(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得する取得手段と、
前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定する領域特定手段と、
前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出する混合比算出手段と、
算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離する前景背景分離手段と、
前記前景オブジェクトの動き量を検出するオブジェクト動き検出手段と、
検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する動きボケ量調整手段と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記動きボケ量調整手段は、
前記前景成分画像に含まれる１以上の画素からなる処理単位を決定する処理単位決定手段と、
前記処理単位および前記動き量を基に、前記画素の画素値と前記前景オブジェクトとの対応を所定のモデルにモデル化するモデル化手段と、
前記モデル化手段によりモデル化された前記モデルから方程式を生成する方程式生成手段と、
前記方程式を正規方程式に変形して解くことにより、動きボケが除去された前記前景成分画像を算出する演算手段と
を備える
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記モデル化手段は、検出された前記動き量をｖ画素としたとき、画素値／ｖずつ画素値が動き方向に変化するモデルとしてモデル化する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記動きボケ量調整手段は、動きボケが除去された前記前景成分画像に、所定の動きボケの量を付加した画像を生成する動きボケ付加手段をさらに備える
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記混合領域は、さらに、カバードバックグラウンド領域とアンカバードバックグラウンド領域とに識別される
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記混合比算出手段は、前記混合比の算出の対象となる画素が、前記前景領域、前記背景領域、前記カバードバックグラウンド領域、前記アンカバードバックグラウンド領域のいずれに属するかを示す領域情報を基に、前記混合比を算出する
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記混合比算出手段は、ｎ枚目の前記混合領域の注目画素の画素値がC、（ｎ−１）枚目の前記注目画素に対応する画素の画素値がP、（ｎ＋１）枚目の前記注目画素に対応する画素の画素値がNであるとき、前記注目画素が前記カバードバックグラウンド領域の画素であれば、混合比α=(C-N)/(P-N)、前記注目画素が前記アンカバードバックグラウンド領域の画素であれば、混合比α=(C-P)/(N-P)により、前記混合比を算出する
請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記混合比算出手段は、前記カバードバックグラウンド領域と前記アンカバードバックグラウンド領域の一方の混合比のみ算出し、他方は、算出された混合比と１との差分から求める
請求項７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記前景背景分離手段は、
前記カバードバックグラウンド領域を示す領域情報、前記アンカバードバックグラウンド領域を示す領域情報、および前記混合比を基に、前記入力画像から前景の成分を分離するとともに、前記入力画像から背景の成分を分離する分離手段と、
前記入力画像から分離された前記前景の成分と、前記前景領域の画素の画素値とを論理和の演算をすることにより、前記前景成分画像を生成し、前記入力画像から分離された前記背景の成分と、前記背景領域の画素の画素値とを論理和の演算をすることにより、前記背景成分画像を生成する合成手段と
を備える
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得し、
前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定し、
前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出し、
算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離し、
前記前景オブジェクトの動き量を検出し、
検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する
信号処理方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得する取得手段、
前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定する領域特定手段、
前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出する混合比算出手段、
算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離する前景背景分離手段、
前記前景オブジェクトの動き量を検出するオブジェクト動き検出手段、
検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する動きボケ量調整手段
として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、センサにより検出した信号と現実世界との違いを考慮した信号処理装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現実世界における事象をセンサで検出し、画像、音声、温度、圧力、加速度、においに対応するデータなどの、センサが出力するサンプリングデータを信号処理する技術が広く利用されている。また、空間と時間軸を有する現実社会の情報がセンサにより取得され、データ化される。センサが取得したデータは、現実社会の情報を、現実社会より低い次元の時空間に射影して得られた情報である。従って、射影して得られた情報は、射影により発生する歪みを有している。換言すれば、センサが出力するデータは、現実社会の情報に対して歪みを有している。さらに、データは、射影による歪みを有しているが、これを補正するための有意情報を含んでいる。
【０００３】
このようなセンサで取得したサンプリングデータに対する従来の信号処理では、センサで取得したサンプリングデータを最も信頼できるデータと考え、その後の伝送、記録、再生等における信号処理では、伝送等による劣化を考慮してオリジナルデータに近づけることしか考えられていなかった。
【０００４】
例えば、静止している所定の背景の前で移動する物体をCCD等を用いたビデオカメラで撮像して得られる画像には、物体の移動速度が比較的速い場合、動きボケが生じることになる。すなわち、センサであるCCDで現実世界を検出した時に、サンプリングデータである画像には歪みが生じている。
【０００５】
従来、このような動きボケを抑制するのに、例えば、電子シャッタの速度を速め、露光時間を短くするようにしているものはあるが、信号処理によってセンサによって生じた歪みである動きボケを抑制するものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、センサが出力するサンプリングデータを最も信頼できるデータと考えていたため、サンプリングデータより高質なデータを作成したり、サンプリングデータから、射影による歪みを考慮したり、その中に射影により埋もれた有意情報を抽出する等の信号処理は全くされていなかった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、センサが出力するサンプリングデータから歪みを除去したり、有意情報を抽出することができる信号処理装置を提供することを目的とする。例えば、画像であれば検出信号に含まれる動きボケの量を調整することができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面の信号処理装置は、現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得する取得手段と、前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定する領域特定手段と、前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出する混合比算出手段と、算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離する前景背景分離手段と、前記前景オブジェクトの動き量を検出するオブジェクト動き検出手段と、検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する動きボケ量調整手段とを備える。
【０００９】
前記動きボケ量調整手段は、前記前景成分画像に含まれる１以上の画素からなる処理単位を決定する処理単位決定手段と、前記処理単位および前記動き量を基に、前記画素の画素値と前記前景オブジェクトとの対応を所定のモデルにモデル化するモデル化手段と、前記モデル化手段によりモデル化された前記モデルから方程式を生成する方程式生成手段と、前記方程式を正規方程式に変形して解くことにより、動きボケが除去された前記前景成分画像を算出する演算手段とを備えることができる。
【００１０】
前記モデル化手段は、検出された前記動き量をｖ画素としたとき、画素値／ｖずつ画素値が動き方向に変化するモデルとしてモデル化することができる。
【００１１】
前記動きボケ量調整手段は、動きボケが除去された前記前景成分画像に、所定の動きボケの量を付加した画像を生成する動きボケ付加手段をさらに備えることができる。
【００１２】
前記混合領域は、さらに、カバードバックグラウンド領域とアンカバードバックグラウンド領域とに識別されることができる。
【００１３】
前記混合比算出手段は、前記混合比の算出の対象となる画素が、前記前景領域、前記背景領域、前記カバードバックグラウンド領域、前記アンカバードバックグラウンド領域のいずれに属するかを示す領域情報を基に、前記混合比を算出することができる。
【００１４】
前記混合比算出手段は、ｎ枚目の前記混合領域の注目画素の画素値がC、（ｎ−１）枚目の前記注目画素に対応する画素の画素値がP、（ｎ＋１）枚目の前記注目画素に対応する画素の画素値がNであるとき、前記注目画素が前記カバードバックグラウンド領域の画素であれば、混合比α=(C-N)/(P-N)、前記注目画素が前記アンカバードバックグラウンド領域の画素であれば、混合比α=(C-P)/(N-P)により、前記混合比を算出することができる。
【００１５】
前記混合比算出手段は、前記カバードバックグラウンド領域と前記アンカバードバックグラウンド領域の一方の混合比のみ算出し、他方は、算出された混合比と１との差分から求めることができる。
【００１６】
前記前景背景分離手段は、前記カバードバックグラウンド領域を示す領域情報、前記アンカバードバックグラウンド領域を示す領域情報、および前記混合比を基に、前記入力画像から前景の成分を分離するとともに、前記入力画像から背景の成分を分離する分離手段と、前記入力画像から分離された前記前景の成分と、前記前景領域の画素の画素値とを論理和の演算をすることにより、前記前景成分画像を生成し、前記入力画像から分離された前記背景の成分と、前記背景領域の画素の画素値とを論理和の演算をすることにより、前記背景成分画像を生成する合成手段とを備えることができる。
【００１７】
本発明の一側面の信号処理方法は、現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得し、前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定し、前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出し、算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離し、前記前景オブジェクトの動き量を検出し、検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する。
【００１８】
本発明の一側面の記録媒体は、コンピュータを、現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、前記光電変換センサによって検出することで得た第２の信号を入力画像の信号として取得する取得手段、前記入力画像の画素のそれぞれを、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定する領域特定手段、前記混合領域における前記前景オブジェクト成分と前記背景オブジェクト成分の混合比を算出する混合比算出手段、算出された前記混合比を基に、前記入力画像を、前記前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、前記背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離する前景背景分離手段、前記前景オブジェクトの動き量を検出するオブジェクト動き検出手段、検出された前記前景オブジェクトの動き量に基づいて、前記前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整する動きボケ量調整手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１９】
本発明の一側面においては、現実世界の信号である第１の信号が、光電変換センサに射影され、光電変換センサによって検出することで得た第２の信号が入力画像の信号として取得され、入力画像の画素のそれぞれが、前景オブジェクトを構成する前景オブジェクト成分のみからなる領域である前景領域と、背景オブジェクトを構成する背景オブジェクト成分のみからなる領域である背景領域と、前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分とが混合されてなる混合領域のいずれかに特定され、混合領域における前景オブジェクト成分と背景オブジェクト成分の混合比が算出され、算出された混合比を基に、入力画像が、前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像とに分離される。また、前景オブジェクトの動き量が検出され、検出された前景オブジェクトの動き量に基づいて、前景成分画像に含まれる動きボケの量が調整される。
【００７３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の原理を表している。同図に示すように、空間と時間軸を有する現実社会１の情報である第１の信号がセンサ２により取得され、データ化される。センサ２が取得したデータ３である検出信号は、現実社会１の情報を、現実社会より低い次元の時空間に射影して得られた情報である。従って、射影して得られた情報は、射影により発生する歪みを有している。換言すれば、センサ２が出力するデータ３は、現実社会１の情報に対して歪みを有している。また、データ３は、射影による歪みを有しているが、これを補正するための有意情報を含んでいる。
【００７４】
そこで、本発明においては、センサ２が出力したデータを信号処理部４において信号処理することで、その歪みが除去されるか、低減されるか、または調整される。または、本発明においては、センサ２が出力したデータを信号処理部４において信号処理することで、有意情報が抽出される。
【００７５】
図２は、本発明が適用される信号処理装置の構成例を表している。センサ１１は、例えば、ビデオカメラで構成され、現実社会の画像を撮像し、得られた画像データを信号処理部１２に出力する。信号処理部１２は、例えば、パーソナルコンピュータなどで構成され、センサ１１より入力されたデータを処理し、射影により発生する歪みの量を調整したり、射影により埋もれた有意情報の含まれる領域を特定したり、更に特定した領域から有意情報を抽出したり、抽出した有意情報に基づいて、入力されたデータを処理したりする。
【００７６】
ここで言う有意情報は、例えば、後述する混合比である。
【００７７】
なお、射影により埋もれた有意情報の含まれる領域を示す情報も有意情報と考えることができる。ここでは、後述する領域情報が有意情報に相当する。
【００７８】
ここで言う有意情報の含まれる領域は、例えば、後述する混合領域である。
【００７９】
信号処理部１２は、例えば、図３に示すように構成される。CPU（Central Processing Uuit）２１は、ROM（Read Only Memory）２２、または記憶部２８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）２３には、CPU２１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU２１、ROM２２、およびRAM２３は、バス２４により相互に接続されている。
【００８０】
CPU２１にはまた、バス２４を介して入出力インタフェース２５が接続されている。入出力インタフェース２５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部２６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部２７が接続されている。CPU２１は、入力部２６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU２１は、処理の結果得られた画像や音声等を出力部２７に出力する。
【００８１】
入出力インタフェース２５に接続されている記憶部２８は、例えばハードディスクなどで構成され、CPU２１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部２９は、インターネット、その他のネットワークを介して外部の装置と通信する。この例の場合、通信部２９はセンサ１１の出力を取り込む取得部として働く。
【００８２】
また、通信部２９を介してプログラムを取得し、記憶部２８に記憶してもよい。
【００８３】
入出力インタフェース２５に接続されているドライブ３０は、磁気ディスク５１、光ディスク５２、光磁気ディスク５３、或いは半導体メモリ５４などが装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部２８に転送され、記憶される。
【００８４】
次に、図４のフローチャートを参照して、この信号処理装置が記憶媒体である記憶部２８に記憶されたプログラムに基づいて行う動作について説明する。最初に、ステップＳ１において、センサ１１により取得された、被写体の画像を通信部２９等を介して取得する。信号処理部１２のCPU２１は、取得した画像データを記憶部２８に供給し、記憶させる。
【００８５】
図５は、このようにして取得された画像データに対応する画像を表している。この例においては、背景６１の前に前景６２が配置された画像となっている。前景６２は、この例の場合、おもちゃの飛行機とされ、静止している背景６１の前で所定の速度で、図中右方向に移動している。その結果、前景６２の画像は、いわゆる動きボケの生じた画像となっている。これに対して、背景６１の画像は静止しているので、動きボケのない鮮明な画像となる。そして、混合領域６３は、背景６１というオブジェクトと、前景６２というオブジェクトが混合した状態の画像となっている。
【００８６】
次に、ステップＳ２において、CPU２１は、オブジェクトの混合領域を検出する。図５の例の場合、混合領域６３が、オブジェクトが混合されている領域として検出される。
【００８７】
CPU２１は、ステップＳ３において、オブジェクトが混合されているか否かを判定する。オブジェクトが混合されていない場合、すなわち混合領域６３がない場合、この情報処理装置における処理対象ではないので、処理は終了される。
【００８８】
これに対して、ステップＳ３において、オブジェクトが混合されていると判定された場合、ステップＳ４に進み、CPU２１は、検出された混合領域のオブジェクトの混合比を求める。混合比は、例えば、前景６２の背景６１に対する動きベクトルを求め、その動きベクトルから混合領域６３において、混合比が０乃至１に変化するようにあてはめることによって、求めることができる。さらに、ステップＳ５において、CPU２１は、求まった混合比から、複数のオブジェクトが混合した混合領域６３においてオブジェクトを分離する処理を実行する。
【００８９】
以上の処理について、図５の画像を例としてさらに説明する。今、図５の混合領域６３の右端の一部である部分６３Ａの１ライン上の画素データをプロットすると、図６に示すようになる。図６において、横軸はＸ座標（図５における水平方向の座標）を表し、縦軸はその座標における画素値を表している。
【００９０】
曲線Ｌ１は、第１のタイミングのライン上の画素値を表しており、曲線Ｌ２は、次のタイミングの対応するライン上の画素値を表している。以下同様に、曲線Ｌ３はさらにその次のタイミングの、曲線Ｌ４はさらにその次のタイミングの、それぞれ対応するラインの画素値を表している。換言すれば、図６は、連続する４つのタイミングの対応するライン上の画素値の変化を表している。
【００９１】
曲線Ｌ１は、時間的に最初のタイミングを表しており、この状態においては、まだ前景６２が撮像されていない。従って、曲線Ｌ１は、背景６１の画素を表している。
【００９２】
曲線Ｌ１上においては、Ｘ座標１４０付近において画素値は約７５であるが、Ｘ座標１４５において、画素値は約１３０まで増加する。その後、画素値は低下し、Ｘ座標１４９付近において、画素値は約１２０となる。Ｘ座標が増加するにつれて、画素値はその後再び増加し、Ｘ座標１５４付近において、画素値はほぼ１６０となっている。その後、画素値は低下し、Ｘ座標１６２付近で、約１３０となる。その後、Ｘ座標１６５付近において画素値が約１８０となり、Ｘ座標１７０付近において、画素値は再び約１２５まで低下している。その後、Ｘ座標１７２付近においては、画素値が約１７５まで増加し、その後はＸ座標１７８付近において、画素値は約６０まで低下する。その後、Ｘ座標１７８乃至１９５までの区間は、画素値の値が６０乃至８０の間で若干変化している。そして、Ｘ座標１９５付近よりさらに右側の座標においては、画素値が再び１６０前後まで増加している。
【００９３】
次のフレームの曲線Ｌ２においては、Ｘ座標１４５付近まで約２００の画素値で一定であるが、Ｘ座標１４５からＸ座標１６０まで徐々に画素値が低下し、Ｘ座標１６０では、画素値は約１２５となっている。その後の変化は、曲線Ｌ１と同様となる。
【００９４】
曲線Ｌ３の画素値は、Ｘ座標１５８付近まで画素値２００でほぼ一定であるが、その後、Ｘ座標１６２付近において、約１８０まで低下した後、Ｘ座標１６４付近においては、再び画素値は、約１９０まで増加している。その後、ほぼ曲線Ｌ１と同様に変化している。
【００９５】
曲線Ｌ４の画素値は、Ｘ座標１４０付近からＸ座標１７０付近まで、約２００の一定の画素値となっているが、Ｘ座標１７０付近からＸ座標１８０付近まで急激に画素値は低下し、Ｘ座標１７０付近では約７０となっている。その後の変化は、曲線Ｌ１と同様となっている。
【００９６】
このように、曲線Ｌ２乃至Ｌ４の画素値が変化するのは、曲線Ｌ１の状態においては、背景６１だけの画像であったところに、前景６２の画像が、その移動に伴って（時間の経過に伴って）次第に増加してきたことに起因する。
【００９７】
すなわち、曲線Ｌ１と、その直後のタイミングの曲線Ｌ２を比較して明らかなように、曲線Ｌ２乃至曲線Ｌ４の値は、Ｘ座標１４７付近までほぼ同一である。曲線Ｌ２の値は、Ｘ座標１４７付近から、曲線Ｌ３，Ｌ４と異なった値となり、Ｘ座標１５９付近で、曲線Ｌ１の値とほぼ同一となる。それ以降のＸ座標における曲線Ｌ２の画素値は、曲線Ｌ１における場合とほぼ同一となっている。すなわち、Ｘ座標１４６からＸ座標１５９までの区間Ｄ１に対応する領域Ｒ１における曲線Ｌ２の値は、前景６２の先端が１単位の期間において、区間Ｄ１の左端から右端まで移動したことを表している。
【００９８】
同様に、Ｘ座標１５９からＸ座標１７２までの区間Ｄ２に対応する領域Ｒ２における、次のタイミングの曲線Ｌ３の画素値は、前景６２の先端がその間に移動してきた画像に対応している。さらに、Ｘ座標１７２からＸ座標１８４までの区間Ｄ３に対応する領域Ｒ３における、曲線Ｌ４の画素値は、前景６２の先端がその間に移動してきたことを表している。
【００９９】
従って、区間Ｄ１において、曲線Ｌ２の画素値から、曲線Ｌ１の画素値に対して、背景６１に対する前景６２の混合比に基づく重み付けを施した値を減算すると、図７に示すような曲線Ｌ１１が得られる。この曲線Ｌ１１は、混合領域６３において、前景６２の画素から背景６１に相当する値を減算していることになるので、画素値０の背景上での前景の画像となる。なお、図７における横軸は、位置を表し（左端は図６における区間Ｄ１の左端に対応し、右端は図６の区間Ｄ１における右端に対応する）、縦軸は、抽出された前景の画素値を表している。
【０１００】
同様に、図６の区間Ｄ２において、曲線Ｌ３の画素値から、混合比で重み付けした曲線Ｌ１の画素値を減算すると、図７における曲線Ｌ１２が得られ、図６の区間Ｄ３において、曲線Ｌ４から、混合比で重み付けした曲線Ｌ１の画素値を減算すると、図７における曲線Ｌ１３が得られる。図７に示すように、曲線Ｌ１２と曲線Ｌ１３は、曲線Ｌ１１とほぼ一致した曲線となっている。このことは、前景６２が３つの単位のタイミングの期間に渡ってほぼ一定の速度で移動しており、重み付け減算によって、真っ黒な背景、すなわち、画素値0の背景上での前景画素値が正しく求められたことを示す。
【０１０１】
以上の動作を画素に注目して説明すると、図８に示すようになる。同図において、横軸は、部分６３ＡのＸ座標を表し、縦軸は、上から下方向に向かう時間軸を表している。この例では、動き量が５であるので、１露光時間（シャッタ時間）内に、ｔ１乃至ｔ５に対応する時間で露光が行われる。ｂ１乃至ｂｆは、背景６１の各画素の画素値を表している。ａ１乃至ａ６は、前景６２の画素値を表す。
【０１０２】
すなわち、タイミングｔ１において、背景６１の画素ｂ３乃至ｂ８の位置に、前景６２の画素ａ１乃至ａ６が表れ、タイミングｔ２においては、この前景６２の画素ａ１乃至ａ６が、１画素分右方向に、すなわち、背景６１の画素ｂ４乃至ｂ９の位置に移動している。
【０１０３】
以下、同様に、タイミングｔ３乃至タイミングｔ５に時間が進むに従って、前景６２の画素ａ１乃至ａ６は、順次右方向に１画素分ずつ移動している。
【０１０４】
この場合、タイミングｔ１乃至ｔ５の各ラインの画素を平均して得られる画素値ｙ１乃至ｙｆが、撮像の結果得られる画素（動きボケした画素）となり、その値は、次式で表される。
【０１０５】
【数１】
0004491965.tif 000002
【０１０６】
なお、ｙ１，ｙ２，ｙｄ，ｙｅ，ｙｆは、それぞれ、背景の画素ｂ１，ｂ２，ｂｄ，ｂｅ，ｂｆに等しい。
【０１０７】
背景の画素ｂ１乃至ｂｆを除去すれば、混合領域６３における背景６１と前景６２を分離することができる。すなわち、複数のオブジェクトを分離することができる。さらに、背景の画素ｂ１乃至ｂｆは、前後のシャッタ時間（フレーム）の画素値を用いるなどして、既知であるとしておき、前景６２の画素ａ１乃至ａ６を、上記した式を、例えば最小自乗法などを用いて解くことで、求めることができる。これにより、動きボケを除いた前景の画像を得ることができる。すなわち、射影された実社会の情報における歪みを軽減することができる。そして、さらに、解像度創造などの処理により、鮮明な画像を創造することができる。
【０１０８】
以上の図４においては、確定論的な処理を行うようにしたが、すなわち、前の処理を基にして、前の処理の結果が正しいものとして次の処理を行うようにしたが、統計論的に処理を行うことも可能である。図９は、この場合の処理例を表している。
【０１０９】
すなわち、この統計論的処理を行う場合には、ステップＳ２１において、CPU２１は画像データを取得する。この処理は、図４のステップＳ１における処理と同様の処理である。
【０１１０】
次に、ステップＳ２２において、CPU２１は、ステップＳ２１で取得した画像データから前景と背景の混合比を求める処理を行う。そして、ステップＳ２３において、CPU２１は、ステップＳ２２で求められた混合比に基づいて、背景と前景を分離する処理を実行する。
【０１１１】
このように、統計論的処理に基づく場合、図４のステップＳ２３における場合のような物体の境界であるのか否かの判定処理が不要となるため、より迅速に前景と背景を分離することが可能となる。
【０１１２】
以上のようにして、背景６１の前で移動している前景６２の画像を撮像した場合に得られる動きボケの生じた画像から、鮮明な前景６２の画像を分離抽出することができる。
【０１１３】
次に、確定論的な処理により、センサにより取得されたデータから、有意情報が埋もれている領域を特定したり、埋もれた有意情報を抽出する処理を行う信号処理装置についてより具体的な例を挙げて説明する。以下の例において、CCDラインセンサまたはCCDエリアセンサがセンサに対応し、領域情報や混合比が有意情報に対応し、混合領域において、前景と背景が混合していることや動きボケが歪みに対応する。
【０１１４】
図１０は、信号処理部１２を示すブロック図である。
【０１１５】
なお、信号処理部１２の各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本明細書の各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアによる機能ブロック図と考えても良い。
【０１１６】
ここで、動きボケとは、撮像の対象となる、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサ１１の撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェクトに対応する画像に含まれている歪みをいう。
【０１１７】
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。
【０１１８】
信号処理部１２に供給された入力画像は、オブジェクト抽出部１０１、領域特定部１０３、混合比算出部１０４、および前景背景分離部１０５に供給される。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
動き検出部１０２は、例えば、ブロックマッチング法、勾配法、位相相関法、およびペルリカーシブ法などの手法により、粗く抽出された前景のオブジェクトに対応する画像オブジェクトの動きベクトルを算出して、算出した動きベクトルおよび動きベクトルの位置情報（動きベクトルに対応する画素の位置を特定する情報）を動きボケ抽出部１０６に供給する。
【０１２３】
動き検出部１０２が出力する動きベクトルには、動き量vに対応する情報が含まれるている。
【０１２４】
また、例えば、動き検出部１０２は、画像オブジェクトに画素を特定する画素位置情報と共に、画像オブジェクト毎の動きベクトルを動きボケ調整部１０６に出力するようにしてもよい。
【０１２５】
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。
【０１２６】
なお、オブジェクト抽出部１０１および動き検出部１０２は、動いているオブジェクトに対応した動きボケ量の調整を動きボケ調整部１０６で行う場合に用いられる。
【０１２７】
領域特定部１０３は、入力された画像の画素のそれぞれを、前景領域、背景領域、または混合領域のいずれかに特定し、画素毎に前景領域、背景領域、または混合領域のいずれかに属するかを示す情報（以下、領域情報と称する）を混合比算出部１０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ調整部１０６に供給する。
【０１２８】
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。
【０１２９】
混合比αは、後述する式（１３）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。
【０１３０】
前景背景分離部１０５は、領域特定部１０３から供給された領域情報、および混合比算出部１０４から供給された混合比αを基に、前景のオブジェクトに対応する画像の成分（以下、前景の成分とも称する）のみから成る前景成分画像と、背景の成分のみから成る背景成分画像とに入力画像を分離して、前景成分画像を動きボケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。なお、分離された前景成分画像を最終的な出力とすることも考えられる。従来の混合領域を考慮しないで前景と背景だけを特定し、分離していた方式に比べ正確な前景と背景を得ることが出来る。
【０１３１】
動きボケ調整部１０６は、動きベクトルからわかる動き量vおよび領域情報を基に、前景成分画像に含まれる１以上の画素を示す処理単位を決定する。処理単位は、動きボケの量の調整の処理の対象となる１群の画素を指定するデータである。
【０１３２】
動きボケ調整部１０６は、信号処理部１２に入力された動きボケ調整量、前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給された動きベクトルおよびその位置情報、並びに処理単位を基に、前景成分画像に含まれる動きボケを除去する、動きボケの量を減少させる、または動きボケの量を増加させるなど前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部１０７に出力する。動きベクトルとその位置情報は使わないこともある。
【０１３３】
選択部１０７は、例えば使用者の選択に対応した選択信号を基に、前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像、および動きボケ調整部１０６から供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力する。
【０１３４】
次に、図１１乃至図２６を参照して、信号処理部１２に供給される入力画像について説明する。
【０１３５】
図１１は、センサによる撮像を説明する図である。センサ１１は、例えば、固体撮像素子であるCCD（Charge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデオカメラなどで構成される。現実世界における、前景に対応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応するオブジェクトと、センサ１１との間を、例えば、図中の左側から右側に水平に移動する。
【０１３６】
センサ１１は、前景に対応するオブジェクトを、背景に対応するオブジェクトと共に撮像する。センサ１１は、撮像した画像を１フレーム単位で出力する。例えば、センサ１１は、１秒間に３０フレームから成る画像を出力する。センサ１１の露光時間は、１／３０秒とすることができる。露光時間は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を開始してから、入力された光の電荷への変換を終了するまでの期間である。以下、露光時間をシャッタ時間とも称する。
【０１３７】
図１２は、画素の配置を説明する図である。図１２中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示す。画素は、画像に対応する平面上に配置されている。１つの画素に対応する１つの検出素子は、センサ１１上に配置されている。センサ１１が画像を撮像するとき、１つの検出素子は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値を出力する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像上の横方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置は、画像上の縦方向の位置に対応する。
【０１３８】
図１３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。
【０１３９】
検出素子に蓄積された電荷は、図示せぬ回路により、電圧値に変換され、電圧値は更にデジタルデータなどの画素値に変換されて出力される。従って、センサ１１から出力される個々の画素値は、前景または背景に対応するオブジェクトの空間的に広がりを有するある部分を、シャッタ時間について積分した結果である、１次元の空間に射影された値を有する。
【０１４０】
信号処理部１２は、このようなセンサ１１の蓄積の動作により、出力信号に埋もれてしまった有意な情報、例えば、混合比αを抽出する。信号処理部１２は、前景の画像オブジェクト自身が混ざり合うことによる生ずる歪みの量、例えば、動きボケの量などを調整する。また、信号処理部１２は、前景の画像オブジェクトと背景の画像オブジェクトとが混ざり合うことにより生ずる歪みの量を調整する。
【０１４１】
図１４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１４（Ａ）は、動きを伴う前景に対応するオブジェクトと、静止している背景に対応するオブジェクトとを撮像して得られる画像を示している。図１４（Ａ）に示す例において、前景に対応するオブジェクトは、画面に対して水平に左から右に動いている。
【０１４２】
図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す画像の１つのラインに対応する画素値を時間方向に展開したモデル図である。図１４（Ｂ）の横方向は、図１４（Ａ）の空間方向Ｘに対応している。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
図１５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１４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。
【０１４９】
図１６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。
【０１５０】
図１６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１６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。
【０１５１】
図１６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１６中の矩形の上辺の位置は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を開始する時刻に対応し、図１６中の矩形の下辺の位置は、センサ１１が入力された光の電荷への変換を終了する時刻に対応する。すなわち、図１６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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
図１６における横方向は、図１４で説明した空間方向Xに対応する。より具体的には、図１６に示す例において、図１６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。
【０１５４】
前景のオブジェクトおよび背景のオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される光は変化しない。
【０１５５】
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１６に示すモデル図は、図１７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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
前景に対応するオブジェクトが静止しているとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、前景の成分F01/vは、画素値F01を仮想分割数で除した値に等しい。同様に、前景に対応するオブジェクトが静止しているとき、前景の成分F02/vは、画素値F02を仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F03/vは、画素値F03を仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F04/vは、画素値F04を仮想分割数で除した値に等しい。
【０１５９】
背景に対応するオブジェクトが静止しているとき、センサ１１に入力される光は変化しないので、背景の成分B01/vは、画素値B01を仮想分割数で除した値に等しい。同様に、背景に対応するオブジェクトが静止しているとき、背景の成分B02/vは、画素値B02を仮想分割数で除した値に等しく、B03/vは、画素値B03を仮想分割数で除した値に等しく、B04/vは、画素値B04を仮想分割数で除した値に等しい。
【０１６０】
すなわち、前景に対応するオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される前景のオブジェクトに対応する光が変化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vと、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間/vに対応する前景の成分F01/vとは、同じ値となる。F02/v乃至F04/vも、F01/vと同様の関係を有する。
【０１６１】
背景に対応するオブジェクトが静止している場合、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される背景のオブジェクトに対応する光は変化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて２番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて３番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vと、シャッタが開いて４番目の、シャッタ時間/vに対応する背景の成分B01/vとは、同じ値となる。B02/v乃至B04/vも、同様の関係を有する。
【０１６２】
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。
【０１６３】
図１８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１８において、前景の動き量vは、４である。１フレームは短い時間なので、前景に対応するオブジェクトが剛体であり、等速で移動していると仮定することができる。図１８において、前景に対応するオブジェクトの画像は、あるフレームを基準として次のフレームにおいて４画素分右側に表示されるように移動する。
【０１６４】
図１８において、最も左側の画素乃至左から４番目の画素は、前景領域に属する。図１８において、左から５番目乃至左から７番目の画素は、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１８において、最も右側の画素は、背景領域に属する。
【０１６５】
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。
【０１６６】
例えば、図１８中に太線枠を付した画素値Mは、式（１１）で表される。
【０１６７】
M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v            （１１）
【０１６８】
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。
【０１６９】
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１８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１８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１８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１８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。
【０１７０】
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１８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１８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１８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１８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。
【０１７１】
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１８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１８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１８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１８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。
【０１７２】
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１８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１８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１８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１８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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
図１９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１９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１９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。
【０１７５】
図１９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１９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１９において、最も右側の画素は、前景領域に属する。
【０１７６】
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。
【０１７７】
例えば、図１９中に太線枠を付した画素値M'は、式（１２）で表される。
【０１７８】
M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v            （１２）
【０１７９】
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。
【０１８０】
式（１１）および式（１２）をより一般化すると、画素値Mは、式（１３）で表される。
【０１８１】
【数２】
0004491965.tif 000003
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。
【０１８２】
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１９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に対応する前景の成分に等しい。同様に、F01/vは、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に対応する前景の成分と、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に対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。
【０１８３】
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１９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１９中の左から７番目の画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間/v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１９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。
【０１８４】
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１９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１９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。
【０１８５】
図１７乃至図１９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。
【０１８６】
図２０および図２１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。
【０１８７】
図２０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２０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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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２１に示す。
【０１９０】
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２１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。
【０１９１】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、シャッタ時間に対応する期間において、センサ１１に入力される背景に対応する光は変化しない。この場合、背景領域の画素値は、動きボケを含まない。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
図２２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。
【０１９５】
図２２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。
【０１９６】
図２３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２３に示すモデルは、カバードバックグラウンド領域を含む。
【０１９７】
図２３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。
【０１９８】
例えば、図２３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２３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２３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２３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。
【０１９９】
図２３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２３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２３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。
【０２００】
図２３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２３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２３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。
【０２０１】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２３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２３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２３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。
【０２０２】
図２３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。
【０２０３】
図２３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。
【０２０４】
図２３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。
【０２０５】
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２３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２３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２３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２３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。
【０２０６】
図２３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２３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２３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。
【０２０７】
図２３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２３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２３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。
【０２０８】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２３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２３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２３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。
【０２０９】
図２３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。
【０２１０】
図２３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。
【０２１１】
図２３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。
【０２１２】
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２３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２３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２３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２３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。
【０２１３】
図２３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２３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２３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。
【０２１４】
図２３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２３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２３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。
【０２１５】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２３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２３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２３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。
【０２１６】
図２３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。
【０２１７】
図２４は、図２３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。
【０２１８】
図２５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２５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。
【０２１９】
図２５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。
【０２２０】
例えば、図２５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２５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２５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２５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。
【０２２１】
図２５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２５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２５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。
【０２２２】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２５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２５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２５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。
【０２２３】
図２５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。
【０２２４】
図２５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。
【０２２５】
図２５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。
【０２２６】
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２５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２５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２５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２５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。
【０２２７】
図２５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２５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２５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。
【０２２８】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２５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２５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２５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。
【０２２９】
図２５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。
【０２３０】
図２５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。
【０２３１】
図２５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。
【０２３２】
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２５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２５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２５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２５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。
【０２３３】
図２５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２５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２５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。
【０２３４】
背景に対応するオブジェクトが静止しているので、図２５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２５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２５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。
【０２３５】
図２５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。
【０２３６】
図２５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。
【０２３７】
図２６は、図２５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。
【０２３８】
図１０に戻り、領域特定部１０３は、複数のフレームの画素値を用いて、前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域に属することを示すフラグを画素毎に対応付けて、領域情報として、混合比算出部１０４および動きボケ調整部１０６に供給する。
【０２３９】
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。
【０２４０】
前景背景分離部１０５は、複数のフレームの画素値、領域情報、および混合比αを基に、前景の成分のみからなる前景成分画像を抽出して、動きボケ調整部１０６に供給する。
【０２４１】
動きボケ調整部１０６は、前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像、動き検出部１０２から供給された動きベクトル、および領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整して、動きボケの量を調整した前景成分画像を出力する。
【０２４２】
図２７のフローチャートを参照して、信号処理部１２による動きボケの量の調整の処理を説明する。ステップＳ１０１において、領域特定部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに属するかを示す領域情報を生成する領域特定の処理を実行する。領域特定の処理の詳細は、図３６のフローチャートを参照して後述する。領域特定部１０３は、生成した領域情報を混合比算出部１０４に供給する。
【０２４３】
なお、ステップＳ１０１において、領域特定部１０３は、入力画像を基に、入力画像の画素毎に前景領域、背景領域、または混合領域（カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域の区別をしない）のいずれかに属するかを示す領域情報を生成するようにしてもよい。この場合において、前景背景分離部１０５および動きボケ調整部１０６は、動きベクトルの方向を基に、混合領域がカバードバックグラウンド領域であるか、またはアンカバードバックグラウンド領域であるかを判定する。例えば、動きベクトルの方向に対応して、前景領域、混合領域、および背景領域と順に並んでいるとき、その混合領域は、カバードバックグラウンド領域と判定され、動きベクトルの方向に対応して、背景領域、混合領域、および前景領域と順に並んでいるとき、その混合領域は、アンカバードバックグラウンド領域と判定される。
【０２４４】
ステップＳ１０２において、混合比算出部１０４は、入力画像および領域情報を基に、混合領域に含まれる画素毎に、混合比αを算出する。混合比算出の処理の詳細は、図４６のフローチャートを参照して後述する。混合比算出部１０４は、算出した混合比αを前景背景分離部１０５に供給する。
【０２４５】
ステップＳ１０３において、前景背景分離部１０５は、領域情報、および混合比αを基に、入力画像から前景の成分を抽出して、前景成分画像として動きボケ調整部１０６に供給する。
【０２４６】
ステップＳ１０４において、動きボケ調整部１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動き方向に並ぶ連続した画素であって、アンカバードバックグラウンド領域、前景領域、およびカバードバックグラウンド領域のいずれかに属するものの画像上の位置を示す処理単位を生成し、処理単位に対応する前景成分に含まれる動きボケの量を調整する。動きボケの量の調整の処理の詳細については、図６３のフローチャートを参照して後述する。
【０２４７】
ステップＳ１０５において、信号処理部１２は、画面全体について処理を終了したか否かを判定し、画面全体について処理を終了していないと判定された場合、ステップＳ１０４に進み、処理単位に対応する前景の成分を対象とした動きボケの量の調整の処理を繰り返す。
【０２４８】
ステップＳ１０６において、画面全体について処理を終了したと判定された場合、処理は終了する。
【０２４９】
このように、信号処理部１２は、前景と背景を分離して、前景に含まれる動きボケの量を調整することができる。すなわち、信号処理部１２は、前景の画素の画素値であるサンプルデータに含まれる動きボケの量を調整することができる。
【０２５０】
以下、領域特定部１０３、混合比算出部１０４、前景背景分離部１０５、および動きボケ調整部１０６のそれぞれの構成の一例について説明する。
【０２５１】
図２８は、領域特定部１０３の構成の一例を示すブロック図である。フレームメモリ１２１は、入力された画像をフレーム単位で記憶する。フレームメモリ１２１は、処理の対象がフレーム#nであるとき、フレーム#nの２つ前のフレームであるフレーム#n-2、フレーム#nの１つ前のフレームであるフレーム#n-1、フレーム#n、フレーム#nの１つ後のフレームであるフレーム#n+1、およびフレーム#nの２つ後のフレームであるフレーム#n+2を記憶する。
【０２５２】
静動判定部１２２−１は、フレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n+2の画素の画素値、およびフレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素の画素値をフレームメモリ１２１から読み出して、読み出した画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部１２２−１は、フレーム#n+2の画素値とフレーム#n+1の画素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大きいか否かを判定し、差の絶対値が閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域判定部１２３−１に供給する。フレーム#n+2の画素の画素値とフレーム#n+1の画素の画素値との差の絶対値が閾値Th以下であると判定された場合、静動判定部１２２−１は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−１に供給する。
【０２５３】
静動判定部１２２−２は、フレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n+1の画素の画素値、およびフレーム#nの対象となる画素の画素値をフレームメモリ１２１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部１２２−２は、フレーム#n+1の画素値とフレーム#nの画素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域判定部１２３−１および領域判定部１２３−２に供給する。フレーム#n+1の画素の画素値とフレーム#nの画素の画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であると判定された場合、静動判定部１２２−２は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−１および領域判定部１２３−２に供給する。
【０２５４】
静動判定部１２２−３は、フレーム#nの領域特定の対象である画素の画素値、およびフレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素の画素値をフレームメモリ１２１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部１２２−３は、フレーム#nの画素値とフレーム#n-1の画素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域判定部１２３−２および領域判定部１２３−３に供給する。フレーム#nの画素の画素値とフレーム#n-1の画素の画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であると判定された場合、静動判定部１２２−３は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−２および領域判定部１２３−３に供給する。
【０２５５】
静動判定部１２２−４は、フレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-1の画素の画素値、およびフレーム#nの領域特定の対象である画素の画像上の位置と同一の位置にあるフレーム#n-2の画素の画素値をフレームメモリ１２１から読み出して、画素値の差の絶対値を算出する。静動判定部１２２−４は、フレーム#n-1の画素値とフレーム#n-2の画素値との差の絶対値が、予め設定している閾値Thより大きいか否かを判定し、画素値の差の絶対値が、閾値Thより大きいと判定された場合、動きを示す静動判定を領域判定部１２３−３に供給する。フレーム#n-1の画素の画素値とフレーム#n-2の画素の画素値との差の絶対値が、閾値Th以下であると判定された場合、静動判定部１２２−４は、静止を示す静動判定を領域判定部１２３−３に供給する。
【０２５６】
領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−１から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が動きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると判定し、領域の判定される画素に対応するアンカバードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバードバックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定する。
【０２５７】
領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−１から供給された静動判定が動きを示すか、または、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が静止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素がアンカバードバックグラウンド領域に属しないと判定し、領域の判定される画素に対応するアンカバードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバードバックグラウンド領域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０２５８】
領域判定部１２３−１は、このように”１”または”０”が設定されたアンカバードバックグラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。
【０２５９】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が静止を示し、かつ、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が静止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素が静止領域に属すると判定し、領域の判定される画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領域に属することを示す”１”を設定する。
【０２６０】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が動きを示すか、または、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が動きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素が静止領域に属しないと判定し、領域の判定される画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０２６１】
領域判定部１２３−２は、このように”１”または”０”が設定された静止領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。
【０２６２】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が動きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素が動き領域に属すると判定し、領域の判定される画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領域に属することを示す”１”を設定する。
【０２６３】
領域判定部１２３−２は、静動判定部１２２−２から供給された静動判定が静止を示すか、または、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が静止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素が動き領域に属しないと判定し、領域の判定される画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０２６４】
領域判定部１２３−２は、このように”１”または”０”が設定された動き領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。
【０２６５】
領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が動きを示し、かつ、静動判定部１２２−４から供給された静動判定が静止を示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素がカバードバックグラウンド領域に属すると判定し、領域の判定される画素に対応するカバードバックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定する。
【０２６６】
領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３から供給された静動判定が静止を示すか、または、静動判定部１２２−４から供給された静動判定が動きを示しているとき、フレーム#nにおける領域特定の対象である画素がカバードバックグラウンド領域に属しないと判定し、領域の判定される画素に対応するカバードバックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラウンド領域に属しないことを示す”０”を設定する。
【０２６７】
領域判定部１２３−３は、このように”１”または”０”が設定されたカバードバックグラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給する。
【０２６８】
判定フラグ格納フレームメモリ１２４は、領域判定部１２３−１から供給されたアンカバードバックグラウンド領域判定フラグ、領域判定部１２３−２から供給された静止領域判定フラグ、領域判定部１２３−２から供給された動き領域判定フラグ、および領域判定部１２３−３から供給されたカバードバックグラウンド領域判定フラグをそれぞれ記憶する。
【０２６９】
判定フラグ格納フレームメモリ１２４は、記憶しているアンカバードバックグラウンド領域判定フラグ、静止領域判定フラグ、動き領域判定フラグ、およびカバードバックグラウンド領域判定フラグを合成部１２５に供給する。合成部１２５は、判定フラグ格納フレームメモリ１２４から供給された、アンカバードバックグラウンド領域判定フラグ、静止領域判定フラグ、動き領域判定フラグ、およびカバードバックグラウンド領域判定フラグを基に、各画素が、アンカバードバックグラウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバードバックグラウンド領域のいずれかに属することを示す領域情報を生成し、判定フラグ格納フレームメモリ１２６に供給する。
【０２７０】
判定フラグ格納フレームメモリ１２６は、合成部１２５から供給された領域情報を記憶すると共に、記憶している領域情報を出力する。
【０２７１】
次に、領域特定部１０３の処理の例を図２９乃至図３３を参照して説明する。
【０２７２】
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２９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。
【０２７３】
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３０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３０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。
【０２７４】
図３０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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
図３０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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
図３１に示す、背景が静止し、前景の動き量vが４であるフレーム#nにおいて、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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
すなわち、フレーム#nにおけるカバードバックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレーム#n-1およびフレーム#n-2の画素は、背景の成分のみから成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値は、ほぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属する画素に対応する、フレーム#n-1およびフレーム#n-2の画素に対する静動判定は、静動判定部１２２−４により、静止と判定される。
【０２８２】
フレーム#nにおけるカバードバックグラウンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、フレーム#n-1における背景の成分のみから成る場合と、画素値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属する画素、および対応するフレーム#n-1の画素に対する静動判定は、静動判定部１２２−３により、動きと判定される。
【０２８３】
このように、領域判定部１２３−３は、静動判定部１２２−３から動きを示す静動判定の結果が供給され、静動判定部１２２−４から静止を示す静動判定の結果が供給されたとき、対応する画素がカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２８４】
図３２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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
すなわち、フレーム#nにおけるアンカバードバックグラウンド領域に属する画素に対応する、フレーム#n+1およびフレーム#n+2の画素は、背景の成分のみから成り、画素値が変化しないので、その差の絶対値は、ほぼ０の値となる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属する画素に対応する、フレーム#n+1およびフレーム#n+2の画素に対する静動判定は、静動判定部１２２−１により、静止と判定される。
【０２８７】
フレーム#nにおけるアンカバードバックグラウンド領域に属する画素は、前景の成分を含むので、フレーム#n+1における背景の成分のみから成る場合と、画素値が異なる。従って、フレーム#nにおける混合領域に属する画素、および対応するフレーム#n+1の画素に対する静動判定は、静動判定部１２２−２により、動きと判定される。
【０２８８】
このように、領域判定部１２３−１は、静動判定部１２２−２から動きを示す静動判定の結果が供給され、静動判定部１２２−１から静止を示す静動判定の結果が供給されたとき、対応する画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると判定する。
【０２８９】
図３３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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
図３４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３４（Ａ）において、カバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。図３４（Ｂ）において、アンカバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
【０２９４】
図３４（Ｃ）において、動き領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。図３４（Ｄ）において、静止領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。
【０２９５】
図３５は、判定フラグ格納フレームメモリ１２６が出力する領域情報の内、混合領域を示す領域情報を画像として示す図である。図３５において、カバードバックグラウンド領域またはアンカバードバックグラウンド領域に属すると判定された画素、すなわち混合領域に属すると判定された画素は、白で表示されている。判定フラグ格納フレームメモリ１２６が出力する混合領域を示す領域情報は、混合領域、および前景領域内のテクスチャの無い部分に囲まれたテクスチャの有る部分を示す。
【０２９６】
次に、図３６のフローチャートを参照して、領域特定部１０３の領域特定の処理を説明する。ステップＳ１２１において、フレームメモリ１２１は、判定の対象となるフレーム#nを含むフレーム#n-2乃至フレーム#n+2の画像を取得する。
【０２９７】
ステップＳ１２２において、静動判定部１２２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定された場合、ステップＳ１２３に進み、静動判定部１２２−２は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止か否かを判定する。
【０２９８】
ステップＳ１２３において、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定された場合、ステップＳ１２４に進み、領域判定部１２３−２は、領域の判定される画素に対応する静止領域判定フラグに、静止領域に属することを示す”１”を設定する。領域判定部１２３−２は、静止領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１２５に進む。
【０２９９】
ステップＳ１２２において、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定された場合、または、ステップＳ１２３において、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きと判定された場合、フレーム#nの画素が静止領域には属さないので、ステップＳ１２４の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１２５に進む。
【０３００】
ステップＳ１２５において、静動判定部１２２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された場合、ステップＳ１２６に進み、静動判定部１２２−２は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きか否かを判定する。
【０３０１】
ステップＳ１２６において、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きと判定された場合、ステップＳ１２７に進み、領域判定部１２３−２は、領域の判定される画素に対応する動き領域判定フラグに、動き領域に属することを示す”１”を設定する。領域判定部１２３−２は、動き領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１２８に進む。
【０３０２】
ステップＳ１２５において、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、静止と判定された場合、または、ステップＳ１２６において、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定された場合、フレーム#nの画素が動き領域には属さないので、ステップＳ１２７の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１２８に進む。
【０３０３】
ステップＳ１２８において、静動判定部１２２−４は、フレーム#n-2の画素とフレーム#n-1の同一位置の画素とで、静止か否かを判定し、静止と判定された場合、ステップＳ１２９に進み、静動判定部１２２−３は、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きか否かを判定する。
【０３０４】
ステップＳ１２９において、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、動きと判定された場合、ステップＳ１３０に進み、領域判定部１２３−３は、領域の判定される画素に対応するカバードバックグラウンド領域判定フラグに、カバードバックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定する。領域判定部１２３−３は、カバードバックグラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１３１に進む。
【０３０５】
ステップＳ１２８において、フレーム#n-2の画素とフレーム#n-1の同一位置の画素とで、動きと判定された場合、または、ステップＳ１２９において、フレーム#n-1の画素とフレーム#nの同一位置の画素とで、静止と判定された場合、フレーム#nの画素がカバードバックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ１３０の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１３１に進む。
【０３０６】
ステップＳ１３１において、静動判定部１２２−２は、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、動きか否かを判定し、動きと判定された場合、ステップＳ１３２に進み、静動判定部１２２−１は、フレーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、静止か否かを判定する。
【０３０７】
ステップＳ１３２において、フレーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、静止と判定された場合、ステップＳ１３３に進み、領域判定部１２３−１は、領域の判定される画素に対応するアンカバードバックグラウンド領域判定フラグに、アンカバードバックグラウンド領域に属することを示す”１”を設定する。領域判定部１２３−１は、アンカバードバックグラウンド領域判定フラグを判定フラグ格納フレームメモリ１２４に供給し、手続きは、ステップＳ１３４に進む。
【０３０８】
ステップＳ１３１において、フレーム#nの画素とフレーム#n+1の同一位置の画素とで、静止と判定された場合、または、ステップＳ１３２において、フレーム#n+1の画素とフレーム#n+2の同一位置の画素とで、動きと判定された場合、フレーム#nの画素がアンカバードバックグラウンド領域には属さないので、ステップＳ１３３の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ１３４に進む。
【０３０９】
ステップＳ１３４において、領域特定部１０３は、フレーム#nの全ての画素について領域を特定したか否かを判定し、フレーム#nの全ての画素について領域を特定していないと判定された場合、手続きは、ステップＳ１２２に戻り、他の画素について、領域特定の処理を繰り返す。
【０３１０】
ステップＳ１３４において、フレーム#nの全ての画素について領域を特定したと判定された場合、ステップＳ１３５に進み、合成部１２５は、判定フラグ格納フレームメモリ１２４に記憶されているアンカバードバックグラウンド領域判定フラグ、およびカバードバックグラウンド領域判定フラグを基に、混合領域を示す領域情報を生成し、更に、各画素が、アンカバードバックグラウンド領域、静止領域、動き領域、およびカバードバックグラウンド領域のいずれかに属することを示す領域情報を生成し、生成した領域情報を判定フラグ格納フレームメモリ１２６に設定し、処理は終了する。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
図３７は、混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロック図である。推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、カバードバックグラウンド領域のモデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。
【０３１７】
推定混合比処理部２０２は、入力画像を基に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
理想的な混合比αの例を図３８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。
【０３２２】
図３８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。
【０３２３】
図３９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（１４）で表すことができる。
【０３２４】
【数３】
0004491965.tif 000004
【０３２５】
式（１４）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（１５）および式（１６）のように表現することができる。
【０３２６】
M=C06                              （１５）
B=P06                              （１６）
【０３２７】
式（１４）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。
【０３２８】
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（１３）は、式（１７）のように書き換えられる。
【０３２９】
C=α・P+f                        （１７）
式（１７）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（１７）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。
【０３３０】
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４０に示す。
【０３３１】
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（１３）は、式（１８）のように表現することができる。
【０３３２】
C=α・N+f                        （１８）
【０３３３】
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（１４）乃至式（１８）を適用することができる。例えば、図３９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（１６）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。
【０３３４】
式（１７）および式（１８）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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
図４１のフレーム#nの左から７番目の画素の画素値Mcは、式（１９）で表すことができる。
【０３３７】
【数４】
0004491965.tif 000005
式（１９）の右辺第１項の2/vは、混合比αに相当する。式（１９）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（２０）のように表すこととする。
【０３３８】
【数５】
0004491965.tif 000006
【０３３９】
ここで、前景の成分の空間相関を利用して、式（２１）が成立するとする。
【０３４０】
F=F05=F06=F07=F08=F09=F10=F11=F12                  （２１）
式（２０）は、式（２１）を利用して、式（２２）のように置き換えることができる。
【０３４１】
【数６】
0004491965.tif 000007
【０３４２】
結果として、βは、式（２３）で表すことができる。
【０３４３】
β=2/4                              （２３）
【０３４４】
一般的に、式（２１）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（２４）が成立する。
【０３４５】
β=1-α                              （２４）
【０３４６】
式（２４）が成立するとすれば、式（１７）は、式（２５）に示すように展開することができる。
【０３４７】
【数７】
0004491965.tif 000008
【０３４８】
同様に、式（２４）が成立するとすれば、式（１８）は、式（２６）に示すように展開することができる。
【０３４９】
【数８】
0004491965.tif 000009
【０３５０】
式（２５）および式（２６）において、C，N、およびPは、既知の画素値なので、式（２５）および式（２６）に含まれる変数は、混合比αのみである。式（２５）および式（２６）における、C，N、およびPの関係を図４２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。
【０３５１】
従って、式（２５）および式（２６）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（２５）および式（２６）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。
【０３５２】
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（２７）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（２８）により算出される。
【０３５３】
α=(C-N)/(P-N)                              （２７）
α=(C-P)/(N-P)                              （２８）
【０３５４】
図４３は、推定混合比処理部２０１の構成を示すブロック図である。フレームメモリ２２１は、入力された画像をフレーム単位で記憶し、入力画像として入力されているフレームから１つ後のフレームをフレームメモリ２２２および混合比演算部２２３に供給する。
【０３５５】
フレームメモリ２２２は、入力された画像をフレーム単位で記憶し、フレームメモリ２２１から供給されているフレームから１つ後のフレームを混合比演算部２２３に供給する。
【０３５６】
従って、入力画像としてフレーム#n+1が混合比演算部２２３に入力されているとき、フレームメモリ２２１は、フレーム#nを混合比演算部２２３に供給し、フレームメモリ２２２は、フレーム#n-1を混合比演算部２２３に供給する。
【０３５７】
混合比演算部２２３は、式（２７）に示す演算により、フレーム#nの注目している画素の画素値C、注目している画素と空間的位置が対応する、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素と空間的位置が対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。例えば、背景が静止しているとき、混合比演算部２２３は、フレーム#nの注目している画素の画素値C、注目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n+1の画素の画素値N、および注目している画素とフレーム内の位置が同じ、フレーム#n-1の画素の画素値Pを基に、注目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。
【０３５８】
このように、推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、推定混合比を算出して、混合比決定部２０３に供給することができる。
【０３５９】
なお、推定混合比処理部２０２は、推定混合比処理部２０１が式（２７）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（２８）に示す演算により、注目している画素の推定混合比を算出する部分が異なることを除き、推定混合比処理部２０１と同様なので、その説明は省略する。
【０３６０】
図４４は、推定混合比処理部２０１により算出された推定混合比の例を示す図である。図４４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。
【０３６１】
推定混合比は、混合領域において、図３８に示すように、ほぼ直線的に変化していることがわかる。
【０３６２】
図３７に戻り、混合比決定部２０３は、領域特定部１０３から供給された、混合比αの算出の対象となる画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに属するかを示す領域情報を基に、混合比αを設定する。混合比決定部２０３は、対象となる画素が前景領域に属する場合、０を混合比αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２０１から供給された推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２０２から供給された推定混合比を混合比αに設定する。混合比決定部２０３は、領域情報を基に設定した混合比αを出力する。
【０３６３】
図４５は、混合比算出部１０４の他の構成を示すブロック図である。選択部２３１は、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、カバードバックグラウンド領域に属する画素および、これに対応する前および後のフレームの画素を推定混合比処理部２３２に供給する。選択部２３１は、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素および、これに対応する前および後のフレームの画素を推定混合比処理部２３３に供給する。
【０３６４】
推定混合比処理部２３２は、選択部２３１から入力された画素値を基に、式（２７）に示す演算により、カバードバックグラウンド領域に属する、注目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合比を選択部２３４に供給する。
【０３６５】
推定混合比処理部２３３は、選択部２３１から入力された画素値を基に、式（２８）に示す演算により、アンカバードバックグラウンド領域に属する、注目している画素の推定混合比を算出して、算出した推定混合比を選択部２３４に供給する。
【０３６６】
選択部２３４は、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、対象となる画素が前景領域に属する場合、０である推定混合比を選択して、混合比αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１である推定混合比を選択して、混合比αに設定する。選択部２３４は、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２３２から供給された推定混合比を選択して混合比αに設定し、対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２３３から供給された推定混合比を選択して混合比αに設定する。選択部２３４は、領域情報を基に選択して設定した混合比αを出力する。
【０３６７】
このように、図４５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。
【０３６８】
図４６のフローチャートを参照して、図３７に構成を示す混合比算出部１０４の混合比αの算出の処理を説明する。ステップＳ１５１において、混合比算出部１０４は、領域特定部１０３から供給された領域情報を取得する。ステップＳ１５２において、推定混合比処理部２０１は、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。混合比推定の演算の処理の詳細は、図４７のフローチャートを参照して、後述する。
【０３６９】
ステップＳ１５３において、推定混合比処理部２０２は、アンカバードバックグラウンド領域に対応するモデルにより推定混合比の演算の処理を実行し、算出した推定混合比を混合比決定部２０３に供給する。
【０３７０】
ステップＳ１５４において、混合比算出部１０４は、フレーム全体について、混合比αを推定したか否かを判定し、フレーム全体について、混合比αを推定していないと判定された場合、ステップＳ１５２に戻り、次の画素について混合比αを推定する処理を実行する。
【０３７１】
ステップＳ１５４において、フレーム全体について、混合比αを推定したと判定された場合、ステップＳ１５５に進み、混合比決定部２０３は、画素が、前景領域、背景領域、カバードバックグラウンド領域、またはアンカバードバックグラウンド領域のいずれかに属するかを示す、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合比αを設定する。混合比決定部２０３は、対象となる画素が前景領域に属する場合、０を混合比αに設定し、対象となる画素が背景領域に属する場合、１を混合比αに設定し、対象となる画素がカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２０１から供給された推定混合比を混合比αに設定し、対象となる画素がアンカバードバックグラウンド領域に属する場合、推定混合比処理部２０２から供給された推定混合比を混合比αに設定し、処理は終了する。
【０３７２】
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。
【０３７３】
図４５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４６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。
【０３７４】
次に、図４６のステップＳ１５２に対応する、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混合比推定の処理を図４７のフローチャートを参照して説明する。
【０３７５】
ステップＳ１７１において、混合比演算部２２３は、フレームメモリ２２１から、フレーム#nの注目画素の画素値Cを取得する。
【０３７６】
ステップＳ１７２において、混合比演算部２２３は、フレームメモリ２２２から、注目画素に対応する、フレーム#n-1の画素の画素値Pを取得する。
【０３７７】
ステップＳ１７３において、混合比演算部２２３は、入力画像に含まれる注目画素に対応する、フレーム#n+1の画素の画素値Nを取得する。
【０３７８】
ステップＳ１７４において、混合比演算部２２３は、フレーム#nの注目画素の画素値C、フレーム#n-1の画素の画素値P、およびフレーム#n+1の画素の画素値Nを基に、推定混合比を演算する。
【０３７９】
ステップＳ１７５において、混合比演算部２２３は、フレーム全体について、推定混合比を演算する処理を終了したか否かを判定し、フレーム全体について、推定混合比を演算する処理を終了していないと判定された場合、ステップＳ１７１に戻り、次の画素について推定混合比を算出する処理を繰り返す。
【０３８０】
ステップＳ１７５において、フレーム全体について、推定混合比を演算する処理を終了したと判定された場合、処理は終了する。
【０３８１】
このように、推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、推定混合比を演算することができる。
【０３８２】
図４６のステップＳ１５３におけるアンカバードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混合比推定の処理は、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応する式を利用した、図４７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。
【０３８３】
なお、図４５に示す推定混合比処理部２３２および推定混合比処理部２３３は、図４７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。
【０３８４】
また、背景に対応するオブジェクトが静止しているとして説明したが、背景領域に対応する画像が動きを含んでいても上述した混合比αを求める処理を適用することができる。例えば、背景領域に対応する画像が一様に動いているとき、推定混合比処理部２０１は、背景の動きに対応して画像全体をシフトさせ、背景に対応するオブジェクトが静止している場合と同様に処理する。また、背景領域に対応する画像が局所毎に異なる背景の動きを含んでいるとき、推定混合比処理部２０１は、混合領域に属する画素に対応する画素として、背景の動きに対応した画素を選択して、上述の処理を実行する。
【０３８５】
なお、図３７または図４５に示す混合比算出部１０４の構成は、一例である。
【０３８６】
また、混合比算出部１０４は、全ての画素について、カバードバックグラウンド領域に対応するモデルによる混合比推定の処理のみを実行して、算出された推定混合比を混合比αとして出力するようにしてもよい。この場合において、混合比αは、カバードバックグラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合を示し、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素について、前景の成分の割合を示す。アンカバードバックグラウンド領域に属する画素について、このように算出された混合比αと１との差分の絶対値を算出して、算出した絶対値を混合比αに設定すれば、信号処理部１２は、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素について、背景の成分の割合を示す混合比αを求めることができる。
【０３８７】
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。
【０３８８】
次に、前景背景分離部１０５について説明する。図４８は、前景背景分離部１０５の構成の一例を示すブロック図である。前景背景分離部１０５に供給された入力画像は、分離部２５１、スイッチ２５２、およびスイッチ２５４に供給される。カバードバックグラウンド領域を示す情報、およびアンカバードバックグラウンド領域を示す、領域特定部１０３から供給された領域情報は、分離部２５１に供給される。前景領域を示す領域情報は、スイッチ２５２に供給される。背景領域を示す領域情報は、スイッチ２５４に供給される。
【０３８９】
混合比算出部１０４から供給された混合比αは、分離部２５１に供給される。
【０３９０】
分離部２５１は、カバードバックグラウンド領域を示す領域情報、アンカバードバックグラウンド領域を示す領域情報、および混合比αを基に、入力画像から前景の成分を分離して、分離した前景の成分を合成部２５３に供給するとともに、入力画像から背景の成分を分離して、分離した背景の成分を合成部２５５に供給する。
【０３９１】
スイッチ２５２は、前景領域を示す領域情報を基に、前景に対応する画素が入力されたとき、閉じられ、入力画像に含まれる前景に対応する画素のみを合成部２５３に供給する。
【０３９２】
スイッチ２５４は、背景領域を示す領域情報を基に、背景に対応する画素が入力されたとき、閉じられ、入力画像に含まれる背景に対応する画素のみを合成部２５５に供給する。
【０３９３】
合成部２５３は、分離部２５１から供給された前景に対応する成分、スイッチ２５２から供給された前景に対応する画素を基に、前景成分画像を合成し、合成した前景成分画像を出力する。前景領域と混合領域とは重複しないので、合成部２５３は、例えば、前景に対応する成分と、前景に対応する画素とに論理和の演算を適用して、前景成分画像を合成する。
【０３９４】
合成部２５３は、前景成分画像の合成の処理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵しているフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格納し、前景成分画像の合成の処理において、前景成分画像を格納（上書き）する。従って、合成部２５３が出力する前景成分画像の内、背景領域に対応する画素には、画素値として０が格納されている。
【０３９５】
合成部２５５は、分離部２５１から供給された背景に対応する成分、スイッチ２５４から供給された背景に対応する画素を基に、背景成分画像を合成して、合成した背景成分画像を出力する。背景領域と混合領域とは重複しないので、合成部２５５は、例えば、背景に対応する成分と、背景に対応する画素とに論理和の演算を適用して、背景成分画像を合成する。
【０３９６】
合成部２５５は、背景成分画像の合成の処理の最初に実行される初期化の処理において、内蔵しているフレームメモリに全ての画素値が０である画像を格納し、背景成分画像の合成の処理において、背景成分画像を格納（上書き）する。従って、合成部２５５が出力する背景成分画像の内、前景領域に対応する画素には、画素値として０が格納されている。
【０３９７】
図４９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。
【０３９８】
図４９（Ａ）は、表示される画像の模式図であり、図４９（Ｂ）は、図４９（Ａ）に対応する前景領域に属する画素、背景領域に属する画素、および混合領域に属する画素を含む１ラインの画素を時間方向に展開したモデル図を示す。
【０３９９】
図４９（Ａ）および図４９（Ｂ）に示すように、前景背景分離部１０５から出力される背景成分画像は、背景領域に属する画素、および混合領域の画素に含まれる背景の成分から構成される。
【０４００】
図４９（Ａ）および図４９（Ｂ）に示すように、前景背景分離部１０５から出力される前景成分画像は、前景領域に属する画素、および混合領域の画素に含まれる前景の成分から構成される。
【０４０１】
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。
【０４０２】
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。
【０４０３】
次に、分離部２５１が実行する、混合領域に属する画素から前景の成分、および背景の成分を分離する処理について説明する。
【０４０４】
図５０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５０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。
【０４０５】
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。
【０４０６】
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。
【０４０７】
図５１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５１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５１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。
【０４０８】
フレーム#nの左から１５番目の画素の画素値C15は、式（２９）で表される。
【０４０９】
C15=B15/v+F09/v+F08/v+F07/v
=α15・B15+F09/v+F08/v+F07/v
=α15・P15+F09/v+F08/v+F07/v                  （２９）
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。
【０４１０】
式（２９）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（３０）で表される。
【０４１１】
f15=F09/v+F08/v+F07/v
=C15-α15・P15                        （３０）
【０４１２】
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（３１）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（３２）で表される。
【０４１３】
f16=C16-α16・P16                        （３１）
f17=C17-α17・P17                        （３２）
【０４１４】
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（３３）で計算される。
【０４１５】
fc=C-α・P                              （３３）
Pは、１つ前のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０４１６】
図５２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５２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５２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。
【０４１７】
フレーム#nの左から２番目の画素の画素値C02は、式（３４）で表される。
【０４１８】
C02=B02/v+B02/v+B02/v+F01/v
=α2・B02+F01/v
=α2・N02+F01/v                            （３４）
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。
【０４１９】
式（３４）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（３５）で表される。
【０４２０】
f02=F01/v
=C02-α2・N02                              （３５）
【０４２１】
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（３６）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（３７）で表される。
【０４２２】
f03=C03-α3・N03                              （３６）
f04=C04-α4・N04                              （３７）
【０４２３】
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（３８）で計算される。
【０４２４】
fu=C-α・N                              （３８）
Nは、１つ後のフレームの、対応する画素の画素値である。
【０４２５】
このように、分離部２５１は、領域情報に含まれる、カバードバックグラウンド領域を示す情報、およびアンカバードバックグラウンド領域を示す情報、並びに画素毎の混合比αを基に、混合領域に属する画素から前景の成分、および背景の成分を分離することができる。
【０４２６】
図５３は、以上で説明した処理を実行する分離部２５１の構成の一例を示すブロック図である。分離部２５１に入力された画像は、フレームメモリ３０１に供給され、混合比算出部１０４から供給されたカバードバックグラウンド領域およびアンカバードバックグラウンド領域を示す領域情報、並びに混合比αは、分離処理ブロック３０２に入力される。
【０４２７】
フレームメモリ３０１は、入力された画像をフレーム単位で記憶する。フレームメモリ３０１は、処理の対象がフレーム#nであるとき、フレーム#nの１つ前のフレームであるフレーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#nの１つ後のフレームであるフレーム#n+1を記憶する。
【０４２８】
フレームメモリ３０１は、フレーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の対応する画素を分離処理ブロック３０２に供給する。
【０４２９】
分離処理ブロック３０２は、カバードバックグラウンド領域およびアンカバードバックグラウンド領域を示す領域情報、並びに混合比αを基に、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#n-1、フレーム#n、およびフレーム#n+1の対応する画素の画素値に図５１および図５２を参照して説明した演算を適用して、フレーム#nの混合領域に属する画素から前景の成分および背景の成分を分離して、フレームメモリ３０３に供給する。
【０４３０】
分離処理ブロック３０２は、アンカバード領域処理部３１１、カバード領域処理部３１２、合成部３１３、および合成部３１４で構成されている。
【０４３１】
アンカバード領域処理部３１１の乗算器３２１は、混合比αを、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#n+1の画素の画素値に乗じて、スイッチ３２２に出力する。スイッチ３２２は、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n+1の画素に対応する）がアンカバードバックグラウンド領域であるとき、閉じられ、乗算器３２１から供給された混合比αを乗じた画素値を演算器３２２および合成部３１４に供給する。スイッチ３２２から出力されるフレーム#n+1の画素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム#nの対応する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０４３２】
演算器３２３は、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ３２２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分を求める。演算器３２３は、アンカバードバックグラウンド領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合成部３１３に供給する。
【０４３３】
カバード領域処理部３１２の乗算器３３１は、混合比αを、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#n-1の画素の画素値に乗じて、スイッチ３３２に出力する。スイッチ３３２は、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#nの画素（フレーム#n-1の画素に対応する）がカバードバックグラウンド領域であるとき、閉じられ、乗算器３３１から供給された混合比αを乗じた画素値を演算器３３３および合成部３１４に供給する。スイッチ３３２から出力されるフレーム#n-1の画素の画素値に混合比αを乗じた値は、フレーム#nの対応する画素の画素値の背景の成分に等しい。
【０４３４】
演算器３３３は、フレームメモリ３０１から供給されたフレーム#nの画素の画素値から、スイッチ３３２から供給された背景の成分を減じて、前景の成分を求める。演算器３３３は、カバードバックグラウンド領域に属する、フレーム#nの画素の前景の成分を合成部３１３に供給する。
【０４３５】
合成部３１３は、フレーム#nの、演算器３２３から供給された、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素の前景の成分、および演算器３３３から供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画素の前景の成分を合成して、フレームメモリ３０３に供給する。
【０４３６】
合成部３１４は、フレーム#nの、スイッチ３２２から供給された、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素の背景の成分、およびスイッチ３３２から供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画素の背景の成分を合成して、フレームメモリ３０３に供給する。
【０４３７】
フレームメモリ３０３は、分離処理ブロック３０２から供給された、フレーム#nの混合領域の画素の前景の成分と、背景の成分とをそれぞれに記憶する。
【０４３８】
フレームメモリ３０３は、記憶しているフレーム#nの混合領域の画素の前景の成分、および記憶しているフレーム#nの混合領域の画素の背景の成分を出力する。
【０４３９】
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。
【０４４０】
合成部２５３は、分離部２５１から出力された、フレーム#nの混合領域の画素の前景の成分と、前景領域に属する画素とを合成して前景成分画像を生成する。合成部２５５は、分離部２５１から出力された、フレーム#nの混合領域の画素の背景の成分と、背景領域に属する画素とを合成して背景成分画像を生成する。
【０４４１】
図５４は、図５０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。
【０４４２】
図５４（Ａ）は、図５０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。
【０４４３】
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。
【０４４４】
図５４（Ｂ）は、図５０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。
【０４４５】
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。
【０４４６】
次に、図５５に示すフローチャートを参照して、前景背景分離部１０５による前景と背景との分離の処理を説明する。ステップＳ２０１において、分離部２５１のフレームメモリ３０１は、入力画像を取得し、前景と背景との分離の対象となるフレーム#nを、その前のフレーム#n-1およびその後のフレーム#n+1と共に記憶する。
【０４４７】
ステップＳ２０２において、分離部２５１の分離処理ブロック３０２は、混合比算出部１０４から供給された領域情報を取得する。ステップＳ２０３において、分離部２５１の分離処理ブロック３０２は、混合比算出部１０４から供給された混合比αを取得する。
【０４４８】
ステップＳ２０４において、アンカバード領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１から供給された、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素の画素値から、背景の成分を抽出する。
【０４４９】
ステップＳ２０５において、アンカバード領域処理部３１１は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１から供給された、アンカバードバックグラウンド領域に属する画素の画素値から、前景の成分を抽出する。
【０４５０】
ステップＳ２０６において、カバード領域処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１から供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画素の画素値から、背景の成分を抽出する。
【０４５１】
ステップＳ２０７において、カバード領域処理部３１２は、領域情報および混合比αを基に、フレームメモリ３０１から供給された、カバードバックグラウンド領域に属する画素の画素値から、前景の成分を抽出する。
【０４５２】
ステップＳ２０８において、合成部３１３は、ステップＳ２０５の処理で抽出されたアンカバードバックグラウンド領域に属する画素の前景の成分と、ステップＳ２０７の処理で抽出されたカバードバックグラウンド領域に属する画素の前景の成分とを合成する。合成された前景の成分は、合成部２５３に供給される。更に、合成部２５３は、スイッチ２５２を介して供給された前景領域に属する画素と、分離部２５１から供給された前景の成分とを合成して、前景成分画像を生成する。
【０４５３】
ステップＳ２０９において、合成部３１４は、ステップＳ２０４の処理で抽出されたアンカバードバックグラウンド領域に属する画素の背景の成分と、ステップＳ２０６の処理で抽出されたカバードバックグラウンド領域に属する画素の背景の成分とを合成する。合成された背景の成分は、合成部２５５に供給される。更に、合成部２５５は、スイッチ２５４を介して供給された背景領域に属する画素と、分離部２５１から供給された背景の成分とを合成して、背景成分画像を生成する。
【０４５４】
ステップＳ２１０において、合成部２５３は、前景成分画像を出力する。ステップＳ２１１において、合成部２５５は、背景成分画像を出力し、処理は終了する。
【０４５５】
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。
【０４５６】
次に、前景成分画像からの動きボケの量の調整について説明する。
【０４５７】
図５６は、動きボケ調整部１０６の構成の一例を示すブロック図である。動き検出部１０２から供給された動きベクトルとその位置情報、および領域特定部１０３から供給された領域情報は、処理単位決定部３５１およびモデル化部３５２に供給される。前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像は、足し込み部３５４に供給される。
【０４５８】
処理単位決定部３５１は、動きベクトルとその位置情報、および領域情報を基に、動きベクトルと共に、生成した処理単位をモデル化部３５２に供給する。処理単位決定部３５１は、生成した処理単位を足し込み部３５４に供給する。
【０４５９】
処理単位決定部３５１が生成する処理単位は、図５７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。
【０４６０】
モデル化部３５２は、動きベクトルおよび入力された処理単位を基に、モデル化を実行する。より具体的には、例えば、モデル化部３５２は、処理単位に含まれる画素の数、画素値の時間方向の仮想分割数、および画素毎の前景の成分の数に対応する複数のモデルを予め記憶しておき、処理単位、および画素値の時間方向の仮想分割数を基に、図５８に示すような、画素値と前景の成分との対応を指定するモデルを選択するようにしても良い。
【０４６１】
例えば、処理単位に対応する画素の数が１２でありシャッタ時間内の動き量vが５であるときにおいては、モデル化部３５２は、仮想分割数を５とし、最も左に位置する画素が１つの前景の成分を含み、左から２番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から３番目の画素が３つの前景の成分を含み、左から４番目の画素が４つの前景の成分を含み、左から５番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から６番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から７番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から８番目の画素が５つの前景の成分を含み、左から９番目の画素が４つの前景の成分を含み、左から１０番目の画素が３つの前景の成分を含み、左から１１番目の画素が２つの前景の成分を含み、左から１２番目の画素が１つの前景の成分を含み、全体として８つの前景の成分から成るモデルを選択する。
【０４６２】
なお、モデル化部３５２は、予め記憶してあるモデルから選択するのではなく、動きベクトル、および処理単位が供給されたとき、動きベクトル、および処理単位を基に、モデルを生成するようにしてもよい。
【０４６３】
モデル化部３５２は、選択したモデルを方程式生成部３５３に供給する。
【０４６４】
方程式生成部３５３は、モデル化部３５２から供給されたモデルを基に、方程式を生成する。図５８に示す前景成分画像のモデルを参照して、前景の成分の数が８であり、処理単位に対応する画素の数が１２であり、動き量vが５であり、仮想分割数が５であるときの、方程式生成部３５３が生成する方程式について説明する。
【０４６５】
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（３９）乃至式（５０）で表される。
【０４６６】
C01=F01/v                                          （３９）
C02=F02/v+F01/v                                    （４０）
C03=F03/v+F02/v+F01/v                              （４１）
C04=F04/v+F03/v+F02/v+F01/v                        （４２）
C05=F05/v+F04/v+F03/v+F02/v+F01/v                  （４３）
C06=F06/v+F05/v+F04/v+F03/v+F02/v                  （４４）
C07=F07/v+F06/v+F05/v+F04/v+F03/v                  （４５）
C08=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v+F04/v                  （４６）
C09=F08/v+F07/v+F06/v+F05/v                        （４７）
C10=F08/v+F07/v+F06/v                              （４８）
C11=F08/v+F07/v                                    （４９）
C12=F08/v                                          （５０）
【０４６７】
方程式生成部３５３は、生成した方程式を変形して方程式を生成する。方程式生成部３５３が生成する方程式を、式（５１）乃至式（６２）に示す。
C01=1・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５１）
C02=1・F01/v+1・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５２）
C03=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５３）
C04=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５４）
C05=1・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５５）
C06=0・F01/v+1・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v
+1・F06/v+0・F07/v+0・F08/v      （５６）
C07=0・F01/v+0・F02/v+1・F03/v+1・F04/v+1・F05/v
+1・F06/v+1・F07/v+0・F08/v      （５７）
C08=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+1・F04/v+1・F05/v
+1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v      （５８）
C09=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+1・F05/v
+1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v      （５９）
C10=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+1・F06/v+1・F07/v+1・F08/v      （６０）
C11=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+1・F07/v+1・F08/v      （６１）
C12=0・F01/v+0・F02/v+0・F03/v+0・F04/v+0・F05/v
+0・F06/v+0・F07/v+1・F08/v      （６２）
【０４６８】
式（５１）乃至式（６２）は、式（６３）として表すこともできる。
【０４６９】
【数９】
0004491965.tif 000010
式（６３）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。
【０４７０】
誤差を考慮して表現すると、式（６３）は、式（６４）のように表すことができる。
【０４７１】
【数１０】
0004491965.tif 000011
式（６４）において、ejは、注目画素Cjに含まれる誤差である。
【０４７２】
式（６４）は、式（６５）に書き換えることができる。
【０４７３】
【数１１】
0004491965.tif 000012
【０４７４】
ここで、最小自乗法を適用するため、誤差の自乗和Eを式（６６）に示すように定義する。
【０４７５】
【数１２】
0004491965.tif 000013
【０４７６】
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（６７）を満たすようにFkを求める。
【０４７７】
【数１３】
0004491965.tif 000014
【０４７８】
式（６７）において、動き量vは固定値であるから、式（６８）を導くことができる。
【０４７９】
【数１４】
0004491965.tif 000015
【０４８０】
式（６８）を展開して、移項すると、式（６９）を得る。
【０４８１】
【数１５】
0004491965.tif 000016
【０４８２】
式（６９）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。
【０４８３】
このような最小自乗法に基づく、方程式生成部３５３が生成する正規方程式の例を式（７０）に示す。
【０４８４】
【数１６】
0004491965.tif 000017
【０４８５】
式（７０）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。
【０４８６】
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。
【０４８７】
方程式生成部３５３は、このように生成された正規方程式を足し込み部３５４に供給する。
【０４８８】
足し込み部３５４は、処理単位決定部３５１から供給された処理単位を基に、前景成分画像に含まれる画素値Cを、方程式生成部３５３から供給された行列の式に設定する。足し込み部３５４は、画素値Cを設定した行列を演算部３５５に供給する。
【０４８９】
演算部３５５は、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）などの解法に基づく処理により、動きボケが除去された前景成分Fi/vを算出して、動きボケが除去された前景の画素値である、０乃至８の整数のいずれかのiに対応するFiを算出して、図５９に例を示す、動きボケが除去された画素値であるFiから成る、動きボケが除去された前景成分画像を動きボケ付加部３５６および選択部３５７に出力する。
【０４９０】
なお、図５９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。
【０４９１】
動きボケ付加部３５６は、動き量vとは異なる値の動きボケ調整量v'、例えば、動き量vの半分の値の動きボケ調整量v'や、動き量vと無関係の値の動きボケ調整量v'を与えることで、動きボケの量を調整することができる。例えば、図６０に示すように、動きボケ付加部３５６は、動きボケが除去された前景の画素値Fiを動きボケ調整量v'で除すことにより、前景成分Fi/v'を算出して、前景成分Fi/v'の和を算出して、動きボケの量が調整された画素値を生成する。例えば、動きボケ調整量v'が３のとき、画素値C02は、（F01）/v'とされ、画素値C03は、（F01+F02）/v'とされ、画素値C04は、（F01+F02+F03）/v'とされ、画素値C05は、（F02+F03+F04）/v'とされる。
【０４９２】
動きボケ付加部３５６は、動きボケの量を調整した前景成分画像を選択部３５７に供給する。
【０４９３】
選択部３５７は、例えば使用者の選択に対応した選択信号を基に、演算部３５５から供給された動きボケが除去された前景成分画像、および動きボケ付加部３５６から供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力する。
【０４９４】
このように、動きボケ調整部１０６は、選択信号および動きボケ調整量v'を基に、動きボケの量を調整することができる。
【０４９５】
また、例えば、図６１に示すように、処理単位に対応する画素の数が８であり、動き量vが４であるとき、動きボケ調整部１０６は、式（７１）に示す行列の式を生成する。
【０４９６】
【数１７】
0004491965.tif 000018
【０４９７】
動きボケ調整部１０６は、このように処理単位の長さに対応した数の式を立てて、動きボケの量が調整された画素値であるFiを算出する。同様に、例えば、処理単位に含まれる画素の数が１００あるとき、１００個の画素に対応する式を生成して、Fiを算出する。
【０４９８】
図６２は、動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図である。図５６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。
【０４９９】
選択部３６１は、選択信号を基に、入力された動きベクトルとその位置信号をそのまま処理単位決定部３５１およびモデル化部３５２に供給するか、または動きベクトルの大きさを動きボケ調整量v'に置き換えて、その大きさが動きボケ調整量v'に置き換えられた動きベクトルとその位置信号を処理単位決定部３５１およびモデル化部３５２に供給する。
【０５００】
このようにすることで、図６２の動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算部３５５は、動き量vと動きボケ調整量v'との値に対応して、動きボケの量を調整することができる。例えば、動き量vが5であり、動きボケ調整量v'が3であるとき、図６２の動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１乃至演算部３５５は、図５８に示す動き量vが5である前景成分画像に対して、3である動きボケ調整量v'対応する図６０に示すようなモデルに従って、演算を実行し、（動き量v）/（動きボケ調整量v'）＝5/3、すなわちほぼ1.7の動き量vに応じた動きボケを含む画像を算出する。なお、この場合、算出される画像は、3である動き量vに対応した動きボケを含むのではないので、動きボケ付加部３５６の結果とは動き量vと動きボケ調整量v'の関係の意味合いが異なる点に注意が必要である。
【０５０１】
以上のように、動きボケ調整部１０６は、動き量vおよび処理単位に対応して、式を生成し、生成した式に前景成分画像の画素値を設定して、動きボケの量が調整された前景成分画像を算出する。
【０５０２】
次に、図６３のフローチャートを参照して、動きボケ調整部１０６による前景成分画像に含まれる動きボケの量の調整の処理を説明する。
【０５０３】
ステップＳ２５１において、動きボケ調整部１０６の処理単位決定部３５１は、動きベクトルおよび領域情報を基に、処理単位を生成し、生成した処理単位をモデル化部３５２に供給する。
【０５０４】
ステップＳ２５２において、動きボケ調整部１０６のモデル化部３５２は、動き量vおよび処理単位に対応して、モデルの選択や生成を行う。ステップＳ２５３において、方程式生成部３５３は、選択されたモデルを基に、正規方程式を作成する。
【０５０５】
ステップＳ２５４において、足し込み部３５４は、作成された正規方程式に前景成分画像の画素値を設定する。ステップＳ２５５において、足し込み部３５４は、処理単位に対応する全ての画素の画素値の設定を行ったか否かを判定し、処理単位に対応する全ての画素の画素値の設定を行っていないと判定された場合、ステップＳ２５４に戻り、正規方程式への画素値の設定の処理を繰り返す。
【０５０６】
ステップＳ２５５において、処理単位の全ての画素の画素値の設定を行ったと判定された場合、ステップＳ２５６に進み、演算部３５５は、足し込み部３５４から供給された画素値が設定された正規方程式を基に、動きボケの量を調整した前景の画素値を算出して、処理は終了する。
【０５０７】
このように、動きボケ調整部１０６は、動きベクトルおよび領域情報を基に、動きボケを含む前景画像から動きボケの量を調整することができる。
【０５０８】
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。
【０５０９】
なお、図５６に示す動きボケ調整部１０６の構成は、一例であり、唯一の構成ではない。
【０５１０】
以上のように、図１０に構成を示す信号処理部１２は、入力画像に含まれる動きボケの量を調整することができる。図１０に構成を示す信号処理部１２は、埋もれた情報である混合比αを算出して、算出した混合比αを出力することができる。
【０５１１】
図６４は、信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【０５１２】
図１０に示す部分と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０５１３】
領域特定部１０３は、領域情報を混合比算出部１０４および合成部３７１に供給する。
【０５１４】
混合比算出部１０４は、混合比αを前景背景分離部１０５および合成部３７１に供給する。
【０５１５】
前景背景分離部１０５は、前景成分画像を合成部３７１に供給する。
【０５１６】
合成部３７１は、混合比算出部１０４から供給された混合比α、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離部１０５から供給された前景成分画像とを合成して、任意の背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を出力する。
【０５１７】
図６５は、合成部３７１の構成を示す図である。背景成分生成部３８１は、混合比αおよび任意の背景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画像合成部３８２に供給する。
【０５１８】
混合領域画像合成部３８２は、背景成分生成部３８１から供給された背景成分画像と前景成分画像とを合成することにより、混合領域合成画像を生成して、生成した混合領域合成画像を画像合成部３８３に供給する。
【０５１９】
画像合成部３８３は、領域情報を基に、前景成分画像、混合領域画像合成部３８２から供給された混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成して、合成画像を生成して出力する。
【０５２０】
このように、合成部３７１は、前景成分画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０５２１】
特徴量である混合比αを基に前景成分画像を任意の背景画像と合成して得られた画像は、単に画素を合成した画像に比較し、より自然なものと成る。
【０５２２】
図６６は、動きボケの量を調整する信号処理部１２の機能の更に他の構成を示すブロック図である。図１０に示す信号処理部１２が領域特定と混合比αの算出を順番に行うのに対して、図６６に示す信号処理部１２は、領域特定と混合比αの算出を並行して行う。
【０５２３】
図１０のブロック図に示す機能と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５２４】
入力画像は、混合比算出部４０１、前景背景分離部４０２、領域特定部１０３、およびオブジェクト抽出部１０１に供給される。
【０５２５】
混合比算出部４０１は、入力画像を基に、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比を、入力画像に含まれる画素のそれぞれに対して算出し、算出した画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比を前景背景分離部４０２に供給する。
【０５２６】
図６７は、混合比算出部４０１の構成の一例を示すブロック図である。
【０５２７】
図６７に示す推定混合比処理部２０１は、図３７に示す推定混合比処理部２０１と同じである。図６７に示す推定混合比処理部２０２は、図３７に示す推定混合比処理部２０２と同じである。
【０５２８】
推定混合比処理部２０１は、入力画像を基に、カバードバックグラウンド領域のモデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。
【０５２９】
推定混合比処理部２０２は、入力画像を基に、アンカバードバックグラウンド領域のモデルに対応する演算により、画素毎に推定混合比を算出して、算出した推定混合比を出力する。
【０５３０】
前景背景分離部４０２は、混合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、並びに領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、入力画像から前景成分画像を生成し、生成した前景成分画像を動きボケ調整部１０６および選択部１０７に供給する。
【０５３１】
図６８は、前景背景分離部４０２の構成の一例を示すブロック図である。
【０５３２】
図４８に示す前景背景分離部１０５と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５３３】
選択部４２１は、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選択した推定混合比を混合比αとして分離部２５１に供給する。
【０５３４】
分離部２５１は、選択部４２１から供給された混合比αおよび領域情報を基に、混合領域に属する画素の画素値から前景の成分および背景の成分を抽出し、抽出した前景の成分を合成部２５３に供給すると共に、背景の成分を合成部２５５に供給する。
【０５３５】
分離部２５１は、図５３に示す構成と同じ構成とすることができる。
【０５３６】
合成部２５３は、前景成分画像を合成して、出力する。合成部２５５は、背景成分画像を合成して出力する。
【０５３７】
図６６に示す動きボケ調整部１０６は、図１０に示す場合と同様の構成とすることができ、領域情報および動きベクトルを基に、前景背景分離部４０２から供給された前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整して、動きボケの量が調整された前景成分画像を出力する。
【０５３８】
図６６に示す選択部１０７は、例えば使用者の選択に対応した選択信号を基に、前景背景分離部４０２から供給された前景成分画像、および動きボケ調整部１０６から供給された動きボケの量が調整された前景成分画像のいずれか一方を選択して、選択した前景成分画像を出力する。
【０５３９】
このように、図６６に構成を示す信号処理部１２は、入力画像に含まれる前景のオブジェクトに対応する画像に対して、その画像に含まれる動きボケの量を調整して出力することができる。図６６に構成を示す信号処理部１２は、第１の実施例と同様に、埋もれた情報である混合比αを算出して、算出した混合比αを出力することができる。
【０５４０】
図６９は、前景成分画像を任意の背景画像と合成する信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。図６４に示す信号処理部１２が領域特定と混合比αの算出をシリアルに行うのに対して、図６９に示す信号処理部１２は、領域特定と混合比αの算出をパラレルに行う。
【０５４１】
図６６のブロック図に示す機能と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５４２】
図６９に示す混合比算出部４０１は、入力画像を基に、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比を、入力画像に含まれる画素のそれぞれに対して算出し、算出した画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比を前景背景分離部４０２および合成部４３１に供給する。
【０５４３】
図６９に示す前景背景分離部４０２は、混合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、並びに領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、入力画像から前景成分画像を生成し、生成した前景成分画像を合成部４３１に供給する。
【０５４４】
合成部４３１は、混合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、任意の背景画像と、前景背景分離部４０２から供給された前景成分画像とを合成して、任意の背景画像と前景成分画像とが合成された合成画像を出力する。
【０５４５】
図７０は、合成部４３１の構成を示す図である。図６５のブロック図に示す機能と同様の部分には同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【０５４６】
選択部４４１は、領域特定部１０３から供給された領域情報を基に、混合比算出部４０１から供給された、画素がカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比、および画素がアンカバードバックグラウンド領域に属すると仮定した場合における推定混合比のいずれか一方を選択して、選択した推定混合比を混合比αとして背景成分生成部３８１に供給する。
【０５４７】
図７０に示す背景成分生成部３８１は、選択部４４１から供給された混合比αおよび任意の背景画像を基に、背景成分画像を生成して、混合領域画像合成部３８２に供給する。
【０５４８】
図７０に示す混合領域画像合成部３８２は、背景成分生成部３８１から供給された背景成分画像と前景成分画像とを合成することにより、混合領域合成画像を生成して、生成した混合領域合成画像を画像合成部３８３に供給する。
【０５４９】
画像合成部３８３は、領域情報を基に、前景成分画像、混合領域画像合成部３８２から供給された混合領域合成画像、および任意の背景画像を合成して、合成画像を生成して出力する。
【０５５０】
このように、合成部４３１は、前景成分画像を、任意の背景画像に合成することができる。
【０５５１】
なお、混合比αは、画素値に含まれる背景の成分の割合として説明したが、画素値に含まれる前景の成分の割合としてもよい。
【０５５２】
また、前景となるオブジェクトの動きの方向は左から右として説明したが、その方向に限定されないことは勿論である。
【０５５３】
次に、上述した信号処理部１２と同様の処理により、温度のデータ、または圧力のデータに含まれる動きボケの量を調整する、例について説明する。
【０５５４】
図７１は、本発明に係る信号処理装置の構成例を示す図である。サーモグラフィ装置４５１は、測定の対象となるオブジェクトから輻射される赤外線を、赤外線CCDなど、内蔵している赤外線センサで検出し、検出した赤外線の波長または強さに対応する信号を生成する。サーモグラフィ装置４５１は、生成した信号をアナログデジタル変換し、基準温度に対応する基準データと比較し、オブジェクトの各部位の温度を示す温度データを生成して、生成した温度データを信号処理部４５２に出力する。
【０５５５】
サーモグラフィ装置４５１は、センサ１１と同様に、空間に対して、および時間に対して積分効果を有する。
【０５５６】
サーモグラフィ装置４５１が信号処理部４５２に供給する温度データは、動画像の画像データと同様の構成を有し、測定の対象となるオブジェクトの各部位の温度を示す値（画像データの画素値に対応する）が、空間方向に２次元に配置され（画像データのフレームに対応する）、更に、時間方向に配置されているデータである。
【０５５７】
信号処理部４５２は、入力された温度データに含まれる、測定の対象となるオブジェクトが動くことにより発生した歪みを調整する。例えば、信号処理部４５２は、測定の対象となるオブジェクトの所望の部位のより正確な温度を抽出する。
【０５５８】
図７２は、信号処理部４５２による動きボケの量の調整の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ３０１において、信号処理部４５２は、測定の対象となるオブジェクトの各部位に対応する、温度を示す値が２次元に配置された温度データを取得する。信号処理部４５２は、温度データを基に、動きを示すデータを生成する。
【０５５９】
ステップＳ３０２において、信号処理部４５２は、温度の測定を所望するオブジェクトに対応する温度を示す値のみから成る前景領域、所望のオブジェクト以外のオブジェクトに対応する温度を示す値のみから成る背景領域、並びに所望のオブジェクトに対応する温度の情報および所望のオブジェクト以外のオブジェクトに対応する温度の情報が混合して成る混合領域に、温度データの領域を特定する。
【０５６０】
ステップＳ３０３において、信号処理部４５２は、温度データに含まれる温度を示す値が混合領域に属するか否かを判定し、混合領域に属すると判定された場合、ステップＳ３０４に進み、図２７のステップＳ１０２の処理と同様の処理で、混合比αを算出する。
【０５６１】
ステップＳ３０５において、信号処理部４５２は、図２７のステップＳ１０３の処理と同様の処理で、温度測定を所望するオブジェクトに対応する温度の情報を分離して、手続きは、ステップＳ３０６に進む。
【０５６２】
ステップＳ３０５における温度の情報の分離の処理は、キルヒホッフの法則またはシュテファン・ボルツマンの法則などのオブジェクトの温度と放射される赤外線との関係を示す法則を基に、温度の情報を、温度の測定を所望するオブジェクトから放出される赤外線のエネルギ量に変換して、変換した赤外線のエネルギ量を分離し、再度、分離したエネルギ量を温度に変換するようにしてもよい。赤外線のエネルギ量に変換して分離することにより、信号処理部４５２は、温度の情報をそのまま分離するときに比較して、より精度良く、温度の情報を分離することができる。
【０５６３】
ステップＳ３０３において、温度データに含まれる温度を示す値が混合領域に属しないと判定された場合、温度測定を所望するオブジェクトに対応する温度の情報を分離する処理は必要無いので、ステップＳ３０４およびステップＳ３０５の処理はスキップされ、手続きは、ステップＳ３０６に進む。
【０５６４】
ステップＳ３０６において、信号処理部４５２は、前景領域に属する温度を示す値、および温度測定を所望するオブジェクトに対応する温度の情報とで、温度測定を所望するオブジェクトに対応する温度データを生成する。
【０５６５】
ステップＳ３０７において、信号処理部４５２は、図６３のステップＳ２５１の処理と同様の処理で、生成した温度データに対応するモデルを生成する。
【０５６６】
ステップＳ３０８において、信号処理部４５２は、生成したモデルを基に、図６３のステップＳ２５２乃至ステップＳ２５５の処理と同様の処理で、温度測定を所望するオブジェクトに対応する温度データに含まれる動きボケの量を調整して、処理は終了する。
【０５６７】
このように、信号処理部４５２は、測定の対象となるオブジェクトの動きにより生じた温度データに含まれる動きボケの量を調整して、オブジェクトの各部のより正確な温度の値を算出することができる。
【０５６８】
図７３は、本発明に係る信号処理装置の構成例を示す図である。この例では、重量測定を行う。圧力エリアセンサ５０１は、複数の圧力センサから構成され、平面の単位面積に対する荷重、すなわち圧力を測定する。圧力エリアセンサ５０１は、例えば、図７４に示すように、複数の圧力センサ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎが床面に２次元に配置されて成る構造を有する。重量が測定されるオブジェクト５１２が圧力エリアセンサ５０１上を移動するとき、圧力エリアセンサ５０１は、圧力センサ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎのそれぞれに、加えられる圧力を検出し、圧力センサ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎのそれぞれの測定範囲に対応する重量を示す重量データを生成し、生成した重量データを信号処理部５０２に出力する。
【０５６９】
圧力センサ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎのそれぞれは、例えば、透明な弾性体に外力が加わったとき、その歪みによって生じる複屈折性、いわゆる光弾性を利用したセンサなどで構成される。
【０５７０】
なお、圧力エリアセンサ５０１は、全体を１つの光弾性を利用したセンサで構成するようにしてもよい。
【０５７１】
図７５は、圧力エリアセンサ５０１を構成する圧力センサ５１１−ｍ−１乃至５１１−ｍ−Ｎのそれぞれに加えられる、オブジェクト５１２の各部の重量に対応する荷重を説明する図である。
【０５７２】
オブジェクト５１２の図中の最も左に位置する部分の重量に対応する荷重ａは、圧力センサ５１１−ｍ−１に加えられる。オブジェクト５１２の図中の左から２番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｂは、圧力センサ５１１−ｍ−２に加えられる。オブジェクト５１２の図中の左から３番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｃは、圧力センサ５１１−ｍ−３に加えられる。オブジェクト５１２の図中の左から４番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｄは、圧力センサ５１１−ｍ−４に加えられる。
【０５７３】
オブジェクト５１２の図中の左から５番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｅは、圧力センサ５１１−ｍ−５に加えられる。オブジェクト５１２の図中の左から６番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｆは、圧力センサ５１１−ｍ−６に加えられる。オブジェクト５１２の図中の左から７番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｇは、圧力センサ５１１−ｍ−７に加えられる。
【０５７４】
圧力エリアセンサ５０１が出力する重量データは、圧力センサ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎの配置に対応し、空間方向に２次元に配置されている重量を示す値から成る。
【０５７５】
図７６は、圧力エリアセンサ５０１が積分効果を有し、オブジェクト５１２が移動しているとき、圧力エリアセンサ５０１が出力する重量データの例を説明する図である。
【０５７６】
圧力センサ５１１−ｍ−１は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の最も左に位置する部分の重量に対応する荷重ａが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値aを出力する。
【０５７７】
圧力センサ５１１−ｍ−２は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から２番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｂが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の最も左に位置する部分の重量に対応する荷重ａが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値a＋ｂを出力する。
【０５７８】
圧力センサ５１１−ｍ−３は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から３番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｃが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から２番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｂが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の最も左に位置する部分の重量に対応する荷重ａが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値a＋ｂ＋ｃを出力する。
【０５７９】
圧力センサ５１１−ｍ−４は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から４番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｄが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から３番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｃが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から２番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｂが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の最も左に位置する部分の重量に対応する荷重ａが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値a＋ｂ＋ｃ＋ｄを出力する。
【０５８０】
圧力センサ５１１−ｍ−５は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から５番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｅが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から４番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｄが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から３番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｃが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の左から２番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｂが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを出力する。
【０５８１】
圧力センサ５１１−ｍ−６は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から６番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｆが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から５番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｅが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から４番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｄが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の左から３番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｃが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆを出力する。
【０５８２】
圧力センサ５１１−ｍ−７は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から７番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｇが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から６番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｆが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から５番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｅが加えられ、その後、オブジェクト５１２の図中の左から４番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｄが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇを出力する。
【０５８３】
圧力センサ５１１−ｍ−８は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から７番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｇが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から６番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｆが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から５番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｅが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｅ＋ｆ＋ｇを出力する。
【０５８４】
圧力センサ５１１−ｍ−９は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から７番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｇが加えられ、オブジェクト５１２の図中の左から６番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｆが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｆ＋ｇを出力する。
【０５８５】
圧力センサ５１１−ｍ−１０は、計測する単位時間において、オブジェクト５１２の図中の左から７番目に位置する部分の重量に対応する荷重ｇが加えられるので、重量データに含まれる重量を示す値として、値ｇを出力する。
【０５８６】
圧力エリアセンサ５０１は、圧力センサ５１１−ｍ−１が出力する値a、圧力センサ５１１−ｍ−２が出力する値a＋ｂ、圧力センサ５１１−ｍ−３が出力する値a＋ｂ＋ｃ、圧力センサ５１１−ｍ−４が出力する値a＋ｂ＋ｃ＋ｄ、圧力センサ５１１−ｍ−５が出力する値ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ、圧力センサ５１１−ｍ−６が出力する値ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ、圧力センサ５１１−ｍ−７が出力する値ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ、圧力センサ５１１−ｍ−８が出力する値ｅ＋ｆ＋ｇ、圧力センサ５１１−ｍ−９が出力する値ｆ＋ｇ、および圧力センサ５１１−ｍ−１０が出力する値ｇを含む重力データを出力する。
【０５８７】
信号処理部５０２は、圧力エリアセンサ５０１から供給された重量データから、測定の対象となるオブジェクト５１２が動くことにより発生した歪みを調整する。例えば、信号処理部５０２は、測定の対象となるオブジェクト５１２の所望の部位のより正確な重量を抽出する。例えば、信号処理部５０２は、値a、値a＋ｂ、値a＋ｂ＋ｃ、値a＋ｂ＋ｃ＋ｄ、値ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ、値ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ、値ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ、値ｅ＋ｆ＋ｇ、値ｆ＋ｇ、および値ｇを含む重量データから、荷重a、荷重b、荷重c、荷重d、荷重e、荷重f、および荷重gを抽出する。
【０５８８】
図７７のフローチャートを参照して、信号処理部５０２が実行する荷重の算出の処理を説明する。
【０５８９】
ステップＳ４０１において、信号処理部５０２は、圧力エリアセンサ５０１が出力する重量データを取得する。ステップＳ４０２において、信号処理部５０２は、圧力エリアセンサ５０１から取得した重量データを基に、オブジェクト５１２の荷重が圧力エリアセンサ５０１に加わっているか否かを判定し、オブジェクト５１２の荷重が圧力エリアセンサ５０１に加わっていると判定された場合、ステップＳ４０３に進み、重量データの変化を基に、オブジェクト５１２の動きを取得する。
【０５９０】
ステップＳ４０４において、信号処理部５０２は、ステップＳ４０３の処理で取得した動きの方向に沿って、重量データに含まれる、圧力センサ５１１の１ライン分のデータを取得する。
【０５９１】
ステップＳ４０５において、信号処理部５０２は、オブジェクト５１２の各部の重さに対応する荷重を算出して、処理は終了する。信号処理部５０２は、例えば、図６３のフローチャートを参照して説明した処理と同様の処理で、オブジェクト５１２の各部の重さに対応する荷重を算出する。
【０５９２】
ステップＳ４０２において、オブジェクト５１２の荷重が圧力エリアセンサ５０１に加わっていないと判定された場合、処理すべき重量データが無いので、処理は終了する。
【０５９３】
このように、重量測定システムは、移動しているオブジェクトの各部の重さに対応する正確な荷重を算出することができる。
【０５９４】
次に、空間方向に、より高解像度の画像を生成する信号処理部１２について説明する。
【０５９５】
図７８は、信号処理部１２の他の機能として、１フレームあたりの画素数を増加させ、高解像度画像を生成する構成を示すブロック図である。
【０５９６】
フレームメモリ７０１は、入力画像をフレーム単位で記憶し、記憶している画像を画素値生成部７０２および相関演算部７０３に供給する。
【０５９７】
相関演算部７０３は、フレームメモリ７０１から供給された画像に含まれる横方向に隣り合う画素データの画素値の相関値を演算して、画素値生成部７０２に供給する。画素値生成部７０２は、相関演算部７０３から供給された相関値を基に、横に並ぶ３つの画素データの画素値を基に、中央の画素の画素値から横方向に倍密の画像の成分を算出して、それを画素値として水平倍密画像を生成する。画素値生成部７０２は、生成した水平倍密画像をフレームメモリ７０４に供給する。
【０５９８】
フレームメモリ７０４は、画素値生成部７０２から供給された水平倍密画像をフレーム単位で記憶し、記憶している水平倍密画像を画素値生成部７０５および相関演算部７０６に供給する。
【０５９９】
相関演算部７０６は、フレームメモリ７０４から供給された水平倍密画像に含まれる縦方向に隣り合う画素データの画素値の相関値を演算して、画素値生成部７０５に供給する。画素値生成部７０５は、相関演算部７０３から供給された相関値を基に、縦に並ぶ３つの画素データの画素値を基に、中央の画素の画素値から縦方向に倍密の画像の成分を算出して、それを画素値として倍密画像を生成する。画素値生成部７０５は、生成した倍密画像を出力する。
【０６００】
次に、画素値生成部７０２による、水平倍密画像を生成する処理について説明する。
【０６０１】
図７９は、図１２に対応する、CCDであるセンサ１１に設けられている画素の配置、および水平倍密画像の画素データに対応する領域を説明する図である。図７９中において、A乃至Iは、個々の画素を示す。領域a乃至rは、画素A乃至Iの個々の画素を縦に半分にした受光領域である。画素A乃至Iの受光領域の幅が、2lであるとき、領域a乃至rの幅は、lである。画素値生成部７０２は、領域a乃至rに対応する画素データの画素値を算出する。
【０６０２】
図８０は、領域a乃至rに入力される光に対応する画素データを説明する図である。図８０のf'(x)は、入力される光および空間的な微少区間に対応する、空間的に見て理想的な画素値を示す。
【０６０３】
１つの画素データの画素値が、理想的な画素値f'(x)の一様な積分で表されるとすれば、領域iに対応する画素データの画素値Y1は、式（７２）で表され、領域jに対応する画素データの画素値Y2は、式（７３）で表され、画素Eの画素値Y3は、式（７４）で表される。
【０６０４】
【数１８】
0004491965.tif 000019
【０６０５】
【数１９】
0004491965.tif 000020
【０６０６】
【数２０】
0004491965.tif 000021
式（７２）乃至式（７４）において、x1，x2、およびx3は、画素Eの受光領域、領域i、および領域jのそれぞれの境界の空間座標である。
【０６０７】
式（７４）を変形することにより、式（７５）および式（７６）を導くことができる。
【０６０８】
Y1=2・Y3-Y2                              （７５）
Y2=2・Y3-Y1                              （７６）
従って、画素Eの画素値Y3および領域jに対応する画素データの画素値Y2が既知であれば、式（７５）により、領域iに対応する画素データの画素値Y1を算出することができる。また、画素Eの画素値Y3および領域iに対応する画素データの画素値Y1が既知であれば、式（７６）により、領域jに対応する画素データの画素値Y2を算出することができる。
【０６０９】
このように、画素に対応する画素値と、その画素の２つの領域に対応する画素データのいずれか一方の画素値とを知ることができれば、画素の２つの領域に対応する他の画素データの画素値を算出することができる。
【０６１０】
図８１を参照して、１つの画素の２つの領域に対応する画素データの画素値の算出を説明する。図８１（Ａ）は、画素D，画素E、および画素Fと、空間的に見て理想的な画素値f'(x)との関係を示す。
【０６１１】
画素D，画素E、および画素Fは、空間的に、積分効果があり、１つの画素が１つの画素値を出力するので、図８１（Ｂ）に示すように、それぞれ、１つの画素値を出力する。画素Eが出力する画素値は、受光領域の範囲で画素値f'(x)を積分した値に対応する。
【０６１２】
相関演算部７０３は、画素Dの画素値と画素Eの画素値との相関値、および画素Eの画素値と画素Fの画素値との相関値を生成して、画素値生成部７０２に供給する。相関演算部７０３が算出する相関値は、例えば、画素Dの画素値と画素Eの画素値との差分値、または画素Eの画素値と画素Fの画素値との差分値を基に算出される。近接する画素の画素値がより近い値であるとき、それらの画素の相関はより強いと言える。すなわち、画素値の差分値のより小さい値は、より強い相関を示す。
【０６１３】
従って、画素Dの画素値と画素Eの画素値との差分値、または画素Eの画素値と画素Fの画素値との差分値をそのまま相関値として利用するとき、より小さい差分値である相関値は、より強い相関を示す。
【０６１４】
例えば、画素Dの画素値と画素Eの画素値との相関が、画素Eの画素値と画素Fの画素値との相関より強いとき、図８１（Ｃ）に示すように、画素値生成部７０２は、画素Dの画素値を2で除して、その結果求められた値を領域iの画素データとする。
【０６１５】
画素値生成部７０２は、図８１（Ｄ）に示すように、式（７５）または式（７６）により、画素Eの画素値および領域iの画素データの画素値を基に、領域jの画素データの画素値を算出する。
【０６１６】
画素値生成部７０２は、例えば、画素Dについての、領域gの画素データの画素値、および領域hの画素データの画素値を算出して、画素Eについての、領域iの画素データの画素値、および領域jの画素データの画素値を算出して、続いて、画素Fについての、領域kの画素データの画素値、および領域lの画素データの画素値を算出するように、順次、画面内の画素について上述したように画素データの画素値を算出して、算出した画素データの画素値を含む水平倍密画像を生成し、生成した水平倍密画像をフレームメモリ７０４に供給する。
【０６１７】
画素値生成部７０５は、画素値生成部７０２と同様に、相関演算部７０６から供給された水平倍密画像の、縦に並ぶ３つの画素の画素値の相関、およびその３つの画素の画素値から、画素の受光領域を縦に２つに分割した領域に対応する画像データの画素値を算出することで倍密画像を生成する。
【０６１８】
図８２に例を示す画像が入力画像であるとき、画素値生成部７０２は、図８３に例を示す水平倍密画像を生成する。
【０６１９】
画素値生成部７０５は、図８２に例を示す画像が入力されたとき、図８４に例を示す画像を生成し、図８３に例を示す水平倍密画像が入力されたとき、図８５に例を示す倍密画像を生成する。
【０６２０】
図８６は、図７８に構成を示す信号処理部１２の倍密画像の生成の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ６０１において、信号処理部１２は、入力された画像を取得し、フレームメモリ７０１に記憶する。
【０６２１】
ステップＳ６０２において、相関演算部７０３は、画面中の１つの画素を注目画素として選択し、フレームメモリ７０１に記憶されている画素値を基に、注目画素に対して水平方向に隣接する画素の相関値を求める。ステップＳ６０３において、画素値生成部７０２は、相関演算部７０３から供給された相関値を基に、相関の強い、すなわち相関値の大きい方の画素値から水平倍密画像の片側の画素データの画素値を生成する。
【０６２２】
ステップＳ６０４において、画素値生成部７０２は、CCDの特性を基に、水平倍密画像の他の画素データの画素値を生成する。具体的には、画素値生成部７０２は、図８０を参照して説明した式（７５）および式（７６）を基に、ステップＳ６０３の処理で算出した画素値、および入力画像の画素データの画素値を基に、水平倍密画像の他の画像データの画素値を算出する。ステップＳ６０３およびステップＳ６０４の処理で生成された、注目画素に対応する水平倍密画像の画素データは、フレームメモリ７０４に記憶される。
【０６２３】
ステップＳ６０５において、画素値生成部７０２は、画面全体の処理を終了したか否かを判定し、画面全体の処理を終了していないと判定された場合、手続きは、ステップＳ６０２に戻り、次の画素を注目画素として選択して、水平倍密画像の生成の処理を繰り返す。
【０６２４】
ステップＳ６０５において、画面全体の処理を終了したと判定された場合、ステップＳ６０６に進み、相関演算部７０６は、画面中の１つの画素を注目画素として選択し、フレームメモリ７０４に記憶されている水平倍密画像の画素値を基に、注目画素に対して垂直方向に隣接する画素の相関値を求める。ステップＳ６０７において、画素値生成部７０５は、相関演算部７０６から供給された相関値を基に、相関の強い画素値から倍密画像の片側の画素値を生成する。
【０６２５】
ステップＳ６０８において、画素値生成部７０５は、ステップＳ６０４と同様に、CCDの特性を基に、倍密画像の他の画素値を生成する。具体的には、画素値生成部７０２は、図８０を参照して説明した式（７５）および式（７６）を基に、ステップＳ６０７の処理で算出した画素値、および水平倍密画像の画素データの画素値を基に、倍密画像の他の画像データの画素値を算出する。
【０６２６】
ステップＳ６０９において、画素値生成部７０５は、画面全体の処理を終了したか否かを判定し、画面全体の処理を終了していないと判定された場合、手続きは、ステップＳ６０６に戻り、次の画素を注目画素として選択して、倍密画像の生成の処理を繰り返す。
【０６２７】
ステップＳ６０９において、画面全体の処理を終了したと判定された場合、画素値生成部７０５は、生成した倍密画像を出力して、処理は終了する。
【０６２８】
このように、図７８に構成を示す信号処理部１２は、入力された画像から、画像の縦方向に画素の数を２倍とし、横方向に画素の数を２倍とした倍密画像を生成することができる。
【０６２９】
以上のように、図７８に構成を示す信号処理部１２は、画素の相関、およびCCDの空間に対する積分効果を考慮した信号処理を行うことにより空間的に解像度の高い画像を生成することができる。
【０６３０】
以上においては、３次元空間と時間軸情報を有する現実空間の画像をビデオカメラを用いて２次元空間と時間軸情報を有する時空間への射影を行った場合を例としたが、本発明は、この例に限らず、より多くの第１の次元の第１の情報を、より少ない第２の次元の第２の情報に射影した場合に、その射影によって発生する歪みを補正したり、有意情報を抽出したり、またはより自然に画像を合成する場合に適応することが可能である。
【０６３１】
なお、センサ１１は、CCDに限らす、固体撮像素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Device）、CID（Charge Injection Device）、またはCPD（Charge Priming Device）などのセンサでもよく、また、検出素子がマトリックス状に配置されているセンサに限らず、検出素子が１列に並んでいるセンサでもよい。
【０６３２】
本発明の信号処理を行うプログラムを記録した記録媒体は、図３に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク５１（フロッピディスクを含む）、光ディスク５２（CD-ROM(Compaut Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク５３（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ５４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２２や、記憶部２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０６３３】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０６３４】
【発明の効果】
本発明の一側面によれば、入力画像を前景オブジェクト成分のみからなる前景成分画像と、背景オブジェクト成分のみからなる背景成分画像を生成し、前景成分画像に含まれる動きボケの量を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明を適用するシステムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図２のシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１で取得される画像の例を示す図である。
【図６】混合領域の画素値を説明する図である。
【図７】図６の区間Ｄ１乃至Ｄ３において背景の画像成分を減算して得られる結果を説明する図である。
【図８】動きボケの構造を説明する図である。
【図９】図２のシステムの他の処理例を説明するフローチャートである。
【図１０】信号処理部１２を示すブロック図である。
【図１１】センサによる撮像を説明する図である。
【図１２】画素の配置を説明する図である。
【図１３】検出素子の動作を説明する図である。
【図１４】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１５】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１６】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１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１８】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図１９】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２０】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２１】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２２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２３】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２４】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図２６】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】動きボケの量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【図２８】領域特定部１０３の構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】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３０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図３１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図３２】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３３】領域判定の条件を説明する図である。
【図３４】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。
【図３５】領域特定部１０３の領域の特定の結果の例を示す図である。
【図３６】領域特定の処理を説明するフローチャートである。
【図３７】混合比算出部１０４の構成の一例を示すブロック図である。
【図３８】理想的な混合比αの例を示す図である。
【図３９】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４０】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４１】前景の成分の相関を利用した近似を説明する図である。
【図４２】  C，N、およびPの関係を説明する図である。
【図４３】推定混合比処理部２０１の構成を示すブロック図である。
【図４４】推定混合比の例を示す図である。
【図４５】混合比算出部１０４の他の構成を示すブロック図である。
【図４６】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４７】推定混合比の演算の処理を説明するフローチャートである。
【図４８】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４９】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５０】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５１】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５２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間に対応する期間を分割したモデル図である。
【図５３】分離部２５１の構成の一例を示すブロック図である。
【図５４】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５５】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５６】動きボケ調整部１０６の構成の一例を示すブロック図である。
【図５７】処理単位を説明する図である。
【図５８】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５９】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６０】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６１】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６２】動きボケ調整部１０６の他の構成を示す図である。
【図６３】動きボケ調整部１０６による前景成分画像に含まれる動きボケの量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【図６４】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【図６５】合成部３７１の構成を示す図である。
【図６６】信号処理部１２の機能の更に他の構成を示すブロック図である。
【図６７】混合比算出部４０１の構成を示すブロック図である。
【図６８】前景背景分離部４０２の構成を示すブロック図である。
【図６９】信号処理部１２の機能の他の構成を示すブロック図である。
【図７０】合成部４３１の構成を示す図である。
【図７１】本発明に係る信号処理装置の構成例を示す図である。
【図７２】信号処理部４５２による動きボケの量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【図７３】本発明に係る信号処理装置の構成例を示す図である。
【図７４】圧力エリアセンサ５０１の構成を示す図である。
【図７５】圧力エリアセンサ５０１に加えられる荷重を説明する図である。
【図７６】圧力エリアセンサ５０１が出力する重量データの例を説明する図である。
【図７７】信号処理部５０２が実行する荷重の算出の処理を説明するフローチャートである。
【図７８】信号処理部１２の他の機能として、１フレームあたりの画素数を増加させた画像を生成する構成を示すブロック図である。
【図７９】画素の配置、および水平倍密画像の画素に対応する領域を説明する図である。
【図８０】領域a乃至rに入力される光に対応する画像の成分を説明する図である。
【図８１】１つの画素の２つの領域に対応する画像の成分の算出を説明する図である。
【図８２】入力画像の例を示す図である。
【図８３】水平倍密画像の例を示す図である。
【図８４】垂直倍密画像の例を示す図である。
【図８５】倍密画像の例を示す図である。
【図８６】図７８に構成を示す信号処理部１２の倍密画像の生成の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１１  センサ，  １２  信号処理部，  ２１  CPU，  ２２  ROM，  ２３  RAM，  ２６  入力部，  ２７  出力部，  ２８  記憶部，  ２９  通信部，  ５１  磁気ディスク，  ５２  光ディスク，  ５３  光磁気ディスク，  ５４  半導体メモリ，  ６１  背景，  ６２  前景，  ６３  混合領域，  １０１  オブジェクト抽出部，  １０２  動き検出部，  １０３  領域特定部，  １０４  混合比算出部，  １０５  前景背景分離部，  １０６  動きボケ調整部，  １０７選択部，  １２１  フレームメモリ，  １２２−１乃至１２２−４  静動判定部，  １２３−１乃至１２３−３  領域判定部，  １２４  判定フラグ格納フレームメモリ，  １２５  合成部，  １２６  判定フラグ格納フレームメモリ，  ２０１  推定混合比処理部，  ２０２  推定混合比処理部，  ２０３  混合比決定部，  ２２１  フレームメモリ，  ２２２  フレームメモリ，  ２２３  混合比演算部，  ２３１  選択部，  ２３２  推定混合比処理部，  ２３３  推定混合比処理部，  ２３４  選択部，  ２５１  分離部，  ２５２  スイッチ，  ２５３  合成部，  ２５４  スイッチ，  ２５５  合成部，  ３０１  フレームメモリ，  ３０２  分離処理ブロック，  ３０３  フレームメモリ，  ３１１  アンカバード領域処理部，  ３１２  カバード領域処理部，  ３１３  合成部，  ３１４  合成部，  ３５１  処理単位決定部，  ３５２  モデル化部，  ３５３方程式生成部，  ３５４  足し込み部，  ３５５  演算部，  ３５６  動きボケ付加部，  ３５７  選択部，  ３６１  選択部，  ３７１  合成部，  ３８１背景成分生成部，  ３８２  混合領域画像合成部，  ３８３  画像合成部，  ４０１  混合比算出部，  ４０２  前景背景分離部，  ４２１  選択部，  ４３１  合成部，  ４４１  選択部，  ４５１  サーモグラフィ装置，  ４５２  信号処理部，  ５０１  圧力エリアセンサ，  ５０２  信号処理部，  ５１１−１−１乃至５１１−Ｍ−Ｎ  圧力センサ，  ７０１  フレームメモリ，  ７０２  画素値生成部，  ７０３  相関演算部，  ７０４  フレームメモリ，  ７０５  画素値生成部，  ７０６  相関演算部
【図１】
0004491965.tif 000022
【図２】
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【図３】
0004491965.tif 000024
【図４】
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【図５】
0004491965.tif 000026
【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】
0004491965.tif 000031
【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】
0004491965.tif 000092
【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】
0004491965.tif 000102
【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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