平板マイクロレンズアレーを用いた並列微小光学系による文字認識に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06402026
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊賀 健一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10016785)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本田 徹 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (20251671) ; 坂口 孝浩 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (70215622) ; 小山 二三夫 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (30178397)
• Keywords: 平板マイクロレンズ / 微小光学 / 光処理 / 文字認識

Research Abstract

画像情報処理においては、光画像を直接処理する並列光処理が注目されている。そこで、平板マイクロレンズの高密度画像複製能力に着目し、入力画像を2次元ウォルシュ関数を基底とした特徴スペクトルに変換する光プリプロセッサと、その出力と参照パターンとの相関を計算する光ポストプロセッサからなる光パターン認識法の研究を行なった。
この光処理法に関して、構成デバイスの開拓、並びにシステムの設計と評価の2面から研究を行ない、それぞれ成果を得た。1.比較的大口径な平板マイクロレンズの製作。基板と同種のガラスでルツボを作り、電界移入法により、直径1.5mm程度のレンズが出来た。2.参照フィルターの開発。写真フィルムを利用することで、透過率に分布のある高密度な参照フィルターが実現できた。3.光強度差を出力するフォトディテクタ設計・製作。2個のフォトダイオードを逆向きに接合したものを、モノリシックに製作し、光強度の和や差を出力することを確かめた。4.と共に特徴スペクトルの次数の選択。4×4次の基底関数を全て使うのではなく、適切な関数を選んだ方が、多種の入力のスペクトル間の分散は大きいことが分かった。5.入力変形に対する耐性をシミュレートで評価この方法では、15度程度の回転でも識別は可能。また、10の回転での自己相関は90%以上で、通常のマッチトフィルタリングより良好。6.基礎的な光学系を組み、シミュレーション結果と比較。この研究で実現されたデバイスを用い、プリプロセッサ、ポストプロセッサのそれぞれを光学実験により評価した所、シミュレーションと良く一致していた。また、その2つを縦列に接続して、参照パターンとの比較は計算機で行なった結果も良好であった。

Research Products

• [Publications] Ken Nakagawa: "Further Considevation of Parallel Image Recognition System Using Planar GRIN Microlens Array" Technical Digest of Grodient Index Optical Systems Topical Meeting. 124-127 (1994)
• [Publications] Ken Nakagawa: "An Optical Post-Processor Using a Quasi-Analog Spatial Mathed Filter in Walsh-Fourier-Domain for Parallel Image Recognition System" Technical Digest of the 5th Optoelectronics Conference. 86-87 (1994)
• [Publications] 伊賀 健一: "平板マイクロレンズを用いる文字認識システム" O plus E. 184. 89-93 (1995)
• [Publications] Takeo Katayama: "Some characteristics of an Optical Post-Processor for Parallel Image Recognition System Using Planar Microlens Array" Techmical Digest of The Fifth Microoptics Conference. 152-155 (1995)