JP2898666B2 - Optical pattern identification device - Google Patents

Optical pattern identification device

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JP2898666B2
JP2898666B2 JP1260063A JP26006389A JP2898666B2 JP 2898666 B2 JP2898666 B2 JP 2898666B2 JP 1260063 A JP1260063 A JP 1260063A JP 26006389 A JP26006389 A JP 26006389A JP 2898666 B2 JP2898666 B2 JP 2898666B2
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reference image
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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学
的パターン識別装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical pattern identification device used in the field of optical information processing.

[従来の技術及び発明が解決しょうとする問題点] 通常、入力画像(即ち被検画像)のパターンを識別す
る方法として、被検画像と参照画像群との相互相関を取
ることが、提案されるが、一般に参照画像群と被検画像
の相互相関を得る方法としては、従来、参照画像のフー
リエ変換ホログラムを参照光の方向を一つ一つの参照画
像毎に変えて、ホログラム化した、所謂、多重ホログラ
ムを撮って、相関フィルタとする第1の方法と、参照画
像群と被検画像の合同フーリエ変換像を強度分布の形で
記録した後に、コヒーレント光で読みだし、再びフーリ
エ変換する第2の方法、即ち特開昭57−138616号、57−
210316号及び58−21716号に開示の方法が、提案されて
いる。
[Problems to be Solved by the Related Art and the Invention] Usually, as a method for identifying a pattern of an input image (that is, a test image), it is proposed to take a cross-correlation between a test image and a group of reference images. However, in general, as a method of obtaining the cross-correlation between the reference image group and the test image, a so-called hologram is conventionally formed by changing the direction of the Fourier transform hologram of the reference image by changing the direction of the reference light for each reference image. A first method of taking a multiplexed hologram and using it as a correlation filter, and a method of recording a joint Fourier transform image of a reference image group and a test image in the form of an intensity distribution, reading it out with coherent light, and performing a Fourier transform again. Method 2, i.e., JP-A-57-138616, 57-
The methods disclosed in 210316 and 58-21716 have been proposed.

然し乍ら、前記の第1の方法では、ホログラム記憶素
子が必要となるが、その代表的な記録材料である写真乾
板では、乾板の現像に時間を要し、且つ、参照光の方向
を一つ一つの参照画像毎に変えるために非常に複雑な作
業を必要としており、実時間(リアルタイム)処理を行
うことは不可能であった。
However, in the first method, a hologram storage element is required. However, in the case of a photographic dry plate as a typical recording material, it takes time to develop the dry plate, and the direction of the reference light must be changed one by one. A very complicated operation is required to change each reference image, and it is impossible to perform real-time processing.

一方、前記第2の方法では、これらの欠点が解決され
ているが、合同フーリエ変換像は、各参照画像同志及び
各参照画像と被検画像とによる多重化された干渉縞とな
るために、空間光変調器のダイナミックレンジや解像度
に対して過多の参照画像による合同フーリエ変換像を記
録すると、干渉縞の可視度が極端に低下し、実質的に、
多数の被検画像の比較による認識識別に使用することは
できなかった。
On the other hand, in the second method, although these disadvantages are solved, the joint Fourier transform image is a multiplexed interference fringe by each reference image and each reference image and the test image, Recording a joint Fourier transform image with too many reference images for the dynamic range and resolution of the spatial light modulator significantly reduces the visibility of interference fringes,
It cannot be used for recognition and identification by comparing a large number of test images.

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、入力画像(即ち被検画像)が、メモリに格納され
た複数の参照画像のうちのどれに近いパターンであるか
を高速に検出する光学的パターン識別装置を実現するこ
とを目的とする。そして、本発明の原理は、参照画像の
フーリエ変換面において、入力画像のフーリエ変換パタ
ーンを2値化するか或いは2値化に近い非線形処理を行
なって得た透過率分布パターンのマスクを配置し、その
マスクを通過して結像面に到達する各参照画像の光量
が、その入力画像との一致の程度に応じて、変化するこ
とに基づいており、本発明は、前記の入力画像に応じた
マスクの作成が容易に、しかも、参照画像の数を容易に
大きくすることができる光学的パターン識別装置を提供
することを目的にする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is possible to quickly determine which of a plurality of reference images stored in a memory an input image (ie, a test image) is a pattern of. It is an object of the present invention to realize an optical pattern discriminating apparatus for detecting an image. According to the principle of the present invention, on the Fourier transform plane of the reference image, a mask of a transmittance distribution pattern obtained by binarizing the Fourier transform pattern of the input image or performing nonlinear processing close to the binarization is arranged. The amount of light of each reference image that reaches the imaging plane after passing through the mask is based on the fact that the amount of light changes according to the degree of coincidence with the input image. It is an object of the present invention to provide an optical pattern identification device that can easily create a mask and can easily increase the number of reference images.

[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、コヒーレント光を発生させる光源と、
入力画像をコヒーレント画像として出力する第1の空間
光変調器と、前記第1の空間光変調器に表示された入力
画像を光学的にフーリエ変換する第1のフーリエ変換レ
ンズと、前記フーリエ変換レンズによりフーリエ変換さ
れた画像パターンを2値化乃至は中間調ダイナミックレ
ンジの縮小を行なって、そのパターンを出力面における
透過率或いは反射率パターンとして出力する第2の空間
光変調器と、入力画像と比較するための参照画像群と、
該参照画像群を光学的にフーリエ変換して前記第2の空
間光変調器の出力面に入射せしめる第2のフーリエ変換
レンズと、前記第2の空間光変調器からの出力光分布を
光学的にフーリエ変換する第3のフーリエ変換レンズ
と、第3のフーリエ変換レンズによりフーリエ変換され
た画像を受光する、前記参照画像群の一つ一つの画像に
応じて分割されたフォトディテクタアレイと、該フォト
ディテクタアレイに入射した光量に各参照画像から発せ
られた光量比を乗じて各参照画像からの出力光量比を演
算比較する計算機とからなることを特徴とする光学的パ
ターン識別装置である。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above technical problem, the present invention provides at least a light source for generating coherent light,
A first spatial light modulator that outputs an input image as a coherent image, a first Fourier transform lens that optically Fourier transforms the input image displayed on the first spatial light modulator, and the Fourier transform lens A second spatial light modulator that binarizes the image pattern subjected to Fourier transform or reduces the halftone dynamic range, and outputs the pattern as a transmittance or reflectance pattern on an output surface; A group of reference images for comparison,
A second Fourier transform lens that optically Fourier-transforms the reference image group and causes the reference image group to enter an output surface of the second spatial light modulator, and optically transforms an output light distribution from the second spatial light modulator. A third Fourier transform lens for Fourier transforming the image, a photodetector array for receiving an image Fourier-transformed by the third Fourier transform lens, divided according to each image of the reference image group, and the photodetector An optical pattern identification apparatus, comprising: a calculator for multiplying a light amount incident on an array by a light amount ratio emitted from each reference image to calculate and compare an output light amount ratio from each reference image.

そして、前記第2の空間光変調器は、強誘電性液晶を
用いて構成した2値の反射率或いは透過率を持つもので
あるものが好適である。また、その参照画像の透過率
は、各々の参照画像から出射する光量が等しくなるよう
に設定された装置が好適である。そして、その前記第2
の空間光変調器において、光軸近傍における光出力をほ
ぼ零とするものが好適である。
Preferably, the second spatial light modulator has a binary reflectance or transmittance made of ferroelectric liquid crystal. In addition, it is preferable that the transmittance of the reference image is set so that the amount of light emitted from each reference image is equal. And the second
Of the spatial light modulators described above, it is preferable that the light output near the optical axis be substantially zero.

[作用] 上記のような本発明の光学的パターン識別装置の構成
により、参照画像のうちの一つが入力画像と一致してい
た場合、その参照画像は他の参照画像と比較してほとん
どロスなく、前記第2の空間光変調器を透過し、又は反
射し、更に前記第2のフーリエ変換レンズを通って前記
フォトディテクタアレイに結像する。
[Operation] According to the configuration of the optical pattern identification device of the present invention as described above, when one of the reference images matches the input image, the reference image has almost no loss compared to the other reference images. , Transmitted through or reflected from the second spatial light modulator, and further imaged on the photodetector array through the second Fourier transform lens.

これに対して、入力画像と良く似ていない参照画像は
フーリエ変換パターンも入力画像と一致しないために、
前記第2の空間光変調器において、多くの部品が透過、
又は反射できずフォトディテクタアレイに入射する光量
は、著しく低下する。このとき、元来の参照画像から発
せられた光量は、全ての参照画像において、等しくない
ので、その分を補正して比較すれば、どの参照画像が最
も入力画像パターンに近いかを知ることができる。
On the other hand, since the reference image that is not very similar to the input image does not match the Fourier transform pattern with the input image,
In the second spatial light modulator, many components are transmitted,
Alternatively, the amount of light that cannot be reflected and enters the photodetector array is significantly reduced. At this time, since the amount of light emitted from the original reference image is not equal in all the reference images, it is possible to know which reference image is closest to the input image pattern by compensating and comparing the amounts. it can.

本発明による光学的パターン識別装置は、次の構成の
ものである。
The optical pattern identification device according to the present invention has the following configuration.

即ち、少なくともコヒーレント光を発生させる光源
と、入力画像をコヒーレント画像として出力する第1の
空間光変調器とを有する。
That is, it has a light source that generates at least coherent light, and a first spatial light modulator that outputs an input image as a coherent image.

その第1の空間光変調器に表示された入力画像を光学
的にフーリエ変換する第1のフーリエ変換レンズにより
フーリエ変換された画像パターンを2値化乃至は中間調
ダイナミックレンジの縮小を行なって、そのパターンを
出力面における透過率或いは反射率パターンとして出力
する第2の空間光変調器を有する。その入力画像と比較
するための参照画像群を光学的にフーリエ変換して前記
第2の空間光変調器の出力面に入射せしめる。そして、
前記第2の空間光変調器からの出力光分布を光学的にフ
ーリエ変換した画像を前記参照画像群の一つ一つの画像
に応じて分割されたフォトディテクタアレイに受光す
る。そのフォトディテクタアレイ(14)に入射した光量
に各参照画像から発せられた光量比を乗じて各参照画像
からの出力光量比を計算機により演算比較するものであ
る。
The first Fourier transform lens for optically Fourier transforming the input image displayed on the first spatial light modulator binarizes the image pattern subjected to Fourier transform or reduces the halftone dynamic range, A second spatial light modulator that outputs the pattern as a transmittance or reflectance pattern on the output surface. A group of reference images to be compared with the input image is optically Fourier-transformed and made incident on the output surface of the second spatial light modulator. And
An image obtained by optically Fourier-transforming the output light distribution from the second spatial light modulator is received by a photodetector array divided according to each image of the reference image group. The light amount incident on the photodetector array (14) is multiplied by the light amount ratio emitted from each reference image, and the output light amount ratio from each reference image is calculated and compared by a computer.

また第2の空間光変調器は、強誘電性液晶を用いて構
成した2値の反射率或いは透過率を持つ液晶パネルを利
用できる。
Further, as the second spatial light modulator, a liquid crystal panel having a binary reflectivity or transmissivity constituted by using a ferroelectric liquid crystal can be used.

そして、参照画像の透過率は、各々の参照画像から出
射する光量が等しくなるように設定されたものが好適で
ある。
Preferably, the transmittance of the reference images is set such that the amount of light emitted from each reference image is equal.

前記第2の空間光変調器において、光軸近傍における
光出力をほぼ零とするものが好適である。
In the second spatial light modulator, it is preferable that the optical output near the optical axis be substantially zero.

次に、本発明の光学的パターン識別装置を具体的に実
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。
Next, the optical pattern identification device of the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1] 第1図は、本発明による光学的パターン識別装置の1
例の機能を示す模式構成図である。
[Embodiment 1] Fig. 1 shows an optical pattern identification apparatus 1 according to the present invention.
It is a schematic block diagram which shows the function of an example.

第1図の光学配置図において、入力画像1はインコヒ
ーレント光により照明され、結像レンズ2により、第1
の空間光変調器3の入力面に入射する。そして、この第
1の空間光変調器3は、入射光量分布に応じた反射率分
布を示すインコヒーレント−コヒーレント光変調器を成
しており、この種の素子としては、液晶ライトバルブ
(Proc.SPIE.Vol.684,pp96〜100を参照)や空間光変調
管(Proc.SPIE.Vol.613,pp153〜157参照)が代表的であ
る。
In the optical arrangement of FIG. 1, an input image 1 is illuminated by incoherent light,
To the input surface of the spatial light modulator 3. The first spatial light modulator 3 forms an incoherent-coherent light modulator exhibiting a reflectivity distribution corresponding to the incident light amount distribution, and a liquid crystal light valve (Proc. SPIE. Vol. 684, pp. 96 to 100) and a spatial light modulator (see Proc. SPIE. Vol. 613, pp. 153 to 157) are typical.

ここで、コヒーレント光源であるレーザ6から出射し
た光束8は、ビームエクスパンダ7を通って、適当なビ
ーム径となり、ビームスプリッタ9で反射されて光束8a
となり、更に、ミラー26、ビームスプリッタ4で反射さ
れて空間光変調器3の出力面に入射する。そして、空間
光変調器3の出力面は、前記のように、入力画像1の結
像による照度分布に応じた反射率分布となっているの
で、光束8aは、その反射率分布に応じて空間的に変調さ
れ、ビームスプリッタ4を通って、フーリエ変換レンズ
5を通過し、空間光変調器3の出力面の反射率分布の空
間的フーリエ変換の2乗に相当する強度パターンが、第
2の空間光変調器10の入力面に入射する。
Here, the light beam 8 emitted from the laser 6, which is a coherent light source, passes through a beam expander 7, has an appropriate beam diameter, is reflected by a beam splitter 9, and is reflected by a light beam 8a.
Then, the light is reflected by the mirror 26 and the beam splitter 4 and enters the output surface of the spatial light modulator 3. And, as described above, the output surface of the spatial light modulator 3 has a reflectance distribution according to the illuminance distribution by the imaging of the input image 1, so that the light beam 8a is spatially modulated according to the reflectance distribution. Is intensity-modulated, passes through the beam splitter 4, passes through the Fourier transform lens 5, and has an intensity pattern corresponding to the square of the spatial Fourier transform of the reflectance distribution on the output surface of the spatial light modulator 3, The light enters the input surface of the spatial light modulator 10.

さて、ここで、この空間光変調器10は、入力面への光
入力パターンに対して、その入力光強度が、一定の閾値
を超えている場合には、対応する出射面の反射率が、1
に近くなり、そうでない場合には、対応する出射面の反
射率が0に近くなるようなもので、特に、その閾値が比
較的に低いレベルにあれば、入力画像の比較的高い空間
周波数までのパターンを出射面の反射率分布に反映させ
ることができる。このような空間光変調器としては、例
えば、強誘電性(スメクチック)液晶を用いて液晶ライ
トバルブを構成した液晶装置として得ることができる。
尚、このような空間光変調器を前記第1の空間光変調器
3として用いることもできる。
By the way, here, the spatial light modulator 10 has a light input pattern to the input surface, when the input light intensity exceeds a certain threshold, the reflectance of the corresponding exit surface, 1
, Otherwise the reflectivity of the corresponding exit surface is close to 0, especially if the threshold is at a relatively low level, up to the relatively high spatial frequency of the input image. Can be reflected on the reflectivity distribution of the emission surface. Such a spatial light modulator can be obtained, for example, as a liquid crystal device having a liquid crystal light valve using a ferroelectric (smectic) liquid crystal.
In addition, such a spatial light modulator can be used as the first spatial light modulator 3.

ところで、光束8の一部は、ビームスプリッタ9を透
過して光束8bとなり、透過型媒体上に表示された参照画
像群16を参照する。この参照画像群には、メモリーとし
て複数の画像が記録されており、その数が少ない場合に
は、1枚のスライドフィルム上に表示されているものが
最も好適である。その数が多い場合には、複数のスライ
ドフィルムに分割して、記録し、それらが機械的に切り
換え可能になっていたり、多重イメージホログラムとし
て記録し、その角度を変えて各々のホログラムを切り換
えられるようにしたり、電気的に参照画像群を記憶して
おき、マトリックス電極型の液晶ライトバルブに順次に
表示するようにしたりすることが可能である。
By the way, a part of the light beam 8 passes through the beam splitter 9 to become a light beam 8b, and refers to the reference image group 16 displayed on the transmission type medium. In this reference image group, a plurality of images are recorded as a memory, and when the number is small, the image displayed on one slide film is most preferable. If the number is large, it is divided into a plurality of slide films and recorded, and they can be switched mechanically or recorded as multiple image holograms, and each hologram can be switched by changing the angle Alternatively, a group of reference images may be stored electrically and sequentially displayed on a matrix electrode type liquid crystal light valve.

参照画像群16を通過した光束8bは、フーリエ変換レン
ズ11を通り、ビームスプリッタ12で反射されて、参照画
像群16の透過光振幅分布の空間的フーリエ変換の2乗に
相当する光量パターンが、空間光変調器10の出力面に入
射する。この光束8bは、空間光変調器10の出力面で反射
されるが、その際に、前記の反射率分布により変調を受
け、ビームスプリッタ12を通過して、空間光変調器10を
出射するときの光振幅分布のフーリエ変換の2乗に相当
する光量パターンが、フーリエ変換レンズを通過して、
フォトディテクタアレイ14に入射する。尚、参照画像が
参照画像群のどこにあっても、フーリエ変換面において
は、その空間スペクトル像は同じ場所に形成できるの
で、空間光変調器10において、被検画像の空間スペクト
ルに対する空間周波数座標と参照画像の空間スペクトル
に対する空間周波数座標とがほぼ等しければ、参照画像
群の中に入力画像と一致する画像があった場合、そのス
ペクトル像はほとんどロスなく、空間光変調器10の出力
面で反射されることになり、また、入力画像とパターン
の一致しない参照画像は空間光変調器10の出力面におい
て、多くの部分が反射率の低い部分で反射されるので、
フォトデイテクタアレイ14において、入力画像と一致し
た参照画像を通った光束が入射したフォトディテクタか
らは、大きい電気信号が出力され、そうでないフォトデ
ィテクタからは比較的に小さい電気信号が出力されるこ
とになる。但し、一つ一つの参照画像において、そこか
ら出射する光量は必ずしも等しくないので、計算機15を
用いて各々の参照画像に対応したフォトディテクタから
の出力を参照画像を出射するときの光量比で規格化すれ
ば、入力画像に最も近い参照画像を検出することができ
る。このとき、参照画像の位置の画角により、光量の伝
達される効率が異なるので、その分も補正するとなお良
好な結果が得られる。
The light beam 8b having passed through the reference image group 16 passes through the Fourier transform lens 11, is reflected by the beam splitter 12, and has a light amount pattern corresponding to the square of the spatial Fourier transform of the transmitted light amplitude distribution of the reference image group 16, The light enters the output surface of the spatial light modulator 10. This light beam 8b is reflected at the output surface of the spatial light modulator 10, but at this time, is modulated by the reflectance distribution, passes through the beam splitter 12, and exits the spatial light modulator 10. The light amount pattern corresponding to the square of the Fourier transform of the light amplitude distribution of
Light is incident on the photodetector array 14. Note that, regardless of where the reference image is located in the reference image group, the spatial spectrum image can be formed at the same location on the Fourier transform plane. If the spatial frequency coordinates with respect to the spatial spectrum of the reference image are substantially equal, if there is an image that matches the input image in the group of reference images, the spectral image is hardly lost and is reflected at the output surface of the spatial light modulator 10. In addition, since the reference image whose pattern does not match the input image is largely reflected on the output surface of the spatial light modulator 10 by the low reflectance portion,
In the photodetector array 14, a large electric signal is output from a photodetector on which a light beam having passed through a reference image that matches the input image is incident, and a relatively small electric signal is output from a photodetector that is not. . However, since the amount of light emitted from each reference image is not necessarily the same, the output from the photodetector corresponding to each reference image is normalized using the computer 15 by the light amount ratio when the reference image is emitted. Then, the reference image closest to the input image can be detected. At this time, the efficiency of transmitting the amount of light varies depending on the angle of view of the position of the reference image, so that a better result can be obtained by correcting the efficiency.

尚、このとき、参照画像群16の各参照画像を出射する
光量が、等しくなるように、あらかじめ各参照画像の濃
度を調整しておけば、フォトディテクタアレイ14からの
出力信号を計算機15によって、補正する必要がなくな
る。
At this time, if the density of each reference image is adjusted in advance so that the amount of light emitted from each reference image of the reference image group 16 becomes equal, the output signal from the photodetector array 14 is corrected by the computer 15. You don't have to.

更に、空間光変調器10においては、どのような入力画
像に対しても光軸上、即ち画像の直流成分において、入
射光量は大きくなり、従って、どの参照画像に対しても
その部分の反射率は高くなるので、光軸上の狭い範囲
は、反射率が大きくならないように、入力面或いは出力
面にマスクを付けておくことが好適である。
Further, in the spatial light modulator 10, the amount of incident light is large on the optical axis for any input image, that is, in the DC component of the image, and therefore, for any reference image, the reflectance of that portion is large. Therefore, it is preferable to mask the input surface or the output surface in a narrow range on the optical axis so that the reflectance is not increased.

[実施例2] 次に、第2図は、他の本発明の光学的パターン識別装
置の構成を示す模式図である。これにより、更に、本発
明を説明する。
Second Embodiment Next, FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of another optical pattern identification device of the present invention. This will further explain the present invention.

この実施例では、空間光変調器として比較的に安価な
マトリックス液晶パネルを用いて第1図に示す実施例と
ほぼ同様な機能を実現している。
In this embodiment, functions similar to those of the embodiment shown in FIG. 1 are realized by using a relatively inexpensive matrix liquid crystal panel as a spatial light modulator.

即ち、本実施例で使用されるマトリックス液晶パネル
は、液晶テレビやパソコン用液晶デイスプレイ等に利用
されているもので、ビデオ信号等の画像信号入力によ
り、その画像に応じた透過率分布を示すものであり、以
下、液晶パネルと省略して示すことにする。
That is, the matrix liquid crystal panel used in the present embodiment is used for a liquid crystal television, a liquid crystal display for a personal computer, or the like, and shows a transmittance distribution according to an image by inputting an image signal such as a video signal. In the following, the liquid crystal panel is abbreviated.

入力画像1は、ビデオカメラ21により電気信号に変換
され、第1の液晶パネル23に映し出される。レーザ等の
光源6を出射した光束8はビームエクスパンダ7を通っ
て適当な光束径となり、ビームスプリッタ22を透過して
光束8aとなる。この光束8aは、液晶パネル23を照明し、
透過した光束は、フーリエ変換レンズ5を通って、液晶
パネル23上の入力画像の光振幅分布の空間的フーリエ変
換の2乗に比例した光強度パターンが、CCD24の上に照
射される。このパターンは、画像処理装置28によって、
2値画像とされ、第2の液晶パネル29の上に表示され
る。
The input image 1 is converted into an electric signal by the video camera 21 and displayed on the first liquid crystal panel 23. The light beam 8 emitted from the light source 6 such as a laser passes through the beam expander 7 to have an appropriate light beam diameter, and passes through the beam splitter 22 to become a light beam 8a. This light beam 8a illuminates the liquid crystal panel 23,
The transmitted luminous flux passes through the Fourier transform lens 5 and irradiates the CCD 24 with a light intensity pattern proportional to the square of the spatial Fourier transform of the light amplitude distribution of the input image on the liquid crystal panel 23. This pattern is generated by the image processing device 28.
A binary image is displayed on the second liquid crystal panel 29.

一方、ビームスプリッタ22で反射された光束8は、光
束8bとなり、ミラー25で反射されて、参照画像群16を照
明する。参照画像群16は、フーリエ変換レンズ11を通
り、参照画像群16上の光振幅分布の空間的フーリエ変換
の2乗に比例した光強度パターンが液晶パネル29に入射
する。この液晶パネル29からの出射光がフーリエ変換レ
ンズ13を通って、フォトディテクタアレイ14に入射し、
入力画像に最も近い参照画像が検出される過程は、第1
図に示した実施例の説明と同様である。このとき、液晶
パネル29の前後或いは液晶パネル29への入力画像に直流
成分をカットするマスクを設けることについても、前記
の実施例の説明と同様である。
On the other hand, the light beam 8 reflected by the beam splitter 22 becomes a light beam 8b, is reflected by the mirror 25, and illuminates the reference image group 16. The reference image group 16 passes through the Fourier transform lens 11, and a light intensity pattern proportional to the square of the spatial Fourier transform of the light amplitude distribution on the reference image group 16 enters the liquid crystal panel 29. The light emitted from the liquid crystal panel 29 passes through the Fourier transform lens 13 and enters the photodetector array 14,
The process of detecting the reference image closest to the input image is as follows.
This is the same as the description of the embodiment shown in the figure. At this time, providing a mask for cutting the DC component before and after the liquid crystal panel 29 or in the input image to the liquid crystal panel 29 is also the same as the description of the above-described embodiment.

[発明の効果] 本発明による光学的パターン識別装置により、上述の
ような効果が得られた、それをまとめると、次のような
顕著な技術的効果が得られた。
[Effects of the Invention] The above-described effects were obtained by the optical pattern identification device according to the present invention. In summary, the following remarkable technical effects were obtained.

即ち、第1に、比較的に簡単な構成で、光学的に入力
画像に最も近い参照画像を選択することが可能である。
That is, first, with a relatively simple configuration, it is possible to select a reference image that is optically closest to the input image.

第2に、その際に、画像の表示も現存する画像表示素
子で十分に可能であり、前記第1の従来方法のように一
つ一つの参照画像のホログラムを別個に記録する困難さ
もない光学的パターン識別装置を提供する。
Secondly, at this time, the image display can be sufficiently performed by the existing image display element, and there is no difficulty in separately recording the hologram of each reference image as in the first conventional method. The present invention provides an objective pattern identification device.

第3に、更に参照画像群として同時に提示する参照画
像の数を増やしても、光学系のf値とフォトディテクタ
アレイの構成要素の数が大きくなるだけであるので、前
記第2の従来方法のように、検出精度が著しく低下する
ことがない光学的パターン識別装置を提供する。
Third, even if the number of reference images simultaneously presented as a group of reference images is further increased, only the f-number of the optical system and the number of components of the photodetector array are increased. In addition, an optical pattern identification device that does not significantly reduce detection accuracy is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の光学的パターン識別装置の1例の構
成を示す模式構成図である。 第2図は、本発明の光学的パターン識別装置の他の例の
構成を示す模式構成図である。 [主要部分の符号の説明] 1……入力画像 2……結像レンズ 3、10……空間光変調器 4、9、12……ビームスプリッタ 5、11、13……フーリエ変換用レンズ 6……レーザ 7……ビームエクスパンダ 8、8a、8b……光束 10……フォトディテクタアレイ 15……計算機 16……参照画像群 21……ビデオカメラ 23、29……液晶パネル 24……CCD 26……ミラー 28……画像処理装置
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an example of the optical pattern identification device of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of another example of the optical pattern identification device of the present invention. [Description of Signs of Main Parts] 1... Input image 2... Imaging lens 3, 10... Spatial light modulator 4, 9, 12… Beam splitter 5, 11, 13… Fourier transform lens 6. … Laser 7… Beam expander 8, 8a, 8b …… Light flux 10 …… Photodetector array 15 …… Calculator 16 …… Reference image group 21 …… Video camera 23, 29 …… LCD panel 24 …… CCD 26 …… Mirror 28 ... Image processing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも、コヒーレント光を発生させる
光源と、 入力画像をコヒーレント画像として出力する第1の空間
光変調器と、 前記第1の空間光変調器に表示された入力画像を光学的
にフーリエ変換する第1のフーリエ変換レンズと、 前記フーリエ変換レンズによりフーリエ変換された画像
パターンを2値化乃至は中間調ダイナミックレンジの縮
小を行なって、そのパターンを出力面における透過率或
いは反射率パターンとして出力する第2の空間光変調器
と、 入力画像と比較するための参照画像群と、 該参照画像群を光学的にフーリエ変換して前記第2の空
間光変調器の出力面に入射せしめる第2のフーリエ変換
レンズと、 前記第2の空間光変調器からの出力光分布を光学的にフ
ーリエ変換する第3のフーリエ変換レンズと、 第3のフーリエ変換レンズによりフーリエ変換された画
像を受光する、前記参照画像群の一つ一つの画像に応じ
て分割されたフォトディテクタアレイと、該フォトディ
テクタアレイに入射した光量に各参照画像から発せられ
た光量比を乗じて各参照画像からの出力光量比を演算比
較する計算機とからなることを特徴とする光学的パター
ン識別装置。
At least a light source for generating coherent light, a first spatial light modulator for outputting an input image as a coherent image, and an input image displayed on the first spatial light modulator are optically converted. A first Fourier transform lens for performing a Fourier transform, and binarizing or reducing a halftone dynamic range of the image pattern that has been Fourier transformed by the Fourier transform lens, and converting the pattern into a transmittance or reflectance pattern on an output surface. A second spatial light modulator that outputs as a reference image, a reference image group for comparison with an input image, and optically Fourier-transforms the reference image group so as to be incident on an output surface of the second spatial light modulator A second Fourier transform lens, a third Fourier transform lens that optically Fourier transforms an output light distribution from the second spatial light modulator, And a photodetector array divided according to each image of the reference image group, which receives an image subjected to Fourier transform by the Fourier transform lens of No. 3, and the amount of light incident on the photodetector array is emitted from each reference image. An optical pattern identification device, comprising: a calculator for multiplying a light amount ratio and calculating and comparing output light ratios from respective reference images.
【請求項2】前記第2の空間光変調器は、強誘電性液晶
を用いて構成した2値の反射率或いは透過率を持つもの
であることを特徴とする請求項第1項記載の光学的パタ
ーン識別装置。
2. The optical device according to claim 1, wherein said second spatial light modulator has a binary reflectance or transmittance made of ferroelectric liquid crystal. Pattern identification device.
【請求項3】前記参照画像の透過率は、各々の参照画像
から出射する光量が等しくなるように設定されたもので
あることを特徴とする請求項第1或いは2項記載の光学
的パターン識別装置。
3. The optical pattern identification according to claim 1, wherein the transmittance of the reference image is set so that the amount of light emitted from each reference image is equal. apparatus.
【請求項4】前記第2の空間光変調器において、光軸近
傍における光出力をほぼ零とすることを特徴とする請求
項第1〜3項のいずれかに記載の光学的パターン識別装
置。
4. An optical pattern identification apparatus according to claim 1, wherein said second spatial light modulator makes an optical output near an optical axis substantially zero.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
清水 外3名,「マッチトフィルタによる粒子群の形状,大きさ,数及び位置の同時測定法」,日本機械学会論文集(C編),1989年5月,第55巻第513号,p.1235−1241

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