JP2634361B2 - 空間フーリエ変換装置 - Google Patents
空間フーリエ変換装置Info
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
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- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン認識などにお
ける空間フーリエ変換を用いた光情報処理技術に関す
る。
ける空間フーリエ変換を用いた光情報処理技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】パターン認識は、個人の識別をするのに
用いることができるため、例えば、指紋パターンを個人
情報として用い、これにより個人の識別をする装置が考
えられている（特開平３−２０４６２５など）。
用いることができるため、例えば、指紋パターンを個人
情報として用い、これにより個人の識別をする装置が考
えられている（特開平３−２０４６２５など）。
【０００３】パターンの相関を光演算で高速で行う方法
は種々提案されており、そのうちの一つに、合同変換相
関法（Joint Transform Correlation:ＪＴＣ）と呼ばれ
るものがある（「光情報処理におけるフーリエ変換」、
光学 21,6,392-399 ）。この方法は、Vander-Lugtの光
相関器を用いる方法（「光学的相関系位相フィルタによ
るパターン認識」、応用物理 58,6(1989) ）と比較して
パターンが書き込まれたホログラム乾板の正確な位置合
わせを必要としない、という利点がある。
は種々提案されており、そのうちの一つに、合同変換相
関法（Joint Transform Correlation:ＪＴＣ）と呼ばれ
るものがある（「光情報処理におけるフーリエ変換」、
光学 21,6,392-399 ）。この方法は、Vander-Lugtの光
相関器を用いる方法（「光学的相関系位相フィルタによ
るパターン認識」、応用物理 58,6(1989) ）と比較して
パターンが書き込まれたホログラム乾板の正確な位置合
わせを必要としない、という利点がある。
【０００４】図７は、合同変換相関法による一例を示し
たものである。高解像度の空間光変調器（ＳＬＭ）を用
いて構成したものである。入力パターンと参照パターン
とを同時にＳＬＭに書き込み、これらのパターンをもう
一度ＳＬＭで読みだし、光フーリエ変換を行ってこれら
のパターンの相関信号を得ている。
たものである。高解像度の空間光変調器（ＳＬＭ）を用
いて構成したものである。入力パターンと参照パターン
とを同時にＳＬＭに書き込み、これらのパターンをもう
一度ＳＬＭで読みだし、光フーリエ変換を行ってこれら
のパターンの相関信号を得ている。
【０００５】図８は、図７の装置で指紋パターンの認識
装置を構成したものであり、入力パターン（入力像）と
参照パターン（参照像）とをＣＲＴに同時に描画させて
一致を検出しようとするものである。図９（ａ）に示す
ように入力像（左）と参照像（右）とにより、図９
（ｂ）に示すフーリエパターンがえられる。そして、入
力像と参照像とが一致していることから、図９（ｃ）に
示すように２つの輝度の高い点が入力像，参照像の位置
に対応して左右に現れる。これにより、入力パターンと
参照パターンの一致が検出される。
装置を構成したものであり、入力パターン（入力像）と
参照パターン（参照像）とをＣＲＴに同時に描画させて
一致を検出しようとするものである。図９（ａ）に示す
ように入力像（左）と参照像（右）とにより、図９
（ｂ）に示すフーリエパターンがえられる。そして、入
力像と参照像とが一致していることから、図９（ｃ）に
示すように２つの輝度の高い点が入力像，参照像の位置
に対応して左右に現れる。これにより、入力パターンと
参照パターンの一致が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の図８の装置のよ
うに、入力パターンと参照パターンとを異なった系で入
力させているので、入力パターンは電子カメラ等を介し
て与えているため、全体的に大きなものになっている。
これはプライバシー保護の観点から、参照パターンを予
めメインシステムに登録しこれと入力パターンとの相関
をとるというシステムを採用することができないからで
ある。予め登録された参照パターンは指紋パターンとい
う重大個人情報であり、これの悪用などをさける必要が
あるからである。そのため、メインシステムに登録せず
にＩＤカードに指紋情報を予め書き込んでおき、識別す
る時に入力パターンが指紋パターン（参照パターン）と
の一致を検出することとしているのである。これによっ
てプライバシーの侵害をさけるとともに本人の確認を行
っているのである。
うに、入力パターンと参照パターンとを異なった系で入
力させているので、入力パターンは電子カメラ等を介し
て与えているため、全体的に大きなものになっている。
これはプライバシー保護の観点から、参照パターンを予
めメインシステムに登録しこれと入力パターンとの相関
をとるというシステムを採用することができないからで
ある。予め登録された参照パターンは指紋パターンとい
う重大個人情報であり、これの悪用などをさける必要が
あるからである。そのため、メインシステムに登録せず
にＩＤカードに指紋情報を予め書き込んでおき、識別す
る時に入力パターンが指紋パターン（参照パターン）と
の一致を検出することとしているのである。これによっ
てプライバシーの侵害をさけるとともに本人の確認を行
っているのである。
【０００７】このように、識別する時に、入力パターン
及び参照パターンを入力することになるので、画面の空
いた部分（図９（ａ）において入力像，参照像がない部
分）からこれらのパターンとともに背景光も同時にはい
ってくることになる。この背景光は、光フーリエ変換の
際に入力パターン及び参照パターンと重なりコントラス
トの劣化が生じることになる。そのため、一致の検出が
低下し（図９（ｃ）において輝度の高い点が不明瞭にな
る）、パターン認識の認識率の低下を招くことになる。
及び参照パターンを入力することになるので、画面の空
いた部分（図９（ａ）において入力像，参照像がない部
分）からこれらのパターンとともに背景光も同時にはい
ってくることになる。この背景光は、光フーリエ変換の
際に入力パターン及び参照パターンと重なりコントラス
トの劣化が生じることになる。そのため、一致の検出が
低下し（図９（ｃ）において輝度の高い点が不明瞭にな
る）、パターン認識の認識率の低下を招くことになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の空間フーリエ変換装置は、複数のパターン
を入力してパターンの合同フーリエ変換を行う空間フー
リエ変換装置であって、パターンの入力側に、パターン
のうち、互いに小さな相関の形状（例えば、円と三角
形、互いに傾いた四角形など、平行移動して重ねたとき
に辺が平行とならないようなもの、特に、エッジがボケ
たものが望ましい）の部分を通過するマスクを備える。
に、本発明の空間フーリエ変換装置は、複数のパターン
を入力してパターンの合同フーリエ変換を行う空間フー
リエ変換装置であって、パターンの入力側に、パターン
のうち、互いに小さな相関の形状（例えば、円と三角
形、互いに傾いた四角形など、平行移動して重ねたとき
に辺が平行とならないようなもの、特に、エッジがボケ
たものが望ましい）の部分を通過するマスクを備える。
【０００９】マスクは、パターンの大きさに対応した形
状を有することを特徴としても良い。
状を有することを特徴としても良い。
【００１０】
【作用】本発明の空間フーリエ変換装置では、複数の入
力されたパターンは、その大きさに対応した形状のマス
クを通過することにより、ノイズとなる成分が抑えられ
るとともにその外形の相関は小さなものになる。そし
て、このようなマスクを通過したパターンで、フーリエ
変換がなされるため、コントラストの劣化が少なく、マ
スクの形状に基づく成分による相関信号の強度が小さく
なる。
力されたパターンは、その大きさに対応した形状のマス
クを通過することにより、ノイズとなる成分が抑えられ
るとともにその外形の相関は小さなものになる。そし
て、このようなマスクを通過したパターンで、フーリエ
変換がなされるため、コントラストの劣化が少なく、マ
スクの形状に基づく成分による相関信号の強度が小さく
なる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の空間フーリエ変換装置の一実施例の構
成を示したもので、この装置は、レンズ121,122,123,12
4、ＳＬＭ110,112 、フィルタ114 などで構成される。
特に、ＳＬＭ110 の入力側にアパーチャ102 が設けられ
ている点に特徴を有する。
図１は、本発明の空間フーリエ変換装置の一実施例の構
成を示したもので、この装置は、レンズ121,122,123,12
4、ＳＬＭ110,112 、フィルタ114 などで構成される。
特に、ＳＬＭ110 の入力側にアパーチャ102 が設けられ
ている点に特徴を有する。
【００１２】レンズ121,122 は入力像，参照像をＳＬＭ
110 上に結像させるもので、レンズ123 はＳＬＭ110 か
ら読み出された入力像，参照像をフーリエ変換し、フー
リエパターンをＳＬＭ112 上に形成する。レンズ124 は
ＳＬＭ112 上に形成されたフーリエパターンを再度フー
リエ変換し、相関値に応じたパターン（前述の図９
（ｃ）に対応する像）を検出器（フォトダイオード，Ｐ
Ｄ）140 上に形成する。検出器140 は、これを検出し相
関信号として出力する。
110 上に結像させるもので、レンズ123 はＳＬＭ110 か
ら読み出された入力像，参照像をフーリエ変換し、フー
リエパターンをＳＬＭ112 上に形成する。レンズ124 は
ＳＬＭ112 上に形成されたフーリエパターンを再度フー
リエ変換し、相関値に応じたパターン（前述の図９
（ｃ）に対応する像）を検出器（フォトダイオード，Ｐ
Ｄ）140 上に形成する。検出器140 は、これを検出し相
関信号として出力する。
【００１３】ＳＬＭ110 は、レンズ121,122 の焦点面に
おかれ、書き込み光によって書き込まれた像を読み出し
光で読みだし、像の再生を行うためのものである（オプ
トロニクス(1985)No.4）。書き込まれた入力像，参照像
をレーザー光で再生するようになっている。これには、
図２に示すような構造を持ったいわゆるＦＬＣ−ＳＬＭ
を用いることができる。ＳＬＭ110 の入力側（アモルフ
ァスシリコン，ａ−Ｓｉ280 側）に設けられたアパーチ
ャ102 は、入力像，参照像の位置に対応した位置に固定
配置されており、図３に示すような互いに小さな相関と
なる形状で形成されている。これは一例であり、平行移
動して重ねたときに辺が平行とならないようなものであ
れば良い。マスクの大きさは、入力像，参照像の大きさ
に対応してこれらの像から背景光を除去し得る程度のも
のにしている。
おかれ、書き込み光によって書き込まれた像を読み出し
光で読みだし、像の再生を行うためのものである（オプ
トロニクス(1985)No.4）。書き込まれた入力像，参照像
をレーザー光で再生するようになっている。これには、
図２に示すような構造を持ったいわゆるＦＬＣ−ＳＬＭ
を用いることができる。ＳＬＭ110 の入力側（アモルフ
ァスシリコン，ａ−Ｓｉ280 側）に設けられたアパーチ
ャ102 は、入力像，参照像の位置に対応した位置に固定
配置されており、図３に示すような互いに小さな相関と
なる形状で形成されている。これは一例であり、平行移
動して重ねたときに辺が平行とならないようなものであ
れば良い。マスクの大きさは、入力像，参照像の大きさ
に対応してこれらの像から背景光を除去し得る程度のも
のにしている。
【００１４】特に、アパーチャ102 はエッジがボケたも
の（いわゆるソフトアパーチャ）が相関を小さくするに
は望ましく、この場合、ＳＬＭ110 のガラスに金属を蒸
着して形成することもできる。図４は、アルミニウムを
真空蒸着にて形成する様子を示したもので、マスク１０
３でアルミニウムが蒸着される部分を遮ってアパーチャ
を形成している。この場合のアパーチャの形状は同じで
も構わない。
の（いわゆるソフトアパーチャ）が相関を小さくするに
は望ましく、この場合、ＳＬＭ110 のガラスに金属を蒸
着して形成することもできる。図４は、アルミニウムを
真空蒸着にて形成する様子を示したもので、マスク１０
３でアルミニウムが蒸着される部分を遮ってアパーチャ
を形成している。この場合のアパーチャの形状は同じで
も構わない。
【００１５】ハーフミラー１３０，１３２，１３３，ミ
ラー１３４は、ＳＬＭ110,112 への読みだし光の光学系
を形成している。検出器140 は、レンズ124 の焦点面上
におかれ、一致した場合、図９（ｃ）の輝度の高い点に
対応する位置におかれる。
ラー１３４は、ＳＬＭ110,112 への読みだし光の光学系
を形成している。検出器140 は、レンズ124 の焦点面上
におかれ、一致した場合、図９（ｃ）の輝度の高い点に
対応する位置におかれる。
【００１６】入力像（入力パターン），参照像（参照パ
ターン）は、レンズ121,122 によりＳＬＭ110 上に結像
する。ここで、アパーチャ102 を通過する部分の像がＳ
ＬＭ110 上に形成される。図５は、図４の形状のアパー
チャを用いて指紋パターンの検出を行う場合のＳＬＭ11
0 上の像を示したものである。この像がレーザ光により
ＳＬＭ110 から読み出され、フーリエ変換されてフーリ
エパターンがＳＬＭ112 に書き込まれる。そしてフーリ
エパターンがＳＬＭ112 から読み出され、フーリエ変換
される。そして相関値に応じたパターンから相関信号が
出力される。
ターン）は、レンズ121,122 によりＳＬＭ110 上に結像
する。ここで、アパーチャ102 を通過する部分の像がＳ
ＬＭ110 上に形成される。図５は、図４の形状のアパー
チャを用いて指紋パターンの検出を行う場合のＳＬＭ11
0 上の像を示したものである。この像がレーザ光により
ＳＬＭ110 から読み出され、フーリエ変換されてフーリ
エパターンがＳＬＭ112 に書き込まれる。そしてフーリ
エパターンがＳＬＭ112 から読み出され、フーリエ変換
される。そして相関値に応じたパターンから相関信号が
出力される。
【００１７】ＳＬＭ110 上の像には図５のように背景光
が含まれないものになっている。そのため、相関値に応
じたパターンには背景光による成分が現れず、良好な相
関信号が得られる。ここで、アパーチャ102 が相関の大
きな形状であった場合、例えば、図６のように同じ形状
（同じ大きさの円形）であった場合、この形状成分によ
る相関が相関値に応じたパターンに重なって現れること
になる。そのため、入力パターンと参照パターンの相関
が小さいものであっても、相関強度信号が強く現れてし
まい、パターンの一致が検出しずらくなる。
が含まれないものになっている。そのため、相関値に応
じたパターンには背景光による成分が現れず、良好な相
関信号が得られる。ここで、アパーチャ102 が相関の大
きな形状であった場合、例えば、図６のように同じ形状
（同じ大きさの円形）であった場合、この形状成分によ
る相関が相関値に応じたパターンに重なって現れること
になる。そのため、入力パターンと参照パターンの相関
が小さいものであっても、相関強度信号が強く現れてし
まい、パターンの一致が検出しずらくなる。
【００１８】このように、相関の小さな形状のアパーチ
ャとすることで、コントラストの劣化を防ぎ、良好なパ
ターンの一致が検出できるようになる。そして、これを
パターン認識装置に応用することで認識率の向上をはか
ることができる。
ャとすることで、コントラストの劣化を防ぎ、良好なパ
ターンの一致が検出できるようになる。そして、これを
パターン認識装置に応用することで認識率の向上をはか
ることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上の通り本発明の空間フーリエ変換装
置によれば、互いに小さな相関をもち、パターンの大き
さに対応した形状を有するマスクを通過したパターン
で、フーリエ変換がなされるので、コントラストの劣化
が少なく、マスクの形状に基づく成分による相関信号の
強度が小さくなる。そのため、入力されたパターンの相
関信号を良好に得ることができ、特に、パターン認識装
置に用いた場合、認識率の向上に寄与することができ
る。
置によれば、互いに小さな相関をもち、パターンの大き
さに対応した形状を有するマスクを通過したパターン
で、フーリエ変換がなされるので、コントラストの劣化
が少なく、マスクの形状に基づく成分による相関信号の
強度が小さくなる。そのため、入力されたパターンの相
関信号を良好に得ることができ、特に、パターン認識装
置に用いた場合、認識率の向上に寄与することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の構成図。
【図２】ＳＬＭの構成例を示す図。
【図３】アパーチャの形状の例を示す図。
【図４】蒸着でアパーチャを形成する様子を示す図。
【図５】図４の形状のアパーチャを用いて指紋パターン
の検出を行う場合のＳＬＭ110上の像を示した図。
の検出を行う場合のＳＬＭ110上の像を示した図。
【図６】相関の大きなアパーチャの形状の例を示す図。
【図７】合同変換相関法による空間フーリエ変換装置の
一例を示した図。
一例を示した図。
【図８】図７の装置で指紋パターンの認識装置を構成し
た場合の例を示す図。
た場合の例を示す図。
【図９】図７，８の装置でフーリエ変換する様子を示す
図。
図。
１０２…アパーチャ、１１０，１１２…ＳＬＭ、１２
１，１２２，１２３，１２４…レンズ。
１，１２２，１２３，１２４…レンズ。
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のパターンを入力して前記パターン
の合同フーリエ変換を行う空間フーリエ変換装置であっ
て、 前記パターンの入力側に、前記パターンのうち互いに小
さな相関の形状の部分を通過するマスクを備えた空間フ
ーリエ変換装置。 - 【請求項２】 前記マスクは、前記パターンの大きさに
対応した形状を有することを特徴とする請求項１記載の
空間フーリエ変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325513A JP2634361B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 空間フーリエ変換装置 |
| US08/161,343 US5598485A (en) | 1992-12-04 | 1993-12-06 | Apparatus for performing a joint fourier tranform utilizing apertures of low correlation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325513A JP2634361B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 空間フーリエ変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06175182A JPH06175182A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2634361B2 true JP2634361B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=18177722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325513A Expired - Fee Related JP2634361B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 空間フーリエ変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5598485A (ja) |
| JP (1) | JP2634361B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6002499A (en) * | 1995-07-07 | 1999-12-14 | Advanced Precision Technology, Inc | Real time fingerprint sensor and verification system |
| US6856383B1 (en) | 1997-09-05 | 2005-02-15 | Security First Corp. | Relief object image generator |
| US6091838A (en) | 1998-06-08 | 2000-07-18 | E.L. Specialists, Inc. | Irradiated images described by electrical contact |
| GB2341965A (en) * | 1998-09-24 | 2000-03-29 | Secr Defence | Pattern recognition |
| US6744909B1 (en) | 1999-08-19 | 2004-06-01 | Physical Optics Corporation | Authentication system and method |
| US6631017B2 (en) * | 2000-10-12 | 2003-10-07 | Jed Khoury | Matched amplification and switch joint transform correlator |
| JP2002312771A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Omron Corp | 指紋画像入力装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138616A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | Optical correlation processing device |
| JPS57212415A (en) * | 1981-06-25 | 1982-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | Optical correlation processor |
| US4695973A (en) * | 1985-10-22 | 1987-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Real-time programmable optical correlator |
| US4832447A (en) * | 1987-12-04 | 1989-05-23 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Joint transform image correlation using a nonlinear spatial light modulator at the fourier plane |
| DE69028577T2 (de) * | 1989-06-16 | 1997-02-06 | Seiko Instr Inc | Optisches Mustererkennungsgerät |
| JP2618510B2 (ja) * | 1990-01-08 | 1997-06-11 | 住友大阪セメント株式会社 | 光相関処理装置 |
| US5119443A (en) * | 1990-06-14 | 1992-06-02 | Bahram Javidi | Nonlinear joint transform optical correlator having varying degrees of nonlinearity |
| JP2906281B2 (ja) * | 1990-09-05 | 1999-06-14 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 光学的パターン認識装置 |
| US5224173A (en) * | 1991-10-29 | 1993-06-29 | Kuhns Roger J | Method of reducing fraud in connection with employment, public license applications, social security, food stamps, welfare or other government benefits |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP4325513A patent/JP2634361B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-12-06 US US08/161,343 patent/US5598485A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06175182A (ja) | 1994-06-24 |
| US5598485A (en) | 1997-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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