JPH08263161A

JPH08263161A - 画像演算装置

Info

Publication number: JPH08263161A
Application number: JP7067913A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Sasaki; 浩子佐々木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】画像パターンの検索を高速で行なえる画像演算
装置を提供する。【構成】レンズ３６の前側焦点面にビデオ装置４２から
供給される画像を表示する空間光変調器３４を配置し、
後ろ側焦点位置にホールバーニングメモリー３８を配置
する。また、これが後ろ側焦点面に位置するようにレン
ズ３７を配置し、その前側焦点面に検索パターン３５を
配置する。さらに、波長掃引レーザー３１とハーフミラ
ー３２とミラー３３を、ハーフミラー３２の透過光が空
間光変調器３４に入射し、ミラー３３の反射光が検索パ
ターン３５に入射するように配置する。ホールバーニン
グメモリー３８に波長掃引しながら干渉縞を記録した
後、検索パターン３５の位置にＣＣＤ撮像素子４２を配
置し、レーザー４３によりホールバーニングメモリー３
８に読み出し光を波長掃引しながら照射する。または、
波長掃引巾より広い連続的なスペクトル広がりを持つ読
み出し光を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ある画像もしくは画像
の集合の中から特定の画像パターンを光学的な手法によ
り検索する画像演算装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある画像もしくは画像の集合の中から、
特定の画像パターンを選び出したり、その存在の有無を
判定することは、画像の検索あるいはパターン認識の基
本として重要である。現在、これらの処理は、主とし
て、デジタル電子処理、コンピュータによって行なわれ
ている。一方、それら電子的な処理も画像データの大容
量性に対する限界が議論されるようになってきた。

【０００３】これに対して、古くから提案・研究されて
きた光を用いた方法が、その高速性・並列性から再び注
目されている。そこで用いられる方法の多くは、古くか
ら開発されてきたもので、すでに多くの教科書に公知技
術として開示されている。例えば、応用物理学会編「光
情報処理」（１９８９年、オーム社刊）がある。これら
の技術のうち、本発明に関わる側面からその原理を大ま
かに分類すれば、二つに分けられる。一つは、ホログラ
フィーにおける写真乾板のように、光の検出・記録手段
が、光の振幅ではなく、その二乗であるエネルギーを検
出・記録することを原理とするものである（従来技術
１）。もう一つは、いわゆるマッチトフィルターと呼ば
れる方法である（従来技術２）。以下、各々の原理とそ
の欠点を説明しよう。

【０００４】（従来技術１）まず、ホログラフィーを利
用したパターン検索について図３を参照しつつ説明す
る。

【０００５】図３（Ａ）に示すように、レンズ６（焦点
距離ｆ6 ）の前側焦点面に対象物４を配置し、レンズ６
の後ろ側焦点位置にホログラム１を配置する。そして、
ホログラム１が後ろ側焦点面にくるようにレンズ７（焦
点距離ｆ7 ）を配置し、さらにその前側焦点面に検索パ
ターン５を配置する。対象物４は、実物体でも、あるい
は表示画像に応じて透過光や反射光の位相や強度が変化
する、スライド等の静止画像やビデオ等の動画像を表示
する光空間変調器でもよい。

【０００６】互いにコヒーレントな関係にある二本の光
（通常は１台のレーザーからの光を二つに分けて得られ
る）の一方を対象物４に照射し、他方を検索パターン５
に照射する。対象物４により変調された光（物体光）と
検索パターンにより変調された光（参照光）は、ホログ
ラム１において互いに干渉し、その結果、ホログラム１
には対象物４と検索パターン５のフーリエ変換の和が記
録される。

【０００７】続いて、図３（Ｂ）に示すように、検索パ
ターン５の位置に光検出器６（ＣＣＤイメージセンサー
や写真乾板など）を配置し、平面波の読み出し光を物体
光とは反対の向きでホログラム１に照射する。ホログラ
ム１に記録されている情報により、対象物４と検索パタ
ーン５のフーリエ変換の積に対応する成分が回折され、
回折光はレンズ７を通って光検出器６の位置に対象物４
と検索パターン５の相関演算の結果が出力される。この
相関演算の結果を光検出器６を用いて調べることで、検
索パターン５の有無や位置などがわかる。

【０００８】（従来技術２）次に、マッチトフィルター
を用いたパターン検索について図４を参照しつつ説明す
る。

【０００９】レンズ１１（焦点距離ｆ11）の前側焦点面
に検索対象の画像１０を配置し、レンズ１１の後ろ側焦
点面に検索パターンのフーリエ変換のフィルター１２を
配置する。さらに、レンズ１３（焦点距離ｆ13）を、そ
の前側焦点面にフィルター１２が位置するように配置
し、後ろ側焦点面に検出器１４（写真乾板やＣＣＤ撮像
素子など）を置く。

【００１０】照明光を図に示す向きで画像１０に照射す
る。画像１０を透過した光はレンズ１１でフーリエ変換
され、フィルター１２を透過することで画像１０のフー
リエ変換と検索パターンのフーリエ変換の積となる。フ
ィルター１２を透過した光はレンズ１３で再度フーリエ
変換され、画像１０と検索パターンの相関演算の結果が
検出器１４の位置に出力される。検出器１４を用いて相
関演算の結果を調べることにより、検索パターンの有無
や位置などが求められる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

（従来技術１の欠点）ホログラフィーを利用したパター
ン検索には次のような欠点がある。第一に、写真乾板で
あれば当然ながら現像・定着というプロセスが必要とな
るため、ホログラム１の応答時間が長い。第二に、一枚
の乾板には一枚の画像に対する結果しか記録できないの
で、対象物４が変わる度にホログラム１を交換しなくて
はならないため、次々に異なる画像に変化していくデー
タ、特に動画像を入力して相関を検出してゆくことはで
きない。例えば、ビデオ動画をそのまま処理しようとす
れば、現行のビデオレートでは約３０ｍｓに一枚画像が
変わるので、これらすべての画像に対して相関演算をし
ようすれば３０ｍｓでホログラムを入れ替えなければな
らないが、これは非常に困難であるとともに、そのホロ
グラムを現像処理して新たに読み出すということは非常
に煩雑である。

【００１２】（従来技術２の欠点）マッチトフィルター
を用いたパターン検索は、従来技術１と同様に、動画の
ように大量の画像データ全体から検索を行なう場合、す
べての画像を一枚づつ表示しなくてならないため、非常
に時間がかかるという欠点がある。

【００１３】（発明の目的）本発明の目的は、所望の画
像パターンの検索を高速で行なえる画像演算装置を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像演
算装置は、検索の対象である画像を表示する画像表示手
段と、検索パターンを表示する検索パターン表示手段
と、画像表示手段と検索パターン表示手段に互いにコヒ
ーレントな光を照射する光学系と、画像により変調され
た光（物体光）をフーリエ変換する第一フーリエ変換手
段と、検索パターンにより変調された光（参照光）をフ
ーリエ変換する第二フーリエ変換手段と、第一フーリエ
変換手段と第二フーリエ変換手段は両者のフーリエ面が
一致するように配置されており、この一致するフーリエ
面に配置されたホールバーニングメモリーと、ホールバ
ーニングメモリーに読み出し光を照射する光源手段と、
ホールバーニングメモリーに読み出し光を照射したこと
により生じる回折光をフーリエ変換する第三フーリエ変
換手段と、第三フーリエ変換により生成される画像と検
索パターンの相関演算を調べる検出手段とを備えてい
る。

【００１５】請求項２に記載の画像演算装置は、検索の
対象である画像を記憶したホールバーニングメモリー
と、ホールバーニングメモリーに照明光を照射する光源
手段と、画像をフーリエ変換する第一フーリエ変換手段
と、第一フーリエ変換手段のフーリエ面に配置された、
検索パターンのフーリエ変換のフィルターと、フィルタ
ーからの光をフーリエ変換する第二フーリエ変換手段
と、第二フーリエ変換手段のフーリエ面に配置された、
画像と検索パターンの相関演算を調べる検出手段とを備
えている。

【００１６】

【作用】本発明では、画像記憶材料やホログラム材料
に、波長多重の大容量メモリー材料として注目されてい
るホールバーニング材料を用いている。ホールバーニン
グメモリーおよびその材料については、すでに多くの研
究がなされており、例えば、中塚宏樹「応用物理」vol.
63, p141 (1994) にその成果がまとめられている。多く
の物質では、不均一拡がりを有する光の吸収帯に、それ
よりもスペクトル巾の狭い均一拡がり程度の光を照射す
ると、その光照射を受けた波長の光吸収が減少しいわゆ
るスペクトラルホールバーニングが形成される。物質の
中には、光照射を停止した後も、このホールが長時間消
滅しないものがある。ホールバーニングメモリーは、こ
のような物質をメモリー材料に用い、情報をスペクトラ
ルホールバーニングとして記憶する。すなわち、ホール
バーニングメモリーでは、スペクトラルホールバーニン
グの有無あるいはその光吸収率が情報に対応している。
このメモリーでは、その原理からホールを形成させる波
長帯は、不均一拡がりのなかに独立に最大（不均一拡が
り）／（均一拡がり）個まで独立に選択できるので、こ
れだけの多重度を持った波長多重メモリーとなる。

【００１７】このメモリーを写真乾板のように用いれ
ば、画像を直接記録ができる。すなわち、画像情報を有
する拡がりを持った光（例えばスライドを透過したレー
ザー光など）を照射することで、その画像情報を記録で
きる。しかも、現像・定着に相当するプロセスは不要で
ある。読み出しは、同様な拡がりを持った一様な光を照
射し、透過光、反射光、回折光などの空間的変化を検出
することで行なわれる。この画像記録・再生の場合も、
照射する光のスペクトル巾を均一拡がり程度に狭くし、
画像ごとに波長を変えることで波長多重メモリーとして
用いることができる。

【００１８】さらに、この画像−波長多重メモリーの最
も著しい応用として連続的な動画の記録がある。これ
は、「M.Mitsunaga, N.Uesugi, H.Sasaki, and K.Karak
i "Optics Letters", vol.19, No.10,p.752 (1994)」に
開示されているように、ホールバーニングメモリーに画
像を記録する際に、入力画像を動画あるいは動きのある
物体の透過光・散乱光とし、入力の変化に同期して光の
波長を掃引しながら記録する。あるいは、フレームごと
に飛び飛びの画像を順次異なる波長で書き込む。その
際、書き込み速度は必ずしも再生速度と同じである必要
はない。そして、読み出し光の波長を連続的に掃引すれ
ば、動画が再生される。

【００１９】請求項１の画像演算装置では、ホールバー
ニングメモリーに、画像のフーリエ変換と検索パターン
のフーリエ変換の和の振幅の二乗が記録される。このホ
ールバーニングメモリーに読み出し光を照射すると、画
像のフーリエ変換と検索パターンのフーリエ変換の積の
成分が回折光として現れる。この成分はフーリエ変換さ
れて検出手段に入射する。検出手段には、画像と検索パ
ターンの相関演算が現れる。

【００２０】請求項２の画像演算装置では、ホールバー
ニングメモリーに記憶されている画像により変調された
光はフーリエ変換され、検索パターンのフーリエ変換の
フィルターに入射する。その透過光は、画像のフーリエ
変換と検索パターンのフーリエ変換の積に対応してい
る。この透過光はフーリエ変換されて検出手段に入射す
る。検出手段には、画像と検索パターンの相関演算が現
れる。

【００２１】

【実施例】

（第一実施例）まず、本発明の第一実施例の画像演算装
置について図１を参照しながら説明する。

【００２２】図１（Ａ）に示すように、レンズ３６（焦
点距離ｆ36）の前側焦点面に、ビデオ装置４２から供給
される画像を表示する画像表示装置たとえば空間光変調
器３４を配置し、レンズ３６の後ろ側焦点位置に、ホロ
グラフィックホールバーニングメモリー３８を配置す
る。そして、ホールバーニングメモリー３８が後ろ側焦
点面に位置するようにレンズ３７（焦点距離ｆ37）を配
置し、その前側焦点面に検索パターン３５を配置する。

【００２３】さらに、コヒーレントな光を射出するレー
ザー３１と、その射出光を二つに分けるハーフミラー３
２と、ハーフミラー３２で反射された光を偏向するミラ
ー３３とを、ハーフミラー３２を透過した光が空間光変
調器３４に入射し、ミラー３３で反射された光が検索パ
ターン３５に入射するように設ける。レーザー３１は、
波長掃引可能な波長可変レーザーである。

【００２４】空間変調器３４にビデオ装置４２からビデ
オ動画を入力して画像を表示するとともに、これに同期
してレーザー３１の波長を掃引する。掃引巾は、勿論、
ホールバーニングメモリー３８の光吸収帯の不均一巾よ
り狭く設定する。

【００２５】空間光変調器３４に入射する光と検索パタ
ーン３５に入射する光は互いにコヒーレントな関係にあ
る。空間光変調器３４で変調された光（物体光）はレン
ズ３６でフーリエ変換され、ホールバーニングメモリー
３８に入射する。また、検索パターン３５で変調された
光（参照光）はレンズ３７で変調され、ホールバーニン
グメモリー３８に入射する。物体光と参照光は互いに干
渉し、その干渉縞すなわち画像のフーリエ変換と検索パ
ターンのフーリエ変換の和の振幅の二乗がホールバーニ
ングメモリー３８に記録される。

【００２６】続いて、図１（Ｂ）に示すように、検索パ
ターン３５の位置に検出装置たとえばＣＣＤ撮像素子４
２を配置し、レーザー４３により平面波の読み出し光を
ホールバーニングメモリー３８に物体光と反対の向きで
照射する。読み出し光の一部は、ホールバーニングメモ
リー３８に記録されている干渉縞により回折され、その
回折光は、レーザー４３の波長に対応した画像と検索パ
ターン３５のフーリエ変換の積に対応している。回折光
はレンズ３７でフーリエ変換され、検出装置４２には画
像と検出パターンの相関演算が現れる。すなわち、その
画像の中に検索パターン３５と一致するパターンがあれ
ば輝点となって現れる。

【００２７】レーザー４３を、レーザー４１と同様の波
長掃引レーザーとし、レーザー４１と同様に読み出し光
を波長掃引すれば、検出装置４２に現れる相関演算は動
画となる。動画の中に検索パターンがあれば輝点となっ
て現れ、動画の中でそのパターンが動いていけば、輝点
はそれを追跡していく。

【００２８】レーザー４３を、レーザー４１により掃引
した波長巾よりも広い連続的なスペクトル広がりを持っ
た連続発振レーザーあるいはパルスレーザーとすれば、
検索を行なったある時間的な長さを持った動画像全体の
中に検索パターンが存在するかどうかが、一回の読み出
し光の照射で判別できる。

【００２９】入力画像としては、このようなビデオ画像
だけではなく、実際の物体であってもよい。このとき、
ホールバーニングメモリー３８の材料として均一巾が狭
く量子効率の高いもの、例えばＥｕ³⁺イオンを添加した
Ｙ₂ ＳｉＯ₅ 結晶を用い、レーザー３１の波長を連続的
に掃引しながら書き込みを行えば、完全に切れ目なく記
録が行われ、画像のフレームが存在しないためフレーム
レイトより早く変化し、たとえばビデオで記録したとす
れば３０ｍｓより早い変化でフレームとフレームの間に
起こって記録や相関演算が行えないようなものも、記録
・演算をすることができる。読み出しは前述の方法で行
なえる。すなわち、書き込みの時に用いたレーザーと同
様のレーザーで波長を掃引しながらホールバーニングメ
モリー３８に照射すれば相関演算を読み出すことができ
る。この際、記録は完全に連続的にされているので、波
長の掃引は書き込み時と同じ速度で行う必要はなく、任
意の速度で行うことができる。非常に高速の対象に対し
て行った場合には、ゆっくりと読み出すことで高速の変
化も見落としなく検出できる。また、前述したように、
レーザー４３として書き込み時に掃引した波長巾よりも
広い連続的なスペクトル広がりを持った連続発振あるい
はパルスレーザーを用いれば、１回の読み出し光の照射
で、検索を行ったある時間的な長さを持った対象のなか
に、検索パターンの合致するものが存在するかどうかを
判別できる。

【００３０】このように、従来技術１に示したようなホ
ログラフィーを基礎とする画像の検索において、ホログ
ラムをホログラフィックホールバーニングメモリーと
し、レーザー３１を波長可変レーザーとし、読み出し光
を射出するレーザー４３を波長可変レーザーまたは波長
掃引巾よりも広い連続的なスペクトル広がりを持つレー
ザーすることで、動画像の連続的検索、非常に早い変化
をする物体の追跡、それらの結果の一括読み出しなどを
行なうことができる。

【００３１】なお、本実施例では、物体光、参照光、読
み出し光の方向を図１（Ｃ）の様に設定したが、これら
は図１（Ｃ）に矢印で示した四方向に対して、物体光と
参照光が対向する組み合わせを除いて、任意の組み合わ
せから選ぶことができる。（第二実施例）次に、本発明
の第二実施例の画像演算装置について図２を参照しなが
ら説明する。

【００３２】レンズ５３（焦点距離ｆ53）の前側焦点面
に検索対象の画像を記憶しているホールバーニングメモ
リー５２を配置し、レンズ５３の後ろ側焦点面に検索パ
ターンのフーリエ変換のマッチトフィルター５４を配置
する。さらに、レンズ５５（焦点距離ｆ55）を、その前
側焦点面にマッチトフィルター５４が位置するように配
置し、後ろ側焦点面に検出装置たとえばＣＣＤ撮像素子
５６を置く。また、ホールバーニングメモリー５２に照
明光を照射するレーザー５１を設ける。

【００３３】ホールバーニングメモリー５２には、これ
に像を記録する際にスペクトル巾の狭い光を用い、その
光の波長を掃引するなどして、多数の画像あるいは動画
が予め記録されている。また、マッチトフィルター５４
は、スライドフィルムのように固定的なものでも、ある
いは、ビデオ装置５８から供給される動的な画像のフー
リエ変換を表示する空間光変調器などでもよい。

【００３４】レーザー５１から射出された照明光は、ホ
ールバーニングメモリー５２に記録されているその波長
に対応した画像により変調され、その透過光はレンズ５
３でフーリエ変換され、マッチトフィルター５４に入射
する。マッチトフィルター５４を透過した光は、画像の
フーリエ変換と検索パターンのフーリエ変換の積に対応
したものとなっており、この光はレンズ５５でフーリエ
変換され、検出装置５６には画像と検索パターンの相関
演算が現れる。その画像の中に検索パターン３５と一致
するパターンがあれば輝点が現れる。

【００３５】レーザー５１を、ホールバーニングメモリ
ー５２に画像を記録する際に用いた光の波長掃引巾を覆
う波長掃引レーザーとすれば、照明光の波長を掃引する
ことにより、画像と検索パターンの相関演算が連続的に
得られる。特に、ホールバーニングメモリー５２に記録
されている画像が動画の場合には、相関演算が動画とし
て得られる。動画の中に検索パターンがあれば輝点が現
れ、その輝点は検索パターンの位置を追跡する。これ
は、第一実施例で述べたように、ビデオ撮影などでは追
跡できないような高速の現象にも適用できる。

【００３６】また、レーザー５１を、ホールバーニング
メモリー５２に画像を記録する際に用いた光の波長掃引
巾よりも広い連続的なスペクトル広がりを持った連続発
振レーザーまたはパルスレーザーとすれば、ホールバー
ニングメモリー５３に記録されている時間的な長さを持
った動画全体の中に検索パターンが存在するか否かが、
照明光の一回の照射で判別できる。この場合、検出装置
５６は単に光の強度を検出する素子たとえばフォトディ
テクターでもよい。さらに、その所在位置を知りたけれ
ば、レーザー５１の波長を掃引する前述の方法により、
検索パターンの存在する画像とその画像中の検索パター
ンの位置がわかる。

【００３７】本明細書中には以下に述べる技術思想を含
んでおり、この技術思想から逸脱しない範囲で変形や改
良や修正を施したものも当然の事ながら本発明に含まれ
る。１．（第一実施例に対応）（構成）検索の対象である画像を表示する画像表示手段
と、検索パターンを表示する検索パターン表示手段と、
画像表示手段と検索パターン表示手段に互いにコヒーレ
ントな光を照射する光学系と、画像により変調された光
（物体光）をフーリエ変換する第一フーリエ変換手段
と、検索パターンにより変調された光（参照光）をフー
リエ変換する第二フーリエ変換手段と、第一フーリエ変
換手段と第二フーリエ変換手段は両者のフーリエ面が一
致するように配置されており、この一致するフーリエ面
に配置されたホールバーニングメモリーと、ホールバー
ニングメモリーに読み出し光を照射する光源手段と、ホ
ールバーニングメモリーに読み出し光を照射したことに
より生じる回折光をフーリエ変換する第三フーリエ変換
手段と、第三フーリエ変換により生成される画像と検索
パターンの相関演算を調べる検出手段とを備えている、
画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーには、画像のフーリ
エ変換と検索パターンのフーリエ変換の和の振幅の二乗
が記録される。このホールバーニングメモリーに読み出
し光を照射すると、画像のフーリエ変換と検索パターン
のフーリエ変換の積の成分が回折光として現れる。この
成分はフーリエ変換されて検出手段に入射する。検出手
段には、画像と検索パターンの相関演算が現れる。（効果）ホールバーニングメモリーには、多数の像（画
像のフーリエ変換と検索パターンのフーリエ変換の和）
を重ねて記憶できるので、読み出し時に媒体の交換が不
要なため、検索の演算に要する時間が短くなる。２．（第一実施例に対応）（構成）第１項において、光学系は、コヒーレントな光
の波長を掃引する手段を有している、画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーに多数の像（画像の
フーリエ変換と検索パターンのフーリエ変換の和）が連
続的に記録される。画像表示手段に動画を入力すれば、
ホールバーニングメモリーには、動画のフーリエ変換と
検索パターンのフーリエ変換の和が記録される。（効果）多数の画像たとえば動画に対する検索パターン
の検索が高速で行なえる。３．（第一実施例に対応）（構成）第１項または第２項において、光源手段は、コ
ヒーレントな光の波長帯域よりも広いスペクトル拡がり
を持つ読み出し光を射出する、画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーに記録する際に用い
た画像の中に検索パターンが存在すれば、それが輝点と
して現れる。（効果）たった一回の読み出し光の照射で、多数の画像
または動画の中に検索パターンが存在するか否かが判別
できる。４．（第一実施例に対応）（構成）第１項または第２項において、光源手段は、コ
ヒーレントな光と同等のスペクトル拡がりを持つ読み出
し光を射出し、読み出し光を掃引する手段を有してい
る、画像演算装置。（作用）検出手段に、画像と検索パターンの相関演算が
連続的に再生される。（効果）多数の画像または動画に対する検索パターンの
検索が高速に行なえる。５．（第二実施例に対応）（構成）検索の対象である画像を記憶したホールバーニ
ングメモリーと、ホールバーニングメモリーに照明光を
照射する光源手段と、画像をフーリエ変換する第一フー
リエ変換手段と、第一フーリエ変換手段のフーリエ面に
配置された、検索パターンのフーリエ変換のフィルター
と、フィルターからの光をフーリエ変換する第二フーリ
エ変換手段と、第二フーリエ変換手段のフーリエ面に配
置された、画像と検索パターンの相関演算を調べる検出
手段とを備えている、画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーに記憶されている画
像により変調された光はフーリエ変換され、検索パター
ンのフーリエ変換のフィルターに入射する。その透過光
は、画像のフーリエ変換と検索パターンのフーリエ変換
の積に対応している。この透過光はフーリエ変換されて
検出手段に入射する。検出手段には、画像と検索パター
ンの相関演算が現れる。（効果）ホールバーニングメモリーは多数の画像を重ね
て記憶できるので、多数の画像に対する検索パターンの
検索が短時間で行なえる。６．（第二実施例に対応）（構成）第５項において、ホールバーニングメモリー
は、画像を記録する際に書き込み光の波長を掃引したこ
とにより、複数の画像を記憶している、画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーに多数の画像が連続
的に記録される。この多数の画像が動画を構成する連続
するフレームの画像であれば、ホールバーニングメモリ
ーには動画が記録される。（効果）多数の画像たとえば動画に対する検索パターン
の検索が高速で行なえる。７．（第二実施例に対応）（構成）第５項または第６項において、光源手段は、ホ
ールバーニングメモリーに画像を記録する際に用いた書
き込み光の波長帯域よりも広いスペクトル拡がりを持つ
照明光を射出する、画像演算装置。（作用）ホールバーニングメモリーに記録された画像の
中に検索パターンが存在すれば、それが輝点として現れ
る。（効果）たった一回の照明光の照射で、多数の画像また
は動画の中に検索パターンが存在するか否かが判別でき
る。８．（第二実施例に対応）（構成）第５項または第６項において、光源手段は、ホ
ールバーニングメモリーに画像を記録する際に用いた書
き込み光と同等のスペクトル拡がりを持つ照明光を射出
し、照明光を掃引する手段を有している、画像演算装
置。（作用）ホールバーニングメモリーに記憶されている画
像が連続的に再生される。従って、検出手段に画像と検
索パターンの相関演算が連続的に再生される。（効果）ホールバーニングメモリーに記憶されている多
数の画像または動画に対する検索パターンの検索が高速
に行なえる。９．（第一実施例と第二実施例に対応）（構成）第１項ないし第８項において、ホールバーニン
グメモリーは、Ｅｕ³⁺イオンを添加したＹ₂ ＳｉＯ₅ 結
晶を有している、画像演算装置。（作用）Ｅｕ³⁺イオンを添加したＹ₂ ＳｉＯ₅ 結晶を材
料とするホールバーニングメモリーは、０．１オングス
トロームの波長帯域の中に約百万枚の画像を記憶できる
ので、膨大な量の画像を記憶できる。（効果）膨大な量の画像に対する検索が高速で行なえ
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、多数の画像または動画
に対する所望の検索パターンの検索が高速で行なえる画
像演算装置が得られる。また、この画像演算装置は、そ
の検索パターンの有無の判別が一回の光照射で行なえる
という利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の画像演算装置の構成を示
す図である。

【図２】本発明の第二実施例の画像演算装置の構成を示
す図である。

【図３】ホログラフィーを利用したパターン検索を説明
するための図である。

【図４】マッチトフィルターを用いたパターン検索を説
明するための図である。

【符号の説明】

３１…波長掃引レーザー、３２…ハーフミラー、３４…
空間光変調器、３５…検索パターン、３６…レンズ、３
７…レンズ、３８…ホールバーニングメモリー、４３…
レーザー、４２…ＣＣＤ撮像素子。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 Ｘ 7/00 9061−5Ｈ 15/70 ３３０Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の中から特定の検索パターンを探す画
像演算装置であって、検索の対象である画像を表示する画像表示手段と、検索パターンを表示する検索パターン表示手段と、画像表示手段と検索パターン表示手段に互いにコヒーレ
ントな光を照射する光学系と、画像により変調された光（物体光）をフーリエ変換する
第一フーリエ変換手段と、検索パターンにより変調された光（参照光）をフーリエ
変換する第二フーリエ変換手段と、第一フーリエ変換手段と第二フーリエ変換手段は両者の
フーリエ面が一致するように配置されており、この一致
するフーリエ面に配置されたホールバーニングメモリー
と、ホールバーニングメモリーに読み出し光を照射する光源
手段と、ホールバーニングメモリーに読み出し光を照射したこと
により生じる回折光をフーリエ変換する第三フーリエ変
換手段と、第三フーリエ変換により生成される画像と検索パターン
の相関演算を調べる検出手段とを備えている、画像演算
装置。
【請求項２】画像の中から特定の検索パターンを探す画
像演算装置であって、検索の対象である画像を記憶したホールバーニングメモ
リーと、ホールバーニングメモリーに照明光を照射する光源手段
と、画像をフーリエ変換する第一フーリエ変換手段と、第一フーリエ変換手段のフーリエ面に配置された、検索
パターンのフーリエ変換のフィルターと、フィルターからの光をフーリエ変換する第二フーリエ変
換手段と、第二フーリエ変換手段のフーリエ面に配置された、画像
と検索パターンの相関演算を調べる検出手段とを備えて
いる、画像演算装置。