JP2974804B2 - 光相関処理方法 - Google Patents
光相関処理方法Info
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- JP2974804B2 JP2974804B2 JP3036634A JP3663491A JP2974804B2 JP 2974804 B2 JP2974804 B2 JP 2974804B2 JP 3036634 A JP3036634 A JP 3036634A JP 3663491 A JP3663491 A JP 3663491A JP 2974804 B2 JP2974804 B2 JP 2974804B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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演算処理方法に関する。即ち、認
識連想処理、分類処理、特に、光計測分野及び画像処理
分野における情報処理の演算方法に関する。
いて利用される光相関演算処理方法に関する。即ち、認
識連想処理、分類処理、特に、光計測分野及び画像処理
分野における情報処理の演算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学的に相関演算を行なう方法と
して、ジョイントトランスフォ−ム法があった。この方
法は、被検画像と参照画像の合同のフ−リエ変換像を強
度パタ−ンとして記録し、これを平面波で照射して、再
び、光学的にフ−リエ変換することにより相関演算を行
なうものである。
して、ジョイントトランスフォ−ム法があった。この方
法は、被検画像と参照画像の合同のフ−リエ変換像を強
度パタ−ンとして記録し、これを平面波で照射して、再
び、光学的にフ−リエ変換することにより相関演算を行
なうものである。
【０００３】然し乍ら、この方法では、空間光変調器或
いはフィルム等の合同フ−リエ変換パタ−ンを記録する
媒体のダイナミックレンジを限られるために、すべての
空間周波数領域を記録することができなかった。更に、
被検画像と参照画像を表示するための空間光変調器のダ
イナミックレンジが限られているために、画像を表示し
ていない部分からも光が透過し、或いは反射されるため
に、合同フ−リエ変換パタ−ンにバイアス光が、重畳さ
れ、多重干渉縞のコントラスト比を低下させ、結果とし
て、表現できる合同フ−リエ変換パタ−ンの空間周波数
領域を更に制限してしまった。このために、被検画像と
参照画像との相関演算は、ある空間周波数領域に限ら
れ、正確な比較を行なうことができなかった。
いはフィルム等の合同フ−リエ変換パタ−ンを記録する
媒体のダイナミックレンジを限られるために、すべての
空間周波数領域を記録することができなかった。更に、
被検画像と参照画像を表示するための空間光変調器のダ
イナミックレンジが限られているために、画像を表示し
ていない部分からも光が透過し、或いは反射されるため
に、合同フ−リエ変換パタ−ンにバイアス光が、重畳さ
れ、多重干渉縞のコントラスト比を低下させ、結果とし
て、表現できる合同フ−リエ変換パタ−ンの空間周波数
領域を更に制限してしまった。このために、被検画像と
参照画像との相関演算は、ある空間周波数領域に限ら
れ、正確な比較を行なうことができなかった。
【０００４】また、相関パタ−ンを得る空間周波数領域
が限られているために、相関光量の絶対光量が少なくな
り、一度にたくさんの被検画像を提示することが困難で
あった。
が限られているために、相関光量の絶対光量が少なくな
り、一度にたくさんの被検画像を提示することが困難で
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、識別や連想を行な
うのに十分な空間周波数領域を確保することのできる光
相関演算処理方法を提供することを目的とする。
点を解決するためになされたもので、識別や連想を行な
うのに十分な空間周波数領域を確保することのできる光
相関演算処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、成されたもので、光学的に、被
検画像と参照画像群との合同フーリエ変換を行なうこと
により得られた強度パターンを、再び、光学的にフーリ
エ変換を行ない、相関演算処理を行なう光相関演算処理
方法、或いは、更にこの光相関演算処理により得られた
相関度に応じ、参照画像から出力される光量を変化させ
る帰還光学系を設け、一連の操作を繰り返す相関演算処
理を行なう光相関演算処理方法において、光軸からの距
離に応じて、同心円状に区分けされた所望の空間周波数
領域までの各区域において、合同フーリエ変換後に得ら
れた強度パターンに含まれる多重干渉縞パターンが、２
値化され、出力されるように、各区域の境界と各区域の
閾値とを決定し、それにより、相関演算処理を行なうこ
とを特徴とする前記光相関演算処理方法を提供する。そ
して、前記の各区域の境界と各区域の閾値との決定は、
被検画像や参照画像群を表示しない時のフーリエ変換に
より得られた強度パターンを、画像Ａとして、被検画像
と参照画像群と一緒に表示したときの前記強度パターン
を、画像Ｂとして、前記画像Ａの前記光軸における出力
強度よりも大きい値を、第１の閾値とし、前記第１の閾
値とほぼ同じ出力を有する画像Ｂの最大空間周波数を第
１の境界とし、前記第１の境界における画像Ａと画像Ｂ
の出力強度値の間の値を、第２の閾値とし、前記第２の
閾値とほぼ同じ出力強度を有する画像Ｂの最大空間周波
数を第２の境界とし、第２の閾値と境界との決定を行な
い、以下第３以降の閾値と境界の決定は、前記第２の閾
値と境界の決定と同様になされることが好適である。
な課題の解決のために、成されたもので、光学的に、被
検画像と参照画像群との合同フーリエ変換を行なうこと
により得られた強度パターンを、再び、光学的にフーリ
エ変換を行ない、相関演算処理を行なう光相関演算処理
方法、或いは、更にこの光相関演算処理により得られた
相関度に応じ、参照画像から出力される光量を変化させ
る帰還光学系を設け、一連の操作を繰り返す相関演算処
理を行なう光相関演算処理方法において、光軸からの距
離に応じて、同心円状に区分けされた所望の空間周波数
領域までの各区域において、合同フーリエ変換後に得ら
れた強度パターンに含まれる多重干渉縞パターンが、２
値化され、出力されるように、各区域の境界と各区域の
閾値とを決定し、それにより、相関演算処理を行なうこ
とを特徴とする前記光相関演算処理方法を提供する。そ
して、前記の各区域の境界と各区域の閾値との決定は、
被検画像や参照画像群を表示しない時のフーリエ変換に
より得られた強度パターンを、画像Ａとして、被検画像
と参照画像群と一緒に表示したときの前記強度パターン
を、画像Ｂとして、前記画像Ａの前記光軸における出力
強度よりも大きい値を、第１の閾値とし、前記第１の閾
値とほぼ同じ出力を有する画像Ｂの最大空間周波数を第
１の境界とし、前記第１の境界における画像Ａと画像Ｂ
の出力強度値の間の値を、第２の閾値とし、前記第２の
閾値とほぼ同じ出力強度を有する画像Ｂの最大空間周波
数を第２の境界とし、第２の閾値と境界との決定を行な
い、以下第３以降の閾値と境界の決定は、前記第２の閾
値と境界の決定と同様になされることが好適である。
【０００７】
【作用】本発明の光相関演算処理方法によると、画像表
示装置のダイナミックレンジが低く、本来画像が表示さ
れていない部分からの漏れ光があっても、多重干渉縞に
重畳されている分布よりも大きい閾値を設定することに
より、これを実質上差し引いているので、本来の多重干
渉縞を２値化して表現することができる。また、前記強
度パタ−ンは、光学的にフ−リエ変換されたものである
ために、全領域を表示するためには、非常に広いダイナ
ミックレンジを有する空間光変調器が必要になるが、各
領域ごとに閾値を設定することにより、実質的に広い範
囲の多重干渉縞を２値化して表現することができる。
示装置のダイナミックレンジが低く、本来画像が表示さ
れていない部分からの漏れ光があっても、多重干渉縞に
重畳されている分布よりも大きい閾値を設定することに
より、これを実質上差し引いているので、本来の多重干
渉縞を２値化して表現することができる。また、前記強
度パタ−ンは、光学的にフ−リエ変換されたものである
ために、全領域を表示するためには、非常に広いダイナ
ミックレンジを有する空間光変調器が必要になるが、各
領域ごとに閾値を設定することにより、実質的に広い範
囲の多重干渉縞を２値化して表現することができる。
【０００８】このようにして、所望の空間周波数範囲ま
での多重干渉縞パタ−ンを２値化して、空間光変調器に
表現することができ、このパタ−ンを光学的にフ−リエ
変換すれば、所望の空間周波数範囲の被検画像と参照画
像の相関出力を得ることができる。
での多重干渉縞パタ−ンを２値化して、空間光変調器に
表現することができ、このパタ−ンを光学的にフ−リエ
変換すれば、所望の空間周波数範囲の被検画像と参照画
像の相関出力を得ることができる。
【０００９】次に、本発明の光相関演算処理方法を具体
的に実施例により、説明するが、本発明がそれらによっ
て、制限されるものではない。
的に実施例により、説明するが、本発明がそれらによっ
て、制限されるものではない。
【００１０】
【実施例１】図１は、本発明の光相関演算処理方法の１
例による光相関処理装置の光学系の機能を示す模式的構
成図である。
例による光相関処理装置の光学系の機能を示す模式的構
成図である。
【００１１】図１の光学的配置は、平成１年特許願第１
１４１４５号、同１１４１４６号、同１１４１４７号に
明らかであるので、詳細な説明は、簡単に述べる。
１４１４５号、同１１４１４６号、同１１４１４７号に
明らかであるので、詳細な説明は、簡単に述べる。
【００１２】図１の光学的構成図において、相関処理装
置は、画像出力手段１、光学的フ−リエ変換手段２、画
像出力手段３、光学的フ−リエ変換手段４、光検出手段
５とから本質的に構成される既知の合同フ−リエ変換光
学系であるので、その構成について、簡単に説明する。
置は、画像出力手段１、光学的フ−リエ変換手段２、画
像出力手段３、光学的フ−リエ変換手段４、光検出手段
５とから本質的に構成される既知の合同フ−リエ変換光
学系であるので、その構成について、簡単に説明する。
【００１３】画像表示装置１６に描かれた認識分類した
い被検画像１つと参照画像群をレ−ザ１１から出射され
たコヒ−レント光１２で読み出し、フ−リエ変換レンズ
２１により、スクリ−ン３１上に合同フ−リエ変換パタ
−ンを形成する。この合同フ−リエ変換パタ−ンを、２
次元光電変換素子３２で読み込み、液晶駆動回路３３に
より、電気アドレス型の液晶ライトバルブ（以下ＬＣＬ
Ｖと略称する）３５上に描き、光束３７で読み出し、フ
−リエ変換レンズ４１により、再び、フ−リエ変換し、
スクリ−ン４２上に相関強度が得られ、これを２次元光
電変換素子４３により検出し、この相関度に基づき、マ
スク１５の透過率を変化させる。
い被検画像１つと参照画像群をレ−ザ１１から出射され
たコヒ−レント光１２で読み出し、フ−リエ変換レンズ
２１により、スクリ−ン３１上に合同フ−リエ変換パタ
−ンを形成する。この合同フ−リエ変換パタ−ンを、２
次元光電変換素子３２で読み込み、液晶駆動回路３３に
より、電気アドレス型の液晶ライトバルブ（以下ＬＣＬ
Ｖと略称する）３５上に描き、光束３７で読み出し、フ
−リエ変換レンズ４１により、再び、フ−リエ変換し、
スクリ−ン４２上に相関強度が得られ、これを２次元光
電変換素子４３により検出し、この相関度に基づき、マ
スク１５の透過率を変化させる。
【００１４】このとき、マスク１５は、ＬＣＬＶよりな
り、２次元光電変換素子４３により検出された光強度、
即ち、相関度に応じ、透過率分布を変化させることによ
り、対応する参照画像に照射される光量を変化させる作
用を有する。
り、２次元光電変換素子４３により検出された光強度、
即ち、相関度に応じ、透過率分布を変化させることによ
り、対応する参照画像に照射される光量を変化させる作
用を有する。
【００１５】本発明の方法においては、前記のスクリ−
ン３１上の合同フ−リエ変換パタ−ンを２次元光電変換
素子３２で読み込み、これを、画像処理装置３３に送
り、この各参照画像との相関度に基づいて、以下に述べ
る方法により、前記合同フ−リエ変換パタ−ンを、２値
化することを特徴とする。
ン３１上の合同フ−リエ変換パタ−ンを２次元光電変換
素子３２で読み込み、これを、画像処理装置３３に送
り、この各参照画像との相関度に基づいて、以下に述べ
る方法により、前記合同フ−リエ変換パタ−ンを、２値
化することを特徴とする。
【００１６】即ち、スクリ−ン３１に近接してスクリ−
ン３１とフ−リエ変換レンズ２１の間に電気アドレス型
のＬＣＬＶ２２を配置する。このＬＣＬＶ２２はスクリ
−ン３１上の合同フ−リエ変換パタ−ンの空間周波数領
域を画像処理装置３３からの信号に基づき制限する空間
周波数フィルタ−の役割をする。さて、一般的に、空間
周波数の低い領域の光量は高いので、この場合、ＬＣＬ
Ｖ２２を透過する光の空間周波数領域を低周波数領域に
制限すると同時に、２次元光電変換素子から得た画像信
号を画像処理装置により、上記低周波数領域のすべての
多重干渉縞が表現できるように、閾値レベルを選択し
て、２値化してメモリに蓄える。
ン３１とフ−リエ変換レンズ２１の間に電気アドレス型
のＬＣＬＶ２２を配置する。このＬＣＬＶ２２はスクリ
−ン３１上の合同フ−リエ変換パタ−ンの空間周波数領
域を画像処理装置３３からの信号に基づき制限する空間
周波数フィルタ−の役割をする。さて、一般的に、空間
周波数の低い領域の光量は高いので、この場合、ＬＣＬ
Ｖ２２を透過する光の空間周波数領域を低周波数領域に
制限すると同時に、２次元光電変換素子から得た画像信
号を画像処理装置により、上記低周波数領域のすべての
多重干渉縞が表現できるように、閾値レベルを選択し
て、２値化してメモリに蓄える。
【００１７】次に、上記低周波数領域を除く適当な空間
周波数領域の光だけが、透過するように、ＬＣＬＶ２２
の空間周波数フィルタ−を画像処理装置３３の信号に基
づき制限すると同時に、２次元光電変換素子から得た画
像信号を画像処理装置３３により、適当な空間周波数領
域のすべての多重干渉縞が表現できるように、閾値レベ
ルを選択して、２値化してメモリに蓄える。
周波数領域の光だけが、透過するように、ＬＣＬＶ２２
の空間周波数フィルタ−を画像処理装置３３の信号に基
づき制限すると同時に、２次元光電変換素子から得た画
像信号を画像処理装置３３により、適当な空間周波数領
域のすべての多重干渉縞が表現できるように、閾値レベ
ルを選択して、２値化してメモリに蓄える。
【００１８】以下、上記のように取り入れる合同フ−リ
エ変換パタ−ンの空間周波数領域をずらすと同時に、適
当に閾値を変化させながら、２値化して次々にメモリ−
蓄え、所望の空間周波数領域まで上記の操作を繰り返
す。この後、メモリ−に蓄えた合同フ−リエ変換パタ−
ンの多重干渉須磨を一つの画像として合成すると、所望
の空間周波数領域まですべての多重干渉縞が２値化され
て表現される。
エ変換パタ−ンの空間周波数領域をずらすと同時に、適
当に閾値を変化させながら、２値化して次々にメモリ−
蓄え、所望の空間周波数領域まで上記の操作を繰り返
す。この後、メモリ−に蓄えた合同フ−リエ変換パタ−
ンの多重干渉須磨を一つの画像として合成すると、所望
の空間周波数領域まですべての多重干渉縞が２値化され
て表現される。
【００１９】上記の合同フ−リエ変換作成手段が必要と
なる理由は、画像表示装置１６のダイナミックレンジが
制限されているために、画像が表示されている部分以外
からも光が透過し、フ−リエ変換レンズ２１によりフ−
リエ変換され、被検画像と参照画像群との合同フ−リエ
変換パタ−ンに重畳されるからである。
なる理由は、画像表示装置１６のダイナミックレンジが
制限されているために、画像が表示されている部分以外
からも光が透過し、フ−リエ変換レンズ２１によりフ−
リエ変換され、被検画像と参照画像群との合同フ−リエ
変換パタ−ンに重畳されるからである。
【００２０】この様子を示したのが、図２である。実線
は画像が表示されている部分以外からは光が透過してこ
ない場合の理想的な合同フ−リエ変換パタ−ンを示す。
一方、実際には、上記のように画像表示部分以外からの
光も同時にフ−リエ変換されるので、破線のように、低
い空間周波数ほど強い強度を有する分布パタ−ンのバイ
アス光が合同フ−リエ変換パタ−ンに重畳される。従っ
て、一つの閾値だけで、所望の空間周波数範囲の多重干
渉縞を２値化することはできないのである。
は画像が表示されている部分以外からは光が透過してこ
ない場合の理想的な合同フ−リエ変換パタ−ンを示す。
一方、実際には、上記のように画像表示部分以外からの
光も同時にフ−リエ変換されるので、破線のように、低
い空間周波数ほど強い強度を有する分布パタ−ンのバイ
アス光が合同フ−リエ変換パタ−ンに重畳される。従っ
て、一つの閾値だけで、所望の空間周波数範囲の多重干
渉縞を２値化することはできないのである。
【００２１】さて、上記の方法により所望の空間周波数
範囲の多重干渉縞の２値化して、ＬＣＬＶ３５に合同フ
−リエ変換パタ−ンを描き、光束３７により読み出し、
フ−リエ変換レンズ４１により再びフ−リエ変換し、ス
クリ−ン４２上の相関強度を２次元光電変換素子４３に
より検出し、この相関度に基づき、ＬＣＬＶ１５の透過
率を変化させる。
範囲の多重干渉縞の２値化して、ＬＣＬＶ３５に合同フ
−リエ変換パタ−ンを描き、光束３７により読み出し、
フ−リエ変換レンズ４１により再びフ−リエ変換し、ス
クリ−ン４２上の相関強度を２次元光電変換素子４３に
より検出し、この相関度に基づき、ＬＣＬＶ１５の透過
率を変化させる。
【００２２】このように、合同フ−リエ変換パタ−ンの
多重干渉縞を所望の全ての空間周波数範囲で２値化した
ことにより、Ｓ／Ｎ比の非常に良いシャ−プな相関ピ−
クを得ることができ、被検画像と参照画像群との比較を
広い範囲の空間周波数領域で行なうために、極めて正確
な認識ができるようになった。
多重干渉縞を所望の全ての空間周波数範囲で２値化した
ことにより、Ｓ／Ｎ比の非常に良いシャ−プな相関ピ−
クを得ることができ、被検画像と参照画像群との比較を
広い範囲の空間周波数領域で行なうために、極めて正確
な認識ができるようになった。
【００２３】尚、上記の実施例におけるＬＣＬＶ１５と
画像表示装置１６は、実質上、一つのＬＣＬＶで代用で
きる。この場合、画像処理装置５１からの情報により、
ＬＣＬＶ１５上に描く参照画像の表示輝度を２次元光電
変換素子４３の相関度の基づき変化させると、所望の特
性が得られる。
画像表示装置１６は、実質上、一つのＬＣＬＶで代用で
きる。この場合、画像処理装置５１からの情報により、
ＬＣＬＶ１５上に描く参照画像の表示輝度を２次元光電
変換素子４３の相関度の基づき変化させると、所望の特
性が得られる。
【００２４】
【実施例２】図３は、他の光学系配置を示す。前記の公
開公報に明らかにされる配置であるので説明を簡単にす
る。
開公報に明らかにされる配置であるので説明を簡単にす
る。
【００２５】図３の光学的配置では、画像表示処理１６
に描かれた被検画像と参照画像群をレ−ザ１１から出射
されたコヒ−レント光１２で読み出し、フ−リエ変換レ
ンズ２１により２次元受光素子３６及び光アドレス型強
誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブ３５’上に、被検
画像と参照画像群の合同フ−リエ変換パタ−ンを作成す
る。
に描かれた被検画像と参照画像群をレ−ザ１１から出射
されたコヒ−レント光１２で読み出し、フ−リエ変換レ
ンズ２１により２次元受光素子３６及び光アドレス型強
誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブ３５’上に、被検
画像と参照画像群の合同フ−リエ変換パタ−ンを作成す
る。
【００２６】このとき、マスク１５は、前記公報に記載
のものと同様で、液晶ライトバルブ（ＬＣＬＶ）より成
り、２次元光電変換素子４３により検出された光強度、
即ち、相関度に応じ、透過率分布を変化させることによ
り、対応する参照画像に照射される光量を変化させる作
用をする。
のものと同様で、液晶ライトバルブ（ＬＣＬＶ）より成
り、２次元光電変換素子４３により検出された光強度、
即ち、相関度に応じ、透過率分布を変化させることによ
り、対応する参照画像に照射される光量を変化させる作
用をする。
【００２７】さて、本実施例においては、上記の実施例
１と異なる点は、２値化処理を施す手段である。これ
は、合同フ−リエ変換パタ−ンを記録する媒体として、
強誘電性液晶を用いたメモリ−性を有する２値化デバイ
スを用いることにより、所望の空間周波数範囲までの合
同フ−リエ変換パタ−ンの多重干渉縞を、可変の空間周
波数フィルタ−と同期させて、多重記録することによ
り、２値化された多重干渉縞を記録することである。即
ち、２次元光電変換素子３６により、被検画像及び参照
画像群が表示されていない状態でのフ−リエ変換パタ−
ンを受光し、画像Ａとして画像演算処理回路３３’に記
録する。この場合、実施例１に述べるように、画像表示
装置１６のダイナミックレンジに制限があるために、画
像が表示されていなくても、光が僅かに透過してくる。
このために、フ−リエ変換レンズにより、前記透過光の
フ−リエ変換パタ−ンが画像Ａとして記録される。
１と異なる点は、２値化処理を施す手段である。これ
は、合同フ−リエ変換パタ−ンを記録する媒体として、
強誘電性液晶を用いたメモリ−性を有する２値化デバイ
スを用いることにより、所望の空間周波数範囲までの合
同フ−リエ変換パタ−ンの多重干渉縞を、可変の空間周
波数フィルタ−と同期させて、多重記録することによ
り、２値化された多重干渉縞を記録することである。即
ち、２次元光電変換素子３６により、被検画像及び参照
画像群が表示されていない状態でのフ−リエ変換パタ−
ンを受光し、画像Ａとして画像演算処理回路３３’に記
録する。この場合、実施例１に述べるように、画像表示
装置１６のダイナミックレンジに制限があるために、画
像が表示されていなくても、光が僅かに透過してくる。
このために、フ−リエ変換レンズにより、前記透過光の
フ−リエ変換パタ−ンが画像Ａとして記録される。
【００２８】次に、画像表示装置１６に被検画像と参照
画像群を表示し、２次元光電変換素子３６により、合同
フ−リエ変換パタ−ンを画像Ｂとして、画像演算処理回
路３３’に記録する。
画像群を表示し、２次元光電変換素子３６により、合同
フ−リエ変換パタ−ンを画像Ｂとして、画像演算処理回
路３３’に記録する。
【００２９】さて、ＬＣＬＶ３５’に近接してビームス
プリッタ２４とＬＣＬＶ３５’の間に空間周波数フィル
ターとしての電気アドレス型のＬＣＬＶ２２を配置し、
画像演算処理回路３３’からの信号により、空間周波数
範囲を制限させる。そこで、実施例１と同様に、ある空
間周波数領域のすべての多重干渉縞を、以下に述べる方
法により、ＬＣＬＶ３５’上に記録する。このＬＣＬＶ
３５’は、例えば、強誘電性の液晶パネルに光導電層を
設け、バイアス電圧を与えておいて、光が当った部分の
み、その光量に応じた電圧が、液晶層にかかるようにし
ておき、ある閾値以上の光量が入射した部分の液晶のみ
が、その分子の方位が動き、出力面に入射した光の偏光
状態が変化して、反射率が高くなるというものが代表的
である。
プリッタ２４とＬＣＬＶ３５’の間に空間周波数フィル
ターとしての電気アドレス型のＬＣＬＶ２２を配置し、
画像演算処理回路３３’からの信号により、空間周波数
範囲を制限させる。そこで、実施例１と同様に、ある空
間周波数領域のすべての多重干渉縞を、以下に述べる方
法により、ＬＣＬＶ３５’上に記録する。このＬＣＬＶ
３５’は、例えば、強誘電性の液晶パネルに光導電層を
設け、バイアス電圧を与えておいて、光が当った部分の
み、その光量に応じた電圧が、液晶層にかかるようにし
ておき、ある閾値以上の光量が入射した部分の液晶のみ
が、その分子の方位が動き、出力面に入射した光の偏光
状態が変化して、反射率が高くなるというものが代表的
である。
【００３０】尚、上記の実施例で得た画像Ａと画像Ｂの
強度パタ−ンの分布の１例を図４に示す。画像Ａと画像
Ｂの差の光量が本来の合同フ−リエ変換パタ−ンとなっ
ているので、ある空間周波数領域の合同フ−リエ変換パ
タ−ンを記録するには、先ず、低周波数領域において、
画像Ａの最大光量Ｉ１と同じ光量になる画像Ｂの空間周
波数を画像演算処理回路３３’で求め、この中で最大の
空間周波数となるものを空間周波数Ａとして、上記空間
周波数Ａまでの領域を空間周波数領域Ａとする。この空
間周波数領域Ａまでの光を透過させるように、ＬＣＬＶ
２２を調整する。更に、ＬＣＬＶ３５’には、上記光量
Ｉ１よりも僅かに高い閾値で２値化されるように、画像
演算回路３３’からの印加電圧を調整する。
強度パタ−ンの分布の１例を図４に示す。画像Ａと画像
Ｂの差の光量が本来の合同フ−リエ変換パタ−ンとなっ
ているので、ある空間周波数領域の合同フ−リエ変換パ
タ−ンを記録するには、先ず、低周波数領域において、
画像Ａの最大光量Ｉ１と同じ光量になる画像Ｂの空間周
波数を画像演算処理回路３３’で求め、この中で最大の
空間周波数となるものを空間周波数Ａとして、上記空間
周波数Ａまでの領域を空間周波数領域Ａとする。この空
間周波数領域Ａまでの光を透過させるように、ＬＣＬＶ
２２を調整する。更に、ＬＣＬＶ３５’には、上記光量
Ｉ１よりも僅かに高い閾値で２値化されるように、画像
演算回路３３’からの印加電圧を調整する。
【００３１】次に、上記空間周波数領域Ａを除いて、上
記空間周波数Ａよりも高い空間周波数領域での画像Ａの
最大光量Ｉ２と同じ光量になる画像Ｂの空間周波数を画
像演算処理回路３３’で求め、この中で最大の空間周波
数となるものを空間周波数領域Ｂとする。この空間周波
数領域Ｂまでの光を透過させるようにＬＣＬＶ２２を調
整する。更に、ＬＣＬＶ３５’には、上記光量Ｉ２より
も僅かに高い閾値で２値化されるように画像演算処理回
路３３’からの印加電圧を調整する。以下同様にして、
所望の空間周波数範囲までの繰り返し、空間周波数フィ
ルタであるＬＣＬＶ２２の空間周波数領域とし、ＬＣＬ
Ｖ３５’に記録される合同フ−リエ変換パタ−ンの多重
干渉縞を２値化するための閾値電圧を決定する。以上の
ようにして得た２値化された多重干渉縞のパタ−ンを光
束３７で呼び出し、フ−リエ変換レンズ４１によりフ−
リエ変換し、２次元光電変換素子４３により、相関度を
検出し、この量を基に、個々の参照画像に照射される光
量を変えるように、マスク１５の透過率等を変える過程
は、前記の公報に記載してあるので、詳細な説明を略す
る。
記空間周波数Ａよりも高い空間周波数領域での画像Ａの
最大光量Ｉ２と同じ光量になる画像Ｂの空間周波数を画
像演算処理回路３３’で求め、この中で最大の空間周波
数となるものを空間周波数領域Ｂとする。この空間周波
数領域Ｂまでの光を透過させるようにＬＣＬＶ２２を調
整する。更に、ＬＣＬＶ３５’には、上記光量Ｉ２より
も僅かに高い閾値で２値化されるように画像演算処理回
路３３’からの印加電圧を調整する。以下同様にして、
所望の空間周波数範囲までの繰り返し、空間周波数フィ
ルタであるＬＣＬＶ２２の空間周波数領域とし、ＬＣＬ
Ｖ３５’に記録される合同フ−リエ変換パタ−ンの多重
干渉縞を２値化するための閾値電圧を決定する。以上の
ようにして得た２値化された多重干渉縞のパタ−ンを光
束３７で呼び出し、フ−リエ変換レンズ４１によりフ−
リエ変換し、２次元光電変換素子４３により、相関度を
検出し、この量を基に、個々の参照画像に照射される光
量を変えるように、マスク１５の透過率等を変える過程
は、前記の公報に記載してあるので、詳細な説明を略す
る。
【００３２】本実施例では、２次元光電変換素子３６で
受光した光量分布に基づき、空間周波数フィルタである
ＬＣＬＶ２２の透過率とＬＣＬＶ３５’に掛ける閾値電
圧を制御することにより、本発明の光相関演算処理を実
施できるので、極めて簡単な構成となる。尚、上記の説
明のなかで、閾値レベルと空間周波数領域を決定する方
法においては、所望の空間周波数領域まで多重干渉縞を
表現できるようなものであれば、どのようなものでも良
い。例えば、上記画像Ａの最大光量を基準にして、空間
周波数領域を決定し、この光量よりも僅かに高い閾値で
２値化を行ない、次の空間周波数領域での閾値を、０よ
りも僅かに高いレベルに設定しても良い。なぜならば、
殆どの場合、画像表示装置のダイナミックレンジ不足か
ら生じる漏れ光の影響は、光軸付近の周波数領域に大き
く現れるからである。この場合には、画像Ａと画像Ｂに
おける強度の演算を殆ど行なうことがないので、高速な
処理を行なうことができる。また、上記の実施例１、２
においては、帰還系を用いた場合について説明したが、
通常の合同フ−リエ変換法においても、同様の方法によ
り、所望の空間周波数領域まで多重干渉縞を２値化して
表現することにより、認識能力が向上することができ
る。
受光した光量分布に基づき、空間周波数フィルタである
ＬＣＬＶ２２の透過率とＬＣＬＶ３５’に掛ける閾値電
圧を制御することにより、本発明の光相関演算処理を実
施できるので、極めて簡単な構成となる。尚、上記の説
明のなかで、閾値レベルと空間周波数領域を決定する方
法においては、所望の空間周波数領域まで多重干渉縞を
表現できるようなものであれば、どのようなものでも良
い。例えば、上記画像Ａの最大光量を基準にして、空間
周波数領域を決定し、この光量よりも僅かに高い閾値で
２値化を行ない、次の空間周波数領域での閾値を、０よ
りも僅かに高いレベルに設定しても良い。なぜならば、
殆どの場合、画像表示装置のダイナミックレンジ不足か
ら生じる漏れ光の影響は、光軸付近の周波数領域に大き
く現れるからである。この場合には、画像Ａと画像Ｂに
おける強度の演算を殆ど行なうことがないので、高速な
処理を行なうことができる。また、上記の実施例１、２
においては、帰還系を用いた場合について説明したが、
通常の合同フ−リエ変換法においても、同様の方法によ
り、所望の空間周波数領域まで多重干渉縞を２値化して
表現することにより、認識能力が向上することができ
る。
【００３３】尚、本実施例では、空間光変調器の働きを
している部分については、仕様上の差異はあるが、原理
的には、すべて同様の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、上記の液晶ライトバルブの他に、ＰＬＺＴや
ＫＤＰ、ＢＳＯ等の電気光学効果を付加したものが良く
使用されている。
している部分については、仕様上の差異はあるが、原理
的には、すべて同様の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、上記の液晶ライトバルブの他に、ＰＬＺＴや
ＫＤＰ、ＢＳＯ等の電気光学効果を付加したものが良く
使用されている。
【００３４】光アドレス型の例でも、電気アドレス型と
同様の材料に、光導電層を組み合わせたものが、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、入力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から、これらの空間光変調器
は、光導電層を付加する必要はなく、透過型として、反
射型としても構成することができる。
同様の材料に、光導電層を組み合わせたものが、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、入力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から、これらの空間光変調器
は、光導電層を付加する必要はなく、透過型として、反
射型としても構成することができる。
【００３５】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打ち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こ
と等の工夫が必要である。
込み光の情報を完全に打ち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こ
と等の工夫が必要である。
【００３６】また、電気アドレス型を使用する場合は、
その入力情報を得るための二次元光電変換素子及びその
ため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。
その入力情報を得るための二次元光電変換素子及びその
ため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。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光相関演
算処理方法により、前記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となる。
即ち、第１に、相関演算を非常に多くの参照画像と被検
画像との合同フ−リエ変換パタ−ンの有する空間周波数
のほぼ全てにわたり表現された多重干渉縞を基に行なう
ので、正確に識別等を行なうことができる光相関演算処
理方法を提供することができた。
算処理方法により、前記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となる。
即ち、第１に、相関演算を非常に多くの参照画像と被検
画像との合同フ−リエ変換パタ−ンの有する空間周波数
のほぼ全てにわたり表現された多重干渉縞を基に行なう
ので、正確に識別等を行なうことができる光相関演算処
理方法を提供することができた。
【００３８】第２に、被検画像と参照画像群とを表示す
る表示デバイスのダイナミックレンジの影響が少ないた
めに、安価な表示デバイスを用いることのできる光相関
演算処理方法を提供することができた。
る表示デバイスのダイナミックレンジの影響が少ないた
めに、安価な表示デバイスを用いることのできる光相関
演算処理方法を提供することができた。
【図１】本発明の光相関演算処理方法を実現するための
一例の光学系を示す模式構成図である。
一例の光学系を示す模式構成図である。
【図２】本発明の光相関演算処理方法において、理想的
な合同フ−リエ変換パタ−ンと実際の合同フ−リエ変換
との関係を示す空間周波数と光強度との関係を示すグラ
フである。
な合同フ−リエ変換パタ−ンと実際の合同フ−リエ変換
との関係を示す空間周波数と光強度との関係を示すグラ
フである。
【図３】本発明の光相関演算処理方法の更に別の例の構
成を示す模式的構成図である。
成を示す模式的構成図である。
【図４】本発明の光相関演算処理方法における、画像表
示処理上に画像を表示した場合と画像を表示しなかった
場合の空間周波数と光強度との関係を示したグラフであ
る。
示処理上に画像を表示した場合と画像を表示しなかった
場合の空間周波数と光強度との関係を示したグラフであ
る。
１、３ 画像出力手段 ２、４ 光学的フ−リエ変換手段 ５ 光検出手段 １１ レ−ザ １２、３７ 光束 １３ ビ−ムエキスパンダ １４、２４、３９ ビ−ムスプリッタ− １５、３５、３５’、２２ 液晶ライトバルブ １６ 画像表示装置 １７ 画像入力装置 ２１、４１ フ−リエ変換レンズ ３１、４２ スクリ−ン ３２、３６、４３ 二次元光電変換素子 ３３、５１ 画像処理装置 ３３’ 画像演算回路 ３４、３８ ミラ−
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 3/00 502 G06E 3/00 G02B 27/46 G06K 9/74
Claims (2)
- 【請求項１】光学的に、被検画像と参照画像群との合同
フーリエ変換を行なうことにより得られた強度パターン
を、再び、光学的にフーリエ変換を行ない、相関演算処
理を行なう光相関演算処理方法、或いは、更にこの光相
関演算処理により得られた相関度に応じ、参照画像から
出力される光量を変化させる帰還光学系を設け、一連の
操作を繰り返す相関演算処理を行なう光相関演算処理方
法において、光 軸からの距離に応じて、同心円状に区分けされた所望
の空間周波数領域までの各区域において、合同フーリエ
変換後に得られた強度パターンに含まれる多重干渉縞パ
ターンが、２値化され、出力されるように、各区域の境
界と各区域の閾値とを決定し、それにより、相関演算処
理を行なうことを特徴とする前記光相関演算処理方法。 - 【請求項２】前記の各区域の境界と各区域の閾値との決
定は、被検画像や参照画像群を表示しない時のフーリエ
変換により得られた強度パターンを、画像Ａとして、被
検画像と参照画像群と一緒に表示したときの前記強度パ
ターンを、画像Ｂとして、前記画像Ａの前記光軸におけ
る出力強度よりも大きい値を、第１の閾値とし、前記第
１の閾値とほぼ同じ出力を有する画像Ｂの最大空間周波
数を第１の境界とし、前記第１の境界における画像Ａと
画像Ｂの出力強度値の間の値を、第２の閾値とし、前記
第２の閾値とほぼ同じ出力強度を有する画像Ｂの最大空
間周波数を第２の境界とし、第２の閾値と境界との決定
を行ない、以下第３以降の閾値と境界の決定は、前記第
２の閾値と境界の決定と同様になされることを特徴とす
る請求項１に記載の光相関演算処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3036634A JP2974804B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 光相関処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3036634A JP2974804B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 光相関処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255832A JPH04255832A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2974804B2 true JP2974804B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=12475274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3036634A Expired - Fee Related JP2974804B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 光相関処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974804B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3036634A patent/JP2974804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255832A (ja) | 1992-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |