JP3210447B2 - Optical object extraction device - Google Patents

Optical object extraction device

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JP3210447B2
JP3210447B2 JP31688492A JP31688492A JP3210447B2 JP 3210447 B2 JP3210447 B2 JP 3210447B2 JP 31688492 A JP31688492 A JP 31688492A JP 31688492 A JP31688492 A JP 31688492A JP 3210447 B2 JP3210447 B2 JP 3210447B2
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image
fourier transform
target pattern
light modulator
spatial light
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味村一弘
竹村安弘
武居利治
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、風景などの多
くの物体、文字などを含んでいる画像の中から、特定の
物体、文字を抽出するような、光情報処理の分野におい
て利用される目的物抽出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in the field of optical information processing, for example, for extracting a specific object or character from an image containing many objects such as landscapes and characters. Object extraction device.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間が見ている日常の風景のような数多
くの物体や文字などのパターンを含んでいる画像(以下
入力画像と称する)の中から、目的パターンを抽出する
方法の1つとして、マッチドフィルタリング法がある。
図2は、従来のマッチドフィルタリング法の光学系の構
成を示す模式構成図である。マッチドフィルタリング法
は、画像表示装置14に表示されている入力画像のフー
リエ変換像が、フーリエ変換レンズ15の後焦点面に作
られ、該後焦点位置に配置されている目的パターンのマ
ッチドフィルタに入射し、透過光をフーリエ変換レンズ
18により更にフーリエ変換すると、目的パターンが入
力画像の中に存在するとき、高い相関を表わす相関スポ
ットが、フーリエ変換レンズ18の後焦点面上に配置さ
れているスクリーン19上に現れ、その位置により、入
力画像の中の目的パターンの位置を知ることができる方
法である。このとき、マッチドフィルタ21には目的パ
ターンの強度分布のフーリエ変換を参照光との干渉縞の
形で記録したホログラムが一般的に用いられる。通常、
レーザ11から出射した光束12は、ビームエキスパン
ダ13で略平行の光束に広げられ、画像表示装置14を
通して、前記のようにスクリーン19上に相関スポット
が現れ、それが撮像装置20で撮像され、そのデータは
コンピュータ17で処理される。
2. Description of the Related Art One of methods for extracting a target pattern from an image (hereinafter, referred to as an input image) containing a pattern of a large number of objects and characters such as everyday scenes seen by humans. , There is a matched filtering method.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an optical system using a conventional matched filtering method. In the matched filtering method, a Fourier transform image of the input image displayed on the image display device 14 is formed on the rear focal plane of the Fourier transform lens 15 and is incident on the matched filter of the target pattern arranged at the rear focal position. When the transmitted light is further Fourier-transformed by the Fourier transform lens 18, when the target pattern is present in the input image, a correlation spot representing a high correlation is formed on the rear focal plane of the Fourier transform lens 18 on the screen. This is a method in which the position of the target pattern in the input image can be known from the position of the target pattern. At this time, a hologram in which the Fourier transform of the intensity distribution of the target pattern is recorded in the form of an interference fringe with the reference light is generally used for the matched filter 21. Normal,
The light beam 12 emitted from the laser 11 is spread by the beam expander 13 into a substantially parallel light beam, and a correlation spot appears on the screen 19 through the image display device 14 as described above. The data is processed by the computer 17.

【0003】然し乍ら、この方法では、フィルターにホ
ログラムを用いた場合、探したい目的パターン毎に一々
フィルターを作成しなければならないこと、フィルター
の位置合わせの許容誤差が極めて小さく、数μmの位置
ズレが性能を著しく低下させることがある等の問題があ
る。また、この方法における出力画像は、相関スポット
である明るい光の点でしかないので、目的物を抽出した
後に別のパターン認識などの処理を行なう際に、そのま
ま出力画像を別の処理の入力に使用する等のことはでき
ないでいた。なお、フィルターにホログラムを用いず
に、実時間で探したい目的パターンを変えることができ
る空間光変調器を用いる方法もあるが、現在の空間光変
調器ではホログラムと同等の細かいピッチの干渉縞を描
く能力がなく、光学的目的物抽出装置の性能がかなり劣
ってしまうという問題点がある。
However, in this method, when a hologram is used as a filter, it is necessary to create a filter for each target pattern to be searched, the tolerance for the filter alignment is extremely small, and a positional deviation of several μm occurs. There is a problem that performance may be significantly reduced. Further, since the output image in this method is only a bright light point which is a correlation spot, when performing processing such as another pattern recognition after extracting an object, the output image is directly input to another processing. I couldn't use it. There is also a method that uses a spatial light modulator that can change the target pattern to be searched in real time without using a hologram as a filter.However, with the current spatial light modulator, interference fringes having the same fine pitch as a hologram can be obtained. There is a problem that there is no drawing ability, and the performance of the optical object extracting apparatus is considerably inferior.

【0004】また、入力画像から目的パターンを抽出す
る別の方法としては、コンピュータの画像処理ソフトな
どに使用されているテンプレートマッチング法がある。
このテンプレートマッチング法は、目的パターンを入力
画像の中で動かして最も良く合った場所を探す方法であ
る。この方法には、残差逐次検定法、相互相関係数によ
る方法等がある。然し乍ら、いずれの方法も基本的には
目的パターンを入力画像の中で走査させなくてはなら
ず、時間がかかるという問題点があった。これは、画素
数が多いほど顕著に現れてくる問題である。
As another method for extracting a target pattern from an input image, there is a template matching method used for image processing software of a computer.
This template matching method is a method of moving a target pattern in an input image to search for a best matching place. This method includes a residual sequential test method, a method using a cross-correlation coefficient, and the like. However, each of these methods basically has to scan a target pattern in an input image, which is time-consuming. This is a problem that appears more noticeably as the number of pixels increases.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従って、上
記の問題点を解決するためになされたもので、抽出した
い目的パターン毎に製作しなければならないホログラム
等の干渉縞を描いたマッチドフィルタを用いることな
く、しかも、そのために比較的光学系の位置合わせが簡
単になり、入力画像から目的パターンが相関スポットで
はなく、そのままの形で抽出でき、目的パターンの走査
が必要ないために、短時間の処理が可能な光学的目的物
抽出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a matched filter which draws interference fringes such as holograms which must be manufactured for each target pattern to be extracted. , The alignment of the optical system is relatively easy, the target pattern can be extracted from the input image as it is, not as a correlation spot, and scanning of the target pattern is not required. It is an object of the present invention to provide an optical object extracting device capable of processing time.

【0006】[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なされたもので、少なくともコヒ
ーレントな光束を出射する光源と;入力画像を強度透過
率或いは反射率分布で表示して、該光束に強度分布を与
える第1の画像表示手段と;該第1の画像表示手段を透
過した或いは反射した光束の強度分布を、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;目的パター
ンのフーリエ変換像を作成するフーリエ変換像作成手段
と;該第1のフーリエ変換レンズのフーリエ変換面に配
置され、且つ該フーリエ変換像作成手段により得られた
目的パターンのフーリエ変換像を、強度透過率或いは反
射率分布にして表示して、該光束に更に強度分布を与え
る空間光変調器と、該空間光変調器を透過した或いは反
射した光束の強度分布を光学的に更にフーリエ変換する
第2のフーリエ変換レンズと;該第2のフーリエ変換レ
ンズによりフーリエ変換されて得られた出力画像を撮像
する撮像手段とから構成され;該撮像された出力画像を
再び該第1の画像表示手段の入力画像として表示して、
複数回、前記の一連の処理工程を繰り返すフィードバッ
クループを形成することを特徴とする光学的目的物抽出
装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problems, and comprises a light source that emits at least a coherent light beam; an input image having an intensity transmittance or a reflectance distribution. First image display means for displaying and providing an intensity distribution to the light beam; a first Fourier transform lens for optically Fourier transforming the intensity distribution of the light beam transmitted or reflected by the first image display means A Fourier transform image creating means for creating a Fourier transform image of the target pattern; and a Fourier transform image of the target pattern arranged on the Fourier transform surface of the first Fourier transform lens and obtained by the Fourier transform image creating means. Is displayed as an intensity transmittance or reflectance distribution, and a spatial light modulator that gives an additional intensity distribution to the light flux, and the intensity of the light flux transmitted or reflected by the spatial light modulator A second Fourier transform lens for optically further Fourier transforming the cloth; and imaging means for capturing an output image obtained by Fourier transform by the second Fourier transform lens; the captured output image Is displayed again as an input image of the first image display means,
Provided is an optical object extraction device, which forms a feedback loop that repeats the series of processing steps a plurality of times.

【0007】そして、撮像手段により撮像された出力画
像を再び第1の画像表示手段の入力画像として表示する
途中に、出力画像のコントラスト改善などを実質的に実
時間で行なう濃度変換手段を設けることが好適である。
更に、フーリエ変換像作成手段は、コヒーレントな光束
を出射する光源と、目的パターンを強度透過率或いは反
射率分布にして表示して、光束に強度分布を与える第2
の画像表示手段と、第2の画像表示手段から透過或いは
反射した光束の強度分布を、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
ズにより得られた目的パターンのフーリエ変換像を撮像
する撮像手段とから構成されるものが好適である。
In the course of displaying the output image picked up by the image pickup means again as an input image of the first image display means, a density conversion means for improving the contrast of the output image substantially in real time is provided. Is preferred.
Further, the Fourier-transformed image creating means includes a light source that emits a coherent light beam, and a second pattern that gives an intensity distribution to the light beam by displaying the target pattern as an intensity transmittance or a reflectance distribution.
, A third Fourier transform lens for optically Fourier transforming the intensity distribution of the light beam transmitted or reflected from the second image display means, and a target pattern obtained by the third Fourier transform lens. It is preferable that the imaging device be configured to include an imaging unit that captures a Fourier transform image.

【0008】また、空間光変調器は、光書き込み型の空
間光変調器であり、且つ、フーリエ変換像作成手段は、
コヒーレントな光束を出射する光源と、目的パターンを
強度透過率或いは反射率分布にして表示して、光束に強
度分布を与える第2の画像表示手段と、第2の画像表示
手段から透過した或いは反射した光束の強度分布を、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か
ら構成され、第3のフーリエ変換レンズのフーリエ変換
面に光書き込み型空間光変調器の書き込み面を配置させ
たものが好適である。更に、空間光変調器に、目的パタ
ーンのフーリエ変換像を、実質的に実時間で適当な閾値
により二値化された画像で表示するものが好適である。
また、光書き込み型空間光変調器は、書き込み面から書
き込まれた像を閾値により二値化処理して表示する処理
動作を行なうものが好適である。
Further, the spatial light modulator is an optical writing type spatial light modulator, and the Fourier transform image forming means is
A light source that emits a coherent light beam, a second image display unit that displays the target pattern as an intensity transmittance or a reflectance distribution to give an intensity distribution to the light beam, and a light transmitted or reflected from the second image display unit. And a third Fourier transform lens for optically Fourier transforming the intensity distribution of the light beam, wherein a writing surface of an optical writing type spatial light modulator is arranged on the Fourier transform surface of the third Fourier transform lens. Is preferred. Further, it is preferable that the Fourier transform image of the target pattern is displayed on the spatial light modulator as an image binarized by an appropriate threshold value substantially in real time.
Further, it is preferable that the optical writing type spatial light modulator performs a processing operation of binarizing an image written from a writing surface with a threshold value and displaying the image.

【0009】[0009]

【作用】上記のような本発明の光学的目的物抽出装置の
構成において、光源から出射されたコヒーレントな光束
は、第1の画像表示手段に入射する。第1の画像表示手
段では、入力画像が強度の透過率或いは反射率分布で表
示されているので、入射したコヒーレント光束は、入力
画像の強度分布に変調されて、透過光又は反射光とし
て、第1の画像表示手段を出射する。変調されたコヒー
レント光束は、第1のフーリエ変換レンズを通過し、焦
点面に入力画像のフーリエ変換像を形成する。一方、目
的パターンのフーリエ変換像がフーリエ変換像作成手段
により作成され、空間光変調器上に強度の透過率或いは
反射率分布で表示される。この空間光変調器は、第1の
フーリエ変換レンズの焦点面に配置されているので、入
力画像のフーリエ変換像が空間光変調器に入射し、目的
パターンのフーリエ変換像の強度分布で更に変調され、
入力画像のフーリエ変換像と目的パターンのフーリエ変
換像との積の出力が透過し、或いは反射していく。
In the configuration of the optical object extracting apparatus of the present invention as described above, the coherent light beam emitted from the light source enters the first image display means. In the first image display means, the input image is displayed with the intensity transmittance or reflectance distribution, so that the incident coherent light flux is modulated into the intensity distribution of the input image, and is transmitted as reflected light or reflected light. One image display means is emitted. The modulated coherent light beam passes through the first Fourier transform lens and forms a Fourier transform image of the input image on the focal plane. On the other hand, a Fourier-transformed image of the target pattern is created by the Fourier-transformed image creating means, and is displayed on the spatial light modulator with an intensity transmittance or reflectance distribution. Since this spatial light modulator is disposed on the focal plane of the first Fourier transform lens, the Fourier transform image of the input image enters the spatial light modulator and is further modulated by the intensity distribution of the Fourier transform image of the target pattern. And
The output of the product of the Fourier transform image of the input image and the Fourier transform image of the target pattern is transmitted or reflected.

【0010】このように、この空間光変調器にはフーリ
エ変換像が描かれるだけで干渉縞は描かれないので、マ
ッチドフィルタ法等の方法で用いられる干渉縞を描くた
めのホログラム等の使用の必要はなくなる。そのため、
この空間光変調器の配置は、マッチドフィルタに比べて
厳密さを要求されずに済む。しかも、目的パターンを変
更するときは、空間光変調器に描く目的パターンのフー
リエ変換像を変えるだけで良く、これは、コンピュータ
などの使用により簡単に実行できるものである。この
後、自身の焦点距離だけ空間光変調器の後ろに配置され
た第2のフーリエ変換レンズにより、コヒーレント光束
は再度フーリエ変換され、出力画像になる。この出力画
像は、入力画像と目的パターンの相互相関的演算の結果
であり、入力画像の中で目的パターンと似た空間周波数
成分を持つ部分が残ったものと言える。従って、出力画
像を撮像手段により撮像し、再び入力画像として第1の
画像表示手段に表示するという処理を複数回行なうこと
により、入力画像の中の目的パターンの部分だけが最後
まで残って出力され、結局、入力画像からの目的パター
ンの抽出ができるのである。しかも、出力画像は相関ス
ポットのような光点でなく、抽出された目的パターンそ
のものの画像である。また、前記の処理工程は、入力画
像全体を1本のコヒーレント光束で同時に並列的に行な
ってしまうので、テンプレートマッチングのような走査
の時間は必要なくなる。
As described above, since only a Fourier transform image is drawn on this spatial light modulator and no interference fringes are drawn, the use of a hologram or the like for drawing interference fringes used by a method such as a matched filter method is not possible. There is no need. for that reason,
This arrangement of the spatial light modulator does not require strictness as compared with a matched filter. Moreover, when the target pattern is changed, it is only necessary to change the Fourier transform image of the target pattern drawn on the spatial light modulator, and this can be easily executed by using a computer or the like. Thereafter, the coherent light beam is again Fourier-transformed by the second Fourier transform lens disposed behind the spatial light modulator by its own focal length, and becomes an output image. This output image is a result of the cross-correlation operation between the input image and the target pattern, and it can be said that a portion having a spatial frequency component similar to the target pattern in the input image remains. Therefore, by performing the process of capturing the output image by the imaging unit and displaying it again as the input image on the first image display unit a plurality of times, only the target pattern portion in the input image is output to the end. After all, the target pattern can be extracted from the input image. In addition, the output image is not a light spot such as a correlation spot but an image of the extracted target pattern itself. Further, in the above-described processing steps, the entire input image is simultaneously performed in parallel with one coherent light beam, so that scanning time such as template matching is not required.

【0011】画像処理装置などの濃淡変調手段を用い
て、撮像手段により撮像した出力画像のコントラスト改
善等の処理工程を行なうことにより、目的パターンの抽
出効率の向上、画像の光学系通過によるコントラスト比
の低下の改善を行なうことができる。また、フーリエ変
換像作成手段を、光源から出射されたコヒーレント光束
が、目的パターンが強度の透過率或いは反射率分布で表
示されている第2の画像表示手段に入射し、入射したコ
ヒーレント光束が目的パターンの強度分布に変調され
て、透過又は反射光として出射し、変調されたコヒーレ
ント光束は、第3のフーリエ変換レンズを通り、焦点面
に目的パターンのフーリエ変換像を作成し、そのパター
ンを撮像手段により撮像する方法にすることにより、目
的パターンを表示するだけで、光学的に高速、簡便に目
的パターンのフーリエ変換像を作成することができ、目
的パターンの変更は、第2の画像処理手段に表示する画
像を変えるだけで行なうことができる。
[0011] By performing processing steps such as improving the contrast of an output image picked up by the image pick-up means using a gray scale modulating means such as an image processing device, the efficiency of extracting a target pattern is improved, and the contrast ratio of the image passing through an optical system is improved. Can be reduced. Further, the Fourier-transformed image creating means is used to detect that the coherent luminous flux emitted from the light source is incident on the second image display means in which the target pattern is displayed with a high transmittance or reflectance distribution, and the incident coherent luminous flux is used as the target. The intensity distribution of the pattern is modulated and emitted as transmitted or reflected light, and the modulated coherent light beam passes through the third Fourier transform lens, creates a Fourier transform image of the target pattern on the focal plane, and captures the pattern By means of imaging by means, the Fourier transform image of the target pattern can be created optically at high speed and easily simply by displaying the target pattern, and the change of the target pattern is performed by the second image processing means. Can be performed simply by changing the image to be displayed.

【0012】更に、空間光変調器に光書き込み型のもの
を用い、フーリエ変換像作成手段を、目的パターンのフ
ーリエ変換像を、直接、この空間光変調器に書き込むも
のにすることにより、目的パターンを表示するだけで、
光学的に更に高速、簡便に目的パターンのフーリエ変換
像を作成することができる。
Further, by using a light-writing type spatial light modulator and making the Fourier transform image forming means write the Fourier transform image of the target pattern directly into the spatial light modulator, Just display
A Fourier transform image of the target pattern can be created optically at higher speed and more easily.

【0013】更に、また、前記空間光変調器に、前記の
目的パターンのフーリエ変換像を、実質的に実時間で、
適当な閾値により二値化された画像で表示することによ
り、出力画像に残る目的パターンのコントラスト比の低
下の改善を行なうことができる。また、前記の光書き込
み型空間光変調器を、書き込み面から書き込まれた像を
閾値により二値化処理して、表示する動作を行なうもの
にすることによっても、目的パターンのコントラスト比
の低下の改善を行なうことができる。
Further, the Fourier-transformed image of the target pattern is stored in the spatial light modulator substantially in real time.
By displaying an image binarized by an appropriate threshold value, it is possible to improve the contrast ratio of the target pattern remaining in the output image. Further, by reducing the contrast ratio of the target pattern by performing an operation of binarizing the image written from the writing surface with a threshold value and displaying the image, the optical writing type spatial light modulator may be used. Improvements can be made.

【0014】次に、本発明の光学的目的物抽出装置につ
いて更に詳しく具体的に以下実施例より、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。
Next, the optical object extraction apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
The present invention is not limited by them.

【0015】[0015]

【実施例1】図1は、本発明の光学的目的物抽出装置の
1実施例の構成を示す模式構成図である。さて、レーザ
11より出射したコヒーレント光束12は、ビームエキ
スパンダ13により適当な光束径に広げて、コリメータ
され、画像表示装置14に入射する。画像表示装置14
には、目的物抽出の対象となる入力画像が強度パターン
の透過率分布で描かれ、光束12が透過して入力画像が
読み出される。光束12はフーリエ変換レンズ15を透
過して、フーリエ変換レンズ15の焦点面に配置された
空間光変調器16上に入力画像のフーリエ変換像を形成
する。一方、コンピュータ17には抽出したい目的パタ
ーンのフーリエ変換像があらかじめメモリ−されてい
て、そこから、空間光変調器16に目的パターンのフー
リエ変換像の強度パターンを透過率分布として表示す
る。従って、入力画像のフーリエ変換像は、空間光変調
器16を透過する際に、目的パターンのフーリエ変換像
の強度パターンにより、変調を受け、入力画像と目的パ
ターンの各対応する空間周波数成分の積の演算が行なわ
れる。この後、光束12は、フーリエ変換レンズ18を
透過して、逆フーリエ変換され、スクリーン19上に入
力画像と目的パターンの相互相関的演算の結果が出力さ
れる。そして、スクリーン19の後には、撮像装置20
が配置され、スクリーン19上に形成された出力画像を
撮像し、それをコンピュータ17に送る。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an embodiment of an optical object extracting apparatus according to the present invention. Now, the coherent light beam 12 emitted from the laser 11 is expanded to an appropriate light beam diameter by the beam expander 13, collimated, and incident on the image display device. Image display device 14
In the figure, an input image to be extracted as an object is drawn in the transmittance distribution of the intensity pattern, and the light beam 12 is transmitted to read the input image. The light flux 12 passes through the Fourier transform lens 15 and forms a Fourier transform image of the input image on a spatial light modulator 16 arranged on the focal plane of the Fourier transform lens 15. On the other hand, the computer 17 previously stores a Fourier transform image of the target pattern to be extracted, and displays the intensity pattern of the Fourier transform image of the target pattern on the spatial light modulator 16 as a transmittance distribution. Therefore, when the Fourier transform image of the input image is transmitted through the spatial light modulator 16, the Fourier transform image is modulated by the intensity pattern of the Fourier transform image of the target pattern, and the product of the corresponding spatial frequency components of the input image and the target pattern is obtained. Is performed. Thereafter, the light flux 12 is transmitted through the Fourier transform lens 18 and subjected to inverse Fourier transform, and the result of the cross-correlation operation between the input image and the target pattern is output on the screen 19. Then, after the screen 19, the imaging device 20
Is arranged, captures an output image formed on the screen 19, and sends it to the computer 17.

【0016】具体的には、出力画像は入力画像の中で目
的パターンと相関が少ないものが削られた画像であり、
入力画像の中で目的パターンとの相関度が高い部分は、
コントラスト比が落ちることなく、出力され、逆に目的
パターンとの相関度がほとんどない部分は、コントラス
ト比がほとんどなくなって出力されたものになる。従っ
て、出力画像を撮像装置20で撮像し、再び入力画像と
して画像表示装置14に表示して、上記の一連の処理工
程を何回か繰り返せば、入力画像の中で目的パターンと
相関度が低い部分が消えて、目的パターンと同じパター
ンのみが最後まで出力画像中に残り、目的物の抽出を行
なうことができる。尚、繰り返しの回数は、コンピュー
タ17のプログラムにより適当な回数に制御される。ま
た、目的物の抽出結果は、コンピュータ内のCRT等に
出力される。
Specifically, the output image is an image in which an image having a small correlation with the target pattern in the input image is deleted.
The part of the input image that has a high degree of correlation with the target pattern
A portion which is output without a decrease in the contrast ratio, and conversely, has little correlation with the target pattern, is a portion which has been output with almost no contrast ratio. Therefore, the output image is captured by the imaging device 20, displayed again on the image display device 14 as an input image, and if the above series of processing steps are repeated several times, the degree of correlation with the target pattern in the input image is low. The portion disappears, and only the same pattern as the target pattern remains in the output image to the end, so that the target can be extracted. The number of repetitions is controlled to an appropriate number by a program of the computer 17. The result of extracting the target is output to a CRT or the like in the computer.

【0017】ここで用いた画像表示装置14には、一般
的な電気アドレス型の空間光変調器である液晶パネルを
用いることができる。また、ここで、空間光変調器16
には、一般的な電気アドレス型の空間光変調器である液
晶パネルなどを用いることができる。更に、撮像装置2
0には、CCDカメラや撮像管などを用いることができ
る。
As the image display device 14 used here, a liquid crystal panel which is a general electric address type spatial light modulator can be used. Here, the spatial light modulator 16
For example, a liquid crystal panel or the like, which is a general electric address type spatial light modulator, can be used. Further, the imaging device 2
For 0, a CCD camera or an imaging tube can be used.

【0018】また、空間光変調器16上に光軸を中心と
した適当な半径を持つ円形マスク等を配置して、目的パ
ターン或いは入力画像或いは両方の光軸付近の像を削る
処理を行なっても良い。これにより、どのようなパター
ンもほぼ共通に有する低い空間周波数成分がカットさ
れ、目的パターンの抽出を、より効率的に行なうことが
できる。マスクの使用以外でも、目的パターンのフーリ
エ変換像をコンピュータ17で画像表示装置14上に表
示する際に、光軸付近の像を表示させないようにする方
法等もある。
Further, a circular mask or the like having an appropriate radius centered on the optical axis is disposed on the spatial light modulator 16 to perform processing for cutting off a target pattern, an input image, or both images near the optical axis. Is also good. As a result, low spatial frequency components that are almost common to all patterns are cut, and the target pattern can be extracted more efficiently. In addition to the use of the mask, there is a method of preventing the image near the optical axis from being displayed when the Fourier transform image of the target pattern is displayed on the image display device 14 by the computer 17.

【0019】更にまた、空間光変調器16に目的パター
ンのフーリエ変換像の強度パターンの二値化画像を表示
すれば、目的パターンのフーリエ変換像と一致する入力
画像のフーリエ変換の部分は、空間光変調器の作用をほ
とんど受けずに透過していくので、出力画像に残る目的
パターンのコントラスト比の低下を防ぐことができる。
このような空間光変調器には、強誘電性液晶を用いた電
気アドレス型のものを用いることができる。特に、強誘
電性液晶を用いた空間光変調器は、画像の二値化だけで
なく、原理的に分解能が高く、高コントラストなどが得
やすく、好適である。また、二値化処理工程を画像処理
装置などを用いて行なってしまえば、一般の電気アドレ
ス型の空間光変調器を用いても同様のことが可能であ
る。
Furthermore, if the binarized image of the intensity pattern of the Fourier transform image of the target pattern is displayed on the spatial light modulator 16, the Fourier transform portion of the input image that matches the Fourier transform image of the target pattern will be spatially modulated. Since the light is transmitted without being affected by the light modulator, a decrease in the contrast ratio of the target pattern remaining in the output image can be prevented.
As such a spatial light modulator, an electric address type using a ferroelectric liquid crystal can be used. In particular, a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal is suitable because not only binarization of an image but also high resolution and high contrast can be easily obtained in principle. In addition, if the binarization process is performed using an image processing device or the like, the same can be achieved using a general electric address type spatial light modulator.

【0020】[0020]

【実施例2】図3は、本発明の光学的目的物抽出装置の
他の実施例の構成を示す模式構成図である。この実施例
では、空間光変調器16に表示する目的パターンのフー
リエ変換像を光学的に得ることと、出力画像に画像処理
装置による濃淡変換を施すことに特徴がある。即ち、レ
ーザ11より出射したコヒーレント光束12は、ビーム
エキスパンダ13により適当な光束径に広げられ、コリ
メータされ、ハーフミラー31に入射し、そこで光束1
2aと光束12bの2つの光束に分けられる。光束12
aは、画像表示装置32に入射する。画像表示装置32
には、コンピュータ17にメモリ−されている抽出した
い目的パターンの強度パターンが透過率分布として描か
れており、光束12aが透過して目的パターンが読み出
される。その後、光束12aはフーリエ変換レンズ33
を透過し、その焦点面に配置されたスクリーン34上に
目的パターンのフーリエ変換像を形成する。この像は、
撮像装置35で撮像される。ここで、画像表示装置32
に表示される目的パターンは、撮像装置で目的パターン
を直接撮像して、その像を表示するようにしても良い。
[Embodiment 2] Fig. 3 is a schematic diagram showing the structure of another embodiment of the optical object extracting apparatus of the present invention. This embodiment is characterized in that a Fourier transform image of a target pattern to be displayed on the spatial light modulator 16 is optically obtained, and that the output image is subjected to shading conversion by an image processing device. That is, the coherent light beam 12 emitted from the laser 11 is expanded to an appropriate light beam diameter by the beam expander 13, collimated, and incident on the half mirror 31, where the light beam 1 is emitted.
The light beam is divided into two light beams, 2a and 12b. Luminous flux 12
a is incident on the image display device 32. Image display device 32
In FIG. 7, an intensity pattern of a target pattern to be extracted stored in the computer 17 is drawn as a transmittance distribution, and the light beam 12a is transmitted to read the target pattern. Thereafter, the luminous flux 12a is converted to a Fourier transform lens 33.
And a Fourier-transformed image of the target pattern is formed on the screen 34 arranged on the focal plane. This image is
The image is captured by the imaging device 35. Here, the image display device 32
In the target pattern displayed in step (1), the target pattern may be directly imaged by the imaging device, and the image may be displayed.

【0021】一方、光束12bは、ミラー36により偏
向させられた後に、画像表示装置14に入射する。画像
表示装置14には、目的物抽出の対象となる入力画像が
強度パターンの透過率分布に描かれ、光束12bが透過
して、入力画像が読み出される。光束12bはフーリエ
変換レンズ15を透過して、フーリエ変換レンズ15の
焦点面に配置された空間光変調器16上に入力画像のフ
ーリエ変換像を形成する。空間光変調器16には、撮像
装置35で撮像された目的パターンのフーリエ変換像が
強度パターンの透過率分布で表示されているのであるか
ら、光束12bが透過する際に、目的パターンのフーリ
エ変換像の強度パターンにより変調を受け、入力画像と
目的パターンの各対応する空間周波数成分の積の演算が
行なわれる。この後、光束12bは、フーリエ変換レン
ズ18を透過して再度フーリエ変換され、スクリーン1
9上に入力画像と目的パターンの相互相関的演算の結果
が出力される。具体的には、出力画像は、入力画像の中
で目的パターンと相関が少ないものが削られた画像であ
り、入力画像の中で目的パターンとの相関度が高い部分
は、コントラスト比が落ちることなく出力され、逆に、
目的パターンとの相関度がほとんどない部分は、コント
ラスト比がほとんどなくなって出力されたものになる。
On the other hand, the light flux 12b is incident on the image display device 14 after being deflected by the mirror 36. On the image display device 14, the input image to be extracted is drawn in the transmittance distribution of the intensity pattern, the light flux 12b is transmitted, and the input image is read. The light flux 12b passes through the Fourier transform lens 15, and forms a Fourier transform image of the input image on a spatial light modulator 16 arranged on the focal plane of the Fourier transform lens 15. Since the spatial light modulator 16 displays the Fourier transform image of the target pattern imaged by the imaging device 35 with the transmittance distribution of the intensity pattern, the Fourier transform of the target pattern is performed when the light flux 12b is transmitted. Modulation is performed by the intensity pattern of the image, and the product of the corresponding spatial frequency components of the input image and the target pattern is calculated. After that, the light flux 12b passes through the Fourier transform lens 18 and is again subjected to Fourier transform.
The result of the cross-correlation operation between the input image and the target pattern is output on 9. Specifically, the output image is an image in which an image having a low correlation with the target pattern in the input image has been removed, and a portion having a high degree of correlation with the target pattern in the input image has a low contrast ratio. Output, and conversely,
Portions having little correlation with the target pattern are output with almost no contrast ratio.

【0022】この後、出力画像は撮像装置20により撮
像され、コントラスト比の改善などを行なう画像処理装
置37に入力される。画像処理装置37を用いて、目的
物抽出の具合の様々なコントロールを行なうことができ
る。例えば、コントラスト比が小さい部分はより小さ
く、コントラスト比が大きい部分はより大きくなるよう
に処理する。また、コントラスト比を全体的に高くなる
ような処理を行なったりすれば、最終出力において、目
的パターンの抽出がより確実になったり、目的パターン
と類似したパターンの抽出が可能になったりする効果を
あげることができる。この他にも、入力画像が光学系を
通ってきたことによる画像の劣化を補正するというよう
な目的にも、画像処理装置37を使用することができ
る。
Thereafter, the output image is picked up by the image pickup device 20 and input to the image processing device 37 for improving the contrast ratio. Using the image processing device 37, various controls on the degree of target object extraction can be performed. For example, processing is performed so that a portion having a small contrast ratio is smaller and a portion having a large contrast ratio is larger. Also, if processing is performed to increase the contrast ratio as a whole, the effect of extracting the target pattern in the final output will be more reliable, and it will be possible to extract a pattern similar to the target pattern. I can give it. In addition, the image processing device 37 can be used for the purpose of correcting the deterioration of the image due to the input image having passed through the optical system.

【0023】画像処理装置37で適当な処理を施された
出力パターンを、再び入力画像として、画像表示装置1
4に表示して、前記のような一連の処理工程を何回か繰
り返せば、入力画像の中で目的パターンと相関度が低い
部分は消えて、目的パターンと同じパターンのみを、若
しくは、画像処理装置37の処理方法によっては、類似
パターンが最後まで出力画像の中に残り、目的物の抽出
を行なうことができる。尚、繰り返しの回数は、コンピ
ュータ17のプログラムにより適当な回数に制御され
る。また、目的物の抽出結果は、コンピュータ内のCR
T等に出力される。
The output pattern subjected to appropriate processing by the image processing device 37 is used as an input image again, and
4 and the above-described series of processing steps are repeated several times, a portion having low correlation with the target pattern in the input image disappears, and only the same pattern as the target pattern or image processing is performed. Depending on the processing method of the device 37, the similar pattern remains in the output image to the end, and the target object can be extracted. The number of repetitions is controlled to an appropriate number by a program of the computer 17. In addition, the extraction result of the object is stored in the CR in the computer.
Output to T etc.

【0024】ここで用いた画像表示装置14、32に
は、一般的な電気アドレス型の空間光変調器である液晶
パネルなどを用いることができる。また、ここで、空間
光変調器16には、一般的な電気アドレス型の空間光変
調器である液晶パネルなどを用いることができる。更
に、撮像装置20、35には、CCDカメラや撮像管な
どを用いることができる。尚、この実施例では、光束1
2をハーフミラー31により2つに分けているが、レー
ザ及びビームエキスパンダを各々2台用意して、別々に
2つの光束12a、12bを形成するような装置にして
も問題はない。
As the image display devices 14 and 32 used here, a liquid crystal panel or the like which is a general electric address type spatial light modulator can be used. Here, as the spatial light modulator 16, a liquid crystal panel or the like, which is a general electric address type spatial light modulator, can be used. Further, as the imaging devices 20 and 35, a CCD camera, an imaging tube, or the like can be used. In this embodiment, the light flux 1
Although the laser beam 2 is divided into two by the half mirror 31, there is no problem even if two lasers and two beam expanders are prepared and two light beams 12a and 12b are separately formed.

【0025】[0025]

【実施例3】図4は、本発明の光学的目的物抽出装置の
更なる他の実施例の構成を示す構成図である。この実施
例では、空間光変調器に液晶ライトバルブに代表される
ような光書き込み型のものを用いることに特徴がある。
半導体レーザ41より出射したコヒーレントな光束42
は、コリメータレンズ43によりコリメータされ、画像
表示装置32に入射する。画像表示装置32には、コン
ピュータ17にメモリ−されている抽出したい目的パタ
ーンの強度パターンが、透過率分布として描かれてお
り、光束42が透過し、目的パターンが読み出される。
その後、光束42はフーリエ変換レンズ33を透過し、
その焦点面に配置された光書き込み型空間光変調器44
の書き込み面上に目的パターンのフーリエ変換像を形成
する。これにより、光書き込み型空間光変調器44で
は、例えば液晶ライトバルブの場合、入射したフーリエ
変換像の光強度分布に応じて、ライトバルブ内の光導電
体層の抵抗変化により、液晶内に電場が印加されて液晶
部分配列が変化し、目的パターンのフーリエ変換像が書
き込まれる。
Embodiment 3 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the optical object extracting apparatus of the present invention. This embodiment is characterized in that an optical writing type device typified by a liquid crystal light valve is used as the spatial light modulator.
Coherent light beam 42 emitted from semiconductor laser 41
Are collimated by the collimator lens 43 and enter the image display device 32. On the image display device 32, the intensity pattern of the target pattern to be extracted stored in the computer 17 is drawn as a transmittance distribution, the light beam 42 is transmitted, and the target pattern is read.
Thereafter, the light beam 42 passes through the Fourier transform lens 33,
Optically-written spatial light modulator 44 disposed on the focal plane
A Fourier transform image of the target pattern is formed on the writing surface of. Accordingly, in the light writing type spatial light modulator 44, for example, in the case of a liquid crystal light valve, an electric field is generated in the liquid crystal due to a resistance change of the photoconductor layer in the light valve according to the light intensity distribution of the incident Fourier transform image. Is applied to change the liquid crystal partial arrangement, and a Fourier transform image of the target pattern is written.

【0026】一方、半導体レーザ45より出射したコヒ
ーレントな光束46は、コリメータレンズ47によりコ
リメータされ、画像表示装置14に入射する。画像表示
装置14には、目的物抽出の対象となる入力画像が、強
度パターンの透過率分布で描かれ、光束46が透過して
入力画像が読み出される。変調された光束46は、偏光
ビームスプリッタ48で反射し、フーリエ変換レンズ1
5に入射する。この時、偏光ビームスプリッタ48にお
ける反射率を最も良くするためには、画像表示装置14
の出射光を偏光ビームスプリッタの全反射に対応する直
線偏光状態(通常はs偏光状態)にすれば良い。フーリ
エ変換レンズ15を透過した後、焦点面に配置された光
書き込み型空間光変調器44の読み出し面に入力画像の
フーリエ変換像が入射し、反射するが、この時、光書き
込み型空間光変調器44には、前記のような目的パター
ンのフーリエ変換像が書き込まれ、液晶の構造が変化し
ているので、目的パターンのフーリエ変換像の部分に当
った(相当する)入力画像のフーリエ変換像の部分は、
光書き込み型空間光変調器44へ書き込まれたパターン
に応じて偏光状態が変化していき、反射光は再びフーリ
エ変換レンズ15を通り、再び、偏光ビームスプリッタ
48に入射する。ここで、光書き込み型空間光変調器4
4に書き込まれた目的パターンのフーリエ変換像に応じ
て変化した直線偏光で、変化前と直交する成分(通常は
p偏光成分)は、偏光ビームスプリッタ48をそのまま
透過し、スクリーン19に達し、達した像が出力画像と
なる。
On the other hand, the coherent light beam 46 emitted from the semiconductor laser 45 is collimated by the collimator lens 47 and enters the image display device 14. On the image display device 14, an input image to be extracted for an object is drawn in the transmittance distribution of the intensity pattern, and the light beam 46 is transmitted to read the input image. The modulated light flux 46 is reflected by the polarization beam splitter 48 and is applied to the Fourier transform lens 1.
5 is incident. At this time, in order to maximize the reflectance of the polarizing beam splitter 48, the image display device 14
May be changed to a linear polarization state (usually, an s-polarization state) corresponding to the total reflection of the polarization beam splitter. After passing through the Fourier transform lens 15, the Fourier transform image of the input image is incident on the readout surface of the optical writing type spatial light modulator 44 disposed on the focal plane and is reflected. The Fourier transform image of the target pattern as described above is written in the device 44, and the structure of the liquid crystal is changed. Therefore, the Fourier transform image of the input image corresponding to (corresponding to) the Fourier transform image of the target pattern. Part is
The polarization state changes according to the pattern written in the optical writing type spatial light modulator 44, and the reflected light passes through the Fourier transform lens 15 again and enters the polarization beam splitter 48 again. Here, the optical writing type spatial light modulator 4
The linearly polarized light component changed in accordance with the Fourier transform image of the target pattern written in 4, and a component (usually a p-polarized light component) orthogonal to that before the change passes through the polarizing beam splitter 48 as it is and reaches the screen 19. The resulting image is the output image.

【0027】この出力画像は、入力画像と目的パターン
の相互相関的演算の結果である。具体的には、出力画像
は入力画像の中で目的パターンと相関が少ないものが削
られた画像であり、入力画像の中で目的パターンとの相
関度が高い部分は、コントラスト比が落ちることなく、
出力され、逆に目的パターンとの相関度がほとんどない
部分は、コントラスト比がほとんどなくなって出力され
たものになる。従って、出力画像を撮像装置20で撮像
し、再び入力画像として画像表示装置14に表示して、
前記の一連の処理工程を何回か繰り返せば、入力画像の
中で目的パターンと相関度が低い部分は消えて、目的パ
ターンと同じパターンのみが最後まで出力画像の中に残
り、目的物の抽出が行なえる。尚、繰り返しの回数は、
コンピュータ17のプログラムにより適当な回数が制御
される。また、目的物の抽出結果は、コンピュータ17
内のCRT等に出力され得る。ここで用いた画像表示装
置14、32には、一般的な電気アドレス型の空間光変
調器である液晶パネルなどを用いることができる。ま
た、撮像装置20には、CCDカメラや撮像管などを用
いることができる。
This output image is the result of a cross-correlation operation between the input image and the target pattern. Specifically, the output image is an image in which the input image has a low correlation with the target pattern in the input image, and a portion having a high degree of correlation with the target pattern in the input image has a low contrast ratio. ,
A portion that is output and, conversely, has little correlation with the target pattern is output with almost no contrast ratio. Therefore, the output image is captured by the imaging device 20 and displayed again on the image display device 14 as an input image.
If the above series of processing steps are repeated several times, portions having low correlation with the target pattern in the input image disappear, only the same pattern as the target pattern remains in the output image to the end, and extraction of the target object Can be done. The number of repetitions is
An appropriate number of times is controlled by a program of the computer 17. In addition, the extraction result of the object is stored in the computer 17.
Can be output to a CRT or the like. As the image display devices 14 and 32 used here, a liquid crystal panel or the like, which is a general electric address type spatial light modulator, can be used. Further, as the imaging device 20, a CCD camera, an imaging tube, or the like can be used.

【0028】またこの実施例では、光書き込み型空間光
変調器を用いたが、このような空間光変調器としては、
液晶パネルに光導電体層を組合わせたものが一般的であ
り、ネマテック型液晶を用いたものが実用上好適であ
る。光書き込み型空間光変調器44には、グレーレベル
や二値化画像で目的パターンのフーリエ変換像が書き込
まれるが、二値化画像で書き込まれる場合には、出力画
像中の目的パターンのコントラスト比の低下が抑えられ
るという効果が出てくる。このような空間光変調器に
は、画像の二値化だけでなく、原理的に分解能が高く、
コントラスト比が高いものであるので好適である。
In this embodiment, an optical writing type spatial light modulator is used.
A liquid crystal panel combined with a photoconductor layer is generally used, and a liquid crystal panel using a nematic-type liquid crystal is practically suitable. The Fourier transform image of the target pattern is written to the optical writing type spatial light modulator 44 as a gray level or a binarized image. When the image is written as a binary image, the contrast ratio of the target pattern in the output image is obtained. The effect is obtained that the decrease of the temperature is suppressed. Such a spatial light modulator has not only binarization of an image but also a high resolution in principle,
This is preferable because the contrast ratio is high.

【0029】更に、光アドレス型空間光変調器として
は、BSO(ビスマス・シリコン・オキサイド;Ba12
SiO20)などの光誘起屈折率変化を有する媒体を用い
たものも使用することができる。特に、BSO材料で
は、書き込み光として感度の高い短波長よりの可視光を
用いて、読み出し光として書き込み感度の低い赤色から
赤外領域における波長域の光を用いることにより、書き
込み及び読み出しを同時に行なうことができる。但し、
BSO材料は反射板を用いることにより反射型で使用す
ることもできるが、通常、透過型として用いることが多
い。この場合、BSO材料に入射する読み出し光の入射
方向を変更する必要もあるが、本発明の本質ではない。
Further, as an optical address type spatial light modulator, BSO (bismuth silicon oxide; Ba 12
A medium using a medium having a photoinduced refractive index change such as SiO 20 ) can also be used. In particular, in the BSO material, writing and reading are performed simultaneously by using visible light from a short wavelength having high sensitivity as writing light and using light in a wavelength range from red having low writing sensitivity to an infrared region as reading light. be able to. However,
The BSO material can be used in a reflection type by using a reflection plate, but is usually used as a transmission type in many cases. In this case, it is necessary to change the incident direction of the reading light incident on the BSO material, but this is not the essence of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学的目
的物抽出装置により、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、抽出したい目的パターン毎に製作し
なければならないホログラム等の干渉縞を描いたマッチ
ドフィルタを用いる必要がなくなり、しかも、そのため
に比較的光学系の位置合わせが簡単になる目的物抽出装
置を提供できた。第2に、入力画像から目的パターンが
相関スポットでなく、入力画像内に存在していたままの
形で抽出できるようになった光学的目的物抽出装置が提
供された。第3に、更に、目的パターンの走査の必要が
ないために、短時間の処理が可能になった光学的目的物
抽出装置が提供された。
As described above, the above-described effects are obtained by the optical object extracting apparatus of the present invention. Summarizing them has the following remarkable technical effects. First, there is no need to use a matched filter that draws interference fringes such as holograms, which must be produced for each target pattern to be extracted, and the alignment of the optical system is relatively easy. An extraction device could be provided. Secondly, there has been provided an optical target object extracting apparatus capable of extracting a target pattern from an input image without being a correlation spot, but as it exists in the input image. Third, there has been provided an optical target object extracting apparatus which can perform processing in a short time because there is no need to scan a target pattern.

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

【図1】本発明の光学的目的物抽出装置の1実施例の構
成を示す模式的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an embodiment of an optical object extraction apparatus according to the present invention.

【図2】従来のマッチドフィルタリング法の光学系を示
す模式構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a conventional matched filtering method.

【図3】本発明の光学的目的物抽出装置の他の実施例の
構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of another embodiment of the optical object extracting apparatus of the present invention.

【図4】本発明の光学的目的物抽出装置の更なる他の実
施例の構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of still another embodiment of the optical object extracting apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザ 12、12a、12b、42、46 光束 13 ビームエキ
スパンダ 14、32 画像表示装
置 15、18、33 フーリエ変
換レンズ 16 空間光変調
器 17 コンピュー
タ 19、34 スクリーン 20、35 撮像装置 21 マッチドフ
ィルタ 31 ハ−フミラ
ー 36 ミラー 37 画像処理装
置 41、45 半導体レー
ザ 43、47 コリメータ
レンズ 44 光書き込み
型空間光変調器 48 偏光ビーム
スプリッタ
Reference Signs List 11 laser 12, 12a, 12b, 42, 46 light flux 13 beam expander 14, 32 image display device 15, 18, 33 Fourier transform lens 16 spatial light modulator 17 computer 19, 34 screen 20, 35 imaging device 21 matched filter 31 Half mirror 36 Mirror 37 Image processing device 41, 45 Semiconductor laser 43, 47 Collimator lens 44 Optical writing type spatial light modulator 48 Polarizing beam splitter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−174010(JP,A) 特開 平4−171510(JP,A) 特開 平4−240625(JP,A) 特開 平4−240624(JP,A) 特開 平4−255832(JP,A) 特開 平3−259128(JP,A) 特開 平3−251828(JP,A) 特開 平2−293827(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/46 G02F 3/00 502 G06E 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-174010 (JP, A) JP-A-4-171510 (JP, A) JP-A-4-240625 (JP, A) JP-A-4-174 240624 (JP, A) JP-A-4-255832 (JP, A) JP-A-3-259128 (JP, A) JP-A-3-251828 (JP, A) JP-A-2-293827 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 27/46 G02F 3/00 502 G06E 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コヒーレントな光束を出射する光源と、 入力画像を強度透過率或いは反射率分布で表示して、該
光束に強度分布を与える第1の画像表示手段と、 該第1の画像表示手段を透過した或いは反射した光束の
強度分布を、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、 抽出したいパターン(以下目的パターンと称する)のフ
ーリエ変換像を作成するフーリエ変換像作成手段と、 該第1のフーリエ変換レンズのフーリエ変換面に配置さ
れ、且つ該フーリエ変換像作成手段により得られた目的
パターンのフーリエ変換像を、強度透過率或いは反射率
分布にして表示して、該光束に更に強度分布を与える空
間光変調器と、 該空間光変調器を透過した或いは反射した光束の強度分
布を光学的に更にフーリエ変換する第2のフーリエ変換
レンズと、 該第2のフーリエ変換レンズによりフーリエ変換されて
得られた出力画像を撮像する撮像手段とから構成され、 該撮像された出力画像を再び該第1の画像表示手段の入
力画像として表示して、複数回、前記の一連の処理工程
を繰り返すフィードバックループを形成することを特徴
とする光学的目的物抽出装置。
1. A light source for emitting a coherent light beam, first image display means for displaying an input image with an intensity transmittance or a reflectance distribution and giving an intensity distribution to the light beam, and the first image display A first Fourier transform lens for optically Fourier transforming the intensity distribution of the light flux transmitted or reflected by the means, and a Fourier transform image creating means for creating a Fourier transform image of a pattern to be extracted (hereinafter referred to as a target pattern). Displaying the Fourier transform image of the target pattern, which is arranged on the Fourier transform surface of the first Fourier transform lens and obtained by the Fourier transform image creating means, as an intensity transmittance or a reflectance distribution, And a second Fourier for optically further Fourier transforming the intensity distribution of the light beam transmitted or reflected by the spatial light modulator. A conversion lens, and imaging means for capturing an output image obtained by Fourier transform by the second Fourier transform lens, wherein the captured output image is again used as an input image of the first image display means. An optical object extracting apparatus for displaying and forming a feedback loop for repeating the series of processing steps a plurality of times.
【請求項2】前記撮像手段により撮像された出力画像を
再び前記の第1の画像表示手段の入力画像として表示す
る途中に、該出力画像のコントラスト改善などを実質的
に実時間で行なう濃度変換手段を設けることを特徴とす
る請求項1に記載の前記光学的目的物抽出装置。
2. A density converter for improving a contrast of an output image substantially in real time while an output image picked up by said image pickup means is displayed again as an input image of said first image display means. 2. The optical object extracting apparatus according to claim 1, further comprising means.
【請求項3】前記のフーリエ変換像作成手段は、 コヒーレントな光束を出射する光源と、 目的パターンを強度透過率或いは反射率分布にして表示
して、該光束に強度分布を与える第2の画像表示手段
と、 該第2の画像表示手段から透過或いは反射した光束の強
度手段を、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、 該第3のフーリエ変換レンズにより得られた目的パター
ンのフーリエ変換像を撮像する撮像手段とから構成され
ることを特徴とする請求項1或いは2に記載の光学的目
的物抽出装置。
3. A Fourier-transformed image creating means, comprising: a light source for emitting a coherent light beam; and a second image for displaying an object pattern as an intensity transmittance or a reflectance distribution to give the light beam an intensity distribution. Display means; a third Fourier transform lens for optically Fourier transforming intensity means of a light beam transmitted or reflected from the second image display means; and a target pattern obtained by the third Fourier transform lens. The optical object extracting apparatus according to claim 1, further comprising: an imaging unit configured to capture a Fourier transform image.
【請求項4】前記の空間光変調器は、光書き込み型の空
間光変調器であり、且つ、 前記フーリエ変換像作成手段は、コヒーレントな光束を
出射する光源と、目的パターンを強度透過率或いは反射
率分布にして表示して、該光束に強度分布を与える第2
の画像表示手段と、 該第2の画像表示手段から透過した或いは反射した光束
の強度分布を、光学的にフーリエ変換する第3のフーリ
エ変換レンズとから構成され、 該第3のフーリエ変換レンズのフーリエ変換面に該光書
き込み型空間光変調器の書き込み面を配置させることを
特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の光学的目的
物抽出装置。
4. The spatial light modulator is an optical writing type spatial light modulator, and the Fourier transform image creating means includes a light source for emitting a coherent light beam and an intensity transmittance or a target pattern. A second display which gives an intensity distribution to the light flux by displaying it as a reflectance distribution
And a third Fourier transform lens for optically Fourier transforming the intensity distribution of the light flux transmitted or reflected from the second image display means. 3. The optical object extracting apparatus according to claim 1, wherein a writing surface of the optical writing type spatial light modulator is arranged on a Fourier transform surface.
【請求項5】前記の空間光変調器に、前記目的パターン
のフーリエ変換像を、実質的に実時間で適当な閾値によ
り二値化された画像で表示することを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の光学的目的物抽出装置。
5. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the Fourier transform image of the target pattern is displayed as an image binarized by an appropriate threshold value in substantially real time. 4. The optical object extraction apparatus according to any one of 3.
【請求項6】前記の光書き込み型空間光変調器は、書き
込み面から書き込まれた像を閾値により二値化処理して
表示する処理動作を行なうものであることを特徴とする
請求項4に記載の光学的目的物抽出装置。
6. The optical writing type spatial light modulator according to claim 4, wherein said optical writing type spatial light modulator performs a processing operation of binarizing an image written from a writing surface with a threshold value and displaying it. An optical object extraction apparatus according to claim 1.
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