JPH0652320A - Optical pattern recognizing device provided with coordinate transforming function - Google Patents

Optical pattern recognizing device provided with coordinate transforming function

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JPH0652320A
JPH0652320A JP3139248A JP13924891A JPH0652320A JP H0652320 A JPH0652320 A JP H0652320A JP 3139248 A JP3139248 A JP 3139248A JP 13924891 A JP13924891 A JP 13924891A JP H0652320 A JPH0652320 A JP H0652320A
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JP
Japan
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image
coordinate conversion
fourier transform
spatial light
coordinate
Prior art date
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Application number
JP3139248A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Mitsuoka
靖幸 光岡
Tadao Iwaki
岩城  忠雄
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Sumitomo Cement Co Ltd
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To exactly recognize a pattern at high speed even when the size or rotating angle of an object to be recognized is variously changed. CONSTITUTION:This device is composed of an optical coordinate transformation part to provide a coordinate transformed image converted to a desired coordinate system while using a coordinate transformation optical filter array 44 and a coordinate transformation lens array 47 by displaying one reference image containing a required target and one image to be correlated to be newly inputted on a first electric write type spatial light modulator 3 for input image at least, and a joint transformation correlator part to provide the coefficient of correlation between the coordinate transformed image of the reference image and the coordinate transformed image of the image to be correlated by displaying the coordinate transformation intensity distribution image of the coordinate transformed image provided at the optical coordinate transformation part on a first optical write type spatial light modulator 13 for coordinate transformation, performing Fourier transformation to that image, displaying the Fourier transformed intensity distribution image on an optical write type spatial light modulator 105 for Fourier transformation, and performing Fourier transformation to that image again. Thus, the reference image or the kind of coordinate transformation can be easily changed at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光情報処理や光計測
の分野において、CCDカメラなどの撮像装置から得ら
れる2次元画像に対し、コヒーレント光を用いた光学的
座標変換と光学的相関処理を施すことにより、パターン
認識や計測を自動的に行う装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical coordinate conversion and optical correlation processing using coherent light on a two-dimensional image obtained from an image pickup device such as a CCD camera in the fields of optical information processing and optical measurement. The present invention relates to an apparatus for automatically performing pattern recognition and measurement by applying

【0002】[0002]

【従来の技術】光学的にパターン認識を行う相関器とし
ては、一般的にVanderLugt型とジョイント変換型の2つ
の方式が良く知られている。どちらの方法においても、
レンズを用いた光学的フーリエ変換を基礎としているた
め、認識したい被相関物体の平行移動に関しては問題な
く認識できる(シフト不変性)。一方、被相関物体の回
転や大きさの変化などに対しては不変ではなく、その程
度によって認識能力が低下することがわかっている。
2. Description of the Related Art As a correlator for optically recognizing a pattern, two types, a VanderLugt type and a joint conversion type, are generally well known. Either way,
Since it is based on the optical Fourier transform using a lens, the parallel movement of the correlated object to be recognized can be recognized without any problem (shift invariance). On the other hand, it is known that it is not invariable with respect to the rotation or size change of the correlated object, and that the recognition ability decreases depending on the degree.

【0003】そこで従来、例えば文字や部品のように、
形状・大きさ・向き・位置などが異なる物体を光学的に
計測・認識する場合、第一に被相関物体を二次元の画像
(被相関画像)に変換し、第二にその被相関画像を回転
や大きさの変化等の認識に必要とされる変化に対して不
変となる所望の座標系に変換し、第三にその座標変換像
に対して計測や認識を行うという手順が一般的である。
Therefore, conventionally, for example, like characters and parts,
When optically measuring and recognizing objects with different shapes, sizes, orientations, positions, etc., first, the correlated object is converted into a two-dimensional image (correlated image), and secondly the correlated image is converted. It is a general procedure to convert to a desired coordinate system that is invariant to changes required for recognition such as rotation and size change, and thirdly to measure and recognize the coordinate conversion image. is there.

【0004】座標変換の種類としては、向きの異なる物
体に対して認識や回転角の計測などを行う場合には極座
標変換、向きも大きさも共に異なる物体に対して認識や
回転角・倍率の計測などを行う場合には、(x,y)座
標を(1nr,θ)座標に変換するような座標変換など、
目的に応じて様々な種類の座標変換が用いられる。ここ
で言うrやθは、極座標である。
The types of coordinate conversion include polar coordinate conversion when recognizing objects having different orientations and measuring rotation angles, and recognizing objects having different orientations and sizes and measuring rotation angles and magnifications. For example, coordinate conversion such as converting (x, y) coordinates to (1nr, θ) coordinates,
Various types of coordinate transformations are used depending on the purpose. Here, r and θ are polar coordinates.

【0005】まず、光学的座標変換方法の概略を図2に
示す。この方法では、座標変換レンズ307の前焦点面
に変換したい像を表示している液晶テレビ303と座標
変換光学フィルタ304を重ねて配置し、その液晶テレ
ビ303の背後から平行なコヒーレント光を照射するこ
とにより、座標変換レンズ307の後焦点面に配置した
液晶ライトバルブ308上に所望の座標変換像を得るこ
とができる。ここで、上記座標変換光学フィルタ304
は計算機合成ホログラムにより作製される。また、液晶
テレビ303と座標変換光学フィルタ304は、近接し
て配置してあれば、どちらが前でも良いことは言うまで
もない。
First, an outline of the optical coordinate conversion method is shown in FIG. In this method, a liquid crystal television 303 displaying an image to be converted and a coordinate conversion optical filter 304 are arranged in an overlapping manner on the front focal plane of the coordinate conversion lens 307, and parallel coherent light is emitted from the back of the liquid crystal television 303. As a result, a desired coordinate conversion image can be obtained on the liquid crystal light valve 308 arranged on the back focal plane of the coordinate conversion lens 307. Here, the coordinate conversion optical filter 304
Is produced by a computer generated hologram. Further, it goes without saying that the liquid crystal television 303 and the coordinate conversion optical filter 304 may be placed before each other as long as they are arranged close to each other.

【0006】液晶ライトバルブ308の光変調材料とし
ては、TN液晶を用いたものが多く使われる。また、液
晶ライトバルブ308の代わりに、光変調材料としてB
SO結晶(Bi12SiO20)などの結晶を用いた光書込
型の空間光変調器を用いることもある。それらの空間光
変調器に座標変換像を照射して表示・記憶したのち、コ
ヒーレント光を照射することによりその座標変換像を読
出して、パターン認識などの処理に用いていた。その他
にも、光書込型の空間光変調器の代わりにCCDカメラ
などの撮像装置を用いて受光し、得られる画像信号を液
晶テレビなどの電気書込型の空間光変調器に入力する方
法もある。
As a light modulating material for the liquid crystal light valve 308, a material using TN liquid crystal is often used. Further, instead of the liquid crystal light valve 308, B is used as a light modulation material.
An optical writing type spatial light modulator using a crystal such as SO crystal (Bi 12 SiO 20 ) may be used. After irradiating these spatial light modulators with coordinate-converted images for display and storage, the coherent light is radiated to read the coordinate-converted images for use in processing such as pattern recognition. In addition, instead of the optical writing type spatial light modulator, an image pickup device such as a CCD camera is used to receive light and the obtained image signal is input to an electrically writing type spatial light modulator such as a liquid crystal television. There is also.

【0007】次に、座標変換を用いたパターン認識の方
法としては、前処理として座標変換した像に対して、通
常のVanderLugt型の相関器を適用する方法が既に知られ
ている。図3に従来の座標変換機能を有するVanderLugt
型の相関器の構成図を示す。この方法を図に従って述べ
る。先ず第1ステップとして、参照画像のマッチドフィ
ルタを作製する。このステップでは、参照画像を液晶テ
レビ303に表示しておく。レーザー301から出射さ
れたコヒーレント光は、ビームエキスパンダ302で光
束が拡大された後、ビームスプリッタ305で光束が2
つに分岐される。その一方の光束は、参照画像を表示し
ている液晶テレビ303と座標変換光学フィルタ304
を透過し、座標変換レンズ307でフーリエ変換されて
液晶ライトバルブ308の書込面を照射する。このよう
にして、参照画像の座標変換強度分布画像を液晶ライト
バルブ308に表示する。ビームスプリッタ305で分
岐された他方の光束は、ミラー306、ビームスプリッ
タ309、偏光ビームスプリッタ310で反射された後
液晶ライトバルブ308の読出面を照射して、座標変換
強度分布画像をコヒーレント画像に変換する。そして、
このコヒーレント画像は、偏光ビームスプリッタ310
を透過してフーリエ変換レンズ311でフーリエ変換さ
れて、ホログラム作製時の信号光として写真乾板312
を照射する。この時、同時にビームスプリッタ309を
透過した光束は、オープン状態のシャッタ313を経て
ミラー314で反射されてホログラム作製時の参照光と
して写真乾板312を照射する。この時、信号光と参照
光は所定の角度をもって写真乾板312を照射し、写真
乾板312上にホログラムを形成する。勿論、液晶ライ
トバルブ308はフーリエ変換レンズ311の前焦点面
に、写真乾板312はフーリエ変換レンズ311の後焦
点面に配置されている。この様にホログラムが形成され
た写真乾板312は、取り外して現像され、現像後再び
元の位置に配置される。このホログラムが記録・現像さ
れた写真乾板312をマッチドフィルタと呼ぶ。
Next, as a pattern recognition method using coordinate transformation, a method of applying a normal VanderLugt type correlator to an image subjected to coordinate transformation as preprocessing is already known. Fig. 3 shows VanderLugt with the conventional coordinate conversion function.
3 shows a block diagram of a type correlator. This method will be described with reference to the drawings. First, as a first step, a matched filter for a reference image is produced. In this step, the reference image is displayed on the liquid crystal television 303. The coherent light emitted from the laser 301 is expanded by the beam expander 302 and then converted into 2 by the beam splitter 305.
Branched into two. One of the light fluxes is the liquid crystal television 303 displaying the reference image and the coordinate conversion optical filter 304.
And is Fourier transformed by the coordinate conversion lens 307 to illuminate the writing surface of the liquid crystal light valve 308. In this way, the coordinate conversion intensity distribution image of the reference image is displayed on the liquid crystal light valve 308. The other light beam split by the beam splitter 305 is reflected by the mirror 306, the beam splitter 309, and the polarization beam splitter 310, and then irradiates the reading surface of the liquid crystal light valve 308 to convert the coordinate conversion intensity distribution image into a coherent image. To do. And
This coherent image is a polarization beam splitter 310.
Through the photographic dry plate 312 as a signal light at the time of hologram production.
Irradiate. At this time, the light flux that has simultaneously transmitted through the beam splitter 309 passes through the shutter 313 in the open state, is reflected by the mirror 314, and illuminates the photographic dry plate 312 as reference light during hologram production. At this time, the signal light and the reference light irradiate the photo dry plate 312 at a predetermined angle to form a hologram on the photo dry plate 312. Of course, the liquid crystal light valve 308 is arranged on the front focal plane of the Fourier transform lens 311, and the photographic dry plate 312 is arranged on the rear focal plane of the Fourier transform lens 311. The photographic dry plate 312 on which the hologram is formed in this way is removed and developed, and after development, it is placed in the original position again. The photographic dry plate 312 on which this hologram is recorded and developed is called a matched filter.

【0008】次に第2ステップでは、実際に相関処理を
行う。第1ステップと同様のところは説明を省略あるい
は簡略にする。このステップでは、被相関画像を液晶テ
レビ303に表示する。第1ステップと同様にして、被
相関画像の座標変換強度分布画像を液晶ライトバルブ3
08に表示して、その画像を読出し、フーリエ変換レン
ズ311でフーリエ変換してマッチドフィルタである写
真乾板312を照射する。この時、第1ステップと異な
り、シャッタ313はクローズ状態であり参照光は写真
乾板312を照射しない。マッチドフィルタである写真
乾板312を透過した光は、フーリエ変換レンズ315
で再びフーリエ変換されることにより、その変換面上に
配置されている受光素子316上に参照画像と被相関画
像の相関係数を表す相関ピークを得ることができる。こ
こで、写真乾板312はフーリエ変換レンズ315の前
焦点面に、受光素子316は後焦点面に配置されてい
る。
Next, in the second step, correlation processing is actually performed. The description of the same parts as those in the first step will be omitted or simplified. In this step, the correlated image is displayed on the liquid crystal television 303. Similar to the first step, the coordinate conversion intensity distribution image of the correlated image is displayed on the liquid crystal light valve 3.
The image is read out at 08, the image is read out by the Fourier transform lens 311, and the photographic dry plate 312, which is a matched filter, is irradiated. At this time, unlike the first step, the shutter 313 is in the closed state and the reference light does not irradiate the photographic dry plate 312. The light transmitted through the photographic dry plate 312, which is a matched filter, is converted into the Fourier transform lens 315.
By performing the Fourier transform again in step 1, the correlation peak representing the correlation coefficient between the reference image and the correlated image can be obtained on the light receiving element 316 arranged on the conversion surface. Here, the photographic dry plate 312 is arranged on the front focal plane of the Fourier transform lens 315, and the light receiving element 316 is arranged on the rear focal plane.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法によれば、通常マッチドフィルタとしてホログラムを
記録する媒体には写真乾板を用いているため、以下に示
すような課題があった。先ず第1に、写真乾板にホログ
ラムを形成した後それを取り外して現像する必要があ
り、多くの手間と時間を要した。第2に、写真乾板を現
像処理をした後再び元の位置にセットする場合、完全に
元の位置になるように調整することが非常に面倒かつ困
難である。特に、単にホログラムの中心と光軸を合わせ
るだけでなく、回転・あおり等が無いようにセットしな
くてはならないためである。第3に、参照画像を変更す
る場合には、新たにマッチドフィルタを作製し直すか、
あるいは前もって作製しておいたものに取り替えなけれ
ばならず、実時間あるいは高速で参照画像を変更するこ
とはできなかった。以上の理由から、実用的なレベルで
実時間動作が可能な座標変換機能を有するパターン認識
装置を構成することは不可能であった。
However, according to the above method, since a photographic plate is usually used as a medium for recording a hologram as a matched filter, there are the following problems. First of all, it is necessary to form the hologram on the photographic plate, then remove it and develop it, which requires a lot of labor and time. Secondly, when the photographic dry plate is developed and then set back to the original position, it is very troublesome and difficult to adjust the photographic plate to the original position. In particular, this is because not only the center of the hologram should be aligned with the optical axis, but also the hologram must be set so that it does not rotate or tilt. Thirdly, when the reference image is changed, a matched filter is newly made, or
Alternatively, the reference image must be replaced with one that has been prepared in advance, and the reference image cannot be changed in real time or at high speed. For the above reasons, it has been impossible to construct a pattern recognition device having a coordinate conversion function capable of real-time operation at a practical level.

【0010】他の課題としては、通常、写真乾板上に形
成するホログラムは、信号光と参照光のなす角が数十度
と大きいため、数百[lp/mm]程度と干渉じまの間
隔が非常に狭くなっている。そのため、マッチドフィル
タを作製する段階では振動や風などの影響を受け易く、
もしそれらにより干渉じまが揺れるようなことがある
と、正確なホログラムを記録することができずパターン
認識能力が低下する。
Another problem is that, in a hologram formed on a photographic dry plate, the angle between the signal light and the reference light is usually as large as several tens of degrees, and therefore the interval between several hundreds [lp / mm] and interference stripes. Is very narrow. Therefore, at the stage of making a matched filter, it is easily affected by vibration and wind,
If the interference fringes are shaken by them, an accurate hologram cannot be recorded and the pattern recognition ability is deteriorated.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、所要の目標を含む少なくとも1つの参
照画像と新たに入力する少なくとも1つの被相関画像と
をそれぞれ所望の座標系に変換した座標変換像を得る光
学的座標変換部と、前記光学的座標変換部において得ら
れた前記参照画像の座標変換像と前記被相関画像の座標
変換像との相関係数を得るジョイント変換相関器部から
構成され、前記光学的座標変換部は、2次元の前記参照
画像と前記被相関画像を得る手段と、少なくとも1個の
コヒーレント光源と、前記参照画像と前記被相関画像と
を保持している少なくとも1個の入力像用空間光変調器
と、前記入力像用空間光変調器に重ねて配置した少なく
とも1個の座標変換光学フィルタと、 少なくとも1個
のレンズから成り、前記ジョイント変換相関器部は、前
記光学的座標変換部において得られる前記参照画像や前
記被相関画像の各座標変換像を座標変換強度分布画像に
変換し、前記各座標変換強度分布画像を座標変換像用空
間光変調器に表示する手段と、前記座標変換像用空間光
変調器に表示された前記各座標変換強度分布画像をコヒ
ーレント画像に変換する手段と、前記コヒーレント画像
をレンズを用いてフーリエ変換し、前記座標変換強度分
布画像のジョイントフーリエ変換画像を得る手段と、前
記ジョイントフーリエ変換画像をフーリエ変換強度分布
画像に変換し、前記フーリエ変換強度分布画像をフーリ
エ変換像用空間光変調器に表示する手段と、前記フーリ
エ変換像用空間光変調器に表示された前記フーリエ変換
強度分布画像をコヒーレント光を用いて読出す手段と、
読出した前記フーリエ変換強度分布画像を再度レンズを
用いてフーリエ変換することによって得られる相関出力
画像を、撮像装置または受光素子を用いて相関信号に変
換する手段と、前記相関信号を信号処理して前記参照画
像と前記被相関画像の2次元の相関係数をそれぞれ求め
る手段、からなる構造とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sets at least one reference image including a desired target and at least one newly input correlated image into desired coordinate systems. An optical coordinate transformation unit for obtaining a transformed coordinate transformation image, and a joint transformation correlation for obtaining a correlation coefficient between the coordinate transformation image of the reference image and the coordinate transformation image of the correlated image obtained in the optical coordinate transformation unit. The optical coordinate transformation unit holds the two-dimensional reference image and the correlated image, at least one coherent light source, the reference image and the correlated image. At least one input image spatial light modulator, at least one coordinate conversion optical filter that is arranged so as to overlap the input image spatial light modulator, and at least one lens, The joint transform correlator unit transforms each coordinate transform image of the reference image and the correlated image obtained in the optical coordinate transform unit into a coordinate transform intensity distribution image, and transforms each coordinate transform intensity distribution image into coordinate transform. Means for displaying on the image spatial light modulator, means for converting each of the coordinate conversion intensity distribution images displayed on the coordinate conversion image spatial light modulator into a coherent image, and Fourier transforming the coherent image using a lens. Means for obtaining a joint Fourier transform image of the coordinate transform intensity distribution image, and converting the joint Fourier transform image into a Fourier transform intensity distribution image, and transforming the Fourier transform intensity distribution image into a Fourier transform image spatial light modulator. A means for displaying and the Fourier transform intensity distribution image displayed on the spatial light modulator for Fourier transform image using coherent light And the reading means,
Means for converting a correlation output image obtained by Fourier transforming the read Fourier transform intensity distribution image again using a lens, and means for converting the correlation signal into a signal by using an image pickup device or a light receiving element. The reference image and the correlated image have a structure including means for respectively obtaining two-dimensional correlation coefficients.

【0012】[0012]

【作用】上記のように構成された座標変換機能を有する
光学的パターン認識装置においては、光学的座標変換部
で回転や大きさの変化などの所望の変化に対して不変と
なる座標系に座標変換光学フィルタを用いて光学的に変
換できるので、被相関画像のそのような変化に対しては
不変なパターン認識が可能となる。 また本発明は、Va
nderLugt型の相関器と異なりジョイント変換型の相関器
を基本としているため、座標変換の種類を替えるための
座標変換光学フィルタの変更や参照画像の取り替えなど
は、単に参照画像や座標変換光学フィルタを変更するだ
けでよく、マッチドフィルタを再度記録・現像・取り替
えて光軸調整をするなどの手間が必要無いので、非常に
容易でかつ高速にできる。また、パターン認識装置全体
の光学系における光軸調整なども、VanderLugt型の相関
器と比べると非常に容易である。そのため、装置の振動
や空気の揺らぎ等による影響が少なくなる。
In the optical pattern recognition device having the coordinate conversion function configured as described above, the coordinate system has a coordinate system that is invariant to a desired change such as rotation or size change in the optical coordinate conversion section. Optical conversion using a conversion optical filter allows pattern recognition that is invariant to such changes in the correlated image. The present invention also provides Va
Unlike the nderLugt type correlator, it is based on the joint transformation type correlator, so changing the coordinate transformation optical filter to change the type of coordinate transformation or replacing the reference image is done simply by using the reference image or the coordinate transformation optical filter. It only needs to be changed, and there is no need to re-record, develop, and replace the matched filter to adjust the optical axis, so it is extremely easy and fast. Moreover, adjustment of the optical axis in the optical system of the entire pattern recognition apparatus is much easier than that of the VanderLugt type correlator. Therefore, the influence of the vibration of the device or the fluctuation of air is reduced.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図1は、本発明による座標変換機能を有する光
学的パターン認識装置の一実施例の構成図である。光学
的座標変換部の構成として、2次元の前記参照画像と前
記被相関画像を得る手段は、第一の入力像用撮像装置2
と第一の画像処理装置42と画像メモリ装置43からな
り、少なくとも1個のコヒーレント光源は、第一の座標
変換用レーザー5と第一の座標変換用ビームエキスパン
ダ6であり、前記参照画像と前記被相関画像とを保持し
ている少なくとも1個の入力像用空間光変調器は、第一
の入力像用電気書込型空間光変調器3であり、前記入力
像用空間光変調器に重ねて配置した少なくとも1個の座
標変換光学フィルタは座標変換光学フィルタアレイ44
であり、少なくとも1個のレンズは座標変換レンズアレ
イ47である。ジョイント変換相関器部の構成として
は、前記光学的座標変換部において得られる前記参照画
像や前記被相関画像の各座標変換像を座標変換強度分布
画像に変換し、前記各座標変換強度分布画像を座標変換
像用空間光変調器に表示する手段は、マスク48と第一
の座標変換用光書込型空間光変調器13からなり、前記
座標変換像用空間光変調器に表示された前記各座標変換
強度分布画像をコヒーレント画像に変換する手段は、フ
ーリエ変換用レーザー101とフーリエ変換用ビームエ
キスパンダ102と第一のフーリエ変換用偏光ビームス
プリッタ103からなり、前記コヒーレント画像をレン
ズを用いてフーリエ変換し、前記座標変換強度分布画像
のジョイントフーリエ変換画像を得る手段は、第一のフ
ーリエ変換レンズ104からなり、前記ジョイントフー
リエ変換画像をフーリエ変換強度分布画像に変換し、前
記フーリエ変換強度分布画像をフーリエ変換像用空間光
変調器に表示する手段は、フーリエ変換用光書込型空間
光変調器105からなり、前記フーリエ変換像用空間光
変調器に表示された前記フーリエ変換強度分布画像をコ
ヒーレント光を用いて読出す手段は、相関用レーザー2
01と相関用ビームエキスパンダ202と相関用偏光ビ
ームスプリッタ203からなり、読出した前記フーリエ
変換強度分布画像を再度レンズを用いてフーリエ変換す
ることによって得られる相関出力画像を、撮像装置また
は受光素子を用いて相関信号に変換する手段は、第二の
フーリエ変換レンズ204と受光素子205からなり、
前記相関信号を信号処理して前記参照画像と前記被相関
画像の2次元の相関係数をそれぞれ求める手段は、識別
回路206からなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an optical pattern recognition apparatus having a coordinate conversion function according to the present invention. As a configuration of the optical coordinate conversion unit, the means for obtaining the two-dimensional reference image and the correlated image is the first input image capturing device 2
And a first image processing device 42 and an image memory device 43. At least one coherent light source is a first coordinate conversion laser 5 and a first coordinate conversion beam expander 6, and the reference image and The at least one input image spatial light modulator that holds the correlated image is the first input image electrically-writing spatial light modulator 3, and is the input image spatial light modulator. The at least one coordinate conversion optical filter arranged in a stack is the coordinate conversion optical filter array 44.
And at least one lens is the coordinate conversion lens array 47. As the configuration of the joint conversion correlator unit, each coordinate conversion image of the reference image and the correlated image obtained in the optical coordinate conversion unit is converted into a coordinate conversion intensity distribution image, and each coordinate conversion intensity distribution image is The means for displaying on the coordinate-converted image spatial light modulator comprises a mask 48 and a first coordinate-converted optical writing type spatial light modulator 13, each of which is displayed on the coordinate-converted image spatial light modulator. The means for converting the coordinate transformation intensity distribution image into a coherent image is composed of a Fourier transform laser 101, a Fourier transform beam expander 102, and a first Fourier transform polarization beam splitter 103, and the coherent image is Fourier transformed using a lens. The means for transforming to obtain the joint Fourier transform image of the coordinate transform intensity distribution image comprises a first Fourier transform lens 104, The means for converting the joint Fourier transform image into a Fourier transform intensity distribution image and displaying the Fourier transform intensity distribution image on the Fourier transform image spatial light modulator comprises a Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105. The means for reading the Fourier transform intensity distribution image displayed on the Fourier transform image spatial light modulator using coherent light is a correlation laser 2
01, a beam expander for correlation 202, and a polarization beam splitter for correlation 203, a correlation output image obtained by Fourier transforming the read Fourier transform intensity distribution image again using a lens The means for converting into a correlation signal using the second Fourier transform lens 204 and the light receiving element 205,
The means for performing signal processing on the correlation signal to obtain the two-dimensional correlation coefficients of the reference image and the correlated image respectively comprises an identification circuit 206.

【0014】先ず、図1では省略してあるが、認識の基
準としてのデータベースである参照物体を被相関物体1
の位置に配置し、これを第一の入力像用撮像装置2で撮
影して2次元の参照画像とし、その画像を第一の画像処
理装置42を経て画像メモリ装置43にメモリしてお
く。次に、同様にして認識の対象である被相関物体1を
第一の入力像用撮像装置2で撮影して2次元の被相関画
像とし、この被相関画像と先に画像メモリ装置43にメ
モリしておいた参照画像を、第一の画像処理装置42で
合成して第一の入力像用電気書込型空間光変調器3に表
示する。ここで、参照画像と被相関画像は、例えば図4
に示すように重なり合わないように所定の距離Lだけは
なれて合成される。
First, although omitted in FIG. 1, the reference object, which is a database as a recognition reference, is a correlated object 1.
The image is picked up by the first input image pickup device 2 as a two-dimensional reference image, and the image is stored in the image memory device 43 via the first image processing device 42. Next, similarly, the correlated object 1 to be recognized is photographed by the first input image capturing device 2 to form a two-dimensional correlated image, and this correlated image is stored in the image memory device 43 first. The reference image thus prepared is combined by the first image processing device 42 and displayed on the first input image electric writing type spatial light modulator 3. Here, the reference image and the correlated image are, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the predetermined distance L is added so that they do not overlap, and they are combined.

【0015】座標変換光学フィルタアレイ44は、計算
機合成ホログラム(computer generated hologram:C
GH)によって作製された2枚の座標変換光学フィルタ
を所定の距離Lだけはなして配置したものである。座標
変換においては、座標変換光学フィルタと変換される画
像の相対的位置関係が異なると、同じ画像を座標変換し
ても異なった座標変換像が得られてしまう。そのため、
参照画像とそれに対する座標変換光学フィルタの相対的
位置関係と、被相関画像とそれに対する座標変換光学フ
ィルタの相対的位置関係が同じになるように、2枚の座
標変換光学フィルタ間の距離は、参照画像と被相関画像
との距離Lに等しくなくてはならない。
The coordinate conversion optical filter array 44 is a computer generated hologram (C).
GH), two coordinate conversion optical filters are arranged at a predetermined distance L. In the coordinate conversion, if the relative positional relationship between the coordinate conversion optical filter and the image to be converted is different, different coordinate converted images will be obtained even if the same image is subjected to coordinate conversion. for that reason,
The distance between the two coordinate conversion optical filters is set so that the relative positional relationship between the reference image and the coordinate conversion optical filter relative to the reference image is the same as the relative positional relationship between the correlated image and the coordinate conversion optical filter corresponding thereto. It must be equal to the distance L between the reference image and the correlated image.

【0016】第一の座標変換用レーザー5から出射され
たコヒーレント光は、第一の座標変換用ビームエキスパ
ンダ6により所定のビーム径を持つ平行光束に拡大され
て、被相関画像と参照画像が表示されている第一の入力
像用電気書込型空間光変調器3を照射することにより、
これらの画像をコヒーレント画像に変換する。そしてこ
れらのコヒーレント画像は、それぞれ第一の入力像用電
気書込型空間光変調器3に重ねて配置されている座標変
換光学フィルタアレイ44上の各座標変換光学フィルタ
を透過し、座標変換レンズアレイ47の各座標変換レン
ズによってフーリエ変換されることにより、その変換面
上にそれぞれ所望の座標系に変換された座標変換像が得
られる。そして、第一の座標変換用光書込型空間光変調
器13の直前に配置されているマスク48には、例えば
各々の+1次の座標変換像だけが透過するように穴を開
けておく。このことにより、不要なDCバイアス成分や
高次の座標変換像などを遮断し、参照画像や被相関画像
の必要な座標変換像だけが透過して第一の座標変換用光
書込型空間光変調器13の書込面を照射する。以上のこ
とにより、被相関画像と参照画像のそれぞれの座標変換
像は強度分布に変換され、座標変換強度分布画像として
第一の座標変換用光書込型空間光変調器13上に距離L
だけはなれて表示される。第一の座標変換用光書込型空
間光変調器13としては多くの種類が考えられるが、本
実施例では光変調材料が強誘電性液晶である反射型の液
晶ライトバルブを用いた構成について述べる。
The coherent light emitted from the first coordinate conversion laser 5 is expanded into a parallel light beam having a predetermined beam diameter by the first coordinate conversion beam expander 6, and the correlated image and the reference image are obtained. By illuminating the displayed electric writing type spatial light modulator 3 for the first input image,
Convert these images into coherent images. Then, these coherent images pass through the respective coordinate conversion optical filters on the coordinate conversion optical filter array 44 which is arranged so as to overlap with the first input image electric writing type spatial light modulator 3, and the coordinate conversion lens The Fourier transform is performed by each coordinate transformation lens of the array 47, so that the coordinate transformation image transformed into a desired coordinate system is obtained on the transformation surface. Then, the mask 48 disposed immediately in front of the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13 is provided with a hole so that, for example, only each + first-order coordinate conversion image is transmitted. As a result, unnecessary DC bias components, higher-order coordinate conversion images, etc. are blocked, and only the necessary coordinate conversion images of the reference image and the correlated image are transmitted and the first coordinate conversion optical writing type spatial light is transmitted. The writing surface of the modulator 13 is illuminated. As a result of the above, the coordinate-converted images of the correlated image and the reference image are converted into intensity distributions, and as the coordinate-converted intensity distribution images, the distance L is set on the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13.
It is displayed far apart. There are many kinds of first optical writing type spatial light modulators for coordinate conversion 13, but in the present embodiment, a reflection type liquid crystal light valve whose light modulating material is a ferroelectric liquid crystal is used. Describe.

【0017】ここで、座標変換レンズアレイ47の前焦
点面に第一の入力像用電気書込型空間光変調器3と座標
変換光学フィルタアレイ44を重ねて配置し、後焦点面
に第一の座標変換用光書込型空間光変調器13を配置す
る。また、各座標変換レンズは、座標変換光学フィルタ
の場合と同様に、2つの変換される画像の位置に対応し
て距離Lだけ離れて配置されている。
Here, the first input image electric writing type spatial light modulator 3 and the coordinate conversion optical filter array 44 are arranged on the front focal plane of the coordinate conversion lens array 47 so as to overlap each other, and the first focal plane is formed on the rear focal plane. The coordinate writing optical writing type spatial light modulator 13 is arranged. Further, each coordinate conversion lens is arranged at a distance L corresponding to the positions of two images to be converted, as in the case of the coordinate conversion optical filter.

【0018】フーリエ変換用レーザー101から出射さ
れたコヒーレント光は、フーリエ変換用ビームエキスパ
ンダ102で所定のビーム径を持つ平行光束に拡大され
た後、第一のフーリエ変換用偏光ビームスプリッタ10
3で反射して読出光として第一の座標変換用光書込型空
間光変調器13の読出面を照射する。ここで、この読出
光の偏光方向と、第一の座標変換用光書込型空間光変調
器13の初期化によって揃えられた液晶分子の配列の方
向(またはそれに直角方向)とを予め合わせておき、第
一の座標変換用光書込型空間光変調器13で反射した読
出光の偏光方向に対して、偏光軸が直角(または平行)
になるように配置した検光子を透過することにより、第
一の座標変換用光書込型空間光変調器13に表示されて
いる像をポジ像またはネガ像として読出すことができ
る。本実施例では、検光子として第一のフーリエ変換用
偏光ビームスプリッタ103を用いている。
The coherent light emitted from the Fourier transform laser 101 is expanded into a parallel light beam having a predetermined beam diameter by the Fourier transform beam expander 102, and then the first Fourier transform polarization beam splitter 10 is used.
The light is reflected at 3 and irradiates the reading surface of the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 as the reading light. Here, the polarization direction of the readout light and the direction of the alignment of liquid crystal molecules (or the direction orthogonal thereto) aligned by the initialization of the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 are previously matched. Every other time, the polarization axis is perpendicular (or parallel) to the polarization direction of the reading light reflected by the first coordinate-writing optical writing spatial light modulator 13.
The image displayed on the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 can be read out as a positive image or a negative image by passing through the analyzer arranged so that. In this embodiment, the first Fourier transform polarization beam splitter 103 is used as an analyzer.

【0019】このように、第一の座標変換用光書込型空
間光変調器13に表示されている各座標変換強度分布画
像はコヒーレント画像に変換され、第一のフーリエ変換
レンズ104でフーリエ変換されることにより、その変
換面上に参照画像と被相関画像の各座標変換強度分布画
像のジョイントフーリエ変換像を形成する。そこでその
変換面上にフーリエ変換用光書込型空間光変調器105
の書込面を配置することにより、参照画像と被相関画像
の各座標変換強度分布画像のジョイントフーリエ変換像
の強度分布が、フーリエ変換強度分布画像としてフーリ
エ変換用光書込型空間光変調器105に表示される。こ
こでも、フーリエ変換用光書込型空間光変調器105と
しては第一の座標変換用光書込型空間光変調器13と同
様に強誘電性液晶を用いた反射型の液晶ライトバルブを
用いている。また、第一のフーリエ変換レンズ104の
前焦点面に第一の座標変換用光書込型空間光変調器13
を、後焦点面にフーリエ変換用光書込型空間光変調器1
05を配置する。
As described above, each coordinate transformation intensity distribution image displayed on the first coordinate writing optical writing type spatial light modulator 13 is transformed into a coherent image, and the first Fourier transform lens 104 performs the Fourier transform. By doing so, a joint Fourier transform image of each coordinate transform intensity distribution image of the reference image and the correlated image is formed on the transform surface. Therefore, the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105 is provided on the conversion surface.
By arranging the writing surface of the above, the intensity distribution of the joint Fourier transform image of each coordinate transform intensity distribution image of the reference image and the correlated image can be converted into a Fourier transform intensity distribution image as an optical writing type spatial light modulator for Fourier transform. 105 is displayed. Also here, as the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105, as in the first optical writing type spatial light modulator for coordinate transformation 13, a reflection type liquid crystal light valve using a ferroelectric liquid crystal is used. ing. The first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 is provided on the front focal plane of the first Fourier transform lens 104.
On the back focal plane of the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 1
Place 05.

【0020】相関用レーザー201から出射されたコヒ
ーレント光は、相関用ビームエキスパンダ202で所定
のビーム径を持つ平行光束に拡大された後、相関用偏光
ビームスプリッタ203で反射して読出光としてフーリ
エ変換用光書込型空間光変調器105の読出面を照射す
る。ここでも、第一の座標変換用光書込型空間光変調器
13の場合と同様に、フーリエ変換用光書込型空間光変
調器105に表示されているフーリエ変換強度分布画像
はコヒーレント画像に変換される。ただし、検光子とし
ては相関用偏光ビームスプリッタ203を使用してい
る。この読出されたコヒーレント画像は、第二のフーリ
エ変換レンズ204でフーリエ変換されることにより、
その変換面上に配置された受光素子205上に相関ピー
クを含む相関出力画像を形成する。受光素子205はそ
の相関出力画像中の相関ピークのみを受光して相関信号
に変換する。その相関信号は識別回路206に入力され
て相関ピーク強度が測定され、被相関画像と参照画像の
相関係数が出力される。ここで、第二のフーリエ変換レ
ンズ204の前焦点面にフーリエ変換用光書込型空間光
変調器105を、後焦点面に受光素子205を配置す
る。
The coherent light emitted from the correlation laser 201 is expanded into a parallel light beam having a predetermined beam diameter by the correlation beam expander 202, and then reflected by the correlation polarization beam splitter 203 to be Fourier light as read light. The reading surface of the conversion optical writing type spatial light modulator 105 is illuminated. Here, as in the case of the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13, the Fourier transform intensity distribution image displayed on the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105 becomes a coherent image. To be converted. However, the polarization beam splitter 203 for correlation is used as an analyzer. This read coherent image is Fourier transformed by the second Fourier transform lens 204,
A correlation output image including a correlation peak is formed on the light receiving element 205 arranged on the conversion surface. The light receiving element 205 receives only the correlation peak in the correlation output image and converts it into a correlation signal. The correlation signal is input to the discrimination circuit 206, the correlation peak intensity is measured, and the correlation coefficient between the correlated image and the reference image is output. Here, the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105 is arranged on the front focal plane of the second Fourier transform lens 204, and the light receiving element 205 is arranged on the rear focal plane.

【0021】厳密なフーリエ変換をするためには、フー
リエ変換を行う各レンズの前焦点面またはそのレンズと
後焦点面との間にフーリエ変換される画像を配置するの
が好ましい。そして、レンズの後焦点面にフーリエ変換
像が形成される。そこで本実施例では、座標変換レンズ
アレイ47、第一のフーリエ変換レンズ104、第二の
フーリエ変換レンズ204の前焦点面にフーリエ変換さ
れる画像を配置し、後焦点面でフーリエ変換された画像
を受光している。
In order to perform the strict Fourier transform, it is preferable to dispose the image to be Fourier transformed on the front focal plane of each lens which performs the Fourier transform or between the lens and the rear focal plane. Then, a Fourier transform image is formed on the back focal plane of the lens. Therefore, in the present embodiment, an image to be Fourier transformed is arranged on the front focal planes of the coordinate transformation lens array 47, the first Fourier transform lens 104, and the second Fourier transform lens 204, and an image Fourier transformed on the rear focal plane. Is being received.

【0022】また本実施例では、第一の座標変換用光書
込型空間光変調器13やフーリエ変換用光書込型空間光
変調器105として強誘電性液晶を用いた反射型の液晶
ライトバルブを用いている。よく知られている光変調材
料であるTN液晶を用いた場合には、階調表現が可能で
あるが解像度はおよそ30[lp/mm]程度と低く、
動作速度もビデオレート(30Hz)で遅いという課題
がある。この課題を解決するために、本実施例では光変
調材料としてTN液晶ではなく強誘電性液晶を用いた。
このことにより、この強誘電性液晶を用いた液晶ライト
バルブは、解像度は100[lp/mm]程度、かつ、
動作速度も数kHz程度と非常に優れた特性を示してい
る。ただし、ここで注意することは、通常強誘電性液晶
を用いた液晶ライトバルブは、液晶自体が双安定性を持
っているため書込画像を二値化記憶するという点であ
る。そのため本実施例においては、座標変換強度分布画
像やフーリエ変換強度分布画像は二値化記憶されるの
で、二値化座標変換強度分布画像や二値化フーリエ変換
強度分布画像となっている。勿論、他の光変調材料とし
ては、液晶以外にBSO結晶等の電気光学結晶を用いた
ものも考えられる。さらに、反射型ではなく透過型の光
書込型空間光変調器でも原理的には同じであることは言
うまでもない。また、光書込型の空間光変調器を用いる
のではなく、撮像装置と電気書込型の空間光変調器を組
み合わせて用いることもできる。この方法については、
後ほど詳しく述べる。
In this embodiment, a reflective liquid crystal light using a ferroelectric liquid crystal is used as the first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13 and Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105. It uses a valve. When TN liquid crystal, which is a well-known light modulation material, is used, gradation expression is possible, but the resolution is low at about 30 [lp / mm],
There is a problem that the operation speed is slow at the video rate (30 Hz). In order to solve this problem, in this embodiment, a ferroelectric liquid crystal was used as the light modulation material instead of the TN liquid crystal.
As a result, the liquid crystal light valve using the ferroelectric liquid crystal has a resolution of about 100 [lp / mm] and
The operation speed also shows a very excellent characteristic of about several kHz. However, a point to be noted here is that a liquid crystal light valve using a ferroelectric liquid crystal normally stores a binary image of a written image because the liquid crystal itself has bistability. Therefore, in this embodiment, since the coordinate transformation intensity distribution image and the Fourier transform intensity distribution image are binarized and stored, they are the binarized coordinate transformation intensity distribution image and the binarized Fourier transform intensity distribution image. Of course, as the other light modulating material, a material using an electro-optic crystal such as a BSO crystal in addition to the liquid crystal can be considered. Further, it goes without saying that the principle is the same in the case of the transmissive optical writing type spatial light modulator instead of the reflective type. Further, instead of using the spatial light modulator of the optical writing type, it is also possible to use the image pickup device and the spatial light modulator of the electric writing type in combination. For this method,
More on this later.

【0023】次に、光書込型空間光変調器として本実施
例で用いている、光変調材料が強誘電性液晶である反射
型の液晶ライトバルブの構造や動作について述べる。従
来の液晶ライトバルブと異なる点は、液晶層として光透
過率または光反射率と印加電圧の間に明瞭な双安定性を
有する強誘電性液晶を用いていることである。図5は、
強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブの構造を示す断
面図である。液晶分子を挟持するためのガラスやプラス
チックなどの透明基板131a、131bは、表面に透
明電極層132a、132b、透明基板の法線方向から
75度から85度の範囲の角度で一酸化ケイ素を斜方蒸
着した配向膜層133a、133bが設けられている。
透明基板131aと131bはその配向膜層133a、
133b側を、スペーサ139を介して間隙を制御して
対向させ、強誘電性液晶層134を挟持するようになっ
ている。また、光による書込側の透明電極層132a上
には光導電層135、遮光層136、誘電体ミラー13
7が配向膜層133aとの間に積層形成され、書込側の
透明基板131aと読出側の透明基板131bのセル外
面には、無反射コーティング層138a、138bが形
成されている。
Next, the structure and operation of the reflection type liquid crystal light valve, which is used as the optical writing type spatial light modulator in this embodiment, in which the light modulating material is the ferroelectric liquid crystal, will be described. The difference from the conventional liquid crystal light valve is that a ferroelectric liquid crystal having clear bistability between light transmittance or light reflectance and an applied voltage is used as a liquid crystal layer. Figure 5
It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal light valve which used the ferroelectric liquid crystal. Transparent substrates 131a and 131b such as glass or plastic for sandwiching liquid crystal molecules are provided with transparent electrode layers 132a and 132b on their surfaces, and silicon monoxide is inclined at an angle in the range of 75 to 85 degrees from the normal direction of the transparent substrate. Orientation film layers 133a and 133b vapor-deposited are provided.
The transparent substrates 131a and 131b have their alignment film layers 133a,
The ferroelectric liquid crystal layer 134 is sandwiched between the 133b sides so as to face each other while controlling the gap via the spacer 139. Further, the photoconductive layer 135, the light shielding layer 136, and the dielectric mirror 13 are provided on the transparent electrode layer 132a on the light writing side.
7 is laminated on the alignment film layer 133a, and antireflection coating layers 138a and 138b are formed on the cell outer surfaces of the transparent substrate 131a on the writing side and the transparent substrate 131b on the reading side.

【0024】上記構成において、誘電体ミラー137の
可視光反射率が十分大きく、光導電層135に対して読
出光の影響が極めて小さい場合は遮光層136を省略す
ることができる。さらに、光導電層135の読出光に対
する反射率が十分大きく、かつ読出光が十分小さく光導
電層135に対して読出光の影響が極めて小さい場合に
は、誘電体ミラー137も省略することができる。ただ
し本実施例においては、通常座標変換強度分布画像の面
積が小さくて読出光の利用効率が低いため、読出光の強
度は強い方がよい。そのため、座標変換強度分布画像を
表示する第一の座標変換用光書込型空間光変調器13は
遮光層136や誘電体ミラー137を有する方が好まし
い。逆に、フーリエ変換強度分布画像の面積はそれほど
小さくないので、読出光は弱くてもよい。そのため、フ
ーリエ変換強度分布画像を表示するフーリエ変換用光書
込型空間光変調器105は遮光層136や誘電体ミラー
137を有さなくても十分であることが多い。
In the above structure, when the visible light reflectance of the dielectric mirror 137 is sufficiently high and the influence of the reading light on the photoconductive layer 135 is extremely small, the light shielding layer 136 can be omitted. Further, when the reflectance of the photoconductive layer 135 with respect to the read light is sufficiently large, and the read light is sufficiently small and the influence of the read light on the photoconductive layer 135 is extremely small, the dielectric mirror 137 can be omitted. . However, in this embodiment, since the area of the normal coordinate conversion intensity distribution image is small and the utilization efficiency of the readout light is low, the intensity of the readout light is preferably high. Therefore, it is preferable that the first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13 for displaying the coordinate conversion intensity distribution image has the light shielding layer 136 and the dielectric mirror 137. On the contrary, since the area of the Fourier transform intensity distribution image is not so small, the reading light may be weak. Therefore, it is often sufficient that the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105 for displaying the Fourier transform intensity distribution image does not have the light shielding layer 136 or the dielectric mirror 137.

【0025】次に、上記構造を持つ液晶ライトバルブを
初期化する方法を示す。第1の方法は、一度液晶ライト
バルブの書込面全面を光照射し、明時のしきい値電圧の
最大値よりも十分に高いパルス電圧あるいは直流バイア
ス電圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重
畳した直流バイアス電圧を透明電極層132aと132
bの間に印加して、強誘電性液晶分子を一方向の安定状
態にそろえ、その状態をメモリさせる。第2の方法は、
光照射なしで、暗時のしきい値電圧の最大値よりも十分
に高いパルス電圧あるいは直流バイアス電圧あるいは1
00Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した直流バイア
ス電圧を透明電極層132aと132bの間に印加して
強誘電性液晶分子を一方向の安定状態にそろえ、その状
態をメモリさせる。通常、暗時のしきい値電圧の最大値
は、光照射時のそれよりも大きくなっている。
Next, a method of initializing the liquid crystal light valve having the above structure will be described. The first method is to irradiate the entire writing surface of the liquid crystal light valve with light once and superimpose a pulse voltage, a DC bias voltage or an AC voltage of 100 Hz to 50 kHz which is sufficiently higher than the maximum value of the threshold voltage at the time of light. The generated DC bias voltage is applied to the transparent electrode layers 132a and 132a.
By applying during b, the ferroelectric liquid crystal molecules are aligned in a unidirectional stable state and the state is stored in the memory. The second method is
Without light irradiation, pulse voltage or DC bias voltage that is sufficiently higher than the maximum threshold voltage in the dark, or 1
A DC bias voltage in which an AC voltage of 00 Hz to 50 kHz is superimposed is applied between the transparent electrode layers 132a and 132b to align the ferroelectric liquid crystal molecules in a unidirectional stable state, and the state is stored in the memory. Normally, the maximum value of the threshold voltage in the dark is larger than that in the light irradiation.

【0026】さらに液晶ライトバルブを上記のように初
期化した後の動作について示す。光照射なしで、暗時に
はしきい値電圧の最大値以下であり、光照射時にはしき
い値電圧の最大値以上となる初期化時とは逆極性のパル
ス電圧あるいは直流バイアス電圧あるいは100Hz〜
50kHzの交流電圧を重畳した直流バイアス電圧を透
明電極層132aと132bの間に印加しながら、レー
ザー光などによって画像の光書き込みをする。レーザー
照射を受けた領域の光導電層135にはキャリアが発生
し、発生したキャリアは印加電圧により電界方向にドリ
フトし、その結果しきい値電圧が下がり、レーザー照射
が行われた領域にはしきい値電圧以上の初期化時とは逆
極性の印加電圧が印加され、強誘電性液晶は自発分極の
反転に伴う分子の反転が起こり、もう一方の安定状態に
移行するので、画像が二値化処理されて記憶される。
Further, the operation after the liquid crystal light valve is initialized as described above will be described. Without light irradiation, the threshold voltage is below the maximum value in the dark, and the threshold voltage is above the maximum value during the light irradiation.
While applying a DC bias voltage on which an AC voltage of 50 kHz is superimposed between the transparent electrode layers 132a and 132b, an image is optically written with a laser beam or the like. Carriers are generated in the photoconductive layer 135 in the region irradiated with the laser, and the generated carriers drift toward the electric field due to the applied voltage. As a result, the threshold voltage is lowered, and the carriers are not irradiated in the region irradiated with the laser. An applied voltage with a polarity opposite to that of the threshold voltage is applied, and the ferroelectric liquid crystal undergoes inversion of molecules due to the inversion of spontaneous polarization, and shifts to the other stable state. It is processed and stored.

【0027】二値化されて記憶された画像は、初期化に
よって揃えられた液晶分子の配列の方向(または、それ
に直角方向)に偏光軸を合わせた直線偏光の読出光の照
射、及び、誘電体ミラー137による反射光の偏光方向
に対し、偏光軸が直角(または平行)になるように配置
された検光子を通すことにより、ポジ状態またはネガ状
態で読出すことができる。上記図1の実施例において
は、検光の代わりに偏光ビームスプリッタを用いてい
る。
The binarized and stored image is irradiated with linearly polarized read-out light whose polarization axis is aligned with the direction of the alignment of liquid crystal molecules aligned by the initialization (or the direction perpendicular thereto), and dielectric. A positive state or a negative state can be read by passing an analyzer arranged such that the polarization axis is perpendicular (or parallel) to the polarization direction of the reflected light from the body mirror 137. In the embodiment shown in FIG. 1, a polarization beam splitter is used instead of the light detection.

【0028】画像を二値化する場合のしきい値は、透明
電極層132aと132bの間に印加するパルス電圧値
やパルス幅あるいは交流電圧の周波数あるいは直流バイ
アス電圧の値を調整することにより、変化させることが
できる。また、レーザーのパワーを調整して書込面に照
射される光強度を変化させることにより、実質的にしき
い値を変化させた場合と同じ効果が得られる。
The threshold for binarizing an image is adjusted by adjusting the pulse voltage value or pulse width applied between the transparent electrode layers 132a and 132b, the frequency of the AC voltage or the value of the DC bias voltage. Can be changed. Further, by adjusting the laser power to change the light intensity applied to the writing surface, substantially the same effect as when the threshold value is changed can be obtained.

【0029】次に、第一の座標変換用光書込型空間光変
調器13やフーリエ変換用光書込型空間光変調器105
として上記強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブを使
用した場合、それらを高速に動作させるための駆動方法
について述べる。既に説明した初期化の方法や動作原理
から、次のように駆動する必要がある。基本的には、各
液晶ライトバルブの書込面へ書込光が照射される書込光
照射時間と、液晶ライトバルブへの書込電圧印加時間と
が少なくとも所定の時間一致している必要がある。そし
て、液晶ライトバルブが幾つも直列につながっている場
合には、各液晶ライトバルブへ印加される駆動電圧と、
その液晶ライトバルブへの読出光や書込光の照射時間な
どが同期して動作していなければならない。
Next, the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 and the first optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105.
As a method of driving a liquid crystal light valve using the above ferroelectric liquid crystal, the driving method will be described. From the initialization method and the operating principle already described, it is necessary to drive as follows. Basically, it is necessary that the writing light irradiation time for writing the writing light on the writing surface of each liquid crystal light valve and the writing voltage application time for the liquid crystal light valve are at least equal to each other for a predetermined time. is there. When a number of liquid crystal light valves are connected in series, the drive voltage applied to each liquid crystal light valve,
The irradiation time of the reading light and the writing light to the liquid crystal light valve must be operating in synchronization.

【0030】図6に、第一の座標変換用光書込型空間光
変調器13とフーリエ変換用光書込型空間光変調器10
5に印加される駆動電圧と、各光書込型空間光変調器へ
の書込みや読出しを行うフーリエ変換用レーザー101
と相関用レーザー201の出力光強度との関係の1例を
示す。ただし、被相関画像や参照画像の座標変換像の第
一の座標変換用光書込型空間光変調器13への書込みに
ついては後で述べるとして、ここでは第一の座標変換用
光書込型空間光変調器13に書込パルスが印加されると
きには常にそれらの座標変換像が書込面に照射されてい
るとする。まず、図6の(a)に示すように、消去パル
ス150、書込パルス151、ゼロ電圧152が順に繰
り返されるような駆動電圧が第一の座標変換用光書込型
空間光変調器13に印加されている。消去パルス150
によって第一の座標変換用光書込型空間光変調器13に
記憶されている画像を消去して初期化し、書込パルス1
51で書込面に照射されている像を新たに記憶し、ゼロ
電圧152の状態でその記憶した像を読出すという動作
を繰り返す。消去パルス150、書込パルス151のパ
ルス電圧は、上記動作原理の説明で述べた条件を満たし
ている。
FIG. 6 shows a first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13 and a Fourier transforming optical writing type spatial light modulator 10.
5 and a drive voltage applied to the laser 5, and a Fourier transform laser 101 for writing and reading to and from each optical writing type spatial light modulator.
An example of the relationship between the output light intensity of the correlation laser 201 and is shown. However, the writing of the coordinate-converted image of the correlated image or the reference image into the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13 will be described later. When the writing pulse is applied to the spatial light modulator 13, it is assumed that the coordinate-converted images are always irradiated on the writing surface. First, as shown in FIG. 6A, a driving voltage such that an erase pulse 150, a write pulse 151, and a zero voltage 152 are sequentially repeated is applied to the first coordinate-writing optical writing spatial light modulator 13. Is being applied. Erase pulse 150
The image stored in the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 is erased and initialized by the writing pulse 1
The operation of newly storing the image irradiated on the writing surface at 51 and reading the stored image in the state of zero voltage 152 is repeated. The pulse voltages of the erase pulse 150 and the write pulse 151 satisfy the conditions described in the above description of the operation principle.

【0031】以上の駆動電圧により、第一の座標変換用
光書込型空間光変調器13には次々と新しい二値化座標
変換強度分布画像が記憶される。そして図6の(b)に
示すように、その第一の座標変換用光書込型空間光変調
器13に印加される駆動電圧がゼロ電圧152の状態
と、第一の座標変換用光書込型空間光変調器13の読出
面に読出光が照射されるレーザー照射153の状態が一
致するようにフーリエ変換用レーザー101の出力を変
調する。これによって、第一の座標変換用光書込型空間
光変調器13に記憶された新しい二値化座標変換強度分
布画像が次々に読出され、フーリエ変換用レーザー10
1のレーザー照射153の期間だけそのジョイントフー
リエ変換像がフーリエ変換用光書込型空間光変調器10
5の書込面に照射される。そこで図6の(c)に示すよ
うに、フーリエ変換用光書込型空間光変調器105には
そのレーザー照射153の期間に同期させて、書込パル
ス155を印加する。勿論その書込パルス155を印加
する直前には、フーリエ変換用光書込型空間光変調器1
05を初期化するための消去パルス154を印加し、書
込パルス155の直後はゼロ電圧156の状態であり像
の読出しを行う。以上のことにより、フーリエ変換用光
書込型空間光変調器105には次々と新しい二値化フー
リエ変換強度分布画像が記憶され、その記憶された二値
化フーリエ変換強度分布画像は、ゼロ電圧156の状態
である期間と相関用レーザー201のレーザー照射15
7の期間とを図6の(d)に示すように同期させること
により、相関用レーザー201のレーザー照射157の
期間において相関出力画像が得られる。
With the above drive voltage, new binary coordinate conversion intensity distribution images are successively stored in the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13. Then, as shown in FIG. 6B, the state where the driving voltage applied to the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 is zero voltage 152, and the first coordinate conversion optical writing device The output of the Fourier transform laser 101 is modulated so that the state of the laser irradiation 153 for irradiating the reading light on the reading surface of the embedded spatial light modulator 13 is matched. As a result, new binarized coordinate conversion intensity distribution images stored in the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 are sequentially read out, and the Fourier transform laser 10 is read.
The joint Fourier transform image of the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 10 only during the laser irradiation 153 of 1
The writing surface of No. 5 is irradiated. Therefore, as shown in FIG. 6C, the write pulse 155 is applied to the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105 in synchronization with the period of the laser irradiation 153. Of course, immediately before the application of the write pulse 155, the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 1
An erase pulse 154 for initializing 05 is applied, and immediately after the write pulse 155, there is a zero voltage 156 and the image is read. As a result of the above, new binary binarized Fourier transform intensity distribution images are successively stored in the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105, and the stored binarized Fourier transform intensity distribution images have zero voltage. Laser irradiation of the laser 201 for correlation with the period of 156 15
By synchronizing with the period of 7 as shown in FIG. 6D, a correlation output image can be obtained during the period of laser irradiation 157 of the correlation laser 201.

【0032】もし、第一の座標変換用光書込型空間光変
調器13やフーリエ変換用光書込型空間光変調器105
が遮光層136や誘電体ミラー137を有さない場合、
読出光が光導電層135に対して影響を与える。このこ
とを利用すると、消去パルス150や154の印加電圧
を下げることが可能となる。つまり、ゼロ電圧152や
156に対応する期間だけに読出光を照射するのではな
く、消去パルス150や154に対応する期間にも続け
て読出光を照射すると、初期化時においてもレーザー光
が照射されていることになる。その結果、第一の座標変
換用光書込型空間光変調器13やフーリエ変換用光書込
型空間光変調器105のしきい値電圧は、暗時よりも光
照射時の方が低下するので、消去パルス150や154
の電圧を下げても初期化が可能となる。
If the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 and the first optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105 are used.
Does not have the light shielding layer 136 or the dielectric mirror 137,
The reading light affects the photoconductive layer 135. By utilizing this, it becomes possible to lower the applied voltage of the erase pulses 150 and 154. In other words, if the read light is not emitted only during the period corresponding to the zero voltage 152 or 156, but also during the period corresponding to the erase pulse 150 or 154, the laser beam is emitted even during initialization. Has been done. As a result, the threshold voltage of the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 and the first optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105 is lower in the light irradiation than in the dark. Therefore, the erase pulse 150 or 154
Initialization is possible even if the voltage of is lowered.

【0033】また、遮光層136や誘電体ミラー137
を有し、読出光の光導電層135への影響が無視できる
場合、上述したような読出光の変調を行う必要が無いこ
とは言うまでもない。ただしその場合でも、上述したよ
うな第一の座標変換用光書込型空間光変調器13のゼロ
電圧152とフーリエ変換用光書込型空間光変調器10
5の書込パルス155の同期は必要である。
In addition, the light shielding layer 136 and the dielectric mirror 137.
Needless to say, when the influence of the read light on the photoconductive layer 135 is negligible, it is not necessary to modulate the read light as described above. However, even in that case, the zero voltage 152 of the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 and the optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 10 as described above.
Synchronization of 5 write pulses 155 is required.

【0034】以上に示した駆動電圧を印加することによ
り、第一の座標変換用光書込型空間光変調器13やフー
リエ変換用光書込型空間光変調器105は30Hz〜2
kHzという高速で駆動することができた。また、書込
面に照射される画像が二値化記憶されるので、たとえノ
イズ成分が多くて通常ならノイズに埋もれてしまうよう
な場合でも、しきい値を調整することによりノイズ成分
の無い正確な画像を得ることも可能となった。
By applying the driving voltage shown above, the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 and the first optical writing type spatial light modulator for Fourier transform 105 have a frequency of 30 Hz to 2 Hz.
It was possible to drive at a high speed of kHz. In addition, since the image illuminated on the writing surface is binarized and stored, even if there are many noise components and they are normally buried in noise, adjusting the threshold value ensures that no noise components are present. It has become possible to obtain such images.

【0035】次に、上記実施例で用いた第一の入力像用
電気書込型空間光変調器3について説明する。上述した
ように、第一の座標変換用光書込型空間光変調器13や
フーリエ変換用光書込型空間光変調器105として強誘
電性液晶を用いた液晶ライトバルブを用いた場合、それ
らは30Hz〜2kHz程度という非常な高速動作が可
能となった。しかし、第一の入力像用電気書込型空間光
変調器3として光変調材料がTN液晶である液晶テレビ
などを用いると、30Hzという低速でしか動作させる
ことができないので、本発明のパターン認識装置の動作
速度が第一の入力像用電気書込型空間光変調器3の速度
で律速されてしまう。そこで、第一の入力像用電気書込
型空間光変調器3としては高速動作が可能になるよう
に、光変調材料にPLZTなどの電気光学セラミックス
やイットリウム鉄ガーネットなどの磁気光学材料や強誘
電性液晶などを用いるのが好ましい。そこで本実施例で
は、第一の入力像用電気書込型空間光変調器3として強
誘電性液晶を光変調材料として用いた電気書込型空間光
変調器を用いた。
Next, the first input image electrically writing type spatial light modulator 3 used in the above embodiment will be described. As described above, when the liquid crystal light valve using the ferroelectric liquid crystal is used as the first coordinate-writing optical writing spatial light modulator 13 and the Fourier transform optical writing spatial light modulator 105, It became possible to operate at a very high speed of about 30 Hz to 2 kHz. However, when a liquid crystal television whose light modulation material is TN liquid crystal is used as the first input image electric writing type spatial light modulator 3, it can be operated only at a low speed of 30 Hz. The operation speed of the device is limited by the speed of the first electrically writing type spatial light modulator for input image 3. Therefore, in order to enable high-speed operation as the first electrically-written spatial light modulator for input image 3, the optical modulation material is an electro-optical ceramic such as PLZT, a magneto-optical material such as yttrium iron garnet, or a ferroelectric material. It is preferable to use an organic liquid crystal. Therefore, in this embodiment, as the first input image electric writing type spatial light modulator 3, an electric writing type spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation material is used.

【0036】さらに、この第一の入力像用電気書込型空
間光変調器3の動作においても、上述した第一の座標変
換用光書込型空間光変調器13やフーリエ変換用光書込
型空間光変調器105と同様に他の空間光変調器やレー
ザーと同期を取って動作させる必要があることは言うま
でもない。つまり、第一の入力像用電気書込型空間光変
調器3上に表示されている参照画像や被相関画像の座標
変換像を第一の座標変換用光書込型空間光変調器13に
記憶させるためには、図6(a)に示す第一の座標変換
用光書込型空間光変調器13に印加される駆動電圧にお
けるゼロ電圧152と消去パルス150の期間に第一の
入力像用電気書込型空間光変調器3上の画像を消去して
新たな画像を書き込み、書込パルス151が印加されて
いる期間には第一の入力像用電気書込型空間光変調器3
に表示する像を保持していなければならない。そこで、
第一の入力像用電気書込型空間光変調器3の各画素を駆
動する方法は、各画素毎にトランジスタが形成されて動
作するTFT(Thin FilmTransistor)方式などに代表
されるアクティブ方式である。そして、ゼロ電圧152
の期間が始まると同時に第一の入力像用電気書込型空間
光変調器3上の各画素に表示されている画像を消去する
信号を加え、その後すぐに新たな画像を表示するための
画像信号を各画素に印加する。このことにより、第一の
入力像用電気書込型空間光変調器3も他の空間光変調器
と同期させつつ高速動作が可能となった。
Further, also in the operation of the first electric image writing spatial light modulator for input image 3, the above-mentioned first coordinate writing optical writing spatial light modulator 13 and Fourier transform optical writing are performed. Needless to say, it is necessary to operate in synchronization with other spatial light modulators and lasers as in the case of the spatial light modulator 105. That is, the coordinate-converted images of the reference image and the correlated image displayed on the first input-image electrically writing spatial light modulator 3 are transferred to the first coordinate-writing optical writing spatial light modulator 13. In order to store the first input image during the period of the zero voltage 152 and the erasing pulse 150 in the driving voltage applied to the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 shown in FIG. 6A. The electric writing type spatial light modulator 3 for an input image is erased while the image on the electric writing type spatial light modulator 3 is written and a new image is written.
Must hold the image to be displayed on. Therefore,
A method of driving each pixel of the first electric image writing spatial light modulator 3 for an input image is an active method represented by a TFT (Thin Film Transistor) method in which a transistor is formed for each pixel to operate. . And zero voltage 152
At the same time as the start of the period, a signal for erasing the image displayed in each pixel on the first electric writing type spatial light modulator for input image 3 is added, and immediately after that, an image for displaying a new image. A signal is applied to each pixel. As a result, the first input image electric writing type spatial light modulator 3 can also operate at high speed in synchronization with other spatial light modulators.

【0037】座標変換を用いない通常の相関処理におい
ては、被相関物体が参照物体に対して10度程度回転し
ていたり、20〜30%程度大きさが異なる場合、相関
ピークの強度が大きく低下して正確に認識できなかっ
た。しかし、以上示してきた本発明において、座標変換
光学フィルタとして(1nr,θ)座標に変換するフィル
タを用いることにより、回転角に関しては360度全て
の回転角に対して、また大きさ変化に関しては50%程
度変化している場合でも問題なく認識でき、回転や大き
さの変化に対して不変なパターン認識が可能となった。
そして、相関ピークの現れる位置から回転角や大きさの
変化量を測定することも可能であった。さらに、他の座
標系に変換する座標変換光学フィルタを用いた場合にお
いても同様に、用いた座標変換に対応して大きさや回転
などに不変なパターン認識が可能であった。
In the normal correlation processing that does not use coordinate transformation, when the correlated object is rotated about 10 degrees with respect to the reference object or the size is different by 20 to 30%, the intensity of the correlation peak is greatly reduced. And I could not recognize it correctly. However, in the present invention described above, by using a filter for converting (1nr, θ) coordinates as the coordinate conversion optical filter, the rotation angle can be 360 degrees, and the size change can be changed. Even when the change is about 50%, the pattern can be recognized without any problem, and the pattern recognition that is invariant to the rotation and the change in the size is possible.
It was also possible to measure the amount of change in the rotation angle and the size from the position where the correlation peak appears. Further, even when a coordinate conversion optical filter for converting to another coordinate system is used, similarly, it is possible to perform pattern recognition that is invariant in size and rotation in correspondence with the coordinate conversion used.

【0038】認識速度に関しては、強誘電性液晶を光変
調材料とした空間光変調器を使用すると、その空間光変
調器は30Hz〜2kHz程度で動作可能であるので、
パターン認識装置全体としても30Hz〜2kHz程度
という高速動作が可能であった。さらに本発明では、Va
nderLugt型の相関器ではなくジョイント変換型の相関器
を使用しているため、写真乾板の現像や現像後の写真乾
板のセッティング等の手間は不要で、手軽にパターン認
識が可能である。その上、参照物体を前もって画像メモ
リ装置43に記憶しておけば、容易にかつ高速に参照画
像を変更することも可能である。また、写真乾板ほど高
解像度の空間光変調器を必要としないので、振動や空気
の揺らぎによる影響は少なく、光学系の光軸調整も容易
である。
Regarding the recognition speed, when a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal as a light modulation material is used, the spatial light modulator can operate at about 30 Hz to 2 kHz.
The pattern recognition device as a whole was capable of high-speed operation of about 30 Hz to 2 kHz. Furthermore, in the present invention, Va
Since the joint conversion type correlator is used instead of the nderLugt type correlator, it is possible to easily recognize the pattern without developing the photographic plate or setting the photographic plate after development. Furthermore, if the reference object is stored in the image memory device 43 in advance, the reference image can be changed easily and at high speed. Further, since a spatial light modulator having a higher resolution than that of a photographic dry plate is not required, the influence of vibration and fluctuation of air is small, and the optical axis adjustment of the optical system is easy.

【0039】図7は、本発明による座標変換機能を有す
る光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。図1における実施例と同様の働きをする部分は同じ
符号をつけ、請求項との対応や説明を省略あるいは簡略
化している。光学的座標変換部の構成で前記実施例と異
なる部分はない。ジョイント変換相関器部の構成で前記
実施例と異なる部分については、前記光学的座標変換部
において得られる前記参照画像や前記被相関画像の各座
標変換像を座標変換強度分布画像に変換し、前記各座標
変換強度分布画像を座標変換像用空間光変調器に表示す
る手段は、第一の座標変換用撮像装置9とマスク48と
座標変換用電気書込型空間光変調器14からなり、前記
ジョイントフーリエ変換画像をフーリエ変換強度分布画
像に変換し、前記フーリエ変換強度分布画像をフーリエ
変換像用空間光変調器に表示する手段は、フーリエ変換
用撮像装置106とフーリエ変換用電気書込型空間光変
調器107からなる。
FIG. 7 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. The parts having the same functions as those of the embodiment in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the correspondence with the claims and the description thereof are omitted or simplified. There is no difference in the configuration of the optical coordinate conversion unit from that of the above embodiment. Regarding the part different from the embodiment in the configuration of the joint conversion correlator unit, each coordinate conversion image of the reference image or the correlated image obtained in the optical coordinate conversion unit is converted into a coordinate conversion intensity distribution image, The means for displaying each coordinate conversion intensity distribution image on the coordinate conversion image spatial light modulator comprises a first coordinate conversion image pickup device 9, a mask 48, and a coordinate conversion electrically writing type spatial light modulator 14. The means for converting the joint Fourier transform image into a Fourier transform intensity distribution image and displaying the Fourier transform intensity distribution image on the Fourier transform image spatial light modulator is a Fourier transform imaging device 106 and a Fourier transform electrically writing type space. It comprises an optical modulator 107.

【0040】被相関画像と参照画像の座標変換像をその
変換面上に得る部分までは図1に示す実施例と同じであ
るので説明を省略する。変換面上に得られた各座標変換
像は、第一の座標変換用撮像装置9で受光されて電気信
号に変換される。その電気信号を座標変換用電気書込型
空間光変調器14に入力することにより、各座標変換強
度分布画像は所定の距離Lだけ離れて座標変換用電気書
込型空間光変調器14上に表示される。フーリエ変換用
レーザー101から出射されたコヒーレント光は、フー
リエ変換用ビームエキスパンダ102で光束が拡大され
た後座標変換用電気書込型空間光変調器14を照射す
る。このことにより、各座標変換強度分布画像はコヒー
レント画像に変換され、それを第一のフーリエ変換レン
ズ104でフーリエ変換することにより、その変換面上
にはジョイントフーリエ変換像が得られる。そこで、こ
のジョイントフーリエ変換像をフーリエ変換用撮像装置
106で受光して電気信号に変換して、この電気信号を
フーリエ変換用電気書込型空間光変調器107に入力す
ると、フーリエ変換用電気書込型空間光変調器107に
ジョイントフーリエ変換像のフーリエ変換強度分布画像
を表示することができる。相関用レーザー201から出
射されたコヒーレント光は、相関用ビームエキスパンダ
202で光束が拡大された後フーリエ変換用電気書込型
空間光変調器107を照射する。このことによって、フ
ーリエ変換強度分布画像はコヒーレント画像に変換さ
れ、それを第二のフーリエ変換レンズ204でフーリエ
変換することにより、その変換面上に相関出力画像が得
られる。以下の処理は前記実施例と同じであるので説明
を省略する。
The part up to the point where the coordinate conversion image of the correlated image and the reference image is obtained on the conversion surface is the same as in the embodiment shown in FIG. Each coordinate conversion image obtained on the conversion surface is received by the first coordinate conversion image pickup device 9 and converted into an electric signal. By inputting the electric signal to the coordinate-writing electric writing type spatial light modulator 14, the coordinate-converting intensity distribution images are separated by a predetermined distance L on the coordinate-converting electric writing type spatial light modulator 14. Is displayed. The coherent light emitted from the Fourier transform laser 101 is applied to the coordinate-writing electrical writing type spatial light modulator 14 after the luminous flux is expanded by the Fourier transform beam expander 102. As a result, each coordinate-transformed intensity distribution image is transformed into a coherent image, which is Fourier-transformed by the first Fourier transform lens 104 to obtain a joint Fourier transform image on the transform surface. Therefore, the joint Fourier transform image is received by the Fourier transform imaging device 106, converted into an electric signal, and the electric signal is input to the Fourier transform electric writing type spatial light modulator 107. A Fourier transform intensity distribution image of the joint Fourier transform image can be displayed on the embedded spatial light modulator 107. The coherent light emitted from the correlation laser 201 is expanded by the correlation beam expander 202 and then radiated to the Fourier transform electric writing type spatial light modulator 107. As a result, the Fourier transform intensity distribution image is converted into a coherent image, and the second Fourier transform lens 204 performs a Fourier transform on the image to obtain a correlation output image on the transform surface. The following processing is the same as that of the above-mentioned embodiment, and therefore its explanation is omitted.

【0041】ここで用いる座標変換用とフーリエ変換用
の電気書込型空間光変調器14、107としては、高速
動作させることを考慮すると、先の実施例における第一
の入力像用電気書込型空間光変調器3について述べたと
同様に、光変調材料にPLZTなどの電気光学セラミッ
クスやイットリウム鉄ガーネットなどの磁気光学材料や
強誘電性液晶などを用いるのが好ましい。そこで本実施
例では、座標変換用とフーリエ変換用の電気書込型空間
光変調器14、107として光変調材料が強誘電性液晶
である電気書込型空間光変調器を用いた。この場合、強
誘電性液晶が双安定性を持つため、通常は表示される画
像が二値化される。そのため、座標変換強度分布画像や
フーリエ変換強度分布画像は二値化座標変換強度分布画
像や二値化フーリエ変換強度分布画像となる。
The electric writing type spatial light modulators 14 and 107 for the coordinate conversion and the Fourier transform used here are considered to be operated at a high speed, and the electric writing for the first input image in the previous embodiment is considered. As in the case of the type spatial light modulator 3, it is preferable to use an electro-optical ceramic such as PLZT, a magneto-optical material such as yttrium iron garnet, or a ferroelectric liquid crystal as the light modulating material. Therefore, in this embodiment, as the electric writing type spatial light modulators 14 and 107 for the coordinate conversion and the Fourier transform, the electric writing type spatial light modulator whose light modulating material is the ferroelectric liquid crystal is used. In this case, since the ferroelectric liquid crystal has bistability, the displayed image is usually binarized. Therefore, the coordinate transformation intensity distribution image or the Fourier transformation intensity distribution image becomes a binarized coordinate transformation intensity distribution image or a binarized Fourier transform intensity distribution image.

【0042】このように、座標変換用とフーリエ変換用
の電気書込型空間光変調器14、107として光変調材
料が強誘電性液晶である電気書込型空間光変調器を使用
した場合、第一の座標変換用撮像装置9やフーリエ変換
用撮像装置106から出力される電気信号をそのまま入
力するだけで二値化座標変換強度分布画像や二値化フー
リエ変換強度分布画像となる。しかし、通常の電気書込
型空間光変調器を用いた場合、それらは階調表現可能で
あるので、それら電気書込型空間光変調器に入力する前
に電気信号を二値化しておく必要がある。
As described above, when the electric writing type spatial light modulators for which the light modulating material is the ferroelectric liquid crystal is used as the electric writing type spatial light modulators 14 and 107 for the coordinate conversion and the Fourier transform, A binarized coordinate transformation intensity distribution image or a binarized Fourier transform intensity distribution image is obtained by directly inputting the electric signals output from the first coordinate transformation imaging device 9 and the Fourier transformation imaging device 106. However, in the case of using the ordinary electric writing type spatial light modulator, since they can express gradation, it is necessary to binarize the electric signal before inputting to the electric writing type spatial light modulator. There is.

【0043】本実施例においても、先に述べた実施例と
同様に、被相関画像の大きさや回転などに対して不変な
パターン認識を高速に行うことができた。ところで以上
述べてきた実施例においては、参照画像も被相関画像も
それぞれ1個ずつであった。そのため、多種類の画像を
認識する場合には、次々に参照画像を書き換えて認識を
行わなければならず、それだけ認識に時間を要するとい
う課題があった。そこでこの課題を解決するために、参
照画像を複数にして一度に多くの参照画像との相関処理
を行う方法が考えられている。図8に被相関画像と複数
の参照画像を配置する1例を示す。このように、1個の
被相関画像を中心に、複数の参照画像をその円周上に配
置する。そして、座標変換光学フィルタアレイ44中の
座標変換光学フィルタや、座標変換レンズアレイ47中
の座標変換レンズ、マスク48中の穴を各参照画像や被
相関画像の位置に対応して配置することにより、上記実
施例と同様にパターン認識を行うことができる。ここ
で、参照画像を複数化したことにより得られる相関ピー
クも複数対になるので、その各相関ピークが現れる位置
に対応して受光素子205を複数個配置し、相関ピーク
の強度を測定しなければならないことは言うまでもな
い。また、上記説明では参照画像を複数化しているが、
逆に被相関画像を複数化して1個の参照画像とのパター
ン認識を行っても原理的には同じであることは言うまで
もない。そこで、以下では参照画像を複数化した場合を
例にとり説明する。
Also in this embodiment, similarly to the above-mentioned embodiment, the pattern recognition which is invariant with respect to the size and rotation of the correlated image can be performed at high speed. By the way, in the embodiments described above, there is one reference image and one correlated image. Therefore, when recognizing a large number of types of images, it is necessary to rewrite the reference images one after another to perform the recognition, and there is a problem that the recognition takes time accordingly. Therefore, in order to solve this problem, a method of making a plurality of reference images and performing a correlation process with many reference images at one time has been considered. FIG. 8 shows an example in which a correlated image and a plurality of reference images are arranged. In this way, a plurality of reference images are arranged around the circumference of one correlated image. By arranging the coordinate conversion optical filter in the coordinate conversion optical filter array 44, the coordinate conversion lens in the coordinate conversion lens array 47, and the hole in the mask 48 in correspondence with the position of each reference image or correlated image. The pattern recognition can be performed in the same manner as in the above embodiment. Here, since there are a plurality of pairs of correlation peaks obtained by making a plurality of reference images, it is necessary to arrange a plurality of light receiving elements 205 corresponding to the positions where the respective correlation peaks appear and measure the intensity of the correlation peaks. It goes without saying that it must be done. Further, although the reference image is pluralized in the above description,
On the contrary, it goes without saying that the principle is the same even if a plurality of correlated images are made and pattern recognition is performed with respect to one reference image. Therefore, the case where a plurality of reference images are provided will be described below as an example.

【0044】一般に上述したように参照画像を複数化し
た場合、各相関ピークの強度の低下とノイズ成分の増大
により、S/Nが大きく低下してしまう。そこで、その
ような欠点を解決するために、我々は既にフィードバッ
ク系を有するジョイント変換相関器をすでに提案してい
る。これは、通常のジョイント変換相関器において、相
関処理の結果得られる少なくとも1個の被相関画像と少
なくとも1個の参照画像との2次元の各相関係数を、線
形または非線形な伝達関数に入力し、各相関係数に対応
する各参照画像を透過する光強度をその伝達関数の出力
に応じて実質的に変化させるフィードバック系を構成し
たものである。そしてこの様な構成にすることにより、
参照画像を複数にしても、S/Nのよいパターン認識が
可能であることを示している。
Generally, when a plurality of reference images are used as described above, the S / N ratio is greatly reduced due to the decrease in the intensity of each correlation peak and the increase in the noise component. Therefore, in order to solve such a drawback, we have already proposed a joint transform correlator having a feedback system. This is to input each two-dimensional correlation coefficient of at least one correlated image and at least one reference image obtained as a result of the correlation processing into a linear or non-linear transfer function in an ordinary joint transform correlator. A feedback system that substantially changes the intensity of light that passes through each reference image corresponding to each correlation coefficient according to the output of the transfer function is configured. And with this configuration,
It is shown that pattern recognition with good S / N is possible even with a plurality of reference images.

【0045】本発明においても、上述と同様のフィード
バック系を付与することができる。図9に、本発明によ
る座標変換機能を有する光学的パターン認識装置に対し
て、フィードバック系を付与した1例を示す。請求項2
のフィードバック部の構成として、前記相関係数を最大
の相関係数で正規化する正規化回路は、フィードバック
制御回路208であり、前記入力像用空間光変調器また
は前記座標変換像用空間光変調器の直前または直後に配
置したマスク用空間光変調器は、フィードバックマスク
207であり、前記マスク用空間光変調器上の前記各参
照画像あるいは前記各座標変換強度分布画像に対応する
部分の透過率または反射率を、前記正規化回路で正規化
した相関係数をもとに、線形または非線形な関係で変化
させる手段は、フィードバック制御回路208からな
る。図1に示す実施例と異なる部分は、参照画像を複数
にしたことにより、それに対応する座標変換光学フィル
タや座標変換レンズ、受光素子がそれぞれ増加したこと
と、各二値化座標変換強度分布画像を記憶・表示する第
一の座標変換用光書込型空間光変調器13の直後に、読
出光が各二値化座標変換強度分布画像を照射する光強度
を変化させるためのフィードバックマスク207を配置
し、識別回路206からの相関係数に応じてそのフィー
ドバックマスク207を制御するためのフィードバック
制御回路208を設けたことである。
Also in the present invention, a feedback system similar to the above can be provided. FIG. 9 shows an example in which a feedback system is added to the optical pattern recognition device having the coordinate conversion function according to the present invention. Claim 2
As the configuration of the feedback unit of, the normalization circuit that normalizes the correlation coefficient with the maximum correlation coefficient is the feedback control circuit 208, and is the input image spatial light modulator or the coordinate conversion image spatial light modulation. The mask spatial light modulator arranged immediately before or after the device is a feedback mask 207, and the transmittance of a portion corresponding to each of the reference images or the coordinate conversion intensity distribution images on the mask spatial light modulator. Alternatively, the means for changing the reflectance in a linear or non-linear relationship based on the correlation coefficient normalized by the normalization circuit is composed of the feedback control circuit 208. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the number of reference images is increased, the number of coordinate conversion optical filters, coordinate conversion lenses, and light-receiving elements corresponding to the reference images are increased, and each binarized coordinate conversion intensity distribution image. Immediately after the first optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 13 for storing and displaying, a feedback mask 207 for changing the light intensity with which the reading light illuminates each binarized coordinate conversion intensity distribution image. That is, a feedback control circuit 208 for arranging and controlling the feedback mask 207 according to the correlation coefficient from the identification circuit 206 is provided.

【0046】次に実際の動作について説明する。複数の
二値化座標変換強度分布画像を第一の座標変換用光書込
型空間光変調器13に記憶するまでの方法は既に述べた
ので省略する。フーリエ変換用レーザー101から出射
されたコヒーレント光は、図1の場合と同様に第一のフ
ーリエ変換用偏光ビームスプリッタ103で反射して、
読出光としてフィードバックマスク207を透過して第
一の座標変換用光書込型空間光変調器13の読出面を照
射する。初期状態では、フィードバックマスク207は
完全に透過の状態にしておく。そして、読出面での反射
光は再びフィードバックマスク207を透過した後第一
のフーリエ変換用偏光ビームスプリッタ103を透過
し、第一のフーリエ変換レンズ104でフーリエ変換さ
れて、フーリエ変換用光書込型空間光変調器105上に
ジョイントフーリエ変換像を形成して二値化フーリエ変
換強度分布画像が記憶される。ここで、読出光はフィー
ドバックマスク207を2回透過することに注意する必
要がある。つまり、フィードバックマスク207の透過
率をxに設定すると、二値化座標変換強度分布画像をX
2 でマスクしたことに相当するからである。そして、記
憶された二値化フーリエ変換強度分布画像を読出して相
関係数を得るまでは、図1の場合と同じであるので省略
する。ただし、当然複数の相関係数が識別回路206か
らフィードバック制御回路208へ出力される。
Next, the actual operation will be described. The method of storing a plurality of binarized coordinate conversion intensity distribution images in the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13 has already been described, and is therefore omitted. The coherent light emitted from the Fourier transform laser 101 is reflected by the first Fourier transform polarization beam splitter 103 as in the case of FIG.
The reading light is transmitted through the feedback mask 207 to illuminate the reading surface of the first coordinate-writing optical writing spatial light modulator 13. In the initial state, the feedback mask 207 is in a completely transparent state. Then, the reflected light on the reading surface passes through the feedback mask 207 again, and then through the first Fourier transform polarization beam splitter 103, is Fourier transformed by the first Fourier transform lens 104, and is written in the Fourier transform optical writing. A joint Fourier transform image is formed on the die spatial light modulator 105, and a binarized Fourier transform intensity distribution image is stored. Here, it should be noted that the read light is transmitted through the feedback mask 207 twice. That is, when the transmittance of the feedback mask 207 is set to x, the binarized coordinate transformation intensity distribution image is set to X.
This is because it corresponds to masking in 2 . The procedure until the stored binarized Fourier transform intensity distribution image is read and the correlation coefficient is obtained is the same as in the case of FIG. However, naturally, a plurality of correlation coefficients are output from the discrimination circuit 206 to the feedback control circuit 208.

【0047】フィードバック制御回路208へ入力され
た各参照画像に対応する相関係数は、最大の相関係数で
正規化された後、予め設定しておいたあるいは相関処理
の結果に応じて変化させるフィードバック伝達関数に入
力され、各参照画像をマスクする割合が決定される。そ
の割合に応じて、フィードバックマスク207の各参照
画像の二値化座標変換強度分布画像に対応する部分の透
過率を変化させる。当然、この透過率はフィードバック
マスク207を2回透過することを考慮されている。そ
して、その状態で再び同様の相関処理を行うというフィ
ードバックループを繰り返す。このフィードバックによ
り、本発明において参照画像が複数になった場合でも、
S/Nのよいパターン認識が可能となった。上記実施例
では、各二値化座標変換強度分布画像を照射する光強度
を変化させるためにフィードバックマスク207を用い
ていたが、元の参照画像を照射する光強度を変化させる
ために、第一の入力像用電気書込型空間光変調器3の直
前あるいは直後に配置しても良いことは言うまでもな
い。
The correlation coefficient corresponding to each reference image input to the feedback control circuit 208 is normalized by the maximum correlation coefficient and then changed according to the result of the preset correlation processing or the correlation processing. It is input to the feedback transfer function and the rate of masking each reference image is determined. The transmittance of the portion of each reference image of the feedback mask 207 corresponding to the binarized coordinate transformation intensity distribution image is changed according to the ratio. As a matter of course, this transmittance is considered to be transmitted through the feedback mask 207 twice. Then, in that state, the feedback loop of performing the same correlation processing again is repeated. By this feedback, even when the reference image becomes plural in the present invention,
Pattern recognition with good S / N became possible. In the above embodiment, the feedback mask 207 is used to change the light intensity for irradiating each binarized coordinate conversion intensity distribution image, but in order to change the light intensity for irradiating the original reference image, the first It goes without saying that it may be arranged immediately before or after the electrically writing type spatial light modulator 3 for input image.

【0048】更に、上記フィードバック伝達関数として
は様々なものが考えられる。線形な関数や、非線形な関
数としてはステップ関数やシグモイド関数などの飽和型
の関数やそれらの組合せなどである。そして、このフィ
ードバック伝達関数の非線形性やしきい値など種類・形
状等を変化させることにより、本発明におけるパターン
認識装置の認識特性が大きく変化する。そこで、適切な
フィードバック伝達関数を予め設定する、あるいは相関
処理の結果に応じてフィードバック伝達関数の形や種類
を変化させることにより、より高速でS/Nのよいパタ
ーン認識が可能となった。
Further, various feedback transfer functions can be considered. Examples of linear functions and non-linear functions include saturated functions such as step functions and sigmoid functions, and combinations thereof. By changing the nonlinearity of the feedback transfer function and the type and shape such as the threshold value, the recognition characteristics of the pattern recognition apparatus of the present invention are greatly changed. Therefore, by presetting an appropriate feedback transfer function or changing the shape and type of the feedback transfer function according to the result of the correlation processing, pattern recognition with higher S / N can be performed at higher speed.

【0049】また、各参照画像や被相関画像そのもの、
あるいは参照画像や被相関画像の各座標変換強度分布画
像の面積を、フィードバックマスク207あるいは他の
光学マスクを用いて規格化することができる。参照画像
が多い場合、各参照画像や被相関画像あるいはそれらの
各座標変換強度分布画像の面積が異なるため、その面積
の大きな画像ほど認識しやすくなるという課題があっ
た。そこで、それらの面積あるいは面積の代わりにそれ
らを実質的に透過・反射する光量を測定する。そしてそ
の測定値を基に、フィードバックマスク207や他の光
学マスクによって、各参照画像や被相関画像あるいはそ
れらの各座標変換強度分布画像を実質的に透過あるいは
反射する光強度を変化させる。このことにより、各座標
変換強度分布画像のフーリエ変換像の強度を等しくする
ことができる。この規格化する手段は、各参照画像の自
己相関ピークの強度を等しくすることに相当するため、
フィードバック系を有しても有さなくても、多参照画像
での認識能力が向上することが確認できた。
Further, each reference image and the correlated image itself,
Alternatively, the area of each coordinate conversion intensity distribution image of the reference image or the correlated image can be standardized by using the feedback mask 207 or another optical mask. When the number of reference images is large, the areas of the reference images, the correlated images, or the coordinate conversion intensity distribution images thereof are different. Therefore, there is a problem that the larger the area, the easier the recognition. Therefore, the area or the amount of light that substantially transmits and reflects them instead of the area is measured. Based on the measured value, the feedback mask 207 or another optical mask changes the light intensity that substantially transmits or reflects each reference image, the correlated image, or each coordinate conversion intensity distribution image thereof. This makes it possible to equalize the intensities of the Fourier transform images of the coordinate transformation intensity distribution images. This normalizing means corresponds to making the intensity of the autocorrelation peak of each reference image equal,
It was confirmed that the recognition ability with multi-reference images was improved with or without the feedback system.

【0050】図10は、本発明による座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。これは、被相関画像や参照画像を1個の光書込型空
間光変調器に表示する方法を示したものである。図1に
おける実施例と同様の働きをする部分は同じ符号をつ
け、説明を省略あるいは簡略化している。また、座標変
換強度分布画像を第一の座標変換用光書込型空間光変調
器13に表示した後の処理は、今まで述べてきた実施例
と同じなので説明を省略する。光学的座標変換部におい
て図1に示した実施例と異なる部分は、2次元の前記参
照画像と前記被相関画像を得る手段は、第一の結像用レ
ンズ10と第二の結像用レンズ30と入力像用ビームス
プリッタ46からなり、前記参照画像と前記被相関画像
とを保持している少なくとも1個の入力像用空間光変調
器は、第一の入力像用光書込型空間光変調器11であ
る。
FIG. 10 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. This shows a method of displaying a correlated image and a reference image on one optical writing type spatial light modulator. The parts having the same functions as those of the embodiment in FIG. Further, the processing after displaying the coordinate conversion intensity distribution image on the first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13 is the same as that of the embodiment described so far, and therefore the description thereof is omitted. The optical coordinate conversion unit differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the means for obtaining the two-dimensional reference image and the correlated image are a first imaging lens 10 and a second imaging lens. 30 and an input image beam splitter 46, and at least one input image spatial light modulator holding the reference image and the correlated image is a first input image optical writing type spatial light. The modulator 11.

【0051】被相関物体1は、第一の結像用レンズ10
によって入力像用ビームスプリッタ46を透過して第一
の入力像用光書込型空間光変調器11の書込面上に結像
され、被相関画像として第一の入力像用光書込型空間光
変調器11上に表示される。また参照物体21も同様
に、第二の結像用レンズ30によって入力像用ビームス
プリッタ46を経て、第一の入力像用光書込型空間光変
調器11の書込面上に結像され、参照画像として表示さ
れる。ここで、被相関画像と参照画像はそれぞれ所定の
距離Lだけ離れて結像されるように光学系を調整してお
くことは言うまでもない。ここで、第一の入力像用光書
込型空間光変調器11としては反射型の液晶ライトバル
ブを用いた場合について、以下の構成を説明する。
The correlated object 1 is the first imaging lens 10
Is transmitted through the input image beam splitter 46 to form an image on the writing surface of the first input image optical writing type spatial light modulator 11, and as a correlated image, the first input image optical writing type It is displayed on the spatial light modulator 11. Similarly, the reference object 21 is also imaged on the writing surface of the first input image optical writing type spatial light modulator 11 by the second image forming lens 30 through the input image beam splitter 46. , Is displayed as a reference image. Here, it goes without saying that the optical system is adjusted so that the correlated image and the reference image are imaged at a predetermined distance L from each other. Here, the following configuration will be described in the case where a reflection type liquid crystal light valve is used as the first input image light writing type spatial light modulator 11.

【0052】第一の座標変換用レーザー5から出射され
たコヒーレント光は、第一の座標変換用ビームエキスパ
ンダ6で光束が拡大された後、第一の座標変換用偏光ビ
ームスプリッタ12で反射されて座標変換光学フィルタ
アレイ44を透過して第一の入力像用光書込型空間光変
調器11の読出面を照射することにより、被相関画像と
参照画像をコヒーレント画像に変換する。ここで、座標
変換光学フィルタアレイ44と第一の入力像用光書込型
空間光変調器11は重ねて配置されている。このコヒー
レント画像は、再び座標変換光学フィルタアレイ44と
第一の座標変換用偏光ビームスプリッタ12を透過した
後、座標変換レンズアレイ47でそれぞれがフーリエ変
換されて、第一の座標変換用光書込型空間光変調器13
上にそれぞれの座標変換強度分布画像を表示する。この
後の処理は先に述べた実施例と同じなので説明を省略す
る。
The coherent light emitted from the first coordinate conversion laser 5 is expanded by the first coordinate conversion beam expander 6 and then reflected by the first coordinate conversion polarization beam splitter 12. The coordinated image and the reference image are converted into a coherent image by irradiating the read surface of the first input image optical writing type spatial light modulator 11 through the coordinate conversion optical filter array 44. Here, the coordinate conversion optical filter array 44 and the first input image optical writing type spatial light modulator 11 are arranged in an overlapping manner. This coherent image again passes through the coordinate conversion optical filter array 44 and the first coordinate conversion polarization beam splitter 12, and is then Fourier transformed by the coordinate conversion lens array 47 to write the first coordinate conversion light. Type spatial light modulator 13
Each coordinate transformation intensity distribution image is displayed on the top. Subsequent processing is the same as that of the above-described embodiment, so the description thereof will be omitted.

【0053】図11は、本発明による座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。これは、参照画像や被相関画像をそれぞれ別の光書
込型空間光変調器に表示した後、別々に座標変換する方
法を示したものである。図1における実施例と同様の働
きをする部分は同じ符号をつけ、説明を省略あるいは簡
略化している。また、座標変換強度分布画像を第一の座
標変換用光書込型空間光変調器13に表示した後は、今
までに述べてきた実施例と同じなので説明を省略する。
光学的座標変換部において図1に示した実施例と異なる
部分は、2次元の前記参照画像と前記被相関画像を得る
手段は、第一の結像用レンズ10と第二の結像用レンズ
30であり、少なくとも1個のコヒーレント光源は、第
一の座標変換用レーザー5と第一の座標変換用ビームエ
キスパンダ6と第一の座標変換用偏光ビームスプリッタ
12と第二の座標変換用レーザー25と第二の座標変換
用ビームエキスパンダ26と第二の座標変換用偏光ビー
ムスプリッタ32からなり、前記参照画像と前記被相関
画像とを保持している少なくとも1個の入力像用空間光
変調器は第一の入力像用光書込型空間光変調器11と第
二の入力像用光書込型空間光変調器31であり、前記入
力像用空間光変調器に重ねて配置した少なくとも1個の
座標変換光学フィルタは、第一の座標変換光学フィルタ
4と第二の座標変換光学フィルタ24であり、少なくと
も1個のレンズは、第一の座標変換レンズ7と第二の座
標変換レンズ27である。
FIG. 11 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. This shows a method in which the reference image and the correlated image are displayed on different optical writing type spatial light modulators, respectively, and then the coordinates are converted separately. The parts having the same functions as those of the embodiment in FIG. Further, after the coordinate conversion intensity distribution image is displayed on the first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13, the explanation is omitted because it is the same as the embodiment described so far.
The optical coordinate conversion unit differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the means for obtaining the two-dimensional reference image and the correlated image are a first imaging lens 10 and a second imaging lens. 30 and at least one coherent light source includes a first coordinate conversion laser 5, a first coordinate conversion beam expander 6, a first coordinate conversion polarization beam splitter 12, and a second coordinate conversion laser. 25, a second coordinate conversion beam expander 26, and a second coordinate conversion polarization beam splitter 32, and at least one input image spatial light modulation holding the reference image and the correlated image. The first optical image writing spatial light modulator 11 and the second optical input image writing spatial light modulator 31 are arranged at least on the input image spatial light modulator. One coordinate conversion optical filter Data includes a first coordinate transformation optical filter 4 is a second coordinate conversion optical filters 24, at least one lens includes a first coordinate transformation lens 7 is a second coordinate transformation lens 27.

【0054】被相関物体1は、第一の結像用レンズ10
によって第一の入力像用光書込型空間光変調器11の直
前に配置された第一の座標変換光学フィルタ4を透過し
て第一の入力像用光書込型空間光変調器11の書込面上
に結像され、被相関画像として第一の入力像用光書込型
空間光変調器11上に表示される。同様に、参照物体2
1は、第二の結像用レンズ30によって第二の入力像用
光書込型空間光変調器31の直前に配置された第二の座
標変換光学フィルタ24を透過して第二の入力像用光書
込型空間光変調器31の書込面上に結像され、参照画像
として第二の入力像用光書込型空間光変調器31上に表
示される。これによって、各参照画像と被相関画像は、
各々が座標変換光学フィルタと重ね合わされた像として
第一や第二の各入力像用光書込型空間光変調器11や3
1上に表示される。このように、第一や第二の各入力像
用光書込型空間光変調器11や31に被相関画像や参照
画像を表示する場合に、座標変換光学フィルタをも一緒
に重ねて表示しても良いし、前記実施例のように、被相
関画像や参照画像を読出す場合に座標変換光学フィルタ
を透過するようにしても良いことは言うまでもない。
The correlated object 1 is the first imaging lens 10
Of the first input image optical writing type spatial light modulator 11 through the first coordinate conversion optical filter 4 arranged immediately before the first input image optical writing type spatial light modulator 11. An image is formed on the writing surface and displayed as a correlated image on the first optical writing type spatial light modulator for input image 11. Similarly, the reference object 2
The first input image 1 passes through the second coordinate conversion optical filter 24 arranged immediately before the second input image optical writing type spatial light modulator 31 by the second image forming lens 30. An image is formed on the writing surface of the optical writing-type spatial light modulator for use 31 and displayed as a reference image on the second optical writing-type spatial light modulator for input image 31. As a result, each reference image and the correlated image are
The optical writing type spatial light modulators 11 and 3 for the first and second input images are formed as images superimposed on the coordinate conversion optical filter.
1 is displayed above. As described above, when the correlated image or the reference image is displayed on the first or second optical writing type spatial light modulators for input images 11 and 31, the coordinate conversion optical filter is also displayed together. It goes without saying that the coordinate conversion optical filter may be transmitted when the correlated image or the reference image is read out as in the above embodiment.

【0055】第一の座標変換用レーザー5や第二の座標
変換用レーザー25から出射されたコヒーレント光は、
第一の座標変換用ビームエキスパンダ6や第二の座標変
換用ビームエキスパンダ26で光束が拡大されて、第一
の座標変換用偏光ビームスプリッタ12や第二の座標変
換用偏光ビームスプリッタ32で反射された後、第一や
第二の各入力像用光書込型空間光変調器11や31の読
出面を照射する。このことにより、第一や第二の各入力
像用光書込型空間光変調器11や31に表示されている
各参照画像と被相関画像は、読出されてコヒーレント画
像に変換される。各コヒーレント画像は、それぞれ第一
の座標変換レンズ7や第二の座標変換レンズ27でフー
リエ変換されて、入力像用ビームスプリッタ46を経
て、マスク48で不必要なDCバイアス成分などがマス
クされることにより、各座標変換強度分布画像のみが所
定の距離Lだけ離れて第一の座標変換用光書込型空間光
変調器13上に表示される。間光変調器13上に表示さ
れた後の処理は、前記実施例と同じであるので図や説明
は省略する。
The coherent light emitted from the first coordinate conversion laser 5 and the second coordinate conversion laser 25 is
The light beam is expanded by the first coordinate conversion beam expander 6 and the second coordinate conversion beam expander 26, and is expanded by the first coordinate conversion polarization beam splitter 12 and the second coordinate conversion polarization beam splitter 32. After being reflected, the reading surface of each of the first and second optical writing type spatial light modulators for input images 11 and 31 is irradiated. As a result, the reference images and the correlated images displayed on the first and second optical writing type spatial light modulators for input images 11 and 31 are read out and converted into coherent images. Each coherent image is Fourier-transformed by the first coordinate conversion lens 7 and the second coordinate conversion lens 27, passes through the input image beam splitter 46, and is masked by a mask 48 to remove unnecessary DC bias components. As a result, only the coordinate conversion intensity distribution images are displayed on the first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13 with a predetermined distance L therebetween. The processing after being displayed on the inter-optical modulator 13 is the same as that in the above-mentioned embodiment, and therefore, illustration and description thereof will be omitted.

【0056】図12は、本発明による座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。これは、参照画像や被相関画像を別々の電気書込型
空間光変調器に表示した後、それぞれ別々に座標変換し
て座標変換強度分布画像を電気的に合成する方法を示し
たものである。図7における実施例と同様の働きをする
部分は同じ符号をつけ、説明を省略あるいは簡略化して
いる。また、各座標変換強度分布画像を電気的に合成し
た後は、図7で述べた実施例と同じなので説明を省略す
る。光学的座標変換部について、2次元の前記参照画像
と前記被相関画像を得る手段は、第一の入力像用撮像装
置2と第二の入力像用撮像装置22であり、少なくとも
1個のコヒーレント光源は、第一の座標変換用レーザー
5と第一の座標変換用ビームエキスパンダ6と第二の座
標変換用レーザー25と第二の座標変換用ビームエキス
パンダ26からなり、前記参照画像と前記被相関画像と
を保持している少なくとも1個の入力像用空間光変調器
は、第一の入力像用電気書込型空間光変調器3と第二の
入力像用電気書込型空間光変調器23であり、前記入力
像用空間光変調器に重ねて配置した少なくとも1個の座
標変換光学フィルタは、第一の座標変換光学フィルタ4
と第二の座標変換光学フィルタ24であり、少なくとも
1個のレンズは、第一の座標変換レンズ7と第二の座標
変換レンズ27である。また、ジョイント変換相関器部
での異なる部分について、前記光学的座標変換部におい
て得られる前記参照画像や前記被相関画像の各座標変換
像を座標変換強度分布画像に変換し、前記各座標変換強
度分布画像を座標変換像用空間光変調器に表示する手段
は、第一のマスク8と第一の座標変換用撮像装置9と第
二のマスク28と第二の入力像用撮像装置29と第二の
画像処理装置41と座標変換用電気書込型空間光変調器
14からなる。
FIG. 12 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. This shows a method in which the reference image and the correlated image are displayed on different electric writing type spatial light modulators, and then the coordinates are converted separately to electrically combine the coordinate conversion intensity distribution images. . Parts in FIG. 7 that have the same functions as those of the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. Further, after electrically combining the coordinate conversion intensity distribution images, the description is omitted because it is the same as the embodiment described in FIG. Regarding the optical coordinate conversion unit, the means for obtaining the two-dimensional reference image and the correlated image are the first input image capturing device 2 and the second input image capturing device 22, and at least one coherent The light source includes a first coordinate conversion laser 5, a first coordinate conversion beam expander 6, a second coordinate conversion laser 25, and a second coordinate conversion beam expander 26. The at least one input image spatial light modulator holding the correlated image is composed of the first input image electrically writing spatial light modulator 3 and the second input image electrically writing spatial light modulator. The at least one coordinate conversion optical filter that is the modulator 23 and is arranged so as to overlap the input image spatial light modulator is the first coordinate conversion optical filter 4.
And the second coordinate conversion optical filter 24, and at least one lens is the first coordinate conversion lens 7 and the second coordinate conversion lens 27. Further, for different portions in the joint transform correlator unit, each coordinate transform image of the reference image and the correlated image obtained in the optical coordinate transform unit is transformed into a coordinate transform intensity distribution image, and each coordinate transform intensity is converted. The means for displaying the distribution image on the coordinate conversion image spatial light modulator includes a first mask 8, a first coordinate conversion imaging device 9, a second mask 28, a second input image imaging device 29, and a second input image imaging device 29. The second image processing device 41 and the electric writing type spatial light modulator 14 for coordinate conversion.

【0057】被相関物体1や参照物体21は、それぞれ
別の第一の入力像用撮像装置2や第二の入力像用撮像装
置22で撮影されて、被相関画像や参照画像としてそれ
ぞれ第一の入力像用電気書込型空間光変調器3や第二の
入力像用電気書込型空間光変調器23に表示される。第
一の座標変換用レーザー5や第二の座標変換用レーザー
25から出射されたコヒーレント光は、第一の座標変換
用ビームエキスパンダ6や第二の座標変換用ビームエキ
スパンダ26で光束が拡大された後、第一の入力像用電
気書込型空間光変調器3や第二の入力像用電気書込型空
間光変調器23を照射する。このことにより、表示され
ている被相関画像と参照画像は、それぞれコヒーレント
画像に変換される。そして、各コヒーレント画像は、第
一や第二の各入力像用電気書込型空間光変調器3や23
の直後に配置されている第一の座標変換光学フィルタ4
や第二の座標変換光学フィルタ24を透過した後、別々
に第一の座標変換レンズ7や第二の座標変換レンズ27
でフーリエ変換されることにより、その変換面上に各座
標変換像が得られる。ここで、変換面の直前に配置され
た第一のマスク8や第二のマスク28によって、不必要
なDCバイアス成分などがマスクされ必要な座標変換像
だけが透過するようにしておく。そして得られた座標変
換像は、それぞれ別の第一の座標変換用撮像装置9や第
二の座標変換用撮像装置29で受光されて電気信号に変
換され、各電気信号は第二の画像処理装置41に入力さ
れて合成される。この合成した電気信号を座標変換用電
気書込型空間光変調器14に入力すると、図4に示した
配置と同様に各座標変換強度分布画像が所定の距離Lだ
け離れて表示される。以下の処理は、図7で述べた実施
例と同じであるので説明を省略する。
The correlated object 1 and the reference object 21 are respectively photographed by the first image pickup device for input image 2 and the second image pickup device for input image 22, and are respectively taken as the correlated image and the reference image. Are displayed on the input image electrically-written spatial light modulator 3 and the second input image electrically-written spatial light modulator 23. The coherent light emitted from the first coordinate conversion laser 5 and the second coordinate conversion laser 25 is expanded by the first coordinate conversion beam expander 6 and the second coordinate conversion beam expander 26. After that, the first input image electrically writing type spatial light modulator 3 and the second input image electrically writing type spatial light modulator 23 are irradiated. As a result, the displayed correlated image and reference image are each converted into a coherent image. Then, each coherent image is a first or second input-image electrically-writing spatial light modulator 3 or 23.
The first coordinate conversion optical filter 4 arranged immediately after
After passing through the second coordinate conversion optical filter 24 and the second coordinate conversion lens 27 separately.
By performing the Fourier transform with, each coordinate conversion image is obtained on the conversion surface. Here, unnecessary DC bias components and the like are masked by the first mask 8 and the second mask 28 arranged immediately before the conversion surface so that only the necessary coordinate conversion image is transmitted. Then, the obtained coordinate-transformed image is received by each of the first coordinate-transformation imaging device 9 and the second coordinate-transformation imaging device 29 and converted into an electrical signal, and each electrical signal is subjected to the second image processing. It is input to the device 41 and synthesized. When this combined electrical signal is input to the coordinate-writing electrical writing type spatial light modulator 14, each coordinate-transformed intensity distribution image is displayed at a predetermined distance L, as in the arrangement shown in FIG. The subsequent processing is the same as that of the embodiment described with reference to FIG.

【0058】図13は、本発明による座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。図7における実施例と同様の働きをする部分は同じ
符号をつけ、説明を省略あるいは簡略化している。図7
で示した実施例と光学的座標変換部は同じである。ジョ
イント変換相関器部の構成について、前記光学的座標変
換部において得られる前記参照画像や前記被相関画像の
各座標変換像を座標変換強度分布画像に変換し、前記各
座標変換強度分布画像を座標変換像用空間光変調器に表
示する手段は、マスク48と第一の座標変換用撮像装置
9と画像切り替え装置52と画像メモリ装置43と座標
変換用電気書込型空間光変調器14からなり、前記座標
変換像用空間光変調器に表示された前記各座標変換強度
分布画像をコヒーレント画像に変換する手段は、フーリ
エ変換用レーザー101とフーリエ変換用ビームエキス
パンダ102からなり、前記コヒーレント画像をレンズ
を用いてフーリエ変換し、前記座標変換強度分布画像の
ジョイントフーリエ変換画像を得る手段は、第一のフー
リエ変換レンズ104であり、前記ジョイントフーリエ
変換画像をフーリエ変換強度分布画像に変換し、前記フ
ーリエ変換強度分布画像をフーリエ変換像用空間光変調
器に表示する手段は、フーリエ変換用撮像装置106と
画像切り替え装置52と画像メモリ装置43と座標変換
用電気書込型空間光変調器14からなり、前記フーリエ
変換像用空間光変調器に表示された前記フーリエ変換強
度分布画像をコヒーレント光を用いて読出す手段は、フ
ーリエ変換用レーザー101とフーリエ変換用ビームエ
キスパンダ102からなり、読出した前記フーリエ変換
強度分布画像を再度レンズを用いてフーリエ変換するこ
とによって得られる相関出力画像を、撮像装置または受
光素子を用いて相関信号に変換する手段は、第一のフー
リエ変換レンズ104とフーリエ変換用撮像装置106
と画像切り替え装置52からなり、前記相関信号を信号
処理して前記参照画像と前記被相関画像の2次元の相関
係数をそれぞれ求める手段は識別回路206からなる。
FIG. 13 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. Parts in FIG. 7 that have the same functions as those of the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. Figure 7
The optical coordinate conversion unit is the same as the embodiment shown in. Regarding the configuration of the joint transform correlator unit, each coordinate transform image of the reference image and the correlated image obtained in the optical coordinate transform unit is transformed into a coordinate transform intensity distribution image, and each coordinate transform intensity distribution image is coordinated. The means for displaying on the converted image spatial light modulator comprises a mask 48, a first coordinate conversion image pickup device 9, an image switching device 52, an image memory device 43, and a coordinate conversion electrically writing type spatial light modulator 14. The means for converting each coordinate conversion intensity distribution image displayed on the coordinate conversion image spatial light modulator into a coherent image comprises a Fourier transform laser 101 and a Fourier transform beam expander 102. The means for obtaining the joint Fourier transform image of the coordinate transform intensity distribution image by performing Fourier transform using a lens is a first Fourier transform lens. 104, means for converting the joint Fourier transform image into a Fourier transform intensity distribution image and displaying the Fourier transform intensity distribution image on the Fourier transform image spatial light modulator are a Fourier transform imaging device 106 and an image switching device. Means 52 for reading out the Fourier transform intensity distribution image displayed on the Fourier transform image spatial light modulator by using coherent light. Is composed of a Fourier transform laser 101 and a Fourier transform beam expander 102, and a correlation output image obtained by Fourier transforming the read Fourier transform intensity distribution image again using a lens The means for converting into a correlation signal using the first Fourier transform lens 104 and Fourier Conversion imaging device 106
And an image switching device 52, and means for determining the two-dimensional correlation coefficients of the reference image and the correlated image by the signal processing of the correlation signal comprises an identification circuit 206.

【0059】第一の座標変換用撮像装置9で座標変換像
を受光するまでは図7の実施例と同じであるので説明を
省略する。また、本実施例での画像切り替え装置52
は、画像切り替え装置52の入力や出力の電気信号の流
れを遮断したり切り換えたりするものである。第一の座
標変換用撮像装置9から出力される電気信号は、画像切
り替え装置52や画像メモリ装置43をへて座標変換用
電気書込型空間光変調器14に入力されて、各座標変換
強度分布画像が所定の距離Lだけ離れて座標変換用電気
書込型空間光変調器14上に表示される。フーリエ変換
用レーザー101から出射されたコヒーレント光は、フ
ーリエ変換用ビームエキスパンダ102で光束が拡大さ
れた後座標変換用電気書込型空間光変調器14を照射す
る。このことにより、各座標変換強度分布画像はコヒー
レント画像に変換され、それを第一のフーリエ変換レン
ズ104でフーリエ変換することにより、その変換面上
にはジョイントフーリエ変換像が得られる。そこで、こ
のジョイントフーリエ変換像をフーリエ変換用撮像装置
106で受光して電気信号に変換して、この電気信号を
画像切り替え装置52を経て画像メモリ装置43に出力
する。この時、第一の座標変換用撮像装置9からの電気
信号は、画像切り替え装置52によって画像メモリ装置
43側には出力されない。フーリエ変換用撮像装置10
6から出力された信号は、画像メモリ装置43でメモリ
された状態で座標変換用電気書込型空間光変調器14に
入力されて、ジョイントフーリエ変換像のフーリエ変換
強度分布画像を表示することができる。このフーリエ変
換強度分布画像は、座標変換強度分布画像の場合と同様
にしてフーリエ変換される。その結果得られる相関出力
画像をフーリエ変換用撮像装置106で受光して相関信
号に変換して、今度は画像切り替え装置52で識別回路
206に出力し、そこで相関ピーク強度を測定して相関
係数を出力する。以上説明したように本実施例によれ
ば、図7で示した実施例よりも光学系が少なくなるとい
う利点がある。
The process until the first coordinate conversion imaging device 9 receives the coordinate conversion image is the same as that of the embodiment shown in FIG. In addition, the image switching device 52 in the present embodiment
Is for interrupting or switching the flow of electric signals of the input and output of the image switching device 52. The electric signal output from the first coordinate conversion imaging device 9 is input to the coordinate conversion electric writing type spatial light modulator 14 via the image switching device 52 and the image memory device 43, and each coordinate conversion intensity. The distribution image is displayed on the coordinate-writing electric writing type spatial light modulator 14 at a predetermined distance L. The coherent light emitted from the Fourier transform laser 101 is applied to the coordinate-writing electrical writing type spatial light modulator 14 after the luminous flux is expanded by the Fourier transform beam expander 102. As a result, each coordinate-transformed intensity distribution image is transformed into a coherent image, which is Fourier-transformed by the first Fourier transform lens 104 to obtain a joint Fourier transform image on the transform surface. Therefore, the joint Fourier transform image is received by the Fourier transform imaging device 106 and converted into an electric signal, and the electric signal is output to the image memory device 43 via the image switching device 52. At this time, the electric signal from the first coordinate conversion imaging device 9 is not output to the image memory device 43 side by the image switching device 52. Fourier transform imaging device 10
The signal output from 6 is input to the coordinate-writing electrical writing type spatial light modulator 14 while being stored in the image memory device 43, and the Fourier transform intensity distribution image of the joint Fourier transform image can be displayed. it can. The Fourier transform intensity distribution image is Fourier transformed in the same manner as the coordinate transform intensity distribution image. The resulting correlation output image is received by the Fourier transform imaging device 106 and converted into a correlation signal, and this time the image switching device 52 outputs it to the identification circuit 206, where the correlation peak intensity is measured and the correlation coefficient is calculated. Is output. As described above, according to this embodiment, there is an advantage that the number of optical systems is smaller than that of the embodiment shown in FIG.

【0060】図14は、本発明による座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置の他の実施例の構成図であ
る。図12における実施例と同様の働きをする部分は同
じ符号をつけ、説明を省略あるいは簡略化している。図
12で示した実施例と光学的座標変換部は同じである。
ジョイント変換相関器部の構成について、前記光学的座
標変換部において得られる前記参照画像や前記被相関画
像の各座標変換像を座標変換強度分布画像に変換し、前
記各座標変換強度分布画像を座標変換像用空間光変調器
に表示する手段は、第一のマスク8と第一の座標変換用
光書込型空間光変調器13と第二のマスク28と第二の
座標変換用光書込型空間光変調器33からなり、前記座
標変換像用空間光変調器に表示された前記各座標変換強
度分布画像をコヒーレント画像に変換する手段は、フー
リエ変換用レーザー101とフーリエ変換用ビームエキ
スパンダ102とミラー108と第一のフーリエ変換用
偏光ビームスプリッタ103とミラー110と第二のフ
ーリエ変換用偏光ビームスプリッタ123からなり、前
記コヒーレント画像をレンズを用いてフーリエ変換し、
前記座標変換強度分布画像のジョイントフーリエ変換画
像を得る手段は、ビームスプリッタ109と第一のフー
リエ変換レンズ104からなり、前記ジョイントフーリ
エ変換画像をフーリエ変換強度分布画像に変換し、前記
フーリエ変換強度分布画像をフーリエ変換像用空間光変
調器に表示する手段は、フーリエ変換用光書込型空間光
変調器105からなる。これ以降の処理は他の実施例と
同じであるので省略する。
FIG. 14 is a block diagram of another embodiment of the optical pattern recognition apparatus having the coordinate conversion function according to the present invention. The parts having the same functions as those of the embodiment in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified. The optical coordinate conversion unit is the same as the embodiment shown in FIG.
Regarding the configuration of the joint transform correlator unit, each coordinate transform image of the reference image and the correlated image obtained in the optical coordinate transform unit is transformed into a coordinate transform intensity distribution image, and each coordinate transform intensity distribution image is coordinated. The means for displaying on the converted image spatial light modulator includes a first mask 8, a first coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 13, a second mask 28 and a second coordinate conversion optical writing. Means for converting the coordinate conversion intensity distribution images displayed on the coordinate conversion image spatial light modulator into a coherent image by means of a Fourier transform laser 101 and a Fourier transform beam expander. 102, a mirror 108, a first Fourier transform polarization beam splitter 103, a mirror 110, and a second Fourier transform polarization beam splitter 123. Fourier transform with a lens,
The means for obtaining the joint Fourier transform image of the coordinate transform intensity distribution image is composed of the beam splitter 109 and the first Fourier transform lens 104. The joint Fourier transform image is transformed into the Fourier transform intensity distribution image, and the Fourier transform intensity distribution is obtained. The means for displaying the image on the Fourier transform image spatial light modulator comprises the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105. The subsequent processing is the same as that of the other embodiments and will not be described.

【0061】被相関画像と参照画像の座標変換像をその
変換面上に得る部分までは図7に示す実施例と同じであ
るので説明を省略する。変換面上に得られた各座標変換
像は、第一や第二のマスク8や28で不要なDCバイア
ス成分などがマスクされた後、第一や第二の各座標変換
用光書込型空間光変調器13と33の書込面に照射され
て、各座標変換強度分布画像が第一や第二の各座標変換
用光書込型空間光変調器13と33上に表示される。フ
ーリエ変換用レーザー101から出射されたコヒーレン
ト光は、フーリエ変換用ビームエキスパンダ102で光
束が拡大された後、ミラー108を経へて第一のフーリ
エ変換用偏光ビームスプリッタ103で2光束に分けら
れる。その一方の光束は、読出光として第一の座標変換
用光書込型空間光変調器13の読出面を照射し、他方は
ミラー110と第二のフーリエ変換用偏光ビームスプリ
ッタ123で反射されたのち、読出光として第二の座標
変換用光書込型空間光変調器33の読出面を照射する。
このことにより、各座標変換強度分布画像はコヒーレン
ト画像に変換され、各々は第一や第二のフーリエ変換用
偏光ビームスプリッタ103や123やビームスプリッ
タ109を経て、第一のフーリエ変換レンズ104でフ
ーリエ変換されることにより、その変換面上にジョイン
トフーリエ変換像が得られる。そこで、このジョイント
フーリエ変換像をフーリエ変換用光書込型空間光変調器
105の書込面に照射することにより、フーリエ変換強
度分布画像がフーリエ変換用光書込型空間光変調器10
5に表示される。以下の処理は、他の実施例と同じであ
るので省略する。
The part up to the point where the coordinate conversion image of the correlated image and the reference image is obtained on the conversion surface is the same as in the embodiment shown in FIG. Each coordinate conversion image obtained on the conversion surface is masked with unnecessary DC bias components and the like by the first and second masks 8 and 28, and then the first and second coordinate conversion optical writing types. The writing surface of the spatial light modulators 13 and 33 is illuminated, and the respective coordinate conversion intensity distribution images are displayed on the first and second optical writing type spatial light modulators for coordinate conversion 13 and 33. The coherent light emitted from the Fourier transform laser 101 has its luminous flux expanded by the Fourier transform beam expander 102, and then passes through a mirror 108 to be split into two luminous fluxes by a first Fourier transform polarization beam splitter 103. . One of the light fluxes illuminates the read surface of the first spatial light modulator 13 for optical writing for coordinate conversion as the read light, and the other light flux is reflected by the mirror 110 and the second polarization beam splitter 123 for Fourier transform. After that, the reading surface of the second optical writing type spatial light modulator for coordinate conversion 33 is irradiated with the reading light.
As a result, each coordinate-transformed intensity distribution image is transformed into a coherent image, which passes through the first and second Fourier transform polarization beam splitters 103 and 123 and the beam splitter 109, and is then Fourier transformed by the first Fourier transform lens 104. By being transformed, a joint Fourier transform image is obtained on the transform surface. Therefore, by irradiating the writing surface of the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105 with this joint Fourier transform image, the Fourier transform intensity distribution image is converted into the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 10.
It is displayed in 5. The following processing is the same as that of the other embodiments and will not be described.

【0062】また、被相関画像や参照画像の大きさや種
類などが異なると、各座標変換像の光強度のばらつきに
より正確なパターン認識ができなくなることがある。そ
こで、座標変換像の光強度を最適化することにより、よ
り正確なパターン認識が可能となる。その実施例を図1
5に示す。自動調光部として、前記座標変換像あるいは
前記ジョイントフーリエ変換画像あるいは前記相関出力
画像の光強度または前記光強度の変化を計測する手段
は、光強度計測用ビームスプリッタ45と受光素子アレ
イ49からなり、前記光強度または前記光強度の変化に
応じて前記光強度を変化させる手段、あるいは前記座標
変換像用空間光変調器や前記フーリエ変換像用空間光変
調器や前記撮像装置または前記受光素子の受光感度を変
化させる手段は、光強度調節装置50と液晶マスク51
からなる。
If the sizes and types of the correlated images and reference images are different, accurate pattern recognition may not be possible due to variations in the light intensity of the coordinate conversion images. Therefore, by optimizing the light intensity of the coordinate conversion image, more accurate pattern recognition becomes possible. The example is shown in FIG.
5 shows. As an automatic light control unit, the means for measuring the light intensity of the coordinate conversion image, the joint Fourier transform image, or the correlation output image or the change in the light intensity is composed of a light intensity measuring beam splitter 45 and a light receiving element array 49. A means for changing the light intensity according to the light intensity or a change in the light intensity, or the spatial light modulator for the coordinate conversion image, the spatial light modulator for the Fourier transform image, the imaging device, or the light receiving element. The means for changing the light receiving sensitivity is a light intensity adjusting device 50 and a liquid crystal mask 51.
Consists of.

【0063】座標変換像を得る方法や、その後の処理は
他の実施例と同じであるので省略する。各座標変換像の
光量の一部は光強度計測用ビームスプリッタ45で分け
られて、受光素子アレイ49を照射する。受光素子アレ
イ49上の各受光素子は各座標変換像に対応して配置さ
れている。各受光素子からの出力により、各座標変換像
の光強度あるいはその変化量を測定することができる。
そこで、この出力を光強度調節装置50に入力して、各
座標変換像の光強度が等しくなるあるいは第一の座標変
換用光書込型空間光変調器13の受光感度にとって最適
になるように、第一の入力像用電気書込型空間光変調器
3の直前または直後に配置した液晶マスク51を動作さ
せる。つまり、液晶マスク51上の各被相関画像や参照
画像に対応する部分の透過率を変化させることにより、
各座標変換像の光強度を等しくする。以上の方法によ
り、各座標変換像の光強度が等しくなり、参照画像や被
相関画像の大きさや種類が変化しても正確なパターン認
識が可能となる。ここで液晶マスク51の代わりに、第
一の入力像用電気書込型空間光変調器3を用いても同様
のことができることは言うまでもない。
The method for obtaining the coordinate-transformed image and the subsequent processing are the same as those in the other embodiments, and therefore will be omitted. A part of the light quantity of each coordinate conversion image is divided by the light intensity measuring beam splitter 45, and the light receiving element array 49 is irradiated with the light. Each light receiving element on the light receiving element array 49 is arranged corresponding to each coordinate conversion image. From the output from each light receiving element, the light intensity of each coordinate-converted image or its change amount can be measured.
Therefore, this output is input to the light intensity adjusting device 50 so that the light intensities of the coordinate conversion images become equal or optimum for the light receiving sensitivity of the first coordinate-writing optical writing type spatial light modulator 13. , The liquid crystal mask 51 arranged immediately before or after the first electrically-writing spatial light modulator for input image 3 is operated. That is, by changing the transmittance of the portion on the liquid crystal mask 51 corresponding to each correlated image or reference image,
The light intensity of each coordinate conversion image is made equal. By the above method, the light intensities of the coordinate conversion images are equalized, and accurate pattern recognition is possible even if the size or type of the reference image or the correlated image changes. It goes without saying that the same effect can be achieved by using the first electric writing type spatial light modulator for input image 3 instead of the liquid crystal mask 51.

【0064】また、ジョイントフーリエ変換像や相関出
力画像の光強度を最適化することにより、より正確なパ
ターン認識も可能となることは言うまでもない。上記実
施例において、多くのレーザーを用いているが、1個の
レーザーからの出力をビームスプリッターを用いて多く
の光束に分離しても良いことは言うまでもない。
Needless to say, more accurate pattern recognition is possible by optimizing the light intensity of the joint Fourier transform image and the correlation output image. Although many lasers are used in the above embodiment, it goes without saying that the output from one laser may be split into many light beams by using a beam splitter.

【0065】レーザーとしては、気体レーザーや半導体
レーザーなどコヒーレンス性のよいレーザーであればよ
いことは言うまでもない。座標変換光学フィルタとして
は、振幅変調型でも位相変調型でも良いことは言うまで
もない。
It goes without saying that the laser may be any laser having good coherence such as a gas laser or a semiconductor laser. It goes without saying that the coordinate conversion optical filter may be an amplitude modulation type or a phase modulation type.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように参照画像
や被相関画像を座標変換する光学的座標変換部をジョイ
ント変換相関器部の前処理として使用することにより、
被相関物体の大きさや向き等が変化している場合におい
ても、正確な認識が可能となった。さらに、強誘電性液
晶を用いた光書込型あるいは電気書込型の空間光変調器
を使用した場合には30Hz〜2kHz程度の高速動作
が可能となり、その上フィードバック系を付け加えた場
合には多参照物体とも一度に相関処理が可能となった。
また、座標変換の種類や参照画像を変更することが、容
易かつ高速で行うことができるようになった。以上のこ
とから、非常に高速で正確なパターン認識が可能とな
り、認識装置や検査装置などの分野において高速化や低
コスト化などの効果が期待できる。
As described above, according to the present invention, the optical coordinate conversion unit for converting the coordinates of the reference image and the correlated image is used as the preprocessing of the joint conversion correlator unit.
Accurate recognition is possible even when the size or orientation of the correlated object changes. Furthermore, when an optical writing type or electric writing type spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal is used, high speed operation of about 30 Hz to 2 kHz becomes possible, and when a feedback system is added, Correlation processing with multiple reference objects is now possible.
In addition, the type of coordinate conversion and the reference image can be changed easily and at high speed. From the above, very high speed and accurate pattern recognition becomes possible, and effects such as speeding up and cost reduction can be expected in the fields of recognition devices and inspection devices.

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

【図1】本発明による座標変換機能を有する光学的パタ
ーン認識装置の一実施例の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図2】光学的座標変換方法の概略を示す概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of an optical coordinate conversion method.

【図3】従来の座標変換機能を有するVanderLugt型の相
関器の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional VanderLugt type correlator having a coordinate conversion function.

【図4】参照画像と被相関画像を距離Lだけ離して第一
の入力像用電気書込型空間光変調器3に表示する1例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which a reference image and a correlated image are separated by a distance L and displayed on a first input image electrically-writing spatial light modulator 3.

【図5】本発明に使用した強誘電性液晶を用いた液晶ラ
イトバルブの構造を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure of a liquid crystal light valve using a ferroelectric liquid crystal used in the present invention.

【図6】本発明に用いた光書込型強誘電性液晶ライトバ
ルブ、読出用レーザー出力との関係の1例を示す図であ
り、(a)は第一の座標変換用光書込型空間光変調器1
3の駆動電圧、(b)はフーリエ変換用レーザー101
の出力、(c)はフーリエ変換用光書込型空間光変調器
105の駆動電圧、(d)は相関用レーザー201の出
力を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a relationship between an optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve used in the present invention and a reading laser output, wherein (a) is a first coordinate converting optical writing type. Spatial light modulator 1
3 is a drive voltage, and (b) is a Fourier transform laser 101.
FIG. 4C is a diagram showing the output of FIG. 4, FIG. 6C is a drive voltage of the Fourier transform optical writing type spatial light modulator 105, and FIG.

【図7】本発明による座標変換機能を有する光学的パタ
ーン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of another embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図8】被相関画像と複数の参照画像を配置する1例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example in which a correlated image and a plurality of reference images are arranged.

【図9】本発明による座標変換機能を有する光学的パタ
ーン認識装置に対して、フィードバック系を付与した場
合の1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment when a feedback system is added to the optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図10】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of another embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図11】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of another embodiment of the optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図12】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of another embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図13】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of another embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図14】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置の他の実施例の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of another embodiment of an optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to the present invention.

【図15】本発明による座標変換機能を有する光学的パ
ターン認識装置において、座標変換像の自動調光部を付
加した場合の一実施例の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of an embodiment in which an automatic light control unit for a coordinate conversion image is added to the optical pattern recognition device having the coordinate conversion function according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被相関物体 2 第一の入力像用撮像装置 3 第一の入力像用電気書込型空間光変調器 4 第一の座標変換光学フィルタ 5 第一の座標変換用レーザー 6 第一の座標変換用ビームエキスパンダ 7 第一の座標変換レンズ 8 第一のマスク 9 第一の座標変換用撮像装置 10 第一の結像用レンズ 11 第一の入力像用光書込型空間光変調器 12 第一の座標変換用偏光ビームスプリッタ 13 第一の座標変換用光書込型空間光変調器 14 座標変換用電気書込型空間光変調器 21 参照物体 22 第二の入力像用撮像装置 23 第二の入力像用電気書込型空間光変調器 24 第二の座標変換光学フィルタ 25 第二の座標変換用レーザー 26 第二の座標変換用ビームエキスパンダ 27 第二の座標変換レンズ 28 第二のマスク 29 第二の座標変換用撮像装置 30 第二の結像用レンズ 31 第二の入力像用光書込型空間光変調器 32 第二の座標変換用偏光ビームスプリッタ 33 第二の座標変換用光書込型空間光変調器 41 第二の画像処理装置 42 第一の画像処理装置 43 画像メモリ装置 44 座標変換光学フィルタアレイ 45 光強度計測用ビームスプリッタ 46 入力像用ビームスプリッタ 47 座標変換レンズアレイ 48 マスク 49 受光素子アレイ 50 光強度調節装置 51 液晶マスク 52 画像切り替え装置 101 フーリエ変換用レーザー 102 フーリエ変換用ビームエキスパンダ 103 第一のフーリエ変換用偏光ビームスプリッタ 104 第一のフーリエ変換レンズ 105 フーリエ変換用光書込型空間光変調器 106 フーリエ変換用撮像装置 107 フーリエ変換用電気書込型空間光変調器 108 ミラー 109 ビームスプリッタ 110 ミラー 123 第二のフーリエ変換用偏光ビームスプリッタ 131a、131b 透明基板 132a、132b 透明電極層 133a、133b 配向膜層 134 強誘電性液晶層 135 光導電層 136 遮光層 137 誘電体ミラー 138a、138b 無反射コーティング層 139 スペーサ 150 消去パルス 151 書込パルス 152 ゼロ電圧 153 レーザー照射 154 消去パルス 155 書込パルス 156 ゼロ電圧 157 レーザー照射 201 相関用レーザー 202 相関用ビームエキスパンダ 203 相関用偏光ビームスプリッタ 204 第二のフーリエ変換レンズ 205 受光素子 206 識別回路 207 フィードバックマスク 208 フィードバック制御回路 301 レーザー 302 ビームエキスパンダ 303 液晶テレビ 304 座標変換光学フィルタ 305 ビームスプリッタ 306 ミラー 307 座標変換レンズ 308 液晶ライトバルブ 309 ビームスプリッタ 310 偏光ビームスプリッタ 311 フーリエ変換レンズ 312 写真乾板 313 シャッタ 314 ミラー 315 フーリエ変換レンズ 316 受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Correlated object 2 1st input image imaging device 3 1st input image electric writing type spatial light modulator 4 1st coordinate conversion optical filter 5 1st coordinate conversion laser 6 1st coordinate conversion Beam expander 7 First coordinate conversion lens 8 First mask 9 First coordinate conversion imaging device 10 First imaging lens 11 First input image optical writing type spatial light modulator 12 One coordinate conversion polarization beam splitter 13 First coordinate conversion optical writing type spatial light modulator 14 Coordinate conversion electric writing type spatial light modulator 21 Reference object 22 Second input image imaging device 23 Second Input image electric writing type spatial light modulator 24 second coordinate conversion optical filter 25 second coordinate conversion laser 26 second coordinate conversion beam expander 27 second coordinate conversion lens 28 second mask 29 Second coordinate conversion Image device 30 Second image forming lens 31 Second input image optical writing type spatial light modulator 32 Second coordinate converting polarization beam splitter 33 Second coordinate converting optical writing spatial light modulator 41 second image processing device 42 first image processing device 43 image memory device 44 coordinate conversion optical filter array 45 beam splitter for measuring light intensity 46 beam splitter for input image 47 coordinate conversion lens array 48 mask 49 light receiving element array 50 light Intensity adjusting device 51 Liquid crystal mask 52 Image switching device 101 Fourier transform laser 102 Fourier transform beam expander 103 First Fourier transform polarization beam splitter 104 First Fourier transform lens 105 Fourier transform optical writing type spatial light modulation Device 106 Fourier transform imaging device 107 Fourier transform battery Writable spatial light modulator 108 Mirror 109 Beam splitter 110 Mirror 123 Second Fourier transform polarization beam splitter 131a, 131b Transparent substrate 132a, 132b Transparent electrode layer 133a, 133b Alignment film layer 134 Ferroelectric liquid crystal layer 135 Photoconductivity Layer 136 Light-shielding layer 137 Dielectric mirror 138a, 138b Antireflection coating layer 139 Spacer 150 Erase pulse 151 Write pulse 152 Zero voltage 153 Laser irradiation 154 Erase pulse 155 Write pulse 156 Zero voltage 157 Laser irradiation 201 Correlation laser 202 Correlation Beam expander 203 Polarization beam splitter for correlation 204 Second Fourier transform lens 205 Light receiving element 206 Discrimination circuit 207 Feedback mask 208 Feedback control circuit 301 Laser 302 Beam Expander 303 LCD TV 304 Coordinate Conversion Optical Filter 305 Beam Splitter 306 Mirror 307 Coordinate Conversion Lens 308 Liquid Crystal Light Valve 309 Beam Splitter 310 Polarized Beam Splitter 311 Fourier Transform Lens 312 Photographic Plate 313 Shutter 314 Mirror 315 Fourier Transform Lens 316 Light receiving element

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】CCDカメラなどから得られる2次元画像
に対して、コヒーレント光を用いた光学的相関処理を施
すことにより、所要のパターンを自動的に認識・計測す
る光学的パターン認識装置において、 所要の目標を含
む少なくとも1つの参照画像と新たに入力する少なくと
も1つの被相関画像とをそれぞれ所望の座標系に変換し
た座標変換像を得る光学的座標変換部と、前記光学的座
標変換部において得られた前記参照画像の座標変換像と
前記被相関画像の座標変換像との相関係数を得るジョイ
ント変換相関器部から構成され、前記光学的座標変換部
は、2次元の前記参照画像と前記被相関画像を得る手段
と、少なくとも1個のコヒーレント光源と、前記参照画
像と前記被相関画像とを保持している少なくとも1個の
入力像用空間光変調器と、前記入力像用空間光変調器に
重ねて配置した少なくとも1個の座標変換光学フィルタ
と、少なくとも1個のレンズから成り、前記ジョイント
変換相関器部は、前記光学的座標変換部において得られ
る前記参照画像や前記被相関画像の各座標変換像を座標
変換強度分布画像に変換し、前記各座標変換強度分布画
像を座標変換像用空間光変調器に表示する手段と、前記
座標変換像用空間光変調器に表示された前記各座標変換
強度分布画像をコヒーレント画像に変換する手段と、前
記コヒーレント画像をレンズを用いてフーリエ変換し、
前記座標変換強度分布画像のジョイントフーリエ変換画
像を得る手段と、前記ジョイントフーリエ変換画像をフ
ーリエ変換強度分布画像に変換し、前記フーリエ変換強
度分布画像をフーリエ変換像用空間光変調器に表示する
手段と、前記フーリエ変換像用空間光変調器に表示され
た前記フーリエ変換強度分布画像をコヒーレント光を用
いて読出す手段と、読出した前記フーリエ変換強度分布
画像を再度レンズを用いてフーリエ変換することによっ
て得られる相関出力画像を、撮像装置または受光素子を
用いて相関信号に変換する手段と、前記相関信号を信号
処理して前記参照画像と前記被相関画像の2次元の相関
係数をそれぞれ求める手段、とから成ることを特徴とす
る座標変換機能を有する光学的パターン認識装置。
1. An optical pattern recognition apparatus for automatically recognizing and measuring a required pattern by performing an optical correlation process using coherent light on a two-dimensional image obtained from a CCD camera or the like, An optical coordinate conversion unit for obtaining a coordinate conversion image obtained by converting at least one reference image including a desired target and at least one newly input correlated image into a desired coordinate system; and the optical coordinate conversion unit. The joint coordinate correlator unit obtains a correlation coefficient between the obtained coordinate-transformed image of the reference image and the coordinate-transformed image of the correlated image, and the optical coordinate transform unit includes the two-dimensional reference image and Means for obtaining the correlated image, at least one coherent light source, and at least one spatial light modulation for input image holding the reference image and the correlated image And at least one coordinate conversion optical filter arranged to overlap the input image spatial light modulator, and at least one lens, wherein the joint conversion correlator unit is obtained in the optical coordinate conversion unit. Means for converting each coordinate conversion image of the reference image or the correlated image into a coordinate conversion intensity distribution image and displaying the coordinate conversion intensity distribution image on the coordinate conversion image spatial light modulator; and the coordinate conversion image. Means for converting each of the coordinate conversion intensity distribution images displayed on the spatial light modulator for use into a coherent image, and Fourier transforming the coherent image using a lens,
Means for obtaining a joint Fourier transform image of the coordinate transform intensity distribution image, and means for converting the joint Fourier transform image into a Fourier transform intensity distribution image, and displaying the Fourier transform intensity distribution image on a Fourier transform image spatial light modulator. And means for reading the Fourier transform intensity distribution image displayed on the Fourier transform image spatial light modulator using coherent light, and Fourier transforming the read Fourier transform intensity distribution image again using a lens. Means for converting the correlation output image obtained by the above into a correlation signal using an image pickup device or a light receiving element, and signal processing the correlation signal to obtain two-dimensional correlation coefficients of the reference image and the correlated image. An optical pattern recognition device having a coordinate conversion function, which comprises:
【請求項2】請求項1記載の座標変換機能を有する光学
的パターン認識装置は、 前記相関係数を最大の相関係数で正規化する正規化回路
と、 前記入力像用空間光変調器または前記座標変換像用空間
光変調器の直前または直後に配置したマスク用空間光変
調器と、 前記マスク用空間光変調器上の前記各参照画像あるいは
前記各座標変換強度分布画像に対応する部分の透過率ま
たは反射率を、前記正規化回路で正規化した相関係数を
もとに、線形または非線形な関係で変化させる手段、と
からなるフィードバック部を具備してなることを特徴と
する座標変換機能を有する光学的パターン認識装置。
2. An optical pattern recognition apparatus having a coordinate conversion function according to claim 1, wherein the normalization circuit normalizes the correlation coefficient with a maximum correlation coefficient, the input image spatial light modulator, or A mask spatial light modulator arranged immediately before or after the coordinate conversion image spatial light modulator, and a portion corresponding to each reference image or each coordinate conversion intensity distribution image on the mask spatial light modulator. A coordinate transformation, characterized by comprising a feedback section comprising means for changing the transmittance or reflectance in a linear or non-linear relationship based on the correlation coefficient normalized by the normalizing circuit. An optical pattern recognition device having a function.
【請求項3】請求項2記載の座標変換機能を有する光学
的パターン認識装置は、 前記マスク用空間光変調器の前記各参照画像及び前記被
相関画像に対応する部分あるいは前記各座標変換強度分
布画像に対応する部分の透過率又は反射率を、前記各参
照画像及び前記被相関画像あるいは前記各座標変換強度
分布画像の面積比或は透過・反射光強度に応じて変化さ
せ、前記各座標変換強度分布画像のフーリエ変換画像の
強度が等しくなるように規格化する手段を具備して成る
ことを特徴とする座標変換機能を有する光学的パターン
認識装置。
3. An optical pattern recognition apparatus having a coordinate conversion function according to claim 2, wherein a portion corresponding to each of the reference images and the correlated images of the mask spatial light modulator or each of the coordinate conversion intensity distributions. The transmittance or reflectance of the portion corresponding to the image is changed according to the area ratio or the transmitted / reflected light intensity of the reference image and the correlated image or the coordinate conversion intensity distribution image, and the coordinate conversion is performed. An optical pattern recognition apparatus having a coordinate conversion function, comprising means for normalizing the intensity distribution image so that the Fourier transform images have the same intensity.
【請求項4】請求項2記載のフィードバック部における
非線形な関係は、飽和型の関数または少なくとも1段以
上のステップ関数または飽和型の関数とステップ関数の
組合せで表現されることを特徴とする座標変換機能を有
する光学的パターン認識装置。
4. The non-linear relationship in the feedback unit according to claim 2, which is expressed by a saturated function, a step function of at least one step or a combination of a saturated function and a step function, and coordinates. An optical pattern recognition device having a conversion function.
【請求項5】請求項1記載の、前記参照画像や前記被相
関画像の各座標変換像を座標変換強度分布画像に変換
し、前記各座標変換強度分布画像を座標変換像用空間光
変調器に表示する手段が、前記各座標変換像を二値化座
標変換強度分布画像に変換し、前記座標変換像用空間光
変調器に表示する手段であることを特徴とする座標変換
機能を有する光学的パターン認識装置。
5. The spatial light modulator for coordinate conversion images, wherein each coordinate conversion image of the reference image or the correlated image according to claim 1 is converted into a coordinate conversion intensity distribution image. Means for converting each of the coordinate conversion images into a binarized coordinate conversion intensity distribution image and displaying it on the coordinate conversion image spatial light modulator. Pattern recognition device.
【請求項6】請求項1記載の、前記ジョイントフーリエ
変換画像をフーリエ変換強度分布画像に変換し、前記フ
ーリエ変換強度分布画像をフーリエ変換像用空間光変調
器に表示する手段が、前記ジョイントフーリエ変換画像
を二値化フーリエ変換強度分布画像に変換し、前記二値
化フーリエ変換強度分布画像をフーリエ変換像用空間光
変調器に表示する手段であることを特徴とする座標変換
機能を有する光学的パターン認識装置。
6. The means for converting the joint Fourier transform image to a Fourier transform intensity distribution image according to claim 1, and displaying the Fourier transform intensity distribution image on a Fourier transform image spatial light modulator. An optical system having a coordinate conversion function, which is a means for converting a transformed image into a binarized Fourier transform intensity distribution image and displaying the binarized Fourier transform intensity distribution image on a Fourier transform image spatial light modulator. Pattern recognition device.
【請求項7】請求項5または6記載の、前記各座標変換
像を二値化座標変換強度分布画像に変換し前記座標変換
像用空間光変調器に表示する手段、あるいは、前記ジョ
イントフーリエ変換画像を二値化フーリエ変換強度分布
画像に変換し前記二値化フーリエ変換強度分布画像をフ
ーリエ変換像用空間光変調器に表示する手段が、光反射
率と印加電圧の間に双安定メモリ性を有する強誘電性液
晶を用いた光書込型の座標変換像用空間光変調器あるい
はフーリエ変換像用空間光変調器に、それぞれ座標変換
像あるいはジョイントフーリエ変換画像を照射して記憶
する手段であることを特徴とする座標変換機能を有する
光学的パターン認識装置。
7. A means for converting each of the coordinate conversion images into a binarized coordinate conversion intensity distribution image and displaying it on the coordinate conversion image spatial light modulator according to claim 5, or the joint Fourier transform. Means for converting the image into a binarized Fourier transform intensity distribution image and displaying the binarized Fourier transform intensity distribution image on the Fourier transform image spatial light modulator has a bistable memory property between the light reflectance and the applied voltage. By means of irradiating the coordinate-transformed image or the joint Fourier-transformed image to the optical writing type spatial light modulator for coordinate-transformed image or the spatial light modulator for Fourier-transformed image using a ferroelectric liquid crystal having An optical pattern recognition device having a coordinate conversion function characterized by being present.
【請求項8】請求項5または6記載の、前記各座標変換
像を二値化座標変換強度分布画像に変換し前記座標変換
像用空間光変調器に表示する手段、あるいは、前記ジョ
イントフーリエ変換画像を二値化フーリエ変換強度分布
画像に変換し前記二値化フーリエ変換強度分布画像をフ
ーリエ変換像用空間光変調器に表示する手段が、前記座
標変換像あるいは前記ジョイントフーリエ変換画像を撮
像装置を用いて受光することにより画像信号に変換し、
前記画像信号を二値化処理したのち、電気書込型の座標
変換像用空間光変調器あるいはフーリエ変換像用空間光
変調器に入力して表示することを特徴とする座標変換機
能を有する光学的パターン認識装置。
8. A means for converting each of the coordinate conversion images into a binarized coordinate conversion intensity distribution image and displaying it on the coordinate conversion image spatial light modulator according to claim 5, or the joint Fourier transform. Means for converting the image into a binarized Fourier transform intensity distribution image and displaying the binarized Fourier transform intensity distribution image on a spatial light modulator for Fourier transform image is an imaging device for the coordinate transform image or the joint Fourier transform image. Is converted into an image signal by receiving light using
After the binarization of the image signal, the optical signal having a coordinate conversion function is characterized in that the image signal is inputted to an electric writing type spatial light modulator for coordinate conversion image or a spatial light modulator for Fourier transform image for display. Pattern recognition device.
【請求項9】請求項1記載の座標変換機能を有する光学
的パターン認識装置は、 前記座標変換像あるいは前記ジョイントフーリエ変換画
像あるいは前記相関出力画像の光強度または前記光強度
の変化を計測する手段と、 前記光強度または前記光強度の変化に応じて前記光強度
を変化させる手段、あるいは前記座標変換像用空間光変
調器や前記フーリエ変換像用空間光変調器や前記撮像装
置または前記受光素子の受光感度を変化させる手段、と
からなる自動調光部を具備してなることを特徴とする座
標変換機能を有する光学的パターン認識装置。
9. An optical pattern recognition device having a coordinate conversion function according to claim 1, wherein the optical intensity of the coordinate transformed image, the joint Fourier transformed image, or the correlation output image or a change in the light intensity is measured. And a means for changing the light intensity according to the light intensity or a change in the light intensity, or the spatial light modulator for coordinate conversion images, the spatial light modulator for Fourier transform images, the imaging device, or the light receiving element. An optical pattern recognition device having a coordinate conversion function, comprising: an automatic light control section including a means for changing the light receiving sensitivity of the.
JP3139248A 1991-05-31 1991-06-11 Optical pattern recognizing device provided with coordinate transforming function Pending JPH0652320A (en)

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DE69229846T DE69229846T2 (en) 1991-05-31 1992-05-27 Optical character recognition device with coordinate conversion function

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501755A (en) * 1999-06-04 2003-01-14 ルック ダイナミックス,インコーポレイテッド Method and apparatus for searching and comparing images
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