JP2618510B2 - 光相関処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光情報処理の分野において、利用される光
相関処理装置に関する。即ち、認識連想処理特に、光計
測分野及び画像処理分野における情報処理に関する演算
方法及び装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しょうとする問題点］ 従来、光学的に相関演算を行なう方法として、マッチ
ドフィルター法とジョイントトランスフォーム法があ
る。

前記のマッチドフィルター法は、２次元的な参照画像
をフーリエ変換した後に、参照波を照射し、所謂、フー
リエ変換ホログラムを作成し、このフィルターに対し
て、被検画像のフーリエ変換像を、重畳することによ
り、相関演算を行なうものであった。

また、後者のジョイントトランスフォーム法は、被検
画像と参照画像の合成のフーリエ変換像を、強度パター
ンとして記録し、これを平面波で照射することにより、
相関演算を行なうものであった。

然し乍ら、前者の方法では、参照画像を記録する際
に、一つ一つの画像毎に、参照波の照射方向を変える必
要があり、実時間的に多くの画像を処理することが困難
であった。

一方、後者の方法では、参照画像と被検画像を同時に
提示することができるので、実時間的な処理が可能にな
ったが、合成フーリエ変換像の強度パターンを記録する
際に、隣接した参照画像同志の距離と、被検画像の距離
を適正化するために、画像表示部の利用効率を悪かっ
た。また、多くの参照画像を提示すると、フーリエ変換
面での参照画像を提示すると、フーリエ変換面での参照
画像と被検画像による多重干渉縞の可視度が低下し、一
度に多くの参照像を提示することが困難であった。

また、本発明者等は、後者の方法によって得た相関度
を基準にして、参照画像を照射する光量を変化させるフ
ィールドバック系を導入することにより、参照画像数の
増大と被検画像の識別や連想の効率が向上させられるこ
とを、平成１年特許願第114145、114146及び114148号出
願の明細書で明らかにしたが、更なる被検画像数の増大
が必要であった。

本発明は、上記の問題点を解決するために為されたも
ので、ホログラフィー等の手段を使用せずに、容易に参
照画像メモリを形成でき、実時間動作で参照画像群と被
検画像の相関演算を行ない、更に、参照画像群の個数を
飛躍的に大きくできるとともに、画像表示部の利用効率
を向上させる光相関処理装置を提供することを目的とす
る。即ち、本発明は、ジョイントトランスフォーム法の
欠点とされていた多重化の限界を向上させる方法を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明は、上記の技術的な課題の解決のため
に、少なくとも、被検画像のコヒーレント画像を出力
し、電気的に或いは光学的に出力光複素振幅の時間的及
び空間的変調が可能な第１の画像出力手段（例えば３）
と、前記第１の画像出力手段からの出力光複素振幅の二
次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第１の
光学的フーリエ変換手段（例えば４）と、前記第１の画
像出力手段より出射される光束の光軸に対して傾きを有
する光軸上に、参照画像群のコヒーレント画像を出力す
る、電気的或いは光学的に出力光複素振幅の時間的及び
空間的変調が可能な第２の画像出力手段（例えば１）
と、前記第２の画像出力手段からの出力光複素振幅の二
次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第２の
光学的フーリエ変換手段（例えば２）と、前記第１の光
学的フーリエ変換手段により得られたフーリエ変換パタ
ーンと前記第２の光学的フーリエ変換手段により得られ
たフーリエ変換パターンを重ね合わせる重畳手段（例え
ば５）と、前記重畳手段により重ね合わせたフーリエ変
換パターンの光出力の空間的光強度パターンに応じてコ
ヒーレントな二次元的出射光複素振幅分布を変化するこ
とができる第３の画像出力手段（例えば７）と、前記第
３の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元的分布
パターンを光学的にフーリエ変換し、その光出力を検出
する光検出手段（例えば８）とから本質的になることを
特徴とする光相関処理装置である。また、少なくとも、
被検画像のコヒーレント画像を出力し、電気的に或いは
光学的に出力光複素振幅の時間的及び空間的変調が可能
な第１の画像出力手段（例えば３）と、前記第１の画像
出力手段からの出力光複素振幅の二次元的分布パターン
を光学的にフーリエ変換する第１の光学的フーリエ変換
手段（例えば４）と、前記第１の画像出力手段より出射
される光束の光軸に対して傾きを有する光軸上に、参照
画像群のコヒーレント画像を出力する、電気的或いは光
学的に出力光複素振幅の時間的及び空間的変調が可能な
第２の画像出力手段（例えば１）と、前記第２の画像出
力手段からの出力光複素振幅の二次元的分布パターンを
光学的にフーリエ変換する第２の光学的フーリエ変換手
段（例えば２）と、前記第１の光学的フーリエ変換手段
により得られたフーリエ変換パターンと前記第２の光学
的フーリエ変換手段により得られたフーリエ変換パター
ンを重ね合わせる重畳手段（例えば５）と、前記重畳手
段により重ね合わされたフーリエ変換パターンの受光範
囲を、前記被検画像の大きさに応じた空間周波数範囲及
び前記被検画像とを比較すべき細部に応じた空間周波数
範囲に制限する制限範囲可能の空間フィルタ（例えば
６）と、前記空間フィルタを通った前記重畳手段により
重ね合わせたフーリエ変換パターンの光出力の空間的光
強度パターンに応じてコヒーレントな二次元的出射光複
素振幅分布を変化することができる第３の画像出力手段
（例えば７）と、前記第３の画像出力手段からの出力複
素振幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換
し、その光出力を検出する光検出手段（例えば８）と、
から本質的になることを特徴とする光相関処理装置であ
る。

また、少なくとも、被検画像のコヒーレント画像を出
力し、電気的に或いは光学的に出力光複素振幅の時間的
及び空間的変調が可能な第１の画像出力手段（例えば
３′）と、前記第１の画像出力手段からの出力光複素振
幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換する
第１の光学的フーリエ変換手段（例えば４′）と、前記
第１の画像出力手段より出射される光束の光軸に対して
傾きを有する光軸上に、参照画像群のコヒーレント画像
を出力する、電気的及び光学的に出力光複素振幅の時間
的及び空間的な変調が可能な第２の画像出力手段（例え
ば１′）と、前記第２の画像出力手段からの出力光複素
振幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換す
る第２の光学的フーリエ変換手段（例えば２′）と、前
記第１の光学的フーリエ変換手段により得られたフーリ
エ変換パターンと、前記第２の光学的フーリエ変換手段
により得られたフーリエ変換パターンを重ね合わせる重
畳手段（例えば５′）と、前記重畳手段により重ね合わ
されたフーリエ変換パターンの受光範囲を、前記被検画
像の大きさに応じた空間周波数範囲及び前記被検画像の
比較すべき細部に応じた空間周波数範囲に制限する制限
範囲可変の空間フィルタ（例えば６′）と、前記空間フ
ィルタを通った前記重畳手段により重ね合わされたフー
リエ変換パターンの光出力の空間的光強度パターンに応
じて、コヒーレントな二次元的出射光複素振幅分布を変
化させることができる第３の画像出力手段（例えば
７′）と、前記第３の画像出力手段からの出力光複素振
幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、
その光出力を前記第２の画像出力手段にその変調信号と
して、入力する第３の光学的フーリエ変換手段（例えば
８′）と、前記第３の光学的フーリエ変換手段からの光
出力を検出する光検出手段（例えば９′）と、前記光検
出手段により検出された被検画像と参照画像との相互相
関に係わる出力からの連想過程の飽和を判断し、前記空
間フィルタの光束制限範囲を変化させる空間フィルタ制
御手段とから本質的になることを特徴とする光相関処理
装置である。

また、第１の画像出力手段は、少なくともコヒーレン
ト光源と、被検画像を表示する一つ乃至複数の表示体と
から本質的になるものが好適である。そして、第２の画
像出力手段は、少なくともコヒーレント光源と、前記光
源からの光束の複素振幅の空間的分布パターンを変調可
能な第１の空間光変調器と、前記第１の空間光変調器か
ら出射した光束を入力とする参照画像群を表示する一つ
乃至複数の表示体とから本質的になるものが好適であ
る。また、その第１の空間光変調器は、参照画像群を構
成する各参照画像に対応して、区分けが為され、各区分
は、前記第３の光学的フーリエ変換手段からの出力光の
各々に対応した一部を受光し、その光量に応じて透過率
或いは反射率が変化するものが好適である。また、前記
第３の光学的フーリエ変換手段からの出力は、第１の二
次元的光電変換素子により受光され、前記第１の空間光
変調器は、該第１の二次元的光電変換素子からの出力信
号に従って電気的に変調されるものが好適である。

そして、その参照画像群を表示する表示体は、電気的
な変調が可能な第２の空間光変調器であるものが好適で
ある。また、前記被検画像を表示する表示体は、インコ
ヒーレント・コヒーレント変換素子であるものが好適で
ある。

また、第３の画像出力手段は、少なくとも、コヒーレ
ント光源と、前記重畳手段により重ね合わせたフーリエ
変換パターンの出力光を受光する第２の二次元的光電変
換手段からの信号に基づいて、入射した光束の複素振幅
分布を変調して、出力する第４の空間光変調器とから本
質的になるものが好適である。そして、その第３の画像
出力手段は、少なくとも、コヒーレント光源と、入射し
た前記重畳手段により重ね合わせたフーリエ変換パター
ンの出力の強度分布に依存して、その光学的特性が二次
元的或いは三次元的に変化する第５の空間光変調器とか
ら本質的になるものが好適である。

［作用］ 上記のような本発明の光相関処理装置の構成によれ
ば、第１の画像出力手段により提示された被検画像と、
第２の画像出力手段により提示された参照画像群の空間
的パターンは、互いに傾いた光軸上に出射され、前記第
１のフーリエ変換手段と、前記第２のフーリエ変換手段
とにより、被検画像と参照画像群の各々が、フーリエ変
換される。

次に、両者のフーリエ変換像をフーリエ変換面におい
て、重畳し、参照画像群と被検画像とによる多重干渉縞
を形成させる。このとき、参照画像と被検画像の比較し
たい空間周波数範囲を空間フィルタにより適正化し、前
記の多重干渉縞の取り得る範囲を制限し、第３の画像出
力手段から、前記多重干渉縞の光強度分布に応じた光強
度分布或いは位相分布を有するコヒーレント光束が出射
される。

このコヒーレント光束は、第３の光学的フーリエ変換
手段により光学的にフーリエ変換され、その結果得られ
た二次元的光強度分布は、被検画像と各参照画像との位
置及びその相関度を表わすものとなる。

この相関度自体を光検出手段により、検出することが
できるが、被検画像の識別や連想処理を行なう場合に
は、本発明者等が、前記の特許出願の明細書に明らかに
した方法を採用する方が、より確実になる。即ち、前記
の相関度に応じた二次元的光強度分布は、前記第２の画
像出力手段に入力され、前記第２の画像出力手段の出力
光強度は、前記二次元光強度分布の大きい部分に対応し
た参照画像の部分で大きく、その逆で小さくする。

このような動作を反復するうちに、被検画像に対し
て、比較的に低い相互相関的係数を有する参照画像から
出射する光強度が順次減少されていき、被検画像に形状
の近い参照画像が残され、比較すべき参照画像の個数が
少なくなる。そして、比較すべき参照画像が少なくなっ
た結果、前記の第１と第２のフーリエ変換手段により得
られたフーリエ変換パターンの重畳手段により、干渉縞
の可視度は上昇し、残された画像について、正確な比較
がなされるようになる。但し、被検画像が、参照画像の
一部が欠落した不完全画像となっている場合には、その
参照画像から出射する光強度がある程度小さいときに、
高い相互相関的係数を示すので、当初の相互相関的係数
が大きくなくても、前記の試行を繰り返すうちに、徐々
に参照画像から出射する光強度は、増加する。

このようにして、試行を繰り返すと、被検画像に対応
する参照画像に対する相互相関的出力は、徐々に上昇
し、また、本来連想されるべきでない参照画像に対する
相互相関的係数は、徐々に減少し、最終的に比較される
画像は、一つ乃至極少数に絞られるものである。

この連想により、識別すべき参照画像の候補を一つ乃
至極少数に絞り込んだ後に、前記空間フィルタの制限す
る空間周波数範囲を画像の識別すべき細部構造に対応し
た空間周波数までとし、被検画像と前記の絞り込まれた
参照画像との細部にわたる相互相関的係数を求めること
により、高速で且つ正確に被検画像の認識及び連想処理
を行なうことができる。

本発明の光相感処理装置は、少なくとも、被検画像の
コヒーレント画像を出力し、電気的に或いは光学的に出
力光複素振幅の時間的及び空間的変調が可能な第１の画
像出力手段（例えば３）と、前記第１の画像出力手段か
らの出力光複素振幅の二次元的分布パターンを光学的に
フーリエ変換する第１の光学的フーリエ変換手段（例え
ば４）と、前記第１の画像出力手段より出射される光束
の光軸に対して傾きを有する光軸上に、参照画像群のコ
ヒーレント画像を出力する、電気的或いは光学的に出力
光複素振幅の時間的及び空間的変調が可能な第２の画像
出力手段（例えば１）と、前記第２の画像出力手段から
の出力光複素振幅の二次元的分布パターンを光学的にフ
ーリエ変換する第２の光学的フーリエ変換手段（例えば
２）と、前記第１の光学的フーリエ変換手段により得ら
れたフーリエ変換パターンと前記第２の光学的フーリエ
変換手段により得られたフーリエ変換パターンを重ね合
わせる重畳手段（例えば５）と、前記重畳手段により重
ね合わされたフーリエ変換パターンの受光範囲を、前記
被検画像の大きさに応じた空間周波数範囲及び前記被検
画像とを比較すべき細部に応じた空間周波数範囲に制限
する制限範囲可能の空間フィルタ（例えば６）と、前記
空間フィルタを通った前記重畳手段により重ね合わせた
フーリエ変換パターンの光出力の空間的光強度パターン
に応じてコヒーレントな二次元的出射光複素振幅分布を
変化することができる第３の画像出力手段（例えば７）
と、前記第３の画像出力手段からの出力複素振幅の二次
元的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、その光出
力を検出する光検出手段（例えば８）と、から本質的に
構成され、被検画像と参照像群との相互相関的係数を求
めることにより、被検画像の認識を行なうものである。

また、少なくとも、被検画像のコヒーレント画像を出
力し、電気的に或いは光学的に出力光複素振幅の時間的
及び空間的変調が可能な第１の画像出力手段（例えば
３′）と、前記第１の画像出力手段からの出力光複素振
幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換する
第１の光学的フーリエ変換手段（例えば４′）と、前記
第１の画像出力手段より出射される光束の光軸に対して
傾きを有する光軸上に、参照画像群のコヒーレント画像
を出力する、電気的及び光学的に出力光複素振幅の時間
的及び空間的な変調が可能な第２の画像出力手段（例え
ば１′）と、前記第２の画像出力手段からの出力光複素
振幅の二次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換す
る第２の光学的フーリエ変換手段（例えば２′）と、前
記第１の光学的フーリエ変換手段により得られたフーリ
エ変換パターンと、前記第２の光学的フーリエ変換手段
により得られたフーリエ変換パターンを重ね合わせる重
畳手段（例えば５′）と、前記重畳手段により重ね合わ
せたフーリエ変換パターンの受光範囲を、前記被検画像
の大きさに応じた空間周波数範囲及び前記被検画像の比
較すべき細部に応じた空間周波数範囲に制限する制限範
囲可変の空間フィルタ（例えば６′）と、前記空間フィ
ルタを通った前記重畳手段により重ね合わされたフーリ
エ変換パターンの光出力の空間的光強度パターンに応じ
て、コヒーレントな二次元的出射光複素振幅分布を変化
させることができる第３の画像出力手段（例えば７′）
と、前記第３の画像出力手段からの出力光複素振幅の二
次元的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、その光
出力を前記第２の画像出力手段にその変調信号として、
入力する第３の光学的フーリエ変換手段（例えば８′）
と、前記第３の光学的フーリエ変換手段からの光出力を
検出する光検出手段（例えば91）と、前記光検出手段に
より検出された被検画像と参照画像との相互相関に係わ
る出力からの連想過程の飽和を判断し、前記空間フィル
タの光束制限範囲を変化させる空間フィルタ制御手段
（例えば92）とから本質的に構成され、被検画像と参照
画像との相互相関的係数を、求めることにより、被検画
像の認識を行なおうとするものである。

このときに、前記相互相関的係数に応じた前記第３の
フーリエ変換手段の出力により、正帰還的に前記第２の
画像出力手段における各参照画像からの出力光強度を変
化させることにより、相互相関的係数の低い画像からの
影響が、選択的に排除され、多数の参照画像の中から、
高速で正確な識別を行なうことができるものである。

また、第１の画像出力手段（例えば３）は、少なくと
もコヒーレント光源（例えばレーザ11）と、被検画像を
表示する一つ乃至複数の表示体（例えば、画像表示装置
31）とから本質的になるものが好適である。そして、第
２の画像出力手段（例えば１）は、少なくともコヒーレ
ント光源（例えば、レーザ11）と、その光源からの光束
の複素振幅の空間的分布パターンを変調可能な第１の空
間光変調器と、前記第１の空間光変調器から出射した光
束を入力とする参照画像群を表示する一つ乃至複数の表
示体（例えば、画像表示装置16）とから本質的になるも
のが好適である。

また、その第１の空間光変調器（例えば、液晶ライト
バルブ15）は、参照画像群を構成する各参照画像に対応
して、区分けが為され、各区分は、前記第３の光学的フ
ーリエ変換手段からの出力光（例えば、スクリーン82上
における光強度パターン）の各々に対応した部分の光量
に応じて、その透過率或いは反射率が変化するものであ
る。このとき、第３の光学的フーリエ変換手段（例え
ば、フーリエ変換レンズ81）からの出力は、前記第２の
空間光変調器が光入力型であれば、直接、第２の空間光
変調器に入力され、また、電気入力型であれば、第１の
二次元的光電変換素子（例えば、二次元光電変換素子9
1）により受光され、電気信号として画像処理及び液晶
駆動回路92を経て、前記第２空間光変調器（例えば、液
晶ライトバルブ15）を、変調する。

また、その被検画像を表示する表示体（例えば、3
1′）は、インコヒーレント・コヒーレント変換素子で
あっても良い。また、第２の画像出力手段（例えば１）
は、少なくとも、コヒーレント光源と、参照画像群を表
示する電気入力による変調が可能な第４の空間光変調器
（例えば、画像表示装置16）であって、それ自体で液晶
ライトバルブ15の機能を受け持つものが好適である。そ
して、第３の画像出力手段（例えば７）は、少なくと
も、コヒーレントな光源と、前記フーリエ変換パターン
の重畳手段（例えば５′）からの出力光を受光する第２
の二次元的光電変換素子（例えば72）からの信号（例え
ば72から72への信号）に基づいて、入射した光束の複素
振幅分布を変調して、出力する第４の空間光変調器（例
えば75）とから本質的になることができる。そして、そ
の第３の画像出力手段（例えば７）は、少なくとも、コ
ヒーレント光源と、入射した前記重畳手段からの出力光
の強度分布に依存して、その光学的特性が二次元的或い
は三次元的に変化する第５の空間光変調器（例えば7
5′）とから本質的になることができる。

次に、本発明の光相関処理装置を具体的に実施例によ
り説明するが、本発明はそれらによって限定されるもの
ではない。

［実施例１］ 第１図は、本発明による光相関処理装置の１例の機能
を示す模式構成図である。

第１図の光学的配置図において相関処理装置は、画像
出力手段１、光学的フーリエ変換手段２、画像出力手段
３、光学的フーリエ変換手段４、フーリエ変換パターン
重畳手段５、空間フィルタ６、画像出力手段７、光学的
フーリエ変換手段８、光検出手段９とから本質的に構成
され、以下、その構成について、詳細に説明する。

半導体レーザや気体レーザ等のコヒーレント光源11か
ら出射した光束12は、ビームエキスパンダ13で、適当な
光束系に変換され、ビームスプリッタ14で、２つの光路
に分けられる。

ビームスプリッタ14を通過した光束12は、ビームスプ
リッタ17により更に２つの光路に分けられる。ビームス
プリッタ17を通過した光束は、画像表示装置16に入射す
る。ここで、画像表示装置16は、写真フィルムや電気的
入力或いは光学的入力が、可能な空間光変調器で構成さ
れ、参照画像を表示する。（以上が、第２の画像出力手
段１をなす。） この画像表示装置16を通過した光束した光束12aは、
フーリエ変換レンズ21を通り（これが第２の光学的フー
リエ変換手段４をなす）、そのフーリエ変換面に置かれ
たスクリーン71に入射する。

一方、ビームスプリッタ17で反射された光束12bは、
ミラー51により光束12aの光軸に対して傾きを有する方
向に反射され、画像表示装置31に入射する。ここで、画
像表示装置31は、被検画像が表示され、写真フィルムや
電気的入力或いは光学的入力が、可能な空間光変調器を
成している（第１の画像出力手段３をなす）。この画像
表示装置31を通過した光束12bは、フーリエ変換レンズ4
1を通り、そのフーリエ変換面に置かれたスクリーン71
に入射する。

ここで、フーリエ変換レンズ21と41によりスクリーン
71上に描かれたフーリエ変換パターンは、ミラー51とフ
ーリエ変換レンズ21、41（これが重畳手段５をなす）に
より、両フーリエ変換パターンの空間周波数を一致させ
るようにしてあるので、画像表示装置31と16に描かれた
複素振幅分布の二次元フーリエ変換の２乗に比較した多
重干渉縞に形成される。この多重干渉縞の光強度分布
は、空間周波数フィルタ６或いはCCD等の二次元光電変
換素子72の視野を制限することにより、比較したい画像
の空間周波数領域を適正に選択する。この空間フィルタ
６は、本発明における相関検出に必須のものではない
が、これによって、画像の比較したい空間周波数領域を
選択することにより、連想、識別などの異なる処理を行
なうことができると同時に、処理対象の細かさに即した
最適な処理を行なうことができるようになる。この空間
フィルタ６は、例えばLCLV等の空間的に透過率分布を変
化させることができる空間光変調器により、構成され、
画像処理装置及び液晶駆動回路92により、コントロール
される。

ここで、二次元光電変換素子72で得られた画像は、電
気信号として、ビデオアンプ及び液晶駆動回路73を通っ
て、LCLV75上に表示される。このLCLV75もLVLV16、31と
同様に空間光変調器を成しており（これが第３の画像出
力手段７をなす）、入射光の複素振幅を変調して出力さ
せる。このLCLV75への入射光束77は、レーザ11から出射
した光束12が、ビームスプリッタ14で分けられるもの
で、ここでは、光源が共有されていることになる。

LCLV75を出射した光束77は、フーリエ変換レンズ81を
通って、スクリーン82に入射する。この際に、スクリー
ン82は、LCLV75に対して、フーリエ変換の位置になって
おり、従って、スクリーン72上における光強度は、参照
画像群と被検画像との空間的相互相関或いは自己相関の
程度を表わしたものとなる。

ここで、参照画像同志の相互相関位置は、事実上完全
に離れている。何故ならば、参照画像群と被検画像とを
照射する光束が、互いに斜めになっているので、スクリ
ーン71上の参照画像群と被検画像との両者により、形成
される干渉縞は、参照画像群相互により形成される干渉
縞の間隔よりも非常に狭くなっているためである。従っ
て、スクリーン82（これが光検出手段８をなす）上の光
量分布から、CCD等の二次元光電変換素子91により、被
検画像と相関の強い参照画像の位置及び相関の程度を検
出することができる。

［実施例２］ 次に、本発明は、前記の本発明者等が、前記の出願の
明細書に記載の方法に対しても、適応することができ
る。

これは、前記の前出願の明細書に説明したように、被
検画像が参照画像の一部欠落パターンであったり、参照
画像の個数が多い場合に、被検画像と参照画像の間の相
互相関の程度が、干渉縞の可視度が低くなることにより
減少する。このために、検出された相互相関値に基づき
対応する参照画像を照射する光量を調整するフィードバ
ック系にすることにより、被検画像に対応する参照画像
の候補を絞ることにより、検出感度を増大させ、認識及
び連想の確度を向上させたものである。

以上の方法を、本発明に適用させた場合の光学系配置
図を第３図に示す。第３図の光学配置図において、相関
処理装置は、画像出力手段１′、光学的フーリエ変換手
段２′、画像出力手段３′、光学的フーリエ変換手段
４′、フーリエ変換パターン重畳手段５′、空間フィル
タ６′、画像出力手段７′、光学的フーリエ変換手段
８′、光検出手段９′から本質的に構成される。

以下、その構成について、前記の実施例１の第１図に
よる構成と異なる点に関して、詳細に説明する。

第３図のスクリーン82上における相関度を検出するま
での手段は、第１図の実施例１の説明と同様なので省略
するが、本実施例においては、被検画像が、参照画像群
のうちの一つが一部欠落したものとして考える。この場
合、空間フィルタ６′或いは二次基光電変換素子72の視
野を制限することにより、画像の概略形状を知る上にお
いて、不要な細かい部分の情報は、カットする。

この空間フィルタ６′は、画像処理装置及び液晶駆動
回路92により、コントロールされ、当初、画像の大きさ
に応じた空間周波数のみ光束を透過するように、光軸か
ら一定距離の透過率が高く、その外側の透過率が低くな
っている。

さて、スクリーン82上に光強度を、二次元光電変換素
子91で読み込み、電気信号として画像処理装置及び液晶
駆動回路92に送り、各参照画像との相互相関量を規格化
し、この量を規格化し、この量に応じて、LCLV15の透過
率分布を決定することにより、各参照画像に照射する光
量を変化させる。

即ち、例えば、被検画像と最も高い相関度を有する参
照画像を照射する光束が、透過してくるLCLV15の画素部
分の透過率を最大にしておく。その他の参照画像におい
ては、最大の相関度で規格化された相関度に応じて、透
過率を決定する。

このように、LCLV15の透過率を変化させ、各参照画像
に照射される光量を変化させた後のパターンを入力とし
て、前記の操作を繰り返すことができる。

ところで、被検画像が、参照画像の一部欠損パターン
である場合には、連想すべき参照画像に対しては、光量
が減少したときの方が、干渉縞の可視度が上昇する。一
方、連想すべきでない参照画像に対しては、光量の減少
は、干渉縞の可視度を低下させるに過ぎない。従って、
当初、連想すべきでない画像に対して、相互相関度が大
きくなっても、前記の操作を数回試行した後に、連想す
べき参照画像が想起される。

また、被検画像との相関度の高い参照画像が、幾つか
あった場合には、相関度の著しく低い幾つかの参照画像
について、相関度に閾値レベルを設け、試行回数の少な
い段階で空間光変調器の透過率を最低にしてしまっても
良い。このとき、何回かの試行後に、相関度が閾値より
も低くなった参照画像は、同様に空間光変調器の透過率
を最低にして行けば、早く結果を導くこともできる。

更に、参照画像の数を最初の段階で制限するので、以
降の動作において、比較すべき対象が少なくなり、干渉
縞の可視度が上昇し、正しい認識を行なうことになる。

また、参照画像中に連想すべきではないが、被検画像
に対して高い相互相関値を有するものがある場合には、
連想されるべき参照画像による相互相関ピークは、対処
比較的小さく、試行を繰り返すうちに、大きくなるとい
う過程を経るが、この相関ピーク光量が、当初最も高い
相関ピークを有していた参照画像による相関ピーク光量
を越えた時点或いはその両者のピーク光量の変動が少な
くなった時点で、相関ピーク光量が当初小さかった方の
参照画像に対する照射光量を最大照射光量として、その
他の参照画像に対する照射光量は、それより小さくすれ
ば、連想の収束が早くなる。

また、試行回数が大きくなった段階で、相互相関が全
体に変わらなくなった時点での相関度を比較することに
より、被検画像の参照画像に対する相関度を曖昧に判断
させることも可能である。

この実施例において、変化させる透過率は、実質上最
も相関度の高い参照画像に対して、高くそれ以外の参照
画像に対して低くなるように、規則を設定すれば、どの
ようなものであっても良いことは言うまでもないことで
ある。

さて、前記のようにして、相関ピーク出力の変化を収
束させ、画像処理装置中で、参照画像群の中から唯一つ
或いは相関出力の大きい少数の候補を決定する、その後
に、画像処理装置及び液晶駆動回路92のコントロールに
より、空間フィルタ６′の制限する空間周波数範囲を、
画像の識別したい細部に対応した空間周波数範囲にまで
拡張する。

そこで、例えば、LCLV15と画像表示装置とが与えられ
れば、スクリーン71上には、それらのフーリエ変換パタ
ーン同志による干渉縞パターンが照射され、そのパター
ンが、LCLV75に書き込まれ、スクリーン82には、その干
渉縞に応じて、比較している２つの画像の相対距離に応
じた位置に、相関ピーク出力が得られる。

この相関ピーク出力は、その二つの画像の相関度を表
わすと共に、そのピーク出力の両者が完全に一致したと
きに出るべき位置とのズレにより、大まかに被検画像の
どの部分が欠落しているかを知ることができる。

このとき、参照画像が極少数に限られたことにより、
スクリーン71上での被検画像と参照画像の間の干渉縞パ
ターンの可視度が良好になり、二次元光電変換素子72及
びLCLV75の分解能やダイナミックレンジが大きくなくて
も、スクリーン72上には、充分に精度の高い連想過程に
対する相関度や被検画像の欠落の位置、度合い等を検出
し、被検画像の認識処理を確実なものにすることができ
る。

［実施例３］ この実施例では、第２図に、本発明の光相関処理装置
の他の例の光学配置図を示す。

本実施例では、レーザ11を出射した光束12は、ビーム
エキスパンダ13を通り、ビームスプリッタ14に入射す
る。ビームスプリッタ14で反射された光束は、更に、ビ
ームスプリッタ17により反射光束12bと透過光束12aにな
る。

次に、透過光束12aは、参照画像群が描かれた画像表
示装置16に入射する。この画像表示装置16（これが第２
図の画像出力手段１をなす）は、写真フィルムに複数の
参照画像群が記録されたもの、或いは、複数の参照画像
群を電気的或いは光学的に入力可能な空間光変調器を成
している。

さて、画像表示装置16を通過した光束12aは、フーリ
エ変換レンズ21（これが第２の光学的フーリエ変換手段
４をなす）を通り、そのフーリエ変換面に置かれたLCLV
75′に入射する。一方、反射光束12bは、ミラー51によ
り、光束12aの光軸に対して傾きを有する方向に反射さ
れ、被検画像が描かれた画像表示装置31（これが第１の
画像出力手段３をなす）に入射する。

この画像表示装置31は、前記の画像表示装置16と同様
なものである。

さて、画像表示装置31を通過した光束12bは、フーリ
エ変換レンズ41（これが第１の光学的フーリエ変換手段
２をなす）を通り、そのフーリエ変換面に置かれたLCLV
75′に入射する。

ここで、フーリエ変換レンズ21と41とにより、LCLV7
5′上に描かれたフーリエ変換パターンは、ミラー51と
フーリエ変換レンズ21、41（これが重畳手段５をなす）
とにより、両フーリエ変換パターンの空間周波数を一致
させるようにしてあるので、画像表示装置31と16に描か
れた複素振幅分布の二次元フーリエ変換の２乗に比例し
た多重干渉縞が形成される。

ここで、LCLV75′は、第５図に示すような反射型液晶
ライトバルブである。この液晶ライトバルブは、ARコー
ト層109、ガラス基至101と106、透明電極102、108、ス
ペーサ103、誘電体ミラー105、液晶層104、光導電層107
より、構成され、透明電極102、108で挾んだ液晶パネル
104の間に光導電層107と誘電体ミラー105を配置したも
のである。

ここで、誘電体ミラー105は、光導電層107よりも液晶
層104側（図では右側）に配置され、こちらが読み出し
光の入射方向となる。このとき、両側の透明電極（即ち
102と108）の間に電圧を印加しておいて、書き込み光Ａ
を照射すると、書き込み光Ａの光量に応じて、光導電層
107における抵抗値の降下が起こり、液晶の各部にかか
る電圧が、抵抗分割により変化し、入射した読み出し光
Ｂは、その偏光面が回転する。従って、ビームスプリッ
タ14を透過してきた光束77を、ミラー74及び偏光ビーム
スプリッタ76、ミラー79、78を経て、LCLV75′の読み出
し側から照射すれば、前記多重干渉縞の光量分布に応じ
て、偏光面の回転を受け、その反射光は、ミラー78、79
を経て、偏光ビームスプリッタ76に入射される。

ここで、偏光面の回転を受けた光量だけが、反射され
て、フーリエ変換レンズ81に入射され、LCLV75′で反射
されたパターンのフーリエ変換強度分布パターンが、ス
クリーン82上に照射される。

この光強度分布パターンは、前記のように、参照画像
群と被検画像との空間的相互相関及び自己相関の程度を
表わしたものとなる。

ここで、参照画像同志の相互相関の位置と、被検画像
と参照画像群との相互相関位置とは、事実上完全に離れ
ている。何故ならば、参照画像群と被検画像を照射する
光束が、互いに、斜めになっているので、LCLV75′上の
参照画像群と被検画像との両者により形成される干渉縞
が、参照画像群相互により、形成される干渉縞の間隔よ
りも、非常に狭くなっているためである。

従って、スクリーン82上の光量分布を、CCD等の二次
元光電変換素子91と画像処理装置92により、受光処理
し、被検画像と相関の強い参照画像の位置及び相関の程
度を検出することができる。尚、前記の画像処理装置に
より、前記の空間フィルタ６の制御を行なうことは、実
施例１、２と同様である。

尚、ここで用いた液晶パネルや光シャッターアレイ
は、総称して電気アドレス型の空間光変調器と称するこ
とができる。電気アドレス型の空間光変調器としては、
ここに挙げたものの他にも、PLZTやBSO、ニオブ酸リチ
ウム、KTP等の電気光学効果を持つ媒体にマトリックス
電極を形成したもの等が、考えられ、これらは、本例で
挙げたものと、同様に使用可能である。

［実施例４］ 次に、第４図に、本発明の光相関処理装置の他の実施
例の構成図を示す。

この例では、前記のような、本発明者等の前に出願し
た特許出願の明細書に明らかにした方法に対して、適応
した別の例である。

第４図の光学配置図において、相関処理装置は、画像
出力手段１′、光学的フーリエ変換手段２′、画像出力
手段３′、光学的フーリエ変換手段４′、フーリエ変換
パターン重畳手段５′、空間フィルタ６′、画像出力手
段７′、光学的フーリエ変換手段８′、光検出手段９′
から構成されている。以下、その構成について、前記の
実施例２（第３図）と異なる点に関して、詳細に説明す
る。

前記の第３図の構成と異なる点は、画像出力手段１′
と被検画像と参照画像群との相関度に応じてフィードバ
ックを行なう部分である。

さて、第１の画像出力手段１′において、レーザ11の
偏光面を紙面及び紙面に垂直な方向に対して、45度方向
に傾け、ビームエキスパンダ13から光束12を出射させ
る。ビームスプリッタ14′で反射光束と透過光束を得た
後に、偏光ビームスプリッタ17により、反射光束のｓ偏
光成分を反射し、ｐ偏光成分を透過させる。

続いて、ｐ偏光成分よりなる光束12aは、LCLV15′に
入射する。ここで、LCLV15′は、第６図に示すような構
造の反射型液晶ライトバルブである。即ち、ARコート層
119、ガラス基板118、透明電極117、光導電層116、Alの
蒸着層115、液晶層114、スペーサ113を積層したもので
ある。

さて、この反射型液晶ライトバルブ15′は、透明電極
117と117′で挾んだ液晶パネルとの間にAlの蒸着層115
を配置したもので、Alの蒸着層は、必要な画素の大きさ
115aに分割されている。このLCLV15′においては、この
画素の大きさは、画像表示装置16における参照画像の大
きさである。

ここで、Alの蒸着層115は、光導電層116よりも、液晶
層側（図では右側）に配置され、こちらが読み出し光の
入射方向となる。このとき、両側の透明電極（即ち、11
7と117′）の間に電圧を印加しておいて、書き込み光Ａ
を照射すると、書き込み光Ａの光量に応じて、各分割画
素115aにおいて、光導電層116における抵抗値の降下が
生じ、透明電極と分割されたAl蒸着層とがほぼ同電位と
なり、各分割画素に応じた液晶にかかる電圧が変化し、
入射した読み出し光Ｂは、その偏光面が回転する。従っ
て、ｐ偏光成分より成る光束12aは、LCLV15′に入射し
た書き込み光Ａに応じて、偏光面の回転を受け、その反
射光は、その書き込み光Ａの強度分布に応じて、偏光ビ
ームスプリッタ17′で反射され、ｓ偏光成分の光とし
て、画像表示装置16に入射される。

以下、ｓ偏光成分の光束により被検画像と参照画像群
との合成フーリエ変換パターンをLCLV75′に描き、ビー
ムスプリッタ14′を透過した光束77により、これを読み
出す過程は、前記の第２図の説明と同じなので、省略す
る。

さて、LCLV75′により、偏光面の回転を受けた光束
は、偏光ビームスプリッタ76により、反射され、フーリ
エ変換レンズ81により、被検画像と参照画像群との相関
パターンがスクリーン82で観測される。一方、この光束
をビームスプリッタ83により、分割し、反射型液晶ライ
トバルブ15′に入射させる。但し、LCLV15′に入射する
光束は、その光軸、即ち、０次光スポット位置が、ビー
ムスプリッタ83等により、LCLV15′上の各参照画像の位
置84に、各々に対応した相互相関ピークの光スポットが
来るように、予め、参照画像の位置及び光学系の配置を
設定する。

従って、これ以降、被検画像に対して、相関度の強い
参照画像は、より強度の強い光束で照射され、相関度の
低い参照画像は、より強度の低い光束で照射されること
になる。尚、この相互相関強度出力は、スクリーン82の
光強度分布をCCD等の二次光電変換素子91で検出するこ
とにより得られ、その情報から、画像処理及び液晶駆動
回路92により、空間フィルタ６′がコントロールされ
る。

尚、本発明の光情報処理装置において、空間光変調器
の働きをしている部分については、仕様上の差異がある
が、原理的には、すべて同様な電気アドレス型のもの及
び光アドレス型のものが、使用可能である。

電気アドレス型の例としては、前記の液晶ライトバル
ブの他に、PLZTやKDP、BSO（Bi₁₂SiO₂₀）等の電気光学
効果を示すセラミックスや結晶にマトリックス電極を付
加したものが良く使用されている。

光アドレス型の例でも電気アドレス型と同様の材料
に、第５図や第６図で説明したような光導電層を組合わ
せたものが、一般的である。

但し、BSOやBaTiO₃等の光起電力効果を有する結晶で
は、入射光強度に応じた自発分極により、光誘起屈折率
変化を起こすので、光導電層を付加する必要がない。
尚、これらの空間光変調器は、透過型としても、反射型
としても、構成することができる。但し、光アドレス型
で読み出し光が、書き込み光の情報を完全に消してしま
うような場合には、読み出し光と書き込み光の波長域を
分離して、読み出し光が、書き込み情報に影響を与えな
いようにする等の工夫が必要である。

また、電気アドレス型を使用する場合は、その入力画
像を得るための二次元光電変換素子及びその駆動回路が
必要になるが、その信号を加工し易いという利点があ
る。

［実施例５］ 通常使用されているインコヒーレント・コヒーレント
変換素子は、前記のような光アドレスの反射型空間光変
調器に属するものであり、これを画像表示装置16とし
て、用いる場合には、入力画像（被検画像）をそのイン
コヒーレント・コヒーレント変換素子に入射するための
結像光学系が必要である。このような光学系の一例の構
成図を第７図に示す。

第７図の相関処理装置において、レーザ11からの光束
12は、ビームスプリッタ14で反射されて、画像表示装置
31′に入射する。ここで、画像表示装置31′は、被検画
像表示部分に対応したインコヒーレント・コヒーレント
変換素子より構成される。ここで、インコヒーレント・
コヒーレント変換素子は、光束12とは反射側から光学的
な変調入力を受ける。

この変調入力は、例えば、図示のように、被検画像Ｓ
の像18が、結像レンズ32により、インコヒーレント・コ
ヒーレント変換素子の画面上に結像されたものである。
また、参照画像群は、電気アドレス型の空間光変調器1
6′に、参照画像群と、二次元光電変換素子91で検出さ
れた相互相関度に基づいた帰還情報、即ち、各々の参照
画像の画像表示装置16′から出射すべき光強度の情報と
が、重畳されたものとして描かれる。

即ち、第７図の相関処理装置では、画像表示装置16′
は、第３図の相関処理装置のLCLV15と画像表示装置16と
の機能を同時に受け持つものである。ここでは、相関度
に応じたフィードバック系の構成を例として説明した
が、前記のように、フィードバック系を省略しても、参
照画像群の個数の増大については、同様な効果をもたら
すことは言うまでもないことである。

さて、これ以外の部分については、使用している空間
光変調器が、電気アドレス型或いは光アドレス型である
か、また、透過型或いは反射型であるかの組合わせの差
異があるが、第１図から第４図までの説明と、ほとんど
同じであるので、省略する。

尚、参照画像表示部に空間光変調器を用いた場合、参
照画像を直接描けるので、画像の書き換えが容易にな
り、当初、多数ある参照画像と被検画像の輪郭又は分解
能の粗い画像を一度に提示しておいて、連想を行ない、
徐々に参照画像の候補を減らすと共に、画像を大きく表
示して、その分解能を上げて行き、最後は、参照画像の
候補を一つに絞って、精度の高い相関度の検出を行なう
ことにより、被検画像の確実な認識を行なうことができ
る。

亦、前記のような実施例における空間フィルタ６は、
基本的には空間光変調器として考えることができるの
は、勿論であるが、この場合には、透過型の電気アドレ
ス型とすることが構成上並びに制御上でも都合の良いも
のである。また、機械的な絞りと同様な構成を取ること
もできる。

前記の説明からも分かるように、これらの空間光変調
器は、どのような組合わせでも可能であり、従って、本
発明の相関処理装置は、その組合わせにより、多数の実
施形態を取ることができることになる。

［発明の効果］ 本発明による光相関処理装置により、上述のような効
果が得られた、それらをまとめると、次のような顕著な
技術的効果が得られた。

即ち、第１に、ホログラフィ等の手段を用いずに、実
時間動作で参照画像と被検画像との相関演算を行ない、
参照画像群と被検画像を互いに傾けた光軸上に配置し、
その後合成フーリエ変換パターンを得るようにしたこと
により、参照画像の個数を格段に大きくすることができ
る相関処理装置を提供できた。

第２に、被検画像と参照画像群との相関度に基づいて
フィードバック系を構成することにより、更に、参照画
像の個数を飛躍的に大きくすることができる相関処理装
置を提供できた。

第３に、同一の参照画像メモリ及び被検画像を用い
て、その空間周波数を可変として、相関検出を行なえる
ので、正確な被検画像の連想及び識別を行なえる相関処
理装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光相関処理装置の１例の構成を示す
模式構成図である。 第２図は、本発明の光相関処理装置の別の一例の構成を
示す模式構成図である。 第３図は、本発明の光相関処理装置の他の例の構成を示
す模式構成図である。 第４図は、本発明の相関処理装置の更に別の例の構成を
示す模式構成図である。 第５図は、本発明に用いられる反射型液晶ライバルブの
構成を示す模式構成図である。 第６図は、本発明に用いられる他の反射型液晶ライバル
ブの構成を示す模式構成図である。 第７図は、本発明の光相関処理装置の更に他の例の構成
を示す模式構成図である。 ［主要部分の符号の説明］ １、３、７……画像出力手段 ２、４、８……光学的フーリエ変換手段 ５……フーリエ変換パターン重畳手段 ６……空間フィルタ ９……光検出手段 11……レーザ 12、12a、12b、77……光束 13……ビームエキスパンダ 15、15′、75、75′……液晶ライトバルブ 16、31……画像表示装置 18……被検物体 21、41、81……フーリエ変換レンズ 51、74、78、79……ミラー 71、82……スクリーン 72、91……二次元光電変換素子 73……ビデオアンプ及び液晶駆動回路 17′、76……偏光ビームスプリッタ 92……画像処理及び液晶駆動回路 101、106、118……ガラス基板 102、108、117、117′……透明電極 103、113……スペーサ 104、114……液晶層 105……誘電体ミラー 107、116……光導電層 109……ARコート層 115……Al蒸着層

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、被検画像のコヒーレント画像
   を出力し、電気的に或いは光学的に出力光複素振幅の時
   間的及び空間的変調が可能な第１の画像出力手段と； 前記第１の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第１の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の画像出力手段より出射される光束の光軸に対
   して傾きを有する光軸上に、参照画像群のコヒーレント
   画像を出力する、電気的或いは光学的に出力光複素振幅
   の時間的及び空間的変調が可能な第２の画像出力手段
   と； 前記第２の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第２の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の光学的フーリエ変換手段により得られたフー
   リエ変換パターンと前記第２の光学的フーリエ変換手段
   により得られたフーリエ変換パターンを重ね合わせる重
   畳手段と； 前記重畳手段により重ね合わせたフーリエ変換パターン
   の光出力の空間的光強度パターンに応じてコヒーレント
   な二次元的出射光複素振幅分布を変化することができる
   第３の画像出力手段と； 前記第３の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、その光出力
   を検出する光検出手段と； から本質的になることを特徴とする光相関処理装置。
2. 【請求項２】少なくとも、被検画像のコヒーレント画像
   を出力し、電気的或いは光学的に出力光複素振幅の時間
   的及び空間的変調が可能な第１の画像出力手段と； 前記第１の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第１の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の画像出力手段より出射される光束の光軸に対
   して傾きを有する光軸上に、参照画像群のコヒーレント
   画像を出力する、電気的に或いは光学的に出力光複素振
   幅の時間的及び空間的変調が可能な第２の画像出力手段
   と； 前記第２の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第２の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の光学的フーリエ変換手段により得られたフー
   リエ変換パターンと； 前記第２の光学的フーリエ変換手段により得られたフー
   リエ変換パターンを重ね合わせる重畳手段と； 前記重畳手段により重ね合わされたフーリエ変換パター
   ンの受光範囲を、前記被検画像の大きさに応じた空間周
   波数範囲及び前記被検画像とを比較すべき細部に応じた
   空間周波数範囲に制限する制限範囲可変の空間フィルタ
   と、 前記空間フィルタを通った前記重畳手段により重ね合わ
   せたフーリエ変換パターンの光出力の空間的光強度パタ
   ーンに応じてコヒーレントな二次元的出射光複素振幅分
   布を変化することができる第３の画像出力手段と； 前記第３の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、その光出力
   を検出する光検出手段と； から本質的になることを特徴とする光相関処理装置。
3. 【請求項３】少なくとも、被検画像のコヒーレント画像
   を出力し、電気的或いは光学的に出力光複素振幅の時間
   的及び空間的な変調が可能な第１の画像出力手段と； 前記第１の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第１の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の画像出力手段より出射される光束の光軸に対
   して傾きを有する光軸上に、参照画像群のコヒーレント
   画像を出力する、電気的及び光学的に出力光複素振幅の
   時間的及び空間的な変調が可能な第２の画像出力手段
   と； 前記第２の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換する第２の光学
   的フーリエ変換手段と； 前記第１の光学的フーリエ変換手段により得られたフー
   リエ変換パターンと、前記第２の光学的フーリエ変換手
   段により得られたフーリエ変換パターンを重ね合わせる
   重畳手段と； 前記重畳手段により重ね合わせたフーリエ変換パターン
   の受光範囲を、前記被検画像の大きさに応じた空間周波
   数範囲及び前記被検画像の比較すべき細部に応じた空間
   周波数範囲に制限する制限範囲可変の空間フィルタと； 前記空間フィルタを通った前記重畳手段により重ね合わ
   されたフーリエ変換パターンの光出力の空間的光強度パ
   ターンに応じて、コヒーレントな二次元的出射光複素振
   幅分布を変化させることができる第３の画像出力手段
   と； 前記第３の画像出力手段からの出力光複素振幅の二次元
   的分布パターンを光学的にフーリエ変換し、その光出力
   を前記第２の画像出力手段にその変調信号として、入力
   する第３の光学的フーリエ変換手段と； 前記第３の光学的フーリエ変換手段からの光出力を検出
   する光検出手段と、 前記光検出手段により検出された被検画像と参照画像と
   の相互相関に係わる出力からの連想過程の飽和を判断
   し、前記空間フィルタの光束制限範囲を変化させる空間
   フィルタ制御手段とから本質的になることを特徴とする
   光相関処理装置。
4. 【請求項４】前記第１の画像出力手段は、少なくともコ
   ヒーレント光源と、被検画像を表示する一つ乃至複数の
   表示体とから本質的になることを特徴とする請求項１、
   ２或いは３に記載の光相関処理装置。
5. 【請求項５】前記第２の画像出力手段は、少なくともコ
   ヒーレント光源と、前記光源からの光束の複素振幅の空
   間的分布パターンを変調可能な第１の空間光変調器と、 前記第１の空間光変調器から出射した光束を入力とする
   参照画像群を表示する一つ乃至複数の表示体とから本質
   的になることを特徴とする請求項３或いは４に記載の光
   相関処理装置。
6. 【請求項６】前記第１の空間光変調器は、参照画像群を
   構成する各参照画像に対応して、区分けが為され、各区
   分は、前記第３の光学的フーリエ変換手段からの出力光
   の各々に対応した一部を受光し、その光量に応じて透過
   率或いは反射率が変化することを特徴とする請求項５に
   記載の光相関処理装置。
7. 【請求項７】前記第３の光学的フーリエ変換手段からの
   出力は、第１の二次元的光電変換素子により受光され、
   前記第１の空間光変調器は、該第１の二次元的光電変換
   素子からの出力信号に従って電気的に変調されることを
   特徴とする請求項５或いは６に記載の光相関処理装置。
8. 【請求項８】前記参照画像群を表示する表示体は、電気
   的な変調が可能な第２の空間光変調器であることを特徴
   とする請求項１〜７のいずれかに記載の光相関処理装
   置。
9. 【請求項９】前記被検画像を表示する表示体は、インコ
   ヒーレント・コヒーレント変換素子であることを特徴と
   する請求項１〜８のいずれかに記載の光相関処理装置。
10. 【請求項１０】前記第３の画像出力手段は、少なくとも
    コヒーレント光源と、前記重畳手段により重ね合わせた
    フーリエ変換パターンの出力光を受光する第２の二次元
    的光電変換手段からの信号に基づいて、入射した光束の
    複素振幅分布を変調して、出力する第４の空間光変調器
    とから本質的になることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれかに記載の光相関処理装置。
11. 【請求項１１】前記第３の画像出力手段は、少なくとも
    コヒーレント光源と、入射した前記重畳手段により重ね
    合わせたフーリエ変換パターンの出力の強度分布に依存
    して、その光学的特性が二次元的或いは三次元的に変化
    する第５の空間光変調器とから本質的になることを特徴
    とする請求項１〜９のいずれかに記載の光相関処理装
    置。