JPH09185713A - Feature vector extraction device and information processor using the device - Google Patents

Feature vector extraction device and information processor using the device

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JPH09185713A
JPH09185713A JP76096A JP76096A JPH09185713A JP H09185713 A JPH09185713 A JP H09185713A JP 76096 A JP76096 A JP 76096A JP 76096 A JP76096 A JP 76096A JP H09185713 A JPH09185713 A JP H09185713A
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JP
Japan
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vector
feature vector
feature
information
input
Prior art date
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JP76096A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hashimoto
武 橋本
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Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain fast conversion into a feature vector which is effective for the recognition and classification of an input vector by extracting plural feature quantities from multiplied vector information by its multiplicity in parallel and converting them as feature vectors. SOLUTION: An object vector input display means 1 inputs at least vector information to be processed, to the system. An object vector multiplying means 2 multiplies and duplicates the inputted vector information to be processed. Then a feature vector conversion output means 3 extracts plural feature quantities from the multiplied vector information to be processed by the multiplicity in parallel, converts them into new feature vectors, and output the vectors. In this case, the filter array 37 of the feature vector conversion output means 3 filters an image as the multiplied and duplicated object vectors differently plural times. This filter array 37 uses Gabor filters G, which extract directional spatial frequency structures from the image, as its constituent filters.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力ベクトルの認
識や分類に有効な特徴ベクトルに変換するための特徴ベ
クトル抽出装置、及び、この特徴ベクトル抽出装置を用
いて認識や分類を行う情報処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feature vector extraction device for converting an input vector into a feature vector effective for recognition and classification, and an information processing device for performing recognition and classification using this feature vector extraction device. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、画像や信号等の各種情報の認識や
分類をする場合、これらをベクトル量とみなし、比較基
準となる他のベクトルとの類似度を計算することにより
認識や分類を行う。その類似度計算の手段としては、従
来からマッチドフィルターと相関器の組み合わせや、ジ
ョイントトランスフォーム相関器、あるいは、ニューラ
ルネットワーク等が用いられてきた。
2. Description of the Related Art Normally, when recognizing or classifying various kinds of information such as images and signals, these are regarded as vector quantities, and recognition or classification is performed by calculating the degree of similarity with other vectors serving as comparison criteria. . Conventionally, a combination of a matched filter and a correlator, a joint transform correlator, a neural network, or the like has been used as a means for calculating the degree of similarity.

【0003】しかし、これらの方法で直接複雑な特徴を
持つ画像や信号を処理すると、認識や分類にあまり寄与
しない情報まで同時に処理しなければならず、これらが
誤差要因となっていた。また、さらに、多少の変形等に
対しても鋭敏に反応し、誤差を生じる場合が多かった。
However, when images or signals having complicated characteristics are directly processed by these methods, information that does not contribute much to recognition or classification must be processed at the same time, which causes an error. In addition, there are many cases in which an error is generated due to a sharp reaction to some deformation.

【0004】そこで、これらを解決するために、画像や
信号等の各種情報を直接処理するのではなく、前処理で
認識や分類に寄与の大きな特徴を抽出し、この抽出した
特徴を用いて認識する試みが従来から多くなされてい
る。画像の場合を例にとると、これらの特徴としては、
テクスチャー、構造的特徴、色、時間的特徴等が代表的
なものとしてあげられる。テクスチャーに関しては、濃
度ヒストグラム、同時生起行列、差分統計量等の計算に
より、また、エッジや線、輪郭等の構造的特徴に関して
は、ラプラシアンフィルターのコンボルーションやハフ
変換等により、さらに、色に関しては、RGB空間やH
SV空間、あるいは、スペクトルへの変換等により、時
間的特徴に関しては、オプティカルフローの計算やウェ
ーブレットへの変換により、それぞれ特徴量が求められ
ている。
Therefore, in order to solve these problems, various kinds of information such as images and signals are not directly processed, but features that greatly contribute to recognition and classification are extracted by preprocessing, and the extracted features are used for recognition. There have been many attempts to do so far. Taking an image as an example, these features are:
Typical examples are textures, structural features, colors, and temporal features. For texture, density histogram, co-occurrence matrix, difference statistics, etc. are calculated.For structural features such as edges, lines, and contours, Laplacian filter convolution, Hough transform, etc. , RGB space and H
With respect to the temporal characteristics by conversion into SV space or spectrum, etc., the characteristic amount is obtained by calculation of optical flow or conversion into wavelet.

【0005】しかし、これらの前処理による特徴量への
変換は、特に2次元の画像が対象ベクトルとなっている
場合は、膨大な時間がかかり、通常のコンピュータによ
るシリアルな計算では実用的でなく、光学的な方法や並
列コンピュータ等の並列的に処理できる方法がとられて
いる。この中、光学的な方法としては、従来から、レン
ズを用いた空間周波数フィルタリングが、2次元画像の
エッジの検出や特定の周波数成分の抽出を高速に行うも
のとしてよく用いられている。また、さらに、この方法
を発展させ、系をコンパクトかつ安価に構成するものと
して、特公平3−66645号に示されている方法があ
る。この方法を図17を用いて簡単に説明する。図17
(a)は1個のレンズに関する断面図、同図(b)は全
体の断面図、同図(c)はレンズに対する遮光体の配置
を示す斜視図であり、この方法は、両端面が平面で屈折
率が半径方向に変化する屈折率分布型レンズ102を複
数平行に配列し、各レンズの焦点面上にレンズ光軸を中
心としてレンズ外径より小さい一定の径を有する円形の
遮光体106を設けることにより、入力物体像109か
ら高周波数成分のみを抽出し、透明体の傷や異物の検査
に使用しようと言うものである。この方法によれば、大
面積の画像でも大口径の(高価な)レンズを使うことな
く個々の小径な(安価な)レンズで並列的にフィルタリ
ングを行える。また、使用している屈折率分布型レンズ
は両端面が平面であり、この面に直接フィルターである
遮光体を設ければ、アライメント等も楽でかつコンパク
トに系を構成できると言うものである。
However, the conversion into the feature quantity by these preprocessing takes an enormous amount of time, especially when a two-dimensional image is a target vector, and is not practical in a normal computer serial calculation. , Optical methods and parallel processing methods such as parallel computers have been adopted. Among them, as an optical method, conventionally, spatial frequency filtering using a lens is often used as a method for detecting an edge of a two-dimensional image or extracting a specific frequency component at high speed. Further, as a method of further developing this method and constructing a system compactly and inexpensively, there is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-66645. This method will be briefly described with reference to FIG. FIG.
(A) is a cross-sectional view of one lens, (b) is an overall cross-sectional view, and (c) is a perspective view showing the arrangement of a light shield with respect to the lens. In this method, both end surfaces are flat. A plurality of gradient index lenses 102 whose refractive index changes in the radial direction are arranged in parallel with each other, and a circular light shield 106 having a fixed diameter smaller than the lens outer diameter about the lens optical axis on the focal plane of each lens. By providing the above, it is intended to extract only the high frequency component from the input object image 109 and use it for the inspection of scratches and foreign matters on the transparent body. According to this method, even a large-area image can be filtered in parallel using individual small-diameter (inexpensive) lenses without using large-diameter (expensive) lenses. In addition, the gradient index lens used is flat on both end faces, and if a light-shielding body that is a filter is directly provided on this face, alignment and the like can be configured easily and compactly. .

【0006】しかし、更に精度を向上させるためには、
これらの特徴量を一種類だけでなく複数用いて(つま
り、一定のフィルターではなく、複数のフィルターを使
って)、認識や分類を行うことが必要である。この方法
の例としては、「微小レンズアレイによる視覚認識シス
テム」,亀丸俊一,映像情報(I),65頁〜70頁
(1993年1月号の提案がある。この方法は、図18
に構成を示すような装置を用い、対象となる物体の部分
的な構造的特徴を複数のマッチドフィルターと相関器を
並べた多重相関器により抽出し、この結果を用いてニュ
ーラルネットワークで認識しようと言うものである。よ
り具体的には、前処理で入力像(文字K)を左右2つの
部分要素に分割した上で、参照物体の数(縦3×横2の
計6個)だけそれぞれ複製したプレート201を作製す
る(詳しい記述はないが、この部分は実際には人的手段
でプレート上に作製されていると思われる。)。次に、
主処理では、作製したプレート201上の複製された入
力像の分割パターンが、予め作製してある参照物体20
2から作った縦3×横2のマッチドフィルターアレイ2
03をこの分割数(2個)だけフーリエ変換面に並べ、
2組の合計12個(3×2×2個)のマイクロレンズか
らなるマイクロレンズアレイ204、205により並列
にフーリエ変換と逆フーリエ変換を行う多重相関系に入
力する。これにより、この複製された入力像の分割パタ
ーンと参照物体の相関信号が出力面206に並列的に出
力される。最後に、後処理では、この並列的に得られた
12個の相関信号をCCDカメラ207によりコンピュ
ータ208内に取り込み、2値化し、ニューラルネット
ワークとして用意されているバックプロパゲーションの
入力層に入力し、認識を行うと言うものである。この方
法により、D、K、O、Xの4文字と1個の空白につい
て認識が行えたと報告している。
However, in order to further improve the accuracy,
It is necessary to perform recognition and classification by using not only one kind of these feature amounts but also a plurality of feature amounts (that is, using a plurality of filters instead of a certain filter). As an example of this method, there is a "visual recognition system using a microlens array", Shunichi Kamemaru, video information (I), pages 65 to 70 (proposed in January 1993 issue. This method is shown in FIG.
Using a device such as the one shown in Fig. 1, we extract partial structural features of the target object by a multiple correlator in which multiple matched filters and correlators are arranged, and use this result to recognize it in a neural network. It is something to say. More specifically, the input image (letter K) is divided into two left and right sub-elements in the pre-processing, and then the plate 201 is duplicated for each reference object (6 in total, 3 in vertical and 2 in horizontal). (There is no detailed description, but it seems that this part is actually made on the plate by human means.) next,
In the main processing, the division pattern of the duplicated input image on the produced plate 201 is the reference object 20 produced in advance.
Matched filter array 2 made up of 2 vertical 3 x horizontal 2
03 are arranged on the Fourier transform plane by the number of divisions (2),
Micro-lens arrays 204 and 205 each consisting of two sets of twelve (3 × 2 × 2) micro-lenses are input to a multiple correlation system that performs Fourier transform and inverse Fourier transform in parallel. As a result, the duplicated division pattern of the input image and the correlation signal of the reference object are output in parallel to the output surface 206. Finally, in post-processing, the 12 correlation signals obtained in parallel are taken into the computer 208 by the CCD camera 207, binarized, and input to the back propagation input layer prepared as a neural network. , To recognize. It is reported that this method enables recognition of four characters D, K, O, and X and one blank.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来例にあげた特公平
3−66645号の方法は、先にも述べたように、系が
コンパクトで安価に構成できるメリットはあるものの、
取り出せる特徴量は1種類であり、特定の目的には十分
であっても、一般的な画像の認識や分類を精度良く行う
には不十分である。
As described above, the method of Japanese Patent Publication No. 3-66645, which is a conventional example, has the merit that the system is compact and can be constructed at low cost.
There is only one type of feature quantity that can be extracted, and although it is sufficient for a specific purpose, it is insufficient for general recognition and classification of images with high accuracy.

【0008】一方、亀丸による方法は、複数の特徴量を
同時・並列的に取り出し、これらをニューラルネットワ
ークに入れて認識しようと言うものであるから、高速か
つ精度の良い認識がある程度可能となっている。しか
し、特徴抽出部で実際の文字の部分要素のマッチドフィ
ルターアレイを用いて多重相関を取っているため、従来
例で述べたマッチドフィルターが持つ多少の変形等に対
しても鋭敏に反応し誤差を生じる欠点は残されている。
また、例にあげられた比較的構造の単純な5文字程度の
認識ならよいが、認識する対象を増やしたり、複雑な特
徴を持つ画像を処理しようとすれば、それだけ部分要素
への分割数と参照ベクトルの数を増やさなければなら
ず、マッチドフィルターアレイの数が(部分要素への分
割数)×(参照物体の数)となり飛躍的に増大すること
を考えれば、あまり実用的とは言えない。
On the other hand, the method by Kamemaru is to extract a plurality of feature values simultaneously and in parallel and to recognize them by inserting them into a neural network, so that high-speed and accurate recognition is possible to some extent. ing. However, since multiple correlations are taken by using the matched filter array of actual character sub-elements in the feature extraction unit, it reacts sensitively to some deformations of the matched filter described in the conventional example and causes an error. The drawbacks that arise remain.
In addition, although it is sufficient to recognize about 5 characters with a relatively simple structure as shown in the example, if the number of recognition targets is increased or an image having a complicated feature is processed, the number of divisions into sub-elements is increased. It is not very practical considering that the number of reference vectors must be increased and the number of matched filter arrays will be (number of divisions into subelements) x (number of reference objects), which will dramatically increase. .

【0009】本発明は上記のような従来技術の状況に鑑
みてなされたものであり、その目的は、入力ベクトルの
認識や分類に有効な特徴ベクトルに高速に変換する特徴
ベクトル抽出装置を提供し、さらに、この特徴ベクトル
抽出装置を用いて認識や分類を高精度に行う情報処理装
置を提供することである。
The present invention has been made in view of the situation of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a feature vector extraction device for rapidly converting an input vector into a feature vector effective for recognition and classification. Another object of the present invention is to provide an information processing device that performs recognition and classification with high accuracy using this feature vector extraction device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴ベクトル抽出装置は、少なくとも、処理対象と
なるベクトル情報を系内に入力するための対象ベクトル
入力表示手段と、この入力された処理対象となるベクト
ル情報を多重複製するための対象ベクトル多重化手段
と、この多重化された処理対象となるベクトル情報から
その多重度分だけ並列的に複数の特徴量を抽出して新た
に特徴ベクトルとして変換・出力するための特徴ベクト
ル変換出力手段とから構成されたことを特徴とするもの
である。
The feature vector extraction apparatus of the present invention which achieves the above-mentioned object is at least a target vector input display means for inputting vector information to be processed into the system, and this input vector display means. Target vector multiplexing means for multiple duplicating the vector information to be processed, and a plurality of feature quantities are extracted in parallel from the multiplexed vector information to be processed to correspond to the multiplicity, and a new feature is newly added. It is characterized in that it is composed of a feature vector conversion output means for converting and outputting as a vector.

【0011】このような構成により、複数の特徴量を同
時並列に抽出し、特徴ベクトルとして高速に出力するこ
とができる。
With such a configuration, a plurality of feature quantities can be simultaneously extracted in parallel and can be output at high speed as feature vectors.

【0012】この場合、特徴ベクトル変換出力手段内に
多重度分の複数の空間周波数フィルターを含み、処理対
象のベクトル情報の複数の空間周波数構造を抽出するよ
うにすることが望ましく、特徴量を抽出するためのその
空間周波数フィルターとして、ガボール(Gabor)
フィルター、方向性のあるバンドパス空間周波数フィル
ター、ウエーブレット(Wavelet)フィルター等
を用いて、方向性のある空間周波数構造を抽出するよう
することにより、複雑な空間構造を持つ一般的な画像で
あっても、部分要素に分割しなくとも単純かつ最小限の
フィルターで認識・分類等の後段の処理に有効な対象ベ
クトル情報の特徴を高速かつ良好に抽出することができ
る。
In this case, it is desirable to include a plurality of spatial frequency filters for multiplicity in the feature vector conversion output means so as to extract a plurality of spatial frequency structures of the vector information to be processed. Gabor as its spatial frequency filter for
A general image having a complicated spatial structure is obtained by extracting a directional spatial frequency structure using a filter, a directional bandpass spatial frequency filter, a wavelet filter, or the like. Even if it is not divided into subelements, it is possible to quickly and satisfactorily extract the features of the target vector information that are effective for the subsequent processing such as recognition and classification with a simple and minimal filter.

【0013】また、特徴ベクトル変換出力手段内に多重
度分の複数の色フィルターを含み、処理対象のベクトル
情報の色空間での特徴を抽出するようにすることもで
き、その場合、複雑な色分布を持つ画像であっても、単
純かつ最小限のフィルターで認識・分類等の後段の処理
に有効な対象ベクトル情報の特徴を高速かつ良好に抽出
することができる。
It is also possible to include a plurality of color filters for multiplicity in the feature vector conversion output means so as to extract features in the color space of the vector information to be processed. In that case, complex color Even with an image having a distribution, it is possible to quickly and satisfactorily extract the features of the target vector information effective for the subsequent processing such as recognition and classification with a simple and minimal filter.

【0014】また、特徴ベクトル変換出力手段内に多重
度分の複数のモーメント検出フィルターを含み、処理対
象のベクトル情報の複数のモーメントの特徴を抽出する
ようにすることもでき、その場合、姿勢変化のある物体
の含まれる画像に対しても、単純かつ最小限フィルター
で認識・分類等の後段の処理に有効な対象ベクトル情報
の特徴を高速かつ良好に抽出することができる。
It is also possible to include a plurality of moment detection filters for multiplicity in the feature vector conversion output means so as to extract the features of a plurality of moments of vector information to be processed. It is possible to quickly and satisfactorily extract the features of the target vector information that are effective for the subsequent processing such as recognition / classification with a simple and minimal filter, even for an image containing an object with.

【0015】なお、これらの各フィルターを組み合わせ
て用いることにより、より複雑に特徴が組み合わさった
画像であっても、単純かつ最小限のフィルターで認識・
分類等の後段の処理に有効な対象ベクトル情報の特徴を
高速かつ良好に抽出することができる。
By using these filters in combination, even an image in which features are more complicatedly combined can be recognized and detected with a simple and minimum filter.
It is possible to quickly and satisfactorily extract the feature of the target vector information that is effective for the subsequent processing such as classification.

【0016】また、本発明の情報処理装置は、少なくと
も、比較対象となるベクトル情報を入力し特徴ベクトル
に変換出力するための特徴ベクトル抽出装置と、この特
徴ベクトル抽出装置から出力される特徴ベクトルを系内
に表示するための特徴ベクトル入力手段と、比較の基準
となるベクトルを入力するための参照ベクトル入力手段
と、入力された特徴ベクトルと比較の基準となるベクト
ルの類似性を計算するための類似性マッチング手段と、
類似性の高さを判断するための類似度判定手段とにより
構成される情報処理装置において、前記特徴ベクトル抽
出装置として以上の何れかの特徴ベクトル抽出装置によ
り構成したことを特徴とするものである。
Further, the information processing apparatus of the present invention includes at least a feature vector extracting device for inputting vector information to be compared and converting and outputting to a feature vector, and a feature vector output from the feature vector extracting device. Feature vector input means for displaying in the system, reference vector input means for inputting a vector serving as a reference for comparison, and calculating a similarity between the input feature vector and a vector serving as a reference for comparison. Similarity matching means,
An information processing apparatus configured by a similarity determination unit for determining the degree of similarity is characterized by being configured by any one of the above feature vector extraction devices as the feature vector extraction device. .

【0017】この場合、上記のような特徴ベクトル抽出
装置により抽出・変換した特徴ベクトルあるいは参照ベ
クトルを用いて類似度を計算するようにしたので、従
来、同様な処理を行うときに用いられているマッチドフ
ィルターと相関器の組み合わせや、ジョイントトランス
フォーム相関器等のように、変形やノイズに対して鋭敏
に反応して誤差が生じる問題や、フーリエ変換面でのダ
イナミックレンジ不足の問題等が解決され、高速かつ精
度良く認識や分類を行う情報処理装置を提供することが
できるようになった。
In this case, since the similarity is calculated using the feature vector or reference vector extracted / converted by the feature vector extraction device as described above, it is conventionally used when performing similar processing. Problems such as the combination of matched filters and correlators, joint transform correlators, etc. that cause an error by reacting sharply to deformation and noise, and the problem of insufficient dynamic range on the Fourier transform plane have been solved. It has become possible to provide an information processing device that recognizes and classifies quickly and accurately.

【0018】本発明のもう1つの情報処理装置は、対象
となるベクトル情報を入力し特徴ベクトルに変換出力す
るめための特徴ベクトル抽出装置と、この特徴ベクトル
抽出装置から出力される特徴ベクトルを系内に表示する
ための特徴ベクトル表示手段と、認識・分類のための競
合学習手段とを有する情報処理装置において、前記競合
学習手段が、類似性マッチング手段と、重みベクトル更
新表示手段と、勝利ベクトル決定手段とを有し、さら
に、前記特徴ベクトル抽出装置として以上の何れかの特
徴ベクトル抽出装置により構成したことを特徴とするも
のである。
Another information processing apparatus of the present invention is a feature vector extracting apparatus for inputting target vector information and converting and outputting to a feature vector, and a feature vector output from the feature vector extracting apparatus in a system. In an information processing apparatus having a feature vector display unit for displaying on the screen and a competitive learning unit for recognition / classification, the competitive learning unit includes a similarity matching unit, a weight vector update display unit, and a winning vector determination. And a feature vector extracting device as any of the above feature vector extracting devices.

【0019】この場合、上記のような特徴ベクトル抽出
装置により抽出・変換した特徴ベクトルにより類似度を
計算し、勝利素子を決定できるようになったので、高速
かつ非常に精度良く認識や分類を行う競合学習型の情報
処理装置を提供することができるようになった。
In this case, since the similarity can be calculated by the feature vector extracted and converted by the feature vector extraction device as described above and the winning element can be determined, the recognition and the classification are performed at high speed and with extremely high accuracy. It has become possible to provide a competitive learning type information processing device.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の特徴ベクトル抽出
装置及びこれを用いた情報処理装置の好適な第1実施例
〜第9実施例について図面を参照にして説明する。 〔第1実施例〕本実施例の特徴ベクトル抽出装置は、図
1の断面図に示すように、少なくとも処理対象となるベ
クトル情報を系内に入力するための対象ベクトル入力表
示手段1と、この入力された処理対象となるベクトル情
報を多重複製するための対象ベクトル多重化手段2と、
この多重化された処理対象となるベクトル情報から多重
度分だけ並列的に複数の特徴量を抽出して新たに特徴ベ
クトルとして変換・出力するための特徴ベクトル変換出
力手段3とから構成するものである。なお、本実施例
は、特に、特徴量として空間周波数構造を抽出するフィ
ルターを用いるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred first to ninth embodiments of a feature vector extraction device of the present invention and an information processing device using the same will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the feature vector extraction apparatus of the present embodiment includes a target vector input display means 1 for inputting at least vector information to be processed into the system, and Target vector multiplexing means 2 for multiple duplicating the input vector information to be processed,
A feature vector conversion output means 3 for extracting a plurality of feature amounts in parallel from the multiplexed vector information to be processed by the degree of multiplicity and newly converting and outputting as a feature vector. is there. In this embodiment, a filter for extracting the spatial frequency structure is used as the feature amount.

【0021】より具体的には、対象ベクトル入力表示手
段1は、インコヒーレント光源11としてのXe−Hg
ランプと、このランプ11の光を効率良く平行光束化す
るために共焦点配置に配置されさらにその焦点位置にラ
ンプ11を配する同一焦点距離のレンズ12a及びミラ
ー12bと、さらに、この光束の単色性を増すための波
長フィルター13と、ミラー14とにより略平行なイン
コヒーレント光束15を発生させ、さらに、CCDカメ
ラ等の撮像素子16と、この撮像素子16からの信号を
入力し空間光変調器17に表示するための信号を発生す
るためのコントローラー18及びドライバー19とによ
り空間光変調器17に対象ベクトルである本実施例の場
合は画像を表示し、この情報を光束15を空間光変調器
17に入射させることにより系内に入力するものであ
る。本実施例の場合、空間光変調器17としては、印加
される電圧に応じて透過率の変化する電気アドレス型で
透過読み出しタイプの液晶空間光変調器を用いている。
また、ミラー14により系を折り曲げているが、これら
は本質的なものではなく、スペースに余裕があれば、ミ
ラー14を省略して系を真っ直ぐにしてもよい。
More specifically, the target vector input / display means 1 uses Xe-Hg as the incoherent light source 11.
A lamp, a lens 12a and a mirror 12b having the same focal length, which are arranged in a confocal arrangement in order to efficiently convert the light of the lamp 11 into a parallel luminous flux, and the lamp 11 is arranged at the focal position, and a single color of this luminous flux. Of the incoherent light beam 15 which is substantially parallel to each other by the wavelength filter 13 and the mirror 14 for increasing the property, and further the image sensor 16 such as a CCD camera and the spatial light modulator which receives the signal from the image sensor 16 In the case of the present embodiment, which is the target vector, an image is displayed on the spatial light modulator 17 by the controller 18 and the driver 19 for generating the signal to be displayed on 17, and this information is transmitted to the light beam 15 as the spatial light modulator. It is input into the system by making it incident on 17. In the case of the present embodiment, as the spatial light modulator 17, a liquid crystal spatial light modulator of the electric address type and the transmissive read type whose transmittance changes according to the applied voltage is used.
Further, although the system is bent by the mirror 14, these are not essential and the system may be straightened by omitting the mirror 14 if there is enough space.

【0022】対象ベクトル多重化手段2は、対象ベクト
ル入力表示手段1により入力された画像を、結像レンズ
21とレンズアレイ22によって抽出するフィルターの
数と同一に設定されたレンズアレイ22の多重度分だけ
複製し、空間光変調器23に書き込むものである。この
際、結像レンズ21はその前側焦点位置に空間光変調器
17の読み出し面が一致するように、レンズアレイ22
はその後側焦点位置に空間光変調器23の書き込み面が
一致するように、さらに、結像レンズ21の光軸とレン
ズアレイ22の各レンズの光軸が平行になるように配置
する。また、空間光変調器23としては、入射する光量
に応じて反射率が変化する光アドレス型で反射読み出し
タイプの液晶空間光変調器を用いる。
The target vector multiplex means 2 has the same multiplicity of the lens array 22 as the number of filters for extracting the image input by the target vector input display means 1 by the imaging lens 21 and the lens array 22. The data is duplicated and written in the spatial light modulator 23. At this time, the imaging lens 21 has a lens array 22 so that the reading surface of the spatial light modulator 17 coincides with the front focal position.
Are arranged so that the writing surface of the spatial light modulator 23 coincides with the focal point on the rear side thereof, and further, the optical axis of the imaging lens 21 and the optical axis of each lens of the lens array 22 are parallel. Further, as the spatial light modulator 23, a liquid crystal spatial light modulator of an optical address type and a reflective read type, whose reflectance changes according to the amount of incident light, is used.

【0023】特徴ベクトル変換出力手段3は、コヒーレ
ント光源31としてのレーザと、このレーザ31の光線
を系の方向に曲げるためのミラー32と、レーザ31の
光線のノイズを除去した上で略平行なコヒーレント光束
に変換するための絞り込みレンズ33a、スペイシャル
フィルター33b、コリメータレンズ33cからなビー
ムエクスパンダ33により発生させた略平行なコヒーレ
ント光束34と、この光束34を空間光変調器23の読
み出し面に略垂直に入射させ、対象ベクトル多重化手段
2で多重複製され空間光変調器23に書き込まれている
対象ベクトルの多重像を反射光として読み出すためのビ
ームスプリッタ35と、空間光変調器23の読み出し面
に前側焦点位置を一致させ各光軸が系の光軸と平行にな
るように配置され、レンズアレイ22と同一個数のレン
ズで構成されているフーリエ変換レンズアレイ36と、
このフーリエ変換レンズアレイ36の後側焦点位置にこ
のフーリエ変換レンズアレイ36と同一個数で一対一に
対応するよう配置され、多重複製された対象ベクトルで
ある画像の複数の異なったフィルタリングを施すための
フィルターアレイ37と、このフィルターアレイ37と
同一個数で一対一に対応するようその後側に密着もしく
は近傍配置されるディテクターアレイ38とで構成す
る。なお、ディテクターアレイ38として、本実施例で
は、シリコン製のフォトディテクターをアレイ状に並べ
たものを用いたので、抽出された特徴量は各ディテクタ
ーで光電変換され強度に比例した電流値となるが、さら
に、この各ディテクターにオペアンプ等を用いた電流電
圧変換増幅回路を繋げ、最終的には特徴量に比例した電
圧が得られるようになっている。
The feature vector conversion output means 3 is substantially parallel to the laser as the coherent light source 31, the mirror 32 for bending the light beam of the laser 31 in the direction of the system, and the noise of the light beam of the laser 31 after being removed. A substantially parallel coherent light beam 34 generated by a beam expander 33 including a focusing lens 33a for converting into a coherent light beam, a spatial filter 33b, and a collimator lens 33c, and the light beam 34 on the reading surface of the spatial light modulator 23. A beam splitter 35 for making a substantially vertical incidence, and a multiplex image of the target vector which is multiplexed and duplicated by the target vector multiplexing means 2 and written in the spatial light modulator 23, and a read-out of the spatial light modulator 23. The front focal position is aligned with the surface and each optical axis is arranged so that it is parallel to the optical axis of the system. A lens array 22 and the Fourier transform lens array 36 which is composed of the same number of lenses,
The Fourier transform lens array 36 is arranged at the rear focal point in the same number as the Fourier transform lens array 36 so as to correspond one-to-one, and is used to perform a plurality of different filterings of an image which is a multiple duplication target vector. The filter array 37 is composed of a filter array 37 and a detector array 38, which is in the same number as the filter array 37 and is in close contact with or in the vicinity of the rear side so as to correspond one-to-one. In the present embodiment, as the detector array 38, photodetectors made of silicon arranged in an array are used, and thus the extracted feature amount is photoelectrically converted by each detector and has a current value proportional to the intensity. Further, a current-voltage converting / amplifying circuit using an operational amplifier or the like is connected to each of the detectors so that a voltage proportional to the characteristic amount is finally obtained.

【0024】以上の構成により、略平行なコヒーレント
光束34で読み出された対象ベクトルの多重化像は、フ
ーリエ変換レンズアレイ36の個々のレンズでフーリエ
変換された後、フィルターアレイ37の個々のフィルタ
ーで異なったフィルタリング(特徴抽出)が行われ、対
応するディテクターアレイ38で特徴量として検出さ
れ、最終的に電圧値として得られる。
With the above configuration, the multiplexed image of the target vector read by the substantially parallel coherent light beam 34 is Fourier transformed by the individual lenses of the Fourier transform lens array 36, and then the individual filters of the filter array 37. Different filtering (feature extraction) is performed in step S1, and the corresponding detector array 38 detects it as a feature amount and finally obtains it as a voltage value.

【0025】このフィルターアレイ37を構成する各フ
ィルターとして、本実施例では、Gaborフィルター
Gを用いた。Gaborフィルターとは、画像中から方
向性のある空間周波数構造を抽出するものであり、広義
には、方向性の規定されたバンドパス空間周波数フィル
ターと同一のものである。その実空間での記述式は、例
えば、 G(x,y)=exp[−2π(x2 +y2 )(u0 2+v0 2)/σ2 ] ×exp[j2π(u0 x+v0 y)] ・・・(1) であり、周波数空間での記述式は、 G(u,v)={σ2 /(2u0 0 )}exp[−πσ2 /2 ×{(u−u0 2 /u0 2 +(v−v0 2 /v0 2 }] ・・・(2) である。(1)式及び(2)式で、x,yは実空間での
座標系、u,vはフーリエ変換面(周波数面)での座標
系、u0 ,v0 は振動成分の周波数、σはガウシアン
(Gaussian)型の包絡線をそれぞれ規定する変
数もしくは定数である。図2(a)及び(b)に(1)
式及び(2)式で表されるGaborフィルターの概形
を示した、図の(a)は(1)式に基づく実空間でのG
aborフィルター、図の(b)は(2)式に基づく周
波数空間でのGaborフィルターである。このフィル
ターは実空間では負の値を含み、周波数空間では正の値
のみなので、直接的には正の値しか扱えない光の強度で
処理するためには、周波数空間で取り扱うのがよいこと
が分かる。また、実験により、数本/mmから100本
/mm程度までの範囲の空間周波数の特徴を抽出するこ
とが適当と分かったので、この実施例では、図3(a)
に示すような、u=0方向()、v=0方向()、
u=v方向()、u=−v方向()の4方向につい
て、u0 の空間周波数がそれぞれ4√2(=5.7)本
/mm、8√2(=11.3)本/mm、16√2(=
22.6)本/mm、32√2(=45.3)本/m
m、64√2(=90.5)本/mmの20通りのフィ
ルターを使用した。したがて、レンズアレイ等の配列
は、図1の断面方向が4で、これに垂直な方向が5の2
0多重とした。実際のフィルターは、コンピュータによ
って(2)式より計算した結果を濃淡値でプリンターに
出力し、これを写真縮小して作製した。計算の際、σ=
2とした。フーリエ変換レンズアレイ36の各レンズの
焦点距離を50mm、入力される多重化された画像の一
辺が4mm、光束の中心波長を633nmとすると、こ
れらのGaborフィルターの中心は、光軸からそれぞ
れ90μm,0.179mm,0.357mm,0.7
16mm,1.430mmにあればよいから、これを考
慮して縮小倍率を決定した。
As each filter constituting this filter array 37, a Gabor filter G is used in this embodiment. The Gabor filter is for extracting a directional spatial frequency structure from an image, and in a broad sense, it is the same as a bandpass spatial frequency filter having a directional property. The description expression in the real space is, for example, G (x, y) = exp [−2π (x 2 + y 2 ) (u 0 2 + v 0 2 ) / σ 2 ] × exp [j 2 π (u 0 x + v 0 y) ] ... a (1), descriptive of the frequency space, G (u, v) = {σ 2 / (2u 0 v 0)} exp [-πσ 2/2 × {(u-u 0 ) 2 / u 0 2 + (v-v 0 ) 2 / v 0 2 }] (2). In the equations (1) and (2), x and y are coordinate systems in the real space, u and v are coordinate systems in the Fourier transform plane (frequency plane), u 0 and v 0 are frequencies of vibration components, and σ Are variables or constants that respectively define Gaussian envelopes. 2 (a) and 2 (b), (1)
The outline of the Gabor filter represented by the equation and the equation (2) is shown. (A) of the figure is G in the real space based on the equation (1).
The abor filter, (b) in the figure is a Gabor filter in the frequency space based on the equation (2). Since this filter contains negative values in real space and only positive values in frequency space, it is better to handle in frequency space in order to process with light intensity that can only handle positive values directly. I understand. Further, it was found through experiments that it is appropriate to extract the characteristics of the spatial frequency in the range of several lines / mm to about 100 lines / mm. Therefore, in this embodiment, FIG.
, U = 0 direction (), v = 0 direction (),
In four directions of u = v direction () and u = -v direction (), the spatial frequency of u 0 is 4√2 (= 5.7) lines / mm and 8√2 (= 11.3) lines / mm, 16√2 (=
22.6) lines / mm, 32√2 (= 45.3) lines / m
m, 64√2 (= 90.5) lines / mm, 20 kinds of filters were used. Therefore, the arrangement of the lens array or the like is 2 in which the cross-sectional direction of FIG. 1 is 4 and the direction perpendicular to this is 5
It was set to 0 multiplex. The actual filter was produced by outputting the result calculated by the formula (2) by a computer to the printer with a gray value and reducing the photograph. When calculating, σ =
And 2. When the focal length of each lens of the Fourier transform lens array 36 is 50 mm, one side of the input multiplexed image is 4 mm, and the center wavelength of the light flux is 633 nm, the centers of these Gabor filters are 90 μm from the optical axis, 0.179mm, 0.357mm, 0.7
Since it is only necessary to be 16 mm and 1.430 mm, the reduction ratio was determined in consideration of this.

【0026】これらの各フィルターは、u0 の空間周波
数が高くなるるつれてその包絡線が大きくなり、含まれ
る周波数範囲が大きくなる。図4にこの実施例で用いた
フィルターアレイ37を模式的に示す。また、図3
(b)に、一例としてu=v方向()でu0 の空間周
波数が32√2(=45.3)本/mmの場合のプリン
ターに出力したGaborフィルターの例を示す。
The envelope of each of these filters increases as the spatial frequency of u 0 increases, and the included frequency range increases. FIG. 4 schematically shows the filter array 37 used in this example. FIG.
An example of the Gabor filter output to the printer when the spatial frequency of u 0 in the u = v direction () is 32√2 (= 45.3) lines / mm is shown in (b) as an example.

【0027】以上の説明により、前述の構成をとれば、
方向性の規定されたバンドパス空間周波数フィルターの
一種であるGaborフィルターにより瞬時に対象ベク
トルである画像から複数方向の複数周波数の空間周波数
構造が特徴抽出できることは明らかである。
From the above description, if the above configuration is adopted,
It is obvious that the Gabor filter, which is a kind of band-pass spatial frequency filter with a defined directivity, can instantaneously extract the spatial frequency structure of a plurality of frequencies in a plurality of directions from the image which is the target vector.

【0028】本実施例では、略平行なインコヒーレント
光束15を得るのにXe−Hgランプ11を用いたが、
勿論他のどんなインコヒーレント光源も用いることがで
きるし、レーザ等のコヒーレント光源により略平行な光
束を得た上で、拡散板等によりインコヒーレント化した
ものでもよい。その場合、略平行なコヒーレント光束3
4を共通に用いてもよい。略平行なコヒーレント光束3
4は、LD等他のコヒーレント光源を用いて発生させて
も勿論よい。
In this embodiment, the Xe-Hg lamp 11 is used to obtain the substantially parallel incoherent light beam 15.
Of course, any other incoherent light source can be used, and a substantially parallel light beam can be obtained by a coherent light source such as a laser and then made incoherent by a diffuser plate or the like. In that case, the substantially parallel coherent light flux 3
4 may be commonly used. Substantially parallel coherent light flux 3
Of course, 4 may be generated using another coherent light source such as an LD.

【0029】また、本実施例では、図1の断面図を見て
も分かるように、レンズアレイ22及びフーリエ変換レ
ンズアレイ36として均質レンズを用いているが、先行
例のように、両端面が平面の屈折率分布型のレンズを用
いてもよいし、回折型レンズアレイを用いてもよい。こ
の場合、アライメントが楽になる利点がある。また、曲
面に非球面を用いたり、屈折率分布型レンズに曲率を付
けてもよい。この場合、収差が補正しやすくなり、情報
の誤差がより小さくなる。
Further, in this embodiment, as can be seen from the sectional view of FIG. 1, homogeneous lenses are used as the lens array 22 and the Fourier transform lens array 36. A planar gradient index lens may be used, or a diffractive lens array may be used. In this case, there is an advantage that alignment becomes easy. Further, an aspherical surface may be used for the curved surface, or the gradient index lens may be provided with a curvature. In this case, the aberration can be easily corrected, and the information error becomes smaller.

【0030】さらに、フィルターアレイ37とディテク
ターアレイ38は、図5(a)のように離して配置し、
レンズ39で集光させた光束あるいはある程度収束させ
た光束をディテクターアレイ38で検出してもよいし、
図5(b)のように、フィルターアレイ37とディテク
ターアレイ38のピッチが異なる場合は、離して配置し
た上で、レンズ39で倍率を変えて結像させてディテク
ターアレイ38で検出してもよい等、効率的にディテク
ターアレイ38に情報が伝わるなら、どんな方法でもよ
い。
Further, the filter array 37 and the detector array 38 are arranged separately as shown in FIG.
The light beam condensed by the lens 39 or the light beam converged to some extent may be detected by the detector array 38,
When the pitches of the filter array 37 and the detector array 38 are different from each other as shown in FIG. 5B, they may be arranged apart from each other, and then the lens 39 may change the magnification to form an image and the detector array 38 may detect the image. Any method may be used as long as the information can be efficiently transmitted to the detector array 38.

【0031】また、フィルターアレイ37の各フィルタ
ーは、(2)式で表されるフーリエ変換面でのGabo
rフィルターの値の半値幅を目安に2値化し、これより
内側を透明領域、外側を不透明領域としたバンドパス空
間周波数フィルターでもよい。図3(c)に一例とし
て、同図(b)に例示したGaborフィルターを2値
化した場合の例を示す。また、さらに、次式のようなW
aveletフィルターWを用いるようにしてもよい。
Each filter of the filter array 37 has a Gabo on the Fourier transform plane represented by the equation (2).
A band pass spatial frequency filter in which the half value width of the value of the r filter is binarized and the inside is a transparent region and the outside is an opaque region may be used. As an example, FIG. 3C shows an example in which the Gabor filter illustrated in FIG. 3B is binarized. In addition, W
The avelet filter W may be used.

【0032】 W(a,b,xn ,yn )=1/(ab)1/2 ×∫∫f(x,y)h* {(x−xn )/a,(y−yn )/b}dxdy ・・・(3) この(3)式中の変数a,b,xn ,yn を適当に変化
させたフィルターh(x,y)によりフィルターアレイ
37を作製すれば同様の効果があり、さらに、時系列信
号等も扱えることは一般的なWaveletフィルター
の性質から明らかである。
W (a, b, x n , y n ) = 1 / (ab) 1/2 × ∫∫f (x, y) h * {(x−x n ) / a, (y−y n ) / B} dxdy (3) If the filter array 37 is produced by the filter h (x, y) in which the variables a, b, x n , and y n in the equation (3) are appropriately changed, It is clear from the property of a general Wavelet filter that the above effect can be obtained, and that time series signals can be handled.

【0033】さらに、対象ベクトル入力表示手段1の変
形例として、空間光変調器17に空間光変調器23と同
様な反射読み出しタイプの光アドレス型空間光変調器1
7を用い、物体Oを結像レンズI1 を用いて直接書き込
む場合の例を図6に示す。この例は、略平行なインコヒ
ーレント光束15を上記の実施例と同様に発生させ、ビ
ームスプリッタB1 によりこの光束15を空間光変調器
17の読み出し面に略垂直に入射させ、対象ベクトル入
力表示手段1で書き込まれ空間光変調器17に記録され
ている対象ベクトル情報を反射光として読み出し、後は
上記の実施例と同様に一連の処理をするものである。こ
の場合、電気的アドレスを使わず光で直接書き込む分だ
け高速になる。
Further, as a modified example of the target vector input display means 1, the spatial light modulator 17 is a reflection readout type optical address type spatial light modulator 1 similar to the spatial light modulator 23.
FIG. 6 shows an example in which the object O is directly written using the imaging lens I 1 by using the image forming lens I 1 . In this example, a substantially parallel incoherent light beam 15 is generated in the same manner as in the above-described embodiment, and the light beam 15 is made to enter the reading surface of the spatial light modulator 17 by the beam splitter B 1 substantially perpendicularly to display the target vector input. The target vector information written by the means 1 and recorded in the spatial light modulator 17 is read out as reflected light, and thereafter, a series of processing is performed as in the above embodiment. In this case, the speed is increased by directly writing with light without using an electrical address.

【0034】〔第2実施例〕本実施例の特徴ベクトル抽
出装置は、図7(a)の断面図に示すように、少なくと
も処理対象となるベクトル情報を系内に入力するための
対象ベクトル入力表示手段1と、この入力された処理対
象となるベクトル情報を多重複製するための対象ベクト
ル多重化手段2と、この多重化された処理対象となるベ
クトル情報からその多重度分だけ並列的に複数の特徴量
を抽出し新たに特徴ベクトルとして変換・出力するため
の特徴ベクトル変換出力手段3とから構成するものであ
る。なお、本実施例は、特徴量として特に色空間での特
徴量を抽出するフィルターを用いるものである。
[Second Embodiment] As shown in the sectional view of FIG. 7A, the feature vector extraction apparatus of the present embodiment inputs a target vector for inputting at least vector information to be processed into the system. A display means 1, a target vector multiplexing means 2 for multiply duplicating the inputted vector information to be processed, and a plurality of parallel vector information from the multiplexed vector information to be processed by the degree of multiplexing. And a feature vector conversion output means 3 for extracting and converting the feature amount of the above and newly outputting as a feature vector. In this embodiment, a filter that extracts the feature amount in the color space is used as the feature amount.

【0035】より具体的には、対象ベクトル入力表示手
段1は、インコヒーレント光束を発生させるためのイン
コヒーレント光源11として、液晶パネルディスプレイ
によく使用されるコールドランプと単色性を増すための
色フィルターとを組み合わせたもの、空間光変調器17
として第1実施例と同様の電気アドレス型で透過読み出
しタイプの液晶空間光変調器と、この空間光変調器17
に対象ベクトルである画像を表示するための第1実施例
と同様のCCDカメラ等の撮影素子16と、コントロー
ラー18及びドライバー19とにより情報を系内に入力
するものである。
More specifically, the target vector input display means 1 serves as an incoherent light source 11 for generating an incoherent light beam, a cold lamp often used in a liquid crystal panel display, and a color filter for increasing monochromaticity. Spatial light modulator 17
As in the first embodiment, the liquid crystal spatial light modulator of the electrical address type and the transmissive read type, and this spatial light modulator 17 are used.
Information is input into the system by a photographing device 16 such as a CCD camera for displaying an image which is a target vector, and a controller 18 and a driver 19 as in the first embodiment.

【0036】対象ベクトル多重化手段2は、対象ベクト
ル入力表示手段1によって入力された画像を、第1実施
例と同様、結像レンズ21とレンズアレイ22を配置す
ることにより、抽出するフィルター数と同一に設定され
たレンズアレイ22の多重度分だけ複製するものであ
る。
The object vector multiplexing means 2 arranges the image forming lens 21 and the lens array 22 for the image input by the object vector input / display means 1 to determine the number of filters to be extracted. The duplication is performed by the multiplicity of the lens arrays 22 set to be the same.

【0037】特徴ベクトル変換出力手段3は、レンズア
レイ22の各レンズの後側焦点位置付近に(光束が各デ
ィテクターの開口内に入ればよく、前後に多少ずれても
よい。)、このレンズアレイ22と同一個数で一対一に
対応するよう配置されたディテクターアレイ38と、デ
ィテクターアレイ38のレンズアレイ22側に同一個数
で一対一で対応するよう配置され、多重複製される対象
ベクトルである画像に複数の異なったフィルタリングを
施すためのフィルターアレイ37とで構成する。
The feature vector conversion output means 3 is located in the vicinity of the rear focal position of each lens of the lens array 22 (the light beam may enter the aperture of each detector, and may be slightly shifted back and forth). The same number of detector arrays 38 as 22 and one-to-one correspondence with the detector array 38 are arranged on the lens array 22 side of the detector array 38 with the same number of one-to-one correspondence. And a filter array 37 for performing a plurality of different filterings.

【0038】本実施例において、フィルターアレイ37
は色フィルターであり、それぞれ異なった波長に透過ピ
ークを持つようガラス基板の表面に多層コーティングが
なされているものである。本実施例の場合、具体的に
は、図7(b)に示すように、多重度を4×4の16多
重とし、500nmから650nmまで10nmおきに
透過の中心ピークを持つフィルターをアレイ状に配置し
て用いた。また、ディテクターアレイ38の各ディテク
ターには、第1実施例と同様、オペアンプ等で構成され
る電流電圧変換増幅回路を付加して、特徴量を電圧値と
して出力するようになっている。
In this embodiment, the filter array 37
Is a color filter, which is a multi-layer coating on the surface of a glass substrate so as to have transmission peaks at different wavelengths. In the case of the present embodiment, specifically, as shown in FIG. 7 (b), the multiplicity is set to 16 × 4 × 4, and filters having central peaks of transmission every 10 nm from 500 nm to 650 nm are arrayed. It was arranged and used. Further, as in the first embodiment, each detector of the detector array 38 is provided with a current-voltage converting / amplifying circuit composed of an operational amplifier or the like to output the characteristic amount as a voltage value.

【0039】以上の説明より、上記の構成をとれば、多
重度分の複数の色フィルターにより瞬時に対象ベクトル
である画像から色空間での特徴を抽出できることは明ら
かである。
From the above description, it is clear that with the above configuration, the features in the color space can be instantaneously extracted from the image which is the target vector by the plurality of color filters corresponding to the multiplicity.

【0040】〔第3実施例〕本実施例の特徴ベクトル抽
出装置は、図8(a)の断面図に示すように、少なくと
も、処理対象となるベクトル情報を系内に入力するため
の対象ベクトル入力表示手段1と、この入力された処理
対象となるベクトル情報を多重複製するための対象ベク
トル多重化手段2と、この多重化された処理対象となる
ベクトル情報からその多重度分だけ並列的に複数の特徴
量を抽出し新たに特徴ベクトルとして変換・出力するた
めの特徴ベクトル変換出力手段3とから構成するもので
ある。なお、本実施例は、特に、特徴量としてモーメン
トの特徴を抽出するフィルターを用いるものである。
[Third Embodiment] As shown in the cross-sectional view of FIG. 8A, the feature vector extraction apparatus of this embodiment has at least a target vector for inputting vector information to be processed into the system. The input display means 1, the target vector multiplexing means 2 for multiply duplicating the input vector information to be processed, and the multiplexed vector information to be processed from the vector information to be multiplexed in parallel. The feature vector conversion output means 3 is provided for extracting a plurality of feature quantities and newly converting and outputting them as feature vectors. In this embodiment, a filter that extracts the moment feature is used as the feature amount.

【0041】より具体的には、対象ベクトル入力表示手
段1及び対象ベクトル多重化手段2は第2実施例と同一
に構成する。特徴ベクトル変換出力手段3は、レンズア
レイ22の各レンズの後側焦点位置近傍に、レンズアレ
イ22と同一個数で一対一に対応するように配置され、
多重複製された対象ベクトルである画像に複数の異なっ
たフィルタリングを施すためのフィルターアレイ37
と、このフィルターアレイ37と同一個数で一対一に対
応するようその後側に密着もしくは近傍に配置されるデ
ィテクターアレイ38とで構成する。本実施例におい
て、フィルターアレイ37はモーメント検出フィルター
であり、次式で表されるモーメントMの特徴を、xp
q に比例した透過率の分布を付けたフィルターにより抽
出するものである。
More specifically, the target vector input display means 1 and the target vector multiplexing means 2 are constructed in the same manner as in the second embodiment. The feature vector conversion output means 3 is arranged near the rear focal position of each lens of the lens array 22 in the same number as the lens array 22 so as to correspond one-to-one.
A filter array 37 for applying a plurality of different filterings to an image which is a multiple duplicated target vector
And a detector array 38 which is in close contact with the rear side or is arranged in the vicinity so as to correspond one-to-one with the same number as the filter array 37. In the present embodiment, the filter array 37 is a moment detection filter, and the characteristic of the moment M represented by the following equation is expressed as x p y
It is extracted by a filter with a transmittance distribution proportional to q .

【0042】 Mpq=∫∫f(x,y)xp q dxdy ・・・(4) なお、本実施例では、多重度を4×3の12とし、フィ
ルターアレイ37は、図8(b)に示すように、(p,
q)が(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,
1)、(0,2)、(2,0)、(1,2)、(2,
1)、(0,3)、(3,0)の10種類のモーメント
検出フィルターを、第1実施例と同様に、プリンター出
力を写真縮小する方法で作製して使用している(残りの
2個は使用しなかった。)。また、ディテクターアレイ
38の各ディテクターには、第1実施例と同様、オペア
ンプ等で構成される電流電圧変換増幅回路を付加して、
特徴量を電圧値として出力するようになっている。
M pq = ∫∫f (x, y) x p y q dxdy (4) In the present embodiment, the multiplicity is set to 12 of 4 × 3, and the filter array 37 is configured as shown in FIG. As shown in (b), (p,
q) is (0,0), (0,1), (1,0), (1,
1), (0,2), (2,0), (1,2), (2,
1), (0, 3), and (3, 0) ten kinds of moment detection filters are manufactured and used by a method of reducing the printer output in the same manner as in the first embodiment (remaining 2). I didn't use them.) Further, as in the first embodiment, each detector of the detector array 38 is provided with a current-voltage converting / amplifying circuit composed of an operational amplifier or the like,
The feature amount is output as a voltage value.

【0043】以上の説明により、上記の構成をとれば、
多重度分の複数のモーメント検出フィルターにより瞬時
に対象ベクトルである画像から複数のモーメントの特徴
を抽出できること明らかである。
From the above description, if the above configuration is adopted,
It is clear that the features of a plurality of moments can be instantaneously extracted from the image which is the target vector by the plurality of moment detection filters for the multiplicity.

【0044】〔第4実施例〕本実施例の特徴ベクトル抽
出装置は図9(a)の断面図に示すように、少なくと
も、処理対象となるベクトル情報を系内に入力するため
の対象ベクトル入力表示手段1と、この入力された処理
対象となベクトル情報を多重複製するための対象ベクト
ル多重化手段2と、この多重化された処理対象となるベ
クトル情報からその多重度分だけ並列的に複数の特徴量
を抽出し新たに特徴ベクトルとして変換・出力するため
の特徴ベクトル変換出力手段3とから構成するものであ
る。なお、本実施例は、特徴量として第1実施例に示し
た空間周波数構造を抽出するフィルターと、第2実施例
に示した色空間での特徴量を抽出するフィルターとを同
時に用いるものである。
[Fourth Embodiment] As shown in the sectional view of FIG. 9A, the feature vector extraction device of the present embodiment inputs at least a target vector for inputting vector information to be processed into the system. A display means 1, a target vector multiplexing means 2 for multiple duplicating the input vector information to be processed, and a plurality of parallel vector information to be processed from the multiplexed vector information to be processed. And a feature vector conversion output means 3 for extracting and converting the feature amount of the above and newly outputting as a feature vector. In this embodiment, the filter for extracting the spatial frequency structure shown in the first embodiment and the filter for extracting the feature amount in the color space shown in the second embodiment are used at the same time as the feature quantity. .

【0045】より具体的には、対象ベクトル入力表示手
段1は第2実施例と同一構成にし、対象ベクトル多重化
手段2と特徴ベクトル変換出力手段3は第1実施例と同
一構成にした上で、空間光変調器23のレンズアレイ2
2側に第2実施例と同様の色検出用のフィルターアレイ
37′を付加したものである。本実施例では、この色検
出用のフィルターアレイ37′を、図9(b)に示すよ
うに、2×2の4種類用意し、この各色の領域に対して
それぞれ第1実施例と同様な4×5の20種類のGab
orフィルター37をかけるようにしてある。したがっ
て、レンズアレイ22、ディテクータアレイ38等の多
重度は8×10の80多重になっている。対象ベクトル
入力表示手段1によって入力された画像は、対象ベクト
ル多重化手段2により多重度分の80だけ複製される
が、これが系内に付加された色検出用のフィルターアレ
イ37′により4×5の20の領域の1つの領域として
各領域毎に異なった色の像に複製され、さらに、特徴ベ
クトル変換出力手段3によってこの各領域から第1実施
例と同様な4×5の20種類のGaborフィルターに
よりそれぞれ複数の方向の複数の空間周波数的な構造が
抽出できるのである。つまり、瞬時に複数の色部分の複
数の方向の複数の空間周波数構造が抽出できるのであ
る。
More specifically, the target vector input display means 1 has the same structure as that of the second embodiment, and the target vector multiplexing means 2 and the feature vector conversion output means 3 have the same structure as that of the first embodiment. , Lens array 2 of spatial light modulator 23
A filter array 37 'for color detection similar to that of the second embodiment is added to the second side. In this embodiment, as shown in FIG. 9B, four types of 2 × 2 filter arrays 37 'for color detection are prepared, and the respective color regions are similar to those in the first embodiment. 4x5 20 types of Gabs
The or filter 37 is applied. Therefore, the multiplicity of the lens array 22, the detector array 38, etc. is 8 × 10 = 80. The image input by the target vector input / display unit 1 is duplicated by the target vector multiplexing unit 2 by the multiplicity of 80, which is 4 × 5 by the color detection filter array 37 ′ added in the system. Each of the 20 regions is reproduced as an image of a different color for each region, and further, from the respective regions by the feature vector conversion output means 3, 4 × 5 20 types of Gabors similar to those in the first embodiment are used. A filter can extract a plurality of spatial frequency structures in a plurality of directions. That is, it is possible to instantly extract a plurality of spatial frequency structures of a plurality of color portions in a plurality of directions.

【0046】なお、本実施例では、第1実施例に示した
空間周波数構造を抽出するフィルターと、第2実施例に
示した色空間での特徴量を抽出するフィルターの組合せ
を示したが、第3実施例に示したモーメント検出フィル
ターとこれらの組み合わせ、あるいは、他の同様なフィ
ルターとの組み合せ等、色々な変形が考えられる。
In this embodiment, the combination of the filter for extracting the spatial frequency structure shown in the first embodiment and the filter for extracting the feature quantity in the color space shown in the second embodiment is shown. Various modifications are conceivable, such as a combination of the moment detection filter shown in the third embodiment and these, or a combination with other similar filters.

【0047】〔第5実施例〕本実施例の情報処理装置
は、図10の断面図に示すように、少なくとも、対象ベ
クトル入力表示手段1と対象ベクトル多重化手段2と特
徴ベクトル変換出力手段3とから構成され、比較対象と
なるベクトルを入力し特徴ベクトルを変換出力するため
の上記第1実施例から第4実施例の何れかの特徴ベクト
ル抽出装置と、この特徴ベクトル抽出装置から出力され
る特徴ベクトルを系内に入力するための特徴ベクトル入
力手段4と、比較の基準となるベクトルを入力するため
の参照ベクトル入力手段5と、入力された特徴ベクトル
と比較の基準となるベクトルの類似性を計算するための
類似性マッチング手段6と、類似性の高さを判断するた
めの類似度判定手段7とから構成されるものである。
[Fifth Embodiment] As shown in the sectional view of FIG. 10, the information processing apparatus according to the present embodiment has at least a target vector input display means 1, a target vector multiplexing means 2, and a feature vector conversion output means 3. And a feature vector extracting device of any of the first to fourth embodiments for inputting a vector to be compared and converting and outputting the feature vector, and the feature vector extracting device outputs the feature vector extracting device. Feature vector input means 4 for inputting a feature vector into the system, reference vector input means 5 for inputting a vector serving as a reference for comparison, and similarity between the input feature vector and a vector serving as a reference for comparison. And a similarity determination means 7 for determining the degree of similarity.

【0048】より具体的には、特徴ベクトル抽出装置は
第1実施例に示すものを用いた。
More specifically, the feature vector extraction device shown in the first embodiment is used.

【0049】また、特徴ベクトル入力手段4は、この特
徴ベクトル抽出装置により得られた4×5の20要素の
空間周波数に関する特徴量ベクトルをディテクターアレ
イ38からの電圧値として転送する転送部41と、これ
を2値化し空間光変調器61に書き込むための閾値回路
40、ドライバー42及びコントローラー43で構成し
ている。
The feature vector input means 4 also transfers a feature quantity vector relating to the spatial frequency of 20 elements of 4 × 5 obtained by the feature vector extraction device as a voltage value from the detector array 38, and a transfer section 41. The threshold value circuit 40 for binarizing this and writing it in the spatial light modulator 61 is composed of a driver 42 and a controller 43.

【0050】参照ベクトル入力手段5は、予め比較の基
準となるベクトル(画像)を特徴ベクトル抽出装置に入
力し、これより得られた4×5の20要素の空間周波数
に関する特徴量を特徴ベクトル入力手段4を経由して2
値化して入力するための転送部54と、この情報を参照
ベクトルとして記録しておくメモリー51と、識別時に
このメモリー51から情報を読み出して空間光変調器6
2に書き込むためのドライバー52及びコントローラー
53とで構成した。
The reference vector input means 5 inputs a vector (image) serving as a reference for comparison in advance to the feature vector extraction device, and inputs the feature amount relating to the spatial frequency of 4 × 5 20 elements obtained from this feature vector input. 2 via means 4
A transfer unit 54 for digitizing and inputting, a memory 51 for recording this information as a reference vector, and a spatial light modulator 6 for reading information from this memory 51 at the time of identification.
It is composed of a driver 52 and a controller 53 for writing the data in No. 2.

【0051】さらに、類似性マッチング手段6は、比較
する特徴量ベクトルと参照ベクトルをそれぞれ2次元的
に表示するための空間光変調器61及び空間光変調器6
2と、この2つの空間光変調器61、62同士を結像関
係にし、対応するベクトルの要素同士を重ねるためにこ
の2つの空間光変調器61、62間に設置された結像レ
ンズ63と、これらの空間光変調器61、62の偏光の
状態を制御し否定排他論理和もしくは排他論理和を計算
するためにこれらの空間光変調器61、62の外側に設
置された一組の偏光子64及び検光子65と、一連の処
理をするための光源光であり、第1実施例等で示した方
法等で発生され偏光子64側から入射するインコヒーレ
ント光束66と、2つのベクトル量の否定排他論理和も
しくは排他論理和の計算結果である2次元の光束を集光
させその類似度を光強度に変換するための集光レンズ6
7と、この光強度に変換された類似度を検出するための
ディテクター68とで構成するものである。
Further, the similarity matching means 6 is a spatial light modulator 61 and a spatial light modulator 6 for displaying the feature quantity vector and the reference vector to be compared two-dimensionally.
2 and an imaging lens 63 installed between the two spatial light modulators 61 and 62 in order to put the two spatial light modulators 61 and 62 into an image forming relationship and to overlap elements of corresponding vectors. , A set of polarizers installed outside the spatial light modulators 61 and 62 for controlling the states of polarization of these spatial light modulators 61 and 62 and calculating negative exclusive OR or exclusive OR 64 and an analyzer 65, light source light for performing a series of processes, and an incoherent light beam 66 which is generated by the method shown in the first embodiment or the like and is incident from the polarizer 64 side, and two vector quantities. Condensing lens 6 for condensing a two-dimensional light beam, which is the calculation result of the negative exclusive OR or the exclusive OR, and converting the degree of similarity into the light intensity.
7 and a detector 68 for detecting the similarity converted into the light intensity.

【0052】より具体的には、2つの空間光変調器61
及び62は、何れもTN液晶製の偏光子のないタイプの
透過読み出しタイプで電気アドレス型の空間光変調器を
用いた。TN液晶には、ベクトルの成分の値1に対する
部分には電圧を印加することにより偏光状態を変化させ
ずに光束を透過させ、ベクトルの成分の値0に対応する
部分には電圧を印加しないことにより偏光状態を90°
変化させて光束を透過させる性質がある。
More specifically, two spatial light modulators 61
Reference numerals 62 and 62 are transmission read-out types of a polarizer-free type made of TN liquid crystal, and used an electrically addressed spatial light modulator. In the TN liquid crystal, a voltage is applied to the portion corresponding to the vector component value 1 to allow the light flux to pass through without changing the polarization state, and no voltage is applied to the portion corresponding to the vector component value 0. The polarization state by 90 °
It has the property of changing and transmitting a light beam.

【0053】したがって、さらにこれらの空間光変調器
61、62の外側に偏光子64と検光子65をパラレル
に配置すれば、否定排他論理和が計算される。実際、空
間光変調器61と62に表示される双方のベクトルの成
分の値が1の場合には、両方の空間光変調器61、62
には電圧が印加され偏光方向がそのままの状態で透過さ
れるので、検光子65からは光が出射される。さらに、
一方のベクトルの成分の値が1でもう一方のベクトルの
成分の値が0の場合、一方の空間光変調器では電圧が印
加され偏光方向がそのままで、もう一方の空間光変調器
では電圧が印加されず偏光方向が90°回転されて透過
されるので、トータルでは偏光方向が90°回転され、
検光子65からは光が出射されない。さらに、何れのベ
クトルの成分の値も0の場合、両方の空間光変調器6
1、62には電圧が印加されず、双方の空間光変調器6
1、62で偏光方向が90°ずつ回転されて透過される
ので、トータルでは偏光方向がそのままの状態で透過さ
れ、検光子65から光が出射される。この検光子65か
ら光が出射される場合を1、されない場合を0とする論
理(bright true logic)を用いる
と、下表のようになり、丁度否定排他論理和の計算がな
されたことになる。この否定排他論理和とは、ベクトル
成分の一致している部分だけ出力1が出るのであるか
ら、両者のベクトルの一致度を正確に計算していること
になる。
Therefore, if the polarizer 64 and the analyzer 65 are arranged in parallel outside the spatial light modulators 61 and 62, the NOR operation is calculated. In fact, when the values of the components of both vectors displayed on the spatial light modulators 61 and 62 are 1, both spatial light modulators 61 and 62 are
A voltage is applied to and is transmitted while the polarization direction remains unchanged, so that light is emitted from the analyzer 65. further,
When the value of the component of one vector is 1 and the value of the component of the other vector is 0, a voltage is applied to one spatial light modulator and the polarization direction remains unchanged, while a voltage is applied to the other spatial light modulator. Since the polarization direction is rotated by 90 ° and transmitted without being applied, the polarization direction is rotated by 90 ° in total,
No light is emitted from the analyzer 65. Furthermore, when the value of the component of any vector is 0, both spatial light modulators 6
No voltage is applied to 1 and 62, and both spatial light modulators 6
In 1 and 62, the polarization directions are rotated by 90 ° and transmitted, so that the total polarization direction is transmitted as it is, and light is emitted from the analyzer 65. Using a logic (bright true logic) in which 1 is used when light is emitted from the analyzer 65 and 0 is used when light is not emitted, the following table is obtained, which means that the NOT exclusive OR has just been calculated. . In this negative exclusive OR, since the output 1 is output only in the portion where the vector components match, it means that the degree of coincidence between the two vectors is accurately calculated.

【0054】 [0054]

【0055】また、排他論理和は、上記偏光子64と検
光子65をクロスニコルに配置するか、もしくは、逆の
論理(dark true logic)を用いれば実
現できることは言うまでもない。この場合、出力が0の
部分の一致度が高いことになる。以上の構成要素によ
り、否定排他論理和及び排他論理和の計算が可能とな
り、ひいては類似度の計算が正確になされることは明ら
かである。
Needless to say, the exclusive OR can be realized by arranging the polarizer 64 and the analyzer 65 in crossed Nicols, or by using the opposite logic (dark true logic). In this case, the degree of coincidence in the portion where the output is 0 is high. It is clear that the above components enable the calculation of negative exclusive OR and exclusive OR, and thus the calculation of the degree of similarity can be performed accurately.

【0056】本装置では、さらに、上記で用いた2つの
空間光変調器61、62が同一の表示ピッチを持つの
で、これらの間の結像関係を等倍の結像関係にするた
め、この2つの空間光変調器61、62間に結像レンズ
63を設置している。これにより、空間光変調器61、
62に入力し高密度に2次元的に表示させた情報が光の
回折により広がり、対応する要素以外と重なったりして
類似度の計算精度か低下するのを防ぐことができる。ま
た、さらに、否定排他論理和もしくは排他論理和の計算
結果である2次元の光束を集光させその類似度を光強度
に変換するための集光レンズ67と、この光強度に変換
された類似度を検出するためのディテクター68、具体
的には、シリコン製のフォトディテクター及びこのフォ
トディテクターから出力される電流値を電圧値に変換す
るためのオペアンプとにより、2次元状に展開され検光
子15から透過してくる計算結果をスカラー値(電圧
値)に変換して、その一致度を高速かつ簡単に明確に判
断できるようにしている。否定排他論理和の場合には、
電圧値が高い程両者の類似度が高いことになる。一方、
排他論理和にした場合は、逆に電圧値が低い程両者の類
似度が高くなる。
In the present apparatus, since the two spatial light modulators 61 and 62 used above have the same display pitch, the image forming relationship between them is made equal. An imaging lens 63 is installed between the two spatial light modulators 61 and 62. Thereby, the spatial light modulator 61,
It is possible to prevent the accuracy of calculation of the similarity from being lowered by the fact that the information input to 62 and displayed two-dimensionally with high density spreads due to the diffraction of light and overlaps with other than corresponding elements. Further, a condensing lens 67 for condensing a two-dimensional light flux which is the result of the calculation of the negative exclusive OR or the exclusive OR and converting the degree of similarity into the light intensity, and the similarity converted to the light intensity. The detector 68 for detecting the degree, specifically, a photodetector made of silicon and an operational amplifier for converting a current value output from this photodetector into a voltage value is two-dimensionally developed and the analyzer 15 The calculation result transmitted from is converted into a scalar value (voltage value) so that the degree of coincidence can be clearly determined at high speed. In the case of negative exclusive OR,
The higher the voltage value, the higher the degree of similarity between the two. on the other hand,
In the case of exclusive OR, conversely, the lower the voltage value, the higher the degree of similarity between the two.

【0057】さらに、類似度判定手段7は、否定排他論
理の場合、ディテクター68からの電圧値が予め設定し
た閾値を越えたときだけ電流を発生する閾値回路71
と、この閾値回路71からの電流によって光るランプ7
2とで構成されている。また、排他論理和の場合は、逆
に電圧値がある一定の閾値以下のときに電流が発生する
ような閾値回路71にすればよい。
Further, in the case of the negative exclusion logic, the similarity determining means 7 generates a current only when the voltage value from the detector 68 exceeds a preset threshold value.
And the lamp 7 that glows by the current from the threshold circuit 71
And 2. On the other hand, in the case of exclusive OR, on the contrary, the threshold circuit 71 may generate current when the voltage value is less than a certain threshold value.

【0058】以上の構成により、本実施例の情報処理装
置の認識は以下のようになされる。対象ベクトル入力表
示手段1で入力された対象画像は、特徴ベクトル抽出装
置によって特徴ベクトルに変換され、特徴ベクトル入力
手段4によって類似性マッチング手段6の空間光変調器
61に入力・表示される。この情報は偏光子64で偏光
方向が揃えられた光束66により読み出される。この読
み出され対象ベクトルの情報が乗った光束は、参照ベク
トル入力手段5から送られた参照画像が入力・表示され
たもう一方の空間光変調器62に、結像レンズ63によ
り対応する成分が一致するように重ね合わされる。この
重ね合わさった情報がさらに偏光子64とパラレルに配
置された検光子65を通過することにより、両方の画像
の否定排他論理和が計算される。この結果は、集光レン
ズ67で集光され、フォトディテクター68で光電変換
され、さらに、類似度判定手段7によって、設定された
適当な閾値を越えたときのみ類似物としてランプ72が
点き、判断できるようになっている。さらに、参照ベク
トル入力手段5から順次別の参照画像を入力・表示する
ようにすれば、複数のものとの認識が可能となる。
With the above structure, the information processing apparatus of this embodiment is recognized as follows. The target image input by the target vector input / display unit 1 is converted into a feature vector by the feature vector extraction device, and input / displayed by the feature vector input unit 4 in the spatial light modulator 61 of the similarity matching unit 6. This information is read by the light beam 66 whose polarization direction is aligned by the polarizer 64. The read light flux carrying the information of the target vector has a component corresponding to the other spatial light modulator 62 to which the reference image sent from the reference vector input means 5 is input and displayed by the imaging lens 63. Stacked to match. This superimposed information further passes through an analyzer 65 arranged in parallel with the polarizer 64, so that the exclusive NOR of both images is calculated. This result is condensed by the condenser lens 67, photoelectrically converted by the photodetector 68, and further, the similarity determining means 7 turns on the lamp 72 as a similar object only when the set threshold value is exceeded, You can judge. Further, if different reference images are sequentially input / displayed from the reference vector input means 5, it is possible to recognize a plurality of reference images.

【0059】本実施例では、上記のような特徴ベクトル
抽出装置により抽出・変換した特徴ベクトルあるいは参
照ベクトルを用いて類似度を計算するようにしたので、
従来、同様な処理を行うときに用いられているマッチド
フィルターと相関器の組み合せや、ジョイントトランス
フォーム相関器等のように、変形やノイズに対して鋭敏
に反応して誤差が生じる問題や、フーリエ変換面でのダ
ンナミックレンジ不足の問題等が解決され、高速かつ精
度良く認識や分類を行う情報処理装置を提供できるよう
になった。
In the present embodiment, the similarity is calculated using the feature vector or reference vector extracted / converted by the above-mentioned feature vector extraction device.
Conventionally, there are problems such as a combination of a matched filter and a correlator that are used when performing similar processing, a problem such as a joint transform correlator that reacts sensitively to deformation and noise and causes an error, and Fourier transform. The problem of lack of a dynamic range on the conversion side has been solved, and it has become possible to provide an information processing apparatus that performs recognition and classification at high speed and with high accuracy.

【0060】本実施例の変形として、本実施例の類似度
判定手段6を複数配列し、それぞれ異なった参照ベクト
ルを参照ベクトル入力手段5で入力し、さらに、特徴ベ
クトル入力手段4で特徴ベクトルの情報を多重化して入
力して、並列的に処理を行ってもよい。この場合、記録
してある参照ベクトルを順次切り替えない分だけ認識が
速くなる。例えば、類似度判定手段6において、結像レ
ンズ63として、対象ベクトル多重化手段2と同様な複
数のレンズを2次元状に並べたレンズアレイを含む多重
化光学系を用い、集光レンズ67として同様のレンズア
レイを、さらに、ディテクター68として、同様にフォ
トディテクターとオペアンプで構成されるディテクター
を複数2次元状に並べたディテクターアレイを用いれば
よい。これにより、空間光変調器61に入力・表示され
たベクトルがレンズアレイの多重度だけ多重複製され、
さらに、この多重度の数だけもう一方の空間光変調器6
2に入力・表示される複数の参照画像にその対応する成
分が一致するように重ね合わされる。この重ね合わさっ
た情報がさらにこのレンズアレイの多重度の数のレンズ
アレイで集光され、ディテクターアレイで検出される。
これら一連の処理は同時並列的に行われるから、高速に
1つの入力ベクトルと複数の参照ベクトルの類似度が計
算され、相対的な処理速度が向上する。
As a modification of this embodiment, a plurality of similarity determining means 6 of this embodiment are arranged, and different reference vectors are inputted by the reference vector input means 5, and further, the feature vector input means 4 outputs the feature vectors. Information may be multiplexed and input, and processing may be performed in parallel. In this case, recognition is speeded up because the recorded reference vectors are not sequentially switched. For example, in the similarity determination means 6, a multiplexing optical system including a lens array in which a plurality of lenses similar to the target vector multiplexing means 2 are arranged two-dimensionally is used as the imaging lens 63, and the condensing lens 67 is used. The same lens array may be further used as the detector 68, and a detector array in which a plurality of detectors similarly composed of photodetectors and operational amplifiers are arranged in a two-dimensional manner may be used. As a result, the vector input / displayed in the spatial light modulator 61 is multiplexed and duplicated by the multiplicity of the lens array,
Further, the spatial light modulator 6 of the other spatial light modulator
A plurality of reference images input / displayed in 2 are superimposed so that the corresponding components match. The superimposed information is further condensed by the lens array having the multiplicity of the lens array and detected by the detector array.
Since a series of these processes are simultaneously performed in parallel, the similarity between one input vector and a plurality of reference vectors is calculated at high speed, and the relative processing speed is improved.

【0061】さらに、類度判定手段7は、ディテクター
68からの個々の出力電圧値をAD変換し個々に取り込
むためのインターフェイス付きのコンピュータと、類似
度判定のためのソフトウエアで構成してもよい。上記の
並列化と合わせて用いた場合、類似度判定のためのソフ
トウエアは、並列に求められた電圧値を比較し、最も高
い値を示す参照ベクトルを対象ベクトルとの類似度が高
いものと認識するように作製すればよい。この場合、い
くつかの閾値を設けておき、それに応じて同一物、類似
物、非類似物等と更に細かく分類してもよい。また、も
し入力・表示した複数の参照ベクトル中に類似物がない
場合は、順次別の参照画像を入力・表示するようにして
もよい。
Further, the similarity determining means 7 may be composed of a computer with an interface for AD-converting and individually fetching each output voltage value from the detector 68, and software for determining the similarity. . When used in combination with the above parallelization, the software for similarity determination compares the voltage values obtained in parallel, and the reference vector showing the highest value is regarded as having a high similarity with the target vector. It may be produced so as to be recognized. In this case, some thresholds may be set and the same, similar, dissimilar, etc. may be further finely classified according to the thresholds. Further, if there is no similar object in the plurality of input / displayed reference vectors, different reference images may be sequentially input / displayed.

【0062】〔第6実施例〕本実施例の情報処理装置
は、図11に示すように、競合学習手段を用いて競合学
習を行うために、第5実施例の参照ベクトル入力手段5
を重みベクトル更新表示手段5′に、類似度判定手段7
を勝利ベクトル決定手段7′に変更し、位相保存写像や
パターン認識を行うための競合学習型のニューラルネッ
トワークとして機能する情報処理装置である。本実施例
では、さらに、類似性マッチング手段6の処理を内積演
算処理に変更し、特徴ベクトル入力手段4と特徴ベクト
ル抽出装置内の特徴ベクトル変換出力手段3を、出力さ
れた特徴ベクトルを直接光で伝送するように変更してい
る。
[Sixth Embodiment] As shown in FIG. 11, the information processing apparatus of the sixth embodiment uses the reference vector input means 5 of the fifth embodiment to perform the competitive learning by using the competitive learning means.
To the weight vector update display means 5'and the similarity determination means 7
Is an information processing apparatus that functions as a competitive learning type neural network for performing phase-preserving mapping and pattern recognition by changing the winning vector determining means 7 '. In this embodiment, the processing of the similarity matching means 6 is further changed to an inner product calculation processing, and the feature vector input means 4 and the feature vector conversion output means 3 in the feature vector extraction device are used to directly output the output feature vector. It has been changed to transmit in.

【0063】より具体的には、特徴ベクトル抽出装置内
の特徴ベクトル変換出力手段3のディテクターアレイ3
8を省略し、さらに、フーリエ変換レンズアレイ36と
フィルターアレイ37間の行路をミラーM1 により略直
角に折り曲げ、さらに、特徴ベクトル入力手段4である
結像レンズ44とビームスプリッタ45により類似性マ
ッチング手段6の空間光変調器61の書き込み面に、こ
のフィルターアレイ37を通過し特徴ベクトルに変換さ
れた情報を結像・記録させるものである。この際、空間
光変調器61としては、書き込まれる光量によってその
透過率が変化する光アドレス型の透過読み出しタイプの
液晶空間光変調器を用いた。また、この特徴ベクトル
は、ビームスプリッタ45の透過方向で空間光変調器6
1と対応する位置に設定された2次元ディテクター55
で検出され、オペアンプ等により電圧値に変換されて出
力されるようになっており、この情報は重みベクトル更
新表示手段5′に転送部54により送られる。
More specifically, the detector array 3 of the feature vector conversion output means 3 in the feature vector extraction device.
8, the path between the Fourier transform lens array 36 and the filter array 37 is bent at a substantially right angle by the mirror M 1 , and the similarity matching is performed by the imaging lens 44 and the beam splitter 45 which are the feature vector input means 4. The information, which has passed through the filter array 37 and converted into the feature vector, is imaged / recorded on the writing surface of the spatial light modulator 61 of the means 6. At this time, as the spatial light modulator 61, an optical address type transmissive read type liquid crystal spatial light modulator whose transmittance changes according to the amount of light to be written is used. In addition, this feature vector is the spatial light modulator 6 in the transmission direction of the beam splitter 45.
Two-dimensional detector 55 set at the position corresponding to 1.
It is detected by, and converted into a voltage value by an operational amplifier or the like and output. This information is sent to the weight vector update display means 5'by the transfer unit 54.

【0064】この特徴ベクトル入力手段4に書き込まれ
た情報は、次に競合学習手段に送られる。この競合学習
手段として、本実施例では、ニューラルネットワークの
一種である自己組織化特徴マップを用いる場合を例にあ
げたので、まず、この自己組織化特徴マップについて簡
単に以下に説明する。自己組織化特徴マップ(以下、S
OMと表記する。)は、図12に示すように、2次元に
並ぶ素子群の層ML(以下、マップ層MLと表記す
る。)とデータを入力する入力層ILとから構成され
る。このマップ層MLは、図12では2次元に並ぶ素子
を示したが、1次元に並ぶ素子を用いてもよい。入力層
ILは、マップ層MLの全ての素子と結合しており、入
力データをマップ層MLの全ての素子に与えることがで
きる。入力データはスカラーでもベクトルでもかまわな
いが、ここでは、一般的にベクトルX(n次元)とお
く。マップ層MLの素子i(iはマップ上の順番とし、
全素子層をk個とする。)は全て重みベクトルmi (n
次元)を持つことにする。SOMのアルゴリズムは、入
力ベクトルXと各素子の重みベクトルmi との類似性か
ら更新すべき重みベクトルを決定する<類似性マッチン
グ>と、その重みベクトルmi を入力ベクトルXの方に
近付ける<更新>とに分けられる。そして、両者の作用
を繰り返すことにより、入力ベクトルXの分布を反映す
る重みベクトルmi (1≦i≦k)を生成するものであ
る。<類似性マッチング>と<更新>の具体的な表式を
以下に示す。
The information written in the feature vector input means 4 is then sent to the competitive learning means. In this embodiment, a self-organizing feature map, which is a type of neural network, is used as this competitive learning means. First, the self-organizing feature map will be briefly described below. Self-organizing feature map (hereinafter S
Notated as OM. 12), as shown in FIG. 12, is composed of a layer ML of element groups arranged two-dimensionally (hereinafter referred to as map layer ML) and an input layer IL for inputting data. Although the map layer ML shows elements arranged two-dimensionally in FIG. 12, elements arranged one-dimensionally may be used. The input layer IL is coupled to all the elements of the map layer ML and can input data to all the elements of the map layer ML. The input data may be either a scalar or a vector, but here it is generally a vector X (n-dimensional). The element i of the map layer ML (i is the order on the map,
The number of all element layers is k. ) Are all weight vectors m i (n
Dimension). The SOM algorithm determines the weight vector to be updated from the similarity between the input vector X and the weight vector m i of each element <similarity matching>, and brings the weight vector m i closer to the input vector X <Update>. Then, by repeating the actions of both, the weight vector m i (1 ≦ i ≦ k) that reflects the distribution of the input vector X is generated. The specific expressions of <similarity matching> and <update> are shown below.

【0065】<類似性マッチング> <更新> mi (t+1)=mi (t)+α(t){X(t)−mi (t)} i∈Nc i (t+1)=mi (t) その他 ・・・(6) ここで、|X−mi |はXとmi のユークリッド距離、
cはその距離が最も小さかった素子(勝利素子)、Nc
はその勝利素子cのマップ層MLでの近傍、α(t)は
正の定数、tは時刻を示す。更新を繰り返しながら、N
c とα(t)の大きさを徐々に小さくする。また、α
(t)は勝利素子cから離れるに従い小さくなるように
選ぶこともできる。また、類似性マッチングの部分は以
下のように内積を用いてもよい。
<Similarity Matching> <Update> m i (t + 1) = m i (t) + α (t) {X (t) −m i (t)} iεN c m i (t + 1) = m i (t) Others ... ( 6) where | X−m i | is the Euclidean distance between X and m i ,
c is the element with the smallest distance (victory element), N c
Is the neighborhood of the winning element c in the map layer ML, α (t) is a positive constant, and t is the time. While repeating the update, N
The sizes of c and α (t) are gradually reduced. Also, α
(T) can be selected so that it becomes smaller as it gets away from the winning element c. The inner product may be used for the similarity matching part as follows.

【0066】 以上から、本装置では、競合学習過程において、(7)
式に基づく内積の類似性マッチングを行った上で勝利素
子を決定し、さらに、(6)式に基づく重みベクトルの
更新をすればよいことが分かる。より具体的には、ま
ず、類似性マッチング手段6の空間光変調器61に表示
された特徴ベクトルを光束66によって読み出し、さら
に、結像レンズ63a及びレンズアレイ63bからなる
多重結像光学系63によって、ニューラルネットワーク
の素子数と同一の個数用意したレンズアレイ63bの多
重度分だけ空間光変調器62の表示面に複製させる。こ
の際、結像レンズ63aはその前側焦点位置に空間光変
調器61の読み出し面が一致するように、レンズアレイ
63bはその後側焦点位置に空間光変調器62の表示面
が一致するように、さらに、結像レンズ63aの光軸と
レンズアレイ63bの各レンズの光軸が平行になるよう
に配置する。また、空間光変調器62としては、印加さ
れる電圧によってその透過率が変化する電気アドレス型
で透過読み出しタイプの液晶空間光変調器を用いた。
[0066] From the above, in this device, in the competitive learning process, (7)
It can be seen that the winning element is determined after the inner product similarity matching based on the expression is performed, and the weight vector based on the expression (6) is updated. More specifically, first, the feature vector displayed on the spatial light modulator 61 of the similarity matching means 6 is read by the light beam 66, and further, by the multiplex imaging optical system 63 including the imaging lens 63a and the lens array 63b. , The same number as the number of elements of the neural network are duplicated on the display surface of the spatial light modulator 62 by the multiplicity of the prepared lens array 63b. At this time, in the imaging lens 63a, the read surface of the spatial light modulator 61 is aligned with the front focal position thereof, and in the lens array 63b, the display surface of the spatial light modulator 62 is aligned with the rear focal position thereof. Furthermore, the optical axis of the imaging lens 63a and the optical axis of each lens of the lens array 63b are arranged to be parallel. Further, as the spatial light modulator 62, an electrically addressed and transmissive read type liquid crystal spatial light modulator whose transmittance changes according to an applied voltage is used.

【0067】以上により、ニューラルネットワークの素
子数だけ多重化された特徴ベクトルは、次に、重みベク
トル更新表示手段5′からの信号により空間光変調器6
2に表示される重みベクトルの情報がそれぞれ重畳さ
れ、さらに、レンズアレイ63bと同一個数で同一配列
のレンズアレイ67′で集光され素子毎の内積の演算が
なされる。この結果は、同様にレンズアレイ63bと同
一個数で同一配列のディテクターアレイ68′で検出さ
れ、さらに、オペアンプ等で電圧値に変換されて勝利ベ
クトル決定手段7′に送られる。
As described above, the feature vector multiplexed by the number of elements of the neural network is then subjected to the spatial light modulator 6 by the signal from the weight vector update display means 5 '.
The information of the weight vector displayed in 2 is superposed on each other, and is further condensed by the lens array 67 'of the same number and the same array as the lens array 63b, and the inner product of each element is calculated. Similarly, the result is detected by the detector array 68 'having the same number and the same arrangement as the lens array 63b, further converted into a voltage value by an operational amplifier or the like, and sent to the victory vector determining means 7'.

【0068】次に、以上の構成により内積演算が計算さ
れる過程を図13を用いて説明する。(7)式の内積演
算部分は、入力ベクトルを要素数N×Nの2次元に展開
し、重みベクトルを要素数N×Nのサブマトリックスを
M×M個(ニューラルネットワークの素子数に対応)並
べたものに展開すれば、各成分毎に次式のように書き直
せる。
Next, the process of calculating the inner product operation with the above configuration will be described with reference to FIG. The inner product calculation part of the equation (7) expands the input vector into a two-dimensional array having the number of elements N × N, and the weight vector has M × M sub-matrixes having the number of elements N × N (corresponding to the number of elements of the neural network) If it is expanded into an array, it can be rewritten as follows for each component.

【0069】 説明を簡単にするために、N=3、M=2とすると、類
似性マッチング手段6の部分は、図13のように模式的
に書ける。つまり、空間光変調器61に入力された要素
数3×3の特徴ベクトルは、結像レンズ63a及びレン
ズアレイ63bからなる多重結像光学系63によって、
レンズアレイ63bの多重度分の2×2だけ空間光変調
器62の表示面に複製され(同図(A))、さらに、空
間光変調器62に表示される重みベクトルの情報(同図
(B))がそれぞれ重畳され、さらに、レンズアレイ6
7′で個々に集光され素子毎の内積の演算がなされるの
である。具体的に、y21の成分について、各要素の処理
結果を示すと、重畳する部分は掛算、集光する部分は足
算となるから、 となり、(2,1)成分に対応する素子の内積が計算さ
れていることになる。他の成分についても同様に計算で
きるので、トータルでは、 となり、(8)式の内積のN=3,M=2の場合が確か
に計算されていることが分かる。上記光学系では簡単の
ため、N=3,M=2の場合について説明したが、上記
光学系ではレンズアレイ、入力ベクトルの配列、重みベ
クトルの配列等は任意に選定でき、この場合、(8)式
を満足することは明らかである。
[0069] To simplify the explanation, if N = 3 and M = 2, the portion of the similarity matching means 6 can be schematically written as shown in FIG. That is, the feature vector of 3 × 3 elements, which is input to the spatial light modulator 61, is generated by the multiplex imaging optical system 63 including the imaging lens 63a and the lens array 63b.
2 × 2 of the multiplicity of the lens array 63b is duplicated on the display surface of the spatial light modulator 62 ((A) of the same figure), and the information of the weight vector displayed on the spatial light modulator 62 ((FIG. B)) are respectively superposed, and the lens array 6
At 7 ', the light is individually collected and the inner product of each element is calculated. Specifically, when the processing result of each element is shown for the y 21 component, the overlapping portion is multiplied and the condensing portion is added, Therefore, the inner product of the elements corresponding to the (2,1) component is calculated. The same can be calculated for other components, so in total, Therefore, it can be seen that the inner product of equation (8) N = 3 and M = 2 is certainly calculated. In the above optical system, the case of N = 3 and M = 2 has been described for the sake of simplicity. However, in the above optical system, the lens array, the arrangement of input vectors, the arrangement of weight vectors, etc. can be arbitrarily selected. It is clear that the equation is satisfied.

【0070】次に、勝利ベクトル決定手段7′では、類
似性マッチング手段6のディテクターアレイ68′から
出力される個々の素子毎の内積の演算から、その最も出
力の大きな素子を勝利素子として決定し、この情報を重
みベクトル更新表示手段5′に送る。重みベクトル更新
表示手段5′では、上記(6)式の更新則に則って重み
ベクトルの更新が行われる。本装置において、競合学習
を行う重みベクトル更新表示手段5′と勝利ベクトル手
決定手段7′は同一のコンピュータ上に実現している。
その中、勝利ベクトル決定手段7′は、類似性マッチン
グ手段6のディテクターアレイ68′からの個々の出力
電圧をAD変換し個々に取り込むための転送部と、この
結果を比較し最も高い電圧を示したものを勝利素子とし
て選択するソフトウエアとからなっている。重みベクト
ル更新表示手段5′は、新たに付加された2次元ディテ
クター55から特徴ベクトルの情報をAD変換して取り
込むための転送部54と、勝利ベクトル決定手段7′で
決定された勝利素子の情報と2次元ディテクター55か
らの特徴ベクトルの情報を用いて(6)式の更新則に則
って重みベクトルを更新するソフトウエアと、この更新
された重みベクトルの情報を空間光変調器62に入力・
表示するためのメモリー51、コントローラー52及び
バライバー53(図10)とから構成してある。この場
合、特徴ベクトルは正規化をしてから(6)式を用いる
と更によい。また、この競合学習過程においては、繰り
返し対象ベクトルを入力し、順次、上記の重みベクトル
の更新を行っていけば、適当な所で重みベクトルは安定
するので、そこで学習を止めればよい。
Next, the winning vector determining means 7'determines the element with the highest output as the winning element from the inner product calculation for each element output from the detector array 68 'of the similarity matching means 6. , And sends this information to the weight vector update display means 5 '. The weight vector update display means 5'updates the weight vector according to the update rule of the above equation (6). In this apparatus, the weight vector update display means 5'and the winning vector hand determination means 7'for competing learning are realized on the same computer.
Among them, the winning vector determining means 7'compares the result with the transfer section for AD-converting and individually fetching the individual output voltages from the detector array 68 'of the similarity matching means 6 and showing the highest voltage. It is made up of software that selects the ones as victory elements. The weight vector update display means 5'is a transfer unit 54 for AD-converting and fetching the feature vector information from the newly added two-dimensional detector 55, and the victory element information determined by the victory vector determination means 7 '. And software for updating the weight vector according to the update rule of equation (6) using the information of the feature vector from the two-dimensional detector 55, and the updated information of the weight vector is input to the spatial light modulator 62.
It is composed of a memory 51 for displaying, a controller 52 and a variber 53 (FIG. 10). In this case, it is more preferable to use the equation (6) after normalizing the feature vector. Further, in this competitive learning process, if the target vector is repeatedly input and the weight vector is sequentially updated, the weight vector becomes stable at an appropriate place, so learning may be stopped at that point.

【0071】学習後の認識・分類過程においては、重み
ベクトルを固定したまま識別対象のベクトルを入力し、
ディテクターアレイ68′の中どれが勝利素子となるか
によって入力ベクトルを分類すればよい。例えば図11
のように多重度が6×6で素子数が36だとすれば、個
々の素子毎に36種類に分類してもよいし、30個と6
個の2つの領域に分けて2種類に分類してもよい。対象
に合わせて自由にソフトウエアで設定すればよい。な
お、重みベクトルの初期設定はランダムなデータ列を発
生させたものを表示するようにしてある。
In the recognition / classification process after learning, the vector to be identified is input with the weight vector fixed.
The input vector may be classified according to which of the detector arrays 68 'is the winning element. For example, FIG.
If the multiplicity is 6 × 6 and the number of elements is 36 as described above, each element may be classified into 36 types, or 30 and 6
It may be divided into two regions and classified into two types. It can be freely set by software according to the target. The weight vector is initially set to display a random data sequence.

【0072】本実施例では、今まで説明してきたよう
に、上記のような特徴ベクトル抽出装置により抽出・変
換した特徴ベクトルを用いて類似度を計算し勝利素子を
決定できるようになったので、高速かつ非常に精度良く
認識や分類を行う競合学習型の情報処理装置を提供する
ことができるようになった。
In the present embodiment, as described above, since the feature vector extracted and converted by the feature vector extraction device as described above can be used to calculate the similarity and determine the winning element, It has become possible to provide a competitive learning type information processing device that performs recognition and classification at high speed and with extremely high accuracy.

【0073】〔第7実施例〕本実施例の情報処理装置も
前実施例と同様、位相保存写像やパターン認識を行うた
めの競合学習型のニューラルネットワークとして機能す
る情報処理装置である。前実施例との違いは、図14に
示すように、特徴ベクトル入力手段4を光学系でなく電
気系にし、さらに、類似性マッチング手段6の空間光変
調器61をLEDアレイにした点であり、他は全て同一
に構成し、同様に作用する。なお、特徴ベクトル入力手
段4の変更に伴って、重みベクトル更新表示手段5′へ
の特徴ベクトル情報転送は、直接ディテクターアレイ3
8から送るような転送部54に変更してある。
[Seventh Embodiment] The information processing apparatus of this embodiment is also an information processing apparatus functioning as a competitive learning type neural network for performing phase preserving mapping and pattern recognition, as in the previous embodiment. The difference from the previous embodiment is that, as shown in FIG. 14, the feature vector input means 4 is an electric system instead of an optical system, and the spatial light modulator 61 of the similarity matching means 6 is an LED array. , And others are all configured the same and operate in the same manner. It should be noted that, along with the change of the feature vector input means 4, the transfer of the feature vector information to the weight vector update display means 5'is performed directly by the detector array 3
It has been changed to a transfer unit 54 that is sent from S8.

【0074】具体的には、特徴ベクトル入力手段4はデ
ィテクターアレイ38からの各出力をパラレルに入力
し、このディテクターアレイ38と同数のLEDアレイ
61をこの出力に比例した輝度に発光させるためのイン
ターフェイス41とドライバ−46とで構成している。
Specifically, the feature vector input means 4 inputs each output from the detector array 38 in parallel, and an interface for making the same number of LED arrays 61 as the detector array 38 emit light with a brightness proportional to this output. 41 and a driver-46.

【0075】本実施例では、現状技術である程度速度の
限定されている液晶空間光変調器の代わりにLEDを用
い、しかも、パラレルに情報伝送を行っているので、第
6実施例と比較してその処理速度は更に向上している。
また、本装置では、競合学習時に、学習に用いる対象ベ
クトルを更新の度に繰り返して特徴ベクトル抽出装置内
に入力しなくとも、特徴ベクトル入力手段4内に予め抽
出・変換された特徴ベクトルを記録しておくメモリー部
を設け、ここから読み出すようにしておいてもよい。ま
た、ディテクターアレイ38からの特徴ベクトルの情報
を正規化してか重みベクトル更新表示手段5′や類似性
マッチング手段6で使用するようにすると、照合精度が
さらに向上する。
In this embodiment, an LED is used instead of the liquid crystal spatial light modulator whose speed is limited to some extent in the state of the art, and since information is transmitted in parallel, a comparison with the sixth embodiment is made. The processing speed is further improved.
Further, in the present apparatus, in the competitive learning, the feature vector extracted and converted in advance is recorded in the feature vector input means 4 even if the target vector used for learning is not repeatedly input into the feature vector extraction device each time it is updated. It is also possible to provide a memory unit to store the data and read it from here. Further, if the characteristic vector information from the detector array 38 is normalized and is used in the weight vector update display means 5'and the similarity matching means 6, the matching accuracy is further improved.

【0076】〔第8実施例〕本実施例の情報処理装置も
前実施例と同様、位相保存写像やパターン認識を行うた
めの競合学習型のニューラルネットワークとして機能す
る情報処理装置である。前実施例との違いは、図15に
示すように、特徴ベクトル抽出装置に第4実施例の装置
を用い、類似性マッチング手段6の内積処理を第5実施
例と同様の否定排他論理和もしくは排他論理和に代えて
類似度の計算を行う点である。これに伴って、類似性マ
ッチング手段6の空間光変調器61及び62は何れも第
5実施例と同様、TN液晶製の偏光子のない透過読み出
しタイプで電気アドレス型の空間光変調器を用い、さら
に、これらの空間光変調器の外側に設置された一組の偏
光子64及び検光子65を配した。これらの構成によ
り、類似性マッチング手段6では、各素子毎に否定排他
論理和もしくは排他論理和が計算され、より正確な類似
度が計算されることになる。また、特徴ベクトル入力手
段4は、この特徴ベクトル抽出装置により得られた各色
空間での空間周波数に関する特徴ベクトルを、ディテク
ターアレイ38からの電圧値として転送する転送部41
と、この情報を2値化した上でこれを空間光変調器61
に書き込むための閾値回路40、ドライバー42、コン
トローラー43、及び、さらにこの特徴量ベクトルの情
報を重みベクトル更新手段5′に転送する転送部54と
で構成した。
[Eighth Embodiment] Like the previous embodiment, the information processing apparatus of the present embodiment is also an information processing apparatus that functions as a competitive learning type neural network for performing phase-preserving mapping and pattern recognition. The difference from the previous embodiment is that, as shown in FIG. 15, the feature vector extraction device uses the device of the fourth embodiment, and the inner product process of the similarity matching means 6 is the same as the negative exclusive OR as in the fifth embodiment. The point is that the degree of similarity is calculated instead of exclusive OR. Along with this, as the spatial light modulators 61 and 62 of the similarity matching means 6, as in the fifth embodiment, both of the TN liquid crystal transmission type without a polarizer and the electrical address type spatial light modulator are used. Further, a set of a polarizer 64 and an analyzer 65 placed outside of these spatial light modulators was arranged. With these configurations, the similarity matching unit 6 calculates a negative exclusive logical sum or an exclusive logical sum for each element, and calculates a more accurate similarity. Further, the feature vector input means 4 transfers the feature vector relating to the spatial frequency in each color space obtained by the feature vector extraction device as a voltage value from the detector array 38.
And binarize this information, and then convert this information to the spatial light modulator 61.
The threshold value circuit 40 for writing into the memory, the driver 42, the controller 43, and the transfer unit 54 for transferring the information of the feature amount vector to the weight vector updating means 5 '.

【0077】以上の構成により、本実施例では、上記の
ような特徴ベクトル抽出装置により色と空間周波数と言
う異なった範疇の特徴ベクトルを同時に抽出・変換して
得た特徴ベクトルを用い、さらに、否定排他論理和もし
くは排他論理和を用いて類似度を計算して勝利素子を決
定できるようになったので、高速により精度良く認識や
分類を行う競合学習型の情報処理装置を提供することが
できるようになった。また、本装置では、競合学習にお
いては、学習に用いる対象ベクトルを更新の度に繰り返
し特徴ベクトル抽出装置内に入力しなくとも、特徴ベク
トル入力手段4内に予め抽出・変換された特徴ベクトル
を記録しておくメモリー部を設け、ここから読み出すよ
うにしておいてもよい。
With the above configuration, in the present embodiment, the feature vector obtained by simultaneously extracting and converting the feature vectors of different categories such as color and spatial frequency by the above feature vector extracting device is used. Since it becomes possible to determine the winning element by calculating the degree of similarity using negative exclusive OR or exclusive OR, it is possible to provide a competitive learning type information processing device that recognizes and classifies more accurately at high speed. It became so. Further, in this apparatus, in the competitive learning, the feature vector extracted and converted in advance is recorded in the feature vector input means 4 without inputting the target vector used for learning into the feature vector extracting device repeatedly every time updating. It is also possible to provide a memory unit to store the data and read it from here.

【0078】〔第9実施例〕本実施例の情報処理装置も
前実施例と同様、位相保存写像やパターン認識を行うた
めの競合学習型のニューラルネットワークとして機能す
る情報処理装置である。前実施例との違いは、図16に
示すように、特徴ベクトル抽出装置に第2実施例の装置
を用いて色空間での特徴抽出を行い、さらに、類似性マ
ッチング手段6の類似度の計算を干渉作用に基づいて行
うようにした点である。
[Ninth Embodiment] The information processing apparatus of this embodiment is also an information processing apparatus that functions as a competitive learning type neural network for performing phase-preserving mapping and pattern recognition, as in the previous embodiment. The difference from the previous embodiment is that, as shown in FIG. 16, the feature vector extraction device uses the device of the second embodiment to perform feature extraction in the color space, and further, the similarity matching means 6 calculates the degree of similarity. Is performed based on the interference action.

【0079】この類似性マッチング手段6は前半部で
は、前実施例同様、まず、空間光変調器61に入力され
た特徴ベクトルを素子数分だけの多重度で複製する。こ
れは、空間光変調器61に入力された特徴ベクトルを光
束66によって読み出し、さらに、結像レンズ63a及
びレンズアレイ63bからなる多重結像光学系63によ
って空間光変調器61′の書き込み面に複製させるもの
である。この際、結像レンズ63aはその前側焦点位置
に空間光変調器61の読み出し面が一致するように、レ
ンズアレイ63bはその後側焦点位置に空間光変調器6
1′の書き込み面が一致するように、さらに、結像レン
ズ63aの光軸とレンズアレイ63bの各レンズの光軸
が平行になるように配置する。また、空間光変調器6
1′としては、書き込まれた光量によって読み出し光の
位相を変調させる光アドレス型で反射読み出しタイプの
液晶空間光変調器を用いた。一方、中間部では、空間光
変調器61′と、重みベクトルを表示する空間光変調器
62(本実施例の場合は、印加された電圧量によって読
み出し光の位相を変調させる電気アドレス型で反射読み
出しタイプの液晶空間光変調器を用いた。)と、ビーム
スプリッタ69と、ディフューザ60が図のように配置
され、干渉計を形成している。この中間部においては、
読み出しのためのコヒーレント光束66′はビームスプ
リッタ69に入射し、2つの光束に分岐される。その
中、一方の光束が空間光変調器61′に入射し、そこか
ら素子数分だけの多重度で複製された特徴ベクトルの情
報が位相に変換された情報を読み出して反射され、ビー
ムスプリッタ69に戻り、もう一方の光束は空間光変調
器62に入射し、重みベクトル情報が位相情報に変換さ
れた情報を読み出して反射され、ビームスプリッタ69
に戻る。これら2つの光束がさらにビームスプリッタ6
9で合波されてディフューザ60で干渉作用を起こす。
この際、空間光変調器61′からディフューザ60まで
の距離と空間光変調器62からディフューザ60までの
距離の差を波長の整数倍になるように調節すれば、干渉
作用により特徴ベクトルと重みベクトルの一致度に応じ
た明暗がディフューザ60上に形成される。つまり、両
者の一致度が高い部分程明るくなる。この情報をレンズ
アレイ63bと同一配列のレンズアレイ67′で集光す
れば、ニューラルネットワークの各素子毎に一致度を計
算したこととなる。この情報は前実施例同様、後段の勝
利ベクトル決定手段7′、重みベクトル更新表示手段
5′に送られ、同様の処理がなされる。
In the first half, the similarity matching means 6 first duplicates the feature vector input to the spatial light modulator 61 with the multiplicity of the number of elements, as in the previous embodiment. This is because the feature vector input to the spatial light modulator 61 is read out by the light beam 66, and is further copied on the writing surface of the spatial light modulator 61 'by the multiplex imaging optical system 63 including the imaging lens 63a and the lens array 63b. It is what makes me. At this time, the lens array 63b is arranged at the rear focal position of the spatial light modulator 6 so that the readout surface of the spatial light modulator 61 is aligned with the front focal position of the imaging lens 63a.
Further, the writing surfaces of 1'are aligned so that the optical axis of the imaging lens 63a and the optical axis of each lens of the lens array 63b are parallel to each other. In addition, the spatial light modulator 6
As 1 ', a liquid crystal spatial light modulator of an optical address type and a reflective read type, which modulates the phase of the read light according to the written light quantity, is used. On the other hand, in the intermediate portion, the spatial light modulator 61 'and the spatial light modulator 62 for displaying the weight vector (in the case of the present embodiment, an electrical address type reflection for modulating the phase of the read light by the applied voltage amount) are used. A read-out type liquid crystal spatial light modulator is used), the beam splitter 69, and the diffuser 60 are arranged as shown in the figure to form an interferometer. In this middle part,
The coherent light beam 66 'for reading enters the beam splitter 69 and is split into two light beams. Among them, one light beam is incident on the spatial light modulator 61 ′, from which the information of the feature vector duplicated with the multiplicity corresponding to the number of elements is read out after the information converted into the phase is reflected, and the beam splitter 69. Then, the other light flux enters the spatial light modulator 62, reads out the information in which the weight vector information is converted into the phase information, is reflected, and is reflected by the beam splitter 69.
Return to These two light beams are further combined by the beam splitter 6
They are combined at 9 and interfere with each other at the diffuser 60.
At this time, if the difference between the distance from the spatial light modulator 61 ′ to the diffuser 60 and the distance from the spatial light modulator 62 to the diffuser 60 is adjusted to be an integral multiple of the wavelength, the feature vector and the weight vector due to the interference action. Brightness and darkness are formed on the diffuser 60 according to the degree of coincidence. That is, the higher the degree of coincidence between the two, the brighter it becomes. If this information is collected by the lens array 67 'having the same arrangement as the lens array 63b, the degree of coincidence is calculated for each element of the neural network. Similar to the previous embodiment, this information is sent to the succeeding victory vector determining means 7'and the weight vector updating display means 5 ', and the same processing is performed.

【0080】以上の構成により、本実施例でも、上記の
ような特徴ベクトル抽出装置により抽出・変換した色空
間での特徴ベクトルを用い、さらに、干渉作用を利用し
て類似度を計算し勝利素子を決定できるようになったの
で、高速にかつ精度良く認識や分類を行う競合学習型の
情報処理装置を提供することができるようになった。
With the above-mentioned configuration, also in this embodiment, the feature vector in the color space extracted / converted by the above-described feature vector extraction device is used, and the similarity is calculated by utilizing the interference action to obtain the winning element. Since it has become possible to determine, it has become possible to provide a competitive learning type information processing device that performs recognition and classification at high speed and with high accuracy.

【0081】以上の実施例では、空間光変調器として入
手の容易な液晶製のものを用いたが、電気光学効果や磁
気光学効果を利用するもの、有機化合物製のもの等、他
のものでも勿論よい。レンズアレイ等は、均質レンズを
一体成形したものや回折光学レンズアレイ、屈折率分布
型レンズアレイ等を用いると、アライメントが楽にな
り、照合・認識精度が向上することは前述の通りであ
る。
In the above embodiments, a readily available liquid crystal device was used as the spatial light modulator, but other devices such as those utilizing the electro-optical effect or magneto-optical effect, organic compound compounds, etc. may be used. Of course good. As described above, if the lens array or the like is formed by integrally molding a homogeneous lens, a diffractive optical lens array, a gradient index lens array, or the like, alignment becomes easier and collation / recognition accuracy is improved.

【0082】また、以上の実施例における類似度計算装
置や情報処理装置には、入力ベクトルを画像としたが、
これに限定される訳でもなく、マイクロフォンや濃度セ
ンサー、流量センサー等、他のセンサー等で得られた信
号、データ、あるいは、コンピュータ内で計算されたデ
ータ等でも何でもよい。
Although the input vector is an image in the similarity calculating device and the information processing device in the above embodiments,
The present invention is not limited to this, and any signal or data obtained by another sensor such as a microphone, a concentration sensor, a flow rate sensor, or data calculated in a computer may be used.

【0083】また、上記実施例中、否定排他論理和もし
くは排他論理和を類似度計算に用いたものは、基本的に
は情報を2値化して演算しているが、多値のまま扱いた
い場合には、空間コーディング等の方法でコーディング
して同様に演算すればよい。また、第5〜第9実施例に
用いた特徴ベクトル抽出装置は、特にこれらの実施例に
固有のものではなく、何れであっても、また、それらを
組み合せて用いても、さらには、他の特徴量を用いて
も、同様な効果があることは明らかである。
Further, in the above embodiment, the one using negative exclusive OR or exclusive OR for similarity degree calculation basically binarizes information, but wants to handle it as multivalued. In such a case, coding may be performed by a method such as spatial coding and the same calculation may be performed. Further, the feature vector extraction device used in the fifth to ninth embodiments is not particularly unique to these embodiments, and any of them may be used, or a combination of them may be used. It is clear that the same effect can be obtained by using the feature amount of.

【0084】以上の本発明の特徴ベクトル抽出装置及び
これを用いた情報処理装置は、例えば次のように構成す
ることができる。 〔1〕 少なくとも、処理対象となるベクトル情報を系
内に入力するための対象ベクトル入力表示手段と、この
入力された処理対象となるベクトル情報を多重複製する
ための対象ベクトル多重化手段と、この多重化された処
理対象となるベクトル情報からその多重度分だけ並列的
に複数の特徴量を抽出して新たに特徴ベクトルとして変
換・出力するための特徴ベクトル変換出力手段とから構
成されたことを特徴とする特徴ベクトル抽出装置。
The above-described feature vector extraction device of the present invention and the information processing device using the same can be configured as follows, for example. [1] At least a target vector input display means for inputting vector information to be processed into the system, a target vector multiplexing means for multiple duplicating the input vector information to be processed, and The feature vector conversion output means for extracting a plurality of feature amounts in parallel from the multiplexed vector information to be processed by the multiplicity and newly converting and outputting the feature amount as a feature vector. A feature vector extraction device.

【0085】〔2〕 前記特徴ベクトル変換出力手段内
に多重度分の複数の空間周波数フィルターを含み、処理
対象のベクトル情報の複数の空間周波数構造を抽出する
ことを特徴とする上記〔1〕記載の特徴ベクトル抽出装
置。
[2] The above [1], wherein the feature vector conversion output means includes a plurality of spatial frequency filters for multiplicity and extracts a plurality of spatial frequency structures of vector information to be processed. Feature vector extraction device.

【0086】〔3〕 前記空間周波数フィルターがガボ
ール(Gabor)フィルターであることを特徴とする
上記〔2〕記載の特徴ベクトル抽出装置。
[3] The feature vector extraction device according to [2], wherein the spatial frequency filter is a Gabor filter.

【0087】〔4〕 前記空間周波数フィルターが方向
性のあるバンドパス空間周波数フィルターであることを
特徴とする上記〔2〕記載の特徴ベクトル抽出装置。
[4] The feature vector extraction device according to [2], wherein the spatial frequency filter is a directional bandpass spatial frequency filter.

【0088】〔5〕 前記空間周波数フィルターがウエ
ーブレット(Wavelet)フィルターであることを
特徴とする上記〔2〕記載の特徴ベクトル抽出装置。
[5] The feature vector extraction device according to [2], wherein the spatial frequency filter is a wavelet filter.

【0089】〔6〕 前記特徴ベクトル変換出力手段内
に多重度分の複数の色フィルターを含み、処理対象のベ
クトル情報の色空間での特徴を抽出することを特徴とす
る上記〔1〕記載の特徴ベクトル抽出装置。
[6] The feature vector conversion output means includes a plurality of color filters for multiplicity, and the feature in the color space of the vector information to be processed is extracted. Feature vector extraction device.

【0090】〔7〕 前記特徴ベクトル変換出力手段内
に多重度分の複数のモーメント検出フィルターを含み、
処理対象のベクトル情報の複数のモーメントの特徴を抽
出することを特徴とする上記〔1〕記載の特徴ベクトル
抽出装置。
[7] A plurality of moment detection filters for multiplicity are included in the feature vector conversion output means,
The feature vector extraction device according to the above [1], wherein the feature of a plurality of moments of vector information to be processed is extracted.

【0091】〔8〕 少なくとも、比較対象となるベク
トル情報を入力し特徴ベクトルに変換出力するための特
徴ベクトル抽出装置と、この特徴ベクトル抽出装置から
出力される特徴ベクトルを系内に表示するための特徴ベ
クトル入力手段と、比較の基準となるベクトルを入力す
るための参照ベクトル入力手段と、入力された特徴ベク
トルと比較の基準となるベクトルの類似性を計算するた
めの類似性マッチング手段と、類似性の高さを判断する
ための類似度判定手段とにより構成される情報処理装置
において、前記特徴ベクトル抽出装置として上記〔1〕
から〔7〕の何れかに記載の特徴ベクトル抽出装置によ
り構成したことを特徴とする情報処理装置。
[8] At least a feature vector extraction device for inputting vector information to be compared and converting and outputting it to a feature vector, and a feature vector extraction device for displaying the feature vector output from the feature vector extraction device in the system. A feature vector input means, a reference vector input means for inputting a reference vector for comparison, a similarity matching means for calculating the similarity between the input feature vector and a reference vector for comparison, In the information processing apparatus including a similarity determination unit for determining the degree of sex, the above [1] is used as the feature vector extraction apparatus.
[7] An information processing apparatus comprising the feature vector extraction apparatus according to any one of [7] to [7].

【0092】[0092]

〔9〕 対象となるベクトル情報を入力し
特徴ベクトルに変換出力するめための特徴ベクトル抽出
装置と、この特徴ベクトル抽出装置から出力される特徴
ベクトルを系内に表示するための特徴ベクトル表示手段
と、認識・分類のための競合学習手段とを有する情報処
理装置において、前記競合学習手段が、類似性マッチン
グ手段と、重みベクトル更新表示手段と、勝利ベクトル
決定手段とを有し、さらに、前記特徴ベクトル抽出装置
として上記〔1〕から〔7〕の何れかに記載の特徴ベク
トル抽出装置により構成したことを特徴とする情報処理
装置。
[9] A feature vector extraction device for inputting target vector information and converting and outputting to a feature vector, and a feature vector display means for displaying the feature vector output from the feature vector extraction device in the system. In an information processing apparatus having a competitive learning means for recognition / classification, the competitive learning means has a similarity matching means, a weight vector update display means, and a winning vector determination means, and further, the feature vector An information processing device comprising the feature vector extraction device according to any one of [1] to [7] as an extraction device.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上、本発明の特徴ベクトル抽出装置
は、少なくとも、処理対象となるベクトル情報を系内に
入力するための対象ベクトル入力表示手段と、この入力
された処理対象となるベクトル情報を多重複製するため
の対象ベクトル多重化手段と、この多重化された処理対
象となるベクトル情報からその多重度分だけ並列的に複
数の特徴量を抽出して新たに特徴ベクトルとして変換・
出力するための特徴ベクトル変換出力手段とから構成し
たので、後段の分類や認識の処理に有用な特徴量の抽出
を高速に行うことができるようになった。
As described above, the feature vector extraction device of the present invention is provided with at least the target vector input display means for inputting the vector information to be processed into the system and the input vector information to be processed. Object vector multiplexing means for multiple duplication, and a plurality of feature quantities are extracted in parallel from the multiplexed vector information to be processed by the degree of multiplicity and converted as a new feature vector.
Since it is composed of the feature vector conversion output means for outputting, the feature quantity useful for the subsequent classification and recognition processing can be extracted at high speed.

【0094】また、本発明の情報処理装置は、このよう
な特徴ベクトル抽出装置により抽出された特徴ベクトル
を用いて類似性の判断をするようにしたので、認識や分
類を高性能に行うことができるようになった。
Further, since the information processing apparatus of the present invention determines the similarity by using the feature vector extracted by such a feature vector extracting apparatus, the recognition and the classification can be performed with high performance. I can do it now.

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

【図1】本発明の第1実施例の特徴ベクトル抽出装置の
概略の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a feature vector extraction device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】Gaborフィルターの概形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a Gabor filter.

【図3】第1実施例で用いるフィルターの具体例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a filter used in the first embodiment.

【図4】第1実施例で用いるフィルターアレイを模式的
に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a filter array used in the first embodiment.

【図5】第1実施例の変形例の要部の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an essential part of a modified example of the first embodiment.

【図6】第1実施例の別の変形例の概略を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view showing the outline of another modification of the first embodiment.

【図7】第2実施例の特徴ベクトル抽出装置の概略の構
成を示す断面図とフィルターアレイを模式的に示す図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a feature vector extraction device of a second embodiment and a view schematically showing a filter array.

【図8】第3実施例の特徴ベクトル抽出装置の概略の構
成を示す断面図とフィルターアレイを模式的に示す図で
ある。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a feature vector extraction device of a third embodiment and a diagram schematically showing a filter array.

【図9】第4実施例の特徴ベクトル抽出装置の概略の構
成を示す断面図とフィルターアレイを模式的に示す図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of a feature vector extraction device of a fourth embodiment and a diagram schematically showing a filter array.

【図10】第5実施例の情報処理装置の概略の構成を示
す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of an information processing apparatus according to a fifth embodiment.

【図11】第6実施例の情報処理装置の概略の構成を示
す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a schematic configuration of an information processing apparatus according to a sixth embodiment.

【図12】自己組織化特徴マップの概略を説明するため
の図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the outline of a self-organizing feature map.

【図13】第6実施例で用いた内積演算を説明するため
の図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the inner product calculation used in the sixth embodiment.

【図14】第7実施例の情報処理装置の概略の構成を示
す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a schematic configuration of an information processing apparatus of a seventh embodiment.

【図15】第8実施例の情報処理装置の概略の構成を示
す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a schematic configuration of an information processing apparatus of an eighth embodiment.

【図16】第9実施例の情報処理装置の概略の構成を示
す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a schematic configuration of an information processing apparatus according to a ninth embodiment.

【図17】第1の従来例を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining a first conventional example.

【図18】第2の従来例を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

O…物体 I1 …結像レンズ B1 …ビームスプリッタ M1 …ミラー ML…マップ層 1L…入力層 1…対象ベクトル入力表示手段 2…対象ベクトル多重化手段 3…特徴ベクトル変換出力手段 4…特徴ベクトル入力手段 5…参照ベクトル入力手段 5′…重みベクトル更新表示手段 6…類似性マッチング手段 7…類似度判定手段 7′…勝利ベクトル決定手段 11…インコヒーレント光源 12a…レンズ 12b…ミラー 13…波長フィルター 14…ミラー 15…インコヒーレント光束 16…撮像素子 17…空間光変調器 18…コントローラー 19…ドライバー 21…結像レンズ 22…レンズアレイ 23…空間光変調器 31…コヒーレント光源 32…ミラー 33…ビームエクスパンダ 33a…絞り込みレンズ 33b…スペイシャルフィルター 33c…コリメータレンズ 34…コヒーレント光束 35…ビームスプリッタ 36…フーリエ変換レンズアレイ 37…フィルターアレイ 37′…フィルターアレイ 38…ディテクターアレイ 40…閾値回路 41…転送部(インターフェイス) 42…ドライバー 43…コントローラー 44…結像レンズ 45…ビームスプリッタ 46…ドライバー 51…メモリー 52…ドライバー 53…コントローラー 54…転送部 55…2次元ディテクター 60…ディフューザ 61…空間光変調器(LEDアレイ) 61′…空間光変調器 62…空間光変調器 63…結像レンズ(多重結像光学系) 63a…結像レンズ 63b…レンズアレイ 64…偏光子 65…検光子 66…インコヒーレント光束 66′…コヒーレント光束 67…集光レンズ 67′…レンズアレイ 68…ディテクター 68′…ディテクターアレイ 69…ビームスプリッタ 71…閾値回路 72…ランプO ... Object I 1 ... Imaging lens B 1 ... Beam splitter M 1 ... Mirror ML ... Map layer 1 L ... Input layer 1 ... Target vector input display means 2 ... Target vector multiplexing means 3 ... Feature vector conversion output means 4 ... Features Vector input means 5 ... Reference vector input means 5 '... Weight vector update display means 6 ... Similarity matching means 7 ... Similarity determination means 7' ... Victory vector determination means 11 ... Incoherent light source 12a ... Lens 12b ... Mirror 13 ... Wavelength Filter 14 ... Mirror 15 ... Incoherent light flux 16 ... Image sensor 17 ... Spatial light modulator 18 ... Controller 19 ... Driver 21 ... Imaging lens 22 ... Lens array 23 ... Spatial light modulator 31 ... Coherent light source 32 ... Mirror 33 ... Beam Expander 33a ... Focusing lens 33b ... Spatial Filter 33c ... Collimator lens 34 ... Coherent light flux 35 ... Beam splitter 36 ... Fourier transform lens array 37 ... Filter array 37 '... Filter array 38 ... Detector array 40 ... Threshold circuit 41 ... Transfer unit (interface) 42 ... Driver 43 ... Controller 44 Imaging lens 45 ... Beam splitter 46 ... Driver 51 ... Memory 52 ... Driver 53 ... Controller 54 ... Transfer unit 55 ... Two-dimensional detector 60 ... Diffuser 61 ... Spatial light modulator (LED array) 61 '... Spatial light modulator 62 Spatial light modulator 63 ... Imaging lens (multiple imaging optical system) 63a ... Imaging lens 63b ... Lens array 64 ... Polarizer 65 ... Analyzer 66 ... Incoherent light beam 66 '... Coherent light beam 67 ... Condensing Lens 67 '... lens array 68 ... detector 68' ... Detector array 69 ... beam splitter 71 ... threshold circuit 72 ... lamp

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、処理対象となるベクトル情
報を系内に入力するための対象ベクトル入力表示手段
と、この入力された処理対象となるベクトル情報を多重
複製するための対象ベクトル多重化手段と、この多重化
された処理対象となるベクトル情報からその多重度分だ
け並列的に複数の特徴量を抽出して新たに特徴ベクトル
として変換・出力するための特徴ベクトル変換出力手段
とから構成されたことを特徴とする特徴ベクトル抽出装
置。
1. At least a target vector input display means for inputting vector information to be processed into the system, and a target vector multiplexing means for multiple duplicating the input vector information to be processed. , Feature vector conversion output means for extracting a plurality of feature amounts in parallel from the multiplexed vector information to be processed and newly converting / outputting as a feature vector. A feature vector extraction device characterized by the above.
【請求項2】 少なくとも、比較対象となるベクトル情
報を入力し特徴ベクトルに変換出力するための特徴ベク
トル抽出装置と、この特徴ベクトル抽出装置から出力さ
れる特徴ベクトルを系内に表示するための特徴ベクトル
入力手段と、比較の基準となるベクトルを入力するため
の参照ベクトル入力手段と、入力された特徴ベクトルと
比較の基準となるベクトルの類似性を計算するための類
似性マッチング手段と、類似性の高さを判断するための
類似度判定手段とにより構成される情報処理装置におい
て、前記特徴ベクトル抽出装置として請求項1記載の特
徴ベクトル抽出装置により構成したことを特徴とする情
報処理装置。
2. A feature vector extraction device for inputting at least vector information to be compared and converting and outputting to a feature vector, and a feature for displaying the feature vector output from this feature vector extraction device in the system. Vector input means, reference vector input means for inputting a vector to be a reference for comparison, similarity matching means for calculating similarity between the input feature vector and a vector to be a reference for comparison, similarity An information processing apparatus configured by a similarity determination unit for determining the height of the information processing apparatus, wherein the characteristic vector extracting apparatus according to claim 1 is used as the characteristic vector extracting apparatus.
【請求項3】 対象となるベクトル情報を入力し特徴ベ
クトルに変換出力するめための特徴ベクトル抽出装置
と、この特徴ベクトル抽出装置から出力される特徴ベク
トルを系内に表示するための特徴ベクトル表示手段と、
認識・分類のための競合学習手段とを有する情報処理装
置において、前記競合学習手段が、類似性マッチング手
段と、重みベクトル更新表示手段と、勝利ベクトル決定
手段とを有し、さらに、前記特徴ベクトル抽出装置とし
て請求項1記載の特徴ベクトル抽出装置により構成した
ことを特徴とする情報処理装置。
3. A feature vector extraction device for inputting target vector information and converting and outputting to a feature vector, and a feature vector display means for displaying the feature vector output from this feature vector extraction device in the system. When,
In an information processing apparatus having a competitive learning means for recognition / classification, the competitive learning means has a similarity matching means, a weight vector update display means, and a winning vector determination means, and further, the feature vector An information processing device comprising the feature vector extracting device according to claim 1 as an extracting device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1139325A (en) * 1997-07-22 1999-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Similarity retrieval method and system therefor
US6192150B1 (en) 1998-11-16 2001-02-20 National University Of Singapore Invariant texture matching method for image retrieval

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