３】前景背景分離部１１０２は、混合比算出部
１１０１から供給された、画素がカバードバックグラウ
ンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、
および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属す
ると仮定した場合における推定混合比、並びに領域特定
部１０３から供給された領域情報を基に、入力画像から
前景成分画像を生成し、生成した前景成分画像を動きボ
ケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。
【０６１４】図９６は、前景背景分離部１１０２の構成
の一例を示すブロック図である。
【０６１５】図７１に示す前景背景分離部１０５と同様
の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略す
る。
【０６１６】選択部１１２１は、領域特定部１０３から
供給された領域情報を基に、混合比算出部１１０１から
供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選
択した推定混合比を混合比αとして分離部６０１に供給
する。
【０６１７】分離部６０１は、選択部１１２１から供給
された混合比αおよび領域情報を基に、混合領域に属す
る画素の画素値から前景の成分および背景の成分を抽出
し、抽出した前景の成分を合成部６０３に供給すると共
に、背景の成分を合成部６０５に供給する。
【０６１８】分離部６０１は、図７６に示す構成と同じ
構成とすることができる。
【０６１９】合成部６０３は、前景成分画像を合成し
て、出力する。合成部６０５は、背景成分画像を合成し
て出力する。
【０６２０】図９４に示す動きボケ調整部１０６は、図
９に示す場合と同様の構成とすることができ、領域情報
および動きベクトルを基に、前景背景分離部１１０２か
ら供給された前景成分画像に含まれる動きボケの量を調
整して、動きボケの量が調整された前景成分画像を出力
する。
【０６２１】図９４に示す選択部１０７は、例えば使用
者の選択に対応した選択信号を基に、前景背景分離部１
１０２から供給された前景成分画像、および動きボケ調
整部１０６から供給された動きボケの量が調整された前
景成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成
分画像を出力する。
【０６２２】このように、図９４に構成を示す分離部９
１は、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応す
る画像に対して、その画像に含まれる動きボケの量を調
整して出力することができる。図９４に構成を示す分離
部９１は、第１の実施例と同様に、埋もれた情報である
混合比αを算出して、算出した混合比αを出力すること
ができる。
【０６２３】図９７は、前景成分画像を任意の背景画像
と合成する分離部９１の機能の他の構成を示すブロック
図である。図９２に示す分離部９１が領域特定と混合比
αの算出をシリアルに行うのに対して、図９７に示す分
離部９１は、領域特定と混合比αの算出をパラレルに行
う。
【０６２４】図９４のブロック図に示す機能と同様の部
分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０６２５】図９７に示す混合比算出部１１０１は、入
力画像を基に、画素がカバードバックグラウンド領域に
属すると仮定した場合における推定混合比、および画素
がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定し
た場合における推定混合比を、入力画像に含まれる画素
のそれぞれに対して算出し、算出した画素がカバードバ
ックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推
定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド
領域に属すると仮定した場合における推定混合比を前景
背景分離部１１０２および合成部１２０１に供給する。
【０６２６】図９７に示す前景背景分離部１１０２は、
混合比算出部１１０１から供給された、画素がカバード
バックグラウンド領域に属すると仮定した場合における
推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウン
ド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、並
びに領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、
入力画像から前景成分画像を生成し、生成した前景成分
画像を合成部１２０１に供給する。
【０６２７】合成部１２０１は、混合比算出部１１０１
から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域
に属すると仮定した場合における推定混合比、および画
素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定
した場合における推定混合比、領域特定部１０３から供
給された領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景
分離部１１０２から供給された前景成分画像とを合成し
て、任意の背景画像と前景成分画像とが合成された合成
画像を出力する。
【０６２８】図９８は、合成部１２０１の構成を示す図
である。図９３のブロック図に示す機能と同様の部分に
は同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０６２９】選択部１２２１は、領域特定部１０３から
供給された領域情報を基に、混合比算出部１１０１から
供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属
すると仮定した場合における推定混合比、および画素が
アンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した
場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選
択した推定混合比を混合比αとして背景成分生成部１０
２１に供給する。
【０６３０】図９８に示す背景成分生成部１０２１は、
選択部１２２１から供給された混合比αおよび任意の背
景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画像
合成部１０２２に供給する。
【０６３１】図９８に示す混合領域画像合成部１０２２
は、背景成分生成部１０２１から供給された背景成分画
像と前景成分画像とを合成することにより、混合領域合
成画像を生成して、生成した混合領域合成画像を画像合
成部１０２３に供給する。
【０６３２】画像合成部１０２３は、領域情報を基に、
前景成分画像、混合領域画像合成部１０２２から供給さ
れた混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成し
て、合成画像を生成して出力する。
【０６３３】このように、合成部１２０１は、前景成分
画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０６３４】なお、混合比αは、画素値に含まれる背景
の成分の割合として説明したが、画素値に含まれる前景
の成分の割合としてもよい。
【０６３５】また、前景となるオブジェクトの動きの方
向は左から右として説明したが、その方向に限定されな
いことは勿論である。
【０６３６】以上においては、３次元空間と時間軸情報
を有する現実空間の画像をビデオカメラを用いて２次元
空間と時間軸情報を有する時空間への射影を行った場合
を例としたが、本発明は、この例に限らず、より多くの
第１の次元の第１の情報を、より少ない第２の次元の第
２の情報に射影した場合に、その射影によって発生する
歪みを補正したり、有意情報を抽出したり、またはより
自然に画像を合成する場合に適応することが可能であ
る。
【０６３７】なお、センサは、CCDに限らす、固体撮像
素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Device）、
CID（Charge Injection Device）、CPD（Charge Primin
g Device）、またはCMOS（Complementary Mental Oxide
Semiconductor）センサでもよく、また、検出素子がマ
トリックス状に配置されているセンサに限らず、検出素
子が１列に並んでいるセンサでもよい。
【０６３８】次に、図９９のフローチャートを参照し
て、カメラ端末装置２がリアルタイムで撮像した画像の
前景成分画像に、指定された背景成分画像を合成した画
像を出力する合成サービスの処理について説明する。
尚、カメラ端末装置２は、使用者に対して貸し出されて
いるものとして、分離処理と合成処理のそれぞれに課金
される場合の例について説明する。
【０６３９】ステップＳ１００１において、シャッタボ
タンが押下されたか否かが判定され、シャッタボタンが
押下されるまでこの処理が繰り返され、シャッタボタン
が押下されると、ステップＳ１００２において、信号制
御部７１は、撮像部７４より入力される画像を背景成分
画像と前景成分画像に分離する処理を実行する。この画
像の分離の処理は、上述の分離部９１によって実行され
る一連の処理であり、すなわち、図３５のフローチャー
トを参照して説明した領域特定の処理、図６３を参照し
て説明した混合比の算出の処理、図７８のフローチャー
トを参照して説明した前景と背景の分離の処理、およ
び、図８６のフローチャートを参照して説明した前景成
分画像の動きボケ量の調整の処理によって実行される、
入力画像を前景成分画像と背景成分画像に分離する処理
である。尚、ここの処理については、上述と同様である
ので、その説明は、省略する。
【０６４０】ステップＳ１００３において、課金処理部
７５は、ネットワーク１を介して課金サーバ５に対して
課金処理を実行する。また、同時にステップＳ１０２１
において、課金サーバ５は、カメラ端末装置２に対して
課金処理を実行する。
【０６４１】ここで、図１００のフローチャートを参照
して、上述の課金処理を説明する。尚、課金処理にあた
り、カメラ端末装置２を借りた使用者は、例えば、使用
開始前に予め自らの口座ID（クレジットカードのカード
番号などでもよい）と認証情報を入力するものとする。
【０６４２】ステップＳ１１０１において、図１０１で
示すように、課金処理部７５は、処理内容（サービス）
を指定して使用者（画像の分離を依頼する使用者）を識
別するID情報、認証情報（パスワード等）、利用金額、
および、自らに記憶されているID（提供者を識別するI
D）をネットワーク１を介して課金サーバ５に送信す
る。今の場合、サービスとして画像の分離処理が指定さ
れたことになる。
【０６４３】ステップＳ１１２１において、図１０１で
示すように、課金サーバ２４は、カメラ端末装置２より
送信されてきた（使用者の）IDに基づいて、認証情報、
顧客口座ID、および、利用金額を、顧客口座の金融機関
が管理する金融サーバ６に問い合わせる。
【０６４４】ステップＳ１１４１において、図１０１で
示すように、金融サーバ（顧客用）６は、顧客口座IDと
認証情報に基づいて、認証処理を実行し、認証結果と利
用の可否の情報を課金サーバ５に通知する。
【０６４５】ステップＳ１１２２において、図１０１で
示すように、課金サーバ５は、認証結果と利用可否の情
報をカメラ端末装置２に送信する。尚、以下の説明にお
いては、認証結果が問題なく、その利用が可能であると
の条件の下に説明を進める。また、認証結果に問題があ
り、その利用が認められないとの情報が受信された場
合、その処理は、終了することになる。
【０６４６】ステップＳ１１０２において、図１０１で
示すように、カメラ端末装置２は、認証結果に問題がな
く、金融機関の利用が可能であるとの条件の場合、サー
ビスを提供する。すなわち、今の場合、カメラ端末装置
２は、画像の分離の処理を実行する。
【０６４７】ステップＳ１１０３において、カメラ端末
装置２は、サービスの利用通知を課金サーバ５に送信す
る。ステップＳ１１２３において、課金サーバ５は、顧
客口座ID、利用金額、および、提供者口座IDを金融サー
バ（顧客用）６に通知する。
【０６４８】ステップＳ１１４２において、金融サーバ
（顧客用）６は、顧客口座IDの口座から利用金額を提供
者金融サーバ（提供者用）７に振り込む。
【０６４９】ここで、図９９のフローチャートの説明に
戻る。
【０６５０】ステップＳ１００４において、信号制御部
７１は、画像蓄積部７２に分離した画像を保存する。ス
テップＳ１００５において、課金処理部７５は、シャッ
タが押下され続けているか否かを判定し、押下され続け
ていると判定した場合、その処理は、ステップＳ１００
２に戻る。すなわち、押下されて続けている間は課金処
理が実行され続けることになる。
【０６５１】ステップＳ１００５において、シャッタが
押下されていないと判定された場合、ステップＳ１００
６において、信号制御部７１は、背景成分画像として選
択される画像のIDが入力されたか否かを判定し、入力さ
れるまでその処理を繰り替えす。尚、背景成分画像を指
定するIDは、使用開始前に設定するようにしてもよい
し、予め設定がない場合には、デフォルトで指定される
IDが入力されるようにしておいてもよく、シャッタが押
下されてから分離処理および合成処理がスムーズに行わ
れるようにしてもよい。
【０６５２】ステップＳ１００７において、信号制御部
７１は、指定されたIDの背景成分画像を、分離処理によ
り分離した前景成分画像と合成する。例えば、図１０２
（Ａ）で示すような画像が撮像部７４により撮像される
と、信号制御部７１は、その画像を前景成分画像と背景
成分画像に分離する。その後、ステップＳ１００６の処
理で、図１０２（Ｂ）で示すように、画像蓄積部７２に
蓄積された画像（背景Ｂ１乃至Ｂ３、および、前景Ｆ１
乃至Ｆ３）のうち、背景Ｂ３が選択されると、信号制御
部７１は、背景Ｂ３と図１０２（Ａ）の中心部の前景成
分画像とを合成して、図１０２（Ｃ）で示すような合成
画像を生成する。
【０６５３】ステップＳ１００８，Ｓ１０２２におい
て、カメラ端末装置２の課金処理部７１と課金サーバ５
は、合成処理に対しての課金処理を実行する。尚、課金
処理については、図１００のフローチャートを参照し
て、説明した処理と同様であるので、その説明は省略す
る。
【０６５４】ステップＳ１００９において、カメラ端末
装置２の信号制御部７１は、合成画像を表示部７３に表
示すると共に、その画像にIDを付して画像蓄積部７２に
保存させる。
【０６５５】以上の例においては、シャッタボタンが押
下されている時間において、分離処理が繰り返され、そ
れに応じた課金も実行され続ける例について説明してき
たが、シャッタが押下される度に課金されるようにして
も良い。
【０６５６】次に、図１０３で示すように、動く被写体
をカメラ装置４により撮像してリアルタイムで動きボケ
を除去して表示させるか、または、図１０４で示すよう
に、リアルタイムで動きボケを除去して、さらに別の背
景成分画像を合成する処理を実現できるテレビジョン受
像機端末装置３について、図１０５を参照して説明す
る。
【０６５７】尚、図１０５で示すテレビジョン受像機端
末装置３は、図１０４で示すように、野生動物の夜間観
察などで使用するために貸し出されるものであるとす
る。このとき、テレビジョン受像機端末装置３に対して
の課金処理は、貸し出し時間に対する料金（施設利用時
間に対応する料金）と、動きボケ除去処理と合成処理に
対する料金であるものとする。また、動きボケ除去処理
と合成処理は、被写体の画像（前景成分画像）に動きが
ある状態のときにのみ課金されるものとする。
【０６５８】テレビジョン受像機端末装置３の施設利用
時間計測部２００１は、テレビジョン受像機端末装置３
が貸し出されてからの時間を計測するものであり、計測
された時間をカウンタ２００１ａに記憶させていき、最
終的に計測された施設利用時間を課金処理部８５に出力
する。静動判定部２００２は、カメラ装置４より入力さ
れる撮像された画像をスキャンして、被写体の画像（前
景成分画像）に動きが生じたか否かを判定し、動きがあ
った場合、動きがあったことを示す信号を処理時間計測
部２００３に出力する。処理時間計測部２００３は、静
動判定部２００２より動きがあったことを示す信号が入
力されると、その信号が入力されている時間を計測しカ
ウンタ２００３ａに記憶させていき、最終的に課金処理
時にカウンタ２００３ａに記憶された処理時間を課金処
理部８５に出力する。このとき課金処理部８５は、施設
利用時間計測部２００１より入力された施設利用時間
と、処理時間計測部２００３より入力された処理時間に
応じて利用金額を算出し、課金サーバ５に対して課金処
理を実行する。
【０６５９】信号処理部８１の構成は、図８で示した信
号処理部７１と同様であるのでその説明を省略する。
【０６６０】次に、図１０６のフローチャートを参照し
て、野生動物の夜間観察に使用する場合、テレビジョン
受像機端末装置３によりリアルタイム合成サービスの処
理について説明する。
【０６６１】ステップＳ１２０１において、テレビジョ
ン受像機端末装置３の施設利用時間計測部２００１は、
施設利用時間の計測を開始する。このタイミングでカメ
ラ装置４により撮像された画像が順次信号処理部７１と
静動判定部２００２に出力されはじめる。ステップＳ１
２０２において、静動判定部２００２は、被写体に動き
があったか否かを判定し、動きがあると判定されるまで
その処理を繰り返し、動きがあると判定された場合、そ
の処理は、ステップＳ１２０３に進む。
【０６６２】ステップＳ１２０３において、静動判定部
２００２より動きが検出されたことを示す信号が出力さ
れることにより処理時間計測部２００３は、処理時間の
計測を開始する。
【０６６３】ステップＳ１２０４において、信号制御部
８１の分離部９１が入力された画像の分離の処理を実行
する。この処理は、図９９のフローチャート中のステッ
プＳ１００２の処理と同様であり、動きボケ量の調整の
処理（図８６のフローチャート参照）が含まれており、
その処理により画像の分離処理と共に、前景成分画像の
動きボケの調整処理により動きボケを除去することがで
きる。尚、今の場合、画像が分離された後、前景成分画
像のみが、合成部９２に出力される。
【０６６４】ステップＳ１２０５において、合成部９２
は、合成しようとする背景成分画像を画像蓄積部７２よ
り読み込み、ステップＳ１２０６において、合成部９２
は、読み込んだ背景成分画像と、分離部９１より入力さ
れた動きボケ除去された前景成分画像を合成し、表示部
８３に出力し、表示させる。
【０６６５】ステップＳ１２０７において、静動判定部
２００２は、動きがあるか、すなわち、依然として動き
が継続的にあるか否かを判定し、動きがあると判定され
た場合、その処理は、ステップＳ１２０４に戻り、それ
以降の処理が繰り返される。
【０６６６】ステップＳ１２０７において、動きが無い
と判定された場合、ステップＳ１２０８において、処理
時間計測部２００３は、実際の分離処理（動きボケ除去
処理）と合成処理にかかった時間を計測し、カウンタ２
００３ａに記憶させる。
【０６６７】ステップＳ１２０９において、施設利用時
間計測部２００１は、施設利用が終了したか否かを判定
し、例えば、施設利用が終了した場合、ステップＳ１２
１０において、カウンタ２００１ａに記憶されていた施
設利用時間を計測し、課金処理部７５に出力する。
【０６６８】ステップＳ１２１１，Ｓ１１２１におい
て、テレビジョン受像機端末装置３の課金処理部８５と
課金サーバ５は、施設利用時間と動きボケ除去処理と合
成処理の処理時間に基づいて課金処理を算出すると共
に、対応する課金処理を実行する。尚、課金処理につい
ては、図１００のフローチャートを参照して、説明した
処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０６６９】以上のような処理により、野生動物の夜間
観察のように微弱な光でも、動きボケ処理した画像を撮
像することができるサービスを提供することができ、さ
らに、テレビジョン受像機端末装置３の貸し出し時間
（施設利用時間）と、処理時間（動きボケ処理と合成処
理にかかる時間）に応じた課金処理が実現できるので、
夜間において、動物が動かずにしている時間は、分離お
よび合成の処理にかかる費用が発生しないので、使用者
は、分離処理や合成処理が必要とされる状況が発生した
タイミングにだけ料金を支払うことになる。
【０６７０】また、図１０６のフローチャートを参照し
て説明したリアルタイム合成サービスの処理で、貸し出
し時間による課金処理をなくし、処理時間のみで課金す
るようにして、ゴルフスウィングの確認のために、例え
ば、ゴルフ場などでテレビジョン受像機端末装置３を貸
し出す場合の処理について図１０７のフローチャートを
参照して説明する。
【０６７１】この処理は、図１０６のフローチャートに
おけるステップＳ１２０１，Ｓ１２１０の処理を省いた
ものとなる。すなわち、ステップＳ１３０１において、
静動判定部２００２は、被写体に動きがあったか否かを
判定し、動きがあると判定されるまでその処理を繰り返
し、動きがあると判定された場合、その処理は、ステッ
プＳ１３０２に進む。すなわち、使用者が、ゴルフスウ
ィングをするまでは、その処理は実行されず、課金処理
もされない。
【０６７２】ステップＳ１３０２において、静動判定部
２００２より動きが検出されたことを示す信号が出力さ
れることにより処理時間計測部２００３は、処理時間の
計測を開始する。
【０６７３】ステップＳ１３０３において、信号制御部
８１の分離部９１が入力された画像の分離の処理を実行
する。この処理は、図９９のフローチャート中のステッ
プＳ１００２の処理と同様であり、動きボケ量の調整の
処理が含まれており、その処理により画像の分離処理と
共に、前景成分画像の動きボケの調整処理により動きボ
ケを除去することができる。
【０６７４】ステップＳ１３０４において、合成部９２
は、合成しようとする背景成分画像を画像蓄積部８２よ
り読み込み、ステップＳ１３０５において、合成部９２
は、読み込んだ背景成分画像と、分離部９１より入力さ
れた動きボケ除去された前景成分画像を合成し、表示部
８３に出力し、表示させる。今の場合、ゴルフクラブの
スウィングが動きボケ除去された状態で表示されていれ
ば良いので、撮像された画像と異なる背景成分画像を特
に合成する必要はないので、必ずしも画像蓄積部８２よ
り背景成分画像を読み出さなくても良い。
【０６７５】ステップＳ１３０６において、静動判定部
２００２は、動きがあるか、すなわち、依然として動き
が継続的あるか否かを判定し、動きがあると判定された
場合、その処理は、ステップＳ１２０４に戻り、それ以
降の処理が繰り返される。
【０６７６】ステップＳ１３０６において、動きが無い
と判定された場合、ステップＳ１３０７において、処理
時間計測部２００３は、実際の分離処理（動きボケ除去
処理）と合成処理にかかった時間を計測し、カウンタ２
００３ａに記憶させる。
【０６７７】ステップＳ１３０８において、施設利用時
間計測部２００１は、施設利用が終了したか否かを判定
し、例えば、施設利用が終了した場合（カメラ端末装置
２を返却する場合）、ステップＳ１３０９，Ｓ１３２１
において、カメラ端末装置２の課金処理部７１と課金サ
ーバ５は、施設利用時間と動きボケ除去処理と合成処理
の処理時間に基づいて課金処理を算出すると共に、対応
する課金処理を実行する。尚、課金処理については、図
１００のフローチャートを参照して、説明した処理と同
様であるので、その説明は省略する。
【０６７８】以上においては、テレビジョン受像機端末
装置３の動作について説明してきたが、例えば、カメラ
端末装置２により同様の処理を実行させることも可能で
ある。
【０６７９】以上によれば、本発明の分離部９１は、撮
像した画像を実時間で、前景成分画像（前景成分画像）
と前景成分画像（前景成分画像）に分離し、前景成分画
像については、実時間で動きボケ調整処理を施すことが
可能となる。
【０６８０】本発明の信号処理を行うプログラムを記録
した記録媒体は、図４，５に示すように、コンピュータ
とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布さ
れる、プログラムが記録されている磁気ディスク４１，
６１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク４
２，６２（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DV
D(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク
４３，６３（ＭＤ（Mini-Disc）（商標）を含む）、も
しくは半導体メモリ４４，６４などよりなるパッケージ
メディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに
予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラ
ムが記録されているROM２２，５２や、記憶部２８，５
８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０６８１】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。
【０６８２】
【発明の効果】本発明の画像処理装置および方法、並び
にプログラムによれば、画素毎に、かつ、時間的に積分
された画像を構成する光の量に応じて決定される画素値
からなる画像データを入力し、入力した画像データの、
画像データの前景オブジェクトを構成する前景オブジェ
クト成分と、画像データの背景オブジェクトを構成する
背景オブジェクト成分が混合された混合領域の混合比を
推定し、推定した混合比に基づいて、入力された画像デ
ータを、前記入力画像データの前景オブジェクトを構成
する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、画
像データの背景オブジェクトを構成する背景オブジェク
ト成分からなる背景成分画像に、実時間で分離し、分離
した前景成分画像、および、背景成分画像を実時間で記
憶するようにしたので、撮像した画像を実時間で、前景
成分画像（前景成分画像）と前景成分画像（前景成分画
像）に分離し、前景成分画像については、実時間で動き
ボケ調整処理を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像処理方法を示す図である。
【図２】従来の画像処理方法を示す図である。
【図３】本発明を適用した画像処理システムの一実施の
形態の構成を示す図である。
【図４】図３のカメラ端末装置の構成を示す図である。
【図５】図３のテレビジョン受像機端末装置の構成を示
す図である。
【図６】図４のカメラ端末装置の構成を示すブロック図
である。
【図７】図５のテレビジョン受像機端末装置の構成を示
すブロック図である。
【図８】図６の信号処理部の構成を示すブロック図であ
る。
【図９】画像処理装置を示すブロック図である。
【図１０】センサによる撮像を説明する図である。
【図１１】画素の配置を説明する図である。
【図１２】検出素子の動作を説明する図である。
【図１３】動いている前景に対応するオブジェクトと、
静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して
得られる画像を説明する図である。
【図１４】背景領域、前景領域、混合領域、カバードバ
ックグラウンド領域、およびアンカバードバックグラウ
ンド領域を説明する図である。
【図１５】静止している前景に対応するオブジェクトお
よび静止している背景に対応するオブジェクトを撮像し
た画像における、隣接して１列に並んでいる画素の画素
値を時間方向に展開したモデル図である。
【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図１９】前景領域、背景領域、および混合領域の画素
を抽出した例を示す図である。
【図２０】画素と画素値を時間方向に展開したモデルと
の対応を示す図である。
【図２１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図２６】動きボケの量の調整の処理を説明するフロー
チャートである。
【図２７】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
【図２８】前景に対応するオブジェクトが移動している
ときの画像を説明する図である。
【図２９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３２】領域判定の条件を説明する図である。
【図３３】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。
【図３４】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を
示す図である。
【図３５】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図３６】領域特定部１０３の構成の他の一例を示すブ
ロック図である。
【図３７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図３８】背景画像の例を示す図である。
【図３９】２値オブジェクト画像抽出部３０２の構成を
示すブロック図である。
【図４０】相関値の算出を説明する図である。
【図４１】相関値の算出を説明する図である。
【図４２】２値オブジェクト画像の例を示す図である。
【図４３】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック
図である。
【図４４】領域判定部３４２の判定を説明する図であ
る。
【図４５】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図で
ある。
【図４６】領域判定部１０３の領域特定の処理を説明す
るフローチャートである。
【図４７】領域判定の処理の詳細を説明するフローチャ
ートである。
【図４８】領域特定部１０３のさらに他の構成を示すブ
ロック図である。
【図４９】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロッ
ク図である。
【図５０】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図５１】動き補償部３８１の動き補償を説明する図で
ある。
【図５２】領域特定の処理を説明するフローチャートで
ある。
【図５３】ロバスト化の処理の詳細を説明するフローチ
ャートである。
【図５４】混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロ
ック図である。
【図５５】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図５６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図５７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図５８】前景の成分の相関を利用した近似を説明する
図である。
【図５９】C，N、およびPの関係を説明する図である。
【図６０】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロッ
ク図である。
【図６１】推定混合比の例を示す図である。
【図６２】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図６３】混合比の算出の処理を説明するフローチャー
トである。
【図６４】推定混合比の演算の処理を説明するフローチ
ャートである。
【図６５】混合比αを近似する直線を説明する図であ
る。
【図６６】混合比αを近似する平面を説明する図であ
る。
【図６７】混合比αを算出するときの複数のフレームの
画素の対応を説明する図である。
【図６８】混合比推定処理部４０１の他の構成を示すブ
ロック図である。
【図６９】推定混合比の例を示す図である。
【図７０】カバードバックグラウンド領域に対応するモ
デルによる混合比推定の処理を説明するフローチャート
である。
【図７１】前景背景分離部１０５の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図７２】入力画像、前景成分画像、および背景成分画
像を示す図である。
【図７３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図７４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図７５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に
対応する期間を分割したモデル図である。
【図７６】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図
である。
【図７７】分離された前景成分画像、および背景成分画
像の例を示す図である。
【図７８】前景と背景との分離の処理を説明するフロー
チャートである。
【図７９】動きボケ調整部１０６の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図８０】処理単位を説明する図である。
【図８１】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８２】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８３】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８４】前景成分画像の画素値を時間方向に展開し、
シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図であ
る。
【図８５】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図で
ある。
【図８６】動きボケ調整部１０６による前景成分画像に
含まれる動きボケの量の調整の処理を説明するフローチ
ャートである。
【図８７】動きボケ調整部１０６の構成の他の一例を示
すブロック図である。
【図８８】画素値と前景の成分のとの対応を指定するモ
デルの例を示す図である。
【図８９】前景の成分の算出を説明する図である。
【図９０】前景の成分の算出を説明する図である。
【図９１】前景の動きボケの除去の処理を説明するフロ
ーチャートである。
【図９２】画像処理装置の機能の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図９３】合成部１００１の構成を示す図である。
【図９４】画像処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。
【図９５】混合比算出部１１０１の構成を示すブロック
図である。
【図９６】前景背景分離部１１０２の構成を示すブロッ
ク図である。
【図９７】画像処理装置の機能のさらに他の構成を示す
ブロック図である。
【図９８】合成部１２０１の構成を示す図である。
【図９９】カメラ端末装置の合成サービスの処理を説明
するフローチャートである。
【図１００】合成サービスの課金処理を説明するフロー
チャートである。
【図１０１】合成サービスの課金処理を説明する図であ
る。
【図１０２】合成サービスの課金処理を説明する図であ
る。
【図１０３】カメラ端末装置によるリアルタイム合成サ
ービスを説明する図である。
【図１０４】カメラ端末装置の別の実施例を説明する図
である。
【図１０５】カメラ端末装置によるリアルタイム合成サ
ービスの処理を説明するフローチャートである。
【図１０６】カメラ端末装置によるリアルタイム合成サ
ービスを説明する図である。
【図１０７】カメラ端末装置によるリアルタイム合成サ
ービスを説明する図である。
【符号の説明】
１ ネットワーク， ２ カメラ端末装置， ３ テレ
ビジョン受像機端末装置， ４ カメラ装置， ５ 課
金サーバ， ６，７ 金融サーバ， ２１ CPU， ２
２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力部， ２６ａ セ
ンサ， ２７出力部， ２７ａ LCD， ２８ 記憶
部， ２９ 通信部， ３０ ドライブ， ３１ 磁気
ディスク， ３２ 光ディスク， ３３ 光磁気ディス
ク， ３４ 半導体メモリ， ５１ CPU， ５２ RO
M， ５３ RAM， ５６ 入力部， ５７ 出力部，
５８ 記憶部， ５９ 通信部， ６０ ドライブ，
６１ 磁気ディスク， ６２ 光ディスク， ６３ 光
磁気ディスク， ６４ 半導体メモリ， ７１ 信号処
理部， ７２ 画像蓄積部， ７３ 表示部， ７４
撮像部， ７５ 課金処理部， ８１ 信号処理部，
８２ 画像蓄積部，８３ 表示部， ８４ チューナ，
８５ 課金処理部， ９１ 分離部，９２ 合成部，
１０１ オブジェクト抽出部， １０２ 動き検出
部， １０３ 領域特定部， １０４ 混合比算出部，
１０５ 前景背景分離部， １０６ 動きボケ調整
部， １０７ 選択部， ２０１ フレームメモリ，
２０２−１乃至２０２−４ 静動判定部， ２０３−１
乃至２０３−３ 領域判定部，２０４ 判定フラグ格納
フレームメモリ， ２０５ 合成部， ２０６ 判定フ
ラグ格納フレームメモリ， ３０１ 背景画像生成部，
３０２ ２値オブジェクト画像抽出部， ３０３ 時
間変化検出部， ３２１ 相関値演算部， ３２２ し
きい値処理部， ３４１ フレームメモリ， ３４２
領域判定部，３６１ ロバスト化部， ３８１ 動き補
償部， ３８２ スイッチ， ３８３−１乃至３８３−
Ｎ フレームメモリ、 ３８４−１乃至３８４−Ｎ 重
み付け部， ３８５ 積算部， ４０１ 推定混合比処
理部， ４０２ 推定混合比処理部， ４０３ 混合比
決定部， ４２１ フレームメモリ， ４２２ フレー
ムメモリ， ４２３ 混合比演算部， ４４１ 選択
部， ４４２ 推定混合比処理部， ４４３ 推定混合
比処理部， ４４４ 選択部， ５０１ 遅延回路，
５０２ 足し込み部， ５０３ 演算部， ６０１ 分
離部， ６０２ スイッチ， ６０３ 合成部， ６０
４ スイッチ， ６０５ 合成部， ６２１フレームメ
モリ， ６２２ 分離処理ブロック， ６２３ フレー
ムメモリ，６３１ アンカバード領域処理部， ６３２
カバード領域処理部， ６３３合成部， ６３４ 合
成部， ８０１ 処理単位決定部， ８０２ モデル化
部， ８０３ 方程式生成部， ８０４ 足し込み部，
８０５ 演算部， ８０６ 動きボケ付加部， ８０
７ 選択部， ８２１ 選択部， ９０１ 処理単位決
定部， ９０２ モデル化部， ９０３ 方程式生成
部， ９０４ 演算部， ９０５ 補正部， ９０６
動きボケ付加部， ９０７ 選択部， １００１ 合成
部， １０２１ 背景成分生成部， １０２２ 混合領
域画像合成部， １０２３ 画像合成部， １１０１
混合比算出部， １１０２ 前景背景分離部， １１２
１ 選択部， １２０１ 合成部， １２２１ 選択
部， ２００１ 施設利用時間計測部， ２００１ａ
カウンタ， ２００２ 静動判定部， ２００３ 処理
時間計測部， ２００３ａ カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/173 ６１０ Ｈ０４Ｎ 5/91 Ｌ 7/18 5/92 Ｈ (72)発明者 石橋 淳一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 藤原 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA08 CA16 CB08 CB16 CB19 CE02 CE08 CH01 CH11 DA08 DB09 DC32 5C053 FA07 FA23 KA01 LA01 LA06 LA14 5C054 AA02 AA04 CC02 DA06 FC12 FC13 GA01 GA04 GB14 HA05 5C064 AC04 AC12 AD06 BA07 BB01 BC16 BC23 5L096 AA06 CA04 CA14 DA01 EA35 EA39 GA08 HA02 HA03 JA07 LA01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画素毎に、かつ、時間的に積分された画
    像を構成する光の量に応じて決定される画素値からなる
    画像データを入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された画像データの、前記画像
    データの前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト
    成分と、前記画像データの背景オブジェクトを構成する
    背景オブジェクト成分が混合された混合領域の混合比を
    推定する混合比推定手段と、 前記混合比推定手段により推定された混合比に基づい
    て、前記入力手段により入力された画像データを、前記
    画像データの前景オブジェクトを構成する前景オブジェ
    クト成分からなる前景成分画像と、前記画像データの背
    景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分からな
    る背景成分画像に、実時間で分離する分離手段と、 前記分離手段により分離された前記前景成分画像、およ
    び、前記背景成分画像を実時間で記憶する記憶手段とを
    備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 画像を構成する光を光電変換し、光電変
    換することで得られた電荷を時間的に積分する所定数の
    撮像素子により、画素毎に、かつ、時間的に積分された
    画像を構成する光の量に応じて決定される画素値からな
    る画像データとして撮像する撮像手段をさらに備えるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記撮像手段に対して撮像を指令する撮
    像指令手段と、 前記撮像指令手段の指令に応じて課金処理を実行する撮
    像課金手段とをさらに備えることを特徴とする請求項２
    に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記分離手段により実時間で分離された
    前記前景成分画像、および、前記背景成分画像、並び
    に、前記記憶手段により既に記憶された前記前景成分画
    像、および、前記背景成分画像を表示する画像表示手段
    と、 前記画像表示手段により表示された、前記分離手段によ
    り実時間で分離された前記前景成分画像、および、前記
    背景成分画像、並びに、前記記憶手段により既に記憶さ
    れた前記前景成分画像、および、前記背景成分画像のう
    ち、所望とする前景成分画像、および、背景成分画像を
    指定する画像指定手段と、 前記指定手段により指定された所望とする前景成分画
    像、および、背景成分画像を合成する合成手段とをさら
    に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
    置。
  5. 【請求項５】 前記合成手段に対して画像の合成を指令
    する合成指令手段と、 前記合成指令手段の指令に応じて課金処理を実行する合
    成課金手段とをさらに備えることを特徴とする請求項４
    に記載の画像処理装置。
  6. 【請求項６】 前記記憶手段に対して、前記分離手段に
    より分離された前記前景成分画像、および、前記背景成
    分画像の実時間での記憶をするか否かを指令する記憶指
    令手段と、 前記記憶指令手段の指令に応じて課金処理を実行する記
    憶課金手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１
    に記載の画像処理装置。
  7. 【請求項７】 前記分離手段により実時間で分離された
    前記前景成分画像、または、前記記憶手段により既に記
    憶されている前記前景成分画像の動きボケを調整する動
    きボケ調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項
    １に記載の画像処理装置。
  8. 【請求項８】 前記動きボケ調整手段により動きボケ調
    整された前記前景成分画像を表示する動きボケ調整画像
    表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記
    載の画像処理装置。
  9. 【請求項９】 前記動きボケ調整手段により動きボケ調
    整されている、前記前景成分画像と前記背景成分画像と
    を合成する合成手段をさらに備え、 前記動きボケ調整画像表示手段は、前記動きボケ調整手
    段により動きボケ調整されている、前記前景成分画像と
    前記背景成分画像とが、前記合成手段により合成された
    画像を表示することを特徴とする請求項８に記載の画像
    処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記動きボケ調整手段が、前記前景成
    分画像の動きボケを調整する時間を計測する処理時間計
    測手段と、 前記処理時間計測手段により計測された時間に応じて課
    金処理を実行する動きボケ調整課金手段とをさらに備え
    ることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
  11. 【請求項１１】 自らの稼働時間を計測する稼働時間計
    測手段と、 前記稼動時間計測手段により計測された時間に応じて課
    金処理を実行する稼動課金手段とをさらに備えることを
    特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
  12. 【請求項１２】 画素毎に、かつ、時間的に積分された
    画像を構成する光の量に応じて決定される画素値からな
    る画像データを入力する入力ステップと、 前記入力ステップの処理で入力された画像データの、前
    記画像データの前景オブジェクトを構成する前景オブジ
    ェクト成分と、前記画像データの背景オブジェクトを構
    成する背景オブジェクト成分が混合された混合領域の混
    合比を推定する混合比推定ステップと、 前記混合比推定ステップの処理で推定された混合比に基
    づいて、前記入力ステップの処理で入力された画像デー
    タを、前記画像データの前景オブジェクトを構成する前
    景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、前記画像
    データの背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト
    成分からなる背景成分画像に、実時間で分離する分離ス
    テップと、 前記分離ステップの処理で分離された前記前景成分画
    像、および、前記背景成分画像を実時間で記憶する記憶
    ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
  13. 【請求項１３】 画素毎に、かつ、時間的に積分された
    画像を構成する光の量に応じて決定される画素値からな
    る画像データの入力を制御する入力制御ステップと、 前記入力制御ステップの処理で入力された画像データ
    の、前記画像データの前景オブジェクトを構成する前景
    オブジェクト成分と、前記画像データの背景オブジェク
    トを構成する背景オブジェクト成分が混合された混合領
    域の混合比の推定を制御する混合比推定制御ステップ
    と、 前記混合比推定制御ステップの処理で推定された混合比
    に基づいて、前記入力制御ステップの処理で入力された
    画像データを、前記画像データの前景オブジェクトを構
    成する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、
    前記画像データの背景オブジェクトを構成する背景オブ
    ジェクト成分からなる背景成分画像との、実時間での分
    離を制御する分離制御ステップと、 前記分離制御ステップの処理で分離された前記前景成分
    画像、および、前記背景成分画像の実時間での記憶を制
    御する記憶制御ステップとを含むことを特徴とするコン
    ピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている
    記録媒体。
  14. 【請求項１４】 画素毎に、かつ、時間的に積分された
    画像を構成する光の量に応じて決定される画素値からな
    る画像データの入力を制御する入力制御ステップと、 前記入力制御ステップの処理で入力された画像データ
    の、前記画像データの前景オブジェクトを構成する前景
    オブジェクト成分と、前記画像データの背景オブジェク
    トを構成する背景オブジェクト成分が混合された混合領
    域の混合比の推定を制御する混合比推定制御ステップ
    と、 前記混合比推定制御ステップの処理で推定された混合比
    に基づいて、前記入力制御ステップの処理で入力された
    画像データを、前記画像データの前景オブジェクトを構
    成する前景オブジェクト成分からなる前景成分画像と、
    前記画像データの背景オブジェクトを構成する背景オブ
    ジェクト成分からなる背景成分画像との、実時間での分
    離を制御する分離制御ステップと、 前記分離制御ステップの処理で分離された前記前景成分
    画像、および、前記背景成分画像の実時間での記憶を制
    御する記憶制御ステップとをコンピュータに実行させる
    プログラム。
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