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VCSELアレイを用いた超高速光並列顔面像検索システム

Research Project

Project/Area Number 04J03737
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionJapan Women's University

Principal Investigator

渡邉 恵理子  日本女子大学, 理学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords顔画像検索システム / 光並列相関器 / VCSEL / バイオメトリクス / セキュリティ応用 / マルチレベルゾーンプレート / 相関フィルタ / 体積ホログラム
Research Abstract

本研究では、VCSELを用いた薄型並列光源モジュールを提案し、回折光学素子とVCSELにより並列演算数に対する限界を解決し、さらにLD光源モジュールの1/10という薄型化を実現した。これらは、従来の2次元光相関演算やアライメントの精度を向上させ、装置サイズの小型化を可能にしており、光情報処理システムが次の広がりある応用へ向かう大きな指針を示したといえる。本年度はこのモジュールの利用を想定し、以下のように超高速・並列な光並列相関演算システムの構築を行った。
1.全光型超高速画像検索システムの実証
高機能コリニアホログラフィック記録システムを用いることで画期的な超高速化を実現する光相関システムの構築を行った。バイオメトリクス認証評価に基づく300人データベースによる顔認証実験において、本人拒否率、他人受け入れ率共に3%以内を実証した。この結果から全光型超高速画像検索エンジンが精度を保ちつつ認証演算が可能であることを確認した。
2.体積型ホログラムによるロバスト画像検索のための参照画像設計
ホログラフィック光相関演算では、記録画像の多重枚数とホログラフィック記録メディアの膜厚は比例関係にある。一方でメディアの膜厚と認証のロバスト性は相反する関係にある。本研究開発では、従来トレードオフの関係にあるメディアの膜厚と記録画像の多重数に関して、参照画像に工夫を行うことで、どちらのメリットも活かすことの可能なホログラフィック記録手法を確立した。この設計に基づき原理確認実験に成功し超高速画像検索システムに向けた大きな進歩を遂げた。
3.高精度化に向けた動画・3次元データベースの構築
光相関演算の大容量性の特徴を活かし、動画像および3次元画像を用いたデータベースを作製した。動画像を用いることで動きのある画像では40%もの精度向上を確認し99.2%という高精度化を実現した。また3次元データベースを利用することで角度のある画像に対して認証精度が20%向上した。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (13 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] High speed image search engine using collinear holography2006

    • Author(s)
      E.Watanabe, K.Kodate
    • Journal Title

      Proc.of SPIE, Defense and Security Symposium (invited paper) (印刷中)

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    • Author(s)
      渡邉恵理子, 小舘香椎子
    • Journal Title

      画像ラボ 3,17

      Pages: 19-23

    • NAID

      40007193726

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    • Journal Title

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      Pages: 460-466

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    • Author(s)
      E.Watanabe, N.Arima, K.Kodate
    • Journal Title

      Proc.SPIE, 20th Congress of the International Commission for Optics 6027

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      E.Watanabe, M.Ishikawa, M.Ohta, Y.Murakami, K.Kodate
    • Journal Title

      Proc.SPIE, 20th Congress of the International Commission for Optics 6027

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      E.Watanabe, K.Kodate
    • Journal Title

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      Pages: 666-676

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      E.Watanabe, N.Arima, K.Kodate
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 43,8B

      Pages: 5890-5896

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      T.Nakayama, K.Shimizu, Y.Okazaki, E.Watanabe, K.Kodate, Y.Nakayama, T.Aruga
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE 5290

      Pages: 212-220

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    • Author(s)
      小舘香椎子, 渡邉恵理子
    • Journal Title

      光アライアンス 15,6

      Pages: 10-14

    • NAID

      40006244041

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    • Author(s)
      小舘香椎子, 渡邉恵理子
    • Journal Title

      月刊自動認識 17,8

      Pages: 20-24

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      E.Watanabe, K.Kodate
    • Journal Title

      Japanese Journal Applied Physics (投稿中)

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    • Inventor(s)
      加藤絢, 渡邉恵理子, 小舘香椎子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人日本女子大学
    • Filing Date
      2005-02-08
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    • Inventor(s)
      小舘香椎子, 加藤絢, 渡邉恵理子
    • Industrial Property Rights Holder
      小舘香椎子
    • Industrial Property Number
      2005-032159
    • Filing Date
      2005-02-08
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光相関システム

    • Inventor(s)
      小舘香椎子, 渡邉恵理子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人日本女子大学
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      2005 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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