JP2002281381A - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然な動きボケを含む、時間方向に高密度の
画像を生成する。 【解決手段】 相関演算部１０３および１０４は、注目
しているフレームの画像データと、隣接する２つのフレ
ームの画像データとの相関を検出する。片側画素値生成
部１０５は、相関の大きい方の画像データに基づいて、
第１の画素データを生成する。片側画素値生成部１０６
は、注目している画像データおよび第１の画素データに
基づいて、第２の画素データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、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
画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現実世界における事象をセンサで検出
し、センサが出力するサンプリングデータを処理する技
術が広く利用されている。

【０００３】例えば、静止している所定の背景の前で移
動する物体を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。

【０００４】また、ビデオカメラなどで撮像された画像
を基に、時間方向に高密度の画像を生成する技術が利用
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
時間方向に高密度の画像を生成するとき、動きボケは考
慮されていなかった。従って、動きボケを含む画像に対
応して生成される、時間方向に高密度の画像は、不自然
な画像になるという課題があった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、自然な動きボケを含む、時間方向に高密度
の画像を生成することができるようにすることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、フレームのうちの注目しているフレームである注目
フレームの画像データと、注目フレームに隣接する第１
のフレームおよび第２のフレームの対応する画像データ
との相関をそれぞれ検出する相関検出手段と、第１のフ
レームと第２のフレームの対応する画像データのうち、
相関の大きい方の画像データに基づいて、相関の大きい
画像データのフレーム側の第３のフレームの画素データ
となる第１の画素データを生成するとともに、注目フレ
ームの画像データおよび第３のフレームの第１の画素デ
ータに基づいて、相関の小さい画像データのフレーム側
の第４のフレームの画素データとなる第２の画素データ
を生成する画素データ生成手段とを含むことを特徴とす
る。

【０００８】画像処理装置は、検出素子が少なくとも１
つの方向に複数個配置されているセンサによって取得さ
れた画像を処理するようにすることができる。

【０００９】画像処理装置は、複数個の検出素子がマト
リクス状に配置されているセンサによって取得された画
像を処理するようにすることができる。

【００１０】相関検出手段は、相関として、画素データ
の差分を検出するようにすることができる。

【００１１】本発明の画像処理方法は、フレームのうち
の注目しているフレームである注目フレームの画像デー
タと、注目フレームに隣接する第１のフレームおよび第
２のフレームの対応する画像データとの相関をそれぞれ
検出する相関検出ステップと、第１のフレームと第２の
フレームの対応する画像データのうち、相関の大きい方
の画像データに基づいて、相関の大きい画像データのフ
レーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画
素データを生成するとともに、注目フレームの画像デー
タおよび第３のフレームの第１の画素データに基づい
て、相関の小さい画像データのフレーム側の第４のフレ
ームの画素データとなる第２の画素データを生成する画
素データ生成ステップとを含むことを特徴とする。

【００１２】画像処理方法は、検出素子が少なくとも１
つの方向に複数個配置されているセンサによって取得さ
れた画像を処理するようにすることができる。

【００１３】画像処理方法は、複数個の検出素子がマト
リクス状に配置されているセンサによって取得された画
像を処理するようにすることができる。

【００１４】相関検出ステップにおいて、相関として、
画素データの差分が検出されるようにすることができ
る。

【００１５】本発明の記録媒体のプログラムは、フレー
ムのうちの注目しているフレームである注目フレームの
画像データと、注目フレームに隣接する第１のフレーム
および第２のフレームの対応する画像データとの相関を
それぞれ検出する相関検出ステップと、第１のフレーム
と第２のフレームの対応する画像データのうち、相関の
大きい方の画像データに基づいて、相関の大きい画像デ
ータのフレーム側の第３のフレームの画素データとなる
第１の画素データを生成するとともに、注目フレームの
画像データおよび第３のフレームの第１の画素データに
基づいて、相関の小さい画像データのフレーム側の第４
のフレームの画素データとなる第２の画素データを生成
する画素データ生成ステップとを含むことを特徴とす
る。

【００１６】記録媒体のプログラムは、検出素子が少な
くとも１つの方向に複数個配置されているセンサによっ
て取得された画像を処理するようにすることができる。

【００１７】記録媒体のプログラムは、複数個の検出素
子がマトリクス状に配置されているセンサによって取得
された画像を処理するようにすることができる。

【００１８】相関検出ステップにおいて、相関として、
画素データの差分が検出されるようにすることができ
る。

【００１９】本発明のプログラムは、フレームのうちの
注目しているフレームである注目フレームの画像データ
と、注目フレームに隣接する第１のフレームおよび第２
のフレームの対応する画像データとの相関をそれぞれ検
出する相関検出ステップと、第１のフレームと第２のフ
レームの対応する画像データのうち、相関の大きい方の
画像データに基づいて、相関の大きい画像データのフレ
ーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画素
データを生成するとともに、注目フレームの画像データ
および第３のフレームの第１の画素データに基づいて、
相関の小さい画像データのフレーム側の第４のフレーム
の画素データとなる第２の画素データを生成する画素デ
ータ生成ステップとをコンピュータに実行させることを
特徴とする。

【００２０】プログラムは、検出素子が少なくとも１つ
の方向に複数個配置されているセンサによって取得され
た画像を処理するようにすることができる。

【００２１】プログラムは、複数個の検出素子がマトリ
クス状に配置されているセンサによって取得された画像
を処理するようにすることができる。

【００２２】相関検出ステップにおいて、相関として、
画素データの差分が検出されるようにすることができ
る。

【００２３】本発明の画像処理装置および方法、記録媒
体、並びにプログラムにおいては、フレームのうちの注
目しているフレームである注目フレームの画像データ
と、注目フレームに隣接する第１のフレームおよび第２
のフレームの対応する画像データとの相関がそれぞれ検
出され、第１のフレームと第２のフレームの対応する画
像データのうち、相関の大きい方の画像データに基づい
て、相関の大きい画像データのフレーム側の第３のフレ
ームの画素データとなる第１の画素データが生成される
とともに、注目フレームの画像データおよび第３のフレ
ームの第１の画素データに基づいて、相関の小さい画像
データのフレーム側の第４のフレームの画素データとな
る第２の画素データが生成される。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る信号処理装
置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。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 Ac
cess 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、ROM
２２、およびRAM２３は、バス２４により相互に接続さ
れている。

【００２５】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。

【００２６】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はセンサの出力を取り込む取得部として
働く。

【００２７】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。

【００２８】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５
２、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。

【００２９】次に、センサにより取得されたデータか
ら、時間方向に高密度の画像を生成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。

【００３０】図２は、信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【００３１】なお、信号処理装置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。

【００３２】ここで、動きボケとは、撮像の対象とな
る、現実世界におけるオブジェクトの動きと、センサの
撮像の特性とにより生じる、動いているオブジェクトに
対応する画像に含まれている歪みをいう。

【００３３】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。

【００３４】信号処理装置に供給された入力画像は、フ
レームメモリ１０１、相関演算部１０３、および片側画
素値生成部１０５に入力される。

【００３５】フレームメモリ１０１は、入力された画像
をフレーム単位で記憶し、記憶している画像をフレーム
メモリ１０２、相関演算部１０３、相関演算部１０４、
および片側画素値生成部１０５に供給する。信号処理装
置に入力画像のフレーム#n＋１が入力されているとき、
フレームメモリ１０１は、フレーム#nの画像をフレーム
メモリ１０２、相関演算部１０３、相関演算部１０４、
および片側画素値生成部１０５に供給する。

【００３６】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は、フレーム#n-1の次のフレーム
である。

【００３７】フレームメモリ１０２は、フレームメモリ
１０１から供給された画像をフレーム単位で記憶し、記
憶している画像を相関演算部１０４、および片側画素値
生成部１０５に供給する。信号処理装置に入力画像のフ
レーム#n＋１が入力されているとき、フレームメモリ１
０２は、フレーム#n-1の画像を相関演算部１０４、およ
び片側画素値生成部１０５に供給する。

【００３８】相関演算部１０３は、フレームメモリ１０
１から供給されたフレーム#nの注目している画素、およ
びフレーム#n+1の対応する画素の相関値を算出して、片
側画素値生成部１０５に供給する。相関演算部１０３が
算出する相関値は、例えば、フレーム#nの注目している
画素の画素値とフレーム#n+1の対応する画素の画素値と
の差分値を基に算出される。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。

【００３９】相関演算部１０４は、フレームメモリ１０
１から供給されたフレーム#nの注目している画素、およ
びフレームメモリ１０２から供給された、フレーム#n-1
の対応する画素の相関値を算出して、片側画素値生成部
１０５に供給する。相関演算部１０４が算出する相関値
は、例えば、フレーム#nの注目している画素の画素値と
フレーム#n-1の対応する画素の画素値との差分値を基に
算出される。

【００４０】片側画素値生成部１０５は、相関演算部１
０３から供給された相関値、相関演算部１０４から供給
された相関値、およびフレーム#n-1乃至#n+1の画素値を
基に、フレーム#nに対応する、時間方向に２倍の密度の
画像の画素値を生成して、生成した画素値を片側画素値
生成部１０６に供給するとともに、生成した画素値を時
間方向に２倍の密度の画像として出力する。

【００４１】以下、時間方向に２倍の密度の画像を、単
に、倍密画像とも称する。

【００４２】また、片側画素値生成部１０５は、フレー
ム#nの画像をそのまま、片側画素値生成部１０６に供給
する。

【００４３】片側画素値生成部１０６は、片側画素値生
成部１０５から供給された、時間方向に２倍の密度の画
像の画素値およびフレーム#nの画像を基に、フレーム#n
に対応する、時間方向に２倍の密度の画像の他の画素値
を生成して、生成した画素値を時間方向に２倍の密度の
画像として出力する。

【００４４】次に、図３乃至図１９を参照して、信号処
理装置に供給される入力画像について説明する。

【００４５】図３は、センサによる撮像を説明する図で
ある。センサは、例えば、固体撮像素子であるCCD（Cha
rge-Coupled Device）エリアセンサを備えたCCDビデオ
カメラなどで構成される。現実世界における、前景に対
応するオブジェクトは、現実世界における、背景に対応
するオブジェクトと、センサとの間を、例えば、図中の
左側から右側に水平に移動する。

【００４６】センサは、前景に対応するオブジェクト
を、背景に対応するオブジェクトと共に撮像する。セン
サは、撮像した画像を１フレーム単位で出力する。例え
ば、センサは、１秒間に３０フレームから成る画像を出
力する。センサの露光時間は、１／３０秒とすることが
できる。露光時間は、センサが入力された光の電荷への
変換を開始してから、入力された光の電荷への変換を終
了するまでの期間である。以下、露光時間をシャッタ時
間とも称する。

【００４７】図４は、画素の配置を説明する図である。
図４中において、Ａ乃至Ｉは、個々の画素を示す。画素
は、画像に対応する平面上に配置されている。１つの画
素に対応する１つの検出素子は、センサ上に配置されて
いる。センサが画像を撮像するとき、１つの検出素子
は、画像を構成する１つの画素に対応する画素値を出力
する。例えば、検出素子のＸ方向の位置は、画像上の横
方向の位置に対応し、検出素子のＹ方向の位置は、画像
上の縦方向の位置に対応する。

【００４８】図５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。

【００４９】検出素子に蓄積された電荷は、図示せぬ回
路により、電圧値に変換され、電圧値は更にデジタルデ
ータなどの画素値に変換されて出力される。従って、セ
ンサから出力される個々の画素値は、前景または背景に
対応するオブジェクトの空間的に広がりを有するある部
分を、シャッタ時間について積分した結果である、１次
元の空間に射影された値を有する。

【００５０】図６は、このような積分効果を有するセン
サ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６のf(t)は、入力される光および微少な時間に
対応する、時間的に理想的な画素値を示す。

【００５１】図６において、センサのシャッタ時間は、
時刻t1から時刻t3までの期間であり、2tsで示す。

【００５２】１つの画素データの画素値が、理想的な画
素値f(t)の一様な積分で表されるとすれば、時刻t1から
時刻t2までの期間に対応する画素データの画素値Y1は、
式（１）で表され、時刻t2から時刻t3までの期間に対応
する画素データの画素値Y2は、式（２）で表され、セン
サから出力される画素値Y3は、式（３）で表される。

【００５３】

【数１】

【数２】

【数３】

【００５４】式（３）を変形することにより、式（４）
および式（５）を導くことができる。

【００５５】 Y1=2・Y3-Y2 （４） Y2=2・Y3-Y1 （５） 従って、センサから出力される画素値Y3および時刻t2か
ら時刻t3までの期間に対応する画素データの画素値Y2が
既知であれば、式（４）により、時刻t1から時刻t2まで
の期間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、センサから出力される画素値Y3および
時刻t1から時刻t2までの期間に対応する画素データの画
素値Y1が既知であれば、式（５）により、時刻t2から時
刻t3までの期間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。

【００５６】このように、画素に対応する画素値と、そ
の画素の２つの期間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つの期間
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。

【００５７】図７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７
（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７（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。

【００５８】図７（Ｂ）は、図７（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７（Ｂ）の横方向は、図７（Ａ）の空間
方向Ｘに対応している。

【００５９】背景領域の画素は、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
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、その画素値が構成さ
れている。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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、フレームメモリ１０
１、相関演算部１０３、および片側画素値生成部１０５
に入力画像として入力される。

【００６４】図８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７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。

【００６５】図９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。

【００６６】図９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９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。

【００６７】図９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９中の矩形の上辺の位置
は、センサが入力された光の電荷への変換を開始する時
刻に対応し、図９中の矩形の下辺の位置は、センサが入
力された光の電荷への変換を終了する時刻に対応する。
すなわち、図９中の矩形の上辺から下辺までの距離は、
シャッタ時間2tsに対応する。

【００６８】以下において、シャッタ時間2tsとフレー
ム間隔とが同一である場合を例に説明する。

【００６９】図９における横方向は、図７で説明した空
間方向Xに対応する。より具体的には、図９に示す例に
おいて、図９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。

【００７０】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2tsに対応する
期間において、センサに入力される光は変化しない。

【００７１】ここで、シャッタ時間2ts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９に示すモデル図は、図１０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2ts内での動
き量vなどに対応して設定される。

【００７２】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。

【００７３】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2tsに対応する期
間は４つに分割される。

【００７４】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。

【００７５】以下、動き量vに対応して分割されたシャ
ッタ時間2tsをシャッタ時間2ts/vとも称する。

【００７６】前景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサに入力される光は変化しないので、前景
の成分F01/vは、画素値F01を仮想分割数で除した値に等
しい。同様に、前景に対応するオブジェクトが静止して
いるとき、前景の成分F02/vは、画素値F02を仮想分割数
で除した値に等しく、前景の成分F03/vは、画素値F03を
仮想分割数で除した値に等しく、前景の成分F04/vは、
画素値F04を仮想分割数で除した値に等しい。

【００７７】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るとき、センサに入力される光は変化しないので、背景
の成分B01/vは、画素値B01を仮想分割数で除した値に等
しい。同様に、背景に対応するオブジェクトが静止して
いるとき、背景の成分B02/vは、画素値B02を仮想分割数
で除した値に等しく、B03/vは、画素値B03を仮想分割数
で除した値に等しく、B04/vは、画素値B04を仮想分割数
で除した値に等しい。

【００７８】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2tsに対応する期間に
おいて、センサに入力される前景のオブジェクトに対応
する光が変化しないので、シャッタが開いて最初の、シ
ャッタ時間2ts/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2ts/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2ts/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2ts/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。

【００７９】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2tsに対応する期間において、セ
ンサに入力される背景のオブジェクトに対応する光は変
化しないので、シャッタが開いて最初の、シャッタ時間
2ts/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2ts/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2ts/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2ts/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。

【００８０】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。

【００８１】図１１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１１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１１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。

【００８２】図１１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１１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１１
において、最も右側の画素は、背景領域に属する。

【００８３】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2ts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。

【００８４】例えば、図１１中に太線枠を付した画素値
Mは、式（６）で表される。

【００８５】 M=B02/v+B02/v+F07/v+F06/v （６）

【００８６】ここで、混合比は、後述する式（８）に示
されるように、画素値における、背景の成分の割合を示
す値である。

【００８７】以下、混合比は、混合比αと称する。

【００８８】例えば、左から５番目の画素は、１つのシ
ャッタ時間2ts/vに対応する背景の成分を含み、３つの
シャッタ時間2ts/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2ts/vに対応する
背景の成分を含み、２つのシャッタ時間2ts/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2ts/vに対応する背景の成分を含み、１つのシ
ャッタ時間2ts/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。

【００８９】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１１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2ts/vの前景の成分F07/vは、図
１１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2ts/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１１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
2ts/vに対応する前景の成分と、図１１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2t
s/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。

【００９０】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１１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2ts/vの前景の成分F06/vは、図１
１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2ts/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１１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2ts/
vに対応する前景の成分と、図１１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2ts/v
に対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。

【００９１】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１１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2ts/vの前景の成分F05/vは、図１
１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2ts/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１１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
2ts/vに対応する前景の成分と、図１１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2t
s/vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。

【００９２】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１１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2ts/vの前景の成分F04/vは、図１１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2ts/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１１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2ts/vに
対応する前景の成分と、図１１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2ts/vに対
応する前景の成分とに、それぞれ等しい。

【００９３】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。

【００９４】図１２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１２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１２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。

【００９５】図１２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１２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１２
において、最も右側の画素は、前景領域に属する。

【００９６】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2ts
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。

【００９７】例えば、図１２中に太線枠を付した画素値
M'は、式（７）で表される。

【００９８】 M'=F02/v+F01/v+B26/v+B26/v （７）

【００９９】例えば、左から５番目の画素は、３つのシ
ャッタ時間2ts/vに対応する背景の成分を含み、１つの
シャッタ時間2ts/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2ts/vに対応する
背景の成分を含み、２つのシャッタ時間2ts/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2ts/vに対応する背景の成分を含み、３つのシ
ャッタ時間2ts/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。

【０１００】式（６）および式（７）をより一般化する
と、画素値Mは、式（８）で表される。

【０１０１】

【数４】 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。

【０１０２】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１２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2ts/vの前景の成分F
01/vは、図１２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2ts/vに対応する前景の成
分に等しい。同様に、F01/vは、図１２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2t
s/vに対応する前景の成分と、図１２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2ts/
vに対応する前景の成分とに、それぞれ等しい。

【０１０３】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１２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2ts/vの前景の成
分F02/vは、図１２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2ts/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１２
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2ts/vに対応する前景の成分に等しい。

【０１０４】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１２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2ts/vの前景の成分F
03/vは、図１２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2ts/vに対応する前景の成
分に等しい。

【０１０５】図１０乃至図１２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。

【０１０６】図１３および図１４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2ts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。

【０１０７】図１３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１３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。

【０１０８】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。

【０１０９】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１４に示す。

【０１１０】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2ts/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１４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。

【０１１１】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2tsに対応する期間において、セ
ンサに入力される背景に対応する光は変化しない。この
場合、背景領域の画素値は、動きボケを含まない。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】図１５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。

【０１１５】図１５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。

【０１１６】図１６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１６に示すモデルは、カバードバックグラウン
ド領域を含む。

【０１１７】図１６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。

【０１１８】例えば、図１６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2ts/
vの前景の成分は、F12/vとなり、図１６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2t
s/vの前景の成分も、F12/vとなる。図１６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
2ts/vの前景の成分、および図１６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2ts/v
の前景の成分は、F12/vとなる。

【０１１９】図１６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2ts/vの前
景の成分は、F11/vとなり、図１６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2ts/v
の前景の成分も、F11/vとなる。図１６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2t
s/vの前景の成分は、F11/vとなる。

【０１２０】図１６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2ts/vの前
景の成分は、F10/vとなり、図１６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2ts/v
の前景の成分も、F10/vとなる。図１６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2ts/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１２１】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１６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2ts/vの背景
の成分は、B01/vとなる。図１６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2ts/vの背景の成分は、B02/vとなる。
図１６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2ts/vの背
景の成分は、B03/vとなる。

【０１２２】図１６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。

【０１２３】図１６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。

【０１２４】図１６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2ts/vの前景の成分
は、F05/v乃至F12/vのいずれかである。

【０１２５】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１６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2ts/vの前景の成分
は、F12/vとなり、図１６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2ts/vの前景の
成分も、F12/vとなる。図１６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2ts/vの前
景の成分、および図１６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2ts/vの前景の成
分は、F12/vとなる。

【０１２６】図１６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2ts/vの
前景の成分は、F11/vとなり、図１６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2ts/
vの前景の成分も、F11/vとなる。図１６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2t
s/vの前景の成分は、F11/vとなる。

【０１２７】図１６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2ts/vの
前景の成分は、F10/vとなり、図１６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2ts/
vの前景の成分も、F10/vとなる。図１６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2ts/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１２８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１６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2ts/vの背景
の成分は、B05/vとなる。図１６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2ts/vの背景の成分は、B06/vとなる。図
１６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2ts/vの背景
の成分は、B07/vとなる。

【０１２９】図１６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。

【０１３０】図１６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。

【０１３１】図１６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2ts/vの前景の
成分は、F01/v乃至F12/vのいずれかである。

【０１３２】前景に対応するオブジェクトが、剛体であ
り、等速で移動すると仮定でき、前景の画像が次のフレ
ームにおいて４画素右側に表示されるように移動するの
で、図１６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2ts/vの前景の成
分は、F12/vとなり、図１６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2ts/vの前
景の成分も、F12/vとなる。図１６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2ts/
vの前景の成分、および図１６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2ts/vの
前景の成分は、F12/vとなる。

【０１３３】図１６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2ts/v
の期間の前景の成分は、F11/vとなり、図１６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2ts/vの前景の成分も、F11/vとなる。図１６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2ts/vの前景の成分は、F11/vとなる。

【０１３４】図１６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2ts/
vの前景の成分は、F10/vとなり、図１６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
2ts/vの前景の成分も、F10/vとなる。図１６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2ts/vの前景の成分は、F09/vとなる。

【０１３５】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１６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2ts/vの背
景の成分は、B09/vとなる。図１６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2ts/vの背景の成分は、B10/vとな
る。図１６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
2ts/vの背景の成分は、B11/vとなる。

【０１３６】図１６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。

【０１３７】図１７は、図１６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。

【０１３８】図１８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１８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。

【０１３９】図１８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。

【０１４０】例えば、図１８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2t
s/vの前景の成分は、F13/vとなり、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
2ts/vの前景の成分も、F13/vとなる。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2ts/vの前景の成分、および図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2ts/
vの前景の成分は、F13/vとなる。

【０１４１】図１８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2ts/vの
前景の成分は、F14/vとなり、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2ts/
vの前景の成分も、F14/vとなる。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2t
s/vの前景の成分は、F15/vとなる。

【０１４２】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１８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2t
s/vの背景の成分は、B25/vとなる。図１８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2ts/vの背景の成分は、B
26/vとなる。図１８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2ts/v
の背景の成分は、B27/vとなる。

【０１４３】図１８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。

【０１４４】図１８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。

【０１４５】図１８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。

【０１４６】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１８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2ts/vの前景の成分
は、F13/vとなり、図１８中の左から６番目の画素の、
シャッタが開いて２番目のシャッタ時間2ts/vの前景の
成分も、F13/vとなる。図１８中の左から７番目の画素
の、シャッタが開いて３番目のシャッタ時間2ts/vの前
景の成分、および図１８中の左から８番目の画素の、シ
ャッタが開いて４番目のシャッタ時間2ts/vの前景の成
分は、F13/vとなる。

【０１４７】図１８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2ts/vの前
景の成分は、F14/vとなり、図１８中の左から７番目の
画素の、シャッタが開いて２番目のシャッタ時間2ts/v
の前景の成分も、F14/vとなる。図１８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2ts/
vの前景の成分は、F15/vとなる。

【０１４８】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１８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
2ts/vの背景の成分は、B29/vとなる。図１８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2ts/vの背景の成分は、B30
/vとなる。図１８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2ts/vの背
景の成分は、B31/vとなる。

【０１４９】図１８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。

【０１５０】図１８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2ts/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。

【０１５１】図１８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。

【０１５２】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１８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2ts/vの前景の成
分は、F13/vとなり、図１８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2ts/vの前
景の成分も、F13/vとなる。図１８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2ts/
vの前景の成分、および図１８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2ts/vの
前景の成分は、F13/vとなる。

【０１５３】図１８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2ts/v
の前景の成分は、F14/vとなり、図１８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
2ts/vの前景の成分も、F14/vとなる。図１８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2ts/vの前景の成分は、F15/vとなる。

【０１５４】背景に対応するオブジェクトが静止してい
るので、図１８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2ts/vの背景の成分は、B33/vとなる。図１８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2ts/vの背景の成分
は、B34/vとなる。図１８中のフレーム#n+1の左から１
１番目の画素の、シャッタが開いて４番目のシャッタ時
間2ts/vの背景の成分は、B35/vとなる。

【０１５５】図１８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。

【０１５６】図１８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2ts/vの前景の成分は、F13/v乃
至F16/vのいずれかである。

【０１５７】図１９は、図１８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。

【０１５８】次に、混合領域に属する画素を対象とし
た、倍密画像を生成する処理について説明する。

【０１５９】図２０のフレーム#nにおいて、画素ａ乃至
画素cは、混合領域に属する。

【０１６０】フレーム#nの画素aの画素値Maは、式
（９）に示される。

【０１６１】 Ma=B07/4+B07/4+B07/4+F12/4 （９）

【０１６２】画素aに対応する倍密画像の画素値Ma1およ
び画素値Ma2は、それぞれ式（１０）および式（１１）
で表される。式（１０）および式（１１）において、前
景の成分または背景の成分に、ゲイン調整のための係数
2が乗じられている。

【０１６３】 Ma1=2×(B07/4+B07/4) =B07/2+B07/2 =B07 （１０） Ma2=2×(B07/4+F12/4) =B07/2+F12/2 （１１）

【０１６４】式（１０）より、画素aに対応する、背景
側の倍密画像の画素値Ma1に、フレーム#n-1の対応する
画素の画素値B07を設定すればよいことがわかる。

【０１６５】画素aに対応する、前景側の倍密画像の画
素値Ma2は、式（４）または式（５）を変形した式（１
２）から算出できる。

【０１６６】 Ma2=2×Ma-Ma1 （１２）

【０１６７】図２１に、混合領域に属する画素であっ
て、背景の成分をより多く含む画素の画素値、対応する
前または後のフレームの画素の画素値、倍密画像の画素
値、および時間的に理想的な画素値との関係を示す。

【０１６８】フレーム#nの混合領域に属する画素が背景
の成分をより多く含むとき、図２１に示すように、背景
側の倍密画像の画素値に、フレーム#n-1の対応する背景
領域に属する画素の画素値が設定される。図２１におい
て、背景側の倍密画像は、フレーム#n-1側に位置する。

【０１６９】フレーム#nの混合領域に属する画素が背景
の成分をより多く含むとき、対応する前景側の倍密画像
の画素値は、式（４）または式（５）を基に、フレーム
#nの混合領域に属する画素の画素値、および設定された
背景側の倍密画像の画素値から算出される。図２１にお
いて、前景側の倍密画像は、フレーム#n+1側に位置す
る。

【０１７０】同様に、フレーム#nの画素bに対応する、
背景側の倍密画像の画素値Mb1に、式（１３）に示すよ
うに、フレーム#n-1の対応する画素の画素値B06が設定
される。フレーム#nの画素bに対応する、前景側の倍密
画像の画素値Mb2は、式（１４）から算出される。

【０１７１】 Mb1=2×(B06/4+B06/4) =B06/2+B06/2 =B06 （１３） Mb2=2×Mb-Mb1 （１４）

【０１７２】画素cの画素値Mcは、式（１５）に示され
る。

【０１７３】 Mc=B05/4+F12/4+F11/4+F10/4 （１５）

【０１７４】フレーム#nの画素cに対応する倍密画像の
画素値Mc1および画素値Mc2は、それぞれ式（１６）およ
び式（１７）で表される。式（１６）および式（１７）
において、前景の成分または背景の成分に、ゲイン調整
のための係数2が乗じられている。

【０１７５】 Mc1=2×(B05/4+F12/4) =B05/2+F12/2 （１６） Mc2=2×(F11/4+F10/4) =F11/2+F10/2 （１７）

【０１７６】ここで、前景の成分の空間相関を利用し
て、式（１８）が成立するとする。

【０１７７】 F=F11=F10=F09=F08=F07=F06 （１８）

【０１７８】式（１８）より、F09/4+F08/4+F07/4+F06/
4であるから、画素cに対応するフレーム#n+1の画素値
は、画素値Fに等しい。

【０１７９】従って、式（１９）が成立する。

【０１８０】 Mc2=F11/2+F10/2 =F （１９）

【０１８１】画素cに対応する、背景側の倍密画像の画
素値Mc1は、式（４）または式（５）を変形した式（２
０）から算出できる。

【０１８２】 Mc1=2×Mc-Mc2 （２０）

【０１８３】図２２に、混合領域に属する画素であっ
て、前景の成分をより多く含む画素の画素値、対応する
前または後のフレームの画素の画素値、倍密画像の画素
値、および時間的に理想的な画素値との関係を示す。

【０１８４】フレーム#nの混合領域に属する画素が前景
の成分をより多く含むとき、図２２に示すように、前景
側の倍密画像の画素値に、フレーム#n+1の対応する前景
領域に属する画素の画素値が設定される。図２２におい
て、前景側の倍密画像は、フレーム#n+1側に位置する。

【０１８５】フレーム#nの混合領域に属する画素が前景
の成分をより多く含むとき、対応する背景側の倍密画像
の画素値は、式（４）または式（５）を基に、フレーム
#nの混合領域に属する画素の画素値、および設定された
前景側の倍密画像の画素値から算出される。図２２にお
いて、背景側の倍密画像は、フレーム#n-1側に位置す
る。

【０１８６】このように、例えば、動き量vが４である
とき、混合領域に属する画素であって、背景の成分を２
つまたは３つ含むものに対応する倍密画像の画素値を生
成する場合、背景側の倍密画像の画素値に、前または後
のフレームの背景の画素値を設定し、前景側の倍密画像
の画素値を、式（４）または式（５）を基に算出する。

【０１８７】動き量vが４であるとき、混合領域に属す
る画素であって、背景の成分を１つ含むものに対応する
倍密画像の画素値を生成する場合、前景側の倍密画像の
画素値に、前または後のフレームの前景の画素値を設定
し、背景側の倍密画像の画素値を、式（４）または式
（５）を基に算出する。

【０１８８】より一般的に説明すれば、混合領域に属す
る画素が、対応する前景領域に属する画素との相関に比
較して、対応する背景領域に属する画素との相関が強い
とき、背景側の倍密画像の画素値に、対応する背景領域
に属する画素の画素値を設定し、前景側の倍密画像の画
素値を、式（４）または式（５）を基に算出する。混合
領域に属する画素が、対応する背景領域に属する画素と
の相関に比較して、対応する前景領域に属する画素との
相関が強いとき、前景側の倍密画像の画素値に、対応す
る前景領域に属する画素の画素値を設定し、背景側の倍
密画像の画素値を、式（４）または式（５）を基に算出
する。

【０１８９】図２３乃至図２８は、倍密画像の片側の画
素に相関の強い画素値を設定する処理の妥当性を検証す
る処理の結果の例を説明する図である。

【０１９０】シャッタ時間がtsである画像を２フレーム
平均して、シャッタ時間2tsに対応する画像を生成し
た。生成したシャッタ時間2tsに対応する画像、および
シャッタ時間がtsである画像を基に、シャッタ時間が2t
sである画像のフレーム差分と、シャッタ時間2tsに対応
する画像、および対応するシャッタ時間がtsである画像
の対応するフレームの差分とを比較した。

【０１９１】ここで、シャッタ時間2tsに対応する画像
と、対応するシャッタ時間がtsである画像との対応する
フレームの差分の処理において、シャッタ時間がtsであ
る画像は、上述した倍密画像の生成の処理における相関
の強い画素値に相当する。

【０１９２】図２３は、シャッタ時間が2tsである画像
のフレーム差分の画像である。

【０１９３】図２４は、シャッタ時間が2tsである画像
のフレーム差分の画像の内の、混合領域に対応する画像
の拡大図である。

【０１９４】図２５は、シャッタ時間が2tsである画像
のフレーム差分の画像の、混合領域に属する画素の、画
素位置に対応する画素値の変化を示す図である。

【０１９５】図２６は、シャッタ時間2tsに対応する画
像と、対応するシャッタ時間がtsである画像との対応す
るフレームの差分の画像である。なお、シャッタ時間2t
sに対応する画像と、対応するシャッタ時間がtsである
画像との差分の算出の処理において、対応するシャッタ
時間がtsである画像の背景の画素と注目しているシャッ
タ時間2tsに対応する画像の画素との差分の処理、およ
び対応するシャッタ時間がtsである画像の前景の画素と
注目しているシャッタ時間2tsに対応する画像の画素と
の差分の処理を適宜切り換えている。

【０１９６】図２７は、シャッタ時間2tsに対応する画
像と、対応するシャッタ時間がtsである画像との対応す
るフレームの差分の画像の内の、混合領域に対応する画
像の拡大図である。

【０１９７】図２８は、シャッタ時間2tsに対応する画
像と、対応するシャッタ時間がtsである画像との対応す
るフレームの差分の画像の、混合領域に属する画素の、
画素位置に対応する画素値の変化を示す図である。

【０１９８】図２３乃至図２８に示すように、シャッタ
時間が2tsである画像のフレーム差分と、シャッタ時間2
tsに対応する画像、および対応するシャッタ時間がtsで
ある画像の対応するフレームの差分とは、ほぼ同等の値
を示す。

【０１９９】このことから、倍密画像の片側の画素に相
関の強い画素値を設定し、相関の強い画素値および元の
画素値から他の片側の倍密画像の画素値を生成する処理
は、センサのシャッタ時間を半分にして撮像した画像と
ほぼ同等の画像を生成できると言える。

【０２００】次に、前景領域に属する画素を対象とし
て、倍密画像を生成する処理について説明する。

【０２０１】図２９のフレーム#nにおいて、画素dは、
背景領域に属する。

【０２０２】フレーム#nの画素dの画素値Mdは、式（２
１）に示される。

【０２０３】 Md=B10/4+B10/4+B10/4+B10/4 （２１）

【０２０４】画素dに対応する倍密画像の画素値Md1およ
び画素値Md2は、それぞれ式（２２）および式（２３）
で表される。式（２２）および式（２３）において、背
景の成分に、ゲイン調整のための係数2が乗じられてい
る。

【０２０５】 Md1=2×(B10/4+B10/4) =B10/2+B10/2 =B10 （２２） Md2=2×(B10/4+B10/4) =B10/2+B10/2 =B10 （２３）

【０２０６】すなわち、画素dに対応する、倍密画像の
画素値Md1および画素値Md2に、フレーム#n-1の対応する
画素の画素値B10を設定すればよいことがわかる。

【０２０７】次に、前景領域に属する画素を対象とし
て、倍密画像を生成する処理について説明する。

【０２０８】前景領域に属する画素を対象として、倍密
画像を生成するとき、正しい画素値を前または次のフレ
ームから取得することはできないので、前景の成分の空
間相関を利用する。前または次のフレームの対応する画
素値のうち、相関の強い画素値を、倍密画像のいずれか
の画素値とする。倍密画像の他の画素値は、式（４）ま
たは式（５）を基に、算出される。

【０２０９】図３０のフレーム#nにおいて、画素eは、
前景領域に属する。

【０２１０】フレーム#nの画素eの画素値Meは、式（２
４）に示される。

【０２１１】 Me=F07/4+F08/4+F09/4+F10/4 （２４）

【０２１２】画素eに対応する倍密画像の画素値Me1およ
び画素値Me2は、それぞれ式（２５）および式（２６）
で表される。式（２５）および式（２６）において、前
景の成分に、ゲイン調整のための係数2が乗じられてい
る。

【０２１３】 Me1=2×(F09/4+F10/4) =F09/2+F10/2 （２５） Me2=2×(F07/4+F08/4) =F07/2+F08/2 （２６）

【０２１４】例えば、画素eにおいて、フレーム#n-1の
対応する画素との相関に比較して、フレーム#n+1の対応
する画素との相関が強いとき、前景の成分の空間相関を
利用して、式（２７）が成立するとする。

【０２１５】 F=F08=F07=F06=F05=F04=F03 （２７）

【０２１６】画素eに対応する倍密画像の画素値Me2は、
式（２８）に示すように、フレーム#n+1の対応する画素
の画素値が設定される。

【０２１７】 Me2=F07/2+F08/2 =F06/4+F05/4+F04/4+F03/4 =F （２８）

【０２１８】画素eに対応する、他の倍密画像の画素値M
e1は、式（４）または式（５）を変形した式（２９）か
ら算出される。

【０２１９】 Me1=2×Me-Me2 （２９）

【０２２０】このように、信号処理装置は、混合領域に
属す画素について、倍密画像を生成するとき、図３１に
示すように、注目する画素が背景の成分をより多く含む
場合、すなわち、注目する画素が背景の画素とより相関
が強い場合、背景側の倍密画像の画素値に、対応する背
景の画素値を設定して、式（４）または式（５）を基
に、前景側の倍密画像の画素値を生成する。

【０２２１】信号処理装置は、混合領域に属す画素につ
いて、倍密画像を生成するとき、図３１に示すように、
注目する画素が前景の成分をより多く含む場合、すなわ
ち、注目する画素が前景の画素とより相関が強い場合、
前景側の倍密画像の画素値に、対応する前景の画素値を
設定して、式（４）または式（５）を基に、背景側の倍
密画像の画素値を生成する。

【０２２２】信号処理装置は、背景領域に属す画素につ
いて、倍密画像を生成するとき、図３２に示すように、
相関が強いフレームの画素を選択して、対応する側の倍
密画像の画素値に、相関が強いフレームの画素の画素値
を設定して、式（４）または式（５）を基に、他の倍密
画像の画素値を生成する。

【０２２３】このようにすることで、よりノイズの少な
い背景の画素値を利用して、密画像を生成することがで
きる。

【０２２４】信号処理装置は、前景領域に属す画素につ
いて、倍密画像を生成するとき、図３３に示すように、
相関が強いフレームの画素を選択して、対応する側の倍
密画像の画素値に、相関が強いフレームの画素の画素値
を設定して、式（４）または式（５）を基に、他の倍密
画像の画素値を生成する。

【０２２５】図３４乃至図４２に、本発明に係る信号処
理装置による倍密画像の生成の結果の例を示す。

【０２２６】図３４は、シャッタ時間が2tsである入力
画像の例を示す図である。

【０２２７】図３５は、シャッタ時間が2tsである入力
画像の内の、混合領域を含む画像の拡大図である。

【０２２８】図３６は、シャッタ時間が2tsである入力
画像の内の、混合領域を含む画像の、画素位置に対応す
る画素値の変化を示す図である。

【０２２９】図３７は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の片側の例を示す図である。

【０２３０】図３８は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の片側の内の、混合領域を含む
画像の拡大図である。

【０２３１】図３９は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の片側の内の、混合領域を含む
画像の、画素位置に対応する画素値の変化を示す図であ
る。

【０２３２】図４０は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の他の側の例を示す図である。
図４０に例を示す倍密画像は、図３７に示す倍密画像の
次の画像である。

【０２３３】図４１は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の他の側の内の、混合領域を含
む画像の拡大図である。

【０２３４】図４２は、入力画像に対応する、信号処理
装置が生成した倍密画像の他の側の内の、混合領域を含
む画像の、画素位置に対応する画素値の変化を示す図で
ある。

【０２３５】図３４乃至図４２から、信号処理装置が生
成した倍密画像において、混合領域の幅は、入力画像の
混合領域の幅の半分となっていることがわかる。

【０２３６】また、図３４乃至図４２から、信号処理装
置が生成した倍密画像において、動きボケの量は、入力
画像の動きボケの量から半減していることがわかる。

【０２３７】図４３のフローチャートを参照して、本発
明に係る信号処理装置による、時間方向に２倍の密度の
画像を生成する時間解像度創造の処理を説明する。

【０２３８】ステップＳ１１において、信号処理装置
は、入力された画像を取得する。取得された画像は、フ
レームメモリ１０１およびフレームメモリ１０２により
記憶され、フレーム単位で遅延され、遅延されたフレー
ム毎に相関演算部１０３または相関演算部１０４に供給
される。

【０２３９】ステップＳ１２において、相関演算部１０
３は、次のフレームの対応する画素間との相関値を算出
して、算出した相関値を片側画素値生成部１０５に供給
する。相関演算部１０４は、前のフレームの対応する画
素間との相関値を算出して、算出した相関値を片側画素
値生成部１０５に供給する。

【０２４０】ステップＳ１３において、片側画素値生成
部１０５は、相関演算部１０３から供給された相関値、
および相関演算部１０４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。片側画素値生成部１０５は、生成した画素値を片側
画素値生成部１０６に供給する。

【０２４１】ステップＳ１４において、片側画素値生成
部１０６は、注目している画素の画素値および片側画素
値生成部１０５から供給された倍密画像の片側の画素値
から、センサの特性を基にした演算により、倍密画像の
他の画素値を生成する。

【０２４２】ステップＳ１５において、片側画素値生成
部１０５および片側画素値生成部１０６は、生成した画
素値からなる倍密画像を出力して、処理は終了する。

【０２４３】このように、本発明に係る信号処理装置
は、時間方向に２倍の密度の画像を生成して、出力する
ことができる。

【０２４４】図４４のフローチャートを参照して、本発
明に係る信号処理装置による、より具体的な時間方向に
２倍の密度の画像を生成する時間解像度創造の処理の例
を説明する。

【０２４５】ステップＳ３１において、信号処理装置
は、シャッタ時間が2tsの画像を取得する。取得された
画像は、フレームメモリ１０１およびフレームメモリ１
０２により記憶され、フレーム単位で遅延されて、フレ
ーム毎に相関演算部１０３または相関演算部１０４に供
給される。

【０２４６】ステップＳ３２において、相関演算部１０
３は、注目しているフレームの画素と次のフレームの対
応する画素間で、画素値の差分の絶対値を算出して、算
出した画素値の差分の絶対値を片側画素値生成部１０５
に供給する。相関演算部１０４は、注目しているフレー
ムの画素と前のフレームの対応する画素間で、画素値の
差分の絶対値を算出して、算出した画素値の差分の絶対
値を片側画素値生成部１０５に供給する。

【０２４７】ステップＳ３３において、片側画素値生成
部１０５は、相関演算部１０３から供給された画素値の
差分の絶対値、および相関演算部１０４から供給された
画素値の差分の絶対値を基に、差分の絶対値の小さい画
素値を倍密画像の片側の画素値に設定する。片側画素値
生成部１０５は、差分の絶対値の小さい画素値を設定し
た倍密画像を片側画素値生成部１０６に供給する。

【０２４８】ステップＳ３４において、片側画素値生成
部１０６は、注目しているフレームの画素、および片側
画素値生成部１０５から供給された差分の絶対値の小さ
い画素値が設定された倍密画像から、CCDの特性を基に
した演算により、倍密画像の他の画素値を生成する。

【０２４９】ステップＳ３５において、片側画素値生成
部１０５および片側画素値生成部１０６は、生成した画
素値からなるシャッタ時間がtsの倍密画像を出力して、
処理は終了する。

【０２５０】このように、本発明に係る信号処理装置
は、シャッタ時間が2tsの画像から、シャッタ時間がts
の倍密画像を生成して、出力することができる。

【０２５１】なお、本発明に係る信号処理装置は、時間
方向に２倍の密度の画像を生成するとして説明したが、
上述した処理を繰り返すことにより、時間方向に４倍、
８倍、または１６倍等の密度の画像を生成することがで
きる。

【０２５２】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。

【０２５３】なお、センサは、CCDに限らす、固体撮像
素子である、例えば、BBD（Bucket Brigade Device）、
CID（Charge Injection Device）、またはCPD（Charge
Priming Device）などのセンサでもよく、また、検出素
子がマトリックス状に配置されているセンサに限らず、
検出素子が１列に並んでいるセンサでもよい。

【０２５４】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１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(Com
paut Disk-Read Only Memory),DVD(Digital VersatileD
isk)を含む）、光磁気ディスク５３（MB（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。

【０２５５】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。

【０２５６】

【発明の効果】本発明の画像処理装置および方法、記録
媒体、並びにプログラムによれば、フレームのうちの注
目しているフレームである注目フレームの画像データ
と、注目フレームに隣接する第１のフレームおよび第２
のフレームの対応する画像データとの相関がそれぞれ検
出され、第１のフレームと第２のフレームの対応する画
像データのうち、相関の大きい方の画像データに基づい
て、相関の大きい画像データのフレーム側の第３のフレ
ームの画素データとなる第１の画素データが生成される
とともに、注目フレームの画像データおよび第３のフレ
ームの第１の画素データに基づいて、相関の小さい画像
データのフレーム側の第４のフレームの画素データとな
る第２の画素データが生成されるようにしたので、自然
な動きボケを含む、時間方向に高密度の画像を生成する
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号処理装置の一実施の形態の構
成を示すブロック図である。

【図２】信号処理装置の構成を示すブロック図である。

【図３】センサによる撮像を説明する図である。

【図４】画素の配置を説明する図である。

【図５】検出素子の動作を説明する図である。

【図６】積分効果を有するセンサ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７】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８】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９】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１０】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図１１】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図１２】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図１３】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１４】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１５】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図１６】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図１７】画素値を時間方向に展開し、シャッタ時間2t
s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2t
s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2t
sに対応する期間を分割したモデル図である。

【図２０】混合領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図２１】混合領域に属する画素と時間的に理想的な画
素値との関係を示す図である。

【図２２】混合領域に属する画素と時間的に理想的な画
素値との関係を示す図である。

【図２３】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２４】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２５】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２６】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２７】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２８】倍密画像の片側の画素に相関の強い画素値を
設定する処理の妥当性を検証する処理の結果の例を説明
する図である。

【図２９】背景領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図３０】前景領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図３１】混合領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図３２】背景領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図３３】前景領域に属する画素に対する処理を説明す
る図である。

【図３４】入力画像の例を示す図である。

【図３５】入力画像を拡大した例を示す図である。

【図３６】入力画像の画素位置に対応する画素値の変化
の例を示す図である。

【図３７】倍密画像の例を示す図である。

【図３８】倍密画像を拡大した例を示す図である。

【図３９】倍密画像の画素位置に対応する画素値の変化
の例を示す図である。

【図４０】倍密画像の例を示す図である。

【図４１】倍密画像を拡大した例を示す図である。

【図４２】倍密画像の画素位置に対応する画素値の変化
の例を示す図である。

【図４３】時間方向に２倍の密度の画像を生成する時間
解像度創造の処理を説明するフローチャートである。

【図４４】時間方向に２倍の密度の画像を生成する時間
解像度創造の処理を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

２１ CPU， ２２ ROM， ２３ RAM， ２６ 入力
部， ２７ 出力部，２８ 記憶部， ２９ 通信部，
５１ 磁気ディスク， ５２ 光ディスク， ５３
光磁気ディスク， ５４ 半導体メモリ， １０１ フ
レームメモリ， １０２ フレームメモリ， １０３
相関演算部， １０４ 相関演算部，１０５ 片側画素
値生成部， １０６ 片側画素値生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 淳一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 沢尾 貴志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 藤原 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 和田 成司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三宅 徹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C023 AA11 AA37 BA04 BA11 BA13 DA04 DA08 EA13 5C024 CX37 GY01 HX22 HX51 HX58 5L096 AA06 CA04 DA01 EA45 FA34 HA02

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間積分効果を有する検出素子を有する
   センサによって取得された、フレームを構成する画素デ
   ータからなる画像を処理する画像処理装置において、 前記フレームのうちの注目しているフレームである注目
   フレームの前記画像データと、前記注目フレームに隣接
   する第１のフレームおよび第２のフレームの対応する前
   記画像データとの相関をそれぞれ検出する相関検出手段
   と、 前記第１のフレームと前記第２のフレームの対応する前
   記画像データのうち、前記相関の大きい方の前記画像デ
   ータに基づいて、前記相関の大きい前記画像データのフ
   レーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画
   素データを生成するとともに、前記注目フレームの前記
   画像データおよび前記第３のフレームの前記第１の画素
   データに基づいて、前記相関の小さい前記画像データの
   フレーム側の第４のフレームの画素データとなる第２の
   画素データを生成する画素データ生成手段とを含むこと
   を特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記検出素子が少なくとも１つの方向に
   複数個配置されている前記センサによって取得された画
   像を処理することを特徴とする請求項１に記載の画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 複数個の前記検出素子がマトリクス状に
   配置されている前記センサによって取得された画像を処
   理することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記相関検出手段は、前記相関として、
   前記画素データの差分を検出することを特徴とする請求
   項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 時間積分効果を有する検出素子を有する
   センサによって取得された、フレームを構成する画素デ
   ータからなる画像を処理する画像処理方法において、 前記フレームのうちの注目しているフレームである注目
   フレームの前記画像データと、前記注目フレームに隣接
   する第１のフレームおよび第２のフレームの対応する前
   記画像データとの相関をそれぞれ検出する相関検出ステ
   ップと、 前記第１のフレームと前記第２のフレームの対応する前
   記画像データのうち、前記相関の大きい方の前記画像デ
   ータに基づいて、前記相関の大きい前記画像データのフ
   レーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画
   素データを生成するとともに、前記注目フレームの前記
   画像データおよび前記第３のフレームの前記第１の画素
   データに基づいて、前記相関の小さい前記画像データの
   フレーム側の第４のフレームの画素データとなる第２の
   画素データを生成する画素データ生成ステップとを含む
   ことを特徴とする画像処理方法。
6. 【請求項６】 前記検出素子が少なくとも１つの方向に
   複数個配置されている前記センサによって取得された画
   像を処理することを特徴とする請求項５に記載の画像処
   理方法。
7. 【請求項７】 複数個の前記検出素子がマトリクス状に
   配置されている前記センサによって取得された画像を処
   理することを特徴とする請求項５に記載の画像処理方
   法。
8. 【請求項８】 前記相関検出ステップにおいて、前記相
   関として、前記画素データの差分が検出されることを特
   徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
9. 【請求項９】 時間積分効果を有する検出素子を有する
   センサによって取得された、フレームを構成する画素デ
   ータからなる画像を処理用のプログラムであって、 前記フレームのうちの注目しているフレームである注目
   フレームの前記画像データと、前記注目フレームに隣接
   する第１のフレームおよび第２のフレームの対応する前
   記画像データとの相関をそれぞれ検出する相関検出ステ
   ップと、 前記第１のフレームと前記第２のフレームの対応する前
   記画像データのうち、前記相関の大きい方の前記画像デ
   ータに基づいて、前記相関の大きい前記画像データのフ
   レーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画
   素データを生成するとともに、前記注目フレームの前記
   画像データおよび前記第３のフレームの前記第１の画素
   データに基づいて、前記相関の小さい前記画像データの
   フレーム側の第４のフレームの画素データとなる第２の
   画素データを生成する画素データ生成ステップとを含む
   ことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログ
   ラムが記録されている記録媒体。
10. 【請求項１０】 前記検出素子が少なくとも１つの方向
    に複数個配置されている前記センサによって取得された
    画像を処理することを特徴とする請求項９に記載の記録
    媒体。
11. 【請求項１１】 複数個の前記検出素子がマトリクス状
    に配置されている前記センサによって取得された画像を
    処理することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体。
12. 【請求項１２】 前記相関検出ステップにおいて、前記
    相関として、前記画素データの差分が検出されることを
    特徴とする請求項９に記載の記録媒体。
13. 【請求項１３】 時間積分効果を有する検出素子を有す
    るセンサによって取得された、フレームを構成する画素
    データからなる画像を処理するコンピュータに、 前記フレームのうちの注目しているフレームである注目
    フレームの前記画像データと、前記注目フレームに隣接
    する第１のフレームおよび第２のフレームの対応する前
    記画像データとの相関をそれぞれ検出する相関検出ステ
    ップと、 前記第１のフレームと前記第２のフレームの対応する前
    記画像データのうち、前記相関の大きい方の前記画像デ
    ータに基づいて、前記相関の大きい前記画像データのフ
    レーム側の第３のフレームの画素データとなる第１の画
    素データを生成するとともに、前記注目フレームの前記
    画像データおよび前記第３のフレームの前記第１の画素
    データに基づいて、前記相関の小さい前記画像データの
    フレーム側の第４のフレームの画素データとなる第２の
    画素データを生成する画素データ生成ステップとを実行
    させるプログラム。
14. 【請求項１４】 前記検出素子が少なくとも１つの方向
    に複数個配置されている前記センサによって取得された
    画像を処理することを特徴とする請求項１３に記載のプ
    ログラム。
15. 【請求項１５】 複数個の前記検出素子がマトリクス状
    に配置されている前記センサによって取得された画像を
    処理することを特徴とする請求項１３に記載のプログラ
    ム。
16. 【請求項１６】 前記相関検出ステップにおいて、前記
    相関として、前記画素データの差分が検出されることを
    特徴とする請求項１３に記載のプログラム。