JPH04333090A - Optical pattern recognition device - Google Patents
Optical pattern recognition deviceInfo
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- JPH04333090A JPH04333090A JP10265291A JP10265291A JPH04333090A JP H04333090 A JPH04333090 A JP H04333090A JP 10265291 A JP10265291 A JP 10265291A JP 10265291 A JP10265291 A JP 10265291A JP H04333090 A JPH04333090 A JP H04333090A
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- matched filter
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光学的相関によりパタ
ーン認識を行う光学式パターン認識装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pattern recognition device that performs pattern recognition using optical correlation.
【0002】0002
【従来の技術】かかる認識装置では先ずマッチト・フィ
ルタが作成される。図11はマッチト・フィルタ作成装
置の構成図である。レーザ発振器1から出力されたレー
ザ光はビームスプリッタ2により2方向に分岐され、そ
の一方のレーザ光が各ミラー3、4で反射し、拡大コリ
メータ系5によりビーム径が拡大されて参照光として乾
板6に所定の角度で照射される。これとともに分岐され
た他方のレーザ光は拡大コリメータ系7によりビーム径
が拡大され、基準パターンマスク8を通してフーリエ変
換レンズ9によりフーリエ変換されて乾板6に照射され
る。これにより、乾板6上には基準パターンのフーリエ
スペクトルが生じて乾板6に書き込まれる。そして、乾
板6に対する参照光の入射角を変更することにより複数
の基準パターンが乾板6に書き込まれる。この乾板6を
現像処理してマッチト・フィルタとなる。2. Description of the Related Art In such a recognition device, a matched filter is first created. FIG. 11 is a block diagram of a matched filter creation device. The laser beam output from the laser oscillator 1 is split into two directions by the beam splitter 2, and one of the laser beams is reflected by each mirror 3 and 4, and the beam diameter is expanded by the expanding collimator system 5 and sent to the dry plate as a reference beam. 6 at a predetermined angle. The beam diameter of the other laser beam that is branched at the same time is expanded by an enlarging collimator system 7, passes through a reference pattern mask 8, is Fourier transformed by a Fourier transform lens 9, and is irradiated onto a dry plate 6. As a result, a Fourier spectrum of the reference pattern is generated on the dry plate 6 and written on the dry plate 6. Then, a plurality of reference patterns are written on the dry plate 6 by changing the incident angle of the reference light onto the dry plate 6. This dry plate 6 is developed and becomes a matched filter.
【0003】次にパターン認識は図12に示す構成によ
り行われる。レーザ発振器1から出力されたレーザ光は
拡大コリメータ系10によりビーム径が拡大されて被認
識パターンマスク11に照射される。この被認識パター
ンマスク11を透過したレーザ光はフーリエ変換レンズ
12によりフーリエ変換されてマッチト・フィルタ6に
照射される。これにより基準パターンと被認識パターン
との相関演算が行われ、もし、被認識パターンと同一で
あれば参照光の方向に光が回折し、この方向にカメラ1
3が配置される。Next, pattern recognition is performed using the configuration shown in FIG. The beam diameter of the laser beam output from the laser oscillator 1 is expanded by the expanding collimator system 10, and the beam diameter is irradiated onto the pattern mask 11 to be recognized. The laser beam that has passed through the recognized pattern mask 11 is Fourier transformed by a Fourier transform lens 12 and then irradiated onto the matched filter 6 . As a result, a correlation calculation is performed between the reference pattern and the recognized pattern, and if the pattern is the same as the recognized pattern, the light is diffracted in the direction of the reference light, and the camera is directed in this direction.
3 is placed.
【0004】しかしながら、このようなパターン認識で
は、被認識パターンに欠けやかすれがあると、正確にパ
ターン認識することが困難である。この場合、被認識パ
ターンがマッチト・フィルタ6に書き込まれている基準
パターンと同一の大きさでかつ同一の傾きであっても正
確にパターン認識することが困難である。However, in such pattern recognition, if the pattern to be recognized is chipped or faded, it is difficult to accurately recognize the pattern. In this case, even if the pattern to be recognized has the same size and the same slope as the reference pattern written in the matched filter 6, it is difficult to accurately recognize the pattern.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上のように被認識パ
ターンに欠けやかすれがあると、正確にパターン認識す
ることが困難である。そこで本発明は、被認識パターン
に欠けやかすれがあっても正確にパターン認識できる光
学式パターン認識装置を提供することを目的とする。As described above, if the pattern to be recognized is chipped or faded, it is difficult to accurately recognize the pattern. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical pattern recognition device that can accurately recognize a pattern even if the pattern to be recognized is chipped or faded.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、被認識パター
ン光をフーリエ変換して基準パターンのフーリエスペク
トルが書き込まれたマッチト・フィルタに照射して、こ
のマッチト・フィルタに生じる回折光から基準パターン
と被認識パターンとの相関を求める光学式パターン認識
装置において、マッチト・フィルタに生じた回折光の光
路上でかつマッチト・フィルタを介在させる位置に光学
的に対向配置された各位相共役ミラーを備えて上記目的
を達成しようとする光学式パターン認識装置である。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a method for Fourier-transforming a recognized pattern light to irradiate it onto a matched filter in which a Fourier spectrum of a reference pattern is written, and to obtain a reference pattern from diffracted light generated by the matched filter. An optical pattern recognition device that obtains a correlation between a pattern and a pattern to be recognized is equipped with phase conjugate mirrors that are optically placed opposite to each other on the optical path of the diffracted light generated by the matched filter and at positions where the matched filter is interposed. This is an optical pattern recognition device that attempts to achieve the above object.
【0007】又、本発明は、光学的に対数変換された基
準パターンのフーリエスペクトルが書き込まれたマッチ
ト・フィルタと、被認識パターン光を対数変換した後に
フーリエ変換してマッチト・フィルタに照射する照射光
学系と、マッチト・フィルタによって生じる回折光の光
路上でかつマッチト・フィルタを介在させる位置に光学
的に対向配置された各位相共役ミラーと、これら位相共
役ミラーにより増幅された回折光から基準パターンと被
認識パターンとの相関を求める認識手段とを備えて上記
目的を達成しようとする光学式パターン認識装置である
。The present invention also provides a matched filter in which a Fourier spectrum of an optically logarithmically transformed reference pattern is written, and an irradiation device that logarithmically transforms and then Fourier transforms the pattern light to be recognized and irradiates it onto the matched filter. An optical system, phase conjugate mirrors optically placed opposite to each other on the optical path of the diffracted light generated by the matched filter and with the matched filter interposed therebetween, and a reference pattern is generated from the diffracted light amplified by these phase conjugate mirrors. This is an optical pattern recognition device that attempts to achieve the above object by including recognition means for determining the correlation between the pattern and the pattern to be recognized.
【0008】この場合、マッチト・フィルタの基準パタ
ーンが光学的に極座標変換されて書き込まれていれば、
被認識パターン光が照射光学系により極座標変換された
後にフーリエ変換されてマッチト・フィルタに照射され
る。In this case, if the reference pattern of the matched filter is optically converted into polar coordinates and written,
The pattern light to be recognized is subjected to polar coordinate transformation by an irradiation optical system, then Fourier transformed, and then irradiated onto a matched filter.
【0009】又、マッチト・フィルタの基準パターンが
光学的に極座標変換して対数変換されていれば、被認識
パターン光が照射光学系により極座標変換され対数変換
された後にフーリエ変換されてマッチト・フィルタに照
射される。Furthermore, if the reference pattern of the matched filter is optically polar coordinate transformed and logarithmically transformed, the pattern light to be recognized is polar coordinate transformed and logarithmically transformed by the irradiation optical system, and then Fourier transformed, and then the matched filter is irradiated.
【0010】0010
【作用】このような手段を備えたことにより、基準パタ
ーンのフーリエスペクトルが書き込まれたマッチト・フ
ィルタに照射されたときに生じる回折光が各位相共役ミ
ラー間に反射してその光強度が高くなる。[Operation] By providing such a means, the diffracted light generated when the matched filter on which the Fourier spectrum of the reference pattern is written is reflected between each phase conjugate mirror, increasing its light intensity. .
【0011】又、上記手段を備えたことにより、被認識
パターン光が照射光学系により対数変換された後にフー
リエ変換されてマッチト・フィルタに照射され、このと
き生じる回折光が各位相共役ミラー間に反射してその光
強度が高くなる。Furthermore, by providing the above means, the pattern light to be recognized is logarithmically transformed by the irradiation optical system, then Fourier transformed and irradiated to the matched filter, and the diffracted light generated at this time is transmitted between each phase conjugate mirror. It is reflected and the intensity of the light increases.
【0012】この場合、マッチト・フィルタの基準パタ
ーンが光学的に極座標変換されて書き込まれていれば、
被認識パターン光は極座標変換された後にフーリエ変換
されてマッチト・フィルタに照射される。In this case, if the reference pattern of the matched filter is optically converted into polar coordinates and written,
The pattern light to be recognized is polar coordinate-transformed, then Fourier-transformed, and then irradiated onto a matched filter.
【0013】又、マッチト・フィルタの基準パターンが
光学的に極座標変換して対数変換されていれば、被認識
パターン光は極座標変換され対数変換された後にフーリ
エ変換されてマッチト・フィルタに照射される。Furthermore, if the reference pattern of the matched filter is optically polar coordinate transformed and logarithmically transformed, the recognized pattern light is polar coordinate transformed, logarithmically transformed, Fourier transformed, and irradiated onto the matched filter. .
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図面を参
照しながら説明する。図1は光学式パターン認識装置の
構成図であり、図2は同装置に用いるマッチト・フィル
タの作成装置の構成図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an optical pattern recognition device, and FIG. 2 is a block diagram of a matched filter producing device used in the same device.
【0015】先ず、マッチト・フィルタの作成装置から
説明する。CCDカメラ20の下方には基準パターン2
1が配置される。このCCDカメラ20の画像出力端子
はモニタテレビジョヨン22に接続されている。このモ
ニタテレビジョヨン22の前方には空間光変調器23が
配置されてモニタテレビジョン22に映し出された画像
が空間光変調器23に書き込まれるようになっている。First, the matched filter creation device will be explained. Below the CCD camera 20 is a reference pattern 2.
1 is placed. An image output terminal of this CCD camera 20 is connected to a monitor television 22. A spatial light modulator 23 is arranged in front of the monitor television 22 so that an image displayed on the monitor television 22 is written into the spatial light modulator 23.
【0016】一方、レーザ発振器24が設けられ、この
レーザ発振器24から出力されるレーザ光の光路上には
拡大コリメータ系25、偏光ビームスプリッタ26及び
参照光入射角変更機構27が配置されている。この参照
光入射角変更機構27は入射したレーザ光を参照光とし
て乾板28に照射するもので、乾板28への照射角度を
変更する機能を有している。又、偏光ビームスプリッタ
26の分岐方向にはミラー29が配置され、このミラー
29の反射方向にフーリエ変換レンズ30が配置されて
いる。On the other hand, a laser oscillator 24 is provided, and an enlarging collimator system 25, a polarizing beam splitter 26, and a reference light incident angle changing mechanism 27 are arranged on the optical path of the laser beam output from the laser oscillator 24. This reference light incident angle changing mechanism 27 irradiates the dry plate 28 with the incident laser light as a reference light, and has a function of changing the irradiation angle to the dry plate 28. Further, a mirror 29 is arranged in the branching direction of the polarizing beam splitter 26, and a Fourier transform lens 30 is arranged in the reflection direction of this mirror 29.
【0017】かかる構成であれば、CCDカメラ20は
基準パターンを撮像してその画像信号を出力する。この
画像信号はモニタテレビジョン22に映し出され、この
画像が空間光変調器23に書き込まれる。With this configuration, the CCD camera 20 images the reference pattern and outputs the image signal. This image signal is displayed on a monitor television 22, and this image is written into a spatial light modulator 23.
【0018】一方、レーザ発振器24から出力されたレ
ーザ光が拡大コリメータ系25によりそのビーム径が拡
大されて偏光ビームスプリッタ26に送られる。この偏
光ビームスプリッタ26はレーザ光を分岐してその一方
のレーザ光を空間光変調器23に送り、他方のレーザ光
を参照光入射角変更機構27に送る。この参照光入射角
変更機構27は入射したレーザ光を参照光として例えば
入射方向R1 で乾板28に照射する。On the other hand, the beam diameter of the laser beam output from the laser oscillator 24 is expanded by the expanding collimator system 25 and sent to the polarizing beam splitter 26 . The polarizing beam splitter 26 splits the laser beam and sends one of the laser beams to the spatial light modulator 23 and sends the other laser beam to the reference beam incident angle changing mechanism 27 . The reference light incident angle changing mechanism 27 irradiates the dry plate 28 with the incident laser light as a reference light, for example, in the incident direction R1.
【0019】これとともに空間光変調器23にレーザ光
が入射すると、空間光変調器23に書き込まれている基
準パターンが呼び出され、この基準パターン光が偏向ビ
ームスプリッタ26を透過し、ミラー29で反射し、フ
ーリエ変換レンズ30によりフーリエ変換されて乾板2
8に照射される。これにより、乾板28上には基準パタ
ーンのフーリエスペクトルが生じて乾板28に書き込ま
れる。ここで、乾板28に対する参照光の入射角度R2
、R3 、…を変更することにより複数の基準パター
ンが乾板28に書き込まれて、この乾板28がマッチト
・フィルタとなる。次に本発明の光学式パターン認識装
置について説明する。なお、図2と同一部分には同一符
号を付してその詳しい説明は省略する。At the same time, when the laser beam enters the spatial light modulator 23, the reference pattern written in the spatial light modulator 23 is called out, and this reference pattern light passes through the deflection beam splitter 26 and is reflected by the mirror 29. is Fourier transformed by the Fourier transform lens 30 and transferred to the dry plate 2.
8 is irradiated. As a result, a Fourier spectrum of the reference pattern is generated on the dry plate 28 and written on the dry plate 28. Here, the incident angle R2 of the reference light with respect to the dry plate 28 is
, R3, . . . a plurality of reference patterns are written on the dry plate 28, and this dry plate 28 becomes a matched filter. Next, the optical pattern recognition device of the present invention will be explained. Note that the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
【0020】空間光変調器23から見て偏向ビームスプ
リッタ26の光路上にはハーフミラー40が配置され、
このハーフミラー40の反射光路上にフーリエ変換レン
ズ30が配置されている。又、マッチト・フィルタ28
の回折光の生じる方向には逆フーリエ変換レンズ41が
配置されている。A half mirror 40 is disposed on the optical path of the deflection beam splitter 26 when viewed from the spatial light modulator 23.
A Fourier transform lens 30 is arranged on the reflected optical path of this half mirror 40. Also, matched filter 28
An inverse Fourier transform lens 41 is arranged in the direction in which the diffracted light is generated.
【0021】マッチト・フィルタ28の回折光の生じる
方向、つまりマッチト・フィルタ28から見た逆フーリ
エ変換レンズ41の光路上及びマッチト・フィルタ28
から見たフーリエ変換レンズ30、ハーフミラー40の
光路上には、それぞれ位相共役ミラー42、43が配置
されている。The direction in which the diffracted light of the matched filter 28 is generated, that is, the optical path of the inverse Fourier transform lens 41 as seen from the matched filter 28 and the matched filter 28
Phase conjugate mirrors 42 and 43 are arranged on the optical paths of the Fourier transform lens 30 and the half mirror 40, respectively, when viewed from above.
【0022】又、逆フーリエ変換レンズ41及び位相共
役ミラー42の光路上にはハーフミラー44が配置され
、このハーフミラー44の反射光路上にCCDカメラ4
5が配置されている。このCCDカメラ45から出力さ
れる画像信号は認識処理装置46に送られている。次に
上記の如く構成された装置の作用について説明する。Further, a half mirror 44 is arranged on the optical path of the inverse Fourier transform lens 41 and the phase conjugate mirror 42, and a CCD camera 4 is arranged on the reflected optical path of this half mirror 44.
5 is placed. The image signal output from this CCD camera 45 is sent to a recognition processing device 46. Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.
【0023】CCDカメラ20は被認識パターン47を
撮像してその画像信号を出力する。この画像信号はモニ
タテレビジョン22に映し出され、この画像が空間光変
調器23に書き込まれる。The CCD camera 20 images the pattern to be recognized 47 and outputs the image signal. This image signal is displayed on a monitor television 22, and this image is written into a spatial light modulator 23.
【0024】一方、レーザ発振器24から出力されたレ
ーザ光が拡大コリメータ系25によりそのビーム径が拡
大されて偏光ビームスプリッタ26に送られる。この偏
光ビームスプリッタ26はレーザ光を分岐してその一方
のレーザ光を空間光変調器23に送る。この空間光変調
器23にレーザ光が入射すると、空間光変調器23に書
き込まれている基準パターンが呼び出され、この基準パ
ターン光が偏向ビームスプリッタ26を透過し、ハーフ
ミラー40で反射し、フーリエ変換レンズ30によりフ
ーリエ変換されてマッチト・フィルタ28に照射される
。この照射により最も相関度の高い基準パターンを書き
込んだときの参照光の入射角度、例えばR1 の方向に
回折光が生じる。On the other hand, the beam diameter of the laser beam output from the laser oscillator 24 is expanded by the expanding collimator system 25 and sent to the polarizing beam splitter 26 . This polarizing beam splitter 26 splits the laser beam and sends one of the laser beams to the spatial light modulator 23 . When a laser beam enters the spatial light modulator 23, the reference pattern written in the spatial light modulator 23 is called out, and this reference pattern light is transmitted through the deflection beam splitter 26, reflected by the half mirror 40, and then The light is Fourier transformed by the transformation lens 30 and then irradiated onto the matched filter 28 . This irradiation generates diffracted light in the direction of the incident angle of the reference light when writing the reference pattern with the highest degree of correlation, for example, R1.
【0025】ところで、被認識パターン47に欠けやか
すれがあると、回折光の光強度は正常な被認識パターン
47の場合と比較して低い。ここで、回折光は位相共役
ミラー42で反射することにより入射回折光と共役な反
射回折光が生じ、この反射回折光が逆フーリエ変換レン
ズ41、マッチト・フィルタ28を透過し、さらにフー
リエ変換レンズ30、ハーフミラー40を透過して他方
の位相共役ミラー43に入射する。この位相共役ミラー
43は上記位相共役ミラー42と同様に入射回折光と共
役な回折光を反射するので、この回折光が再び同光路を
伝達して再び位相共役ミラー42に入射する。このよう
に回折光は各位相共役ミラー42、43の間を往復する
。この各位相共役ミラー42、43の間の回折光の往復
により回折光の強度は次第に高くなる。これにより、被
認識パターン47に欠けやかすれがあっても、マッチト
・フィルタ28に再生されるパターンはその輪郭が明確
となる。By the way, if the pattern to be recognized 47 is chipped or faded, the light intensity of the diffracted light will be lower than in the case of a normal pattern to be recognized 47. Here, the diffracted light is reflected by the phase conjugate mirror 42 to generate reflected diffracted light that is conjugate with the incident diffracted light, and this reflected diffracted light is transmitted through the inverse Fourier transform lens 41 and the matched filter 28, and then through the Fourier transform lens. 30, the light passes through the half mirror 40 and enters the other phase conjugate mirror 43. Similar to the phase conjugate mirror 42, this phase conjugate mirror 43 reflects diffracted light that is conjugate with the incident diffracted light, so this diffracted light is transmitted again along the same optical path and enters the phase conjugate mirror 42 again. In this way, the diffracted light reciprocates between the phase conjugate mirrors 42 and 43. The intensity of the diffracted light gradually increases as the diffracted light travels back and forth between the phase conjugate mirrors 42 and 43. As a result, even if the recognized pattern 47 is chipped or faded, the pattern reproduced by the matched filter 28 has a clear outline.
【0026】かくして、ハーフミラー44を透過する回
折光の強度は高くなり、この回折光の透過位置が明確と
なる。この回折光の位置はマッチト・メフィルタ28に
入射する被認識パターンにより変化し、CCDカメラ4
5はこの位置の変化する回折光を撮像してその画像信号
を出力する。そして、認識処理装置46は入力した画像
信号から回折光の強度が所定値以上となったことを判断
すると、このときの回折光の位置から被認識パターンの
パターンを認識する。In this way, the intensity of the diffracted light transmitted through the half mirror 44 becomes high, and the transmission position of this diffracted light becomes clear. The position of this diffracted light changes depending on the recognized pattern incident on the matched filter 28, and
5 images the diffracted light that changes in position and outputs the image signal. When the recognition processing device 46 determines from the input image signal that the intensity of the diffracted light has exceeded a predetermined value, it recognizes the pattern to be recognized from the position of the diffracted light at this time.
【0027】このように上記第1実施例においては、被
認識パターン光を基準パターンが書き込まれたマッチト
・フィルタ28に照射したときに生じる回折光を各位相
共役ミラー42、43間で反射してその光強度を高くす
るようにしたので、被認識パターンに欠けやかすれ等が
あっても正確にパターンを認識できる。又、この光によ
る認識はパターンマッチング法の画像処理により方法よ
りも非常に高速にパターン認識できる。As described above, in the first embodiment, the diffracted light generated when the recognized pattern light is irradiated onto the matched filter 28 on which the reference pattern is written is reflected between the phase conjugate mirrors 42 and 43. Since the light intensity is increased, the pattern can be accurately recognized even if the pattern to be recognized is chipped or faded. In addition, this light-based recognition allows for pattern recognition much faster than the pattern matching method that uses image processing.
【0028】次に本発明の第2実施例について図3に示
す光学式パターン認識装置の構成図、図2に示す同装置
に用いるマッチト・フィルタの作成装置の構成図を参照
して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to a block diagram of an optical pattern recognition apparatus shown in FIG. 3 and a block diagram of a matched filter producing apparatus used in the same apparatus shown in FIG. Note that the same parts as in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
【0029】先ず、マッチト・フィルタの作成装置から
説明する。CCDカメラ20の画像出力端子には対数変
換装置50が接続されている。この対数変換装置50は
CCDカメラ20により撮像された基準パターンを対数
変換する機能を有している。例えば、基準パターンg(
x,y)を対数変換してg´(x´,y´)を得る。
ここで、
x´= logx、y´= logy
である。First, the matched filter creation device will be explained. A logarithmic conversion device 50 is connected to an image output terminal of the CCD camera 20. This logarithmic conversion device 50 has a function of logarithmically converting the reference pattern imaged by the CCD camera 20. For example, the reference pattern g(
x, y) is logarithmically transformed to obtain g'(x', y'). Here, x'=logx, y'=logy.
【0030】かかる構成であれば、CCDカメラ20は
基準パターンを撮像してその画像信号を出力し、この画
像信号は対数変換装置50により対数変換されてモニタ
テレビジョン22に送られる。このモニタテレビジョン
22は対数変換された画像を映し出し、この画像が空間
光変調器23に書き込まれる。With this configuration, the CCD camera 20 images the reference pattern and outputs an image signal thereof, and this image signal is logarithmically converted by the logarithmic conversion device 50 and sent to the monitor television 22. This monitor television 22 displays a logarithmically transformed image, and this image is written into the spatial light modulator 23.
【0031】以下、上記第1実施例と同様にレーザ光が
空間光変調器23に入射すると、このレーザ光入射によ
り空間光変調器23に書き込まれている基準パターンが
呼び出され、この基準パターン光がフーリエ変換レンズ
30によりフーリエ変換されて乾板28に照射される。
これとともに参照光入射角変更機構27は入射したレー
ザ光を参照光として例えば入射方向R1 で乾板28に
照射する。これにより、乾板28上には基準パターンに
応じた回折光が生じて乾板28に書き込まれ、乾板28
はマッチト・フィルタとなる。次に光学式パターン認識
装置について説明する。Hereinafter, as in the first embodiment, when a laser beam enters the spatial light modulator 23, the reference pattern written in the spatial light modulator 23 is called out by the laser beam incidence, and this reference pattern light is is Fourier-transformed by the Fourier-transform lens 30 and irradiated onto the dry plate 28 . At the same time, the reference light incident angle changing mechanism 27 irradiates the dry plate 28 with the incident laser light as a reference light, for example, in the incident direction R1. As a result, diffracted light corresponding to the reference pattern is generated on the dry plate 28 and written on the dry plate 28.
is a matched filter. Next, the optical pattern recognition device will be explained.
【0032】CCDカメラ20の画像出力端子には対数
変換装置50が接続されている。又、CCDカメラ45
の画像出力端子には認識処理装置51が接続されている
。この認識処理装置51は入力した画像信号から回折光
の強度が所定値以上となったことを判断すると、このと
きの回折光の位置から被認識パターンのパターンを認識
し、かつ回折光の位置をモニタテレビション52に送る
機能を有している。この場合、モニタテレビション52
には被認識パターンの基準パターンに対する大きさのず
れが位置のずれとして表示される。すなわち、被認識パ
ターンが基準パターンに対してx方向にa倍、y方向に
b倍ずれていれば、表示されるxyの対数座標において
( loga、 logb)の位置に回折光が表示され
る。次に上記の如く構成された装置の作用について説明
する。A logarithmic conversion device 50 is connected to the image output terminal of the CCD camera 20. Also, CCD camera 45
A recognition processing device 51 is connected to the image output terminal of. When this recognition processing device 51 determines from the input image signal that the intensity of the diffracted light has exceeded a predetermined value, it recognizes the pattern to be recognized from the position of the diffracted light at this time, and also determines the position of the diffracted light. It has a function of sending it to the monitor television 52. In this case, the monitor television 52
The size deviation of the recognized pattern with respect to the reference pattern is displayed as a positional deviation. That is, if the recognized pattern is shifted by a times in the x direction and b times in the y direction with respect to the reference pattern, the diffracted light will be displayed at the position (loga, logb) in the displayed xy logarithmic coordinates. Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.
【0033】CCDカメラ20は被認識パターン47を
撮像し、その画像は対数変換装置50により対数変換さ
れてモニタテレビジョン22に映し出されて空間光変調
器23に書き込まれる。The CCD camera 20 images the pattern to be recognized 47, and the image is logarithmically converted by the logarithmic conversion device 50, displayed on the monitor television 22, and written into the spatial light modulator 23.
【0034】一方、レーザ光が空間光変調器23に入射
すると、この空間光変調器23に書き込まれている基準
パターンが呼び出され、この基準パターン光がフーリエ
変換レンズ30によりフーリエ変換されてマッチト・フ
ィルタ28に照射される。この照射により最も相関度の
高い基準パターンを書き込んだときの参照光の入射角度
、例えばR1 の方向に回折光が生じる。On the other hand, when the laser beam enters the spatial light modulator 23, the reference pattern written in the spatial light modulator 23 is called out, and this reference pattern light is Fourier transformed by the Fourier transform lens 30 to produce a matched pattern. The filter 28 is irradiated with light. This irradiation generates diffracted light in the direction of the incident angle of the reference light when writing the reference pattern with the highest degree of correlation, for example, R1.
【0035】ここで、上記第1実施例と同様に回折光は
各位相共役ミラー42、43の間を往復し、この往復に
より回折光の強度は次第に高くなる。これにより、被認
識パターン47に欠けやかすれがあっても、マッチト・
フィルタ28に再生されるパターンはその輪郭が明確と
なる。Here, as in the first embodiment, the diffracted light reciprocates between the phase conjugate mirrors 42 and 43, and the intensity of the diffracted light gradually increases due to this reciprocation. As a result, even if the recognized pattern 47 is chipped or faded, it can still be matched.
The pattern reproduced by the filter 28 has a clear outline.
【0036】かくして、ハーフミラー44で反射する回
折光の位置は、マッチト・メフィルタ28に入射する被
認識パターンにより変化し、CCDカメラ45はこの位
置の変化する回折光を撮像してその画像信号を出力する
。そして、認識処理装置51は入力した画像信号から回
折光の強度が所定値以上となったことを判断すると、こ
のときの回折光の位置から被認識パターンのパターンを
認識する。又、認識処理装置51は被認識パターン47
の基準パターン21に対する大きさのずれを位置のずれ
としてモニタテレビジョン52に表示される。図5は被
認識パターン47と基準パターン21との大きさが同一
の場合であり、図6は被認識パターン47の基準パター
ン21に対する大きさがx方向にa倍、y方向にb倍ず
れている場合である。[0036] Thus, the position of the diffracted light reflected by the half mirror 44 changes depending on the recognized pattern incident on the matched filter 28, and the CCD camera 45 images the diffracted light whose position changes and generates the image signal. Output. When the recognition processing device 51 determines from the input image signal that the intensity of the diffracted light has exceeded a predetermined value, it recognizes the pattern to be recognized from the position of the diffracted light at this time. Further, the recognition processing device 51 recognizes the pattern to be recognized 47.
The size deviation with respect to the reference pattern 21 is displayed on the monitor television 52 as a positional deviation. 5 shows the case where the size of the recognized pattern 47 and the reference pattern 21 is the same, and FIG. 6 shows the case where the size of the recognized pattern 47 with respect to the reference pattern 21 is shifted by a times in the x direction and b times in the y direction This is the case.
【0037】このように上記第2実施例によれば、上記
第1実施例と同一の効果を奏することができるとともに
被認識パターン47が基準パターン21に対する大きさ
がx及びy方向にそれぞれ異なっていてもパターン認識
ができる。As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be achieved, and the size of the recognized pattern 47 relative to the reference pattern 21 is different in the x and y directions. Pattern recognition is possible.
【0038】次に本発明の第3実施例について図7に示
す光学式パターン認識装置の構成図、図8に示す同装置
に用いるマッチト・フィルタの作成装置の構成図を参照
して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to a block diagram of an optical pattern recognition apparatus shown in FIG. 7 and a block diagram of a matched filter producing apparatus used in the same apparatus shown in FIG. Note that the same parts as in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
【0039】先ず、マッチト・フィルタの作成装置から
説明すると、CCDカメラ20の画像出力端子には極座
標対数変換装置60が接続されている。この極座標対数
変換装置60はCCDカメラ20により撮像された基準
パターンを極座標変換した後に対数変換する機能を有し
ている。例えば、基準パターンg(x,y)を変換して
g´(r,θ)を得る。ここで、
r= log(x2 +y2 )1/2 、θ= ta
n−1(y/x)である。First, the matched filter creation device will be explained. A polar coordinate logarithmic conversion device 60 is connected to the image output terminal of the CCD camera 20. This polar coordinate logarithmic transformation device 60 has a function of polar coordinate transformation and then logarithmic transformation of the reference pattern imaged by the CCD camera 20. For example, g'(r, θ) is obtained by converting the reference pattern g(x, y). Here, r= log(x2 +y2)1/2, θ= ta
n-1(y/x).
【0040】かかる構成であれば、極座標対数変換され
た画像が空間光変調器23に書き込まれる。以下、上記
第1実施例と同様にレーザ光の入射により空間光変調器
23に書き込まれた基準パターンが呼び出され、この基
準パターン光がフーリエ変換レンズ30によりフーリエ
変換されて乾板28に照射される。これとともに参照光
が例えば入射方向R1 で乾板28に照射する。これに
より、乾板28上には基準パターンが乾板28に書き込
まれ、乾板28はマッチト・フィルタとなる。次に光学
式パターン認識装置について説明する。With such a configuration, an image subjected to polar coordinate logarithm transformation is written to the spatial light modulator 23. Thereafter, as in the first embodiment, the reference pattern written on the spatial light modulator 23 is called by the incidence of laser light, and this reference pattern light is Fourier transformed by the Fourier transform lens 30 and irradiated onto the dry plate 28. . At the same time, the reference light irradiates the dry plate 28 in the incident direction R1, for example. As a result, a reference pattern is written on the dry plate 28, and the dry plate 28 becomes a matched filter. Next, the optical pattern recognition device will be explained.
【0041】CCDカメラ45の画像出力端子には認識
処理装置61が接続されている。この認識処理装置61
は入力した画像信号から回折光の強度が所定値以上とな
ったことを判断すると、このときの回折光の位置から被
認識パターン47のパターンを認識し、かつ回折光の位
置をモニタテレビション52に送る機能を有している。
この場合、モニタテレビション52には被認識パターン
47の基準パターン21に対する相似の度合い及び傾き
θが位置のずれとして表示される。すなわち、被認識パ
ターン47が基準パターン21に対してxyの両方向に
それぞれc倍ずれ、かつ傾きθがあれば、( logc
、 tan−1(y/x))の位置に回折光が表示され
る。次に上記の如く構成された装置の作用について説明
する。A recognition processing device 61 is connected to the image output terminal of the CCD camera 45. This recognition processing device 61
When determining from the input image signal that the intensity of the diffracted light has exceeded a predetermined value, it recognizes the pattern of the recognized pattern 47 from the position of the diffracted light at this time, and monitors the position of the diffracted light. It has a function to send to. In this case, the degree of similarity of the recognized pattern 47 to the reference pattern 21 and the inclination θ are displayed on the monitor television 52 as a positional deviation. That is, if the recognized pattern 47 is shifted by c times in both the x and y directions with respect to the reference pattern 21 and has an inclination θ, then (logc
, tan-1(y/x)). Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.
【0042】CCDカメラ20により撮像された被認識
パターン47は極座標対数変換装置60により極座標対
数変換されてモニタテレビジョン22に映し出されて空
間光変調器23に書き込まれる。The pattern to be recognized 47 imaged by the CCD camera 20 is polar-logarithmically transformed by the polar-logarithm converter 60, displayed on the monitor television 22, and written into the spatial light modulator 23.
【0043】一方、上記同様にレーザ光の入射により空
間光変調器23に書き込まれている基準パターンが呼び
出され、この基準パターン光がフーリエ変換レンズ30
によりフーリエ変換されてマッチト・フィルタ28に照
射される。この照射により最も相関度の高い基準パター
ンを書き込んだときの参照光の入射角度、例えばR1の
方向に回折光が生じる。On the other hand, similarly to the above, the reference pattern written in the spatial light modulator 23 is called out by the incidence of laser light, and this reference pattern light is transmitted to the Fourier transform lens 30.
The signal is Fourier transformed and applied to the matched filter 28. This irradiation generates diffracted light in the direction of the incident angle of the reference light when writing the reference pattern with the highest degree of correlation, for example in the direction of R1.
【0044】ここで、回折光は各位相共役ミラー42、
43の間を往復し、この往復により回折光の強度は次第
に高くなる。これにより、被認識パターン47に欠けや
かすれがあっても、マッチト・フィルタ28に再生され
るパターンはその輪郭が明確となる。Here, the diffracted light passes through each phase conjugate mirror 42,
43, and the intensity of the diffracted light gradually increases due to this reciprocation. As a result, even if the recognized pattern 47 is chipped or faded, the pattern reproduced by the matched filter 28 has a clear outline.
【0045】この回折光はCCDカメラ45で撮像され
、認識処理装置61は入力した画像信号から被認識パタ
ーン47のパターンを認識する。又、認識処理装置51
は被認識パターンの基準パターンに対するxy方向のず
れ及び傾きθをモニタテレビジョン62に表示する。
図9は被認識パターン47と基準パターン21との大き
さが同一で傾きがない場合であり、図10は被認識パタ
ーン47の基準パターン21に対する大きさがxyの両
方向にc倍あり、かつ傾きθが生じている場合である。This diffracted light is imaged by the CCD camera 45, and the recognition processing device 61 recognizes the pattern to be recognized 47 from the input image signal. In addition, the recognition processing device 51
displays on the monitor television 62 the deviation and inclination θ of the recognized pattern with respect to the reference pattern in the x and y directions. 9 shows a case where the size of the recognized pattern 47 and the reference pattern 21 are the same and there is no inclination, and FIG. 10 shows the case where the size of the recognized pattern 47 with respect to the reference pattern 21 is c times in both the This is the case where θ occurs.
【0046】このように上記第3実施例によれば、上記
第1実施例と同一の効果を奏することができるとともに
被認識パターン47の基準パターン21に対する相似度
及び傾きが認識できる。As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be achieved, and the similarity and inclination of the recognized pattern 47 to the reference pattern 21 can be recognized.
【0047】次に本発明の第4実施例について説明する
。この実施例ではCCDカメラ20の画像出力端子に極
座標変換する極座標変換装置を接続した構成である。
この極座標変換装置を接続することにより被認識パター
ン47の基準パターン21に対する傾きが認識できるこ
とは明確である。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a polar coordinate conversion device for performing polar coordinate conversion is connected to the image output terminal of the CCD camera 20. It is clear that by connecting this polar coordinate conversion device, the inclination of the recognized pattern 47 with respect to the reference pattern 21 can be recognized.
【0048】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよい
。例えば、空間光変調器はMSLMや液晶ライトバルブ
等のコヒーレント像を得るものならよく、又位相共役ミ
ラーとしてはBSOやKTP等の非線形結晶のものなら
よい。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and may be modified without changing the gist thereof. For example, the spatial light modulator may be one that obtains a coherent image, such as an MSLM or a liquid crystal light valve, and the phase conjugate mirror may be one that is a nonlinear crystal such as BSO or KTP.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、被
認識パターンに欠けやかすれがあっても正確にパターン
認識できる光学式パターン認識装置を提供できる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an optical pattern recognition device that can accurately recognize a pattern even if the pattern to be recognized is chipped or faded.
【図1】本発明に係わる光学式パターン認識装置の第1
実施例を示す構成図。FIG. 1: A first optical pattern recognition device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example.
【図2】同装置に用いられるマッチト・フィルタ作成装
置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a matched filter creation device used in the same device.
【図3】本発明に係わる光学式パターン認識装置の第2
実施例を示す構成図。FIG. 3: A second optical pattern recognition device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example.
【図4】同装置に用いられるマッチト・フィルタ作成装
置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a matched filter creation device used in the same device.
【図5】同装置に表示される回折光の位置を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the position of diffracted light displayed on the device.
【図6】同装置に表示される回折光の位置を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the position of diffracted light displayed on the device.
【図7】本発明に係わる光学式パターン認識装置の第3
実施例を示す構成図。FIG. 7: Third part of the optical pattern recognition device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example.
【図8】同装置に用いられるマッチト・フィルタ作成装
置の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a matched filter creation device used in the same device.
【図9】同装置に表示される回折光の位置を示す図。FIG. 9 is a diagram showing the position of diffracted light displayed on the device.
【図10】同装置に表示される回折光の位置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the position of diffracted light displayed on the device.
【図11】従来におけるマッチト・フィルタ作成装置の
構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional matched filter creation device.
【図12】従来の光学式パターン認識装置の構成図。FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional optical pattern recognition device.
20,45…CCDカメラ、22…モニタテレビジョン
、23…空間光変調器、24…レーザ発振器、25…拡
大コリメータ系、26…偏光ビームスプリッタ、28…
マッチト・フィルタ、30…フーリエ変換レンズ、40
,44…ハーフミラー、41…逆フーリエ変換レンズ、
42,43…位相共役ミラー、46…認識処理装置、5
0…対数変換装置、60…極座標対数変換装置。20, 45... CCD camera, 22... Monitor television, 23... Spatial light modulator, 24... Laser oscillator, 25... Enlargement collimator system, 26... Polarizing beam splitter, 28...
Matched filter, 30...Fourier transform lens, 40
, 44...half mirror, 41...inverse Fourier transform lens,
42, 43... Phase conjugate mirror, 46... Recognition processing device, 5
0...Logarithmic conversion device, 60...Polar coordinate logarithm conversion device.
Claims (4)
基準パターンが書き込まれたマッチト・フィルタに照射
して、このマッチト・フィルタに生じる回折光から前記
基準パターンと前記被認識パターンとの相関を求める光
学式パターン認識装置において、前記マッチト・フィル
タに生じた回折光の光路上でかつ前記マッチト・フィル
タを介在させる位置に光学的に対向配置された各位相共
役ミラーを備えたことを特徴とする光学式パターン認識
装置。Claim 1: Fourier-transforming the recognized pattern light and irradiating it onto a matched filter on which a reference pattern is written, and determining the correlation between the reference pattern and the recognized pattern from the diffracted light generated by the matched filter. An optical pattern recognition device, characterized in that each phase conjugate mirror is arranged optically opposite to each other on the optical path of the diffracted light generated by the matched filter and at a position with the matched filter interposed therebetween. Expression pattern recognition device.
が書き込まれたマッチト・フィルタと、被認識パターン
光を対数変換した後にフーリエ変換して前記マッチト・
フィルタに照射する照射光学系と、前記マッチト・フィ
ルタに生じる回折光の光路上でかつ前記マッチト・フィ
ルタを介在させる位置に光学的に対向配置された各位相
共役ミラーと、これら位相共役ミラーにより増幅された
回折光から前記基準パターンと前記被認識パターンとの
相関を求める認識手段とを具備したことを特徴とする光
学式パターン認識装置。2. A matched filter in which a reference pattern that has been optically logarithmically transformed is written;
An irradiation optical system that irradiates the filter, phase conjugate mirrors that are optically placed opposite each other on the optical path of the diffracted light generated by the matched filter and at a position with the matched filter interposed, and amplification by these phase conjugate mirrors. What is claimed is: 1. An optical pattern recognition apparatus comprising: recognition means for determining a correlation between the reference pattern and the recognized pattern from the diffracted light.
ンが書き込まれたマッチト・フィルタと、被認識パター
ン光を極座標変換した後にフーリエ変換して前記マッチ
ト・フィルタに照射する照射光学系と、前記マッチト・
フィルタに生じる回折光の光路上でかつ前記マッチト・
フィルタを介在させる位置に光学的に対向配置された各
位相共役ミラーと、これら位相共役ミラーにより増幅さ
れた回折光から前記基準パターンと前記被認識パターン
との相関を求める認識手段とを具備したことを特徴とす
る光学式パターン認識装置。3. A matched filter in which a reference pattern that has been optically converted into polar coordinates is written; an irradiation optical system that performs polar coordinate conversion on the recognized pattern light and then Fourier transform it to irradiate the matched filter;・
On the optical path of the diffracted light generated in the filter and the matched
Each phase conjugate mirror is optically arranged opposite to each other at a position where a filter is interposed, and a recognition means for determining the correlation between the reference pattern and the recognized pattern from the diffracted light amplified by these phase conjugate mirrors. An optical pattern recognition device featuring:
た基準パターンが書き込まれたマッチト・フィルタと、
被認識パターン光を極座標変換し対数変換された後にフ
ーリエ変換して前記マッチト・フィルタに照射する照射
光学系と、前記マッチト・フィルタに生じる回折光の光
路上でかつ前記マッチト・フィルタを介在させる位置に
光学的に対向配置された各位相共役ミラーと、これら位
相共役ミラーにより増幅された回折光から前記基準パタ
ーンと前記被認識パターンとの相関を求める認識手段と
を具備したことを特徴とする光学式パターン認識装置。4. A matched filter in which a reference pattern that has been optically polar coordinate transformed and logarithmically transformed is written;
an irradiation optical system that performs polar coordinate transformation, logarithmic transformation, Fourier transformation, and irradiation of the recognized pattern light to the matched filter; and a position on the optical path of the diffracted light generated in the matched filter and with the matched filter interposed therebetween. An optical system comprising: phase conjugate mirrors arranged optically opposite each other, and recognition means for determining the correlation between the reference pattern and the recognized pattern from the diffracted light amplified by the phase conjugate mirrors. Expression pattern recognition device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265291A JPH04333090A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Optical pattern recognition device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265291A JPH04333090A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Optical pattern recognition device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333090A true JPH04333090A (en) | 1992-11-20 |
Family
ID=14333179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10265291A Pending JPH04333090A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Optical pattern recognition device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333090A (en) |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10265291A patent/JPH04333090A/en active Pending
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