JP4758590B2

JP4758590B2 - 形状による画像の特徴付け、符号化、格納およびサーチ装置および方法

Info

Publication number: JP4758590B2
Application number: JP2001571324A
Authority: JP
Inventors: クリル，リック
Original assignee: Look Dynamics Inc
Current assignee: Look Dynamics Inc
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: RU2002128731A; RU2238586C2; AU2000251558B2; WO2001073681A1; IL151875A0; CN1222903C; ATE319139T1; AU5155800A; CA2402786C; US6678411B1; DE60026301T2; DE60026301D1; CA2402786A1; CN1454366A; KR20030038537A; JP2004500665A; IL151875A; EP1269403A1; EP1269403B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は概して光学的画像処理に関し、さらに詳細には符号化され、格納され、サーチされ、検索されおよびその他の画像と比較またはそのいずれかされる方法での画像の光学的特徴付けに関するものである。
【関連出願引用】
この特許出願は１９９９年６月４日米国特許商標庁に出願された米国特許出願番号第０９／３２６、３６２号の一部継続出願である。
【０００２】
【従来の技術】
視覚映像の形状のまたは視覚映像に変換される、数億、たぶん数十億の世界の創造的作業が存在する。このような創造的作業には、例えば、芸術的図画および絵画、商業美術、技術上の図面、写真画、映画、デジタル記録スチールおよびビデオ動画像、レーダ画像、マップ、コンピュータ発生画像、著作物、グラフィクソフトウエアコード、録音などが含まれる。このような創造的作業は全世界的にライブラリ、データベース、公的および私的コレクション、およびその他の場所に格納され、それらを見たい人々のための多くの理由が存在する。しかし、画像は、例えば客観的方法、人間の観察に依存せずおよび主観的評価で特徴付けするには文字情報より非常に困難である。従って、大量の画像を格納しかつサーチする広範なデータベースの作成は手ごわい仕事であり、コンピュータ化索引作業およびサーチによって増強する場合で結果は有用性を制限していた。例えば、ｄｉｔｔｏ．ｃｏｍ（以前はアリバソフト社（ＡｒｒｉｂａｓｏｆｔＣｏｒｐ．））によって実装されたビジュアルサーチエンジンは「クローラー（”crawler”）」コンピュータソフトウエアプログラムを使用してワールドワイドウエブ（Ｗorld Ｗide Ｗeb）を進み、画像のサーチのウエブサイトにアクセスし、いずれかの関連文字情報とともに画像を取り込んでいる。次に、画像が小型化され、対象、内容、特性などのある種のカテゴリーによって文字情報を索引し、人間（「人間フィルタ」）によってスクリーニングおよび選択またはそのいずれかを行って、データベースの中に入力される。データベースの次のアクセスまたはサーチはキーワードまたはフレーズを入力することにより行われる。キーワードまたはフレーズはサーチエンジンアーキテクトまたはオペレータがサーチエンジンインデックスの画像を特徴付けるように選んだ多数のキーワードまたはフレーズのひとつでなければならない。例えば、サーチャーは語「蝶」に入り、サーチエンジンが語「蝶」によって索引された画像を有している場合、サーチエンジンはそれらの画像を表示する。「蝶」に基づくサーチがあまり多く、例えば、３０００画像以上ヒットすると、データベースアーキテクトまたはオペレータが語「王者」に基づいて索引された画像を有する場合だけ以外、「王者（王者）」などの別の語が追加されサーチ分野を狭くする。語「王者蝶」は分野、例えば、数百の画像、を狭める。次に、語「王者」および「蝶」に基づいて一覧表にした画像すべてを見てひとつまたは多数の考察対象があるかどうかを理解することは人間の観察者の責任である。最終的に、このようなサーチエンジンのサーチ能力は
（ｉ）ワードデータベースアーキテクトまたは画像を描写するためのオペレータの選択、
（ｉｉ）リアルピープルが画像を見て、索引のためのキーワードを割当て、かつデータベースの選択された索引語とともに画像を入力する（現行、数百万画像）制限時間、
（ｉｉｉ）オペレータが索引を付けることを決定しデータベースに入れる利用可能な数億または数十億からの制限された画像、
（ｉｖ）使用者は提供された画像を自分自身で観なければならない、および
（ｖ）使用者が、使用者が所有している参照画像を使用者が有する画像のソースまたはロケーションを見つけたい場合は、オペレータが必要とする画像を除外しなかったサーチエンジンを求めなければならず、かつ使用者はサーチエンジンによって出力された画像を参照画像と比較しなければならない、ことにより制限される。
【０００３】
出願人の同時特許出願、１９９９年６月４日に出願された米国特許出願番号第０９／３２６、３６２号にはインターネットによりまたはそれを介してアクセス可能な各種データベース、サーバ、ウエブサイトなどの内で如何にして画像が見出せるかかつ光学的相関技術を使用して参照画像と比較されるが記載されている。ただし、各種参照画像に対する突き合わせがサーチされる調整毎に、すべてのこのような利用可能なソースによるサーチが必要なことは非常に望ましくないかまたは非効率的である。勿論、このような利用可能なソースすべてに見出された画像のすべてが単一または中央データベースの中に入れ、かつその後参照画像との突き合わせのための各サーチがそのデータベースでサーチされる。このような機構は各サーチのためのすべての利用可能なソースへ進む必要性を排除することになるはずである。ただし、多くの画像は数百または数千キロバイトのデータを必要とし、従って、それは数億または数十億のデータを集めてひとつのデータベースに一緒に格納する膨大なデータ格納メモリを必要とし、かつ画像がすべて単一データベースにあったとしても、すべての参照画像に対してこのような画像すべてによってサーチすることはそれでもなお非効率的ということになろう。にもかかわらず、任意のカタログによるサーチ時間およびリソース要件を制限する試みが、場合によってはある限られた範囲に対する利益であるが、ｄｉｔｔｏ．ｃｏｍ形式の画像サーチエンジンに関する上記少なくともいくつかの制限および非効率性を課す。各種データベース、サーバ、ウエブサイトなどの内で如何にして画像が見出せるかに対処していない出願人の同時特許出願、１９９９年６月４日に出願された米国特許出願番号第０９／３２６、３６２号は、容易でかつ管理可能なデータベース格納、高速サーチのための最少データまたはバイトの情報、および突き合わせ比較のための容易な検索を必要とする形態で特徴付けされよう。
たとえあるとしても最少の人間の介入または参画により格納、サーチ、検索されかつ参照画像と比較される形態で画像を特徴付けるより自動化された高速装置および方法の必要性がある。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
従って、本発明の一般的な目的は画像に対して特有なかつデータベースで符号化、格納、およびサーチするのに適当な情報により画像を特徴付ける改良された装置および方法を提供することである。
本発明のより具体的な目的は最少のデータで画像の形状を迅速に特徴付けしかつこのような形状に関連した特性を符号化し、その結果、高速でかつ余分なコンピュータ処理電力およびメモリ容量なしでデータ格納、サーチおよび検索が行われる方法を提供することである。
本発明の別の具体的な目的は参照画像に基づいて画像のデータベースからの画像の自動化サーチおよび検索を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のこのおよび他の利点および斬新な特徴を一部次の図面で述べ、かつ一部次の図面の説明により当業者にとって明らかになろうし、または本発明の実施により学ぶことができよう。目的および利点は添付特許請求の範囲において特に指摘した手段および組合せによって実現かつ達成される。
本明細書において実施されかつ幅広く説明したように、本発明の目的に従って前述のおよび他の目的を達成するため、本発明の方法には、前記画像の光フーリエ変換パターンを光エネルギを用いて作成するステップと、前記光エネルギのフィルタ済みパターンを作成するため、回転するスリットを用いて前記フーリエ変換パターンから該光エネルギを空間フィルタするステップと、前記光エネルギが、２つの同一のフィルタ済みパターン対に分割することにより、前記スリットの離散角配向にフィルタ済みパターンで分布されたとき、前記フィルタ済みパターン対の各々が互いにほぼ同等の光エネルギ分布の強度を有し、該フィルタ済みパターン対の各々が２つの感光素子検出器アレイ対のうち１つの上に投影するが、前記検出器アレイ対のうち１つの上に入射する前記フィルタ済みパターン対が、他の検出器アレイ対に対する実質的関係において及びフィルタ済みパターンに関して、感光素子サイズの半分だけ垂直方向と水平方向とにオフセットしており、検出器アレイ対のうち１つの中の光要素が他の検出器アレイ対中の感光素子４つに対し部分的に並設されるように前記光エネルギの強度を検出するステップと、前記検出器アレイ対双方の中の個別感光素子に入射する光エネルギの強度を検出するステップと、前記検出器アレイ対のうち１つの中の個別感光素子が検出した光エネルギの強度を、別の検出器アレイ対中の部分的に並設した感光素子の各々が検出した光エネルギと比較するステップと、前記感光素子のうち１つが検出した光エネルギの強度のうち、別の感光素子のうち任意の１つが検出した光エネルギの強度と少なくとも同じ高さのものを、光エネルギの強度のレベルとしてデータベースへ記録するのに用いるため選択するステップと、前記選択された光エネルギの強度を、サイズと配置の点で前記検出器アレイ対のうち１つに相当するデータベースアレイに、データベースへの記録用に選択された光エネルギの強度が前記検出器アレイ対のうち１つの中の個別感光素子に対して特定可能であるように記録するステップと、前記スリットの角度を回転して検出した前記選択された光エネルギの強度のうち閾値に合致又は超過するもののみを前記強度のレベルに分類し、前記分類された光エネルギの強度を、該スリットの回転角度が１１．２５度増加する毎に、該スリットの角度回転位置と共に前記データベースアレイに記録するステップとが含まれる。
あるいは、本発明の方法には、光学的画像の形状内容を特性描写する方法であって、画像（１２’）を含む光エネルギをフーリエ変換レンズ（３０）を通過させて、光エネルギの光学的フーリエ変換パターン（３２）を、レンズ（３０）から焦点距離（Ｆ）にある光軸（４０）上のレンズ（３０）の焦点面に作成することにより、画像（１２’）を空間領域からフーリエ領域に変換するステップと、光軸（４０）から放射状に外向きに、その周りに離散角配向で置かれたフーリエ変換パターン（３２）の離散部分からだけ、光エネルギを通過させて、焦点面にあるフーリエ変換パターン（３２）を空間的にフィルタ（５０、５２）するステップと、前記フーリエ変換パターン（３２）の離散部分からのフィルタ済み光エネルギを、光学的画像（１２’）の形状内容の部分に相当する空間領域光学的画像（６０）に戻して投影するステップと、形状内容の前記部分に対応する空間的領域光学的画像（６０）の中の、複数の種々の位置において光エネルギの強度を検出するステップと、形状内容に対応する前記部分の空間的領域光学的画像（６０）の中の、前記複数の種々の位置において検出された光エネルギの強度を記録するステップと、光学（４０）軸から放射状に外向きで、その回りに異なる角度方向で置かれたフーリエ変換パターン（２３）の複数の別の離散部分がないときは、フーリエ変換パターン（２３）をフィルタするステップと、光エネルギを投影するステップと、強度を検出するステップと、強度を記録するステップとを、繰り返すステップとが含まれる。
【０００６】
前述の目的をさらに達成するため、本発明の装置には、光軸（４０）上の焦点距離（Ｆ）にある焦点面と、光軸（４０）が焦点面と交わる焦点とを有するフーリエ変換レンズ（３０）と、フーリエ変換レンズ（３０）の後方の焦点面に置かれ、焦点面の複数の離散部分を通じて順に選択的に光エネルギを通すことができる光軸（４０）を中心とする空間的フィルタ（５０）であって、光軸（４０）から外向きに放射状に且つ光軸の回りに様々の角度方向で置かれて、光エネルギが残りの焦点面を通過するのを阻止する空間的フィルタ（５０）と、関連する光源（２３）を有し、その光源（２３）からの光エネルギを用いて光学的画像を作成することに対処することが出来る空間光モジュレータ（２６）であって、フーリエ変換レンズ（３０）を通じて光学的画像を投影してフーリエ領域の中にある光学的画像中の光エネルギのフーリエ変換パターンを形成するため、フーリエ変換レンズ（３０）の前方の焦点面の光軸（４０）上に置かれた空間光モジュレータ（２６）と、空間的フィルタ（５０）が通した焦点面の離散部分からの光エネルギが空間領域に焦点を結び直す後方の焦点面から焦点距離（Ｆ）の大きさだけ後方に離れて置かれた光検出器装置（８０ａ、８０ｂ）であって、空間的領域に焦点を結び直す光エネルギの中の光エネルギの強度パターンを検出する能力のある光検出器装置（８０ａ、８０ｂ）と、焦点面の各離散部分から空間的フィルタ（５０）を通過した画像を含む光エネルギについて、空間的領域における光エネルギの強度のパターンを記録するため、光検出器装置に接続されたコンピュータ（１００）とが含まれる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による形状内容により光学的画像を特徴付け、格納し、かつ探索する光学的画像描写器１０を図１に概略的に示す。この描写器１０は画像を含む幾何学的形状による画像を特徴付けし、特徴付けが画像に対して特有である。本発明の部分ではない様々な光学装置により生成された色彩および生地またはそのいずれかなどの画像のその他の特徴付けは本発明により獲得された形状特性とともに使用され、さらに画像を特徴付けかつ探索する。しかし、この説明は本発明による画像形状内容特徴付けに主に焦点を合わせる。
【０００８】
基本的には、以下により詳細に説明するように、いずれかのソース（例えば、インターネット、電子式データベース、ウエブサイト、ライブラリ、スキャナ、写真、フィルムストリップ、レーダ画像、電子式スチールまたは動画ビデオカメラ、およびその他のソース）から得られるサンプル画像１２が光学的画像形状描写器１０に入力される。いずれかの数ｎのその他のサンプル画像１４、．．．、ｎが矢印１６および１８によって表示されるように光学的画像描写器１０の中への順序だった入力のため列をなして図に示される。このような連続画像１２、１４、．．．、ｎのいずれかの番号ｎの入力は手操作によりまたは好ましくは、機械的スライドハンドラ、コンピュータ画像発生器、フィルムストリッププロジェクタ、電子式スチールまたはビデオカメラなどの自動的形態で行われる。図１のボックス２０は画像１２、１４、．．．、ｎを並設させかつ光学的画像描写器１０の中に移動させることができるなんらかの装置を図式的に表す。次の説明は、ほとんど部分に対して最初の画像１２のみを参照するが、それがいずれかの画像１２、１４、．．．、ｎに適用できることの理解により適宜的にかつ簡便に行うためである。
【０００９】
さらに、いくつかのサンプル画像１２、１４、．．．、ｎは画像照明器２１から発する光ビーム２２に対して垂直な、即ち、図１で見る面に対して垂直な面で光学的画像描写器１０の中に挿入される。ただし、本発明の説明、図示および理解のため、画像１２、１４、．．．、ｎを図１で見る面に対して平行、即ち、紙面の面に平行な面の中に投影するように示す。この同様の適宜さを説明、図示および理解の目的のため、画像１２’、フーリエ変換パターン３２、空間フィルタ１０、フィルタ済みパターン６０、および検出器格子８２ａおよび８２ｂを光ビームに対して垂直なそれらのそれぞれの面から紙面の面に投影するため使用する。本発明におけるこれらの構成要素およびそれらの機能を以下により詳細にさらに説明する。
【００１０】
光学的画像形状描写器１０の中に入力された画像１２は以下に説明する多数の光学部品を通って通過する。画像１２は薄い、フーリエ変換（ＦＴ）レンズとも呼ばれる収斂レンズ３０を通過する際に著しい変換を受ける。図１に示すように、レンズ３０の焦点距離Ｆ（即ち、焦点面）で生じかつたとえ人間の目には画像１２’として認識不可能としても、画像１２’に対して特有な、サンプル画像１２’のフーリエ変換は画像１２’の光エネルギをフーリエ変換パターン３２に再配置する。フーリエ領域の、即ち焦点面の光エネルギはフーリエ変換パターン３２全体にわたって様々な空間位置に分布した光エネルギの強度、即ち、振幅によって特徴付けられる。パターン３２における光エネルギ３４の複雑な振幅分布は以下により詳細に説明するように、単色の、好ましくは可干渉性の光エネルギにおける画像１２の光再生成である画像１２’の複雑な光分布である。フーリエ変換（ＦＴ）パターン３２の極めて強い光エネルギの集中は概して画像１２ 'の空間周波数に対応する、即ち、画像１２’のともに密接なまたは遠くかけ離れた特徴が変化するかまたは同じままである。例えば、画像（図示せず）の中の格子じまの、即ち、空間領域画像に多くの小さな方形を有する布地のシャツは空間領域画像における平面状の、単色シャツ（図示せず）より高い空間周波数、即ち、単体距離当たりの変化を有することになる。さらに、バンパおよびグリル部３５が小さな空間距離内に様々なエッジ、曲線、およびその他の本来的変化を有する多くの小さな小片を含んでいるのに対して、側面パネル３６は大きな空間距離全体にわたってかなり滑らかかつ均一なので、空間領域画像１２’における自動車のバンパおよびグリル部３５などの画像の部分は画像１２’における自動車の側面パネル３６より高い周波数を有するはずである。空間領域画像１２’より本来的なバンパおよびグリル部３５などの空間領域画像のより精密な細部からの光エネルギは空間領域画像１２’における自動車の側面パネル３６などの画像の横目不ぞろいまたはよりあっさりした細部からの光エネルギより光中心またはフーリエ変換された画像、即ち、フーリエ領域における、画像の軸４０から半径方向外側へさらに分散される傾向がある。フーリエ変換パターン３２（フーリエ領域）の半径方向外側へさらに分散された光エネルギ３４の振幅は、それらがＦＴレンズ３０によって反射した後このような光エネルギがフーリエ変換（ＦＴ）パターン３２の面の領域または帯域の中に、即ち、わずかの光エネルギまたは光エネルギのない帯域によって分離された極めて強い光エネルギの帯域の中に集められる以外、このような光エネルギが発せられる空間領域画像１２’の対応部分の光エネルギに関連する。バンパおよびグリル部３５などの画像１２’の高い空間周波数部分は明るく、そして、フーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４のより半径方向外側の帯域へＦＴレンズ３０によって分散される、これら画像１２’の高い空間周波数部分からの光エネルギの強度または振幅はより高く即ち、明るくなる。他方、画像１２’の高い空間周波数部分は暗く、そして、フーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４のより半径方向外側の帯域へＦＴレンズ３０によって分散される、画像１２’のそれらの高い空間周波数部分からの光エネルギの強度または振幅はより低く即ち、そのように明るくない。同様に、側面パネル部分３６などの画像１２’の低い空間周波数部分は明るく、そしてフーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４のより少なく半径方向外側の帯域へＦＴレンズ３０によって分散される画像１２’のそれらの低い空間周波数部分（即ち、光軸４０により近い）からの光エネルギの強度または振幅はより高く即ち、明るくなる。しかし、画像１２’の低い空間周波数部分が暗く、そしてフーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４のより少なく半径方向外側の帯域へＦＴレンズ３０によって分散される画像１２’のそれらの低い空間周波数部分からの光エネルギの強度または振幅はより低く、即ち、このように明るくない。
【００１１】
要約すれば、画像１２’から発する光のフーリエ変換パターン３２は
（ｉ）画像１２’に対して特有であり、（ｉｉ）画像１２’の空間周波数、即ち、微細さまたは細部を表す中心または光軸４０から半径方向に分散された光エネルギ３４集中の領域または帯域を含み、（ｉｉｉ）フーリエ変換パターン３２の各空間周波数領域または帯域での光エネルギ３４の強度または振幅が画像１２’のそれぞれの精細なまたは粗い特徴から発する光エネルギの明るさまたは強度に対応し、かつ（ｉｖ）フーリエ変換パターン３２の各空間周波数領域または帯域のこのような光エネルギ３４が強度および空間位置で検出可能である。
【００１２】
しかし、本発明の光学的画像形状描写器１０は画像１２を含む形状によって画像１２を特徴付けするように設計されているため、フーリエ変換光エネルギパターン３２の付加的空間フィルタを使用して様々な特定の角配向で直線的に列られる画像１２’の精細な細部またこのようなより精細な細部の部分から発する光エネルギを検出しかつ取り込む。このような空間フィルタは多数の様々な方法のいずれかで達成されるが、以下により詳細に説明するように、この機能の模範的空間フィルタ５０は光軸４０周りの軸を回転可能なＦＴレンズ３０の焦点面（即ちフーリエ領域に位置決めされた）不透明ロータ５４の細長スリット５２である。空間フィルタロータ５４周りに延びる駆動ベルト５８を有するモータ５６として図１に図式的に描写した回転駆動装置が空間フィルタロータ５４、従って、矢印５９で表示したように光軸４０周りにスリット５２を回転させる。実際には、このようなモータ５６およびベルト５８を使用してもよいが、空気式駆動装置および空気ベアリング（図示せず）などの他のより効果的装置も使用できる。
【００１３】
スリット５２にぴったり合うフーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４の部分のみが空間フィルタ５０を通過する。以下により詳細に説明するように、空間フィルタ４０を通過する光エネルギ５４のこのような部分は、即ちスリット５２の角配向に直線的にぴったり合う直線および湾曲した線の短いセグメントなどの画像１２’の細部または特徴から大部分出たものを表す。図１に示すように、フーリエ領域における（即ち、焦点面での）空間フィルタ５０を通過して空間領域（例えば、焦点面からの焦点距離Ｆで）の中に戻る光エネルギ５４が伝搬すると、その結果は空間フィルタ５０のスリット５２に直線的にぴったり合う画像１２’の特徴および線の特有の組合せを表す光エネルギ帯域６２のフィルタ済みパターン６０である。
【００１４】
勿論、スリット５２がスリット５２周りに回転するのにともなって、矢印５９で表示したように、スリット５２が様々な角配向を有する画像１２’の特徴または線に直線的にぴったりあった状態になる。このように、フィルタ済みパターン６０の回折光エネルギ帯域６２はスリット５２の回転に沿って変化して、以下により詳細に説明するように、様々な角配向、複雑さまたは精細さ、および明るさで画像１２’の様々な特徴、細部、または線を表す。
【００１５】
以下により詳細に説明するように、フィルタ済みパターン６０の光エネルギ
帯域６２の空間的にフィルタ済みされた光エネルギがスリット５２の様々な角配向のいずれかでひとつまたは多数の光検出器８０ａおよび８０ｂによって検出され、処理および符号化のためコンピュータ１００またはその他のマイクロプロセッサへ電子式に送られる。本発明のひとつの著しい、しかし不可欠ではない特徴にはそれぞれ別個の感光性エネルギートランスデューサ８４ａおよび８４ｂの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂ、ただし、前記アレイ８２ａおよび８２ｂの一方が光軸４０に対して他方からほとんどずらされる、の使用が含まれる。以下により詳細に説明するように、この特徴は、詳細にしかし迅速にかつひとつの光検出器で必要とされるより少ないデータ処理能力またはパワーでフィルタ済みパターン６０の検出および記録を容易にする。空間的にフィルタ済みされた光ビーム６１がビームスプリッタ６４によって分割されてビーム６１を両光検出器８０ａおよび８０ｂへ送信され、その結果、フィルタ済みパターン６０が両検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによって検出される。
【００１６】
フィルタ済みパターン６０に関する光学的情報、即ち、画像１２に関する画像取り扱い装置２０からの情報とともに検出器アレイ８２ａおよび８２ｂのひとつまたは２つからの光エネルギ強度（Ｉ）分布のおよびスリット５２の角配向（Ｒ）に関する空間フィルタ５０からの情報（例えば、認識番号、ソースロケータなど）の入力により、コンピュータ１００が画像１２の形状内容に関して画像１２の特性を符号化するようにプログラムできる。このような情報を符号化する有益なフォーマットは各画素、回転（即ち、スリット５２の、従って、このような角配向にぴったりあった画像１２の線の特徴の角配向）および強度（角配向Ｒの各画素で検出されるフィルタ済みパターン６０からの光エネルギの振幅）のｘ、ｙ座標位置に関する情報を含むフィルタ済みパターン６０の画素によるものである。以下により詳細に説明するように、ひずみ率Ｘなどの探索可能なフラッグも設けられる。角配向または回転Ｒ、各画素の光エネルギ強度Ｉ、およびひずみ率Ｘのこのような組合せは略して「ＲＩＸｅｌ」と呼ばれる。次に、各ＲＩＸｅｌはそれが導出された画像１２のいくらかの識別子（例えば、番号、名称など）、画像１２のソース位置（例えば、インターネットＵＲＬ、データベースファイル、ブックタイトル、画像１２の所有者など）、およびフォーマット、分解能、色彩、生地などの画像に関するいずれか他の所望情報と関連付できる。色彩および生地またはそのいずれかなどのこのような他の情報はデータベースからの入力情報であり、または色彩、生地など−画像１２を探索しかつ発見するためまたはその他の画像と比較するため有益なものはなんでも−に関して同一画像１２を自動的に特徴付ける光描写器からのものであってさえよい。
【００１７】
上記に説明したように、形状に対して特徴付けられかつ符号化された各画像１２、１４、．．．、ｎに関するこのような情報のいくらか、すべて、または付加的組合せがひとつまたは多数のデータベース１０２へコンピュータ１００によって送信される。各画像１２、１４、．．．、ｎに関するＲＩＸｅｌ情報を格納するいくつかの実施例のデータベースアーキテクチャ１０４、１０６および１０８を図１に示すが、多くのその他のアーキテクチャおよび情報の組合せも使用できる。
図１に示した光学的画像描写器１０では、画像１２は例えば、画像１２’で単色の、好ましくは可干渉性の光エネルギで再生成される。単色光学的画像１２’の形状の画像１２のこのような再生成はレーザダイオードまたはガスダイオードなどのレーザソース２３からの可干渉光２４のビームを照射された空間光モヂュレータ（ＳＬＭ）２６を用いて達成される。本発明のこの特徴は、結果として生じたフーリエ変換および空間的にフィルタ済みされたパターンが単色光によるよりぼやけているが、白色光でも実現することができる。従って、本発明の説明を単色の、好ましくは可干渉性の光エネルギに基づいて進めるが、好ましくないが白色光が適当な代替であることが理解されるべきである。空間光モヂュレータ（ＳＬＭ）２６は図１に図示したそれように光学的に対処可能であるか、またはそれが電気的に、例えば、ビデオカメラ（図示せず）により、またはコンピュータ（図示せず）により対処可能でかつ駆動される。当業者にとって知られているように、空間光モヂュレータは画像を空間ベースで偏光面をビーム２５全体にわたって回転させることにより光２５の偏光ビームに「書込む」ことができる。光学的に対処されたＳＬＭ２６では、画像面が空間基盤上で偏光回転材料（通常、液晶材料）に隣接する半導体材料への入射光エネルギにより処理されるのに対して、電気的に対処可能なＳＬＭ（図示せず）では、液晶、偏光回転材料が画素ベースで画素上で電気的に処理される。いずれの場合も、可干渉光２５の偏光ビームの部分がＳＬＭ２６の液晶材料によって吸収されるかまたは透過するかのいずれかである。図１に示す光学的に対処されるＳＬＭ２６などのいくらかのＳＬＭでは、それが反射しかつ液晶を通過して戻り再びさらに４５度回転されるとすぐ、それが液晶材料を一旦通過するのにともなって偏光の透過部分が４５度回転した偏光面を有する。このように、ＳＬＭ２６で吸収されない偏光ビームの光は反射されかつ同じ光路２７に沿ってしかし画像１２’の形式でかつその偏光面が９０度回転した状態でＳＬＭから出てくる。ある種の電気的に対処されたＳＬＭは同じ方法で、即ち、２つの通路間反射により液晶を通して偏光を２回透過させる方法で動作する一方、他のものは単純に一方向に一度液晶を通して偏光を透過させる。
【００１８】
図１の実施形態において、まず、レーザソース２３からの可干渉光ビーム２４が偏光板２８を通過してひとつの面、例えば、制限のためではないが、矢印２５で表示したように面Ｓで偏光した光すべてでビーム２５の偏光ビームを生成する。次に、Ｓ−偏光ビーム２５が主にピンホール１１２およびレンズ１１４から構成されている空間フィルタ１１０を通過してビーム２５がピンホール１１２に焦点を合わせる。この空間フィルタ１１０は良好なガウス形波面を得て、かつ必要に応じて、ビーム２５のパワーを制限するため主にビーム２５を適切な状態に整えるため設けられる。
【００１９】
次に、ビーム２５は偏光ビームスプリッタ１１６を通過し、スプリッタは面１１８でひとつの方向に偏光した光を反射して垂直方向に偏光した光を透過する。この実施例では、偏光ビームスプリッタ１１６はＳ−偏光を反射しかつＰ−偏光を透過し、そしてそれが光学的に対処された空間光モヂュレータ（ＳＬＭ）１６に向かってＳ−偏光ビーム２５を反射するように方向を向けられる。
【００２０】
同時に、レーザダイオードまたはガスダイオードなどの照明器２１からの光ビーム２２が画像１２を照射する。当業者にとって明らかになるように、画像１２を光学的画像描写器１２に入れるには、以下により詳細に説明するように、陰極線管、ＳＬＭビデオ表示装置、機械式スライドプロジェクタなどによる他に多くの方法がある。簡単のため、画像１２は透明体またはフィルム１２０上にビーム２２の光路の支持体１２２に載置された状態で図示されている。フロストされたまたはエッチングされたガラスなどの光拡散プレート１２４をフィルム１２０の前方に配置して画像１２の均一な照明を得る。次に、画像１２を搬送するビーム２２が光学的に対処された空間光モヂュレータ（ＳＬＭ）２６にレンズ１２６によって投影（焦点合わせ）される。空間ミラーはオプションである。それはここでは、光学系をよりコンパクトな配置に保持するためビーム２２を折れ曲げるため使用される。
【００２１】
ＳＬＭ２６に焦点合わせされた画像１２を用いて、ＳＬＭ２６が画像１２を上記に説明したように、その偏光面が９０度回転した状態でＳＬＭ２６から出てくる単色光ビーム２５に付与または「書込み」する。従って、画像１２’を搬送する可干渉光の出現ビーム２７（Ｐ）はＳ−偏光でなくＰ−偏光である。その結果として、画像１２’による単色光ビーム２７（Ｐ）がそれによって反射されるのでなく偏光ビームスプリッタ１１６によってＦＴレンズ３０へ透過される。
【００２２】
上記に説明したように、収斂レンズ（３０）が画像１２’の単色光エネルギをＦＴレンズ３０の焦点面で生ずるそのフーリエ変換パターン３２に再分配する。従って、図１の焦点距離Ｆによって表示されるように、回転スリット５２を有する空間フィルタ５０をＦＴレンズ３０の焦点面に位置決めしなければならない。上記に説明したように、ＦＴレンズ３０の焦点面でのフーリエ変換パターン３２の光エネルギ３４の複雑な振幅分布は画像１２の複雑な振幅分布のフーリエ変換である。様々な空間周波数分布３４の光エネルギの強度がそれらのそれぞれの空間周波数が生ずる画像１２’の対応する部分の光エネルギに基づくことで、フーリエ変換パターン３２は画像１２’の空間周波数に基づいてフーリエ変換パターン３２の中に分布した画像１２’からの光エネルギのすべてを有している。上記に説明したように、フーリエ変換パターン３２には頂部から下部までかつ左右対称であり、その結果、フーリエ変換パターン３２の各半円が光エネルギの同一分布および強度が正確に含まれている。画像１２’のより低い空間周波数からの光エネルギがフーリエ変換パターン３２の中心または光軸に向かって分布する一方で、画像１２’のより高い空間周波数からの光エネルギが光軸４０からさらに離れてフーリエ変換パターン３２の外側エッジに向かって分布している。画像１２’に垂直方向に分布してそれらの様々な空間周波数を生成する画像１２’の特徴からの光エネルギが同様に、フーリエ変換パターン３２に垂直方向に分布する。同時に、画像１２’に水平方向に分布してそれらの様々な空間周波数を生成する画像１２’の特徴からの光エネルギがフーリエ変換パターン３２に水平方向に分布する。従って、一般に、光軸４０に対していずれかの角配向に分布して画像１２’に、即ち空間領域に、様々な空間周波数を生成する画像１２’の特徴からの光エネルギがフーリエ変換パターン３２に、即ちフーリエ領域に、それらの同一角配向に分布する。その結果として、フーリエ変換パターン３２の光軸４０に対して特定角配向で分布した光エネルギだけを検出することにより、このような検出がこのような特定角配向に直線的にぴったりあう画像１２’の特徴または細部の特性である。各々のこのような角配向でフーリエ領域のこのような検出された光エネルギの半径方向分布が画像１２’のこのような特徴または細部の複雑さまたは鋭さを表わし、一方フーリエ領域のこのような検出された光エネルギの強度が空間領域画像１２’のこのような特徴または細部を表わす。
【００２３】
従って、フーリエ変換パターン３２のスリット５２のすべての角配向での光エネルギの複合物が鋭さの複合記録、即ち、画像１２’を含む角配向および線状特徴の複雑さまたは鋭さを生成する。ただし、データベースの格納、探索、かつ検索するため画像１２、１４、．．．、ｎの鋭い特性を符号化するためなどの最も実際的な必要性に対しては、フーリエ変換パターン１２’におけるスリット５２の角配向に対するこのような光エネルギ検出を記録することは必ずしも必要ではない。フーリエ変換パターン３２角配向のいくらかに対してこのような光エネルギ分布を検出かつ記録して特定の画像１２、１４、．．．、ｎについてデータベースの格納、探索、かつ検索するため十分鋭い特性を取得することで通常、十分である。説明の目的のためであって、制限のためではないが、１８０度の回転における１６回の１１．２５度のインクリメントがあるため、以下により詳細に説明するように、データ処理およびデータ格納能力を有する１１．１５度の角配向の使用法が使用される。ただし、一定インクリメントまたは増減インクリメントを含む、その他の離散的角インクリメントも使用される。勿論、増減インクリメントはデータ処理、格納、および探索機能を取り扱うためより多くのコンピュータ能力およびより多くの複雑なソフトウエアを必要とする。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では、回転スリット５２を有する空間フィルタ５０を使用してフーリエ変換パターン３２の特定角配向からの光エネルギだけがいずれかの瞬間に検出器アレイ８２ａおよび８２ｂへ通過できるようにするが、これらのアレイ８２ａおよび８２ｂはひとつのまたは両方の検出器８０ａおよび８０ｂによってこのような光エネルギ６１に含まれた光学的画像１２の形状内容の検出のためフーリエ領域のスリット５２を通過して空間領域へ戻る光エネルギ６１の投影を可能にするよう空間フィルタ５０から焦点長さＦの部位に配されている。矢印５９で表示したように、スリット５２を有するロータ５４が回転して、その結果、検出器アレイ８２ａおよび８２ｂがスリット５２の角配向（Ｒ）でのフーリエ変換パターン３２から発せられる光エネルギ分布および強度（Ｉ）を検出できる。この機能は本発明の目的のためその他の多数の方法でも設けられる。例えば、当業者にとって理解されるように、電気的に対処可能な空間光モジュレータ（図示せず）が選択された角配向でスリットにより空間周波数を効果的に生成する空間光モジュレータの画素を順々にターンオンおよびオフすることにより空間フィルタ５０のため使用される。
【００２５】
不可欠ではないが、空間フィルタ５０のスリット５２の好ましい形状は以下に説明するように、場合によっては遮蔽された中心５３を有する狭い、細長い長方形である。スリット５２の幅は使用可能なまたは必要とされた光エネルギに依存する。より広いスリット５２はより多くの光エネルギ３４を通過させるが、画像の線または特徴の正確さが低下することになる。より狭いスリット５２ではより良好な線分解能が得られるが、結果として生ずるパターン形状発生の複雑性の対応する増大がともなう。従って、これらの分解能とスリット５２寸法の選択における検出可能性要件間の釣り合いを取らなければならない。さらに、楕円形などの異なる形状、またはその他の形状が画像１２からの線以外のその他の形状を取り込むため使用される。
スリット５２が回転するのにともなって、コンピュータ１００またはその他の適切なマイクロプロセッサ回路がスリット５２が角配向（Ｒ）の選択インクリメントである場合はいつでも検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによって検出された光エネルギおよび分布および強度を記録できる。
例えば、１１．２５度インクリメントの１１．２５°、２２．５°、．．．、１８０°は全３６０°の一周全体にわたる角配向のすべての１１．２５度インクリメントを検出するのに効果的である。必ずしも必要ではないが、光軸４０近くのフーリエ変換パターン３２の光エネルギは通常最も強いが、画像１２’に含まれた形状を特徴付ける画像１２’の線の特徴または細部を表さないため、光軸４０近くのスリット５２の中心を遮蔽することが望ましい。従って、画像１２’の形状内容を表わすフーリエ変換パターン３２の半径方向外側へさらに分散された領域のより少ない極めて強い光エネルギを正確にかつ精密に検出する必要がある検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの感度レベルの使用を容易にするため、それはフーリエ変換パターン３２の中心４０近くのより強い光エネルギをマスクまたはフィルタ済みして取るのに利益となる
【００２６】
上記回転空間フィルタ処理を図２ａ〜ｃ、３ａ〜ｃおよび４ａ〜ｃにより詳細に示す。例えば、空間フィルタ５０のロータ５４が矢印５９で表示したように回転し、図２ａでは０°に表わされるスリット５２が垂直方向角配向になると、スリット５２がスリット５２にぴったりあうフーリエ変換パターン３２（図１―ロータ５４によって図２ａでは視野から隠れている）のロータ５４の部分だけを検出器アレイ８２ａおよび８２ｂ（図１）を通過可能にする。フーリエ変換パターン３２（図１）において垂直方向に分散されるその光エネルギ３４は、図２ｂのほぼ垂直線６６、６６‘などの画像１２’のほぼ垂直方向に向けられた特徴または細部のすべてから元は発したものであり、かつそのすべてに対応している。上記に説明したように、画像１２’のフロントバンパおよびグリル部３５のそれらなどのより複雑なまたは密接に間隔をおいて配置された垂直方向部分または線６６（即ち、より高い空間周波数）からの光エネルギ３４が光中心または光軸４０から半径方向外側へさらに分散される一方で、図２ｂの画像１２’のトランクおよびリアバンパ部分のほぼ垂直部分または線６６’などの複雑さのより少ないまたはさらに間隔をおいて配置された垂直方向部分または線（即ち、より低い空間周波数）からの光エネルギ３４が光中心または光軸４０からさほど遠くなく分散される。上記に説明したように、それらそれぞれの分散帯域の光エネルギ３４の強度は画像１２’の対応するそれぞれの垂直方向特徴６６および６６‘の明るさに依存する。フーリエ変換パターン３２（図１）の内および近くの光エネルギ５４が形状を定義するにはどちらかといえば非常に少しの画像の全体的明るさなど非常に低い空間周波数で画像１２’の特徴から発するため、要求があれば、再びロータ５４の中央部分５３を遮蔽できる。
【００２７】
上記に簡単に説明したように、図２ａに示すように、スリット５２通過し、かつスリット５２が垂直方向に向けられた場合、それが空間領域の中に伝搬して戻った後空間フィルタ５０を通過した光エネルギを検出するため、画像１２’の垂直方向に向けられた特徴、部分、または線６６および６６‘を特徴付ける光エネルギ３４がスリット５２によって回折され、かつビームスプリッタ６４を介して空間フィルタ５０からのＦＴレンズ３０の焦点距離Ｆをおいて配置される２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂへ投影される。図２ｃに示すように、スリット５２による光エネルギ３４の回折はスリット５２を通って検出器アレイ８２ａおよび８２ｂ（図１）で回折のほぼ垂直方に向けられたパターン６０の中に通過する光エネルギ３４を再分布させる。図２ｃに示すように、光エネルギが帯域６２に再分布される一方で、それは画像１２’に含まれる空間フィルタ５０によって通された形状内容のなお特有な代表物である。従って、以下により詳細に説明するように、図２ｃの光エネルギ帯域６２が画像１２’の垂直方向に向けられた形状特性を記録するため検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによって検出される。
【００２８】
上記に説明したように、空間フィルタ５０のスリット５２が矢印５９で表示したように回転する。図３ａに示したスリット５２の角度位置は垂直方向からほぼ４５度である。回転４５度の角配向Ｒで、スリット５２を通過する光エネルギ３４は図３に示すように、垂直方向からほぼ４５度に方向を向けられる画像１２’の特徴、部分、または線６７のすべてに対応する。図３ａに示すように、垂直方向からほぼ４５度に方向を向けられる画像１２’の湾曲した特徴、部分、または線６７’の部分も、それが垂直方向からほぼ４５度に方向を向けられる場合スリット５２を通過する光エネルギ３４に寄与する。図３ａのスリット５２の４５度の角配向を生ずる、図３ｃ示したフィルタ済みパターン６０の光エネルギの帯域６２も垂直方向からほぼ４５度に方向を向けられ、かつ垂直方向からほぼ４５度に方向を向けられる画像１２’の形状特性６６および６７‘の表示である。それ故、以下に説明するように、検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによる図３ｃの光エネルギ帯域６２の検出は画像１２’の４５度に方向を向けられた形状特性の符号化および記録を容易にする。
【００２９】
同様の方法で、スリット５２が図４ａに示すように垂直方向から９０度の向き、即ち、水平に回転されると、図４ｂに示すように、スリット５２を通過する光エネルギ３４が画像１２’のほぼ水平方向特徴、部分、および線６８のすべての特性である。ほぼ水平な画像１２’の湾曲した特徴、部分、または線６８’の部分も、図４ａの水平方向スリット５２を通過する光エネルギ３４に寄与する。図４ａのスリット５２の水平方向角配向を生ずる、図４ｃ示したフィルタ済みパターン６０の光エネルギの帯域６２もほぼ水平に方向を向けられ、かつほぼ水平に方向を向けられる画像１２’の形状特性６８および６８‘の表示である。それ故、以下に説明するように、検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによる図４ｃの光エネルギ帯域６２の検出は画像１２’の水平方向の形状特性の符号化および記録を容易にする。
【００３０】
スリット５２のいずれかの特定角配向Ｒによりほぼその同一角配向Ｒを有する画像１２’の形状特性すべての検出を可能になることが今では明らかである。このように、画像１２’の形状特性のすべてがすべての角配向でスリット５２を有するフィルタ済みパターン６０の帯域６２を検出することにより検出される。ただし、上記に説明したように、回転Ｒのある一定の選択されたインクリメント、即ち、スリット５２の角配向でフィルタ済みパターン６０の光エネルギ帯域６２を検出するように選択することによって、画像１２’の形状特性のいくらか、必ずしもすべてではないが、好ましくはほとんどを検出することがほとんどの目的のため十分である。明らかに、光エネルギ帯域６２が検出されるスリット５２の角配向のインクリメントが大きいほど、画像１２’の検出された形状特性の精密さはより少なくなる。他方、角配向のインクリメントが小さいほど、処理されるはずのデータはより多くなる。従って、光エネルギ帯域６０が検出されかつ記録されるスリット５２の角インクリメントを選択する場合、必要とされるかまたは望まれる形状特性の精密さとこのような精密さを取り扱うのに必要なデータ処理および格納の効率間の釣り合いを取ることが望ましい。例えば、制限のためではないが、約５から２０度、好ましくは約１１．２５度の範囲のスリット５２の回転インクリメントで形状特性の検出および記録がほとんどの目的のため妥当であると信じられる。
【００３１】
勿論、図２ａ、３ａ、および４ａに示すように、スリット５２が光軸４０から反対方向に半径方向外側へ延びるため、スリット５２の１８０度、即ち、１回転の２分の１にわたる選択された角インクリメントで光エネルギ帯域６２を検出しかつ記録することだけが必要である。従って、スリット５２の一端が０度から１８０度まで回転するのにともなって、スリット５２の他端が１８０度から３６０度まで回転する。従って、１８０度にわたる回転の選択されたインクリメントで光エネルギ帯域６２を検出することにより選択されたインクリメントによって定義された選択された角配向で画像１２’の形状特性すべてが検出される。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、スリット５２を有するロータ５４は連続的に回転可能である。各回転の最初の半分の間、即ち、１８０度にわたる間、光エネルギ帯域６２が回転の１１．２５度インクリメント毎などの各選択されたインクリメントまたは角配向で検出かつ記録される。次に、、各回転の次の半分の間、画像取り扱い装置２０が次の画像１４を図１の矢印１６で表示したように光学的画像描写器１０へ切換える。次に、スリット５２が２分の１回転するのにともなって、上記形状特性および検出プロセスは画像１４について実行される。次の２分の１回転の間、次の画像が光学的画像描写器１０に切換えられ、かつ特徴付け、符号化、および記録するため使用可能な追加画像ｎがある限り、プロセスがこの方法で無制限に循環する。
【００３３】
上記に説明したように、スリット５２の各角配向に対するフィルタ済みパターン６０の光エネルギ帯域６２の検出は画素ベースによって画素上などでの空間ベースで光エネルギの強度の表示である電気信号を検出しかつ出力する能力を有するいずれかの光検出器で達成される。例えば、当業者の能力内で十分であるため、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）アレイを有するビデオカメラまたは電子スチールカメラを使用できる。
【００３４】
ただし、本発明の別の特徴は図１に示すように２つの光検出器８０ａおよび８０ｂの使用であり、その各々が感光素子またはトランスデューサ８４ａおよび８４ｂの、画素を形成する小さなアレイ８２ａおよび８２ｂを有する。この２つの光検出器８０ａおよび８０ｂは便宜上総体的に光検出器と呼ばれる場合もある。光検出器アレイ８２ｂのひとつが２分の１画素によって垂直方向にかつ２分の１画素によって水平方向に光軸４０を基準として他の光検出器アレイ８２ａに関してほとんどオフセットされる。２つの小さな検出器アレイ８２ａおよび８２ｂのこの配列は適切なソフトウエアと組み合って最小のデータ取り扱い要件で精度よい強度および空間位置光エネルギ検出を容易にする。
【００３５】
ここで、主に図１に戻ると、本発明の好ましい実施形態では、光検出器素子のアレイを有するひとつの光検出器も使用されるが、２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂを使用してフィルタ済みパターン６０の光エネルギ帯域６２を検出する。２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂを２つの別々の光検出器８０ａおよび８０ｂの部分として図１に示すそれらのアレイ８２ａおよび８２ｂを有する光検出器８０ａおよび８０ｂの全組立体がひとつの光検出器装置であり、この説明明細書では総体的に単一のおよび複数の光検出器装置両方を網羅する総称的な概念における光検出器と呼ばれる場合もある。２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの利点はアレイ８２ａおよび８２ｂの光センサ素子８４ａおよび８４ｂを光軸４０またはフィルタ済みパターン６０に関して相対的にずらすことにより、かつかなり簡単な比較器回路または簡単なソフトウエアアルゴリズムで、フィルタ済みパターン６０の様々な位置での光エネルギの６２強度が通常の単一光検出器アレイに必要とされるより少ないデータで本発明による画像形状特徴付けの目的のため十分正確にかつ精度よく検出されるということである。
【００３６】
上記に説明したように、フィルタ済みパターン６０を搬送する回折ビーム６１はハーフシルバードミラーなどのビームスプリッタ６４によって分割され、その結果、好ましい、しかし不可欠ではないが、回折ビーム６１の光エネルギ約半分がビームセグメント６１ａとして第１検出器アレイ８２ａへ透過され、一方で回折ビーム６１の光エネルギ他の約半分がビームセグメント６１ｂとして第２検出器アレイ８２ｂへ透過される。両ビームセグメント６１ａおよび６２ｂは上記に説明したように、画像１２’に対して特有な帯域の中にフィルタ済みされた光エネルギ６２を有するフィルタ済みパターン６０を搬送する。ビーム６１がビームセグメント６１ａおよび６２ｂに半分づつに分割されない場合は、データ格納のため強度比較および選択、比較および選択は以下により詳細に説明する、を行うため検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの一方または他方の感光素子８４ａおよび８４ｂの強度出力を電気的にまたはソフトウエアで上下に調整する必要がある。検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの両方が空間フィルタ５０から同一焦点距離Ｆに位置決めされ、従って、空間領域のほとんど同一の光エネルギ６２分布が検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの両方に入射する。ただし、光検出器８０ａおよび８０ｂのひとつが他方に対して仮想上光軸４０からずらされる。例えば、図１に示すように、光検出器８０ａの中心線８６ａが光ビーム６１a の光軸４０に合わせされ、一方光検出器８０ｂの中心線８６ｂは矢印８８および８９で表示したように、光ビーム６１bの光軸４０に合わせされる。具体的には、互いに仮想上並設した関係への検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの図式的投影によって図示したように（図１で第１検出器アレイ８２ａが用紙の面で第２検出器アレイ８２ｂに「重なって」いる）、矢印８８で表示したように第２検出器アレイ８２ｂが感光素子８４ａおよび８４ｂの幅の２分の１に等しい距離だけ垂直方向にずらされ、かつ矢印８９で表示したように、感光素子８４ａおよび８４ｂの２分の１の高さに等しい距離だけ水平方向にさらにオフセットされる。従って、アレイ８２ａの個別感光素子８４ａが検出器アレイ８２ｂの４つの隣接する感光素子８４ｂに仮想上部分的に並設する。
従って、図５のフィルタ済みパターン６０とともに検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの拡大図式仮想上並設した図によって示したように、同一光エネルギ６２はそれぞれの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの対応する個別感光素子８４ａおよび８４ｂには入射しない。例えば、図５に示すように、図３ｃからのフィルタ済みパターン６０（即ち、４５度まで回転した図３ａのスリット５２で）が検出器アレイ８２ａおよび８２ｂに入射する場合、検出器アレイ８２ａの縦列７ａ、横列６ａの感光素子８４ａに入射する光エネルギ６２は検出器アレイ８２ｂの縦列７ｂ、横列６ｂの対応する感光素子８４ｂに入射する光エネルギ６２と同一でなない。実際、図５の実施例によって示すように、検出器アレイ８２ａの縦列７ａ、横列６ａの感光素子８４ａに入射する光エネルギ６２は検出器アレイ８２ｂの縦列７ｂ、横列６ｂの感光素子８４ｂに入射する光エネルギ６２より少ない。
【００３７】
勿論、入射光エネルギに対する各感光素子８４ａおよび８４ｂの状況は同一画像１２’に対するスリット５２の様々な角配向とは異なるフィルタ済みパターン６０に対して変化し、かつ光学的画像描写器１０によって特徴付けられた様々な元の画像１２、１４、．．．、ｎ（図１）とは異なるフィルタ済みパターン６０に対しても変化する。しかし、以下により詳細に説明するように、それぞれの仮想上ずらされた検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの部分的に並設した感光素子８４ａおよび８４ｂへの様々な入射光エネルギ強度を本発明に従って使用して効率的に十分なデータで画像１２、１４、．．．、ｎの形状特性データを符号化かつ格納する。
【００３８】
説明の目的のため、かつ制限のためではなく、次の説明ではバイトおよびデータベース格納の効率的使用のためそれぞれ感光素子８４ａおよび８４ｂの１６の縦列、１６の横列から構成された検出器アレイ８２ａおよび８２ｂを使用する。感光素子８４ａおよび８４ｂはフォトダイオード、フォトセル、または感光素子に入射する光エネルギの強度の表示である電圧などの電気信号を生成するいずれか他の感光装置であってよい。各アレイの各感光素子８４ａおよび８４ｂの電圧または他の信号出力は当業界において知られているように個別に読取り可能であり、かつ感光素子のアレイからのこのような信号を読取り、処理し、かつ記録する電気信号処理回路は当業界においてよく知られている。従って、感光素子のアレイからの情報を読取り、処理し、かつ記録する感光素子または電気回路の別の説明は本発明を説明するかまたは理解するのに不必要である。
【００３９】
説明の目的のためであって、制限のためではないが、感光装置に入射する光エネルギ６２の強度は上記に説明したように回転の１８０度にわたって空間フィルタ５０のスリット５２の回転の１１．２５度の角インクリメントで記録されるが、記録されなければならないということではない。１１．２５度の角インクリメントを使用することにより、各画像１２、１４、．．．、ｎのための十分な形状関連データを収集して画像の高速で、意味のある、かつ効率的な特徴付け、サーチ、および検索がもたらされ、かつ１１．２５度は１８０度を１６で分割し、このようにして、情報のビットおよびデータ格納バイトを効率的に使用できる。しかし、形状特性における精密さがある程度少ないその他の角インクリメント、または形状特性における精密さがある程度少ないその他の寸法の感光アレイが本発明でもちろん使用される。
【００４０】
仮想上ずらされた検出器アレイ８２ａおよび８２ｂは検出器アレイ８２ａの比較的数の少ない大きな感光素子８４ａ、例えば、１６ｘ１６個の検出器アレイ８２ａのただの２５６個の感光素子８４ａにより一素子づつをベースに光エネルギ検出精度を向上させる。本発明の好ましい実施によれば、２５６個の位置、即ち、１６ｘ１６個のアレイに対する光エネルギ強度のみにスリット５２個の各角配向に対して記録される可能性がある。１６ｘ１６個の検出器アレイ８２ａの感光素子８４ａの数は比較的少ないため、各感光素子８４ａが光エネルギ６２を検出するフィルタ済みパターン６０の表面領域セグメントは比較的大きい。２５６ｘ２５６個のＣＣＤアレイなどの多くの感光素子の検出器アレイによる通常の光検知と比較すると、各々のひとつがフィルタ済みパターン６０の比較的大きな領域セグメントからの光エネルギを検出する少数の感光素子８４ａの明らか利点は非常に少ないデータが発生し、従って、処理されるデータが非常に少ないということである。このアプリケーションの欠点、即ち、形状内容により画像を特徴付けすることは、フィルタ済みパターン６０のいくらかの小さな領域、しかし高い強度光スポットまたはエネルギー分布の、が１個以上の感光素子８４ａの小さな部分または表面領域に入射し、それ故、ひとつでないくつかの感光素子８４ａ全体にわたって広がった極めて強い光エネルギを有することになる確率である。このような高強度スポットまたはゾーンは検出するために重要であるが、光エネルギがいくつかの感光素子８４ａ全体にわたって拡散され、それによって極めて強い光エネルギを複数の感光素子８４ａの間に分割すると、強度信号出力が光エネルギのすべてがひとつの感光素子に入射する場合以上に低くなる。いくつかの感光素子８４ａからの結果として生ずるより低い強度信号出力および検出器アレイに入射する高強度光エネルギを取り込みかつ記録することのその結果としての失敗が画像１２’に関する重要な形状情報、即ち、画像１２’の明るさ、鮮明な細部、または線を結果として失うことになる。
【００４１】
本発明によるこの問題および解決を説明するため、主に図６を参照するが、図６は上記に説明したような検出器アレイ８２ａのいくつかのずらされた感光素子８４ａと仮想上重なる検出器アレイ８２ａのいくつかの感光素子８４ａの拡大図である。図６の説明におけるいくらかの２次参照資料は図１から５に図示しかつ前述した構成要素および特徴へ向けられ、従って、それらの図面を参照することもいくらかの役に立とう。図６において、光エネルギ帯域６２には検出器アレイ８２ａの４つの個別感光素子８４ａ間の境界９２、９４、９６および９８に偶然またがる極めて強い光エネルギの集中またはゾーンがあり、それらの４つの感光素子８４ａは縦列５ａ、横列３ａ；縦列６ａ、横列３ａ；縦列５ａ、横列４ａ；および縦列６ａ、横列４ａにある。それらの４つの感光素子８４ａは便宜上Ｃは縦列を表し、Ｒは横列を表すことで、Ｃ５ａ−Ｒ３ａ、Ｃ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａと示す。このように、それらの４つの感光素子の残りの表面領域に入射する非常に少ない光エネルギで、Ｃ５ａ−Ｒ３ａ、Ｃ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａにそれらの４つの感光素子の各々によって生成された電気信号がゾーン６３のそのスポットに実際に入射するより非常に少ない光エネルギ強度を表す。
【００４２】
しかし、上記に説明したように、ビーム６１（図１）の空間フィルタ５０を通過した光エネルギの２分の１だけがビーム６１aで検出器アレイ８２ａへ投影される。ビーム６１の光エネルギ他の半分がビーム６１ｂでビームスプリッタ６４によって検出器アレイ８２ｂへ投影される。さらに、上記に説明したように、図１に示すように、検出器アレイ８２ｂが垂直方向ずれ８８および水平方向ずれ８９によって検出器アレイ８４ａおよび８４ｂの寸法の２分の１だけ垂直方向にかつ水平方向に仮想上ずらされる。従って、それぞれの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂの部分を拡大し、仮想上並設してそれぞれ図示したように、ビーム６１の極めて強い光エネルギの対応するスポットまたはゾーン６３が検出器アレイ８２ｂの縦列５ｂ、横列３ｂにある単一感光素子８４ｂに大幅に入射する。従って、検出器アレイ８２ｂの感光素子Ｃ５ｂ−Ｒ３ｂの電気信号出力が検出器アレイ８２ａのＣ５ａ−Ｒ３ａ、Ｃ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａでの４つの感光素子のいずれかによって生成された電気信号よりスポットまたはゾーン６３の光エネルギに高強度の非常により多くの表示である。このようなより高強度光エネルギがスポットまたはゾーン６３の光エネルギが検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによって検出される場合スリット５２（図２〜４）の角配向にぴったり合わされる画像１２’（図１）の特に明るい特徴、細部、または線を表すため、フィルタ済みパターン６０のスポットまたはゾーン６３のこのようなより高強度光エネルギを取り込みかつ記録することはと重要である。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態によれば、図５および６とともに図７に最も良く図示されるように、データアレイ１３０（ＲＩＸｅｌアレイとして本明細書において置き換えられている）には検出器アレイ８２ａおよび８２ｂのひとつと同様の構成がある。この説明の目的のため、ＲＩＸｅｌアレイ１３０は感光素子８４ａの１６ｘ１６個の検出器アレイ８２ａに整合する１６ｘ１６個のアレイである。検出器アレイ８２ａの各感光素子８４ａ一致するＲＩＸｅｌ空間または部分１３１（ビンともと呼ばれる場合もある）が存在する。それ故、例えば、検出器アレイ８２ａのＣ７ａ−Ｒ５ａでの感光素子８４ａと関連した強度ＩがＲＩＸｅｌアレイ１３０のＣ７−Ｒ５の対応する空間またはビン１３１に記録される。ＲＩＸｅｌ空間１３１に記録された強度Ｉが、必ずしも必要ではないが、
検出器アレイ８２ａの対応する感光素子８４ａによって生成された強度であるため、前述の文は「によって生成された（produced by）」でなく、特定の感光素子「と関連した」強度Ｉを参照する。それらの並設された感光素子８４ｂのひとつまたは多数が検出器アレイ８２ａの対応する感光素子８４ａより高い強度を生成する場合は、それが検出器アレイ８２ｂの仮想上部分的に並設された感光素子８４ｂのひとつによって生成された強度でありうる。
【００４４】
スリット５２の各選択された角配向で、十分なデータ空間またはビン１３１がＲＩＸｅｌアレイ１３０に設けられてひとつのアレイ８２ａに存在するのと同数の感光素子８４ａからの強度信号を受け取る。ただし、別の点で迷子になった高強度情報を取り込むため、検出器アレイ８２ａでの各感光素子８４ａの電気信号出力の値を恒久的に記録する前に、それは検出器アレイ８２ｂの部分的に並設された感光素子８４ｂの各々によって生成された信号と比較される。この比較によって見出された最高強度信号はＲＩＸｅｌアレイ１３０の考えられる恒久的記録に対して選択されるそれである。例えば、図６に図示された高強度スポットまたはゾーン６３が検出器アレイ８２ｂのＣ５−Ｒ３で感光素子８４ｂに高強度信号を生成させ、一方、検出器アレイ８２ａのＣ５ａ−Ｒ３ａ、Ｃ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａでの４つの感光素子８４ａの各々がより低い強度信号を生成する。従って、Ｃ５ａ−Ｒ３ａに配置された感光素子８４ａによって生成された信号がＲＩＸｅｌアレイ１３０のＣ５−Ｒ３での空間１３１の恒久的記録のため選択される前に、それは素子Ｃ５ａ−Ｒ３ａに部分的に並設される４つの感光素子８４ｂ、即ち、Ｃ４ｂ−Ｒ２ｂ、Ｃ５ｂ−Ｒ２ｂＣ４ｂ−Ｒ３ｂ、およびＣ５ｂ−Ｒ５ｂに配置される検出器アレイ８２ｂの感光素子８４ｂの各々によって生成された強度信号と比較される。図６から、この実施例では、それらの５つの感光素子（即ち、Ｃ５ａ−Ｒ３ａ、Ｃ４ｂ−Ｒ３ｂ、Ｃ５ｂ−Ｒ２ｂ、Ｃ４ｂ−Ｒ３ｂ、およびＣ５ｂ−Ｒ３ｂ）の中からの最高強度出力がＲＩＸｅｌデータアレイ１３０のＣ５−Ｒ３の空間１３１の恒久的記録のためとみなされる強度信号であることが理解される。ＲＩＸｅｌのＣ５−Ｒ３のその空間１３１における記録のため選択される強度Ｉ信号が、検出器アレイ８２ａのＣ５ａ−Ｒ３ａの対応する感光素子８４ａによってでなく検出器アレイ８２ｂのＣ５ｂ−Ｒ３ｂの感光素子８４ｂによって生成されたより高い強度信号によって生成されたそれであることも図６から理解される。上記実施例のＣ５ｂ−Ｒ３ｂの感光素子８４ｂによって生成された強度などのこの種の比較による各選択された強度信号が自動的に記録されるのでなく恒久的記録のためであるとみなされる理由は、ある一定の強度閾値を満足するかまたは超過する強度信号だけが恒久的形状特性記録のため保持されることである。閾値強度を満足しない強度画像１２’の著しい形状内容の表示ではなく、従って以下により詳細に説明するように記録されない。上記図６の実施例では、Ｃ５ｂ−Ｒ３ｂの感光素子８４ｂからの強度信号はこのような閾値をほとんどおそらく超過することになり、かつ画像１２の恒久的形状特性記録のため（検出器アレイ８２ａのＣ５ａ−Ｒ３ａの感光素子８４ａに対応する）ＲＩＸｅｌアレイ１３０のＣ５−Ｒ３の空間１３１の強度Ｉとして記録されることになる。
【００４５】
図６の実施例では、スポットまたはゾーン６３の光エネルギが入射するアレイ８２ａ（即ち、Ｃ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａ）の他の３つの感光素子８４ａの各々がそれらの感光素子８４ａに部分的に並設されるアレイ８２ｂのそれぞれの感光素子８４ｂと比較される。このように、Ｃ６ａ−Ｒ３ａの素子８４ａの信号出力がＣ５ｂ−Ｒ２ｂ、Ｃ６ｂ−Ｒ２ｂ、Ｃ５ｂ−Ｒ３ｂ、およびＣ６ｂ−Ｒ３ｂの部分的に並設された素子８４ｂのそれぞれの信号出力と比較され、Ｃ５ａ−Ｒ４ａの素子８４ａの信号出力がＣ４ｂ−Ｒ３ｂ、Ｃ５ｂ−Ｒ３ｂ、Ｃ４ｂ−Ｒ４ｂ、およびＣ５ｂ−Ｒ４ｂの部分的に並設された素子８４ｂのそれぞれの信号出力と比較され、かつＣ６ａ−Ｒ４ａの素子８４ａの信号出力がＣ５ｂ−Ｒ３ｂ、Ｃ６ｂ−Ｒ３ｂ、Ｃ５ｂ−Ｒ４ｂ、およびＣ６ｂ−Ｒ４ｂの部分的に並設された素子８４ｂのそれぞれの信号出力と比較される。図６の実施例の３つの構成要素のすべてにおいて、Ｃ５ｂ−Ｒ３ｂの感光素子８４ｂによって生成された強度信号が最も高い。それ故、その高強度信号が上記に説明したように、検出器アレイ８２ａのＣ５ａ−Ｒ３ａの感光素子８４ａに対応するばかりでなく検出器アレイ８２ａのＣ６ａ−Ｒ３ａ、Ｃ５ａ−Ｒ４ａ、およびＣ６ａ−Ｒ４ａの感光素子８４ａにも対応する位置１３１でＲＩＸｅｌデータベース１３０のため使用される。
【００４６】
他方、図６の検出器アレイ８２ａのＣ７ａ−Ｒ５ａの感光素子８４ａの強度信号出力のＣ６ｂ−Ｒ４ｂ、Ｃ７ｂ−Ｒ４ｂ、Ｃ６ｂ−Ｒ５ｂ、およびＣ７ｂ−Ｒ５ｂの部分的に並設された４つの部分的に並設された感光素子８４ｂとの比較によりそれらの４つの感光素子８４ｂのいずれかからより大きな強度信号は見出されない。従って、Ｃ７ａ−Ｒ５ａの感光素子８４ａの強度信号出力はＲＩＸｅｌデータベース１３０のＣ７−Ｒ５の空間１３１に記録するためと見なされるそれであることになる。その選択された強度信号が閾値強度を満足するかまたは超過する場合は、それがＲＩＸｅｌアレイ１３０のＣ７−Ｒ５でのその空間１３１に記録された強度Ｉである。
【００４７】
従って、上記説明から理解されるように、小さなアレイ（例えば、１６ｘ１６）は２つの並設された検出器アレイ８２ａおよび８２ｂをフィルタ済みパターン６０を基準として仮想上相対的に部分的にずらされたそれらのそれぞれの感光素子８４ａおよび８４ｂとともに使用することにより高強度形状特徴付けデータを検出しかつ記録するため使用される。この配置は、その他の検出器アレイ８２ｂのひとつまたは多数の部分的に並設された感光素子８４ｂを有する検出器アレイ８２ａのひとつまたは多数の感光素子境界９２、９４、９６および９８にまたがるこのようなスポットまたはゾーン６３のエネルギーを取り込むことにより高強度光エネルギのスポットまたはゾーン６３の明瞭な検出を可能にする。２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂのこのずらされた、仮想上並設された使用は、検出器アレイ８４ａおよび８４ｂがスポットまたはゾーン６３の寸法より面積がより大きくても、フィルタ済みパターン６０の特定位置でスポットまたはゾーン６３に集中した高強度光エネルギ６２の非常に高速な検出を容易にする。この配置の欠点には
非常に密接に間隔をおいて配置された高強度スポットまたはゾーン間の判別ができないこと、このような高エネルギースポットまたはゾーン６３の精密な形状の決定ができないことが含まれ、かつスポットまたはゾーン６３より大きな領域のフィルタ済みパターンを表すＲＩＸｅｌアレイ１３０における多数の空間１３１のこのようなスポットまたはゾーンからの高強度を記録することがこのような高強度スポットまたはゾーン６３が感光素子８４ａ間の境界をまたぐ状況を実際に隠してしまう。ただし、このような欠点はこのアプリケーションには著しいものではない。光エネルギ集中または分布を特徴付け、かつむらのない、再生可能な、かつサーチ可能な方法で位置情報とともにそれらを記録するこのような形状を取り込むこと重要であるが、それらがフィルタ済みパターンで占有する使用する実際の領域大きさに対するこのような高強度ゾーンの密接な相関はさほど重要ではない。
【００４８】
実際には、本発明は、特にフーリエ変換パターン３２がフィルタ済みされた光を回折するスリット５２によりフィルタ済みされる図１の好ましい実施形態ではほんのひとつの検出器アレイ８２ａで使用される。このような回折はそれをスポットに集中させるのではなくてむしろ光エネルギを分散させやすい。それでもなお、著しくより以上の精密さが、上記に説明したように、強度Ｉと比較しかつ選択する些細な付加的処理により、２つのずらされ、並設された検出器アレイ８２ａおよび８２ｂによってもたらされる。さらに言えば、特に、たとえ８ｘ８個のアレイなどのより小さなアレイが使用されるとしても、より以上の精密ささえ３つまたは４つなどの２つのずらされ、並設された検出器アレイによってもたらされる。
【００４９】
上記に説明したように、部分的に並設された検出器アレイ８４ａおよび８４ｂの比較の間高強度信号の選択が、電圧比較器回路のネットワークによりまたはソフトウエア比較および選択プロセスによって各検出器アレイ８４ａおよび８４ｂの信号出力の経路を指定するなどの当業者の能力内で十分な多数の方法で行われる。従って、このような詳細は本発明を説明または理解するためには不必要である。ただし、本発明が如何にして信号を出力するかについての説明を容易にするため、本発明では、画像１２、１４、．．．、ｎを形状内容による特徴付けが使用され、ここでは、例えば、制限のためではないが、スリット５２の回転の１１．２５度の角インクリメント５１で光エネルギ検出するため２つの１６ｘ１６個の２つの検出器アレイ８２ａおよび８２ｂを再び示す図７の参照が行われる。上記に説明したように、コンピュータ１００は、ロータ５４がその軸線５７に関して回転するのにともなって、スリット５２の回転（Ｒ）の角インクリメント５１での画像１２の形状内容の表示である強度信号（Ｉ）を集めかつ統合する。以下により詳細に説明するように、回転Ｒ情報およびと関連した強度Ｉが「ＲＩＸｅｌ」データアレイ１３０にまとめられる。基本的には、コンピュータ１００と画像取り扱い装置２０間の情報リンク１３２はコンピュータ１００と画像取り扱い装置２０間の信号を取り扱う。例えば、コンピュータ１００が画像取り扱い装置２０へ信号を送って特定画像１２、１４、．．．、ｎを光描写器１０の中に挿入する。画像取り扱い装置２０からの信号が画像１２の本性をコンピュータ１００へ伝達し、それが挿入を終了したこれを確認する。画像本性は、任意数またはいずれか他の記号またはＲＩＸｅｌアレイ１３０およびそれがどこで見出されたかなどの画像１２に関する情報、例えば、ＵＲＬデータアドレス、データベースアドレス、ライブラリカタログ番号、ミュージアムコレクションなどにコンピュータ１００によって関連付けられる情報である。コンピュータ１００における画像１２の認識により、かつロータ５４が回転するのにともなって、符号器１３４がスリット５２の角度位置を検出し、信号を通信リンク１３６を介してスリット５２の特定角度回転位置Ｒの表示の信号を送るコンピュータ１００へ送信する。当業者によって理解されるように、符号器１３４は例えば、フォトセル（図示せず）がロータ５４周辺部の符号器穴１３８を通過するＬＥＤまたはその他の光源（図示せず）からの光を検出する装置であってよい。符号器穴１３８が１１．２５度のインクリメント５１に間隔をおいて配置されている場合は、符号器１３４がロータ５４が新たな１１．２５度を回転する瞬時毎に通信リンク１３６を介して信号を送信する。コンピュータ１００は符号器１３４からの信号を使用して検出器アレイ８２ａおよび８２ｂからの、または検出器アレイ８２ａおよび８２ｂ間の別々の強度信号処理回路１５０からの強度情報Ｉの読取りをトリガして各々のこのような強度Ｉの読みに対するスリット５２の角度回転Ｒの軌道を保持することができる。あるいはまた、別々の回転Ｒ信号処理回路１４０を使用して符号器１３４信号からのスリット５２の角度回転位置Ｒを計算して信号とともにスリット５２のその回転位置Ｒ情報をコンピュータ１００へ出力してロータ５４が新たな１１．２５度の角インクリメントを回転する毎に、またはさらに言えばロータ５４がいずれかの所望角インクリメントを回転する毎に、強度Ｉを読取ることができる。符号器穴１３８は強度Ｉがコンピュータ１００によって読取られるはずの回転Ｒの所望角インクリメントと一致する必要はない。コンピュータ１００またはマイクロプロセッサ１４０のいずれかが回転速度、即ち、角速度および回転位置Ｒの軌道をいずれかの符号器穴１３８間隔で保持するようにプログラムされ回転Ｒのいずれかの所望角配向で強度読取り信号を発生する。従って、制御装置が信号処理回路１４０に、またはコンピュータ１００に設けられ強度Ｉが読取られるスリット５２の回転Ｒの角インクリメントを変化させ得る。ただし、所望角インクリメントが終了した後光学的画像描写器１０の大量生産などののため回転Ｒの所望角インクリメントで符号器穴１３８を開けることは適宜なことでありかつ簡便である。勿論、強度Ｉが読取られる回転Ｒの角インクリメントが小さいほど、データがより精密になるが、必要とされるデータ処理および格納容量もより多くなる。再び、この実施例の場合は、スリット５２の１８０度回転の１１．２５度の厳密に１６インクリメントが存在するため、回転Ｒの１１．２５度の角度インクリメントが選択されている。それ故、回転Ｒおよび強度Ｉを記録する１６個のＲＩＸｅｌアレイ１３０が各画像１２のため得られる。上記に説明したように、ロータ５４が１８０度にわたって回転するのにともなって、スリット５２の２つの半セグメントがともにフィルタ済みパターン６０の３６０度掃引を行うため、各画像に対して、１８０度だけのスリット５２の回転が必要とされる。勿論、ロータの角回転の軌道を保持する当業界において知られている、本発明を実行するため使用される多くの他の方法が存在する。
【００５０】
上述のように、空間フィルタ５０の中のスリット５２が通したフィルタ済みビーム６１は、オフセット検出器アレイ８２ａ、８２ｂの上に投影され、ここで検出器アレイ８２ａ、８２ｂの個別感光素子８４ａ、８４ｂを用いて光エネルギ分布６２がリアルタイムベースで検出される。また上述のように、アレイ１３０の中の各ＲＩＸｅｌに関する各角度回転刻みＲにおける強度Ｉは、検出器アレイ８２ａの中の対応する感光素子８４ａ又は、検出器アレイ８２ｂの中の、対応する感光素子８４aに部分的に並列されている４つの感光素子８４ｂのうち1つの最高強度から選択される。
【００５１】
上に簡単に述べたように、感光素子８４ａ又は部分的に並設した感光素子８４ｂ４つのうち１ついずれかから強度Ｉを選択することは、コンピュータ１００の中でソフトウエアを使っておこなうことが出来るが、検出器アレイ８２ａ、８２ｂとコンピュータ１００との間に設置された別個の強度Ｉ信号処理回路１５０を用いておこなうのが好ましい。また、上に簡単に述べたように、強度Ｉ画像処理回路１５０は、一例を図８に図示するように、電圧比較回路１５２のアレイを用いて、又は、当業者には周知のように、マイクロプロセッサ回路（図示せず）を用いて、ハードウエアに組み込むことが出来る。図８に示すように、例示光要素８４ａに結合する強度Ｉであって、コンピュータ１００に送られてＲＩＸｅｌアレイ１３０の中の対応するＲＩＸｅｌ空間１３１に設置されるものは、特定の感光素子８４ａ又は部分的に並設された感光素子８４ｂ４つのうちいずれか１つが生じた最高強度である。図８のダイアグラムにおいては、検出器アレイ８２ａの７ａ列５ａ行（Ｃ７ａ−Ｒ５ａ）にあるものなど、前に論じた同一感光素子８４ａを例として用いる（図５、６、及び７）。上で説明したように、ＲＩＸｅｌデータアレイ１３０に対する入力のため、感光素子８４ａが生じる通常は電圧レベルの強度信号を使う前に、検出器アレイ８２ａの中のＣ７ａ−Ｒ５ａ要素８４ａに部分的に並設する、検出器アレイ８２ｂ中の４つの感光素子８４ｂと比較される。上に説明したように、これら４つの部分的に並設した感光素子８４ｂは、検出器アレイ８２ｂ中でＣ６ｂ−Ｒｂ、Ｃ７ｂ−Ｒ４ｂ、Ｃ６ｂ−Ｒ５ｂ及びＣ７ｂ−Ｒ５ｂにある。図８に示したように、Ｃ６ｂ−Ｒ４ｂとＣ７ｂ−Ｒ４ｂにある２つの要素８４ｂの出力電圧は、これら２つの電圧のうち最高を出力するコンパレータ回路１５２を用いて比較され、一方Ｃ６ｂ−Ｒ５ｂとＣ７ｂ−Ｒ５ｂにある別の２つの要素８４ｂの出力電圧は、これら２つの電圧のうち最高を出力するコンパレータ回路１５４を用いて比較される。コンパレータ回路１５２、１５４それぞれの出力電圧は次いで、４つの個別要素８４ｂから最高電圧を出力するコンパレータ回路１５６を用いて比較される。要素８４ｂからの最高電圧は次いで、コンパレータ１５８を用いて要素８４ａ（Ｃ７ａ−Ｒ５ａ）が生じた出力電圧に対し比較される。Ｃ７ａ−Ｒ５ａにある単一感光素子８４ａと、Ｃ６ｂ−Ｒ４ｂ、Ｃ７ｂ−Ｒ４ｂ、Ｃ６ｂ−Ｒ５ｂ及びＣ７ｂ−Ｒ５ｂにある部分的に並設した複数の感光素子８４ｂの束になったグループの中のどれが最高の電圧であっても、処理のため増幅器及びアナログ対デジタル（Ａ／Ｄ）コンパータ回路１６０に送られ、通信リンク１６２を経由して強度Ｉとして処理され、コンピュータ１００に供給される電圧である。もちろん、信号処理回路１５０の中には、当業者の間では周知で本発明の記述及び理解のためには詳細を論ずる必要のないその他の信号調整及び処理成分がある。また、同一結果を生じる別のコンパレータ系列もある。検出器アレイ８２ａのＣ７ａ−Ｒ５ａにある１つの感光素子８４ａに結合する強度Ｉは、上に論じたように決定され、それは１６×１６検出器アレイ８２ａからの強度Ｉのうち１つに過ぎず、上述のように、コンパレータ回路１５０により処理され通信リンク１６２を経由してコンピュータ１００にリアルタイムベースで送られることも心に留めなければならない。
【００５２】
主として図８を参照し、副次的に図７を参照しながら、コンピュータ１００が、エンコーダ１３４及び／又は回転Ｒ信号処理回路１４０から、スリット５２が回転Ｒの所望の刻み角度に達したとの信号を受けたとき、コンピュータ１００は、１６×１６検出器アレイ８２ａ中の２５６個全ての感光素子８４ａに結合するコンパレータ回路１５０から２５６個の強度Ｉを読んで、それらをＲＩＸｅｌデータアレイ１３０の対応する空間又は記憶場所１３１に送り込む。例えば、図８に示す感光素子８４ａ、即ち検出器アレイ８２ａのＣ７ａ−Ｒ５ａ、と結合する強度Ｉは、コンピュータ１００が記憶し、対応する回転角度Rとともに、７列５行、１６×１６ＲＩＸｅｌアレイ１３０の中のＲＩＸｅｌ空間１３１に設置される。同様に、１６×１６検出器アレイ８２ａの残りの感光素子８４ａ２５６個に結合する残りの２５６個の強度Ｉはコンピュータ１００に記憶され、強度Ｉに結合する回転Ｒとともに、それぞれの対応するＲＩＸｅｌアレイ１３０の中のＲＩＸｅｌ位置又は記憶場所に送られる。したがって、スリット５２の選択された角度回転R刻みそれぞれについて、２５６個の強度Iがあり、これらが特有の回転角度Ｒとともに、ＲＩＸｅｌデータベース１３０の中に記憶される。ここでも、回転Ｒに関し１１．２５度の刻みを用いたとき、画像１２毎に１６個のＲＩＸｅｌアレイ１３０があり、１６個のＲＩＸｅｌアレイ１３０の各々が１つの回転方向Ｒを、検出器アレイ８２ａの中の感光素子８４ａ２５６個に結合した２５６個の可能強度Ｉとともに有する。
【００５３】
しかし、上に簡単に述べたように、無用データの記憶と処理を避けるため、コンピュータ１００は、固有強度閾値に合致する強度ＩのみをＲＩＸｅｌアレイ１３０に入れる。例えば、図５と図７を参照すると、検出器アレイ８２ａの中には、フィルタ済みパターン６０の外側にある行０ａ、１ａ、１４ａ及び１５ａなど、入射光エネルギがほとんど又は全くない感光素子８４ａがある。また、多分Ｃ９ａ−Ｒ９ａとＣ１０ａ−Ｒ８ａなど、光エネルギ６２の帯の間にある感光素子８４ａの中には、画像１２の中の形状内容の特性描写に有意であるには不十分な強度の光エネルギ６２を持つものがあるかも知れない。したがって、このような強度Ｉ又は強度Ｉのないものは、ＲＩＸｅｌアレイ１３０に記憶する必要はない。その結果、検出器アレイ８２ａの中の感光素子８４ａに結合する強度Ｉで一定の閾値強度レベル以下のものについては、Ｒ、Ｉ、又はＸのデータを対応するＲＩＸｅｌアレイ１３０の中のＲＩＸｅｌ位置又は記憶場所に入れない。閾値以上の強度Ｉについては、好適実施例にしたがうと、強度Ｉが分類されるレベル４つ、つまり、０、１、２又は３がある。したがって、各強度ＩをＲＩＸｅｌアレイ１３０に記録するには、２ビット、つまり００、０１、１０又は１１が必要になるだけである。もちろん、４つより多いか又は少ないかいずれかの強度レベルＩを用いることは、確実に本発明の境界内に入る。しかしながら、強度Iレベルが大きくなればなるほど、さらに大きなビット数を必要とする。例えば、８個の強度Ｉレベルは記録に３ビットが必要であろうし、１６個の強度Ｉレベルは４ビットが必要である。
【００５４】
各ＲＩＸｅｌの「Ｘ」データ空間は、ひずみ率のため使用され、下記に詳細を記述するように、全くではないが同様の形状特性を持つ画像の検索及び発見、又は同一の画像特性を有するが、視野が少しずれた画像の発見を助ける。しかし「Ｘ」空間はまた、データベース検索において何か別の目的のため又は、回転Ｒのもっと高い解像度のため又は強度Ｉのもっと高い精度のために使用されるフラッグであることもある。本発明の好適ではあるが不可欠ではない実施例では、「Ｘ」は４個までの値−０、１、２、３を持つことが出来るので、２ビットのデータ情報を記憶することが出来る。
【００５５】
好適実施例において、ＲＩＸｅｌの中のＲ値は、回転Ｒのコード化のため４ビットを有しており、これは１８０度回転における１１．２５度刻みの回転R１６個のために充分である。上述のように、強度Ｉのコード化に２ビットを用い、これもまた上述のように、Ｘひずみ率のコード化又は別のフラッグ用に２ビットを用いる。したがって、各ＲＩＸｅｌは、丁度８ビット、即ち１バイトの情報を有する。さらに、各ＲＩＸｅｌアレイ１３０には２５６個のＲＩＸｅｌつまり２５６バイトの情報が見込まれ、各画像１２には、回転Ｒの１１．２５度刻み回転１６個毎に１個のＲＩＸｅｌアレイ１３０がある。したがって、本発明の好適ではあるが不可欠ではない実施例にしたがって、１６×１６検出器アレイ８２ａ、８２ｂ、スリット５２の回転Ｒの１１．２５度刻み、及び１６×１６ＲＩＸｅｌアレイ１３０を使用するとき、１つの画像１２を形状内容について特性描写するには最大で４，０９６バイトを必要とする。
【００５６】
上に簡単に述べたように、検索可能データの中にひずみの各種検索可能レベルを設けるため、ＲＩＸｅｌの中の「Ｘ」空間をひずみ率として使うのが好適である。この［Ｘ］空間は、ＲＩＸｅｌアレイ１３０の中のＲＩＸｅｌで別途使われていないか又は強度Ｉが閾値強度Ｉ以下のため満たされていないものに対して割り当てることが出来る。したがって、サーチャーが合致を見出したい画像を有するが、データベースの検索において、正確なＲＩＸｅｌ情報を用いた場合に、データベースの中に画像１２、１４，……，ｎのため記憶されたＲＩＸｅｌ情報の中から合致画像を見出すことが出来ないとき、サーチャーは、ＲＩＸｅｌの中で異なるＸ値を規定して、検索の幅を広くし不正確な合致を探すことが出来る。
【００５７】
この特性を説明するため、ここでは主として図９ａと図９ｂを参照し、図７と８を副次的に参照する。図９ａにおいて、ＲＩＸｅｌアレイ１３０の、主として列０−８、行９−１５で構成される部分は、ＲＩＸｅｌアレイ１３０の中の幾つかのＲＩＸｅｌ位置又は空間で例示ＲＩＸｅｌ値Ｒ、Ｉ、及びＸを付けて示されている。この例において、アレイ１３０の中の幾つかのＲＩＸｅｌ位置又は空間は、検出器アレイ８２ａの中の対応する感光素子８４ａに結合する強度Ｉが最低強度閾値に合致しないため、空白である。言い換えると、対応するこれらの感光素子８４ａに又は検出器アレイ８２ｂの部分的に並設する感光素子８４ｂのいずれかに入射する光エネルギが小さいか又は皆無である。したがって９、１０、１１、１２、１３、１４、１５行にある０、１、２、８列；３列の９、１０、１１、１４、１５行：４列の９、１０、１３、１４、１５；５列の９、１２、１３、１４、１５行：６列の１１、１２、１３、１４、１５及び７列の１０、１１、１２、１３、１４、１５行はすべて空白のままなので、コンピュータ１００はアレイ１３０のこれらの空間及び位置に最初からＲＩＸｅｌエントリを作成しない。ここで、ＲＩＸｅｌアレイ１３０の例示ＲＩＸｅｌ空間又は位置でそれに関する強度Ｉが記録するに充分なもの、つまり最低閾値と同じ高さのもの、を調べると、これら各ＲＩＸｅｌ空間に入力されたＲ、Ｉ、及びＸの値がある。例では、Ｒ＝４が空間全部に満たされている。この例示ＲＩＸｅｌアレイ１３０に関する強度Ｉは、図７に示すように、スリット５２が、角度方向４５度など、１つの離散回転角度Ｒにあるとき、１つのフィルタ済みパターン６０の中にある光エネルギ帯６２から来るからである。上の議論から、垂直の配向開始からの回転角度４５度は、角度刻み１１．２５度４個分である。したがって、スリット５２の４５度方向における各強度Ｉの値に関してはＲ＝４なので、Ｒ＝４が、記録することの出来る強度Ｉのある各ＲＩＸｅｌ空間１３１に入力される。スリット５２がさらに１１．２５度刻みで５６．２５度まで回転すると、新しいＲＩＸｅｌアレイ１３０が強度Ｉの新しい値で満たされる。しかし、図９ａの例については、スリット５２方向が４５度なので、強度Ｉが記録されるのに充分なだけ高い各ＲＩＸｅｌについてはＲ＝４である。
【００５８】
図９ａ及び９ｂの例について記録された強度レベルＩは任意に、Ｒ＝０からＲ＝３まで、つまり４つの異なる強度Ｉレベル分類で変化するとして示されている。ひずみ率Ｘは、すべて最高確度レベル、つまりＸ＝３、で示してある。上で説明したように、これら満たされたＲＩＸｅｌは、検出器アレイ８２ａ，８２ｂの中の感光素子８４ａ又は８４ｂが生じた正確な強度Ｉに基づいているからである。したがって、Ｘ＝３は最高レベルの確度、つまり最小のひずみを意味する。
【００５９】
これらの問題を理解するため、例えば、本発明に従って形状内容に関し、上述のように、特性描写された元の画像１２を考察し、さらに、図９ａのＲＩＸｅｌアレイ１３０に記憶されたこのような形状内容のＲＩＸｅｌ特性を考察する。図９ａの回転Ｒ＝４に関するＲＩＸｅｌアレイ１３０は、画像１２のための回転Ｒ＝１−３及び５−１６に関する別のＲＩＸｅｌアレイ、及び画像１２を見出すことの出来るソース位置アドレスに関連させることの出来る画像固有識別番号（ＩＤ＃）と一緒に、データベースの中に記憶される。また、ユーザは画像１２のコピイを持っているが、オリジナルの設置された場所を知りたいとする。しかし、コピイは視野の中で画像が上下又は左右に少しずれている。それでも、ユーザは画像のコピイを本発明の光学的画像特性描写器１０に入れると、そのコピイの形状内容の特性描写をしたＲＩＸｅｌデータが得られる。コピイ画像の視野内のずれがなければ、コピイの形状内容特性描写のＲＩＸｅｌ情報は、元の画像１２の形状内容特性描写と同じか又はほとんど同じである。しかし、視野内におけるコピイ画像のこのようなずれにより、コピイに関するＲＩＸｅｌアレイ１３０の中で別のＲＩＸｅｌ空間１３１が満たされることとなる。つまり、図９ａにおいて、元の画像１２ＲＩＸｅｌに対し、左右又は上下にずれた１つ以上のＲＩＸｅｌ空間が満たされる。したがって、コピイ（つまり参照画像）の形状内容のＲＩＸｅｌ特性描写を使って、元の画像１２に関してデータベースに記憶されたＲＩＸｅｌ情報に対し精密なＲＩＸｅｌ合致を（つまりＸ＝３ひずみレベルで）検索したとき、対応するコピイＲＩＸｅｌ情報とＲＩＸｅｌアレイ１３０の列及び行が少し違うので、図９ａの元の画像１２のＲＩＸｅｌデータは、検索において合致とは確認されないであろう。
【００６０】
この問題を解決するには、元の画像１２に関するＲＩＸｅｌデータをＲＩＸｅｌアレイ１３０にロードするとき、ＲＩＸｅｌアレイ１３０の以前には満たされなかったＲＩＸｅｌ空間１３１の幾つかを、図９ａに示すように、「Ｘ」値を小さく、つまりひずみを大きくして、同じ回転Ｒ値と強度Ｉ値で満たすよう、コンピュータ１００をプログラムすることが出来る。例えば図９ｂを参照すると、ここでは、元々満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１、従ってＸ＝３値の付いたものの輪郭を太く描いて、元々満たされたＲＩＸｅｌ空間の設置された場所を見易くする助けとした。次いで、図９ｂに示したように、コンピュータ１００が元は空白であったＲＩＸｅｌ空間１３１の幾つかを、元々満たされた空間１３１から水平に３空間及び垂直に３空間１３１まで、Ｒ、Ｉ、及びＸのＲＩＸｅｌ値で満たした。
【００６１】
厳密に言うと、図９ｂの挿絵において、新たに満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１の各々は、やはり同一回転Ｒ＝４を保っているので、新ＲＩＸｅｌ情報は依然としてＲＩＸｅｌ値について、スリット５２のその角度方向、つまり４５度方向から検索される。しかし、元の満たされた空間１３１から垂直又は水平に離れた追加ＲＩＸｅｌ空間１３１は、１段低いＸ値に結合しており、つまりＲＩＸｅｌ空間１３１が元の満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１から遠くなるほどひずみが増加する。このようにして、元々満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１がＸ＝３ひずみ値を持っている場合は、新たに満たされたＲＩＸｅｌで元々満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１から１つだけ離れた空間１３１は、Ｘ＝２を有する。元々満たされたＲＩＸｅｌ空間１３１から２つ離れた空間１３１はＸ＝１、３つ離れた空間１３１はＸ＝０を有する。異なるひずみ値Ｘ＝２、１、又は０、を有する新ＲＩＸｅｌ空間１３１に割り当てる強度Ｉ値は、普通、近くの元の強度Ｉ値と同じであるが、新ＲＩＸｅｌ空間１３１を満たすに当たってI値を割り当てるための特殊アルゴリズムは変更することが出来る。この考えは、特定の回転Ｒについて、これらの強度Ｉ値を記憶するＲＩＸｅｌの空間位置がＲＩＸｅｌアレイ１３０の中で少しずれていても、同じ又はほとんど同じＲＩＸｅｌ強度Iパターンの検索と発見が出来るようにするものである。こうして、もっと精密なＲＩＸｅｌデータに関する（つまりＸ＝３のＲＩＸｅｌに関する）検索によって画像コピイに関する合致を見出さなかった上の例のユーザは、そのとき精度の劣る検索を指定することが出来る。このような精度の劣る検索は、ＲとＩの値が同一で、異なるＸ、つまりひずみ値、例えば、Ｘ＝２又はＸ＝１又はＸ＝０を持つ合致を探すことが出来る。ＲＩＸｅｌ情報の合致は、もっと精密なＸ＝３を用いて合致が見出されなかった場合に、Ｘ＝２又はＸ＝１又はＸ＝０を用いて、形状内容のコピイ画像特性描写について見出されるであろう。それにより、ユーザはやはり、元の画像１２に関する確認と位置情報を入手することが出来る。
【００６２】
元の画像１２の走査コピイが、コピイの視野でずれていないときであっても、データベースに記憶された元の画像１２に関するＲＩＸｅｌすべてが合致し得ると期待するのは、多分実際的でないであろう。したがって、サーチャーは検索ソフトウエアによって、ＲＩＸｅｌ合致の所望レベルを規定することが出来るであろう。例えば、ユーザは、ＲＩＸｅｌの７０％合致を探して、検索でＲＩＸｅｌの７０％が合致した元の画像１２、１４、……、ｎすべてに関する確認情報を獲得することが出来る。７０％レベルで検索が返す合致が多過ぎるとき、ユーザは、ＲＩＸｅｌの８０％又は９０％などが合致する画像に関する確認情報のみを報告する、もっと高い、つまりもっと精密な、合致レベルを規定して別の検索をおこなうことが出来る。
【００６３】
画像１２に関するＲＩＸｅｌ情報は、画像１２、１４、……、ｎについての情報の記憶、検索、回収に関しユーザが望む基準によって、図１に示すように、任意の数の配置で及び任意の題名で又は各種の別の情報と共に、形状ベクトルデータベース１０２を構築するためコンピュータ１００により配布することが出来る。例えば、１つのデータベース構造体１０４は、ＲＩＸｅｌデータを固有画像識別子（画像のＩＤ＃など）の下で、画像に関する位置情報（インターネットで画像１２が見つかるＵＲＬアドレスなど）、フォーマット及び解像度情報（回転の刻み、検出器アレイサイズ、及び類似のもの）、色情報（これは人手による又は自動光カラー特性描写器（本発明の一部ではない）による）肌合い情報（これもまた別の自動光肌合い特性描写器（例えば、米国特許出願０９／３２６，３６２号））および類似のものとともに一覧表にする。別のデータベース配置１０６は、形状内容のＲＩＸｅｌ特性描写により画像１２、１４、……、ｎすべての識別番号又は記号表示を一覧表にすることが出来る。
【００６４】
これまでの記述は、本発明の原理の説明としてのみと見なされる。さらに、当業者には数多くの修正及び変更が容易に生じるので、本発明を上に示し記述したものと全く同じ構造及び処理に限定することは望まない。したがって、以下の請求項により定められるような本発明の範囲内に入る適切な修正及び等価物のすべてに対しては、訴訟をおこなうことがある。この明細書で使うとき、用語「含む」「含まれる」などは、述べられた特徴、完全体、構成部品、又はステップの存在を規定するが、１つ以上の別の特徴、完全体、構成部品、ステップ、又はそれらのグループの存在又は追加を除外するものではない。
本明細書に取り入れられかつその一部を形成する添付図面が本発明の好ましい実施形態を図示しかつ説明とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学的画像描写器の概略線図である。
【図２】図２ａ〜図２ｃは画像（図２ｂ）の形状特徴に関する空間フィルタ（図２ｃ）のスリットの垂直角配向と結果として生ずる光エネルギ（図２ｃ）のフィルタ済みパターンと間の関係を示す図である。
【図３】図３ａ〜図３ｃは図２ａ〜ｃに類似の図であるが、垂直方向から約５０のスリットの角配向を有する図２ａ〜ｃに類似の図である。
【図４】図４ａ〜図４ｃも図２ａ〜ｃに類似の図であるが、水平方向に回転したスリットを有する図２ａ〜ｃに類似の図である。
【図５】光エネルギのフィルタ済みパターンを検出するため使用されるような本発明のずらされた仮想上並設した検出器格子の図式説明図である。
【図６】隣接する感光素子間境界をまたぐ光エネルギスポットまたは領域の検出を説明する仮想上並設した検出器アレイの拡大部分の図である。
【図７】ＲＩＸｅｌデータアレイのため画像本性、ＲＩＸｅｌ回転、および強度データの収集を説明する機能線図である。
【図８】ＲＩＸｅｌデータベースに含ませる一方の検出器アレイの感光素子および他方の検出器アレイの４つの部分的に並設された感光素子の中から強度を選択する強度信号比較器回路の図式説明図である。
【図９】図９ａ〜図９ｂは精度よいサーチのため回転、強度、およびひずみ情報を満たした空間を有しかつより低い精度のサーチのための様々なひずみ値フラッグを満たした付加空間を有するＲＩＸｅｌデータベースの部分を示す図である。

Claims

画像を形状内容により特徴付ける方法であって、
前記画像の光フーリエ変換パターンを光エネルギを用いて作成するステップと、
前記光エネルギのフィルタ済みパターンを作成するため、回転するスリットを用いて前記フーリエ変換パターンから該光エネルギを空間フィルタするステップと、
前記光エネルギが、２つの同一のフィルタ済みパターン対に分割することにより、前記スリットの離散角配向にフィルタ済みパターンで分布されたとき、前記フィルタ済みパターン対の各々が互いにほぼ同等の光エネルギ分布の強度を有し、該フィルタ済みパターン対の各々が２つの感光素子検出器アレイ対のうち１つの上に投影するが、前記検出器アレイ対のうち１つの上に入射する前記フィルタ済みパターン対が、他の検出器アレイ対に対する実質的関係において及びフィルタ済みパターンに関して、感光素子サイズの半分だけ垂直方向と水平方向とにオフセットしており、検出器アレイ対のうち１つの中の光要素が他の検出器アレイ対中の感光素子４つに対し部分的に並設されるように前記光エネルギの強度を検出するステップと、
前記検出器アレイ対双方の中の個別感光素子に入射する光エネルギの強度を検出するステップと、
前記検出器アレイ対のうち１つの中の個別感光素子が検出した光エネルギの強度を、別の検出器アレイ対中の部分的に並設した感光素子の各々が検出した光エネルギと比較するステップと、
前記感光素子のうち１つが検出した光エネルギの強度のうち、別の感光素子のうち任意の１つが検出した光エネルギの強度と少なくとも同じ高さのものを、光エネルギの強度のレベルとしてデータベースへ記録するのに用いるため選択するステップと、
前記選択された光エネルギの強度を、サイズと配置の点で前記検出器アレイ対のうち１つに相当するデータベースアレイに、データベースへの記録用に選択された光エネルギの強度が前記検出器アレイ対のうち１つの中の個別感光素子に対して特定可能であるように記録するステップと、
前記スリットの角度を回転して検出した前記選択された光エネルギの強度のうち閾値に合致又は超過するもののみを前記強度のレベルに分類し、前記分類された光エネルギの強度を、該スリットの回転角度が１１．２５度増加する毎に、該スリットの角度回転位置と共に前記データベースアレイに記録するステップと、を含む方法。
前記強度のレベルを、前記スリットの回転角度が１８０度になるまで、回転角度が１１．２５度毎に増加する１６箇所で記録するステップを含む請求項１に記載の方法。
光学的画像の形状内容を特性描写する方法であって、
画像（１２’）を含む光エネルギをフーリエ変換レンズ（３０）を通過させて、光エネルギの光学的フーリエ変換パターン（３２）を、レンズ（３０）から焦点距離（Ｆ）にある光軸（４０）上のレンズ（３０）の焦点面に作成することにより、画像（１２’）を空間領域からフーリエ領域に変換するステップと、
光軸（４０）から放射状に外向きに、その周りに離散角配向で置かれたフーリエ変換パターン（３２）の離散部分からだけ、光エネルギを通過させて、焦点面にあるフーリエ変換パターン（３２）を空間的にフィルタ（５０、５２）するステップと、
前記フーリエ変換パターン（３２）の離散部分からのフィルタ済み光エネルギを、光学的画像（１２’）の形状内容の部分に相当する空間領域光学的画像（６０）に戻して投影するステップと、
形状内容の前記部分に対応する空間的領域光学的画像（６０）の中の、複数の種々の位置において光エネルギの強度を検出するステップと、
形状内容に対応する前記部分の空間的領域光学的画像（６０）の中の、前記複数の種々の位置において検出された光エネルギの強度を記録するステップと、
光学（４０）軸から放射状に外向きで、その回りに異なる角度方向で置かれたフーリエ変換パターン（２３）の複数の別の離散部分がないときは、フーリエ変換パターン（２３）をフィルタするステップと、光エネルギを投影するステップと、強度を検出するステップと、強度を記録するステップとを、繰り返すステップとを含む方法。
検出された光エネルギの強度がそこから伝播するフーリエ変換パターン各の離散部分の位置を特定する情報を記録するステップを含む請求項３に記載の方法。
フーリエ変換パターンの前記離散部分の各々について、形状内容の部分に対応する空間的領域光学的画像の中で検出された前記強度の種々の位置を特定する情報を記録するステップを含む請求項３に記載の方法。
フーリエ変換パターンの前記離散部分が、光軸から、光軸に対して様々の固有角度方向で、放射状にその伸張方向に伸びる伸張領域を含む請求項３に記載の方法。
光軸の周りで回転することの出来る不透明なロータの中の伸張スリットを用いて、フーリエ変換パターンを空間的にフィルタするステップを含む請求項６に記載の方法。
空間光モジュレータを用いて、フーリエ変換パターンを空間的にフィルタするステップを含む請求項６に記載の方法。
伸張領域が、長い長方形である請求項６に記載の方法。
フーリエ変換パターンの離散部分が任意の所望の形状を含む請求項６に記載の方法。
フーリエ変換パターンの離散部分が、長い長方形を含む請求項１０に記載の方法。
フーリエ変換パターンの離散部分が、長円形を含む請求項１０に記載の方法。
各離散部分の光軸に対する角度方向を特定する情報を記録するステップを含む請求項４に記載の方法。
２次元アレイの形状内容の部分のピクセル光学的画像を検出するステップと、前記強度の種々の位置を、当該強度が生じるピクセルの位置にしたがって、特定する情報を記録するステップとを含む請求項５に記載の方法。
空間的領域光学的画像に置かれた２次元光検出器アレイを用いてピクセルを検出するステップを含む請求項１４に記載の方法。
光軸（４０）上の焦点距離（Ｆ）にある焦点面と、光軸（４０）が焦点面と交わる焦点とを有するフーリエ変換レンズ（３０）と、
フーリエ変換レンズ（３０）の後方の焦点面に置かれ、焦点面の複数の離散部分を通じて順に選択的に光エネルギを通すことができる光軸（４０）を中心とする空間的フィルタ（５０）であって、光軸（４０）から外向きに放射状に且つ光軸の回りに様々の角度方向で置かれて、光エネルギが残りの焦点面を通過するのを阻止する空間的フィルタ（５０）と、
関連する光源（２３）を有し、その光源（２３）からの光エネルギを用いて光学的画像を作成することに対処することが出来る空間光モジュレータ（２６）であって、フーリエ変換レンズ（３０）を通じて光学的画像を投影してフーリエ領域の中にある光学的画像中の光エネルギのフーリエ変換パターンを形成するため、フーリエ変換レンズ（３０）の前方の焦点面の光軸（４０）上に置かれた空間光モジュレータ（２６）と、
空間的フィルタ（５０）が通した焦点面の離散部分からの光エネルギが空間領域に焦点を結び直す後方の焦点面から焦点距離（Ｆ）の大きさだけ後方に離れて置かれた光検出器装置（８０ａ、８０ｂ）であって、空間的領域に焦点を結び直す光エネルギの中の光エネルギの強度パターンを検出する能力のある光検出器装置（８０ａ、８０ｂ）と、
焦点面の各離散部分から空間的フィルタ（５０）を通過した画像を含む光エネルギについて、空間的領域における光エネルギの強度のパターンを記録するため、光検出器装置に接続されたコンピュータ（１００）と、を含む光学的画像形状内容特性描写器。
空間的フィルタが、フーリエ変換レンズの焦点面に置かれ光軸の周りで回転するスリット付きのロータを含む請求項１６に記載の光学的画像形状内容特性描写器。
空間的フィルタ（５０）が、選択された角配向で回転スリット（５２）により画素を順々にターンオンおよびオフする空間光モジュレータを含む請求項１６に記載の光学的画像形状内容特性描写器。
光検出器装置が、空間的領域光エネルギパターンの中のそれぞれ別個のピクセル位置において光エネルギの強度を検出する個別感光素子の２次元アレイを含む請求項１６の光学的画像形状内容特性描写器。
空間的領域中の光エネルギの強度パターンの中の光エネルギのピクセル強度を、ピクセル位置の相互関係と並べ、光エネルギがそこを通過して光検知器装置に達する焦点面の離散部分を特定する情報と並べて、収集し記録するためコンピュータがプログラムされている請求項１９に記載の光学的画像形状内容特性描写器。
空間的領域中の光エネルギのピクセル強度が検出されたとき、空間的領域中の光エネルギのピクセル強度の収集との関連で光学的画像について特定する情報と、空間フィルタが光を通過させることの出来る複数の離散部分各々について離散部分を特定する情報と、を記録するためにもまたコンピュータがプログラムされている請求項２０に記載の光学的画像形状内容特性描写器。
空間フィルタが光エネルギを通過させることの出来る離散部分各々のため記憶場所アレイのうち少なくとも１つが存在するよう、複数の２次元記憶場所アレイを有する構成のデータベースアレイを含み、２次元記憶場所アレイの各々が、光検出器中の個別感光素子に対応する記憶場所を有し、各記憶場所が、光エネルギがそこを通過して光検出器装置に達する焦点面の離散部分を特定する情報と、対応する感光素子が検出した光エネルギの強度とを受信し記憶する請求項２１に記載の光学的画像形状内容特性描写器。
光エネルギがそこを通過して光検出器装置に達する焦点面の離散部分を特定する情報が、離散部分の光軸に対する角度方向を示す情報を含む請求項２２に記載の光学的画像形状内容特性描写器。