JPH0792519A - 光画像プロセッサ、光画像処理システム及び光画像相関器 - Google Patents
光画像プロセッサ、光画像処理システム及び光画像相関器Info
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- JPH0792519A JPH0792519A JP6081982A JP8198294A JPH0792519A JP H0792519 A JPH0792519 A JP H0792519A JP 6081982 A JP6081982 A JP 6081982A JP 8198294 A JP8198294 A JP 8198294A JP H0792519 A JPH0792519 A JP H0792519A
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- optical path
- optical
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
- G06E3/00—Devices not provided for in group G06E1/00, e.g. for processing analogue or hybrid data
- G06E3/001—Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements
- G06E3/005—Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements using electro-optical or opto-electronic means
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 インコヒーレント光を用いて、画像間の相対
的な移動の全てについての画像間の相関を並列に求める
ことのできる光画像プロセッサを提供する。 【構成】 ＳＬＭ１と光検出器３との間には、ＳＬＭと
ピンホールまたはレンズのマイクロオプティックアレイ
２とが設けられている。ＳＬＭは、アレイの各エレメン
トに対してそれぞれ絵素を有し、入力ＳＬＭ１上に表示
されている画像との相関をとるためのフィルタ画像また
はテンプレート画像を表示する。出力光検出器３のアレ
イの各光検出器２３は、ＳＬＭとアレイ２の各ピンホー
ルまたはレンズ並びに画素を介して、ＳＬＭ１の各画素
を見る。従って、各光検出器３は、選択的に閉じられる
とフィルタとして働くピンホールまたはマイクロレンズ
のアレイを通じて、入力から光を受け取る。
的な移動の全てについての画像間の相関を並列に求める
ことのできる光画像プロセッサを提供する。 【構成】 ＳＬＭ１と光検出器３との間には、ＳＬＭと
ピンホールまたはレンズのマイクロオプティックアレイ
２とが設けられている。ＳＬＭは、アレイの各エレメン
トに対してそれぞれ絵素を有し、入力ＳＬＭ１上に表示
されている画像との相関をとるためのフィルタ画像また
はテンプレート画像を表示する。出力光検出器３のアレ
イの各光検出器２３は、ＳＬＭとアレイ２の各ピンホー
ルまたはレンズ並びに画素を介して、ＳＬＭ１の各画素
を見る。従って、各光検出器３は、選択的に閉じられる
とフィルタとして働くピンホールまたはマイクロレンズ
のアレイを通じて、入力から光を受け取る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光画像プロセッサに関
する。このようなプロセッサは、インコヒーレント適応
型光画像相関器として使用され得る。また、本発明は、
光画像処理システム、及び光画像相関器にも関する。
する。このようなプロセッサは、インコヒーレント適応
型光画像相関器として使用され得る。また、本発明は、
光画像処理システム、及び光画像相関器にも関する。
【０００２】
【従来の技術】英国特許第１３１９９７７号には、光メ
モリを用いる情報変換システムが記載されている。この
システムでは、光メモリとして、露光・現像された写真
乳剤が用いられている。制御可能な光源のアレイが、そ
れぞれの光源に対して１つのメモリエレメントを有して
いる光メモリに照明をあてる。各メモリエレメントは、
光検出器のアレイの上に光パターンを作り出す。光検出
器は、光パターンを組み合わせて光源の照明状態を示す
出力を与える。
モリを用いる情報変換システムが記載されている。この
システムでは、光メモリとして、露光・現像された写真
乳剤が用いられている。制御可能な光源のアレイが、そ
れぞれの光源に対して１つのメモリエレメントを有して
いる光メモリに照明をあてる。各メモリエレメントは、
光検出器のアレイの上に光パターンを作り出す。光検出
器は、光パターンを組み合わせて光源の照明状態を示す
出力を与える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記情報変換システム
では、光メモリとして、例えば、光源からコヒーレント
光を発するときにはホログラム素子を、インコヒーレン
ト光に対してはマイクロフィルム及びレンズシステムを
用いている。しかし、いずれの場合であっても、光メモ
リには予め所定の内容が記憶されており、光メモリの内
容を変更することはできない。このため、上記情報変換
システムは、プログラムされた読み取り専用記憶装置と
光学的に等価であり、光源の入力信号に所定の符号化ま
たは所定の復号化を施すためにしか用いることができな
い。
では、光メモリとして、例えば、光源からコヒーレント
光を発するときにはホログラム素子を、インコヒーレン
ト光に対してはマイクロフィルム及びレンズシステムを
用いている。しかし、いずれの場合であっても、光メモ
リには予め所定の内容が記憶されており、光メモリの内
容を変更することはできない。このため、上記情報変換
システムは、プログラムされた読み取り専用記憶装置と
光学的に等価であり、光源の入力信号に所定の符号化ま
たは所定の復号化を施すためにしか用いることができな
い。
【０００４】近年、光学的に画像間の相関をとることが
できるプロセッサとして、レンズが有するフーリエ変換
能を利用するものが提案されている。しかし、このよう
な光画像プロセッサでは、レンズのフーリエ変換能のみ
に頼っているために、コヒーレント光しか用いることが
できないという問題がある。
できるプロセッサとして、レンズが有するフーリエ変換
能を利用するものが提案されている。しかし、このよう
な光画像プロセッサでは、レンズのフーリエ変換能のみ
に頼っているために、コヒーレント光しか用いることが
できないという問題がある。
【０００５】英国特許公開公報第２２２８１１８号に
は、ホログラム素子または屈折素子のアレイによって光
学的に相互結合されている入力絵素のアレイ及び出力光
検出器のアレイを備えている光プロセッサが記載されて
いる。空間光変調器は、光学的な相互結合を制御するよ
うに入力アレイと出力アレイとの間に設置されている。
しかし、ここでは、入力アレイと出力アレイとがどのよ
うに相互結合されているかという例は開示されていな
い。
は、ホログラム素子または屈折素子のアレイによって光
学的に相互結合されている入力絵素のアレイ及び出力光
検出器のアレイを備えている光プロセッサが記載されて
いる。空間光変調器は、光学的な相互結合を制御するよ
うに入力アレイと出力アレイとの間に設置されている。
しかし、ここでは、入力アレイと出力アレイとがどのよ
うに相互結合されているかという例は開示されていな
い。
【０００６】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、インコヒーレント光を用いて画像間の相対
的な移動のすべてについて、並列に画像間の相関を求め
ることができる光画像プロセッサ、このようなプロセッ
サを有する光画像システム、及び光画像相関器を提供す
ることが本発明の目的である。
ものであり、インコヒーレント光を用いて画像間の相対
的な移動のすべてについて、並列に画像間の相関を求め
ることができる光画像プロセッサ、このようなプロセッ
サを有する光画像システム、及び光画像相関器を提供す
ることが本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光画像プロセッ
サは、光検出器のアレイと、Ｘ個の第一の画像絵素の第
一のアレイを形成する第一の画像形成手段であって、Ｘ
は１より大きい整数である第一の画像形成手段と、一組
の光路規定手段と、第二の画像絵素の第二のアレイを形
成する第二の画像形成手段とを備えている光画像プロセ
ッサであって、該第一の画像形成手段及び該第二の画像
形成手段のうちの少なくとも一方は、絵素のそれぞれが
独立に制御可能な光学透過率を有している空間光変調器
を有しており、該一組の光路規定手段はＹ個の光路規定
手段を有しており、Ｙは１より大きい整数であり、該第
二のアレイはＹ個の該第二の画像絵素を有しており、該
第二の絵素のそれぞれは、該光路規定手段の一つによっ
て規定される光路を変調するように配置されており、該
光検出器のｉ番目の光検出器は、Ｚｉ個の該光路規定手
段のサブセットと協同して、該ｉ番目の光検出器と該第
一の画像絵素のうちａ−Ｓｉ・ＴＦＴのＺｉ個との間で
Ｚｉ個の光路をぞれぞれ規定し、Ｚｉは１より大きい整
数でかつＸ以下であり、Ｚｉ個の該光路規定手段のサブ
セットのそれぞれは他の全てのサブセットとは異なり、
そのことにより上記目的が達成される。
サは、光検出器のアレイと、Ｘ個の第一の画像絵素の第
一のアレイを形成する第一の画像形成手段であって、Ｘ
は１より大きい整数である第一の画像形成手段と、一組
の光路規定手段と、第二の画像絵素の第二のアレイを形
成する第二の画像形成手段とを備えている光画像プロセ
ッサであって、該第一の画像形成手段及び該第二の画像
形成手段のうちの少なくとも一方は、絵素のそれぞれが
独立に制御可能な光学透過率を有している空間光変調器
を有しており、該一組の光路規定手段はＹ個の光路規定
手段を有しており、Ｙは１より大きい整数であり、該第
二のアレイはＹ個の該第二の画像絵素を有しており、該
第二の絵素のそれぞれは、該光路規定手段の一つによっ
て規定される光路を変調するように配置されており、該
光検出器のｉ番目の光検出器は、Ｚｉ個の該光路規定手
段のサブセットと協同して、該ｉ番目の光検出器と該第
一の画像絵素のうちａ−Ｓｉ・ＴＦＴのＺｉ個との間で
Ｚｉ個の光路をぞれぞれ規定し、Ｚｉは１より大きい整
数でかつＸ以下であり、Ｚｉ個の該光路規定手段のサブ
セットのそれぞれは他の全てのサブセットとは異なり、
そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】前記プロセッサは、前記ｉ番目の光検出器
は、ＺｉがＸと等しくなるように、前記光路のうちのそ
れぞれによって、前記第一の画像絵素のそれぞれに接続
されていてもよい。
は、ＺｉがＸと等しくなるように、前記光路のうちのそ
れぞれによって、前記第一の画像絵素のそれぞれに接続
されていてもよい。
【０００９】前記プロセッサは、前記光検出器のアレ
イ、前記第一のアレイ、前記一組の光路規定手段、及び
前記第二のアレイのそれぞれは二次元アレイであっても
よい。前記プロセッサは、前記光検出器のアレイ、前記
第一のアレイ、前記一組の光路規定手段、及び前記第二
のアレイのそれぞれは二次元アレイであり、該光検出器
のアレイはＡ×Ｂのアレイを有しており、該第一のアレ
イはＣ×Ｄのアレイを有しており、該一組の光路規定手
段及び該第二のアレイのそれぞれは（Ａ＋Ｃ−１）×
（Ｂ＋Ｄ−１）のアレイを有しており、Ａ、Ｂ、Ｃ及び
Ｄは１より大きい整数であってもよい。
イ、前記第一のアレイ、前記一組の光路規定手段、及び
前記第二のアレイのそれぞれは二次元アレイであっても
よい。前記プロセッサは、前記光検出器のアレイ、前記
第一のアレイ、前記一組の光路規定手段、及び前記第二
のアレイのそれぞれは二次元アレイであり、該光検出器
のアレイはＡ×Ｂのアレイを有しており、該第一のアレ
イはＣ×Ｄのアレイを有しており、該一組の光路規定手
段及び該第二のアレイのそれぞれは（Ａ＋Ｃ−１）×
（Ｂ＋Ｄ−１）のアレイを有しており、Ａ、Ｂ、Ｃ及び
Ｄは１より大きい整数であってもよい。
【００１０】前記プロセッサは、前記光路規定手段のそ
れぞれは、集光レンズを備えていてもよい。
れぞれは、集光レンズを備えていてもよい。
【００１１】前記プロセッサは、前記光路規定手段のそ
れぞれは、開口部を備えていてもよい。
れぞれは、開口部を備えていてもよい。
【００１２】前記プロセッサは、前記第一の画像形成手
段は、第一の空間光変調器を備えていてもよい。
段は、第一の空間光変調器を備えていてもよい。
【００１３】前記プロセッサは、前記第一の空間光変調
器は液晶素子を備えていてもよい。前記プロセッサは、
前記第一の画像形成手段は、イメージングレンズを備え
ていてもよい。
器は液晶素子を備えていてもよい。前記プロセッサは、
前記第一の画像形成手段は、イメージングレンズを備え
ていてもよい。
【００１４】前記プロセッサは、前記第二の画像形成手
段は、第二の空間光変調器を備えていてもよい。
段は、第二の空間光変調器を備えていてもよい。
【００１５】前記プロセッサは、前記第二の空間光変調
器は液晶素子を備えていてもよい。前記プロセッサは、
前記第二の空間光変調器は光学的にアドレス可能であっ
てもよい。
器は液晶素子を備えていてもよい。前記プロセッサは、
前記第二の空間光変調器は光学的にアドレス可能であっ
てもよい。
【００１６】前記プロセッサは、前記光路規定手段のそ
れぞれは、前記第二の絵素のそれぞれに隣接して配置さ
れていてもよい。
れぞれは、前記第二の絵素のそれぞれに隣接して配置さ
れていてもよい。
【００１７】前記プロセッサは、前記一組の光路規定手
段及び前記第二の画像形成手段は、前記光検出器のアレ
イと前記第一の画像形成手段との間に配置されていても
よい。
段及び前記第二の画像形成手段は、前記光検出器のアレ
イと前記第一の画像形成手段との間に配置されていても
よい。
【００１８】前記プロセッサは、前記一組の光路規定手
段は、前記光検出器のアレイと前記第一の画像形成手段
との間に配置されており、該第一の画像形成手段は、該
一組の光路規定手段と前記第二の画像形成手段との間に
配置されており、集光レンズが、該第一の画像形成手段
及び該第二の画像形成手段との間に設けられており、該
集光レンズは、該光路規定手段のそれぞれの上に、前記
第二の絵素のそれぞれの像を写すように配置されていて
もよい。
段は、前記光検出器のアレイと前記第一の画像形成手段
との間に配置されており、該第一の画像形成手段は、該
一組の光路規定手段と前記第二の画像形成手段との間に
配置されており、集光レンズが、該第一の画像形成手段
及び該第二の画像形成手段との間に設けられており、該
集光レンズは、該光路規定手段のそれぞれの上に、前記
第二の絵素のそれぞれの像を写すように配置されていて
もよい。
【００１９】前記プロセッサは、平行光源をさらに備え
ていてもよい。
ていてもよい。
【００２０】本発明の光画像処理システムは、複数の前
記プロセッサを備えている処理システムであって、該複
数のプロセッサは光学的に平行に配置されており、その
ことにより上記目的が達成される。
記プロセッサを備えている処理システムであって、該複
数のプロセッサは光学的に平行に配置されており、その
ことにより上記目的が達成される。
【００２１】前記処理システムは、前記プロセッサが光
学的に互いに独立であってもよい。本発明の光画像相関
器は、前記光画像プロセッサ及び前記光画像処理システ
ムのうちの少なくとも一つを備えており、そのことによ
り上記目的が達成される。
学的に互いに独立であってもよい。本発明の光画像相関
器は、前記光画像プロセッサ及び前記光画像処理システ
ムのうちの少なくとも一つを備えており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００２２】
【作用】本発明の光画像プロセッサでは、第一の画像形
成手段にはＸ個の絵素のアレイとして入力画像が表示さ
れ、第二の画像形成手段にはＹ個の絵素のアレイとして
フィルタ画像が表示される。入力画像のＺｉ個の絵素と
ｉ番目の光検出器とは、Ｚｉ個の光路によって接続され
ており、Ｚｉ個の絵素の像は、光路を変調するように配
置されたフィルタ画像のいくつかの絵素によって変調さ
れた後、ｉ番目の光検出器上に写される。ｉ番目の光検
出器は、入力画像内のＺｉ個の絵素に対応する画像とフ
ィルタ画像内の考え得る全ての画像との間の相関を示す
情報を出力する。このようにして、入力画像及びフィル
タ画像を、それぞれ第一及び第二の画像形成手段に表示
することにより、考えうる全ての相対的な移動について
の入力画像とフィルタ画像との間の相関を示す情報を並
行して求めることができる。また、第一及び第二の画像
形成手段の少なくとも一方は、光学透過率を独立に制御
することのできる絵素を有する空間光変調器で構成され
ているので、各絵素の光学透過率を変更することによっ
て、入力画像と光検出器アレイとの相互結合の重みを適
宜変更することができる。
成手段にはＸ個の絵素のアレイとして入力画像が表示さ
れ、第二の画像形成手段にはＹ個の絵素のアレイとして
フィルタ画像が表示される。入力画像のＺｉ個の絵素と
ｉ番目の光検出器とは、Ｚｉ個の光路によって接続され
ており、Ｚｉ個の絵素の像は、光路を変調するように配
置されたフィルタ画像のいくつかの絵素によって変調さ
れた後、ｉ番目の光検出器上に写される。ｉ番目の光検
出器は、入力画像内のＺｉ個の絵素に対応する画像とフ
ィルタ画像内の考え得る全ての画像との間の相関を示す
情報を出力する。このようにして、入力画像及びフィル
タ画像を、それぞれ第一及び第二の画像形成手段に表示
することにより、考えうる全ての相対的な移動について
の入力画像とフィルタ画像との間の相関を示す情報を並
行して求めることができる。また、第一及び第二の画像
形成手段の少なくとも一方は、光学透過率を独立に制御
することのできる絵素を有する空間光変調器で構成され
ているので、各絵素の光学透過率を変更することによっ
て、入力画像と光検出器アレイとの相互結合の重みを適
宜変更することができる。
【００２３】さらに、第一の画像形成手段と光検出器ア
レイとの間に光路規定手段が位置し、光路規定手段と第
二の画像形成装置との間に第一の画像形成手段が位置す
るような配置し、さらに第一の画像形成手段と第二の画
像形成手段との間に集光レンズを設けることによって、
光画像プロセッサをニューラルネットワークの学習と類
似したトレーニングが可能となる。つまり、第二の画像
形成手段の第二の絵素のそれぞれをウェイトとみなす
と、光検出器のそれぞれから得られる出力と目標とする
出力との差を用いて、全てのウェイトを同時に並行して
更新することができる。このようにして、光画像プロセ
ッサを訓練することが可能である。
レイとの間に光路規定手段が位置し、光路規定手段と第
二の画像形成装置との間に第一の画像形成手段が位置す
るような配置し、さらに第一の画像形成手段と第二の画
像形成手段との間に集光レンズを設けることによって、
光画像プロセッサをニューラルネットワークの学習と類
似したトレーニングが可能となる。つまり、第二の画像
形成手段の第二の絵素のそれぞれをウェイトとみなす
と、光検出器のそれぞれから得られる出力と目標とする
出力との差を用いて、全てのウェイトを同時に並行して
更新することができる。このようにして、光画像プロセ
ッサを訓練することが可能である。
【００２４】
【実施例】図１に示す光画像プロセッサは、絵素（画
素）の二次元アレイを有する空間光変調器（ＳＬＭ）１
を備えている。ＳＬＭ１が光源（図示せず）を二次元画
像で変調するように、各画素の光学的透過率を独立に制
御することができる。さらに、この光画像プロセッサ
は、一体に組み合わせられたＳＬＭとマイクロオプティ
ックアレイ２を備えている。ＳＬＭとマイクロオプティ
ックアレイ２は、エレメントの２次元アレイの形状であ
り、それぞれのエレメントは、ＳＬＭの画素と、集光マ
イクロレンズあるいはピンホールとを有している。ＳＬ
Ｍとマイクロオプティックアレイ２は、ＳＬＭ１と光検
出器３の二次元アレイとの間に配置されている。
素）の二次元アレイを有する空間光変調器（ＳＬＭ）１
を備えている。ＳＬＭ１が光源（図示せず）を二次元画
像で変調するように、各画素の光学的透過率を独立に制
御することができる。さらに、この光画像プロセッサ
は、一体に組み合わせられたＳＬＭとマイクロオプティ
ックアレイ２を備えている。ＳＬＭとマイクロオプティ
ックアレイ２は、エレメントの２次元アレイの形状であ
り、それぞれのエレメントは、ＳＬＭの画素と、集光マ
イクロレンズあるいはピンホールとを有している。ＳＬ
Ｍとマイクロオプティックアレイ２は、ＳＬＭ１と光検
出器３の二次元アレイとの間に配置されている。
【００２５】ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２の
エレメントは、光検出器のアレイ３のそれぞれの検出器
がＳＬＭとアレイ２の対応する１以上のエレメントを介
してＳＬＭ１の画素のそれぞれを「見る」ことができる
ように配置される。光検出器のアレイ３の検出器とＳＬ
Ｍ１の画素とを最も無駄なく結合するためには、Ａ×Ｂ
アレイである光検出器のアレイ３及びＣ×Ｄアレイであ
るＳＬＭ１に対して、ＳＬＭとアレイ２のエレメントを
（Ａ＋Ｃ−１）×（Ｂ＋Ｄ−１）アレイに構成すればよ
い。この場合には、光検出器アレイ３のうちの１つの検
出器とＳＬＭ１の１つの画素とを結ぶライン上にエレメ
ントが１つ存在することになる。
エレメントは、光検出器のアレイ３のそれぞれの検出器
がＳＬＭとアレイ２の対応する１以上のエレメントを介
してＳＬＭ１の画素のそれぞれを「見る」ことができる
ように配置される。光検出器のアレイ３の検出器とＳＬ
Ｍ１の画素とを最も無駄なく結合するためには、Ａ×Ｂ
アレイである光検出器のアレイ３及びＣ×Ｄアレイであ
るＳＬＭ１に対して、ＳＬＭとアレイ２のエレメントを
（Ａ＋Ｃ−１）×（Ｂ＋Ｄ−１）アレイに構成すればよ
い。この場合には、光検出器アレイ３のうちの１つの検
出器とＳＬＭ１の１つの画素とを結ぶライン上にエレメ
ントが１つ存在することになる。
【００２６】図１にこのように配置されたＳＬＭとアレ
イ２のエレメントを示す。図１に示されるように、ＳＬ
Ｍ１は４×４アレイの画素を有しており、光検出器３の
アレイは４×４アレイの検出器を有している。ＳＬＭと
マイクロオプティックアレイ２は、光検出器３のそれぞ
れから、その検出器に対応するＳＬＭとマイクロオプテ
ィックアレイ２のエレメントを介して、ＳＬＭ１の画素
のそれぞれが見えるように配置されている７×７アレイ
のエレメントを有している。
イ２のエレメントを示す。図１に示されるように、ＳＬ
Ｍ１は４×４アレイの画素を有しており、光検出器３の
アレイは４×４アレイの検出器を有している。ＳＬＭと
マイクロオプティックアレイ２は、光検出器３のそれぞ
れから、その検出器に対応するＳＬＭとマイクロオプテ
ィックアレイ２のエレメントを介して、ＳＬＭ１の画素
のそれぞれが見えるように配置されている７×７アレイ
のエレメントを有している。
【００２７】二つの画像の間の相関は、組み合わされた
ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２のピンホールあ
るいはマイクロレンズを開閉するＳＬＭ上に一つの画像
を表示し、ＳＬＭ１上には別の画像を表示することによ
って行われる。また、別の実施例（図示せず）では、Ｓ
ＬＭ１の代わりに、解析される画面（シーン）を直接見
るようなレンズのイメージ面が使用される。このような
実施例では、ＳＬＭ１の最大フレームレートよりもデー
タ処理速度を大きくすることができる。
ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２のピンホールあ
るいはマイクロレンズを開閉するＳＬＭ上に一つの画像
を表示し、ＳＬＭ１上には別の画像を表示することによ
って行われる。また、別の実施例（図示せず）では、Ｓ
ＬＭ１の代わりに、解析される画面（シーン）を直接見
るようなレンズのイメージ面が使用される。このような
実施例では、ＳＬＭ１の最大フレームレートよりもデー
タ処理速度を大きくすることができる。
【００２８】光は、各出力毎に、ＳＬＭ１の画素のそれ
ぞれに対してピンホールあるいはマイクロレンズが１つ
ずつ存在するように、ＳＬＭとマイクロオプティックア
レイ２のピンホールあるいはレンズを介して、ＳＬＭ１
の画素とアレイの光検出器３との間を通過する。従っ
て、光は、各出力毎に、ＳＬＭ１から、ピンホールある
いはマイクロレンズのアレイを通過する。ピンホールあ
るいはマイクロレンズのアレイは、フィルタとして機能
するように効果的に閉じられる。フィルタのＳＬＭの画
素を通過する光の強度の減衰、及び１つの光検出器３上
での光の収束は、離散相関積分関数に対応する乗算及び
加算を表している。各ピンホールあるいはマイクロレン
ズは、ＳＬＭ１の一つの画素と一つの光検出器３を光学
的に一意的には接続していないので、各光検出器３で検
出されるフィルタを通過した入力は、隣接した光検出器
で検出される入力と、フィルタによる移動によって関連
づけられている。ゆえに、各光検出器３の出力は、入力
画像とフィルタ面の画像の一意的に移動されたバージョ
ンとの相関を表す。その結果、プロセッサの物理的な制
限内で、入力画像とフィルタの画像の全ての相対的なシ
フトについての相関が同時に、光学的に計算される。光
検出器３のアレイを荷電結合素子（ＣＣＤ）アレイによ
って実現した場合には、相関出力情報を表す出力光の強
度を、従来の時間的多重化技術を用いて得ることもでき
る。
ぞれに対してピンホールあるいはマイクロレンズが１つ
ずつ存在するように、ＳＬＭとマイクロオプティックア
レイ２のピンホールあるいはレンズを介して、ＳＬＭ１
の画素とアレイの光検出器３との間を通過する。従っ
て、光は、各出力毎に、ＳＬＭ１から、ピンホールある
いはマイクロレンズのアレイを通過する。ピンホールあ
るいはマイクロレンズのアレイは、フィルタとして機能
するように効果的に閉じられる。フィルタのＳＬＭの画
素を通過する光の強度の減衰、及び１つの光検出器３上
での光の収束は、離散相関積分関数に対応する乗算及び
加算を表している。各ピンホールあるいはマイクロレン
ズは、ＳＬＭ１の一つの画素と一つの光検出器３を光学
的に一意的には接続していないので、各光検出器３で検
出されるフィルタを通過した入力は、隣接した光検出器
で検出される入力と、フィルタによる移動によって関連
づけられている。ゆえに、各光検出器３の出力は、入力
画像とフィルタ面の画像の一意的に移動されたバージョ
ンとの相関を表す。その結果、プロセッサの物理的な制
限内で、入力画像とフィルタの画像の全ての相対的なシ
フトについての相関が同時に、光学的に計算される。光
検出器３のアレイを荷電結合素子（ＣＣＤ）アレイによ
って実現した場合には、相関出力情報を表す出力光の強
度を、従来の時間的多重化技術を用いて得ることもでき
る。
【００２９】図１は、同一の入力画像とフィルタ画像の
相関を示している。入力画像は、ＳＬＭ１上の画素１０
のように陰影をつけていない画素と、画素１１のように
陰影をつけてある画素とで表される。同様に、フィルタ
画像は、ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２のエレ
メント１２のように陰影をつけていないエレメントと、
エレメント１３のように陰影をつけてあるエレメントで
表される。陰影をつけてあるエレメントは不透明である
のに対して、陰影をつけていないエレメントは光に対し
て最小限の減衰しか与えない。光検出器３の一つである
検出器２３への光の通過（あるいは他の光学的放射）
は、プロセッサを通過する光の進路を示すライン１４な
どの線で示される。
相関を示している。入力画像は、ＳＬＭ１上の画素１０
のように陰影をつけていない画素と、画素１１のように
陰影をつけてある画素とで表される。同様に、フィルタ
画像は、ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２のエレ
メント１２のように陰影をつけていないエレメントと、
エレメント１３のように陰影をつけてあるエレメントで
表される。陰影をつけてあるエレメントは不透明である
のに対して、陰影をつけていないエレメントは光に対し
て最小限の減衰しか与えない。光検出器３の一つである
検出器２３への光の通過（あるいは他の光学的放射）
は、プロセッサを通過する光の進路を示すライン１４な
どの線で示される。
【００３０】光検出器３につけてある陰影の濃さは、光
検出器の相対的な出力を示している。ゆえに、光検出器
２３は大半の光を受け取っており、入力画像とフィルタ
画像との間の相関のピークを表す。２４のように黒く陰
影をつけられた光検出器は、光を全く受け取らない。し
かし、他の光検出器のそれぞれは、最大量と０の間の量
の光を受け取る。光検出器３の二次元出力は、画像間の
垂直方向の相対移動、及び水平方向の相対移動について
の入力画像とフィルタ画像の相関関数を表している。
検出器の相対的な出力を示している。ゆえに、光検出器
２３は大半の光を受け取っており、入力画像とフィルタ
画像との間の相関のピークを表す。２４のように黒く陰
影をつけられた光検出器は、光を全く受け取らない。し
かし、他の光検出器のそれぞれは、最大量と０の間の量
の光を受け取る。光検出器３の二次元出力は、画像間の
垂直方向の相対移動、及び水平方向の相対移動について
の入力画像とフィルタ画像の相関関数を表している。
【００３１】図２は、ＳＬＭ１によって表示される入力
画像が、画素一列分ほど右に平行移動し、それが図面内
に入った場合の相関関数を示しているが、ＳＬＭとマイ
クロオプティックアレイ２によって表示されるフィルタ
画像は、図１に示されているものと同じである。光検出
器３の陰影をつけてある部分が示すように、図１の相関
関数と比較すると、空間的相関関数は一列左に移動し、
図面からはみ出している。また、相関関数のピークは、
光検出器２３の隣に位置する光検出器２５で生じること
になる。
画像が、画素一列分ほど右に平行移動し、それが図面内
に入った場合の相関関数を示しているが、ＳＬＭとマイ
クロオプティックアレイ２によって表示されるフィルタ
画像は、図１に示されているものと同じである。光検出
器３の陰影をつけてある部分が示すように、図１の相関
関数と比較すると、空間的相関関数は一列左に移動し、
図面からはみ出している。また、相関関数のピークは、
光検出器２３の隣に位置する光検出器２５で生じること
になる。
【００３２】光画像プロセッサは、パターン認識を目的
とする画像相関を得るために用いられ得る。例えば、１
以上の所定の二次元相関関数のために光検出器３をモニ
タしている間、ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２
には所定のフィルタ画像を表示させ、いろいろな入力画
像を与えてもよい。また、ＳＬＭ１の上、あるいは前述
した実施例における光学系の画像内に所定の入力画像が
現れたときにはいつでも、その位置、及び可能であれば
方向に関わらず、所定の相関関数を与えるようにプロセ
ッサを「訓練」することもできる。この目的のために、
数値処理システムの訓練と類似した方法で、このプロセ
ッサを訓練することができる。
とする画像相関を得るために用いられ得る。例えば、１
以上の所定の二次元相関関数のために光検出器３をモニ
タしている間、ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２
には所定のフィルタ画像を表示させ、いろいろな入力画
像を与えてもよい。また、ＳＬＭ１の上、あるいは前述
した実施例における光学系の画像内に所定の入力画像が
現れたときにはいつでも、その位置、及び可能であれば
方向に関わらず、所定の相関関数を与えるようにプロセ
ッサを「訓練」することもできる。この目的のために、
数値処理システムの訓練と類似した方法で、このプロセ
ッサを訓練することができる。
【００３３】この目的のためには、ＳＬＭ１の画素のア
レイ及び光検出器３のアレイを、ニューラルネットワー
クのニューロンの入力アレイ及び出力アレイして扱うこ
とができる。また、プロセッサシステムを、各入力が各
出力と接続されてはいるもののその接続は一意的ではな
い、制約付き完全相互結合ネットワークと見なすことが
できる。ピンホールまたはマイクロレンズの開閉は、相
互結合の重みづけと見なされる。故に、相互結合の重み
づけの訓練に用いられるニューラルネットワークの学習
アルゴリスムは、修正されて、パターン認識または特徴
認識のために最適なフィルタ画像を決定するために使用
され得る。しかし、システムが行うことのできない連関
は訓練のためには使用されないので、相互結合の制約に
は限界がある。
レイ及び光検出器３のアレイを、ニューラルネットワー
クのニューロンの入力アレイ及び出力アレイして扱うこ
とができる。また、プロセッサシステムを、各入力が各
出力と接続されてはいるもののその接続は一意的ではな
い、制約付き完全相互結合ネットワークと見なすことが
できる。ピンホールまたはマイクロレンズの開閉は、相
互結合の重みづけと見なされる。故に、相互結合の重み
づけの訓練に用いられるニューラルネットワークの学習
アルゴリスムは、修正されて、パターン認識または特徴
認識のために最適なフィルタ画像を決定するために使用
され得る。しかし、システムが行うことのできない連関
は訓練のためには使用されないので、相互結合の制約に
は限界がある。
【００３４】このような訓練が行うとき、フィルタ画像
の「ネガティブ」バリューは、ニューラルネットワーク
の場合と同様に、システムの性能を向上させる。ネガテ
ィブバリューを実現するためには、バイポーラチャネル
を備えることが必要であり、例えば、欧州特許公開公報
第０５７９３５６号に開示されているタイプの技術を使
用することができる。例えば、バイポーラ偏光チャネル
を導入し、フィルタ画像用に、相互結合の重みづけを表
す偏光変調器アレイを用いることも可能性としては考え
られる。この場合、検出器３のそれぞれは、例えば、検
出器を二重にして、光検出器アレイの１つの「出力画
素」の範囲内に、直交偏光板を並べて設けることによ
り、両方の成分を別々に検出しなければならない。この
ときの相関出力は、対にされた検出器で検出された光強
度の差によって与えられる。
の「ネガティブ」バリューは、ニューラルネットワーク
の場合と同様に、システムの性能を向上させる。ネガテ
ィブバリューを実現するためには、バイポーラチャネル
を備えることが必要であり、例えば、欧州特許公開公報
第０５７９３５６号に開示されているタイプの技術を使
用することができる。例えば、バイポーラ偏光チャネル
を導入し、フィルタ画像用に、相互結合の重みづけを表
す偏光変調器アレイを用いることも可能性としては考え
られる。この場合、検出器３のそれぞれは、例えば、検
出器を二重にして、光検出器アレイの１つの「出力画
素」の範囲内に、直交偏光板を並べて設けることによ
り、両方の成分を別々に検出しなければならない。この
ときの相関出力は、対にされた検出器で検出された光強
度の差によって与えられる。
【００３５】図３に示される光画像プロセッサは、図１
及び図２に示されている入力ＳＬＭ１及び出力光検出器
３のアレイに相当する入力ＳＬＭ１及び出力光検出器３
を備えている。しかし、図３に示されるプロセッサは、
ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２の代わりに、ウ
エイトＳＬＭ３０と、ピンホールあるいはレンズのマイ
クロオプティックアレイ３１とが別個に設けられている
点で、図１及び図２に示されているプロセッサとは異な
る。マイクロオプティックアレイ３１は、入力ＳＬＭ１
と光検出器３のアレイとの間の、図１の組み合わされた
ＳＬＭとアレイ２と、相対的にほぼ同じ位置に配置され
ている。しかし、ウエイトＳＬＭ３０は、入力ＳＬＭ１
とインコヒーレント光の光源３３との間に配置されてい
る。ウエイトＳＬＭ３０の画素の像は、レンズ３２ある
いは他の適当な光学系によって、入力ＳＬＭ１を介し
て、マイクロオプティックアレイ３１のそれぞれのエレ
メント上に写される。
及び図２に示されている入力ＳＬＭ１及び出力光検出器
３のアレイに相当する入力ＳＬＭ１及び出力光検出器３
を備えている。しかし、図３に示されるプロセッサは、
ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２の代わりに、ウ
エイトＳＬＭ３０と、ピンホールあるいはレンズのマイ
クロオプティックアレイ３１とが別個に設けられている
点で、図１及び図２に示されているプロセッサとは異な
る。マイクロオプティックアレイ３１は、入力ＳＬＭ１
と光検出器３のアレイとの間の、図１の組み合わされた
ＳＬＭとアレイ２と、相対的にほぼ同じ位置に配置され
ている。しかし、ウエイトＳＬＭ３０は、入力ＳＬＭ１
とインコヒーレント光の光源３３との間に配置されてい
る。ウエイトＳＬＭ３０の画素の像は、レンズ３２ある
いは他の適当な光学系によって、入力ＳＬＭ１を介し
て、マイクロオプティックアレイ３１のそれぞれのエレ
メント上に写される。
【００３６】図３のプロセッサの画像処理中の動作は、
図１及び図２のプロセッサの動作とほぼ同じであり、ウ
エイトＳＬＭ３０のそれぞれの画素の像は、それを通り
抜ける光の通過を変調するように、マイクロオプティッ
クアレイ３１のエレメントの一つにそれぞれ写される。
しかし、図３のように、ウエイトＳＬＭ３０とマイクロ
オプティックアレイ３１として別個のエレメントを設け
ると、ハイブリッドマイクロレンズシャッター装置ある
いはハイブリッドピンホールシャッター装置を作製する
必要がなくなる。また、システムの照明がパワー保存の
ために適切になるという利点も得ることができる。
図１及び図２のプロセッサの動作とほぼ同じであり、ウ
エイトＳＬＭ３０のそれぞれの画素の像は、それを通り
抜ける光の通過を変調するように、マイクロオプティッ
クアレイ３１のエレメントの一つにそれぞれ写される。
しかし、図３のように、ウエイトＳＬＭ３０とマイクロ
オプティックアレイ３１として別個のエレメントを設け
ると、ハイブリッドマイクロレンズシャッター装置ある
いはハイブリッドピンホールシャッター装置を作製する
必要がなくなる。また、システムの照明がパワー保存の
ために適切になるという利点も得ることができる。
【００３７】さらに、図３に示される配置によって、例
えば欧州特許公開公報第０５７９３５６号に開示される
ように、ウエイトＳＬＭ３０の画素によって表されるウ
エイトを、光学的に並行して更新することが可能とな
る。なぜなら、光学的な情報は、システムを通して前後
に通過し得るからである。これを図４に示す。図４で
は、ウエイトＳＬＭ３０は光学的にアドレスされる。こ
のようなウェイトＳＬＭ３０は強誘電性液晶型のＳＬＭ
であってもよい。処理中には、光やその他の光学的放射
は、図４において左から右へ通過する。ウエイトは、ウ
エイトＳＬＭ３０の画素において、制御可能な減衰
ｗ1、ｗ2・・・・・・で表され、入力画像の画素は、同様に減
衰係数ｌ1、ｌ2・・・・・・で表される。出力光検出器３の出
力Ｏ1、Ｏ2・・・・・・は、以下のマトリクス方程式に従って
形成される。
えば欧州特許公開公報第０５７９３５６号に開示される
ように、ウエイトＳＬＭ３０の画素によって表されるウ
エイトを、光学的に並行して更新することが可能とな
る。なぜなら、光学的な情報は、システムを通して前後
に通過し得るからである。これを図４に示す。図４で
は、ウエイトＳＬＭ３０は光学的にアドレスされる。こ
のようなウェイトＳＬＭ３０は強誘電性液晶型のＳＬＭ
であってもよい。処理中には、光やその他の光学的放射
は、図４において左から右へ通過する。ウエイトは、ウ
エイトＳＬＭ３０の画素において、制御可能な減衰
ｗ1、ｗ2・・・・・・で表され、入力画像の画素は、同様に減
衰係数ｌ1、ｌ2・・・・・・で表される。出力光検出器３の出
力Ｏ1、Ｏ2・・・・・・は、以下のマトリクス方程式に従って
形成される。
【００３８】Ｏ ＝ｗ×ｉ ここで、ＯはエレメントＯ1、Ｏ2・・・・・・を有し、ｗはエ
レメントｗ1、ｗ2・・・・・・を有し、ｉはエレメントｌ1、
ｌ2・・・・・・を有する。
レメントｗ1、ｗ2・・・・・・を有し、ｉはエレメントｌ1、
ｌ2・・・・・・を有する。
【００３９】出力マトリクスＯは、適当な処理エレクト
ロニクスにより、または光学的に、目標マトリクスから
減算され、エラーマトリクスＥを形成する。エラーマト
リクスＥはプロセッサを通って逆の方向に通過する光を
変調するのに用いられ得る。例えば、出力光検出器３の
アレイに、光放射体のアレイあるいは光源ともう１つの
ＳＬＭとを設けることにより、エラーマトリクスＥを、
プロセッサを通じて逆方向に通過する光を変調するのに
用いることができる。これにより、図４に示される光路
は、正反対の方向のどちらにも進むようになる。戻って
きた光は、入力ＳＬＭ１でさらに変調される。入力ＳＬ
Ｍ１は入力マトリクスｉを表示し続けるので、ウエイト
ＳＬＭ３０の画素が受け取る光はマトリクスΔｗで表さ
れる。ここでΔｗ ＝ｉ×Ｅ とする。
ロニクスにより、または光学的に、目標マトリクスから
減算され、エラーマトリクスＥを形成する。エラーマト
リクスＥはプロセッサを通って逆の方向に通過する光を
変調するのに用いられ得る。例えば、出力光検出器３の
アレイに、光放射体のアレイあるいは光源ともう１つの
ＳＬＭとを設けることにより、エラーマトリクスＥを、
プロセッサを通じて逆方向に通過する光を変調するのに
用いることができる。これにより、図４に示される光路
は、正反対の方向のどちらにも進むようになる。戻って
きた光は、入力ＳＬＭ１でさらに変調される。入力ＳＬ
Ｍ１は入力マトリクスｉを表示し続けるので、ウエイト
ＳＬＭ３０の画素が受け取る光はマトリクスΔｗで表さ
れる。ここでΔｗ ＝ｉ×Ｅ とする。
【００４０】ウエイトＳＬＭ３０として、光学的にアド
レスされる空間光変調器、例えば、光を照射されること
により、電荷を強誘電性液晶に注入するアモルファスシ
リコン層と組み合わせられた強誘電性型の空間光変調器
を用いることにより、ウェイトマトリクスｗは、補正マ
トリクスΔｗに応じて、自動的に、光学的に更新され
る。このように光プロセッサは並行して訓練されるの
で、訓練に要する時間を減らすことができる。
レスされる空間光変調器、例えば、光を照射されること
により、電荷を強誘電性液晶に注入するアモルファスシ
リコン層と組み合わせられた強誘電性型の空間光変調器
を用いることにより、ウェイトマトリクスｗは、補正マ
トリクスΔｗに応じて、自動的に、光学的に更新され
る。このように光プロセッサは並行して訓練されるの
で、訓練に要する時間を減らすことができる。
【００４１】フィルタ画像が入力画像よりもはるかに少
ない画素しか含んでいないときにはフィルタの画像面に
おいて多重化を行うこともできる。この場合は、ウエイ
トＳＬＭは、マイクロオプティックアレイのピンホール
あるいはレンズの大半を覆う。フィルタ画像を複製し、
「テンプレート」に匹敵するサイズのエリアのみが複製
されたテンプレートの何れか１つと相関されるように照
明すると、入力画像は、エリアごとに所定の特徴に関し
て並行してテストされる。このような配置により、フィ
ルタ面における情報記憶容量を浪費することができ、照
明の開口度をより小さくすることができる。この結果、
画素の数においてさらに大きなシステムを実現すること
ができる。なお、クロストークを避けるために、一つの
レンズによって、あるいはマイクロレンズアレイによっ
て、選択的な照明が行われてもよい。
ない画素しか含んでいないときにはフィルタの画像面に
おいて多重化を行うこともできる。この場合は、ウエイ
トＳＬＭは、マイクロオプティックアレイのピンホール
あるいはレンズの大半を覆う。フィルタ画像を複製し、
「テンプレート」に匹敵するサイズのエリアのみが複製
されたテンプレートの何れか１つと相関されるように照
明すると、入力画像は、エリアごとに所定の特徴に関し
て並行してテストされる。このような配置により、フィ
ルタ面における情報記憶容量を浪費することができ、照
明の開口度をより小さくすることができる。この結果、
画素の数においてさらに大きなシステムを実現すること
ができる。なお、クロストークを避けるために、一つの
レンズによって、あるいはマイクロレンズアレイによっ
て、選択的な照明が行われてもよい。
【００４２】図５は、このような配置を実現するために
用いることができるプロセッサを示している。図５のプ
ロセッサは、照明がレンズ４０のアレイを介して行われ
る点で、図１及び図２のプロセッサとは異なる。図５の
プロセッサによって、限られたエリアの自己相関を求め
ることができ、これにより、２つの画面（シーン）内の
エリアが、互いに対してどの程度シフトしたかを測定す
ることができる。これは特に、立体画像の三次元解釈に
関連している。立体画像では、ステレオカメラに最も近
い物体は、二つの画像の中で全く異なった位置をとる。
一方の立体画像はフィルタ、あるいはウエイトＳＬＭに
表示され、もう一方の立体画像は入力ＳＬＭ１に表示さ
れる。このため、シフトを求めるために使用されるエリ
アのサイズは、入力マイクロレンズ４０のサイズによっ
て決定される。出力光検出器３の面は同じようなサイズ
のエリアを有しており、これらのエリア内では、副画像
が範囲を越えて、つまり相対的な移動ではなく、カメラ
に近いエリアの方にシフトしたときに、シャープな相関
のスポットが真ん中に現れる。
用いることができるプロセッサを示している。図５のプ
ロセッサは、照明がレンズ４０のアレイを介して行われ
る点で、図１及び図２のプロセッサとは異なる。図５の
プロセッサによって、限られたエリアの自己相関を求め
ることができ、これにより、２つの画面（シーン）内の
エリアが、互いに対してどの程度シフトしたかを測定す
ることができる。これは特に、立体画像の三次元解釈に
関連している。立体画像では、ステレオカメラに最も近
い物体は、二つの画像の中で全く異なった位置をとる。
一方の立体画像はフィルタ、あるいはウエイトＳＬＭに
表示され、もう一方の立体画像は入力ＳＬＭ１に表示さ
れる。このため、シフトを求めるために使用されるエリ
アのサイズは、入力マイクロレンズ４０のサイズによっ
て決定される。出力光検出器３の面は同じようなサイズ
のエリアを有しており、これらのエリア内では、副画像
が範囲を越えて、つまり相対的な移動ではなく、カメラ
に近いエリアの方にシフトしたときに、シャープな相関
のスポットが真ん中に現れる。
【００４３】本発明の範囲内で様々な修正を行うことが
できる。例えば、フィルタを表す画素化された画像が入
力ＳＬＭ１上に表示され、入力画像がウエイトＳＬＭ３
０、あるいはＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２上
に表示されるように、入力ＳＬＭ及びウエイトＳＬＭの
機能を入れ替えてもよい。このような配置にすると、ポ
ジティブチャネル及びネガティブチャネルのためにフィ
ルタ（入力）ＳＬＭ及び光検出器アレイの一次元におい
て画素の大きさを半分にし、かつ画素数を２倍にするこ
とにより、前述したように、容易にバイポーラフィルタ
を実現することが可能となる。また、このような配置に
することにより、光学的な訓練を行うことがより便利に
なり得る。
できる。例えば、フィルタを表す画素化された画像が入
力ＳＬＭ１上に表示され、入力画像がウエイトＳＬＭ３
０、あるいはＳＬＭとマイクロオプティックアレイ２上
に表示されるように、入力ＳＬＭ及びウエイトＳＬＭの
機能を入れ替えてもよい。このような配置にすると、ポ
ジティブチャネル及びネガティブチャネルのためにフィ
ルタ（入力）ＳＬＭ及び光検出器アレイの一次元におい
て画素の大きさを半分にし、かつ画素数を２倍にするこ
とにより、前述したように、容易にバイポーラフィルタ
を実現することが可能となる。また、このような配置に
することにより、光学的な訓練を行うことがより便利に
なり得る。
【００４４】従って、インコヒーレントな光を使用する
ことができる光画像相関器を提供することが可能にな
る。このような配置にすることにより、迅速な並列光処
理が可能になり、また、光学的な並列な更新あるいは訓
練が可能となる。さらに、エリア選択相関においては大
規模なシステム等に対する分割相関機能性も提供され得
る。
ことができる光画像相関器を提供することが可能にな
る。このような配置にすることにより、迅速な並列光処
理が可能になり、また、光学的な並列な更新あるいは訓
練が可能となる。さらに、エリア選択相関においては大
規模なシステム等に対する分割相関機能性も提供され得
る。
【００４５】光学的な相関をとることによって、入力Ｓ
ＬＭによって規定されるフィールド内での画像の相対的
な位置のいくつか、あるいは全てについての、入力画像
とテンプレートフィルタとの間での相関を、並行して計
算することができる。これにより、例えば、ロボティッ
クヴィジョンシステムのための極めて迅速な特徴抽出が
可能になる。さらに、このような光画像相関器は、例え
ば、ベルトコンベアーに不規則にのせられた品物のよう
な多数の品物の中から、少数の欠陥品が識別される生産
ラインにおいても使用され得る。このような光画像相関
器が適用できる他の例として、監視を目的とする自動車
の識別や、軌道衛星から得られる高解像度の画像の解析
も含まれる。
ＬＭによって規定されるフィールド内での画像の相対的
な位置のいくつか、あるいは全てについての、入力画像
とテンプレートフィルタとの間での相関を、並行して計
算することができる。これにより、例えば、ロボティッ
クヴィジョンシステムのための極めて迅速な特徴抽出が
可能になる。さらに、このような光画像相関器は、例え
ば、ベルトコンベアーに不規則にのせられた品物のよう
な多数の品物の中から、少数の欠陥品が識別される生産
ラインにおいても使用され得る。このような光画像相関
器が適用できる他の例として、監視を目的とする自動車
の識別や、軌道衛星から得られる高解像度の画像の解析
も含まれる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
画像間の考えうる全ての相対的な移動に対する画像相関
を光学的に求める処理を、インコヒーレント光を用い
て、並列に行うことができる。このため、リアルタイム
で画像の処理を行うことのできる光画像プロセッサ、光
画像システム及び光画像相関器を得ることができる。
画像間の考えうる全ての相対的な移動に対する画像相関
を光学的に求める処理を、インコヒーレント光を用い
て、並列に行うことができる。このため、リアルタイム
で画像の処理を行うことのできる光画像プロセッサ、光
画像システム及び光画像相関器を得ることができる。
【図１】第一の画像を示す光画像相関器として用いられ
ている、本発明の実施例を構成する光画像プロセッサの
概略模式図である。
ている、本発明の実施例を構成する光画像プロセッサの
概略模式図である。
【図２】横方向にシフトした画像を示す図１の光画像プ
ロセッサの概略模式図である。
ロセッサの概略模式図である。
【図３】本発明の第二の実施例を構成する光画像プロセ
ッサの概略模式図である。
ッサの概略模式図である。
【図４】処理中および更新中の図３の光画像プロセッサ
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の第三の実施例を構成する光画像プロセ
ッサの概略模式図である。
ッサの概略模式図である。
１ ＳＬＭ１ ２ ＳＬＭとマイクロオプティックアレイ ３ 光検出器 １０、１１、１２、１３ 画素 １４ 光路 ２３、２４、２５ 光検出器 ３０ ウエイトＳＬＭ ３１ マイクロオプティックアレイ ３２ レンズ ４０ 入力マイクロレンズ
Claims (19)
- 【請求項１】 光検出器のアレイと、 Ｘ個の第一の画像絵素の第一のアレイを形成する第一の
画像形成手段であって、Ｘは１より大きい整数である第
一の画像形成手段と、 一組の光路規定手段と、 第二の画像絵素の第二のアレイを形成する第二の画像形
成手段と、を備えている光画像プロセッサであって、該
第一の画像形成手段及び該第二の画像形成手段のうちの
少なくとも一方は、絵素のそれぞれが独立に制御可能な
光学透過率を有している空間光変調器を有しており、該
一組の光路規定手段はＹ個の光路規定手段を有してお
り、Ｙは１より大きい整数であり、該第二のアレイはＹ
個の該第二の画像絵素を有しており、該第二の絵素のそ
れぞれは、該光路規定手段の一つによって規定される光
路を変調するように配置されており、該光検出器のｉ番
目の光検出器は、Ｚｉ個の該光路規定手段のサブセット
と協同して、該ｉ番目の光検出器と該第一の画像絵素の
うちのＺｉ個との間でＺｉ個の光路をぞれぞれ規定し、
Ｚｉは１より大きい整数でかつＸ以下であり、Ｚｉ個の
該光路規定手段のサブセットのそれぞれは他の全てのサ
ブセットとは異なる光画像プロセッサ。 - 【請求項２】 前記ｉ番目の光検出器は、ＺｉがＸと等
しくなるように、前記光路のうちのそれぞれによって、
前記第１の画像絵素のそれぞれに接続されている、請求
項１に記載のプロセッサ。 - 【請求項３】 前記光検出器のアレイ、前記第一のアレ
イ、前記一組の光路規定手段、及び前記第二のアレイの
それぞれは二次元アレイである、請求項１または２に記
載のプロセッサ。 - 【請求項４】 前記光検出器のアレイ、前記第一のアレ
イ、前記一組の光路規定手段、及び前記第二のアレイの
それぞれは二次元アレイであり、該光検出器のアレイは
Ａ×Ｂのアレイを有しており、該第一のアレイはＣ×Ｄ
のアレイを有しており、該一組の光路規定手段及び該第
二のアレイのそれぞれは（Ａ＋Ｃ−１）×（Ｂ＋Ｄ−
１）のアレイを有しており、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは１より
大きい整数である、請求項２に記載のプロセッサ。 - 【請求項５】 前記光路規定手段のそれぞれは、集光レ
ンズを備えている、請求項１乃至４の何れか１つに記載
のプロセッサ。 - 【請求項６】 前記光路規定手段のそれぞれは、開口部
を備えている、請求項１乃至４の何れか１つに記載のプ
ロセッサ。 - 【請求項７】 前記第一の画像形成手段は、第一の空間
光変調器を備えている、請求項１乃至６の何れか１つに
記載のプロセッサ。 - 【請求項８】 前記第一の空間光変調器は液晶素子を備
えている、請求項７に記載のプロセッサ。 - 【請求項９】 前記第一の画像形成手段は、イメージン
グレンズを備えている、請求項１乃至６の何れか１つに
記載のプロセッサ。 - 【請求項１０】 前記第二の画像形成手段は、第二の空
間光変調器を備えている、請求項１乃至９の何れかに記
載のプロセッサ。 - 【請求項１１】 前記第二の空間光変調器は液晶素子を
備えている、請求項１０に記載のプロセッサ。 - 【請求項１２】 前記第二の空間光変調器は光学的にア
ドレス可能である、請求項１０または１１に記載のプロ
セッサ。 - 【請求項１３】 前記光路規定手段のそれぞれは、前記
第二の絵素のそれぞれに隣接して配置されている、請求
項１乃至１２の何れか１つに記載のプロセッサ。 - 【請求項１４】 前記一組の光路規定手段及び前記第二
の画像形成手段は、前記光検出器のアレイと前記第一の
画像形成手段との間に配置されている、請求項１３に記
載のプロセッサ。 - 【請求項１５】 前記一組の光路規定手段は、前記光検
出器のアレイと前記第一の画像形成手段との間に配置さ
れており、該第一の画像形成手段は、該一組の光路規定
手段と前記第二の画像形成手段との間に配置されてお
り、集光レンズが、該第一の画像形成手段及び該第二の
画像形成手段との間に設けられており、該集光レンズ
は、該光路規定手段のそれぞれの上に、前記第二の絵素
のそれぞれの像を写すように配置された、請求項１乃至
１２の何れか１つに記載のプロセッサ。 - 【請求項１６】 平行光源をさらに備えている、請求項
１乃至１５の何れか１つに記載のプロセッサ。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６の何れか１つに記載
の複数のプロセッサを備えている光画像処理システムで
あって、該複数のプロセッサは光学的に平行に配置され
ている、光画像処理システム。 - 【請求項１８】 前記プロセッサは光学的に互いに独立
である、請求項１７に記載の処理システム。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１６の何れか１つに記載
の光画像プロセッサ、及び請求項１７または１８に記載
の光画像処理システムのうちの少なくとも一つを備えて
いる光画像相関器。
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|---|---|---|---|
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