(57)【要約】【課題】画像合成における輪郭部の階段状の破綻を除去し、自然な合成画像を生成する。【解決手段】太線で示される前景成分画像の輪郭部は、画素単位で設定されているため、これを任意の背景成分画像と合成しても階段状に前景成分画像の輪郭部分が残ってしまうため、見た目にも不自然な合成画像となる。そこで、各画素単位の輪郭を形成する１辺の中心となる点Ｂ１乃至Ｂ６を通る線分を設定し、その傾きをその他の点Ｂ１乃至Ｂ６を用いて回帰直線として傾きを求め、前景成分画像の輪郭を平滑化する。さらに、この平滑化した輪郭により各画素毎に前景成分画像の有する面積の割合を空間混合比として設定する。本発明は、画像合成装置に適用することができる。【選択図】      図９０
2004302822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出手段と、
前記画素検出手段により検出された輪郭部をスムージングするスムージング手段と、
前記輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加手段と、
前記動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記スムージング手段は、前記輪郭部内の注目画素に対応する複数の画素の画素位置を回帰して回帰直線を検出する回帰直線検出手段をさらに備え、
前記動きボケ付加手段は、前記前景画像の輪郭部内の各注目画素に対応する前記回帰直線検出手段により検出された回帰直線を結ぶことにより前記前景画像の輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する
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】
動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、
前記画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、
前記輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、
前記動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、
前記画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、
前記輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、
前記動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップと
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。
【請求項５】
動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、
前記画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、
前記輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、
前記動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【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、破綻のない画像を合成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】
前景成分画像と、背景成分画像とを１枚の画像に合成する画像合成技術が一般に普及している。すなわち、画像合成技術とは、第１の画像に含まれている前景成分画像と、第２の画像に含まれている背景成分画像を合成することにより、１枚の合成画像を生成すると言うものである。
【０００３】
また、前景成分画像の動きボケを調整して、背景成分画像と合成するものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１８５６４号公報（特願２００１−１９５６０５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来手法を用いて、図１Ａで示されるような合成画像を生成した場合、その前景成分画像と背景成分画像のそれぞれの混合比は、図１Ｂのような分布となる。図１Ｂは、各画素毎の前景成分と背景成分の混合比の分布を色で示している。図１Ｂにおいて、白は前景成分の割合が１で背景成分が０を示し、黒は、逆に、前景成分の割合が０で背景成分が１であることを示している。従って、前景成分と背景成分の割合がそれぞれ１／２の場合、灰色（白と黒の中間色）が表示されていることになる。
【０００６】
図１Ａ，Ｂにおいて、前景成分となっている画像は、水平方向に動きのある画像であるため、背景成分に対して動きボケが生じており、このため、前景成分と背景成分の間の混合領域には、それぞれの成分が混合した混合領域が存在する。
【０００７】
また、図２は、図１Ａ上の前景成分画像の画素と背景成分画像の画素値の分布を示したものであり、水平方向と垂直方向の座標位置上の画素値の分布が示されている。
【０００８】
図１Ａ，Ｂ、または、図２で示されるように、前景成分画像と背景成分画像の境界付近は、階段状に画素値や混合比が変化している。このため、合成された画像には、混合領域において破綻が生じて、見た目に不自然なものとなってしまうという課題があった。
【０００９】
これは、前景成分画像、および、背景成分画像のそれぞれを画素単位で求めていたため境界部分は、図３で示されるように、動きボケが除去された前景成分画像と背景成分画像とを合成してみるとわかるように、形状の連続性が保たれず、階段状にギザギザとした形状になってしまうからである。
【００１０】
すなわち、図４で示されるように、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などに入射される光を、各画素毎に表現していた。図４では、背景成分画像の光の発する領域を黒色で、前景成分画像の光の発する部分を斜線部で示しており、発せられた光をＣＣＤの各画素に見立てたコップ状の入れ物に充填させることにより、各画素が表現されることを示している。図４の場合、左から４番目までの画素は前景成分画像を、右から６番目までの背景成分画像を、それぞれ示す画素値となっている。つまり、図４においては、各画素単位で前景成分画像と背景成分画像が表現されている。しかしながら、実際の前景成分画像と背景成分画像の境界は、ＣＣＤの各画素単位で存在するわけではなく、その境界が画素上となることも考えられる。
【００１１】
例えば、図５で示されるように、実際には、ＣＣＤの画素上に前景成分画像と背景成分画像の境界が存在することもある。図５においては、左から５番目の画素の中央位置までが前景成分画像であり、右から６番目の画素の中央位置までが背景成分画像を表しており、左から５番目の画素（右から６番目の画素）の中央位置が境界となっている。この場合、実際には、左から５番目の画素は、前景成分画像と、背景成分画像が、混合した画素値となるはずである。
【００１２】
しかしながら、上述した前景成分画像と背景成分画像は、画素毎に分けられているため、これらを合成し、動きボケを付加しても、その境界部分が階段状となってしまい、違和感のある画像になってしまうと言う課題があった。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、前景成分画像と背景成分画像との境界となる混合領域をより詳細に表現することにより正確に合成画像を生成できるようにするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出手段と、画素検出手段により検出された輪郭部をスムージングするスムージング手段と、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加手段と、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
前記スムージング手段には、輪郭部内の注目画素に対応する複数の画素の画素位置を回帰して回帰直線を検出する回帰直線検出手段をさらに設けるようにさせることができ、動きボケ付加手段には、前景画像の輪郭部内の各注目画素に対応する回帰直線検出手段により検出された回帰直線を結ぶことにより前景画像の輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成させるようにすることができる。
【００１６】
本発明の画像処理方法は、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の記録媒体のプログラムは、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップとを含む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ことを特徴とする。
【００１８】
本発明のプログラムは、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップと、画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップと、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップと、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成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。
【００１９】
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、動きボケの無い前景画像の輪郭部が検出され、検出された輪郭部がスムージングされ、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像が生成され、動きボケ付加前景画像と背景画像が合成される。
【００２０】
本発明の画像処理装置は、独立した装置であっても良いし、画像処理を行うブロックであっても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２２】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
【００２３】
即ち、本発明の画像処理装置は、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出手段（例えば、図８７の輪郭抽出部１００１）と、画素検出手段により検出された輪郭部をスムージングするスムージング手段（例えば、図８７の前景成分画像スムージング部１００４）と、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加手段（例えば、図８７の動きボケ付加部１００５）と、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成手段（例えば、図８７の画像合成部１０１０）とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像処理方法は、動きボケの無い前景画像の輪郭部を検出する画素検出ステップ（例えば、図９３のフローチャートにおけるステップＳ９２１の処理）と、画素検出ステップの処理で検出された輪郭部をスムージングするスムージングステップ（例えば、図９３のフローチャートにおけるステップＳ９２４の処理）と、輪郭部がスムージングされた前景画像に対して所定の方向に動きボケを付加した動きボケ付加前景画像を生成する動きボケ付加ステップ（例えば、図９３のフローチャートにおけるステップＳ９２５の処理）と、動きボケ付加前景画像と背景画像を合成する合成ステップ（例えば、図９３のフローチャートにおけるステップＳ９３０の処理）とを含むことを特徴とする。
【００２５】
図６は、本発明を適用した画像処理部の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００２６】
なお、画像処理部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。
【００２７】
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。
【００２８】
この明細書では、撮像の対象となる、現実世界におけるオブジェクトに対応する画像を、画像オブジェクトと称する。
【００２９】
画像処理部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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、混合比算出部１０４、および動きボケ抽出部１０６に供給する。
【００３４】
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。
【００３５】
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除去部１０６に出力するようにしてもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、および動きボケ除去部１０６に供給する。
【００３９】
混合比算出部１０４は、入力画像、および領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合領域６３に含まれる画素に対応する混合比（以下、混合比αと称する）を算出して、算出した混合比を前景背景分離部１０５に供給する。
【００４０】
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。
【００４１】
前景背景分離部１０５は、領域特定部１０３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４から供給された混合比αを基に、前景のオブジェクトに対応する画像の成分（以下、前景の成分とも称する）のみから成る前景成分画像と、背景の成分のみから成る背景成分画像とに入力画像を分離して、前景成分画像を動きボケ除去部１０６および合成部１０７に供給する。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。
【００４２】
動きボケ除去部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。
【００４３】
動きボケ除去部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して、動きボケを除去した前景成分画像を合成部１０７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使わないこともある。
【００４４】
合成部１０７は、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、領域特定部１０３より入力された領域情報に基づいて、動きボケ除去部１０６により動きボケが除去された前景成分画像を入力された任意の背景画像と合成し、合成画像を生成して出力する。
【００４５】
次に、図７乃至図２２を参照して、画像処理部に供給される入力画像について説明する。
【００４６】
図７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（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）エリアセンサを備えたＣＣＤビデオカメラなどで構成される。現実世界における、前景に対応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応するオブジェクトと、センサとの間を、例えば、図中の左側から右側に水平に移動する。
【００４７】
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。
【００４８】
図８は、画素の配置を説明する図である。図８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。
【００４９】
図９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。
【００５０】
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。
【００５１】
画像処理部は、このようなセンサの蓄積の動作により、出力信号に埋もれてしまった有意な情報、例えば、混合比αを抽出する。画像処理部は、前景の画像オブジェクト自身が混ざり合うことによる生ずる歪みの量、例えば、動きボケの量などを調整する。また、画像処理部は、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。
【００５２】
図１０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１０Ａ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１０Ａ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。
【００５３】
図１０Ｂは、図１０Ａ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１０Ｂの横方向は、図１０Ａの空間方向Ｘに対応している。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
図１１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１１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。
【００６０】
図１２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。
【００６１】
図１２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１２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。
【００６２】
図１２における縦方向は、図中の上から下に向かって時間が経過する。図１２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１２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１２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。
【００６３】
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。
【００６４】
図１２における横方向は、図１０で説明した空間方向Ｘに対応する。より具体的には、図１２に示す例において、図１２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。
【００６５】
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。
【００６６】
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１２に示すモデル図は、図１３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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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Ｆ０１／ｖと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間／ｖに対応する前景の成分Ｆ０１／ｖと、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間／ｖに対応する前景の成分Ｆ０１／ｖとは、同じ値となる。Ｆ０２／ｖ乃至Ｆ０４／ｖも、Ｆ０１／ｖと同様の関係を有する。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
図１４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１４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１４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。
【００７５】
図１４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１４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１４において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【００７６】
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。
【００７７】
例えば、図１４中に太線枠を付した画素値Ｍは、式（１）で表される。
【００７８】
Ｍ＝Ｂ０２／ｖ＋Ｂ０２／ｖ＋Ｆ０７／ｖ＋Ｆ０６／ｖ        ・・・（１）
【００７９】
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。
【００８０】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１４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１４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１４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１４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。
【００８１】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１４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１４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１４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１４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。
【００８２】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１４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１４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１４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１４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。
【００８３】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように等速で移動すると仮定できるので、例えば、図１４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１４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１４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１４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。
【００８４】
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。
【００８５】
図１５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１５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１５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。
【００８６】
図１５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１５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１５において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【００８７】
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。
【００８８】
例えば、図１５中に太線枠を付した画素値Ｍ’は、式（２）で表される。
【００８９】
Ｍ’＝Ｆ０２／ｖ＋Ｆ０１／ｖ＋Ｂ２６／ｖ＋Ｂ２６／ｖ        ・・・（２）
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
【数１】
2004302822.tif 000003
2004302822.tif 000004
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。
【００９３】
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１５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１５中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖに対応する前景の成分に等しい。同様に、Ｆ０１／ｖは、図１５中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖに対応する前景の成分と、図１５中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【００９４】
前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で動くと仮定でき、かつ、仮想分割数が４であるので、例えば、図１５中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間／ｖの前景の成分Ｆ０２／ｖは、図１５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１５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。
【００９５】
前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で動くと仮定でき、かつ、動き量ｖが４であるので、例えば、図１５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１５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。
【００９６】
図１３乃至図１５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。
【００９７】
図１６および図１７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。
【００９８】
図１６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１６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。
【００９９】
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。
【０１００】
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１７に示す。
【０１０１】
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１７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
図１８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。
【０１０６】
図１８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。
【０１０７】
図１９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１９に示すモデルは、カバードバックグラウンド領域を含む。
【０１０８】
図１９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。
【０１０９】
例えば、図１９中のフレーム＃ｎ−１の最も左側の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなり、図１９中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１２／ｖとなる。図１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分、および図１９中の左から４番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなる。
【０１１０】
図１９中のフレーム＃ｎ−１の最も左側の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなり、図１９中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１１／ｖとなる。図１９中の左から３番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなる。
【０１１１】
図１９中のフレーム＃ｎ−１の最も左側の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１０／ｖとなり、図１９中の左から２番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１０／ｖとなる。図１９中のフレーム＃ｎ−１の最も左側の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ０９／ｖとなる。
【０１１２】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム＃ｎ−１の左から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１９中のフレーム＃ｎ−１の左から３番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間／ｖの背景の成分は、Ｂ０２／ｖとなる。図１９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。
【０１１３】
図１９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。
【０１１４】
図１９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。
【０１１５】
図１９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。
【０１１６】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１９中のフレーム＃ｎの左から５番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなり、図１９中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１２／ｖとなる。図１９中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分、および図１９中の左から８番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなる。
【０１１７】
図１９中のフレーム＃ｎの左から５番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなり、図１９中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１１／ｖとなる。図１９中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなる。
【０１１８】
図１９中のフレーム＃ｎの左から５番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１０／ｖとなり、図１９中の左から６番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１０／ｖとなる。図１９中のフレーム＃ｎの左から５番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ０９／ｖとなる。
【０１１９】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム＃ｎの左から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１９中のフレーム＃ｎの左から７番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間／ｖの背景の成分は、Ｂ０６／ｖとなる。図１９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。
【０１２０】
図１９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。
【０１２１】
図１９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。
【０１２２】
図１９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。
【０１２３】
前景に対応するオブジェクトが、剛体であり、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレームにおいて４画素右側に表示されるように移動するので、図１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から９番目の画素の、シャッタが開いて最初のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなり、図１９中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１２／ｖとなる。図１９中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分、および図１９中の左から１２番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１２／ｖとなる。
【０１２４】
図１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から９番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間／ｖの期間の前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなり、図１９中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１１／ｖとなる。図１９中の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１１／ｖとなる。
【０１２５】
図１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から９番目の画素の、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１０／ｖとなり、図１９中の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分も、Ｆ１０／ｖとなる。図１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から９番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ０９／ｖとなる。
【０１２６】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から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１９中のフレーム＃ｎ＋１の左から１１番目の画素の、シャッタが開いて最初および２番目のシャッタ時間／ｖの背景の成分は、Ｂ１０／ｖとなる。図１９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。
【０１２７】
図１９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。
【０１２８】
図２０は、図１９に示す画素値から前景の成分を抽出した画像のモデル図である。
【０１２９】
図２１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２１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。
【０１３０】
図２１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。
【０１３１】
例えば、図２１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２１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２１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２１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。
【０１３２】
図２１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２１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２１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。
【０１３３】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２１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２１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２１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。
【０１３４】
図２１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。
【０１３５】
図２１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。
【０１３６】
図２１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。
【０１３７】
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２１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２１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２１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２１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。
【０１３８】
図２１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２１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２１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。
【０１３９】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２１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２１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２１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。
【０１４０】
図２１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。
【０１４１】
図２１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。
【０１４２】
図２１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。
【０１４３】
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２１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２１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２１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２１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。
【０１４４】
図２１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２１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２１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。
【０１４５】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２１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２１中のフレーム＃ｎ＋１の左から１０番目の画素の、シャッタが開いて３番目および４番目のシャッタ時間／ｖの背景の成分は、Ｂ３４／ｖとなる。図２１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。
【０１４６】
図２１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。
【０１４７】
図２１中のフレーム＃ｎ＋１の左から１２番目の画素は、前景領域に属する。フレーム＃ｎ＋１の前景領域における、シャッタ時間／ｖの前景の成分は、Ｆ１３／ｖ乃至Ｆ１６／ｖのいずれかである。
【０１４８】
図２２は、図２１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。
【０１４９】
図６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および動きボケ除去部１０６に供給する。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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、動きボケ除去部１０６に供給する。
【０１５２】
動きボケ除去部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を除去して、動きボケを除去した前景成分画像を出力する。
【０１５３】
図２３のフローチャートを参照して、画像処理部による合成画像生成の処理を説明する。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。
【０１５４】
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および動きボケ除去部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。
【０１５５】
ステップＳ１２において、混合比算出部１０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に含まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の処理の詳細は、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。
【０１５６】
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除去部１０６に供給する。
【０１５７】
ステップＳ１４において、動きボケ除去部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除去する。動きボケの除去の処理の詳細については、後述する。
【０１５８】
ステップＳ１５において、画像処理部は、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除去の処理を繰り返す。
【０１５９】
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、ステップＳ１６において、合成部１０７は、前景成分画像と任意の背景画像を合成し、合成画像を生成して出力する。尚、合成画像の生成処理については、詳細を後述する。
【０１６０】
このように、画像処理部は、前景と背景を分離して、前景に含まれる動きボケを除去し、任意の背景画像と合成することができる。
【０１６１】
以下、領域特定部１０３、混合比算出部１０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ除去部１０６のそれぞれの構成について説明する。
【０１６２】
図２４は、領域特定部１０３の構成を示すブロック図である。図２４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。
【０１６３】
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２０１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２０３−１に供給する。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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２０２−３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。
【０１６６】
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２０２−４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。
【０１６７】
領域判定部２０３−１は、静動判定部２０２−１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。
【０１６８】
領域判定部２０３−１は、静動判定部２０２−１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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
領域判定部２０３−２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、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。
【０１７１】
領域判定部２０３−２は、静動判定部２０２−２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。
【０１７２】
領域判定部２０３−２は、このように”１”または”０”が設定された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。
【０１７３】
領域判定部２０３−２は、静動判定部２０２−２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。
【０１７４】
領域判定部２０３−２は、静動判定部２０２−２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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
領域判定部２０３−３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、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。
【０１７７】
領域判定部２０３−３は、静動判定部２０２−３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。
【０１７８】
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２０４に供給する。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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２０５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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
次に、領域特定部１０３の処理の例を図２５乃至図２９を参照して説明する。
【０１８３】
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２５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。
【０１８４】
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２６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２６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。
【０１８５】
図２６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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
図２６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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
図２７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。
【０１９１】
ここで、背景に対応するオブジェクトが静止しているので、フレーム＃ｎ−１の左から１５番目の画素の画素値は、フレーム＃ｎ−２の左から１５番目の画素の画素値から変化しない。同様に、フレーム＃ｎ−１の左から１６番目の画素の画素値は、フレーム＃ｎ−２の左から１６番目の画素の画素値から変化せず、フレーム＃ｎ−１の左から１７番目の画素の画素値は、フレーム＃ｎ−２の左から１７番目の画素の画素値から変化しない。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図２８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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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２０２−１により、静止と判定される。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
図２９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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
フレーム＃ｎの判定の対象となる画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム＃ｎ−１の画素と、フレーム＃ｎの画素とが動きと判定され、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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
図２６は、領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。図３０Ａ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３０Ｂ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。
【０２０５】
図３０Ｃ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３０Ｄ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。
【０２０６】
図３１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３１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。
【０２０７】
次に、図３２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。
【０２０８】
ステップＳ２０２において、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、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。
【０２０９】
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２０３−２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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
ステップＳ２０５において、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。
【０２１２】
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２０３−２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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
ステップＳ２０８において、静動判定部２０２−４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。
【０２１５】
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２０３−３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。
【０２１６】
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Ｓ２１０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２１１に進む。
【０２１７】
ステップＳ２１１において、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。
【０２１８】
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２０３−１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。
【０２１９】
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Ｓ２１３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ２１４に進む。
【０２２０】
ステップＳ２１４において、領域特定部１０３は、フレーム＃ｎの全ての画素について領域を特定したか否かを判定し、フレーム＃ｎの全ての画素について領域を特定していないと判定された場合、手続きは、ステップＳ２０２に戻り、他の画素について、領域特定の処理を繰り返す。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
図３３は、領域特定部１０３の構成を示すブロック図である。図３３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。
【０２２８】
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３４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３４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。
【０２２９】
図３４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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
背景画像生成部３０１が生成する、図３４の例に対応する背景画像の例を図３５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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
図３６は、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。相関値演算部３２１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。
【０２３６】
相関値演算部３２１は、例えば、図３７Ａ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３７Ｂ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、Ｙ４に対応する相関値を算出する。
【０２３７】
【数２】
2004302822.tif 000005
2004302822.tif 000006
【０２３８】
【数３】
2004302822.tif 000007
2004302822.tif 000008
【０２３９】
【数４】
2004302822.tif 000009
2004302822.tif 000010
【０２４０】
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。
【０２４１】
また、相関値演算部３２１は、例えば、図３８Ａ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３８Ｂ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和を算出するようにしてもよい。
【０２４２】
【数５】
2004302822.tif 000011
2004302822.tif 000012
【０２４３】
相関値演算部３２１は、このように算出された差分絶対値和を相関値として、しきい値処理部３２２に供給する。
【０２４４】
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ｔｈ０を使用するようにしてもよい。
【０２４５】
図３９は、図３４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。
【０２４６】
図４０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。
【０２４７】
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−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。
【０２４８】
図４１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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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３４２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。
【０２５１】
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３４２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。
【０２５２】
図４２は、図３４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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
次に、図４３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。
【０２５８】
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３７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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
図４４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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
図４５は、領域特定部１０３の他の構成を示すブロック図である。図４５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３３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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
図４６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。
【０２６８】
図４７および図４８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４７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４８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。
【０２６９】
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３８３−１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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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３８４−２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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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４５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３３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。
【０２７６】
次に、図４５に構成を示す領域特定部１０３の領域特定の処理について、図４９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Ｓ３４３の処理は、図４３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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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４４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。
【０２７９】
次に、図５０のフローチャートを参照して、図４９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Ｓ３６１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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
このように、図４５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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
図５１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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
理想的な混合比αの例を図５２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。
【０２９２】
図５２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。
【０２９３】
図５３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。
【０２９４】
【数６】
2004302822.tif 000013
2004302822.tif 000014
【０２９５】
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。
【０２９６】
Ｍ＝Ｃ０６                              ・・・（９）
Ｂ＝Ｐ０６                              ・・・（１０）
【０２９７】
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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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５４に示す。
【０３０１】
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。
【０３０２】
Ｃ＝α・Ｎ＋ｆ                              ・・・（１２）
【０３０３】
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（１２）を適用することができる。例えば、図５３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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
図５５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。
【０３０７】
【数７】
2004302822.tif 000015
2004302822.tif 000016
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。
【０３０８】
【数８】
2004302822.tif 000017
2004302822.tif 000018
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
【数９】
2004302822.tif 000019
2004302822.tif 000020
【０３１２】
結果として、βは、式（１７）で表すことができる。
【０３１３】
2004302822.tif 000021
【０３１４】
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。
【０３１５】
2004302822.tif 000022
【０３１６】
式（１８）が成立するとすれば、式（１１）は、式（１９）に示すように展開することができる。
【０３１７】
【数１０】
2004302822.tif 000023
2004302822.tif 000024
【０３１８】
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。
【０３１９】
【数１１】
2004302822.tif 000025
2004302822.tif 000026
【０３２０】
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５６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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
α＝（Ｃ−Ｎ）／（Ｐ−Ｎ）                          ・・・（２１）
α＝（Ｃ−Ｐ）／（Ｎ−Ｐ）                          ・・・（２２）
【０３２４】
図５７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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
図５８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５８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。
【０３３１】
推定混合比は、混合領域において、図５８に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわかる。
【０３３２】
図５１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。
【０３３３】
図５９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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
このように、図５９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。
【０３３８】
図６０のフローチャートを参照して、図５１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６１のフローチャートを参照して、後述する。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
図５９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６０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。
【０３４４】
次に、図６０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６１のフローチャートを参照して説明する。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
図６０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６１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。
【０３５３】
なお、図５９に示す推定混合比処理部４４２および推定混合比処理部４４３は、図６１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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
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、分離処理サーバ１１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。
【０３５６】
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。
【０３５７】
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。
【０３５８】
上述したように、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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
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（２３）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。
【０３６２】
インデックスｉ、傾きｌ、および切片ｐの関係を図６２に示す。
【０３６３】
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６２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。
【０３６４】
図６３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。
【０３６５】
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。
【０３６６】
例えば、図５３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。
【０３６７】
Ｃ０５＝α０５・Ｂ０５／ｖ＋ｆ０５                ・・・（２５）
Ｃ０６＝α０６・Ｂ０６／ｖ＋ｆ０６                ・・・（２６）
Ｃ０７＝α０７・Ｂ０７／ｖ＋ｆ０７                ・・・（２７）
【０３６８】
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。
【０３６９】
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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
2004302822.tif 000027
【０３７２】
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。
【０３７３】
ｓ＝−ｍ・Ｆｃ                              ・・・（３０）
ｔ＝−ｑ・Ｆｃ                              ・・・（３１）
ｕ＝（１−ｐ）・Ｆｃ                            ・・・（３２）
【０３７４】
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。
【０３７５】
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。
【０３７６】
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。
【０３７７】
ｆ（ｘ）＝ｉｓ＋ｕ                      ・・・（３３）
【０３７８】
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。
【０３７９】
2004302822.tif 000028
【０３８０】
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。
【０３８１】
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。
【０３８２】
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。
【０３８３】
2004302822.tif 000029
【０３８４】
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。
【０３８５】
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。
【０３８６】
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。
【０３８７】
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。
【０３８８】
ｘ＝（ｊ＋１）・３＋（ｋ＋１）                  ・・・（４４）
【０３８９】
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。
【０３９０】
【数１２】
2004302822.tif 000030
2004302822.tif 000031
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。
【０３９１】
式（４５）から、式（４６）を導くことができる。
【０３９２】
【数１３】
2004302822.tif 000032
2004302822.tif 000033
【０３９３】
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。
【０３９４】
【数１４】
2004302822.tif 000034
2004302822.tif 000035
【０３９５】
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。
【０３９６】
【数１５】
2004302822.tif 000036
2004302822.tif 000037
【０３９７】
式（４８）に式（４６）を代入すると、式（４９）を得る。
【０３９８】
【数１６】
2004302822.tif 000038
2004302822.tif 000039
【０３９９】
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。
【０４００】
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。
【０４０１】
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。
【０４０２】
例えば、図５３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。
【０４０３】
図５３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。
【０４０４】
また、例えば、図６４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。
【０４０５】
2004302822.tif 000040
【０４０６】
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（５０）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Ｂｃ１乃至Ｂｃ９が使用される。
【０４０７】
図６４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。
【０４０８】
2004302822.tif 000041
【０４０９】
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。
【０４１０】
図６５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。
【０４１１】
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５０２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５０２に供給する。
【０４１２】
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５０２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。
【０４１３】
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。
【０４１４】
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。
【０４１５】
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。
【０４１６】
図６６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６６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。
【０４１７】
推定混合比は、混合領域において、図６６に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわかる。
【０４１８】
次に、図６５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６７のフローチャートを参照して説明する。
【０４１９】
ステップＳ５２１において、足し込み部５０２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。
【０４２０】
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。
【０４２１】
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。
【０４２２】
このように、図６５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。
【０４２３】
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６７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。
【０４２４】
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。
【０４２５】
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。
【０４２６】
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。
【０４２７】
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。
【０４２８】
次に、前景背景分離部１０５について説明する。図６８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。
【０４２９】
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。
【０４３０】
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。
【０４３１】
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。
【０４３２】
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。
【０４３３】
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。
【０４３４】
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。
【０４３５】
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。
【０４３６】
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。
【０４３７】
図６９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。
【０４３８】
図６９は、表示される画像の模式図であり、図７０は、図６９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。
【０４３９】
図６９および図７０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。
【０４４０】
図６９および図７０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。
【０４４１】
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。
【０４４２】
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。
【０４４３】
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。
【０４４４】
図７１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７１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。
【０４４５】
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。
【０４４６】
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。
【０４４７】
図７２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７２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７２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。
【０４４８】
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。
【０４４９】
2004302822.tif 000042
【０４５０】
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。
【０４５１】
式（６８）を基に、フレーム＃ｎの左から１５番目の画素の前景の成分の和ｆ１５は、式（６９）で表される。
【０４５２】
2004302822.tif 000043
【０４５３】
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。
【０４５４】
ｆ１６＝Ｃ１６−α１６・Ｐ１６                          ・・・（７０）
ｆ１７＝Ｃ１７−α１７・Ｐ１７                          ・・・（７１）
【０４５５】
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。
【０４５６】
ｆｃ＝Ｃ−α・Ｐ                          ・・・（７２）
【０４５７】
Ｐは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０４５８】
図７３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７３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７３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。
【０４５９】
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。
【０４６０】
2004302822.tif 000044
【０４６１】
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。
【０４６２】
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。
【０４６３】
2004302822.tif 000045
【０４６４】
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。
【０４６５】
ｆ０３＝Ｃ０３−α３・Ｎ０３                          ・・・（７５）
ｆ０４＝Ｃ０４−α４・Ｎ０４                          ・・・（７６）
【０４６６】
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。
【０４６７】
ｆｕ＝Ｃ−α・Ｎ                          ・・・（７７）
【０４６８】
Ｎは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０４６９】
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。
【０４７０】
図７４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。
【０４７１】
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。
【０４７２】
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。
【０４７３】
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７２および図７３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。
【０４７４】
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。
【０４７５】
アンカバード領域処理部６３１の乗算器６４１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６４２に出力する。スイッチ６４２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６３４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。
【０４７６】
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。
【０４７７】
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。
【０４７８】
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。
【０４７９】
合成部６３３は、フレーム＃ｎの、演算器６４３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。
【０４８０】
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。
【０４８１】
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。
【０４８２】
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。
【０４８３】
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。
【０４８４】
図７５は、図７１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。
【０４８５】
図７５Ａは、図７１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。
【０４８６】
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。
【０４８７】
図７５Ｂは、図７１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。
【０４８８】
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。
【０４８９】
次に、図７６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。
【０４９０】
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。
【０４９１】
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。
【０４９２】
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。
【０４９３】
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。
【０４９４】
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。
【０４９５】
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。
【０４９６】
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。
【０４９７】
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。
【０４９８】
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。
【０４９９】
次に、前景成分画像の動きボケの除去について説明する。
【０５００】
図７７は、動きボケ除去部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８０４に供給される。
【０５０１】
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。
【０５０２】
処理単位決定部８０１が生成する処理単位は、図７８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。
【０５０３】
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７９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。
【０５０４】
例えば、処理単位に対応する画素の数が１２でありシャッタ時間内の動き量ｖが５であるときにおいては、モデル化部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。
【０５０５】
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。
【０５０６】
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。
【０５０７】
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７９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。
【０５０８】
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。
【０５０９】
2004302822.tif 000046
【０５１０】
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。
【０５１１】
2004302822.tif 000047
【０５１２】
式（９０）乃至式（１０１）は、式（１０２）として表すこともできる。
【０５１３】
【数１７】
2004302822.tif 000048
2004302822.tif 000049
【０５１４】
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。
【０５１５】
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。
【０５１６】
【数１８】
2004302822.tif 000050
2004302822.tif 000051
【０５１７】
式（１０３）において、ｅｊは、注目画素Ｃｊに含まれる誤差である。
【０５１８】
式（１０３）は、式（１０４）に書き換えることができる。
【０５１９】
【数１９】
2004302822.tif 000052
2004302822.tif 000053
【０５２０】
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。
【０５２１】
【数２０】
2004302822.tif 000054
2004302822.tif 000055
【０５２２】
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。
【０５２３】
【数２１】
2004302822.tif 000056
2004302822.tif 000057
【０５２４】
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。
【０５２５】
【数２２】
2004302822.tif 000058
2004302822.tif 000059
【０５２６】
式（１０７）を展開して、移項すると、式（１０８）を得る。
【０５２７】
【数２３】
2004302822.tif 000060
2004302822.tif 000061
【０５２８】
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。
【０５２９】
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。
【０５３０】
【数２４】
2004302822.tif 000062
2004302822.tif 000063
【０５３１】
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。
【０５３２】
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。
【０５３３】
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。
【０５３４】
足し込み部８０４は、処理単位決定部８０１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。
【０５３５】
演算部８０５は、掃き出し法（Ｇａｕｓｓ−Ｊｏｒｄａｎの消去法）などの解法に基づく処理により、動きボケが除去された前景成分Ｆｉ／ｖを算出して、動きボケが除去された前景の画素値である、０乃至８の整数のいずれかのｉに対応するＦｉを算出して、図８０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出力する。
【０５３６】
なお、図８０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。
【０５３７】
このように、動きボケ除去部１０６は、選択信号および動きボケ調整量ｖ’を基に、動きボケの量を除去することができる。
【０５３８】
次に、図８１のフローチャートを参照して、動きボケ除去部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。
【０５３９】
ステップＳ８０１において、動きボケ除去部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。
【０５４０】
ステップＳ８０２において、動きボケ除去部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Ｓ８０３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。
【０５４１】
ステップＳ８０４において、足し込み部８０４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８０４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。
【０５４２】
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８０４から供給された画素値が設定された正規方程式を基に、動きボケの量を除去した前景の画素値を算出して、処理は終了する。
【０５４３】
このように、動きボケ除去部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除去することができる。
【０５４４】
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。
【０５４５】
図８２は、動きボケ除去部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９０１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。
【０５４６】
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。
【０５４７】
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８３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。
【０５４８】
例えば、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。
【０５４９】
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。
【０５５０】
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。
【０５５１】
図８３乃至図８５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。
【０５５２】
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。
【０５５３】
画素値Ｃ１２およびＣ１１に注目すると、画素値Ｃ１２は、式（１１０）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（１１１）で求めることができる。
【０５５４】
Ｆ０８／ｖ＝Ｃ１２                              ・・・（１１０）
Ｆ０７／ｖ＝Ｃ１１−Ｃ１２                          ・・・（１１１）
【０５５５】
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（１１２）乃至式（１１７）により求めることができる。
【０５５６】
Ｆ０６／ｖ＝Ｃ１０−Ｃ１１                          ・・・（１１２）
Ｆ０５／ｖ＝Ｃ０９−Ｃ１０                          ・・・（１１３）
Ｆ０４／ｖ＝Ｃ０８−Ｃ０９                          ・・・（１１４）
Ｆ０３／ｖ＝Ｃ０７−Ｃ０８＋Ｃ１２                      ・・・（１１５）
Ｆ０２／ｖ＝Ｃ０６−Ｃ０７＋Ｃ１１−Ｃ１２                  ・・・（１１６）
Ｆ０１／ｖ＝Ｃ０５−Ｃ０６＋Ｃ１０−Ｃ１１                  ・・・（１１７）
【０５５７】
方程式生成部９０３は、式（１１０）乃至式（１１７）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９０３は、生成した方程式を演算部９０４に供給する。
【０５５８】
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（１１０）乃至式（１１７）が方程式生成部９０３から供給されたとき、式（１１０）乃至式（１１７）に画素値Ｃ０５乃至Ｃ１２を設定する。
【０５５９】
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（１１０）乃至式（１１７）に基づく演算により、図８４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。
【０５６０】
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９０５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８５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。
【０５６１】
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出力する。
【０５６２】
このように、動きボケ除去部１０６は、選択信号および動きボケ調整量ｖ’を基に、動きボケの量を除去することができる。
【０５６３】
次に、図８２に構成を示す動きボケ除去部１０６による前景の動きボケの除去の処理を図８６のフローチャートを参照して説明する。
【０５６４】
ステップＳ９０１において、動きボケ除去部１０６の処理単位決定部９０１は、動きベクトルおよび領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単位をモデル化部９０２および補正部９０５に供給する。
【０５６５】
ステップＳ９０２において、動きボケ除去部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Ｓ９０３において、方程式生成部９０３は、選択または生成されたモデルを基に、前景成分画像の画素値の差により前景の成分を算出するための方程式を生成する。
【０５６６】
ステップＳ９０４において、演算部９０４は、作成された方程式に前景成分画像の画素値を設定し、画素値が設定された方程式を基に、画素値の差分から前景の成分を抽出する。ステップＳ９０５において、演算部９０４は、処理単位に対応する全ての前景の成分を抽出したか否かを判定し、処理単位に対応する全ての前景の成分を抽出していないと判定された場合、ステップＳ９０４に戻り、前景の成分を抽出の処理を繰り返す。
【０５６７】
ステップＳ９０５において、処理単位に対応する全ての前景の成分を抽出したと判定された場合、ステップＳ９０６に進み、補正部９０５は、動き量ｖを基に、演算部９０４から供給された前景の成分Ｆ０１／ｖ乃至Ｆ０８／ｖのそれぞれを補正して、動きボケを除去した前景の画素値Ｆ０１乃至Ｆ０８を算出する。
【０５６８】
ステップＳ９０７において、補正部９０５は、動きボケを除去した前景の画素値を算出して、出力し、処理は終了する。
【０５６９】
このように、図８２に構成を示す動きボケ除去部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除去することができる。
【０５７０】
ウィナー・フィルタなど従来の動きボケを部分的に除去する手法が、理想状態では効果が認められるが、量子化され、ノイズを含んだ実際の画像に対して十分な効果が得られないのに対し、図８２に構成を示す動きボケ除去部１０６においては、量子化され、ノイズを含んだ実際の画像に対しても十分な効果が認められ、精度の良い動きボケの除去が可能となる。
【０５７１】
次に、図８７を参照して、合成部１０７の構成について説明する。
【０５７２】
輪郭抽出部１００１は、動きボケ除去部１０６より入力されてくる動きボケが除去された前景成分画像の輪郭となる画素の情報を抽出し輪郭平滑化部１００２に出力する。
【０５７３】
輪郭平滑化部１００２は、輪郭抽出部１００１より供給されてくる動きボケが除去された前景成分画像の輪郭部の画素（輪郭を形成する画素）の情報に基づいて、輪郭部の画素の画素値を平滑化して空間混合比生成部１００３に供給する。
【０５７４】
すなわち、動きボケが除去された前景成分画像は、混合比が１の画像である。この混合比が１である前景成分画像の輪郭部分は、図８８の実線（太線）で示されるような、画素単位の階段状の形状となる。
【０５７５】
そこで、輪郭平滑化部１００２は、この階段状の輪郭部分の各画素について、端部となる１辺の中央部の各点（例えば、図中の点Ｂ１乃至Ｂ６）毎に、その点を通る直線を回帰法により求めて、輪郭部分を直線近似することにより、例えば、図８８の点線で示されるような線分により、輪郭を平滑化する。
【０５７６】
すなわち、図８８においては、前景成分画像の輪郭を形成する各画素の（輪郭の）端部の１辺の中央の各点Ｂ１乃至Ｂ６のそれぞれを通る直線を設定し、その直線の傾きを回帰法（最小自乗法）により求め、前景成分画像の輪郭を平滑化する。図８８においては、各点Ｂ１乃至Ｂ６に対応する線分ＯＰ，ＰＱ，ＱＲ，ＲＳ，ＳＴ，ＴＵが点線で示されている。結果として、前景成分画像の輪郭は、階段状の断面から、滑らかな断面（９０度以上の鈍角からなる面）へと変化している。
【０５７７】
尚、輪郭平滑化部１００２による平滑化は、上述したように回帰法により求められる直線を用いて求めるのみならず、例えば、スプライン近似や多項式近似により輪郭を平滑化するようにしてもよい。
【０５７８】
空間混合比生成部１００３は、輪郭平滑化部１００２より供給された、平滑化されている前景成分画像の輪郭に基づいて、輪郭部周辺の画素の空間混合比を算出し、前景成分画像スムージング部１００４、および、領域情報調整部１００６に出力する。すなわち、空間混合比生成部１００３は、図８９で示されるように、点線で示される平滑化された前景成分画像の輪郭形状から、対応する画素の空間的な混合比を求める。空間混合比とは、画素内で生じる混合比のことであり、これまで扱ってきた混合比は、これに対して、時間的に生じる混合であるので以降においては、時間混合比とも称する。
【０５７９】
例えば、図８９で示されるように、太線の実線が元々の輪郭であって、細線で囲まれる正方形が輪郭付近の画素であるものとすると、元々の輪郭の図中左部分が前景成分画像であるものとすれば、従来の前景成分画像は、空間的には、図中の太線で示された輪郭の周辺の画素の空間混合比は前景成分画像の輪郭となる画素が１、今の場合、その前景成分画像の輪郭となる画素の右隣に存在する画素の空間混合比は０となっているはずである。尚、図８９においては、前景成分画像の領域については、斜線部で示されており、それ以外の部分、すなわち、背景成分画像の領域は、無地で示されている。
【０５８０】
空間混合比生成部１００３は、この空間混合比を平滑化された輪郭形状に合わせて求める。すなわち、元々の前景成分画像の輪郭は、図８９で示される太線であり、太線の図中左側の斜線で示される領域である。そして、その斜線部の領域の混合比が１であり、太線より右側の領域が前景成分画像ではない領域（背景成分画像が付加される背景領域）、すなわち、画像を合成するときの混合比が０となる領域である。
【０５８１】
しかしながら、前景成分画像の領域は、平滑化されることにより、図８９（図８８も同じ）で示される点線のように平滑化されている。そこで、空間混合比生成部１００３は、この平滑化された輪郭の情報に基づいて、輪郭を形成する線が跨いでいる領域に存在する各画素について、前景成分画像の占める各画素の面積の割合から空間混合比を求める。
【０５８２】
すなわち、各画素の面積が１であるとすると、図９０で示されるように、図中最上部左側の画素（輪郭となる端部の１辺の中央の点Ｂ１を有する画素）は、点線により示される輪郭により、斜線部で示される前傾成分画像となる領域の面積が、略０．７となるので、空間混合比は、０．７となる。同様に、図中の最上部右側の画素（輪郭となる端部の１辺の中央の点Ｂ１を共有する画素）は、点線により示される輪郭により、斜線部で示される前傾成分画像となる領域の面積が、略０．３となるので空間混合比は、０．３となる。同様にして、図中上から２段目の点Ｂ２を共有する２画素の空間混合比は、それぞれの斜線部の面積に応じて、左から０．９と０．１であり、図中上から３段目の点Ｂ３を共有する２画素の空間混合比は、左から０．８と０．２であり、図中上から４段目の点Ｂ４を共有する２画素の空間混合比は、左から０．９と０．１であり、図中上から５段目の点Ｂ５を共有する２画素の空間混合比は、左から０．７と０．３であり、さらに、図中上から６段目の点Ｂ６を共有する２画素、および、さらに左側の画素からなる３画素の空間混合比は、左から０．９５、０．６５、および０．３である。
【０５８３】
前景成分画像スムージング部１００４は、空間混合比生成部１００３より供給された空間混合比に基づいて、前景成分画像をスムージングして動きボケ付加部１００５に出力する。すなわち、前景成分画像スムージング部１００４は、平滑化された前景成分画像の輪郭に対応した空間混合比に基づいて前景成分画像の輪郭部をスムージングする。より詳細には、前景成分画像スムージング部１００４は、入力された前景成分画像の各画素に対して、対応する空間混合比を乗じて、画素値を調整し、全体として前景成分画像の輪郭をスムージングする。
【０５８４】
このように、平滑化された輪郭を用いることにより各画素の混合比は、これまで１および０の２値による表現から平滑化された輪郭に合わせて、空間混合比が考慮された値となり、前景成分画像の占める面積の割合に応じた値が設定される。結果として、前景成分画像が、この空間混合比に応じて、スムージングされることにより、これまで画素単位でしか表現することのできなかった前景成分画像の輪郭を画素以下のサイズまで考慮した処理を実行することが可能となる。
【０５８５】
尚、前景成分画像の輪郭がスムージングされることにより、前景成分画像の領域（前景成分画像の空間混合比が０以外となる画素の領域）は、水平方向、または、垂直方向に数画素分増えることになる。また、同様にして、背景成分画像を含む画素の領域も増えるようにしてもよい。
【０５８６】
動きボケ付加部１００５は、動き検出部１０２より供給される動きベクトルの情報に基づいて、前景成分画像スムージング部１００４により、その輪郭がスムージングされた前景成分画像に動きボケを付加し、時間混合比算出部１００７、混合領域画像合成部１００９、および、画像合成部１０１０に出力する。
【０５８７】
すなわち、動きボケ付加部１００５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９１に示すように、動きボケ付加部１００５は、動きボケが除去された前景の画素値Ｆｉを動きボケ調整量ｖ’で除すことにより、前景成分Ｆｉ／ｖ’を算出して、前景成分Ｆｉ／ｖ’の和を算出して、動きボケの量が調整された画素値を生成する。例えば、動きボケ調整量ｖ’が３のとき、画素値Ｃ０２は、（Ｆ０１）／ｖ’とされ、画素値Ｃ０３は、（Ｆ０１＋Ｆ０２）／ｖ’とされ、画素値Ｃ０４は、（Ｆ０１＋Ｆ０２＋Ｆ０３）／ｖ’とされ、画素値Ｃ０５は、（Ｆ０２＋Ｆ０３＋Ｆ０４）／ｖ’とされる。
【０５８８】
また、例えば、図９２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、動きボケ付加部１００５は、式（１１８）に示す行列の式を生成する。
【０５８９】
【数２５】
2004302822.tif 000064
2004302822.tif 000065
【０５９０】
動きボケ付加部１００５は、このように処理単位の長さに対応した数の式を立てて、動きボケの量が調整された画素値であるＦｉを算出する。同様に、例えば、処理単位に含まれる画素の数が１００あるとき、１００個の画素に対応する式を生成して、Ｆｉを算出する。
【０５９１】
領域情報調整部１００６は、領域特定部１０３より供給された領域情報を、空間混合比生成部１００３より供給される空間混合比の情報に基づいて調整し、調整した領域情報を時間混合比算出部１００７、および、画像合成部１０１０に出力する。すなわち、上述したように前景成分画像の輪郭をスムージングすることにより新たに生成された空間混合比により前景成分画像の領域は、広がることになるため、領域情報調整部１００６は、前景成分画像の輪郭部分の領域が対応して広がるように領域情報を調整する。
【０５９２】
時間混合比算出部１００７は、図６の混合比算出部１０４と同様のものであり、動きボケが付加された前景成分画像と、領域情報調整部１００６より供給される領域情報に基づいて、スムージングされた前景成分画像に対応した時間混合比の情報を背景成分生成部１００８に供給する。
【０５９３】
背景成分生成部１００８は、時間混合比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１００９に供給する。
【０５９４】
混合領域画像合成部１００９は、背景成分生成部１００７から供給された背景成分画像と前景成分画像との混合領域の画像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１０１０に供給する。
【０５９５】
画像合成部１０１０は、領域情報調整部１００６より供給される領域情報を基に、動きボケ付加部１００５により動きボケが付加された前景成分画像、混合領域画像合成部１００９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。
【０５９６】
次に、図９３のフローチャートを参照して、図２３のステップＳ１６の処理に対応する、図８７の合成部１０７による画像の合成の処理について説明する。
【０５９７】
ステップＳ９２１において、輪郭抽出部１００１は、動きボケ除去部１０６より入力されてくる動きボケが除去された前景成分画像の輪郭となる画素の情報を抽出し、輪郭平滑化部１００２に出力する。すなわち、輪郭抽出部１００１は、例えば、図８９で示される点Ｂ１乃至Ｂ６を有する画素、および、その近傍の画素の情報を抽出し、輪郭平滑化部１００２に出力する。
【０５９８】
ステップＳ９２２において、輪郭平滑下部１００２は、輪郭抽出部１００１より供給されてくる動きボケが除去された前景成分画像の輪郭部分の画素の情報に基づいて、輪郭部を平滑化して空間混合比生成部１００３に供給する。すなわち、輪郭部分の画素の情報に基づいて、輪郭平滑下部１００２は、この階段状の輪郭部分の各画素について、端部となる１辺の中央部の各点（例えば、図中の点Ｂ１乃至Ｂ６）毎に回帰直線を求めて、輪郭部分を直線近似することにより、例えば、図８８の点線で示されるような線分により、輪郭を平滑化する。すなわち、図８８においては、前景成分画像の輪郭を形成する各画素の（輪郭の）端部の１辺の中央の各点Ｂ１乃至Ｂ６のそれぞれを通る直線を設定し、その直線の傾きを回帰法（最小自乗法）により求め、各点Ｂ１乃至Ｂ６に対応する線分ＯＰ，ＰＱ，ＱＲ，ＲＳ，ＳＴ，ＴＵを点線で示している。
【０５９９】
より詳細には、輪郭平滑下部１００２は、例えば、各点Ｂ１乃至Ｂ６の各点に対応する直線を以下の式（１１９）で示されるような関数として定義し、その傾きを回帰法（最小自乗法）により求める。
【０６００】
2004302822.tif 000066
【０６０１】
尚、ここで、（ｘ，ｙ）は、各点Ｂ１乃至Ｂ６の座標であり、Ａは、その傾きである。また、上述の式（１１９）の原点は、求めようとする直線が通る上述の点Ｂ１乃至Ｂ６の位置であるものとする。従って、例えば、求めようとする直線が点Ｂ１を通る線分ＯＰに対応するものである場合、原点は点Ｂ１の位置であり、同様にして、直線が点Ｂ２を通る線分ＰＱに対応するものである場合、原点は点Ｂ２であるものとする。従って、点Ｂ１乃至Ｂ６の座標は、求める直線の通る点の位置により変化する。
【０６０２】
最小自乗法は、以下の式（１２０）により定義される、設定された傾きＡにより得られるｙ’と、実際のｙとの差分自乗和Ｑが最小となる傾きＡを求める方法である。
【０６０３】
【数２６】
2004302822.tif 000067
2004302822.tif 000068
【０６０４】
式（１２０）で示される差分自乗和Ｑは、２次関数であるので、変数Ａ（傾きＡ）について下に凸の曲線となるため、傾きＡが最小となるＡｍｉｎが最小自乗法の解となる。
【０６０５】
式（１２０）で示される差分自乗和Ｑは、変数Ａで微分されると、以下に示す式（１２１）で示される（Ｒｏｕｄ  ｄＱ）／（Ｒｏｕｄ  ｄＡ）となる。
【０６０６】
【数２７】
2004302822.tif 000069
2004302822.tif 000070
【０６０７】
式（１２１）が、０となるＡが差分自乗和Ｑの最小値をとるＡｍｉｎとなるので、式（１２１）が０となるときの式を展開することにより、以下の式（１２２）で傾きＡが求められることになる。
【０６０８】
【数２８】
2004302822.tif 000071
2004302822.tif 000072
【０６０９】
上述の式（１２２）は、いわゆる、１変数（傾きＡ）の正規方程式となる。
【０６１０】
このようにして、得られた傾きＡにより各点の線分となる直線（図８９中の点線により示される各線分）が求められ、各点に対応する線分が前景成分画像の輪郭を平滑化する。尚、平滑化の手法は、回帰法（最小自乗法）により各点に対応する線分を求めるのみならず、各点を用いてスプライン近似により得られる曲線を用いてもよいし、多項式近似により輪郭となる曲線を求めるようにしてもよい。
【０６１１】
ステップＳ９２３において、空間混合比生成部１００３は、輪郭平滑化部１００２より供給された平滑化された輪郭情報に基づいて、空間混合比を求める。すなわち、上述したように、図８８の太線で示された階段状の輪郭が図８９の点線で示されるように平滑化された輪郭に基づいて、輪郭近傍の各画素上の前景成分画像の面積に対応して、図９０で示されるように、輪郭近傍の画素の空間混合比を求めて前景成分画像スムージング部１００７、および、領域情報調整部１００６に出力する。
【０６１２】
ステップＳ９２４において、前景成分画像スムージング部１００４は、動きボケが除去された前景成分画像を、空間混合比生成部１００３より供給された、前景成分画像の輪郭部分の画素の空間混合比の情報に基づいて、スムージング処理を施し、スムージングした前景成分画像を動きボケ付加部１００５に出力する。すなわち、前景成分画像スムージング部１００４は、空間混合比を前景成分画像の各画素（実際には、輪郭を形成する画素のみ）の画素値に空間混合比を乗じて、前景成分画像の輪郭をスムージングする。
【０６１３】
ステップＳ９２５において、動きボケ付加部１００５は、図９１，図９２で示して、上述したようにスムージングされた前景成分画像に、動き検出部１０２より供給される動きベクトルに基づいて動きボケを付加することにより、入力画像に元々含まれていた動きボケを付加して、時間混合比算出部１００７、混合領域画像合成部１００９、および、画像合成部１０１０に出力する。
【０６１４】
ステップＳ９２６において、領域情報生成部１００６は、領域特定部１０３より供給された領域情報を、空間混合比生成部１００３より供給される空間混合比の情報に基づいて調整し、調整した領域情報を時間混合比算出部１００７、および、画像合成部１０１０に出力する。すなわち、上述したように前景成分画像の輪郭をスムージングすることにより新たに生成された空間混合比により前景成分画像の領域は、平滑化された輪郭となる線分が通る画素にまで広がることになるため、領域情報調整部１００６は、前景成分画像の輪郭部分の領域が広がるように調整する。
【０６１５】
ステップＳ９２７において、時間混合比算出部１００７は、図６の混合比算出部１０４と同様に、動きボケが付加された前景成分画像と、領域情報調整部１００６より供給される領域情報に基づいて、入力される任意の背景画像から背景成分画像を生成し、混合領域画像合成部１００９に供給する。
【０６１６】
ステップＳ９２８において、背景成分生成部１００８は、時間混合比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１００９に供給する。
【０６１７】
ステップＳ９２９において、混合領域画像合成部１００９は、背景成分生成部１００７から供給された背景成分画像と動きボケが付加された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１０１０に供給する。
【０６１８】
画像合成部１０１０は、領域情報調整部１００６より供給される領域情報を基に、動きボケ付加部１００５により動きボケが付加された前景成分画像、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。
【０６１９】
以上の処理により、前景成分画像の輪郭部分が画素単位で形成された輪郭ではなく、空間混合比を考慮して、スムージングした前景成分画像が合成されるため、図９４で示される混合比のように、階段状の前景成分画像の空間の連続性が考慮された、違和感のない合成画像を生成することが可能となる。尚、図９４では、白色が前景成分画像の混合比１を示し、黒色が前景成分画像の混合比０、すなわち、前景成分画像以外の領域（例えば、背景成分画像の領域）を示している。従って、白、および、黒の中間色は、混合領域であることを示しており、黒色に近い部分ほど混合比が高いことが示されている。
【０６２０】
また、図９５は、図９４上の前景成分画像の画素と背景成分画像の画素の混合比に基づいて、合成された画像の画素値の分布を示したものであり、水平方向と垂直方向の座標位置上の画素値の分布が示されている。高いところほど画素値が高いことを示している。
【０６２１】
図９５で示されるように、以上の処理により、前景成分画像と背景成分画像の境界付近は、滑らかに画素値が変化している。このため、合成された画像には、混合領域においても破綻が生じることなく、見た目にも自然な合成画像が生成されていることが示されている。
【０６２２】
結果として、図９６で示されているような前景成分画像と背景成分画像が、より自然な状態で合成された合成画像を生成することが可能となる。尚、図９６においては、図中下部で示されるように、略左部が前景成分画像であり、略右部が背景成分画像となっている。
【０６２３】
以上においては、前景成分画像の輪郭を形成する画素の空間混合比を、前景成分画像の輪郭を平滑化して、輪郭の画素上の面積の割合に応じた空間混合比を求めることによりスムージングし、前景成分画像と背景成分画像を見た目に自然に合成させる例について説明してきたが、前景成分画像の輪郭となる端部の画素は、上述したように空間的に前景成分画像と背景成分画像が混合していることが多い。そこで、前景成分画像の輪郭を形成する画素については、空間的に前景成分画像と背景成分画像が混合しているものとし、端部以外の画素より外挿補間により空間混合比を求めるようにしてもよい。
【０６２４】
図９７は、前景成分画像の輪郭を形成する画素については、空間的に前景成分画像と背景成分画像が混合しているものとし、端部以外の画素より外挿補間により空間混合比を求めるようにした合成部１０７の構成を示している。
【０６２５】
尚、図８７で示した構成と同一のものについては、同一の番号を付して適宜説明は省略するものとする。
【０６２６】
図９７の合成部１０７は、図８７の合成部１０７と基本的に同様の機能を果たすものであるが、輪郭抽出部１００１、輪郭平滑化部１００２、および空間混合比生成部１００３に代えて、輪郭近傍画素抽出部１１０１、外挿補間部１１０２および、空間混合比生成部１１０３が設けられており、さらに、領域情報調整部１００６が削除されていることが異なる。
【０６２７】
輪郭近傍画素抽出部１１０１は、入力された動きボケが除去された前景成分画像（動きボケのない前景画像）の輪郭となる端部とその付近の画素の情報を抽出し、外挿補間部１１０２に供給する。
【０６２８】
外挿補間部１１０２は、輪郭近傍画素抽出部１１０１より供給された前景成分画像の輪郭とその近傍の画素に基づいて、前景成分画像の輪郭を形成する画素の前景成分画像のみからなる画素値を外挿補間により求めて、求められた前景成分画像の輪郭を形成する画素の情報と、輪郭の近傍の画素を空間混合比生成部１１０３に供給する。
【０６２９】
すなわち、前景成分画像の画素値と、背景成分画像の画素値が図９８の図中左部で示されるような場合、対応する空間混合比は、図９８の右部で示されるように、前景成分画像の画素が存在する領域は１となり背景成分画像の領域は０となる。これは、前景成分画像の輪郭を形成する画素に空間的な混合が生じていないことが前提となったものであり、図９８の右部で示される前景成分画像の輪郭を形成する画素には、背景成分画像の成分を含まない（混合が生じていないこと）が前提となっている。尚、図９８の左部においては、左から３番目までの縦棒が前景成分画像の画素の画素値のレベルを示しており、右から２番目までの縦棒が背景成分画像の画素の画素値のレベルを示している。従って、左から３番目の縦棒が前景成分画像の輪郭を形成する端部の画素である。
【０６３０】
しかしながら、前景成分画像の輪郭を形成する画素は、図８８で示されるように、画素内で輪郭（エッジ）が生じることが多く、実際には、前景成分画像と背景成分画像が混合しているものと考えられる。
【０６３１】
外挿補間部１１０２は、前景成分画像の輪郭を形成する端部の画素の画素値を、その端部近傍の画素を用いた外挿補間により前景成分画像の輪郭を形成する端部の、前景成分画像の成分のみからなる画素値を求める（推定する）。例えば、図９９の左部で示されるように、前景成分画像の画素が左から３画素連続して、水平方向、または、垂直方向に並んでいるものとする。
【０６３２】
このとき、図９９の左部の左から３番目の画素に対応する縦棒で示される画素のレベルは、前景成分画像と背景成分画像が空間的に混合している画素値であり、左から２番目までの画素のレベルは、前景成分画像のみのレベルであるので、前景成分画像の輪郭を形成する画素（図９９右部の左から３番目の画素）の本来の画素値（前景成分画像だけの画素値）は、図９９中の右上部の左から２番目までの画素値に基づいて外挿補間された値（外挿補間により推定された値）である。
【０６３３】
より詳細には、外挿補間部１１０２は、前景成分画像の輪郭を形成する複数の画素（例えば、図９９の右上部左から２番目までの画素）の画素値から図９９中の右上部の点線で示された直線に相当する関数を求めると共に、その関数を用いて前景成分画像の輪郭を形成する画素（図９９中の右上部の左から３番目の画素）の前景成分画像のみからなる画素値を求める。尚、図９９の右上部においては、黒色で塗られた縦棒が、入力された前景成分画像の画素値（前景成分画像と背景成分画像が空間的に混合している画素の画素値）を示し、黒色と灰色の領域を合計した縦棒が外挿補間により求められた前景成分画像のみの画素値（推定画素値）を示している。
【０６３４】
尚、外挿補間に用いられる前景成分画像の輪郭を形成する画素の近傍画素は、輪郭を形成する画素から見て、後述する動きボケを付加する処理において、付加される動きの方向に隣接する画素が用いられる。このようにすることで、前景成分画像を構成する画素間の連続性が保たれるので、前景成分画像により自然な動きボケを付加することが可能となり、さらに、任意の背景画像と合成することで、より自然な合成画像を生成することが可能となる。また、外挿補間するために求められる関数を求める際、外挿補間部１１０２は、前景成分画像の輪郭を形成する画素の近傍の２画素を用いて求めるように説明してきているが、２画素以上の画素を用いるようにしてもよい。
【０６３５】
空間混合比生成部１１０３は、入力された前景成分画像の輪郭を形成する画素の外挿補間により求められた画素値を用いて、輪郭を形成する画素の空間混合比を生成し前景成分画像スムージング部１００４に出力する。
【０６３６】
すなわち、空間混合比生成部１１０３は、外挿補間により求められた前景成分画像の輪郭を形成する画素に対する入力された前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値の割合を求め、これを空間混合比として前景成分画像スムージング部１００４に出力する。
【０６３７】
より詳細には、図９９の右上部の左から３番目の画素の画素値の黒色と灰色で塗られた部分で示されている画素値（外挿補間により求められた画素値）をＰｐとし、黒色のみが塗られた部分で示される画素値（入力された前景成分画像の画素値）をＰｒとするとき、空間混合比生成部１１０３は、空間混合比としてＰｒ／Ｐｐを求める。
【０６３８】
このような処理により、空間混合が考慮された空間混合比は、図９９の右下部で示されるような分布となる。すなわち、左から２番目までの画素の空間混合比は１であり、左から３番目の画素の混合比は、Ｐｒ／Ｐｐとなり、さらに、左から４，５番目の画素の空間混合比は０となる。
【０６３９】
次に、図１００のフローチャートを参照して、図９７の合成部１０７による画像の合成の処理について説明する。尚、図１００のステップＳ９４４乃至Ｓ９４９の処理は、図９３のフローチャートを参照して説明したステップＳ９２４，Ｓ９２５，９２７乃至９３０の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０６４０】
ステップＳ９４１において、輪郭近傍画素抽出部１１０１は、入力された前景成分画像より、その輪郭を形成している画素とその近傍の画素を抽出して、外挿補間部１１０２に出力する。
【０６４１】
すなわち、輪郭近傍画素抽出部１１０１は、例えば、図９９を参照して説明したように、図９９の左部の左から３番目の画素は、前景成分画像の輪郭を形成する画素となるので、その画素そのものと、左から２番目までの画素を、前景成分画像の輪郭を形成する画素の近傍の画素として抽出する。輪郭近傍画素抽出部１１０１は、このような処理を、前景成分画像の輪郭を形成している全ての画素について実行し、抽出した輪郭を形成する画素と、その近傍の画素の情報を外挿補間部１１０２に出力する。
【０６４２】
ステップＳ９４２において、外挿補間部１１０２は、輪郭近傍画素抽出部１１０１より供給される前景成分画像の輪郭を形成する画素と、その近傍の画素の画素値の情報に基づいて、輪郭を形成する画素を外挿補間により生成する。
【０６４３】
すなわち、外挿補間部１１０２は、例えば、図９９の右上部の左から１，２番目の画素を前景成分画像の輪郭を形成する画素の近傍の画素として用い、例えば、最小自乗法により、図９９の右上部の点線で示されるような近傍画素の画素値の変化を直線近似し、さらに、近似により求められた直線を用いて外挿補間することにより、図９９の右上部の黒色と灰色に塗りつぶされた領域からなる縦棒からなる画素値を、前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値として求めて（推定して）、輪郭近傍画素抽出部１１０１より供給された入力された、前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値と共に空間混合比生成部１１０３に供給する。
【０６４４】
ステップＳ９４３において、空間混合比生成部１１０３は、外挿補間により求められた、前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値に対する、入力された前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値の割合を空間混合比として、全ての前景成分画像の輪郭を形成する画素毎に求めて、前景成分画像スムージング部１００４に出力する。
【０６４５】
すなわち、空間混合比生成部１１０３は、上述したように、図９９の右上部の左から３番目の画素の画素値の黒色と灰色で塗られた部分で示されている画素値（外挿補間により求められた画素値）をＰｐとし、黒色のみが塗られた部分で示される画素値（入力された前景成分画像の画素値）をＰｒとするとき、空間混合比生成部１１０３は、Ｐｒ／Ｐｐを空間混合比として求めて出力する。
【０６４６】
このような処理により、空間混合が考慮された空間混合比は、図９９の右下部で示されるように、左から２番目までの画素の空間混合比は１となり、左から３番目の画素の混合比は、Ｐｒ／Ｐｐとなり、さらに、左から４，５番目の画素の空間混合比は０となる。
【０６４７】
以上によれば、画素単位で前景成分画像の輪郭を表現することにより生じていた階段状の破綻現象は、空間混合比が考慮されるので、輪郭を形成する画素の画素値を正確に表現することができ、前景成分画像と任意の背景成分画像を合成しても、見た目に自然な合成画像を生成することが可能となる。
【０６４８】
なお、センサは、ＣＣＤに限らす、固体撮像素子である、例えば、ＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ  Ｂｒｉｇａｄｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）、またはＣＰＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｉｍｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）などのセンサでもよく、また、検出素子がマトリックス状に配置されているセンサに限らず、検出素子が１列に並んでいるセンサでもよい。
【０６４９】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【０６５０】
図１０１は、図６の画像処理部の電気的な内部構成をソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの一実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのＣＰＵ２００１は、パーソナルコンピュータの全体の動作を制御する。また、ＣＰＵ２００１は、バス２００４および入出力インタフェース２００５を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部２００６から指令が入力されると、それに対応してＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２００２に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、ＣＰＵ２００１は、ドライブ２０１０に接続された磁気ディスク２０２１、光ディスク２０２２、光磁気ディスク２０２３、または半導体メモリ２０２４から読み出され、記憶部２００８にインストールされたプログラムを、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２００３にロードして実行する。これにより、上述した図６の画像処理部の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、ＣＰＵ２００１は、通信部２００９を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。
【０６５１】
プログラムが記録されている記録媒体は、図１０１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２０２１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク２０２２（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）を含む）、光磁気ディスク２０２３（ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｃ）を含む）、もしくは半導体メモリ２０２４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ＲＯＭ２００２や、記憶部２００８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０６５２】
尚、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含むものである。
【０６５３】
【発明の効果】
本発明によれば、前景成分画像と任意の背景成分画像を見た目に自然な画像として合成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の合成画像を示す図である。
【図２】従来の合成画像の画素値の分布を示す図である。
【図３】従来の合成画像の混合比を示す図である。
【図４】従来の合成画像の前景成分画像と背景成分画像の画素単位の関係を示す図である。
【図５】本来の合成画像の前景成分画像と背景成分画像の画素単位の関係を示す図である。
【図６】画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図７】センサによる撮像を説明する図である。
【図８】画素の配置を説明する図である。
【図９】検出素子の動作を説明する図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１６】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１７】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１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２１】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】合成画像生成の処理を説明するフローチャートである。
【図２４】領域特定部１０３の構成を示すブロック図である。
【図２５】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２６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２７】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２８】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２９】領域判定の条件を説明する図である。
【図３０】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３１】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３２】領域特定の処理を説明するフローチャートである。
【図３３】領域特定部１０３の他の構成を示すブロック図である。
【図３４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図３５】背景画像の例を示す図である。
【図３６】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３７】相関値の算出を説明する図である。
【図３８】相関値の算出を説明する図である。
【図３９】２値オブジェクト画像の例を示す図である。
【図４０】時間変化検出部３０３の構成を示すブロック図である。
【図４１】領域判定部３４２の判定を説明する図である。
【図４２】時間変化検出部３０３の判定の例を示す図である。
【図４３】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４４】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４５】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４６】ロバスト化部３６１の構成を説明するブロック図である。
【図４７】動き補償部３８１の動き補償を説明する図である。
【図４８】動き補償部３８１の動き補償を説明する図である。
【図４９】領域特定の処理を説明するフローチャートである。
【図５０】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５１】混合比算出部１０４の構成を示すブロック図である。
【図５２】推定混合比処理部４０１の構成を示すブロック図である。
【図５３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図５４】重み付け差分を説明するモデル図である。
【図５５】重み付け差分を説明するモデル図である。
【図５６】重み付け差分と動きベクトルとの関係を説明するモデル図である。
【図５７】相関値の演算を説明するモデル図である。
【図５８】相関値の演算の対象となる画素のブロックの例を示す図である。
【図５９】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロック図である。
【図６０】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６１】カバードバックグラウンド領域に対応す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６２】混合比αを近似する直線を説明する図である。
【図６３】混合比αを近似する平面を説明する図である。
【図６４】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６５】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６６】推定混合比の例を示す図である。
【図６７】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６８】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６９】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７０】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７１】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７２】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】分離部６０１の構成の一例を示すブロック図である。
【図７５】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７６】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７７】動きボケ除去部１０６の構成の一例を示すブロック図である。
【図７８】処理単位を説明する図である。
【図７９】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８０】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８１】動きボケ除去部１０６による前景成分画像に含まれる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８２】動きボケ除去部１０６の他の構成を示す図である。
【図８３】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８４】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８５】前景の成分の算出を説明する図である。
【図８６】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８７】合成部１０７の構成の一例を示すブロック図である。
【図８８】前景成分画像の輪郭部の平滑化処理を説明する図である。
【図８９】前景成分画像の輪郭部のスムージング処理を説明する図である。
【図９０】前景成分画像の輪郭部のスムージング処理を説明する図である。
【図９１】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９２】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９３】画像の合成の処理を説明するフローチャートである。
【図９４】合成された画像の混合比を示す図である。
【図９５】合成された画像の画素値の分布を示す図である。
【図９６】合成された画像を示す図である。
【図９７】合成部１０７の構成のその他の一例を示すブロック図である。
【図９８】前景成分画像の画素値レベルと混合比の対応を示す図である。
【図９９】前景成分画像の輪郭を形成する画素の画素値レベルを外挿補間して求め、外挿補間により求められた画素値と、入力された画像の画素値に基づいて混合比を求める手法を説明する図である。
【図１００】画像の合成の処理を説明するフローチャートである。
【図１０１】記録媒体を説明する図である。
【符号の説明】
２１  ＣＰＵ，  ２２  ＲＯＭ，  ２３  ＲＡＭ，  ２６  入力部，  ２７  出力部，２８  記憶部，  ２９  通信部，  ５１  磁気ディスク，  ５２  光ディスク，  ５３  光磁気ディスク，  ５４  半導体メモリ，  １０１  オブジェクト抽出部，  １０２  動き検出部，  １０３  領域特定部，  １０４  混合比算出部，  １０５  前景背景分離部，  １０６  動きボケ除去部，  １０７  合成部，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  重み生成部，  ４２３  重み付けフレーム差分演算部，  ４２４  動き補償部，  ４２５  フレームメモリ，  ４２６  相関値演算部，  ４２７  最大値判定部，  ４４１  選択部，  ４４２  選択部，  ６０１  分離部，  ６０２  スイッチ，  ６０３  合成部，  ６０４  スイッチ，  ６０５  合成部，  ６２１  フレームメモリ，  ６２２  分離処理ブロック，  ６２３  フレームメモリ，  ６３１  アンカバード領域処理部，  ６３２  カバード領域処理部，  ６３３  合成部，  ６３４  合成部，  ８０１  処理単位決定部，  ８０２  モデル化部，  ８０３  方程式生成部，  ８０４  足し込み部，  ８０５  演算部，  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，  １００１  輪郭抽出部，  １００２  輪郭平滑化部，  １００３  空間混合比生成部，  １００４  前景成分画像スムージング部，  １００５  動きボケ付加部，  １００６  領域情報調整部，  １００７  時間混合比算出部，  １００８  背景成分生成部，  １００９  混合領域画像合成部，  １０１０  画像合成部，  １１０１  輪郭近傍画素抽出部，  １１０２  外挿補間部，  １１０３  空間混合比生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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