(57)【要約】【課題】簡単な構成で画像中の被写体が表れる領域を検出することが可能な画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】画像処理装置５０の光源制御部５０ａは、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、被写体２を照射する光源１０を制御する。また、画像処理装置５０の被写体検出部５０ｂは、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる１フレーム分の画像信号から、奇数フィールド画像と偶数フィールド画像を取得し、各フィールド画像のライン間に新たなラインを補間する。そして補間後の各フィールド画像の対応する位置にある画素の輝度値の差が所定値よりも大きい場合に、被写体領域内の画素であると判別する。【選択図】図２
2011209882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する画像処理装置において、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御部と、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記垂直同期信号に基づいて、前記撮像素子が第１フィールドの画像信号を取得するときに点灯し、前記撮像素子が第２フィールドの画像信号を取得するときに消灯するように前記光源を制御し、
前記被写体検出部は、前記第１フィールドの画像の隣り合うラインの間にラインを補間して前記第１フレーム画像を取得し、前記第２フィールドの画像の隣り合うラインの間にラインを補間して前記第２フレーム画像を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記垂直同期信号に基づいて、前記撮像素子が第１フレームの画像信号を取得するときに点灯し、前記撮像素子が第２フレームの画像信号を取得するときに消灯するように前記光源を制御し、
前記被写体検出部は、前記第１フレームの画像信号に基づいて前記第１フレーム画像を取得し、前記第２フレームの画像信号に基づいて前記第２フレーム画像を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記被写体検出部は、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像とについて、対応する画素の輝度値の差が所定値よりも大きい場合に、前記画素は前記被写体領域内にあると判別する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記光源制御部が前記垂直同期信号に同期して光源を点灯するタイミング、及び前記所定値のうち少なくとも１つを入力可能な入力装置をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する画像処理方法において、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御ステップと、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出ステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出するコンピュータを、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御手段と、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関し、特に画像中の被写体像と背景像とを分離する画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像中の物体を検出する画像処理装置は、例えば、特許文献１に開示されているものがある。この画像処理装置は、変調した光源の下で撮影された画像に対して画像処理することにより、撮影対象物までの距離を測定し、撮影画像における対象物の存在する領域を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８４４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されているような従来の画像処理装置において、対象物を撮像するためのカメラは、高速撮影可能であることが要求されるため、コストが高くなるという問題点がある。また、処理が複雑であるため、高速に処理を実行するためには、専用のハードウェアが必要である。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で画像中の物体が存在する領域を検出することが可能な画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る画像処理装置は、
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する画像処理装置において、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御部と、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る画像処理方法は、
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する画像処理方法において、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御ステップと、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出ステップと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
被写体を撮像した撮像素子から垂直同期信号に同期して画像信号を取得し、該画像信号と前記垂直同期信号とを重畳したビデオ信号を出力する撮像装置から出力された前記ビデオ信号に基づいて、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出するコンピュータを、
前記垂直同期信号に基づいて、前記被写体を照射する光源を点灯及び消灯させる光源制御手段と、
前記撮像装置から出力された前記ビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、前記光源が点灯しているときに前記撮像素子により撮像された第１フレーム画像と、前記光源が消灯しているときに前記撮像素子により撮像された第２フレーム画像とを取得し、前記第１フレーム画像と前記第２フレーム画像との輝度値を比較して、前記画像信号が表す画像における被写体領域を検出する被写体検出手段と、
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成で画像中の被写体が表れる領域を検出することが可能な画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置の機能を示すブロック図である。
【図３】フレームの構成を説明するための図である。
【図４】光源制御部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】被写体検出処理の各ステップで取得される画像を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光源制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る被写体検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る画像処理装置の機能を示すブロック図である。
【図９】変形例に係る被写体検出処理により取得される画像を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る画像処理システム１は、図１に示すように、光源１０と、撮像装置２０と、表示装置３０と、入力装置４０と、画像処理装置５０と、から構成される。図２は、画像処理装置５０の機能を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像処理システム１は、光源１０により照射された被写体２を撮像装置２０で撮像し、画像処理装置５０により撮像画像における被写体２が写っている領域（以下、「被写体領域」という）を検出し、表示装置３０に検出結果を表示するものである。以下に、各構成要素について詳細に説明する。
【００１２】
光源１０は被写体２を照射するものであって、画像処理装置５０から出力される光源制御信号に従って点灯・消灯する。なお、被写体２の背景３は、光源１０から十分離れているものとし、光源１０から照射される光の影響を受けないものとする。
【００１３】
撮像装置２０は、被写体２を撮像するものである。撮像装置２０は、例えば、レンズと、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の周知の固体撮像素子とを含むビデオカメラである。撮像装置２０は、レンズを用いて固体撮像素子の受光面に被写体２の像を結像させ、光の強弱を電気信号に変換し、画像処理装置５０に出力する。
【００１４】
ここで、例えば図３に示すような２Ｍ行Ｎ列の画素から成る画像（フレーム）Ａが、撮像装置２０の固体撮像素子の受光面に結像された場合について説明する。このとき、固体撮像素子を構成するマトリックス状に配置されたフォトダイオードは、受光した光量に応じた電荷を生成する。そして、撮像装置２０は、同期信号発生回路（図示せず）により出力される垂直同期信号及び水平同期信号に同期して、フレームＡを構成する各ラインの電荷を電気信号として読み取る。このとき、撮像装置２０は、ライン番号が奇数のラインから構成される奇数フィールドと、ライン番号が偶数のラインから構成される偶数フィールドについて、垂直同期信号に同期して交互に電荷を読み取る。また、各フィールドにおいては、水平同期信号に同期して、各ラインの電荷を読み取る。具体的には、フレームＡにおいて、撮像装置２０は、垂直同期信号に同期して、ライン番号が奇数のラインの電荷の読み取りを開始する。すなわち、ライン番号１，３，…，２Ｍ−１の順で水平同期信号に同期して各ラインの電荷を読み取る。その後、垂直同期信号に同期して、ライン番号が偶数のラインの電荷の読み取りを開始する。すなわち、ライン番号２，４，…，２Ｍの順で水平同期信号に同期して各ラインの電荷を読み取る。このような１つのフレームを構成する奇数フィールドと偶数フィールドを表す電荷の読み取りは、それぞれ例えば１／６０秒の間隔で行われるため、１つのフレームを表す電荷の読み取りは、１／３０秒間隔で行われる。すなわち、撮像装置２０は、１秒間に３０フレームの画像を撮影する。そして、撮像装置２０は、読み取った電荷が表す電気信号である画像信号と、垂直同期信号と、水平同期信号とを重畳したビデオ信号を、画像処理装置５０に出力する。
【００１５】
表示装置３０は、画像処理装置５０が出力する被写体検出画像を表示するものであり、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）から構成される。ここで、被写体検出画像とは、画像処理装置５０により検出された被写体領域と、それ以外の領域（背景領域）とを、例えば各領域内の画素を異なる輝度値で表すことにより、被写体領域を視認可能な画像をいう。被写体検出画像の一例を図５に示す。図５の被写体検出画像Ｅにおいて、画像処理装置５０によって検出された被写体領域Ｆ１が白色で表され、被写体検出画像Ｅの全域から被写体領域Ｆ１を除いた領域である背景領域Ｆ２が暗色で表されている。
【００１６】
入力装置４０は、後述する各種の設定値を入力可能なものであり、例えばユーザの数値入力を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネルや、被写体２の周囲の照明環境を検出するセンサ等から構成される。入力装置４０に入力されたデータは、画像処理装置５０に出力される。
【００１７】
画像処理装置５０は、撮像装置２０が出力するビデオ信号に基づいてビデオ信号に含まれる画像信号が表す画像における被写体領域を検出するものである。画像処理装置５０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、図１に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read-Only Memory)５２と、汎用メモリ５３と、ビデオメモリ５４と、外部デバイスインターフェイス（Ｉ／Ｆ）５５と、同期分離回路５６と、フィールド識別回路５７と、を備える。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２内に予め記憶された後述する画像処理のための所定プログラムを読み出し、実行する。そしてＣＰＵ５１は、撮像装置２０から取得したビデオ信号、処理後の画像データ、及び演算結果等を汎用メモリ５３に一時的に記憶する。また、ＣＰＵ５１は、汎用メモリ５３に記憶された出力画像データをビデオメモリ５４に転送し表示装置３０に出力する。また、同期分離回路５６は、撮像装置２０から出力されたビデオ信号から画像信号と、垂直同期信号と、水平信号とを分離する回路である。また、フィールド識別回路５７は、同期分離回路５６により分離された垂直同期信号及び水平同期信号とからビデオ信号に含まれる画像信号が奇数フィールドか偶数フィールドかを判別する。また、光源１０、撮像装置２０、表示装置３０、入力装置４０は、外部デバイスＩ／Ｆ５５を介して、画像処理装置５０の各部と接続されている。
【００１８】
次に本実施形態の画像処理装置５０が機能する処理について説明する。画像処理装置５０は、図２に示すように、光源制御部５０ａと、被写体検出部５０ｂと、として機能する。
【００１９】
光源制御部５０ａは、撮像装置２０から出力されるビデオ信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、光源１０を点灯及び消灯させる。具体的には、光源制御部５０ａは、撮像装置２０の固体撮像素子を構成するフォトダイオードのうち、奇数フィールドに対応するフォトダイオードが受光している光量に応じた電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが受光している光量に応じた電荷を生成している間に消灯するように、光源１０を制御する。このような制御は、撮像装置２０から出力されるビデオ信号から同期分離回路５６により垂直同期信号を取得し、この垂直同期信号に基づいて、光源１０に光源制御信号を送ることで実現できる。また、光源制御部５０ａは、フィールド識別回路５７から出力されるフィールド識別信号により、取得中の画像信号が奇数フィールドの信号か、または偶数フィールドの信号か識別することが可能である。従って、光源制御部５０ａは、フィールド識別信号が奇数フィールドを示すときに、垂直同期信号に同期して、光源１０の点灯及び消灯を制御することにより上述の光源制御が可能である。
【００２０】
光源制御部５０ａの動作を説明するためのタイミングチャートを図４に示す。図４に示すように、光源制御部５０ａは、垂直同期信号の立ち上がりを検出し、かつフィールド識別信号が奇数フィールドを示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定する。そして、時刻ｔ＝ＴＯＮにおいて光源１０に点灯させるための光源制御信号を出力する。そして、光源制御部５０ａは、ｔ＝ＴＯＦＦになるまで光源１０を点灯させ、ｔ＝ＴＯＦＦを経過した後は、光源１０を消灯させるための光源制御信号を光源１０に出力し、それ以外の場合には光源１０を消灯させるための光源制御信号を出力する。ここで、ＴＯＮ及びＴＯＦＦは、撮像装置２０の固体撮像素子を構成するフォトダイオードのうち、奇数フィールドに対応するフォトダイオードが受光している光量に応じた電荷を生成している時間の開始時刻及び終了時刻に対応する。ＴＯＮ及びＴＯＦＦは、予め画像処理装置５０のＲＯＭ５２０に記憶されていてもよいし、ユーザにより入力装置４０を介して設定されてもよい。
【００２１】
被写体検出部５０ｂは、撮像装置２０から出力されたビデオ信号に含まれる画像信号に基づいて、画像信号が表す画像における被写体領域を検出する。被写体検出部５０ｂは、フレーム画像取得部５０ｃと、フィールド画像取得部５０ｄと、補間フレーム画像取得部５０ｅと、被写体検出画像取得部５０ｆと、から構成される。
【００２２】
フレーム画像取得部５０ｃは、撮像装置２０から出力されたビデオ信号に含まれる画像信号から、垂直同期信号に基づいて１フレーム分の画像信号が表すフレーム画像を取得する。具体的には、フレーム画像取得部５０ｃは、垂直同期信号に同期して、撮像装置２０から出力されたビデオ信号に含まれる画像信号から、１つの奇数フィールドの画像信号と１つの偶数フィールドの画像信号とにより構成される１フレーム分の画像信号を取得する。図５に、１フレーム分の画像信号が表すフレーム画像の一例を示す。図５に示すようにフレーム画像取得部５０ｃにより取得されたフレーム画像Ｂでは、奇数フィールド中の被写体像は明るく、偶数フィールド中の被写体像は暗く表される。これは、撮像装置２０において、光源１０が点灯中に奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成し、光源１０が消灯中に奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成しているためである。なお、背景画像は光源１０から十分離れているため、光源１０の影響を受けていない。
【００２３】
フィールド画像取得部５０ｄは、フレーム画像取得部５０ｃにおいて取得されたフレーム画像を奇数フィールドと偶数フィールドとに分離して、各フィールドから構成される奇数フィールド画像と偶数フィールド画像を取得する。具体的には、例えばフレーム画像取得部５０ｃにおいて、図５に示すフレーム画像Ｂを取得した場合、フィールド画像取得部５０ｄは、奇数フィールドの画像を表す奇数フィールド画像Ｃ１と、偶数フィールドの画像を表す偶数フィールド画像Ｃ２と、を取得する。奇数フィールド画像Ｃ１と偶数フィールド画像Ｃ２は、ともにフレーム画像Ｂの半分のライン数で構成されている。
【００２４】
補間フレーム画像取得部５０ｅは、フィールド画像取得部５０ｄで取得された奇数フィールド画像の各ラインの間に新たにラインを補間した第１補間フレーム画像を、偶数フィールド画像の各ラインの間に新たにラインを補間した第２補間フレーム画像を取得する。具体的には、図５に示すように、フレーム画像Ｂの半分のライン数で構成されている奇数フィールド画像Ｃ１と、偶数フィールド画像Ｃ２について、それぞれフレーム画像Ｂと同じライン数となるように、各ラインの間に新たにラインを補間することにより、奇数フィールド画像Ｃ１から第１補間フレーム画像Ｄ１、偶数フィールド画像Ｃ２から第２補間フレーム画像Ｄ２を取得する。補間方法の一例として、奇数フィールド画像Ｃ１の各ラインの間に、輝度値として上下の画素の輝度値の平均値を有するラインを補間することで、第１補間フレーム画像Ｄ１を取得できる。同様に、偶数フィールド画像Ｃ２の各ラインの間に、輝度値として上下の画素の輝度値の平均値を有するラインを補間することで、第２補間フレーム画像Ｄ２を取得できる。具体的には、２Ｍ行Ｎ列の画像数を有し、ｉ行ｊ列目の画素の輝度値がＩｉ，ｊで表されるフレーム画像Ｂがフレーム画像取得部５０ｃで取得された場合、第１補間フレーム画像Ｄ１の輝度値Ｉ’ｉ，ｊと、第２補間フレーム画像Ｄ２の輝度値Ｉ’’ｉ，ｊは、以下の式で表すことができる。
【数１】
2011209882.tif 000003
なお、Ｉｍｉｎは、フレーム画像Ｂの輝度値Ｉの最小値を表す。
【００２５】
被写体検出画像取得部５０ｆは、補間フレーム画像取得部５０ｅにより取得された第１補間フレーム画像及び第２補間フレーム画像に基づいて、被写体検出画像を取得する。具体的には、被写体検出画像取得部５０ｆは、図５に示すような第１補間フレーム画像Ｄ１と、第２補間フレーム画像Ｄ２とについて、対応する位置にある画素の輝度値を比較し、その画素の輝度値の差が所定値θよりも大きい場合に、その位置にある画素は被写体領域内の画素であると判別する。そして、この判別処理を第１補間フレーム画像Ｄ１及び第２補間フレーム画像Ｄ２の全域に対して行い、被写体領域内の画素であると判別された画素について、フレーム画像Ｂの輝度値の最小値Ｉｍｉｎを輝度値とし、それ以外の画素についてはフレーム画像Ｂの輝度値の最大値Ｉｍａｘを輝度値として有する被写体検出画像Ｅを取得する。具体的には、被写体検出画像Ｅの輝度値Ｉ’’’ｉ，ｊは以下の式で与えられる。
【数２】
2011209882.tif 000004
【００２６】
次に、本実施形態における画像処理装置５０の光源制御部５０ａが実行する光源制御処理について図６のフローチャートを用いて説明する。光源制御処理は、例えばユーザが画像処理装置５０の電源をオンする等の操作により、電源供給されることにより開始する。
【００２７】
光源制御部５０ａは、同期分離回路５６が出力する垂直同期信号の立ち上がりを検出したか否かを判別する（ステップＳ１１）。光源制御部５０ａは、垂直同期信号の立ち上がりを検出していないと判別した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、光源制御部５０ａは、ステップＳ１４に処理を進める。
【００２８】
光源制御部５０ａは、垂直同期信号の立ち上がりを検出したと判別した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、フィールド識別回路５７が出力するフィールド識別信号が、奇数フィールドを示しているか否かを判別する（ステップＳ１２）。光源制御部５０ａは、フィールド識別信号が奇数フィールドを示していない、すなわち偶数フィールドを示していると判別した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００２９】
光源制御部５０ａは、フィールド識別信号が奇数フィールドを示すと判別した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、タイマを時刻ｔ＝０に設定する（ステップＳ１３）。
【００３０】
次に、光源制御部５０ａは、時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦか否かを判別する（ステップＳ１４）。時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦであると判別した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、光源制御部５０ａは、点灯を示す光源制御信号を光源１０に出力する（ステップＳ１５）。そして、処理をステップＳ１１に戻す。
また、時刻ｔがＴＯＮ≦ｔ≦ＴＯＦＦでないと判別した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、光源制御部５０ａは、消灯を示す光源制御信号を光源１０に出力する（ステップＳ１６）。そして、処理をステップＳ１１に戻す。
【００３１】
以上の処理を、例えば画像処理装置５０の電源をオフされるまで繰り返す。これにより、光源１０は、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯する。
【００３２】
次に、本実施形態における画像処理装置５０の被写体検出部５０ｂが実行する被写体検出処理について図７のフローチャートを用いて説明する。被写体検出処理は、例えばユーザが画像処理装置５０の電源をオンする等の操作により、電源供給されることにより開始する。
【００３３】
フレーム画像取得部５０ｃは、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる画像信号から、垂直同期信号に基づいて１フレーム分の画像信号が表すフレーム画像を取得する（ステップＳ２１）。具体的には、フレーム画像取得部５０ｃは、図５に示すようなフレーム画像Ｂを取得する。
【００３４】
次に、フィールド画像取得部５０ｄは、ステップＳ２１で取得されたフレーム画像から、奇数フィールド画像と、偶数フィールド画像とを取得する（ステップＳ２２）。具体的には、例えば、ステップＳ２１において図５に示すようなフレーム画像Ｂを取得した場合、奇数フィールド画像Ｃ１と偶数フィールド画像Ｃ２とを取得する。
【００３５】
次に、補間フレーム画像取得部５０ｅは、ステップＳ２２で取得された奇数フィールド画像と偶数フィールド画像から、第１補間フレーム画像、第２補間フレーム画像を取得する（ステップＳ２３）。具体的には、例えば、ステップＳ２２において図５に示すような奇数フィールド画像Ｃ１と偶数フィールド画像Ｃ２とを取得した場合、上述の式１〜３により各画素の輝度値が表される第１補間フレーム画像Ｄ１と、上述の式４〜６により各画素の輝度値が表される第２補間フレーム画像Ｄ２を取得する。
【００３６】
次に、被写体検出画像取得部５０ｆは、第１補間フレーム画像と第２補間フレーム画像との比較に基づいて、被写体検出画像を取得し、表示装置３０に表示させる（ステップＳ２４）。具体的には、例えば、ステップＳ２３において図５に示すような第１補間フレーム画像Ｄ１と第２補間フレーム画像Ｄ２とを取得した場合、被写体検出画像取得部５０ｆは、第１補間フレーム画像Ｄ１と第２補間フレーム画像Ｄ２とについて、上述の式７を用いて、対応する位置にある画素の輝度値を比較し、その画素の輝度値の差が所定値θよりも大きい場合に、その位置にある画素は被写体領域内の画素であると判別する。そして被写体領域と判別された位置にある画素の輝度値がフレーム画像Ｂの輝度値の最小値Ｉｍｉｎであり、それ以外の画素の輝度値がフレーム画像Ｂの輝度値の最大値Ｉｍａｘである被写体検出画像Ｅを取得する。そして、被写体検出画像取得部５０ｆは、表示装置３０に被写体検出画像Ｅを表示させる。
【００３７】
以上の処理を、画像処理装置５０の被写体検出部５０ｂは、例えば画像処理装置５０の電源をオフされるまで繰り返す。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る画像処理装置５０は、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、被写体２を照射する光源１０を制御する。そして、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる画像信号が表す撮像画像において、奇数フィールドと偶数フィールドの被写体像の画素の輝度値が異なることを利用して、被写体領域を検出している。従って、画像処理装置５０は、高速撮影可能なカメラを必要とすることなく、簡単な構成で画像中の物体が存在する領域を検出することが可能である。
【００３９】
また、実施形態に係る画像処理装置５０は、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる画像信号が表す撮像画像において、奇数フィールドのラインのみからなる奇数フィールド画像と、偶数フィールドのラインのみからなる偶数フィールド画像と、を取得し、それぞれの画像について、新たにラインを補間してから、対応する位置にある画素の輝度値を比較している。従って、補間せずにそのまま奇数フィールド画像と偶数フィールド画像の対応する位置にある画素の輝度値を比較した場合よりも、精度良く被写体領域を検出することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記の実施形態では、光源制御部５０ａが、垂直同期信号の立ち上がりを検出し、かつフィールド識別信号が奇数フィールドを示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定している。しかし、光源制御部５０ａは、垂直同期信号の立ち下りを検出し、かつフィールド識別信号が奇数フィールドを示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定してもよい。この場合も、光源制御部５０ａは、上記の実施形態と同様に、光源１０を制御することができる。
【００４１】
また、上記の実施形態に係る画像処理装置５０は、垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、光源１０を制御する。しかし、点灯するタイミングはこれに限られない。すなわち、画像処理装置５０は、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯するように、光源１０を制御してもよい。この場合、光源制御部５０ａは、垂直同期信号の立ち上がり（または、立ち下り）を検出し、かつフィールド識別信号が偶数フィールドを示すときに、時刻ｔ＝０としてタイマを設定することにより、上記の実施形態と同様に、光源１０を制御することができる
【００４２】
また、上記の実施形態において、垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の奇数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、偶数フィールドに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、被写体２を照射する光源１０を制御する。しかし、光源１０の点灯及び消灯の制御方法はこれに限られない。例えば、垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の１つのフレームに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、次のフレームに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、すなわちフレーム毎に交互に点灯及び消灯するように光源１０を制御してもよい。この場合、撮像装置２０が出力するビデオ信号に含まれる画像信号が表す撮像画像において、隣り合うフレーム毎に被写体像の画素の輝度値が異なることを利用して、被写体領域を検出することができる。以下に、上述の実施形態の変形例として、フレーム毎に交互に点灯及び消灯するように光源１０を制御して被写体検出を行う画像処理装置５０について説明する。
【００４３】
図８に、変形例に係る画像処理装置５０の機能ブロック図を示す。なお、上述の実施形態と同様の機能を有する構成要素には同様の符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
変形例に係る光源制御部５０ｇは、ビデオ信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、撮像装置２０の１つのフレームに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に点灯し、次のフレームに対応するフォトダイオードが電荷を生成している間に消灯するように、光源１０に光源制御信号を出力する。
【００４５】
変形例に係るフレーム画像取得部５０ｈは、撮像装置２０が出力する画像信号に基づいて、例えば図９に示すような１フレーム分の画像信号が表す第１フレーム画像Ｇ１と、次の１フレーム分の画像信号が表す第２フレーム画像Ｇ２を取得する。そして、変形例に係る被写体検出画像取得部５０ｉは第１フレーム画像Ｇ１と第２フレーム画像Ｇ２とについて、対応する位置にある画素の輝度値の差が所定値よりも大きい場合に、その位置にある画素は被写体領域内の画素であると判別する。そして、被写体領域と判別された位置にある画素の輝度値が第１フレーム画像Ｇ１と第２フレーム画像Ｇ２の輝度値の最小値Ｉｍｉｎであり、それ以外の画素の輝度値が第１フレーム画像Ｇ１と第２フレーム画像Ｇ２の輝度値の最大値Ｉｍａｘである被写体検出画像Ｅを取得する。
【００４６】
従って、変形例に係る画像処理装置５において、上述したようにフレーム毎に交互に点灯及び消灯するように光源１０を制御して、点灯中に取得されたフレーム画像と消灯中に取得されたフレーム画像とを比較することにより、高速撮影可能なカメラを必要とすることなく、簡単な構成で画像中の物体が存在する領域を検出することが可能である。
【００４７】
なお、本発明の実施形態に係る画像処理装置５０は、専用の装置によらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークカード等を備えたコンピュータに上述の処理を実行するためのプログラムを格納した媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する画像処理装置を構成することができる。
【００４８】
また、コンピュータにプログラムを供給するための手法は任意である。例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システム等を介して供給してもよい。一例を挙げると、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して配信することにより、上述の処理を実行することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      画像処理システム
１０    光源
２０    撮像装置
３０    表示装置
４０    入力装置
５０    画像処理装置
５０ａ  光源制御部
５０ｂ  被写体検出部
５０ｃ  フレーム画像取得部
５０ｄ  フィールド画像取得部
５０ｅ  補間フレーム画像取得部
５０ｆ  被写体検出画像取得部
５０ｇ  光源制御部
５０ｈ  フレーム画像取得部
５０ｉ  被写体検出画像取得部
５１    ＣＰＵ
５２    ＲＯＭ
５３    汎用メモリ
５４    ビデオメモリ
５５    外部デバイスＩ／Ｆ
５６    同期分離回路
５７    フィールド識別回路
２      被写体
３      背景
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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