知能センサを備えた光ニューロコンピューティングシステムの開発に関する基礎研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06045061
• 研究機関: 茨城工業高等専門学校
• 研究代表者: 清水 勲 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80042464)
• 研究分担者: ONOFRI Fabri INSA Rouen, エネルギシステム科, 助手 ; LETOULOUZAN ジャン ノエル INSA Rouen, エネルギ科, 助教授 ; REN Kuan Fan INSA Rouen, エネルギ科, 研究員 ; GREHAN Gerar INSA Rouen, エネルギシステム科, 研究主任 ; GOUESBET Ger INSA Rouen, エネルギ科, 教授 ; 加藤 文武 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30270218) ; 荒川 臣司 茨城工業高等専門学校, 電子制御工学科, 講師 (60222733) ; 砂金 孝司 茨城工業高等専門学校, 工業化学科, 助教授 (70193232) ; 大竹 淑恵 茨城工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (50216777) ; 市毛 勝正 茨城工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助手 (50223095)
• キーワード: 光アナログコンピューティング / 知能的センシング / ホログラム / 多重マッチトフィルタ / 光導電プラスチック / 光回折パターン / 形状認識 / 位相共役鏡

研究概要

1)被識別物体群からの光回折パターン群を1枚のホログラムで並列識別し、それらの寸法・形状・位置を同時瞬時並列識別する多重マッチトフィルタ法は、アレルゲン粒子の瞬時自動識別、医用粒子の瞬時識別、三次元バ-コード識別、流速分布の定量可視化法、文字の自動識別、自動車プレートナンバの瞬時識別、知能的ロボットの眼、などとして非常に有効な方法であり、発展的な手法であることが、欧州での討議の結果認められてきた。
2)調査研究の結果、雑音光の除去や自己相関識別のためにインテリジェントセンサとして位相共役鏡が利用できることの可能性がみえてきた。
3)光情報瞬時並列識別のために重要な役割を果す多重マッチトフィルタを構成するホログラムの簡便迅速自動作成法として開発された溶剤蒸気現像型光導電プラスチックホログラム作成システムは、He-Neレーザ光で回折効率が27%程度、感度が4μw/cm^2程度の高性能を有し、従来のホログラム作成装置と比べて画期的な性能で現在世界最高水準にあることが明らかとなった。
4)調査研究の結果、溶剤蒸気現像型光導電プラスチックホログラム作成装置において、使用するプラスチックと溶剤蒸気について、より効果的で安全な材料の選択の可能性もあることが明らかになった。
5)大規模並列画像処理を簡便迅速に行うための多重マッチトフィルタを用いた光アナログ計算機は、簡便自動現像装置の開発、コンパクトな防振光学系の開発によって現在一般的に使われているディジタル計算機のような汎用性と利便性を持ち、パーソナルコンピュータのようにコンパクトで簡便に使用できる可能性が討議の結果みえてきた。
6)物体形状の寸法変化や傾き角変化に対する不変識別性を持った光学フィルタの開発が光計算機開発において急務であることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] I.Shimizu: "Determine the spatial distributinos and velocities of particles in each shape or size" Proc.of 4th International Congress on Optical Particle Sizing. 4. 449-455 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "多重マッチトフィルタ法によるキャビティーフローの定量可視化" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. III,No.95-1. 257-258 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "光インテリジェントセンサによる複数形状の並列識別" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. IV,No.95-1. 465-466 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "アレルギ源としての家ダニの自動計測法" 空気清浄(日本空気清浄協会). 33巻1号. 1-6 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "ミクロンサイズ粒子群の形状・寸法の瞬時識別法" 第13回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会講演論文集. No.13. 15-18 (1995)
• [文献書誌] I.Shimizu: "Optical image processing of Various size/shape particles in multi-phase flow" Proc.of Flow Visualization and Image Processing of Multiphase Systems,ASME. FED Vol.209. 1-11 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "簡便自動作成ホログラムによる複数の物体形状同時識別法" 第26回画像工学コンファレンス講演論文集. No.26. 95-98 (1995)
• [文献書誌] 清水勲: "粒子群の形状・寸法別空間分布,挙動および速度の定量測定法" エアロゾル研究(日本エアロゾル学会). Vol.11 No.1. 44-48 (1996)