JPH0624030B2 - Image analysis device - Google Patents

Image analysis device

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JPH0624030B2
JPH0624030B2 JP62228421A JP22842187A JPH0624030B2 JP H0624030 B2 JPH0624030 B2 JP H0624030B2 JP 62228421 A JP62228421 A JP 62228421A JP 22842187 A JP22842187 A JP 22842187A JP H0624030 B2 JPH0624030 B2 JP H0624030B2
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signal
image
light
differential
spatial light
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國治 滝沢
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Japan Broadcasting Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像解析装置に係り、特に2次元走査により時
系列信号に変換された画像信号から、動画像の移動方
向,移動距離および移動速度,動きベクトル等を解析す
る画像解析装置に関する。
The present invention relates to an image analysis device, and more particularly to a moving direction, moving distance and moving speed of a moving image from an image signal converted into a time series signal by two-dimensional scanning. The present invention relates to an image analysis device that analyzes motion vectors and the like.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、2次元走査により時系列信号に変換された画
像信号から時間的に隣接する2枚の画像の間の差分画像
信号だけを抽出し、動画像の移動方向,移動距離および
移動速度,動きベクトル等を検出する装置に関するもの
で、差分画像を空間光変調器に2次元的に記録し、この
空間光変調器に読出し光を照射することにより、空間光
変調器に記録されている時系列の差分画像信号を2次元
の差分光画像信号に変換して取り出し、さらにこの差分
光画像信号を2次元光位置検出器で2次元的に光電変換
することにより差分画像の重心座標を検出することを基
本動作とするものであり、これら一連の動作を連続的に
行うことにより動画像の移動方向,移動ベクトルおよび
移動速度,動きベクトル等を求めることができるように
したものである。
The present invention extracts only a differential image signal between two temporally adjacent images from an image signal converted into a time-series signal by two-dimensional scanning, and detects a moving direction, a moving distance and a moving speed of a moving image, The present invention relates to a device for detecting a motion vector, etc., and when a difference image is two-dimensionally recorded in a spatial light modulator and the spatial light modulator is irradiated with readout light, the difference image is recorded in the spatial light modulator. The differential image signal of the series is converted into a two-dimensional differential optical image signal and taken out, and the differential optical image signal is two-dimensionally photoelectrically converted by a two-dimensional optical position detector to detect the barycentric coordinates of the differential image. This is the basic operation, and the moving direction, moving vector and moving speed, moving vector, etc. of the moving image can be obtained by continuously performing these series of operations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の画像解析装置としては、 (A)時間的に相前後する2枚の画像間の信号レベル差が
最小になる偏位を求める方式 (B)時間的に相前後する2枚の画像の相互相関関数を最
大にする偏位を求める方式 などが一般的であり、いずれもコンピュータや電子回路
を利用した専用演算装置を用いて多数の標本値を数値計
算することにより求めるものである(例えば、吹抜敬彦
「画像のディジタル信号処理」日刊工業新聞社P.221
〜227)。
Conventionally, as this type of image analysis device, (A) a method for obtaining a deviation that minimizes a signal level difference between two images that are temporally consecutive (B) A method that finds the deviation that maximizes the image cross-correlation function is common, and all of these are obtained by numerically calculating a large number of sample values using a dedicated computing device that uses a computer or electronic circuit. (For example, Takahiko Fukibuki "Digital Signal Processing of Images" Nikkan Kogyo Shimbun P.221
~ 227).

[発明が解決しようとする問題点] 以下、これらの装置で用いられている画像解析法と問題
点を簡単に述べる。
[Problems to be Solved by the Invention] Image analysis methods and problems used in these apparatuses will be briefly described below.

(A)方式では、時間的に相前後する2枚の画像の相対的
位置を少しずつずらしながら、両画像の標本値の間のレ
ベル差の2乗の和を求め、その値が最小になる位置から
動画像の移動方向および移動距離を求める方法を利用し
ている。すなわち、時刻tのときの座標(x,y)の標本値
をgt(x,y)で表すと、時刻t1,t2における互いに(ζ,
η)だけ位置のずれた2枚の画像の標本値の間のレベル
差の2乗和は ΣΣ{gt2(x−ζ,y−η)−gt1(x,y)} となり、(A)の方式では、これを最小にする偏位(ζ,
η)を求めることにより、画像の動きを解析するもので
ある。
In method (A), the relative position of two images that are temporally consecutive is slightly shifted, and the sum of the squares of the level differences between the sample values of both images is calculated, and the value is minimized. A method is used to determine the moving direction and moving distance of the moving image from the position. In other words, to represent the sample values of the coordinates (x, y) at time t in gt (x, y), each other at time t 1, t 2 (zeta,
The sum of squares of the level difference between the sample values of the two images displaced by η) is ΣΣ {g t2 (x-ζ, y-η) -g t1 (x, y)} 2 and ( In the method of A), the deviation (ζ,
The motion of the image is analyzed by obtaining η).

この方法を利用した画像解析装置では、(ζ,η)を与
えて上記計算を繰り返し行うので、画素数が増大する
と、演算量が膨大になり、高速な画像解析が困難にな
る、および標本点群は水平方向や垂直方向に平行移動す
るけであり、画像が回転やサイクロイド運動等を行う場
合には解析が困難になる、などの問題点を拘えている。
In the image analysis device using this method, (ζ, η) is given and the above calculation is repeated. Therefore, if the number of pixels increases, the amount of calculation becomes enormous, making it difficult to perform high-speed image analysis, and The group only moves in parallel in the horizontal direction or the vertical direction, which makes it difficult to analyze when the image is rotated or cycloidally moved.

一方、(B)方式では、相互相関関数は ∬ gt1(x,y)gt2(x−ζ,y−η)dxdy で与えられ、偏位(ζ,η)を変えて上記関数が最大値
を示す位置を求めるため、(A)方式と同種の問題点を有
している。
On the other hand, in the (B) method, the cross-correlation function is given by ∬ g t1 (x, y) g t2 (x-ζ, y-η) dxdy, and the above function is maximized by changing the deviation (ζ, η). Since the position indicating the value is obtained, it has the same problem as the method (A).

以上に述べた従来技術の問題は、本来は、2次元情報で
ある画像を画素に分解し、これを時系列処理することに
起因するものである。
The problems of the conventional techniques described above are caused by the fact that an image, which is originally two-dimensional information, is decomposed into pixels and the time-series processing is performed on the decomposed pixels.

そこで、本発明の目的は、上記問題点を解決すべく、時
系列処理を行うことなく、時系列信号で表された動画像
信号の相続く2つのフレームの画像信号より2次元差分
画像を再編成して記録し、その記録された2次元差分光
画像信号を、光ビームを用いてそのまま信号処理するこ
とにより、動画像の移動方向,移動距離,移動速度,動
きベクトルなどを高速で求め、以て画像の動きを解析す
ることのできる画像解析装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to reconstruct a two-dimensional differential image from image signals of two consecutive frames of a moving image signal represented by a time-series signal, without performing time-series processing, in order to solve the above problems. The recorded two-dimensional differential optical image signal is organized and recorded, and the moving direction, moving distance, moving speed, motion vector, etc. of the moving image are obtained at high speed by directly processing the recorded two-dimensional differential optical image signal using a light beam. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image analysis device capable of analyzing the movement of an image.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる目的を達成するために、本発明は、走査により時
系列信号に変換された画像信号から時間的に順次の2枚
の画像の差分画像信号を形成する手段と、差分画像信号
に対する同期信号を形成する手段と、差分画像信号に対
応する差分画像の重心検出のタイミングを定めるトリガ
ー信号を形成する手段と、同期信号のタイミングで差分
画像信号を空間光変調手段の構成要素である空間光変調
器に記録可能な書込み信号に変換する信号書込み手段
と、光ビームを発生させる光源と、書込み信号により差
分画像信号を2次元平面に順次記録して保持するととも
に、光ビームを読出し光信号として前記空間光変調器に
導き、順次記録された差分画像信号で読出し光を同時に
変調することにより、時系列の差分画像信号を2次元空
間に表示された差分光画像に変換する空間光変調手段
と、差分光画像を光電変換して、複数の光電流を発生さ
せ、複数の光電流強度とそれらの発生位置から差分光画
像の重心座標を求める2次元光位置検出手段と、複数の
光電流に基づいて、差分光画像の重心、重心の移動方
向、移動距離および移動速度、および動きベクトルのう
ちの少くともひとつを求める演算手段とを具えたことを
特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention provides a means for forming a differential image signal of two temporally sequential images from an image signal converted into a time series signal by scanning, and a synchronization signal for the differential image signal. Forming means, means for forming a trigger signal that determines the timing of detecting the center of gravity of the difference image corresponding to the difference image signal, and a spatial light modulator that is a component of the spatial light modulating means at the timing of the synchronizing signal Signal writing means for converting into a recordable write signal, a light source for generating a light beam, a differential image signal is sequentially recorded and held on a two-dimensional plane by the write signal, and the light beam is used as a read light signal in the space. The time-series difference image signal is displayed in a two-dimensional space by guiding the light to the optical modulator and simultaneously modulating the readout light with the sequentially recorded difference image signal. A spatial light modulator for converting into an image, and a two-dimensional light position for photoelectrically converting the differential light image to generate a plurality of photocurrents, and obtaining barycentric coordinates of the differential light image from a plurality of photocurrent intensities and their generation positions. A detection means and a calculation means for obtaining at least one of the center of gravity of the differential optical image, the moving direction of the center of gravity, the moving distance and moving speed, and the motion vector based on a plurality of photocurrents. To do.

〔作用〕[Action]

本発明では、以上のようにして画像の動きを解析する
が、ここで、入力信号としてはテレビ画像をはじめとし
て、ファクシミリの通信画像、人工衛星画像、交通監視
やロボットなどのセンシング画像、胃カメラなどからの
医用画像など種々の入力画像信号を受けつけることがで
き、それら入力画像信号についての動画像処理に適用で
きる。
In the present invention, the movement of the image is analyzed as described above, but here, as the input signal, not only a television image but also a communication image of a facsimile, an artificial satellite image, a sensing image of a traffic monitor or a robot, a gastric camera. It is possible to receive various input image signals such as medical images from the above, and it can be applied to moving image processing for these input image signals.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下ではテレビ画像を入力信号とする実施例について本
発明を説明する。
The present invention will be described below with reference to an embodiment in which a television image is used as an input signal.

本発明による動画像解析装置の第1実施例のブロック図
を第1図に示す。
FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a moving image analysis apparatus according to the present invention.

第1図において、1は、時間的に相前後する2枚のテレ
ビ画像についてのテレビ信号6より差分画像信号7,そ
の同期信号8および差分画像の重心検出のタイミングを
定めるトリガー信号9を形成する信号処理部である。2
は、時系列の差分画像信号7を同期信号8のタイミング
で空間光変調部4に適した2次元の書込み光10に変換す
る信号書込み部である。3は、2次元の書込み光10によ
って空間光変調部4に記録された2次元の差分画像を2
次元の差分光画像信号12に変換するための読出し光11を
発生する光源部である。5は、この差分光画像信号12を
電気信号に変換し、差分画像の重心の移動方向,移動距
離,移動速度,動きベクトル等を求める信号検出部であ
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 forms a differential image signal 7 from a television signal 6 of two television images temporally preceding and following each other, a synchronizing signal 8 thereof, and a trigger signal 9 for determining the timing of detecting the center of gravity of the differential image. It is a signal processing unit. Two
Is a signal writing unit that converts the time-series difference image signal 7 into two-dimensional writing light 10 suitable for the spatial light modulator 4 at the timing of the synchronization signal 8. 3 is a two-dimensional difference image recorded in the spatial light modulator 4 by the two-dimensional writing light 10.
A light source unit for generating a reading light 11 for conversion into a two-dimensional differential optical image signal 12. Reference numeral 5 denotes a signal detection unit that converts the differential optical image signal 12 into an electric signal and obtains the moving direction, moving distance, moving speed, motion vector, etc. of the center of gravity of the differential image.

信号処理部1は、たとえば、第2図に示すように、テレ
ビ信号を1フレーム遅延する遅延線13、およびこの1フ
レーム遅延したテレビ信号と遅延のないテレビ信号との
間のレベル差の絶対値を形成する差分画像形成回路14を
有し、かつ、入力テレビ信号から同期信号を分離し、か
つ、その同期信号のタイミングで差分画像が1フレーム
分空間光変調部4に記録された時点において、トリガー
信号を送出する同期制御回路15を有する。このトリガー
信号に応動して、光源部3および信号検出部5は、差分
画像の重心座標の検出を開始する。
The signal processing unit 1, for example, as shown in FIG. 2, a delay line 13 for delaying a television signal by one frame, and an absolute value of a level difference between the television signal delayed by one frame and the television signal without delay. At the time when the differential image forming circuit 14 for forming the differential image is formed, the synchronizing signal is separated from the input television signal, and the differential image is recorded in the spatial light modulator 4 for one frame at the timing of the synchronizing signal. It has a synchronous control circuit 15 which sends out a trigger signal. In response to this trigger signal, the light source unit 3 and the signal detection unit 5 start detecting the barycentric coordinates of the difference image.

信号書込み部2は、テレビ受像器などのディスプレイ装
置で構成でき、信号処理部1からの差分画像信号7と同
期信号8を受信して陰極線管などの表示面上に差分画像
を表示し、その表示画像、たとえ蛍光画像を書込み光10
として空間光変調部4に送る。
The signal writing unit 2 can be configured by a display device such as a television receiver, receives the differential image signal 7 and the synchronization signal 8 from the signal processing unit 1, displays the differential image on a display surface such as a cathode ray tube, and Display image, even fluorescent image writing light 10
To the spatial light modulator 4.

光源部3は、信号処理部1からのトリガー信号9を受け
て空間的に均一の強度分布を持つ2次元的光パルスを読
出し光11として発生するものである。ただし、その光パ
ルスのパルス幅はテレビ信号の垂直ブランキング期間よ
り短いものとする。光パルスのスペクトルは空間光変調
器のスペクトル特性を考慮して定める必要があるが、可
視領域でスペクトル幅の狭いことが望ましい。
The light source section 3 receives the trigger signal 9 from the signal processing section 1 and generates a two-dimensional optical pulse having a spatially uniform intensity distribution as the reading light 11. However, the pulse width of the optical pulse is shorter than the vertical blanking period of the television signal. The spectrum of the optical pulse needs to be determined in consideration of the spectral characteristics of the spatial light modulator, but it is desirable that the spectrum width is narrow in the visible region.

空間光変調部4は、たとえば、第3図に示すように、空
間光変調器16,レンズ17Aと17B,偏光板18Aと18B,ビー
ムスプリッター19などの光学部品で構成される。空間光
変調器16と出力側の偏光板18Bおよびレンズ17Bとを対向
して配置し、その対向空間内にビームスプリッター19を
配置する。このビームスプリッター19には、読出し光11
をレンズ17Aおよび偏光板18Aを介して空間光変調器16に
入射させることができるようにし、その読出し光11によ
って、空間光変調器16に記録されている2次元の差分画
像を読み出す。その読み出した出力光をビームスプリッ
ター19から偏光板18Bおよびレンズ17Bを介して、2次元
に分布する差分光画像信号12として取り出す。
The spatial light modulator 4 is composed of, for example, as shown in FIG. 3, optical components such as a spatial light modulator 16, lenses 17A and 17B, polarizing plates 18A and 18B, and a beam splitter 19. The spatial light modulator 16 and the polarizing plate 18B and the lens 17B on the output side are arranged to face each other, and the beam splitter 19 is arranged in the facing space. This beam splitter 19 has a reading light 11
Can be made incident on the spatial light modulator 16 via the lens 17A and the polarizing plate 18A, and the two-dimensional difference image recorded in the spatial light modulator 16 is read by the reading light 11. The read output light is taken out from the beam splitter 19 via the polarizing plate 18B and the lens 17B as a differential optical image signal 12 which is two-dimensionally distributed.

空間光変調器16は、たとえば、第3図に示すように、書
込み光を2次元的に記録保持する光伝導材料から成る光
導電層20,光の位相や偏光方向を制御する電気光学材料
から成る電気光学層21,およびびこれら2層20と21との
間に介挿された書込み光10を遮断し、かつ読出し光11を
反射する中間薄膜層22を有し、さらに光導電層20および
電気光学層21の各外側表面に透明電極23を配設する。
The spatial light modulator 16 is, for example, as shown in FIG. 3, a photoconductive layer 20 made of a photoconductive material that two-dimensionally records and holds writing light, and an electro-optical material that controls the phase and polarization direction of light. Comprising an electro-optical layer 21 and an intermediate thin film layer 22 for blocking the writing light 10 and reflecting the reading light 11 interposed between these two layers 20 and 21, and further comprising a photoconductive layer 20 and A transparent electrode 23 is provided on each outer surface of the electro-optical layer 21.

空間光変調器16は、 (I)書込み光強度に応じて読出し光強度を変調する (II)少なくとも1フレーム分の差分画像信号を空間光
変調器16に書込むために必要な時間(例えばNTSCテレビ
信号の場合は1/30秒)以上にわたって書込み信号を記録
保持する (III)垂直ブランキング期間より短い時間で書込み信
号を消去する などの機能を有し、第3図に示す液晶ライトバルブの形
態の空間光変調器16に代えて、液晶ディスプレイなど種
々の空間光変調器を用いることができる。これらの表示
器については、岡野光治・小林駿介共編「液晶 応用
編」(培風館)に詳細な記述があり、ここではその説明
を省略する。
The spatial light modulator 16 (I) modulates the read light intensity according to the write light intensity (II) The time required to write at least one frame of the differential image signal into the spatial light modulator 16 (for example, NTSC (3) In the case of a TV signal, the write signal is recorded and held for 1/30 seconds or more. (III) The write signal is erased in a time shorter than the vertical blanking period. Instead of the spatial light modulator 16 in the form, various spatial light modulators such as a liquid crystal display can be used. These displays are described in detail in "Liquid Crystal Application" edited by Mitsuharu Okano and Shunsuke Kobayashi (Baifukan), and their explanations are omitted here.

信号検出部5は、たとえば、第4図に示すように、空間
光変調部4から出射した2次元の差分光画像信号12を受
光し、この光信号12の強度に応じて差分画像の重心座標
に対応する複数の光電流を生成する2次元光位置検出器
24と、この検出器24から得られた複数の光電流強度とそ
れらの発生位置から差分画像の重心の移動方向,移動距
離および移動速度,動きベクトルなどを求める演算回路
25とから構成される。2次元光位置検出器24としては、
たとえば、寺田由孝・山本晃永による「半導体二次元光
位置検出器の改良」(光学 12巻、5号(1983)p.367〜3
73)に詳細に記述されているものを使用することができ
る。
For example, as shown in FIG. 4, the signal detector 5 receives the two-dimensional differential optical image signal 12 emitted from the spatial light modulator 4 and, according to the intensity of the optical signal 12, the barycentric coordinates of the differential image. -Dimensional optical position detector that generates multiple photocurrents corresponding to
24, and an arithmetic circuit for obtaining the moving direction, moving distance and moving speed of the center of gravity of the difference image, the moving vector, etc. from the plurality of photocurrent intensities obtained from the detector 24 and their generation positions.
It consists of 25 and. As the two-dimensional optical position detector 24,
For example, “Improvement of a semiconductor two-dimensional optical position detector” by Yoshitaka Terada and Akinaga Yamamoto (Optics, Vol. 12, No. 5, (1983) pp. 367-3.
Those described in detail in 73) can be used.

次に、一例として、第5図(a)〜(d)に示すように、均一
の明るさを持つ輝度の高い(白い)正方形だけが水平方
向に移動し、輝度の低い(黒い)背景は静止している一
連のテレビ画像を例にとり、本発明の動作について説明
する。
Next, as an example, as shown in FIGS. 5A to 5D, only high-luminance (white) squares with uniform brightness move horizontally, and low-luminance (black) background The operation of the present invention will be described by taking a series of still television images as an example.

第5図(a)〜(d)のテレビ信号が信号処理部1に入力され
ると、信号処理部1では相前後する画像の間でレベル差
の絶対値が求められる。その結果、第5図(e)〜(g)に示
されるような差分画像信号7が形成される。すなわち、
第5図(e),(f)および(g)は、それぞれ、第5図(a)と
(b)、第5図(b)と(c)および第5図(c)と(d)の各間の画
像間の差信号の絶対値を示すものである。これら一連の
差分画像信号7を、信号書込み部2において、ディスプ
レイ装置の表示面上に表示すれば、空間光変調器16に第
5図(e)〜(g)に示す差分画像信号7を記録することがで
きる。
When the television signals of FIGS. 5 (a) to 5 (d) are input to the signal processing unit 1, the signal processing unit 1 obtains the absolute value of the level difference between successive images. As a result, the differential image signal 7 as shown in FIGS. 5 (e) to 5 (g) is formed. That is,
5 (e), (f) and (g) are respectively shown in FIG. 5 (a) and
FIG. 5B shows the absolute value of the difference signal between the images in FIGS. 5B and 5C and FIGS. 5C and 5D. When the series of differential image signals 7 are displayed on the display surface of the display device in the signal writing section 2, the differential image signals 7 shown in FIGS. 5 (e) to 5 (g) are recorded in the spatial light modulator 16. can do.

1枚の差分画像信号7の空間光変調器16への2次元記録
が完了した時点において、光源部3から読出し光11とし
て2次元的光パルスを空間光変調器16に送り、ここで、
信号書込み部2において時系列信号として走査によりデ
ィスプレイ上に表示されていた差分画像信号7を2次元
の差分光画像信号12に変換する。この差分光画像信号12
は信号検出部5の2次元光位置検出器24に送られ、そこ
で当該差分画像の重心座標に相当する複数の光電流に変
換される。これら光電流に基づいて、演算回路25では差
分画像の重心を求めることができる。
At the time when the two-dimensional recording of one differential image signal 7 in the spatial light modulator 16 is completed, a two-dimensional optical pulse is sent from the light source unit 3 to the spatial light modulator 16 as the reading light 11, where:
In the signal writing section 2, the differential image signal 7 displayed on the display by scanning as a time series signal is converted into a two-dimensional differential optical image signal 12. This differential optical image signal 12
Is sent to the two-dimensional optical position detector 24 of the signal detection unit 5, where it is converted into a plurality of photocurrents corresponding to the barycentric coordinates of the difference image. Based on these photocurrents, the arithmetic circuit 25 can determine the center of gravity of the difference image.

第5図(e)〜(g)に示すような差分画像についてそれぞれ
重心を求めれば、動画像の移動距離,移動方向,移動速
度,動きベクトル等を求めることができる。例えば、連
続する2枚の差分画像の重心座標をそれぞれ(xi,yi)、
(xi+1,yi+1)とすると、動画像の移動距離lは次式で与
えられる。
If the center of gravity is calculated for each of the differential images shown in FIGS. 5 (e) to 5 (g), the moving distance, moving direction, moving speed, motion vector, etc. of the moving image can be calculated. For example, the barycentric coordinates of two consecutive difference images are (x i , y i ),
Assuming that (x i + 1 , y i + 1 ), the moving distance l of the moving image is given by the following equation.

l={(xi-xi+1)2+(yi-yi+1)21/2 (1) また、フレーム周期をτとすると移動速度vは v=l/τ (2) で与えられる。さらに、移動方向は2つの重心座標を通
る直線とx軸とのなす角 θ=tan-1|(yi-yi+1)/(xi-xi+1)| (3) で表わされる。lとθより動画像の動きベクトルが定め
られる。
l = {(x i -x i + 1 ) 2 + (y i -y i + 1 ) 2 } 1/2 (1) Further, when the frame period is τ, the moving speed v is v = 1 / τ (2 ) Is given. Further, the moving direction is represented by an angle θ = tan −1 | (y i -y i + 1 ) / (x i -x i + 1 ) | (3) formed by the straight line passing through the two barycentric coordinates and the x-axis. Be done. The motion vector of the moving image is determined from l and θ.

第5図に示したように、画像が直線的に移動する場合、
差分画像の動きベクトルは実際の動画像の動きベクトル
に相等しい。ところで、画像の動きは一般に曲線的であ
り、その動きが速い場合には、差分画像の動きベクトル
と動画像の動きベクトルとは一致しなくなる。しかし、
この場合でも、光パルスの周期((2)式のτに相当す
る)を小さくすることによって、曲線的動きを直線で近
似することができ、差分画像の動きベクトルと動画像の
動きベクトルとをほぼ一致させることができる。
As shown in FIG. 5, when the image moves linearly,
The motion vector of the difference image is equal to the motion vector of the actual moving image. By the way, the motion of an image is generally curved, and when the motion is fast, the motion vector of the differential image and the motion vector of the moving image do not match. But,
Even in this case, the curvilinear motion can be approximated by a straight line by reducing the period of the light pulse (corresponding to τ in the equation (2)), and the motion vector of the difference image and the motion vector of the moving image can be obtained. Can be almost matched.

以上に本発明の実施例について説明してきたが、信号処
理部1の遅延回路13としては、第2図に例示した1フレ
ーム遅延線のほか、フレームメモリやフィールドメモリ
も利用できる。また、信号書込み部2としては、ここに
例示した陰極線管から成るテレビ受像器のほかにも、液
晶ディスプレイ,エレクトロルミネッセンスディスプレ
イ,プラズマディスプレイなど各種のディスプレイ装置
を利用できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, as the delay circuit 13 of the signal processing section 1, a frame memory or a field memory can be used in addition to the one-frame delay line illustrated in FIG. Further, as the signal writing unit 2, various display devices such as a liquid crystal display, an electroluminescence display, a plasma display can be used in addition to the television receiver including the cathode ray tube illustrated here.

本発明の他の実施例のブロック図を第6図に示す。ここ
で、信号処理部1,光源部3および信号検出部5の構成
およびその動作は第1図に示した実施例と同じである
が、本例では空間光変調器16の代わりに透過型の液晶デ
ィスプレイ26を用い、差分画像信号7を液晶ディスプレ
イ26に記録保持する点が前記実施例と異なる。
A block diagram of another embodiment of the present invention is shown in FIG. Here, the configurations and operations of the signal processing unit 1, the light source unit 3 and the signal detection unit 5 are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, but in this example, a transmissive type instead of the spatial light modulator 16 is used. The difference from the above embodiment is that the liquid crystal display 26 is used and the differential image signal 7 is recorded and held in the liquid crystal display 26.

信号書込み部2は、信号処理部1からの差分画像信号7
と同期信号8を受けて、液晶ディスプレイ26を駆動する
書込み信号10′を形成する液晶駆動回路で構成される。
The signal writing unit 2 uses the difference image signal 7 from the signal processing unit 1.
And a sync signal 8 and a liquid crystal drive circuit for forming a write signal 10 'for driving the liquid crystal display 26.

空間光変調部4は、第6図に示すように、レンズ17A,17
Bおよび17c,偏光板18Aと18Bおよび透過型液晶ディスプ
レイ26から成る。液晶ディスプレイ26を挟んで偏光板18
Aと18Bを対向配置し、光源部3、たとえばHe-Neレーザ
からの読出し光11をレンズ17Cおよび17Aを介して2次元
的に広がりをもつ光に変換して液晶ディスプレイ26に入
射させる。この液晶ディスプレイ26からの透過光をレン
ズ17Bを経て差分光画像信号12として信号検出部5に送
出する。
As shown in FIG. 6, the spatial light modulator 4 includes lenses 17A and 17A.
B and 17c, polarizing plates 18A and 18B, and a transmissive liquid crystal display 26. Polarizing plate 18 with the liquid crystal display 26 in between
A and 18B are arranged so as to face each other, and the read light 11 from the light source unit 3, for example, a He-Ne laser is converted into light having a two-dimensional spread through the lenses 17C and 17A and is made incident on the liquid crystal display 26. The transmitted light from the liquid crystal display 26 is sent to the signal detection unit 5 as the differential optical image signal 12 via the lens 17B.

液晶ディスプレイ26としては、単純マトリックス駆動型
とアクティブマトリックス駆動型があるが、後者は画像
のコントラストが高く、書込み信号の保持時間が長いな
どの利点を有するため、本発明における空間光変調器と
して特に適している。
As the liquid crystal display 26, there are a simple matrix drive type and an active matrix drive type, but the latter has advantages such as high image contrast and long write signal holding time, and thus is particularly useful as a spatial light modulator in the present invention. Are suitable.

第1図または第6図に示した実施例においては、トリガ
ー信号9は光源部3に送られるが、図中に点線で示され
るように、トリガー信号9を信号検出部5に送り、差分
画像が完成した時点において、このトリガー信号9のタ
イミングで2次元位置検出器24からの光電流を演算回路
25に取り込むことにより、差分画像の重心を検出するこ
とも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 6, the trigger signal 9 is sent to the light source unit 3, but as shown by the dotted line in the figure, the trigger signal 9 is sent to the signal detection unit 5 and the difference image At the time when is completed, the photocurrent from the two-dimensional position detector 24 is arithmetically operated at the timing of the trigger signal 9.
It is also possible to detect the center of gravity of the difference image by importing it into 25.

この構成では、光源部3は連続光を発生する機能を有す
るだけでよく、光源部3の構成を簡単にすることができ
る。
With this configuration, the light source unit 3 need only have the function of generating continuous light, and the configuration of the light source unit 3 can be simplified.

次に、本発明の機能をより明確にするために、第6図を
基本構成とする画像解析装置を用いて、動画像を解析し
た実験例を示す。その場合に用いた画像解析装置の構成
を第7図に示す。
Next, in order to further clarify the function of the present invention, an experimental example in which a moving image is analyzed by using the image analysis device having the basic configuration shown in FIG. 6 will be shown. The configuration of the image analysis device used in that case is shown in FIG.

第7図において、信号処理部1はパーソナルコンピュー
タ27より成り、このコンピュータ27は第5図(e)〜(g)に
示すような均一の明るさを持つ擬似差分画像信号7′を
形成する機能を持つ。このパーソナルコンピュータ27
は、トリガー信号9を信号検出部5に送出する機能をも
有する。信号書込み部2において、信号変換回路28はパ
ーソナルコンピュータ27からの信号7′をNTSCテレビ信
号に変換する機能を持つ。また、液晶ディスプレイ駆動
回路29はNTSCテレビ信号に変換された差分画像信号を液
晶ディスプレイ26に表示するための駆動信号、すなわち
書込み信号10′の形成を行う。He-Neレーザ30によって
光源部3を構成し、空間的にほぼ均一な強度分布を持つ
レーザー光(波長633mm)を液晶ディスプレイ26に送る
機能を持つ。ここで、液晶ディスプレイ26としては、ア
クティブマトリックス駆動方式を採用しており、空間光
変調器16に相当する。
In FIG. 7, the signal processing unit 1 is composed of a personal computer 27, and this computer 27 has a function of forming a pseudo differential image signal 7'having a uniform brightness as shown in FIGS. 5 (e) to 5 (g). have. This personal computer 27
Also has a function of sending the trigger signal 9 to the signal detector 5. In the signal writing unit 2, the signal conversion circuit 28 has a function of converting the signal 7'from the personal computer 27 into an NTSC television signal. Further, the liquid crystal display drive circuit 29 forms a drive signal for displaying the differential image signal converted into the NTSC television signal on the liquid crystal display 26, that is, a write signal 10 '. The He-Ne laser 30 constitutes the light source unit 3 and has a function of sending laser light (wavelength 633 mm) having a spatially substantially uniform intensity distribution to the liquid crystal display 26. Here, the liquid crystal display 26 adopts an active matrix drive system and corresponds to the spatial light modulator 16.

パーソナルコンピュータ27で作成した方形の擬似差分画
像信号7を円周上に連続的に移動したときの、パーソナ
ルコンピュータ27で予め計算した差分画像7の重心の軌
跡(破線)と、第7図の装置で実際に測定した重心の軌
跡(実線)とを対比して示すと、第8図のようになる。
なお、この場合、差分画像の全面図に占める割合は約2.
3%であった。パーソナルコンピュータ27で作成した差
分画像信号7は1フレームごとに位置が変化しており、
1/30秒ごとの差分画像の移動距離および移動方向は破線
および実線上の動きのベクトルとして表される。両者は
ほぼ一致しており、本発明による装置が簡単な構成であ
るにも拘らず、高速で精度よく動画像を解析できること
を示している。
The locus of the center of gravity (broken line) of the differential image 7 calculated in advance by the personal computer 27 when the rectangular pseudo differential image signal 7 created by the personal computer 27 is continuously moved on the circumference, and the device of FIG. When the locus of the center of gravity (solid line) actually measured is compared and shown in FIG.
In this case, the difference image occupies about 2.
It was 3%. The position of the differential image signal 7 created by the personal computer 27 changes every frame,
The moving distance and moving direction of the difference image every 1/30 second are represented as a motion vector on a broken line and a solid line. The two are almost the same, which shows that the apparatus according to the present invention can analyze a moving image at high speed and with high accuracy, although the apparatus has a simple structure.

さらに、第7図に示した光源部3,空間光変調部4およ
び2次元光位置検出器24を一体化し、本発明の装置を小
型化および堅牢化することができる。その一例を第9図
に示す。同図において、31は面発光光源(例えばプラズ
マやエレクトロルミネッセンスなどを利用した面発光セ
ル)、32は2次元アレイ化されたレンズ群である。透過
型液晶ディスプレイ26の両主面に偏光板18Aおよび18Bを
介してレンズ群32および2次元光位置検出器24を配設す
る。レンズ群32には面発光光源31を密着させて、この光
源31からの2次元光をレンズ群32から偏光板18Aを経て
ディスプレイ26に導く。ディスプレイ26を透過した光を
偏光板18Bを介して検出器24に導く。
Further, the light source unit 3, the spatial light modulator 4 and the two-dimensional light position detector 24 shown in FIG. 7 can be integrated to make the apparatus of the present invention smaller and more robust. An example thereof is shown in FIG. In the figure, 31 is a surface emitting light source (for example, a surface emitting cell utilizing plasma or electroluminescence), and 32 is a lens group formed into a two-dimensional array. A lens group 32 and a two-dimensional optical position detector 24 are arranged on both main surfaces of a transmissive liquid crystal display 26 via polarizing plates 18A and 18B. A surface emitting light source 31 is brought into close contact with the lens group 32, and two-dimensional light from the light source 31 is guided from the lens group 32 to the display 26 via the polarizing plate 18A. The light transmitted through the display 26 is guided to the detector 24 via the polarizing plate 18B.

レンズアレイ32を構成するマイクロレンズの一例を第10
図に示す。このマイクロレンズは集束性ロッドレンズ34
であり、その側面は黒色樹脂などで被覆されている。そ
の理由は、レンズの開口数で定められる最大受光角より
大きな入射角度を持つ光が面発光セル31からこのレンズ
34に入射した場合、これをレンズ側面で吸収して液晶デ
ィスプレイ26のコントラストの低下、すなわち位置検出
精度の低下を防止するためである。
The tenth example of the microlenses forming the lens array 32
Shown in the figure. This micro lens is a focusing rod lens 34
And its side surface is covered with a black resin or the like. The reason is that light having an incident angle larger than the maximum light receiving angle determined by the numerical aperture of the lens is emitted from the surface emitting cell 31 to the lens.
This is because when the light enters the lens 34, it is absorbed by the side surface of the lens and the deterioration of the contrast of the liquid crystal display 26, that is, the position detection accuracy is prevented.

第1図,第6図および第7図に示した実施例の測定精度
は、主として空間光変調器16の消光比(出力光の最大値
と最小値との比)と信号保持特性に依存する。消光比が
小さい場合、空間光変調器16から出射した光には、差分
光画像信号12のほかに雑音に相当する背景光が多く含ま
れることになり、このままでは正確な重心座標の検出が
困難になる。
The measurement accuracy of the embodiment shown in FIGS. 1, 6, and 7 mainly depends on the extinction ratio (the ratio between the maximum value and the minimum value of the output light) of the spatial light modulator 16 and the signal holding characteristic. . When the extinction ratio is small, the light emitted from the spatial light modulator 16 includes a large amount of background light corresponding to noise in addition to the differential optical image signal 12, and it is difficult to accurately detect the barycentric coordinates. become.

そこで、本例においては、予め差分光画像信号12がない
状態の背景光の強度とその重心座標を求めておき、次に
差分光画像信号12と背景光を合わせ持つ光ビームの強度
とその重心座標を求める演算処理を行うことにより、こ
の問題を解決している。すなわち、差分光画像信号12の
強度をIM、その重心座標を(xM,yM)、および背景光の強
度をIo、その重心座標を(xo,yo)とするとき、差分光画
像信号12と背景光をあわせ持つ光ビームの重心座標(x,
y)は で与えられる。上式は次式のように書き改められる。
Therefore, in this example, the intensity of the background light in the absence of the differential light image signal 12 and its barycentric coordinate are obtained in advance, and then the intensity of the light beam having the differential light image signal 12 and the background light and its barycenter are obtained. This problem is solved by performing arithmetic processing for obtaining coordinates. That is, when the intensity of the differential optical image signal 12 is I M , its barycentric coordinate is (x M , y M ), and the background light intensity is I o , and its barycentric coordinate is (x o , y o ), the difference is The barycentric coordinates (x,
y) is Given in. The above equation can be rewritten as the following equation.

従って、Ioと(xo,yo)、およびIo+IM(差分光画像信号と
背景光との総合強度)と前述の全光ビームの重心座標
(x,y)を測定すれば、差分光画像信号12の重心座標(xM,y
M)を求めることができる。第8図に示した実験結果は、
(6),(7)式で表される補正を行っており、この方法が有
効であることを示している。
Therefore, I o and (x o , y o ), and I o + I M (total intensity of the differential light image signal and background light) and the barycentric coordinates of the total light beam described above.
If (x, y) is measured, the barycentric coordinates (x M , y
M ) can be obtained. The experimental results shown in FIG. 8 are
The correction represented by the equations (6) and (7) is performed, and it is shown that this method is effective.

次に、空間光変調器16の信号保持特性について述べる。
信号保持時間が短い場合、主として画像の垂直方向に明
るさの変化(シェーディング)が生じる。かかるシェー
ディングは、動画像の重心のy座標の誤差となるが、光
源部3と信号検出部5との間に上部の透過率が下部より
も大きい不均一な透過率分布を持つ光減衰板を挿入する
ことにより、この誤差を軽減することができる。
Next, the signal holding characteristic of the spatial light modulator 16 will be described.
When the signal holding time is short, brightness changes (shading) occur mainly in the vertical direction of the image. Such shading causes an error in the y-coordinate of the center of gravity of the moving image, but a light attenuating plate having a non-uniform transmittance distribution in which the transmittance of the upper portion is larger than that of the lower portion is provided between the light source unit 3 and the signal detecting unit 5. By inserting it, this error can be reduced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

従来の動画像解析装置と比べて本発明は次のような効果
を示す。
The present invention has the following effects as compared with the conventional moving image analysis apparatus.

(1)従来装置では、画素数が増大すると計算量が膨大に
なり、高速処理が困難になるが、本発明では、差分画像
の重心座標を求める計算時間は2次元光位置検出器の応
答時間だけに依存するため、高速処理が可能である。例
えば、第7図に示した画像解析装置においては、2.5×1
07画素から成る画像の動きを約20μsecで求めることが
できる。
(1) In the conventional device, when the number of pixels increases, the amount of calculation becomes enormous and high-speed processing becomes difficult. However, in the present invention, the calculation time for obtaining the barycentric coordinates of the difference image is the response time of the two-dimensional optical position detector. High-speed processing is possible because it depends only on. For example, in the image analysis device shown in FIG. 7, 2.5 × 1
A movement of an image consisting of 0 7 pixels can be obtained at about 20 .mu.sec.

(2)従来装置では画像が高速度で回転している場合、そ
の動きを解析することは困難であるが、本発明では、差
分光画像の重心と回転中心が一致しない場合、回転の向
きや回転速度を求めることができる。
(2) In the conventional device, when the image is rotating at a high speed, it is difficult to analyze the movement, but in the present invention, when the center of gravity and the center of rotation of the differential optical image do not match, the direction of rotation or The rotation speed can be calculated.

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

第1図は本発明画像解析装置の一構成例を示すブロック
図、 第2図は本発明画像解析装置における信号処理部の一構
成例を示すブロック図、 第3図は本発明画像解析装置における空間光変調部の一
構成例を示す構成図、 第4図は本発明画像解析装置における信号検出部の一構
成例を示すブロック図、 第5図は第1図の動作を説明するためのテレビ信号およ
び差分画像信号の一例の説明図、 第6図は本発明画像解析装置の他の構成例を示すブロッ
ク図、 第7図は第6図の構成に基き試作した画像解析装置の構
成例を示すブロック図、 第8図は差分画像の動きベクトルの計算結果(破線)と
実験結果(実践)の一例の説明図、 第9図は本発明の変形例を示す断面図、 第10図は第9図に示したマイクロレンズの一例を示す斜
視図である。 1……信号処理部、 2……信号書込み部、 3……光源部、 4……空間光変調部、 5……信号検出部、 6……テレビ信号、 7……差分画像信号、 8……同期信号、 9……トリガー信号、 10……書込み光、 10′……書込み信号、 11……読出し光、 12……差分光画像信号、 13……1フレーム遅延線、 14……差分画像形成回路、 15……同期制御回路、 16……空間光変調器、 17A,17B,17C……レンズ、 18A,18B……偏光板、 19……ビームスプリッター、 20……光伝導層、 21……電気光学層、 22……中間薄膜層、 23……透明電極、 24……2次元光位置検出器、 25……演算回路、 26……液晶ディスプレイ、 27……パーソナルコンピュータ、 28……信号変換回路、 29……液晶テレビ駆動回路、 30……He-Neレーザ、 31……面発光光源、 32……レンズ群、 34……集束性ロッドレンズ。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the image analysis apparatus of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing unit in the image analysis apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of the image analysis apparatus of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a spatial light modulation unit, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a signal detection unit in the image analysis apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a television for explaining the operation of FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the image analysis device of the present invention, and FIG. 7 is a configuration example of a prototype image analysis device based on the configuration of FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the calculation result (broken line) of the motion vector of the difference image and an example of an experimental result (practice), FIG. 9 is a sectional view showing a modification of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a perspective view showing an example of the microlens shown in FIG. 9. 1 ... Signal processing unit, 2 ... Signal writing unit, 3 ... Light source unit, 4 ... Spatial light modulation unit, 5 ... Signal detection unit, 6 ... TV signal, 7 ... Differential image signal, 8 ... … Synchronization signal, 9 …… Trigger signal, 10 …… Write light, 10´ …… Write signal, 11 …… Read light, 12 …… Differential optical image signal, 13 …… 1 frame delay line, 14 …… Differential image Forming circuit, 15 …… Synchronous control circuit, 16 …… Spatial light modulator, 17A, 17B, 17C …… Lens, 18A, 18B …… Polarizing plate, 19 …… Beam splitter, 20 …… Photoconductive layer, 21… … Electro-optical layer, 22 …… Intermediate thin film layer, 23 …… Transparent electrode, 24 …… Two-dimensional optical position detector, 25 …… Computational circuit, 26 …… Liquid crystal display, 27 …… Personal computer, 28 …… Signal Conversion circuit, 29 …… LCD TV drive circuit, 30 …… He-Ne laser, 31 …… Surface emitting light source, 32 …… Lens group, 34 …… Focusing Rod lens.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】走査により時系列信号に変換された画像信
号から時間的に順次の2枚の画像の差分画像信号を形成
する手段と、 前記差分画像信号に対する同期信号を形成する手段と、 前記差分画像信号に対応する差分画像の重心検出のタイ
ミングを定めるトリガー信号を形成する手段と、 前記同期信号のタイミングで前記差分画像信号を後記空
間光変調手段の構成要素である空間光変調器に記録可能
な書込み信号に変換する信号書込み手段と、 光ビームを発生させる光源と、 前記書込み信号により差分画像信号を前記空間光変調器
の2次元平面に順次記録して保持するとともに、前記光
ビームを読出し光として前記空間光変調器に導き、順次
に記録された前記差分画像信号で前記読出し光を同時に
変調することにより、時系列の差分画像信号を2次元空
間に同時に表示された差分光画像に変換する空間光変調
手段と、 前記差分光画像を光電変換して、複数の光電流を発生さ
せ、複数の光電流強度とそれらの発生位置から前記差分
光画像の重心座標を求める2次元光位置検出手段と、 前記複数の光電流に基づいて、前記差分光画像の重心、
重心の移動方向、移動距離および移動速度、および動き
ベクトルのうちの少くともひとつを求める演算手段と を具えたことを特徴とする画像解析装置。
1. A means for forming a differential image signal of two temporally sequential images from an image signal converted into a time-series signal by scanning; a means for forming a synchronization signal for the differential image signal; Means for forming a trigger signal that determines the timing of detecting the center of gravity of the differential image corresponding to the differential image signal, and recording the differential image signal at the timing of the synchronization signal in a spatial light modulator that is a constituent element of the spatial light modulating means described later. Signal writing means for converting into a possible writing signal, a light source for generating a light beam, a differential image signal is sequentially recorded and held on the two-dimensional plane of the spatial light modulator by the writing signal, and the light beam The time-series difference image signal is obtained by guiding the read light to the spatial light modulator as read light and modulating the read light simultaneously with the sequentially recorded difference image signals. And a spatial light modulator for converting the differential light image simultaneously displayed in a two-dimensional space, and photoelectrically converting the differential light image to generate a plurality of photocurrents. A two-dimensional light position detecting means for obtaining barycentric coordinates of the differential light image; a barycenter of the differential light image based on the plurality of photocurrents;
An image analysis apparatus comprising: a calculation unit that calculates at least one of a moving direction of a center of gravity, a moving distance and a moving speed, and a motion vector.
【請求項2】前記信号書込み手段は、前記差分画像信号
形成手段からの差分画像信号を表示するディスプレイ装
置を有し、その表示光を前記書込み信号として前記空間
光変調手段を構成する前記空間光変調器の2次元平面に
書込むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画
像解析装置。
2. The spatial light modulating means comprises a display device for displaying the differential image signal from the differential image signal forming means, and the spatial light modulating means is constituted by using the display light as the writing signal. The image analysis apparatus according to claim 1, wherein the image is written on a two-dimensional plane of the modulator.
【請求項3】前記空間光変調手段は、前記信号書込み手
段を構成するディスプレイ装置で表示された差分画像信
号を書込み信号として、少くとも1フレーム分の差分画
像信号を書込むために必要な時間以上にわたって、前記
書込み信号を記録保持する空間光変調器を有し、前記書
込み信号で前記光源からの光ビームを同時に変調して、
時系列の前記書込み信号を2次元空間に差分光画像とし
て同時に表示することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の画像解析装置。
3. The time required for the spatial light modulating means to write at least one frame of the differential image signal using the differential image signal displayed on the display device constituting the signal writing means as the writing signal. Over the above, it has a spatial light modulator for recording and holding the write signal, the light beam from the light source is simultaneously modulated by the write signal,
The time series of the write signals are simultaneously displayed as a differential optical image in a two-dimensional space.
The image analysis device according to the item.
【請求項4】前記信号書込み手段は、液晶ディスプレイ
を駆動する信号を形成することを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の画像解析装置。
4. The image analysis apparatus according to claim 2, wherein said signal writing means forms a signal for driving a liquid crystal display.
【請求項5】前記空間光変調手段の空間光変調器が、液
晶ディスプレイであることを特徴とする特許請求の範囲
第3項記載の画像解析装置。
5. The image analysis apparatus according to claim 3, wherein the spatial light modulator of the spatial light modulator is a liquid crystal display.
【請求項6】前記空間光変調手段からの差分光画像とそ
れ以外の雑音に相当する背景光から成る光ビームの重心
とその強度、および背景光の重心およびその強度をそれ
ぞれ別個に測定することにより、前記差分光画像の重心
を求めることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第5項のいずれかの項に記載の画像解析装置。
6. A center of gravity of a light beam composed of a differential light image from the spatial light modulator and background light corresponding to noise other than that and its intensity, and a center of gravity of the background light and its intensity are separately measured. The image analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the center of gravity of the differential light image is obtained by
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