JP3023694B2

JP3023694B2 - 多参照画像用光パターン認識方法

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Publication number: JP3023694B2
Application number: JP2199957A
Authority: JP
Inventors: 岩城　　忠雄; 靖幸光岡
Original assignee: セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: US5175775A; JPH0484374A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、光情報処理や光計測の分野において、CC
Dカメラなどの撮像装置から得られる多種類の二次元画
像に対し、コヒーレント光を用いた光学的相関処理を施
すことにより、自動的にパターン認識や計測を行う方法
に関する。

［発明の概要］この発明は、複数の参照画像と少なくとも１個の被相
関画像との相関処理による各相関ピークの光強度に応じ
て、各相関ピークに対応する各参照画像を透過する光強
度を実質的に変化させる合同変換相関器（Joint Transf
orm Correlator）において、上記複数の参照画像とし
て、少なくとも１つの要素に所要の目標を含む複数の参
照画像からなる参照画像集合を含む複数の参照画像集合
を用意し、この参照画像集合の各々に対して最大の相関
係数を持つ参照画像を求め、その求めた参照画像で再び
参照画像集合を形成し、この参照画像集合の各々に対し
て最大の相関係数を持つ参照画像を求めるといった工程
を次々と繰り返すことによって、最終的に全参照画像集
合の中で最も大きな相関係数を持つ参照画像を得ること
により所要の目標となる参照画像を識別する方式を用い
ることにより、多数の参照画像に対して高速に正確なパ
ターン認識ができるようにしたものである。

［従来の技術］従来の光パターン認識装置や相関処理装置において
は、合同変換相関器（Joint Transform Correlator）を
用いる方法が多くとられていた。例えば、光書き込み型
空間光変調器を用いた１例を第４図に示す。この方法に
おいては、認識の基準となる参照画像と認識の対象とな
る被相関画像を同時に隣接して配置した像を入力像63と
する。レーザ50から出射された光束はビームエキスパン
ダ51で拡大された後、ビームスプリッタ52で２光束に分
岐される。ビームスプリッタ52を透過した光束は入力像
63を照射し、入力像63をコヒーレント画像に変換する。
このコヒーレント画像を第１のフーリエ変換用レンズ29
を用いてフーリエ変換し、その変換面上に配置した光書
き込み型液晶ライトバルブ55に参照画像と被相関画像の
合同のフーリエ変換像の光強度分布を記憶させる。

次に、ビームスプリッタ52で反射された光束はミラー
58、59、偏光ビームスプリッタ56で反射されて光書き込
み型液晶ライトバルブ55を照射し、記憶されている合同
のフーリエ変換像の光強度分布をコヒーレント画像に変
換する。このコヒーレント画像は検光子の代わりに用い
られている偏光ビームスプリッタ56を透過することによ
りネガ像またはポジ像として読み出され、第２のフーリ
エ変換レンズ34でフーリエ変換され、その変換面上に配
置したCCDカメラ57で受光される。この様にすると被相
関画像と参照画像の２次元の相関係数を表す相関ピーク
を得ることができる。これら相関ピークが現れる位置
は、前記参照画像と被相関画像と光軸中心との相対的な
位置関係で一意に決まる。

上記１例は、光書き込み型空間光変調器として、反射
型の光書き込み型液晶ライトバルブを用いているが、透
過型で使用する場合にはBSO結晶（Bil2Sio20）を用いた
光書き込み型空間光変調器などがよく用いられている。
また、光書き込み型の空間光変調器を用いる代わりに、
合同のフーリエ変換像をCCDカメラで撮像し、それを液
晶テレビなどの電気書き込み型の空間光変調器に表示す
る方法もある。

第５図に入力像63の１例を示し、第６図にCCDカメラ5
7から得られる被相関画像と参照画像の２次元の相関係
数を表す一対の相関ピークを示す。しかし、この方式に
おいてさらに高速で多機能にするために、認識したい被
相関画像と、その被相関画像と相関をとるためのデータ
ベースである多くの参照画像との相関処理を一度に行う
ことは、S/N比が低下するなどの理由により困難であっ
た。そこで、我々は上記欠点を解決するために、フィー
ドバック系を有する合同変換相関器［特願平１−167758
号、特願平１−155224号、特願平１−247612号、特願平
２−5241、特願平２−5246］を提案している。通常これ
らのフィードバックの方法では、第１ステップで、各参
照画像と被相関画像との２次元の相関係数を表す各相関
ピークの光強度を測定する。第２ステップでは、得られ
た各相関ピークの光強度を、全相関ピーク中で最大の光
強度で規格化する。第３ステップでは、その規格化した
値に線形なあるいは非線形な関係で、対応する各参照画
像を透過する光強度が実質的に変化するように、参照画
像の前または後ろに配置したマスク用空間光変調器を駆
動する。以上の方法で、相関係数は、対応する参照画像
を透過する光強度にフィードバックされ、このフィード
バックが何回も繰り返されていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の合同変換相関器においては
１回のパターン認識で同時に用いることのできる参照画
像の数は多くとも、例えばアルファベットの場合では、
13文字程度であり、それ以上多くの参照画像を１度に用
いると誤った認識をする場合があった。さらに、多くの
参照画像を用いようとしても、参照画像を入力できるス
ペースには制限があるため、入力像63に一度に入力でき
る参照画像の数は限られており、これを実現するには大
きな入力像を用いるか、参照画像を縮小するしかなかっ
た。大きな入力像を用いると光学系が大きくなると同時
に価格も高くなる。また、参照画像を縮小すると、これ
を電気的に入力できる空間光変調器がないため、写真フ
ィルムのような書き換え不能な入力手段を用いるため取
り扱える参照画像の数も限定される。すなわち、従来の
合同変換相関器では文字などのような、所要の目標の数
の多い画像の認識は困難であるという課題を有してい
た。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、本発明においては、複数
個の参照画像と新たに入力する少なくとも１つの被相関
画像をコヒーレント画像に変換する手段と、前記コヒーレント画像をフーリエ変換し、前記参照画
像と被相関画像の合同のフーリエ変換画像を得る手段
と、前記合同のフーリエ変換画像を、強度分布画像に変
換し、その強度分布画像を空間光変調器に表示する手段
と、前記空間光変調器に表示した強度分布画像をコヒー
レント光を用いて読み出す手段と、前記読み出した強度
分布画像をフーリエ変換して、その画像を光検出器を用
いて相関信号に変換する手段と、前記相関信号を信号処
理して、前記参照画像と被相関画像との２次元の相関係
数をそれぞれ求める手段と、前記参照像の前または後ろ
に配置したマスク用空間光変調器によって、前記各参照
画像に対応する部分の透過率または反射率を、前記相関
係数に応じて変化させる手段を有する光パターン認識装
置における光パターン認識方式において、少なくとも１
つの集合要素に所要の目標を含む複数の参照画像からな
る参照画像集合を含む複数の参照画像集合の各々の集合
に対して最大の相関係数を持つ参照画像を求める第１の
工程と、前記最大の相関係数を持つ参照画像を用いて新
たな参照画像集合を構成する第２の工程と、前記第１の
工程と第２の工程を次々と繰り返すことにより、全参照
画像集合のうち最大の相関係数を求める第３の工程を有
する多参照画像用パターン認識方式を用いることによ
り、上記課題を解決した。

［作用］上記のような光パターン認識方式を用いれば、例え参
照画像の数がフィードバックを行う１回の認識工程で認
識可能な数よりも多くても、参照画像をフィードバック
を行う１回の認識工程で認識可能な数ずつの参照画像集
合を分け、上記第１の工程により、各々の参照画像集合
ごとに最も大きな相関係数を持つ参照画像を識別でき
る。次に、上記第２の工程により、フィードバックを行
う１回の認識工程で識別可能な数ずつに前記各々の参照
画像集合ごとに最も大きな相関係数を持つ参照画像を新
たな参照画像集合とし、上記第１の工程により再び各々
の参照画像集合ごとに前記第１の工程で得られた最も大
きな相関係数を持つ参照画像を識別する。このように、
上記第１の工程と第２の工程を繰り返す上記第３の工程
を施すことにより、ついには各々の参照画像集合ごとに
最も大きな相関係数を持つ参照画像の数は、フィードバ
ックを行う１回の認識工程で識別可能な参照画像の数よ
りも少なくなり、続いて上記第１の工程を施すことによ
り最終的に前参照画像集合の中で所要の目標に対応する
参照画像を認識することができるのである。

［実施例］以下に本発明による実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は、本発明による多参照画像用光パターン認
識方式の構成を示すブロック図である。複数個の参照画
像と新たに入力する少なくとも１つの被相関画像をコヒ
ーレント画像に変換する手段は、コヒーレント光源１と
マスク用空間光変調器２とコヒーレント画像生成手段３
と被相関画像入力手段10と参照画像入力手段11からな
り、前記コヒーレント画像をフーリエ変換し、前記参照
画像と被相関画像の合同のフーリエ変換画像を得る手段
は、合同フーリエ変換生成手段４からなり、前記合同の
フーリエ変換画像を、強度分布画像に変換し、その強度
分布画像を空間光変調器に表示する手段は、強度分布画
像生成手段５からなり、前記空間光変調器に表示した強
度分布画像をコヒーレント光を用いて読み出す手段およ
び前記読み出した強度分布画像をフーリエ変換して、そ
の画像を光検出器を用いて相関信号に変換する手段は、
フーリエ変換生成手段６と相関信号検出手段７からな
り、前記相関信号を信号処理して、前記参照画像と被相
関画像との２次元の相関係数をそれぞれ求める手段は、
相関係数計算手段８からなり、前記参照画像の前または
後ろに配置したマスク用空間光変調器によって、前記各
参照画像に対応する部分の透過率または反射率を、前記
相関係数に応じて変化させる手段は、比較器９とマスク
用空間光変調器２からなる。

次に、少なくとも１つの集合要素に所要の目標となる
画像が含まれている複数個の参照画像からなる参照画像
集合を含む複数の参照画像集合12の各集合に対して最大
の相関係数を持つ参照画像を求める第１の工程について
説明する。被相関画像入力手段10から被相関画像を、参
照画像入力手段11から参照画像集合12の１つの参照画像
集合を参照画像として液晶テレビ等から構成されるコヒ
ーレント画像生成手段３に入力し、これをコヒーレント
光源１からのコヒーレント光をマスク用空間光変調器２
を通して照射し、被相関画像と参照画像をコヒーレント
画像に変換する。このときマスク用空間光変調器２は一
様な透過率あるいは反射率を持っており参照画像のマス
キングは行わない。次に、前記コヒーレント画像はフー
リエ変換レンズ等で構成されるフーリエ変換生成手段４
によって合同フーリエ変換され、光書き込み型空間光変
調器等から構成される強度分布画像生成手段５に記録さ
れる。強度分布画像生成手段５によって、生成された参
照画像と被相関画像の合同のフーリエ変換強度分布画像
は、コヒーレント読み出し光源やフーリエ変換レンズな
どから構成されるフーリエ変換生成手段６によりフーリ
エ変換されて相関光信号となり、光検出器等から構成さ
れる相関信号検出手段７により検出される。相関信号検
出手段７で検出された相関信号は参照画像が複数の場合
は各参照画像に対応した複数の相関信号として信号検出
手段７から検出される。これらの相関信号検出手段７で
検出された相関信号は相関係数計算手段８により相関信
号強度に変換された後、最大の相関信号強度を基準とし
た相関係数が計算される。計算された相関係数は比較器
９に取り込まれあらかじめ記憶されていた相関係数と比
較される。最初に比較器９に記憶されている相関係数は
すべて１としておく。記憶されている相関係数と新たに
計算した相関係数の比較により得られた差が、新たに計
算した相関係数の計測ノイズ誤差よりも大きければ、新
たに計算した相関係数の値を新たに比較器９に記憶し、
新たに計算した相関係数の大きさに応じてマスク用空間
光変調器２が動作するように、マスク用空間光変調器２
にフィードバックされる。このとき、マスク用空間光変
調器２は、参照画像に照射されるコヒーレント光強度が
それに対応する相関係数の函数となるように参照画像を
マスクする。この状態で、上述したような相関処理によ
り相関係数を再び求める。このようなフィードバック過
程を何回か繰り返すことにより、ついには比較器９に記
憶されている相関係数と新たに計算した相関係数の比較
によって得られた差の全てが、新たに計算した相関係数
の計測ノイズ誤差を越えることはなくなり、最大の相関
係数を持った参照画像が求まる。このフィードバック過
程で用いる参照画像集合要素に所要の目標の参照画像が
含まれていなくても、このフィードバック過程では必ず
最大の相関係数を持った参照画像が求まり、最大の相関
係数の計算が不能になることはない。このようにして求
められた最大の相関係数を持った参照画像は参照画像入
力手段11に記憶され、比較器９に記憶されている相関係
数の値は全て１となる。さらに、マスク用空間光変調器
２は、参照画像を照射するコヒーレント光強度が一様に
なるように動作する。次に、新たな参照画像集合が参照
画像入力手段11からコヒーレント画像生成手段３に入力
され、上述の最大の相関係数を持った参照画像を求める
フィードバック過程が繰り返される。このようなフィー
ドバック過程を全ての参照画像集合について行うことに
より、各参照画像集合で最も大きな相関係数を持った参
照画像が全て参照画像入力手段11に記憶される。以上
が、少なくとも１つの集合要素に所要の目標となる画像
が含まれている複数個の参照画像からなる参照画像集合
を含む複数の参照画像集合12の各集合に対して最大の相
関係数を持つ参照画像を求める第１の工程である。

次に、前記最大の相関係数を持つ参照画像を用いて新
たな参照画像集合を構成する第２の工程を説明する。こ
れは、前記第１の工程終了後に前記の参照画像入力手段
11に記憶されている全ての参照画像を、フィードバック
を行う１回の認識工程で識別可能な数ずつの参照画像の
集合に分けて新たな参照画像の集合要素とし、それら新
たな参照画像集合要素を用いて新たに複数の参照画像集
合12を構成する工程である、初期の参照画像集合要素の
数が、フィードバックを行う１回の認識工程で識別可能
な数よりも少ない場合は、新たな参照画像集合要素の数
は１となる。

そして、前記第１の工程と第２の工程を次々と繰り返
すことにより、全参照画像集合のうち最大の相関係数を
もつ参照画像を求める第３の工程を行い所要の目標の参
照画像を唯一つだけ求める。

第２図に、本発明の多参照画像用光パターン認識方式
を用いたパターン認識装置の１実施例の構成を示す。複
数個の参照画像と新たに入力する少なくとも１つの被相
関画像をコヒーレント画像に変換する手段は、第１のLE
D13、第１のコリメータレンズ14、第１の液晶テレビ1
5、第１のビームスプリッタ16、第２のビームスプリッ
タ17、第２のLED18、第２のコリメータレンズ19、第２
の液晶テレビ20、第３のLED21、第３のコリメータレン
ズ22、第３の液晶テレビ23、第１のCCDカメラ24、第１
の液晶テレビ駆動部25、結像レンズ26、第１の光書き込
み型液晶ライトバルブ27、第１の偏光ビームスプリッタ
28、第１のレーザ30、第１のビームエキスパンダ31、第
１の光書き込み型液晶ライトバルブ駆動部41、第１のLE
D駆動部42、第２のLED駆動部43、第３のLED駆動部44、
第１のレーザ駆動部45からなり、前記コヒーレント画像
をフーリエ変換し、前記参照画像と被相関画像の合同の
フーリエ変換画像を得る手段は、第１のフーリエ変換レ
ンズ29からなり、前記合同のフーリエ変換画像を、強度
分布画像に変換し、その強度分布画像を空間光変調器に
表示する手段は、第２の光書き込み型液晶ライトバルブ
32、第２の光書き込み型液晶ライトバルブ駆動部46から
なり、前記空間光変調器に表示した強度分布画像をコヒ
ーレント光を用いて読み出す手段は、第２の偏光ビーム
スプリッタ33、第２のレーザ36、第２のビームエキスパ
ンダ37、第２のレーザ駆動部47よりなり、前記読み出し
た強度分布画像をフーリエ変換して、その画像を光検出
器を用いて相関信号に変換する手段は、第２のフーリエ
変換レンズ34、フォトダイオードアレイ35からなり、前
記相関信号を信号処理して、前記参照画像と被相関画像
との２次元の相関係数をそれぞれ求める手段は、A/D変
換器38、コンピュータ39からなり、前記参照画像の前ま
たは後ろに配置したマスク用空間光変調器によって、前
記各参照画像に対応する部分の透過率または反射率を、
前記相関係数に応じて変化させる手段は、第１のD/A変
換器40、第４の液晶テレビ48、第４の液晶テレビ駆動部
49からなる。このとき、第１の光書き込み型液晶ライト
バルブ27は、第１のフーリエ変換レンズ29の前焦点面上
に配置されており、第２の光書き込み型液晶ライトバル
ブ32は、第１のフーリエ変換レンズ29の後焦点面上で第
２のフーリエ変換レンズ34の前焦点面上に配置されてお
り、フォトダイオードアレイ35は、第２のフーリエ変換
レンズ34の後焦点面上に配置されている。

まず、第２の液晶テレビ20と第３の液晶テレビ23は光
を透過しない状態、あるいは第２のLED18と第３のLED21
は発光しない状態とする。このとき、第１のCCDカメラ2
4から入力された、例えば文字や物体像などの、被相関
画像は第１の液晶テレビ駆動部25を介して第１の液晶テ
レビ15に表示されている。第１のLED13から出射された
インコヒーレント光は第１のコリメータレンズ14で平行
光束にされた後、前記第１の液晶テレビ15に表示された
被相関画像をインコヒーレント画像に変換し、第１のビ
ームスプリッタ16と第２のビームスプリッタ17を透過し
た後、結像レンズ26によって第１の光書き込み型液晶ラ
イトバルブ27の光書き込み面上に結像され記録される。
つぎに、コンピュータ39内のメモリに蓄積されている参
照画像集合のうち任意の１つが第２のD/A変換器72によ
ってデジタル画像信号からアナログ画像信号に変換され
た後、第２の液晶テレビ駆動部73を介して第２の液晶テ
レビ20に表示される。つぎに、コンピュータ39からの参
照画像書き込み命令によって、第２のLED駆動部43が動
作し第２のLED18を発光させる。第２のLED18から照射さ
れたインコヒーレント光は、第２のコリメータレンズ19
によって平行光束に変換された後、前記第２の液晶テレ
ビ20に表示されている参照画像集合を照射しこれをイン
コヒーレント画像に変換する。インコヒーレント画像に
変換された前記参照画像集合は、第２のビームスプリッ
タ17で反射された後結像レンズ26により光書き込み型液
晶ライトバルブ27の光書き込み面に結像され、上記被相
関画像とともに重ね書きされる。第７図に、上述のよう
にして光書き込み型液晶ライトバルブ27に書き込まれた
被相関画像と参照画像集合の１実施例を示す。第７図に
おいては、被相関画像Ｅの回りの円周上に参照画像集合
Ｏ、Ｅ、Ｒ、Ｍ、Ｗ、Ｙ、Ｋ、Ｇ、Ｕ、Ｊ、Ａ、Ｂ、Ｈ
が配列されている。もちろん、第１の液晶テレビ15に被
相関画像を第２の液晶テレビ20に参照画像集合を同時に
入力しておき、当該被相関画像と参照画像集合を同時に
第１の光書き込み型液晶ライトバルブ27に重ね書きして
もよいことは言うまでもない。

一方、コンピュータ39からの信号によって第１のレー
ザ駆動部45が動作し、第１のレーザ30を発光させる。第
１のレーザ30から出射したコヒーレント光は、第１のビ
ームエキスパンダ31で拡大された後、第１の偏光ビーム
スプリッタ28と第４の液晶テレビ48を介して、前記第１
の光書き込み型液晶ライトバルブ27に書き込まれた被相
関画像と参照画像集合をコヒーレント画像として読み出
す。このとき、少なくとも前記被相関画像と参照画像集
合が書き込まれている部分に照射されるコヒーレント光
が透過する部分の第４の液晶テレビ48は一様な光透過状
態であるものとする。ただし、参照画像集合の要素の大
きさ、あるいは当該参照画像集合の要素における透過光
量の差が大きい場合は、第１の光書き込み型液晶ライト
バルブ27に入射する各コヒーレント参照画像のフーリエ
変換像の光量が一定となるように前記参照画像集合の要
素を照射するコヒーレント光を制御するように第４の液
晶テレビ48の透過率を設定するのが好ましい（特願平２
−5241）。もちろん、第４の液晶テレビ48は、第１の光
書き込み型液晶ライトバルブ27と第１の偏光ビームスプ
リッタ28の間に設置するかわりに、第１の偏光ビームス
プリッタ28と第１のフーリエ変換レンズ29の間に設置し
てもよい。このようにして読み出されたコヒーレントな
被相関画像と参照画像集合は第４の液晶テレビ48と第１
の偏光ビームスプリッタ28を透過した後、第１のフーリ
エ変換レンズ29でフーリエ変換され、第２の光書き込み
型液晶ライトバルブ32の光書き込み面上に前記被相関画
像と参照画像集合との合同のフーリエ変換画像を形成す
る。この被相関画像と参照画像集合の合同のフーリエ変
換画像は、それらが互いに干渉して生じた干渉縞となっ
ている。このようにして形成された被相関画像と参照画
像集合との合同のフーリエ変換画像は、第２の光書き込
み型液晶ライトバルブ32にフーリエ変換強度分布画像と
して記録される。

つぎに、コンピュータ39からは前記フーリエ変換強度
分布画像読み出し命令が第２のレーザ駆動部47に送ら
れ、第２のレーザが発光する。第２のレーザ36から出射
されたコヒーレント光は、第２のビームエキスパンダ37
で拡大された後、第２の偏光ビームスプリッタ33を介し
て第２の光書き込み型液晶ライトバルブ32の読み出し面
を照射し、前記フーリエ変換強度分布画像を読み出す。
読み出されたフーリエ変換強度分布画像は第２の偏光ビ
ームスプリッタ33で反射された後、第２のフーリエ変換
レンズ34でフーリエ変換され、フォトダイオードアレイ
35上に相関函数を形成する。フォトダイオードアレイ35
の光検出部は、前記相函数の中で急峻に強度が強くなっ
ている位置（以下これを相関ピークと呼ぶ）にくるよう
に設置されている。このようにしてフォトダイオードア
レイ35で検出された被相関画像と参照画像集合の相関ピ
ークは、電気信号に変換されA/D変換器38によってデジ
タル信号になおされ、コンピュータ39に取り込まれる。
合同変換相関器はシフト可変系であり、相関ピークの現
れる位置は、上記従来の技術で説明したように、被相関
画像と参照画像集合との位置によって決まるため、あら
かじめフォトダイオードアレイ35の光検出部を設定する
位置を決めておくことができる。もちろん、相関ピーク
の検出手段としては、CCDカメラのような画像検出手段
を用いることもできる。その場合は、ノイズの影響を少
なくするためCCDカメラの直前に相関ピークが現れる位
置の光のみを透過するような光学マスクを配置して用い
るのが好ましい。

しかしながら、第１の液晶ライトバルブ27に書き込ま
れる被相関画像と参照画像集合の合同フーリエ変換画像
は、参照画像集合の要素の数すなわち参照画像の数が増
加するにつれて、これを形成する干渉縞のビジビリティ
が低下し、第１の光書き込み型液晶ライトバルブ27の書
き込み光強度に対するダイナミックレンジが小さい場合
は、前記合同のフーリエ変換画像の搬送波成分の書き込
みを充分に行うことができず、前記相関ピークには多く
のノイズ成分が加わり、自己相関ピークの強度が弱くな
ったり相互相関ピークの強度が強くなったりして正確な
パターン認識ができなくなることが多い。そこで、我々
は上記欠点を解決するために、フィードバック系を有す
る合同変換相関器［特願平１−167758号、特願平１−15
5224号、特願平１−247612号、特願平２−5241、特願平
２−5246］を提案している。

つぎにフィードバック系について説明する。コンピュ
ータ39に取り込まれた相関ピーク強度信号は、参照画像
の数だけ存在する。コンピュータ39では、これら相関ピ
ーク強度のうち、最大強度のものを基準として相関ピー
ク強度を規格化した相関ピーク強度比を計算する。この
相関ピーク強度比は、第１図で示した実施例の説明で用
いた相関係数に対応する。このようにして計算された各
参照画像集合要素に対する相関ピーク強度比はフィード
バック伝達函数を介して第４の液晶テレビの駆動信号に
変換され、第１のD/A変換器40に送られる。ここで、フ
ィードバック伝達函数は相関ピーク強度比に対応した液
晶テレビ駆動信号を生成するために用いられ、例えば、
第８図に示すような非線形函数を用いる。第８図には、
フィードバック伝達函数の１例として、Ｙ＝（1/2）
［１＋tanh（Ｘ−ａ）/b］で示されるシグモイド函数が
示されている。ここで、Ｙは第４の液晶テレビ48の透過
率、Ｘは相関ピーク強度比あるいは相関ピーク強度比に
参照画像集合の各要素の大きさあるいは透過光量差に応
じてこれらが一定になるように求めた前記第４の液晶テ
レビ48の透過率を掛けたもの、ｂは当該シグモイド函数
の非線形性を決めるパラメータ、ａは当該シグモイド函
数の閾値を決めるパラメータである。第８図においては
ａ＝0.7、ｂ＝0.1の場合が示してある。このように、フ
ィードバック伝達函数に非線形函数を用いると画像認識
特性が向上することがわかっている（特願平２−524
6）。このようなフィードバック伝達函数によって決め
られた第４の液晶テレビ48の駆動信号は、第１のD/A変
換器40によって例えばビデオ信号のようなアナログ信号
に変換され第４の液晶テレビ駆動部49を介して第４の液
晶テレビ48を駆動する。このようにして、各参照画像を
照射するコヒーレント光強度が、これらの相関ピーク強
度比に対応するように第４の液晶テレビ48は第１のレー
ザ30からのコヒーレント光をマスクする。ただし、第２
図に示す実施例においては、第１の液晶ライトバルブ27
の読み出し光は第４の液晶テレビ48を２回透過するた
め、第４の液晶テレビ48の各参照画像を読み出すための
コヒーレント光の透過率はＹの正の平方根となるように
設定されている。このようにしてマスクされた被相関画
像と参照画像集合を用いて、再び合同変換相関といった
後、再びフィードバックを行うという過程を次々と行う
ことにより所望の画像認識を行うことができる。

第９図は、第７図に示す被相関画像および参照画像集
合を第１の光書き込み型液晶ライトバルブに書き込ん
で、上記に示したフィードバックを繰り返したときの相
関ピーク強度比の変化を示したグラフである。第９図に
示すように、フィードバック系を有する合同変換相関器
は数回のフィードバックを繰り返すことによって、被相
関画像を正確に認識することができることがわかる。し
かしながら、フィードバック系を有する合同変換相関器
を用いても、１度にアルファベット26文字を参照画像集
合として用いて正確な認識を行うことは困難である。ま
た、アルファベット26文字を13文字づつの２参照画像集
合に分けて画像認識を行う場合において、所要の目標を
含んでいない参照画像集合を用いてもいづれかの参照画
像を被相関画像と同一なものとして認識してしまう。例
えば、第７図に示す入力画像において、被相関画像は代
えないで、参照画像集合としての残りの13文字のアルフ
ァベットＣ、Ｄ、Ｆ、Ｉ、Ｌ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｓ、Ｔ、
Ｖ、Ｘ、Ｚを第２図に示す実施例に用いて上述のフィー
ドバックによる認識を行うと、被相関画像としてＥを用
いているにもかかわらず、Ｆが被相関画像として用いら
れたものと誤認識してしまう。そこで、正しく認識され
たＥと誤認識されたＦを用いて新たな参照画像集合（こ
の場合は集合要素の数は２である）を構成し、被相関画
像として再びＥを用い、第２図に示す実施例に示したフ
ィードバック過程に基づいて画像認識を行うと、正しく
Ｅを認識した。このようにして、アルファベット26文字
全てについて正しい画像認識が可能となった。

以上説明した過程を、再び第２図に示す実施例に基づ
いて説明する。第２図に示す実施例に、第７図に示す入
力画像を用いると被相関画像がＥであることを認識する
ことは、既に説明した。そこで、この認識された参照画
像Ｅをコンピュータ39のメモリに記憶させる。なお、上
述の認識過程が終了したことは、各参照画像に対する相
関ピーク強度比の総和の変化率が所定の値以下であり、
最大の相関ピーク強度比と２番目に大きな相関ピーク強
度比の差が所定の値以上になることが同時に満たされる
ことにより判定する。

つぎに、第１の光書き込み型液晶ライトバルブ27に書
き込まれている画像を全て消去する。そして、第２の液
晶テレビ20と第３の液晶テレビ23は光を透過しない状
態、あるいは第２のLED18と第３のLED21は発光しない状
態とする。このとき、第１のCCDカメラ24から入力され
た被相関画像は第１の液晶テレビ駆動部25を介して第１
の液晶テレビ15に表示されたままとなっている。第１の
LED13から出射されたインコヒーレント光は第１のコリ
メータレンズ14で平行光束にされた後、前記第１の液晶
テレビ15に表示された被相関画像をインコヒーレント画
像に変換し、第１のビームスプリッタ16と第２のビーム
スプリッタ17を透過した後、結像レンズ26によって第１
の光書き込み型液晶ライトバルブ27の光書き込み面上に
結像され記録される。つぎに、コンピュータ39内のメモ
リに蓄積されている参照画像集合のうち使用されていな
い任意の１つが第３のD/A変換器75によってデジタル画
像信号からアナログ画像信号に変換された後、第３の液
晶テレビ駆動部74を介して第３の液晶テレビ23に表示さ
れる。つぎに、コンピュータ39からの参照画像集合書き
込み命令によって、第３のLED駆動部44が動作し第３のL
ED21を発光させる。第３のLED21から照射されたインコ
ヒーレント光は、第３のコリメータタレンズ22によって
平行光束に変換された後、前記第３の液晶テレビ23に表
示されている参照画像集合を照射しこれをインコヒーレ
ント画像に変換する。インコヒーレント画像に変換され
た前記参照画像集合は、第１のビームスプリッタ16で反
射された後第２のビームスプリッタ17を透過し結像レン
ズ26により第１の光書き込み型液晶ライトバルブ27の光
書き込み面で結像され、上記被相関画像とともに重ね書
きされる。本実施例では、第２の参照画像集合として第
７図に示す入力画像の例と同様に、被相関画像Ｅの周り
の円周上に参照画像集合Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｉ、Ｌ、Ｎ、Ｐ、
Ｑ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｘ、Ｚが配列されているものを用い
た。もちろん、第１の液晶テレビ15に被相関画像を第３
の液晶テレビ23に参照画像集合を同時に入力しておき、
当該被相関画像と参照画像集合を同時に第１の光書き込
み型液晶ライトバルブ27に重ね書きしてもよいことは言
うまでもない。

このようにして第１の光書き込み型液晶ライトバルブ
27に書き込まれた被相関画像と参照画像集合を用いて、
上記のフィードバック系を有する合同変換相関器の画像
認識過程に従って画像認識を行うと、被相関画像が参照
画像Ｆと一致するという結果が得られる。この結果よ
り、参照画像Ｆをコンピュータ39のメモリに記憶させ
る。アルファベットの認識においては、参照画像集合と
してはこれが全てである。そこで、コンピュータ39のメ
モリに記憶されている参照画像ＥとＦを用いて新たな参
照画像集合を形成し、これを第２のD/A変換器72によっ
てアナログ信号に変換した後、第２の液晶テレビ駆動部
73を介して第２の液晶テレビ20に表示する。以下、上記
と同様にして被相関画像と参照画像集合を第１の光書き
込み型液晶ライトバルブ27に書き込み、これらを用いて
フィードバック系を有するジョイント変換相関器の画像
認識過程に従って画像認識を行うと最終的に被相関画像
が参照画像Ｅに一致するという正しい認識結果が得られ
る。

上述の実施例においては、対象となる全参照画像の数
が26と少ないため、新たに作り出す参照画像集合は１つ
でよかったが、例えばアルファベットおよびカタカナお
よび数字および句読点さらには計算記号を含めた文字の
認識を行う場合（例えばOCR文字の認識）には、対象と
なる参照画像の数は少なくとも170以上となる。このと
き参照画像集合の最大の要素数を10とすれば、１つの被
相関画像を認識するためには、最初に17の参照画像集合
を用いて画像認識を行い、つぎにその結果認識された参
照画像を用いて新たに少なくとも２つの参照画像集合作
りだし、当該作りだした新たな参照画像集合を用いて画
像認識を行い、その結果認識された参照画像を用いて再
び新たな参照画像集合を１つ作ることができ、当該再び
新たに作りだした参照画像集合を用いて画像認識を行う
ことにより最終的に所望の認識結果を得ることができ
る。もちろん、このことは文字に限らず一般の画像を扱
う場合にも同様のことがいえる。

以上説明したように、参照画像の数が多い場合は、新
たに作り出す参照画像集合の数が増えると同様に、それ
に伴って認識過程におけるフィードバックの回数が多く
なり、１つの被相関画像を認識するのに要する時間が長
くなる。このような問題を回避する直接的な方法の１つ
は、第１の光書き込み型液晶ライトバルブ27や第２の光
書き込み型液晶ライトバルブ32として高速で動作する光
書き込み型液晶ライトバルブを用いることである。その
１例として、第２図の実施例で用いた光書き込み型液晶
ライトバルブについて説明する。

第11図は、第２図の実施例で用いた光書き込み型液晶
ライトバルブの構造を示す断面図である。液晶分子を狭
持するためのガラスやプラスチックなどの透明基板63
a、63bは、表面に透明電極層64a、64b、透明基板の法線
方向から75度から85度の範囲の角度で一酸化珪素を斜方
蒸着した配向膜層65a、65bが設けられている。透明基板
63aと63bはその配向膜層65a、65b側を、スペーサ71を介
して間隙を制御して対向させ、強誘電性液晶66を狭持す
るようになっている。また、光による書き込み側の透明
電極層64a上には光導電層67、遮光層68、誘電体ミラー6
9が配向膜65aとの間に積層形成され、書き込み側の透明
基板63aと読み出し側の透明基板63bのセル外面には、無
反射コーディング70a、70bが形成されている。つぎに、
上記構造を持つ光書き込み型液晶ライトバルブ27あるい
は32を初期化する方法を示す。第１の方法は、一度光書
き込み型液晶ライトバルブの書き込み面全面を光照射
し、その明時の動作閾値電圧の最大値よりも充分に高い
直流バイアス電圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重
畳した直流バイアス電圧を透明電極層64aと64bの間に印
加して、強誘電性液晶分子を一方向の安定状態にそろ
え、その状態をメモリさせる。第２の方法は、暗時の動
作閾値電圧よりも充分に高い直流バイアス電圧あるいは
100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した直流バイアス電圧を
透明電極層64a、64bの間に印加して強誘電性液晶を一方
向の安定状態にそろえ、その状態をメモリさせる方法で
ある。さらに、光書き込み型液晶ライトバルブ27あるい
は32を上記のように初期化した後の動作について説明す
る。暗時には動作閾値電圧の最小値以下であり、光照射
時には動作閾値電圧の最大値以上となる逆極性の直流バ
イアス電圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した
直流バイアス電圧を透明電極層64aと64bの間に印加しな
がら、インコヒーレント光あるいはコヒーレント光によ
って画像の書き込みを行う。光照射を受けた領域の光導
電層にはキャリアが発生し、発生したキャリアは直流バ
イアス電圧により電界方向にドリフトし、その結果動作
閾値電圧が下がり、光照射が行われた領域には動作閾値
電圧以上の逆極性のバイアス電圧が印加され、強誘電性
液晶は自発分極の反転に伴う分子の反転が起こり、もう
一方の安定状態に移行するので、画像が二値化処理され
て記憶される。二値化されて記憶された画像は、初期化
によって揃えられた液晶分子の配列の方向（またはそれ
に直角方向）に偏光軸を合わせた直線偏光の読み出し光
の照射、および、誘電体ミラー69による反射光の偏光方
向に対し、偏光軸が直角（または平行）になるように配
置された検光子を通すことにより、ポジ状態またはネガ
状態で読み出すことが出来る。上記第２図の実施例で
は、検光子として偏光ビームスプリッタ28および33を用
いている。

画像をニ値化する場合の閾値は、透明電極層64aと64b
の間に印加する交流電圧の周波数や直流バイアス電圧の
値を調整することにより、変化させることができる。ま
た、レーザのパワーを調節してフーリエ変換像の光強度
を変化させることにより、実質的な閾値を変化させた場
合と同じ効果が得られる。

上記実施例において、誘電体ミラー69の可視光反射率
が充分に大きく、光導電層67に対して読み出し光の影響
が極めて小さい場合は遮光層68を省略することができ
る。さらに、光導電層67の読み出し光に対する反射率が
充分大きく光導電層67に対して読み出し光の影響が極め
て小さいときは、誘電体ミラー69をも省略することがで
きる。

上記の光書き込み型液晶ライトバルブは、画像の記録
時間が数十μsecから数百μsecと極めて短いため高速で
画像の書き込みができる。これは、従来のTN液晶を用い
た光書き込み型液晶ライトバルブの数百分の一から千分
の一の書き込み時間である。このような高速の光書き込
み型液晶ライトバルブを用いた場合、被相関画像と参照
画像集合を入力するための液晶テレビ15、20、23の動作
速度が本発明の多参照画像用光パターン認識方式を用い
た光パターン認識装置の動作速度をきめる。通常市販さ
れている液晶テレビはフレームレート30Hzで動作するた
め、特に単純マトリックス型液晶テレビを用いるとき
は、第１の光書き込み型液晶ライトバルブに被相関画像
と参照画像集合を書き込むのに16msec以上の時間、書き
込み光を照射しなければ充分な画像が書き込めない。こ
れをより高速に動作させるために第２図に示す実施例で
は、参照画像集合を書き込むための液晶テレビとして、
第２の液晶テレビ20と第３の液晶テレビ23の２つを用い
ているのである。しかし、被相関画像および参照画像集
合を書き込むための画像入力手段として、イットリウム
鉄ガーネットやガドリニウム鉄ガーネットなどの磁気光
学効果を有する光変調材料を用いた電気アドレス可能な
空間光変調器や、強誘電性液晶を用いた液晶テレビを画
像入力手段として用い、高速な画像入力ができる場合
は、参照画像集合入力手段は１つでもかまわない。

第２図に示す実施例においては、外部から被相関画像
を入力する場合を示したが、既にコンピュータ内に記憶
された画像の認識を行う場合も本発明の多参照画像用光
パターン認識方式を用いた光パターン認識装置を用いる
ことができる。第３図は、本発明の多参照画像用光パタ
ーン認識方式を用いた光パターン認識装置の１実施例を
示す構成図であり、50はレーザ、51はビームエキスパン
ダ、52はビームスプリッタ、53は光シャッタ、54は液晶
テレビ、55は光書き込み型液晶ライトバルブ、56は偏光
ビームスプリッタ、57はCCDカメラ、58は第１のミラ
ー、59は第２のミラー、60はD/A変換器、61はコンピュ
ータ、76は液晶テレビ制御部である。本実施例が第２図
に示す実施例と異なってる点は、被相関画像および参照
画像の入力を液晶テレビ54のみで行っていることと、被
相関画像は外部から取り込まれないでコンピュータ61に
既に記憶されている画像を用いていることである。レー
ザ50から出射されたコヒーレント光は、ビームエキスパ
ンダ51で所定のビーム径に拡大された後、ビーブスプリ
ッタ52で２光束に分けられる。前記２光束に分けられた
光束の内ビームスプリッタ52を透過した光束は、光シャ
ッタ53に到達する。光シャッタ53が透過状態のとき、前
記ビームスプリッタ52を透過した光束は液晶テレビ54に
達する。当該液晶テレビ54には、例えば第７図に示すよ
うな被相関画像と参照画像集合からなる入力画像が表示
されている。ただし、参照画像集合は各参照画像を透過
する光量が一定となるような入力規格化係数に対応する
グレイスケールが重畳されて表示されている。前記液晶
テレビ54に達した光束は当該入力画像をコヒーレント画
像を変換し、変換された当該コヒーレント画像は第１の
フーリエ変換レンズ29でフーリエ変換され、光書き込み
型液晶テレビ55の光書き込み面上に合同フーリエ変換画
像を形成する。光書き込み型液晶ライトバルブ55として
第11図に示すような光変調材料として強誘電性液晶を用
いたものを用いれば、前記合同フーリエ変換画像は当該
光書き込み型液晶ライトバルブ55に二値化された合同フ
ーリエ変換強度分布画像として記録される。一方、ビー
ブスプリッタ52で反射された光束の第１のミラー58と第
２のミラー59および偏光ビームスプリッタ56によって次
々と反射された後、光書き込み型液晶ライトバルブ55の
光読み出し面を照射し、前記合同フーリエ変換強度分布
画像を読み出し、コヒーレント合同フーリエ変換画像に
変換する。このとき、光シャッタ53は光を透過しない状
態であることが望ましい。ただし、第11図に示す光書き
込み型液晶ライトバルブに用いている誘電体ミラー69が
所定の光透過率を有しており、第３図における合同のフ
ーリエ変換強度分布画像を読み出す光を、当該光書き込
み型液晶ライトバルブの初期化光に利用する場合（特願
平２−5247）は、当該光シャッタ53は省略することがで
きる。当該コヒーレント合同フーリエ変換画像は、偏光
ビームスプリッタ56を透過し第２のフーリエ変換レンズ
34でフーリエ変換CCDカメラ57の光検出面上に被相関画
像と参照画像の相関函数を形成する。当該相関函数は電
気信号に変換された後、A/D変換器38でデジタル信号に
変換された後、コンピュータ61に取り込まれる。コンピ
ュータ61に取り込まれた相関信号は、その相関ピーク強
度を測定された後、最大の相関ピーク強度を基準とした
相関ピーク強度比として計算され、当該相関ピーク強度
比と前記入力規格化係数の積が第８図に示すフィードバ
ック伝達函数のＸ軸となるように数値変換され、D/A変
換器60を介して液晶テレビ駆動部76を達し、液晶テレブ
54に表示されている参照画像集合の各参照画像にかけら
れたグレイスケールが前記フィードバック伝達函数の各
参照画像に対する出力に対応するようにフィードバック
される。CCDカメラ57の代わりに、相関ピークが現れる
位置に光検出面を持つ複数の光検出器あるいは光検出器
アレイを用いて、直接相関ピーク強度を検出してもよい
ことはいうまでもない。このようなフィードバック過程
を数回繰り返すことにより、被相関画像と最も相関の強
い参照画像が少なくとも１つ得られることは第２図に示
す実施例で既に説明した。第２図に示した実施例同様
に、複数の参照画像集合に対して、最も相関の強い参照
画像を求めた後、これらの参照画像で再び参照画像集合
を構成するという過程を次々に行うことにより、最終的
に全参照画像集合のうち被相関画像と最も相関の強い参
照画像を得ることができる。第３図に示した実施例は、
第２図に示した実施例と比較して簡単な構成で多参照画
像用光パターン認識装置を作ることができるが、その認
識速度は液晶テレビ54の動作速度によって制限されるた
め遅くなる。

本発明の多参照画像用光パターン認識装置の第３の実
施例として、全て電気書き込み型空間光変調器を用いた
ものを第10図に示す。第10図において、62はミラーであ
る。合同フーリエ変換画像を強度分布画像に変換し、そ
の強度分布画像を空間光変調器に表示する手段は、CCD
カメラ57と第２の液晶テレビ20からなる。第１の液晶テ
レビ15に表示された入力画像の合同のフーリエ変換強度
分布画像をCCDカメラ57を用いて合同のフーリエ変換強
度分布画像信号に変換し、その信号を第２の液晶テレビ
駆動部73を介して第２の液晶テレビ20に入力することに
よって、合同のフーリエ変換画像の強度分布を表示す
る。ビームスプリッタ52で分けられた他方の光束は、ミ
ラー62で反射された後、第２の液晶テレビ20を照射す
る。それにより、合同のフーリエ変換画像の強度分布を
コヒーレント画像に変換することができる。そのコヒー
レント画像を第２のフーリエ変換レンズ34を用いて再び
フーリエ変換し、フォトダイオードアレイ35で相関ピー
クを検出して、これを電気信号に変換する。その後の処
理は、先に説明した実施例と同じである。

上記実施例において、合同のフーリエ変換強度分布画
像を第２の液晶テレビ20に表示しているが、レーザスキ
ャナーなどの走査光学系を用いて光書き込み型空間光変
調器に記憶してもよいことは言うまでもない。

上記２つの実施例においてレーザ50からの光束をビー
ムスプリッタ52を用いて２光束に分離しているが、レー
ザを２個用いてもよいことは言うまでもない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の多参照画像用光パター
ン認識方式は、26から百数十個程度と多くの参照画像を
用いたパターン認識が可能であり、文字などの多くの参
照画像を必要とするパターン認識を高速に行う場合の効
果は大きい。また、文字認識に限らず、非常に部品点数
の多いマシンビジョンシステムや指紋等の照合に対して
も与える効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多参照画像用光パターン認識方式の構
成を示すブロック図、第２図は本発明の多参照画像用光
パターン認識方式を用いた光パターン認識装置の一実施
例を示す構成図、第３図本発明の多参照画像用光パター
ン認識方式を用いた光パターン認識装置の他の実施例を
示す構成図、第４図は従来の合同変換相関器の一例を示
す構成図、第５図は従来の合同変換相関器に用いる入力
像の一例を示す図、第６図は従来の合同変換相関器にお
ける相関ピークの一例を示す図、第７図は本発明に用い
る入力画像の一例を示す図、第８図は第２図に示す本発
明の実施例に用いたフィードバック伝達関数の一例を示
す図、第９図は本発明におけるフィードバック回数と相
関ピーク強度比との関係を示す図、第10図は本発明の多
参照画像用光パターン認識方式を用いた光パターン認識
装置の他の実施例を示す構成図、第11図は本発明に用い
る光書き込み型液晶ライトバルブの一例を示す断面図で
ある。１……コヒーレント光源２……マスク用空間光変調器３……コヒーレント画像生成手段４……合同フーリエ変換生成手段５……強度分布画像生成手段６……フーリエ変換生成手段７……相関信号検出手段８……相関係数計算手段９……比較器 10……信号画像入力手段 11……参照画像入力手段 12……参照画像集合 13……第１のLED 14……第１のコリメータレンズ 15……第１の液晶テレビ 16……第１のビームスプリッタ 17……第２のビームスプリッタ 18……第２のLED 19……第２のコリメータレンズ 20……第２の液晶テレビ 21……第３のLED 22……第３のコリメータレンズ 23……第３の液晶テレビ 24……第１のCCDカメラ 25……第１の液晶テレビ駆動部 26……結像レンズ 27……第１の光書き込み型液晶ライトバルブ 28……第１の偏光ビームスプリッタ 29……第１のフーリエ変換レンズ 30……第１のレーザ 31……第１のビームエキスパンダ 32……第２の光書き込み型液晶ライトバルブ 33……第２の偏光ビームスプリッタ 34……第２のフーリエ変換レンズ 35……フォトダイオードアレイ 36……第２のレーザ 37……第２のビームエキスパンダ 38……A/D変換器 39……コンピュータ 40……第１のA/D変換器 41……第１の光書き込み型液晶ライトバルブ駆動部 42……第１のLED駆動部 43……第２のLED駆動部 44……第３のLED駆動部 45……第１のレーザ駆動部 46……第２の光書き込み型液晶ライトバルブ駆動部 47……第２のレーザ駆動部 48……第４の液晶テレビ 49……第４の液晶テレビ駆動部 50……レーザ 51……ビームエキスパンダ 52……ビームスプリッタ 53……光シャッタ 54……液晶テレビ 55……光書き込み型液晶ライトバルブ 56……偏光ビームスプリッタ 57……CCDカメラ 58……第１のミラー 59……第２のミラー 60……D/A変換器 61……コンピュータ 62……ミラー 63a、64b……透明基板 64a、64b……透明電極層 65a、65b……配向膜層 66……強誘電性液晶層 67……光導電層 68……遮光層 69……誘電体ミラー 70a、70b……無反射コーティング 71……スペーサ 72……第２のD/A変換器 73……第２の液晶テレビ駆動部 74……第３の液晶テレビ駆動部 75……第３のD/A変換器 76……液晶テレビ駆動部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の参照画像と新たに入力する少なく
とも１つの被相関画像をコヒーレント画像に変換する手
段と、前記コヒーレント画像をフーリエ変換し前記参照
画像と被相関画像の合同のフーリエ変換画像を得る手段
と、前記合同のフーリエ変換画像を強度分布画像に変換
しその強度分布画像を空間光変調器に表示する手段と、
前記空間光変調器に表示した強度分布画像をコヒーレン
ト光を用いて読み出す手段と、前記読み出した強度分布
画像をフーリエ変換してその画像を相関信号に変換する
手段と、前記相関信号を信号処理して前記参照画像と被
相関画像の２次元の相関係数を求める手段と、前記参照
画像の前または後ろに配置したマスク用空間光変調器に
よって、前記各参照画像に対応する部分の透過率または
反射率を、前記相関係数に応じて変化させる手段を有す
る光パターン認識装置の多参照画像用光パターン認識方
法であって、前記複数個の参照画像集合の各々の参照画像集合に対し
て、各参照画像集合のうち最大の相関係数を持つ参照画
像を求める第１の工程と、前記最大の相関係数を持つ参
照画像を用いて新たな参照画像集合を構成する第２の工
程と、前記第１の工程と第２の工程を次々と繰り返すこ
とにより、全参照画像集合のうち最大の相関係数を持つ
参照画像を求める第３の工程と、を有することを特徴と
する多参照画像用光パターン認識方法。