アナログ光情報処理を主体とした複数の物体形状と位置の同時実時間識別システムの開発

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850091
• 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: 亀丸 俊一 茨城大学, 工学部精密工学科, 助手 (60175289) ; 山本 信雄 茨城工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (70042489)
• キーワード: 多重マッチトフィルタ / 形状・位置の同時識別 / 回折パタ-ン / 画像のアナログ並列処理 / インコヒ-レント・コヒ-レント変換 / 液晶ディスプレイ / レ-ザ / ホログラム

研究概要

TVカメラから入力された複数の物体形状とその位置を同時に瞬時に識別するために、(1)液晶テレビに映し出された物体画像の識別性能の検討、(2)形状識別信号の出力輝点を実時間的に認識するためのアナログ/ディジタル信号処理機能の高速化の検討、(3)本計測システムを実用化するための装置のコンパクト化と全計測システムの評価、についての研究を行った。そしてつぎのような研究結果や知見が得られた。
(1)多重マッチトフィルタ作製用ホログラムとしては溶剤蒸気法による光導電体プラスチックが、ホログラムに歪を与えない点と現像過程でホログラム設定位置を変えなくてもよいという点でマッチトフィルタに最適であることが分った。これを用いて良い識別結果が得られた。
(2)TV画像を入力画像とするOff-lineの形状識別システムでは液晶ディスプレイをインコヒ-レント・コヒ-レント変換器として用いても良質のマッチトフィルタを用いれば予想以上に良い形状識別性能が得られる可能性があることが明らかとなった。
(3)しかしながらインコヒ-レント・コヒ-レント変換器としての液晶ディスプレイは画面のセルによるドットの悪影響があるため、形状の輪郭が明瞭であり、かつCRT画像のコントラストの良いMSLM等を使用することが望ましい。
(4)異なる9文字の形状と位置を同時識別するためにパスカル主語処理で、画像撮影から全結果処理表示まで2秒程度を要した。しかしながら専用回路や言語の工夫によって、更に多数の物体とその位置が同時に実時間計測される可能性が明らかとなった。
以上の実験結果を総合して、提案した複数の物体形状と位置の実時間識別システムはほぼ所期の性能を発揮することが明らかとなった。また開発構成された計測システムはコンパクトで実用化が可能となった。

研究成果

• [文献書誌] 清水勲,大竹光久/浅川修一郎,亀丸俊一: "マッチトフィルタによる粒子群の形状、大きさ、数及び位置の同時測定法" 日本機械学会論文集(B). 55. 1235-1241 (1989)
• [文献書誌] 清水勲: "多重マッチトフィルタによる複数の物体形状と位置の同時瞬時識別法" 計測自動制御学会論文集. 26. 500-504 (1990)
• [文献書誌] S.Kamemaru,T.Nagaoka, M.Kakuta and I Shimizu: "Pattern Recognition by the Deduced Symbol from the Hybrid Optical/Digital Processing System" J.of Japan Appl.Physics. (1990)
• [文献書誌] 清水勲,亀丸俊一,山本信雄,藤崎耿: "粒子群の形状、寸法別空間分布の同時測定法" 粉体工学会誌. 6 (1990)
• [文献書誌] I.Shimizu,S.Asakawa, S.Kamemaru and W.J.Yang: "Simultaneous and instantaneous Identificatior of the Shape Size and Position of Particles by a Multiplexed Matched Spatial Filter" Proc.of 2nd Int.Cong.on Optical Particle Sizing. I. 221-230 (1990)
• [文献書誌] I.Shimizu,M.Kakuta and S.Kamemaru: "Investigation for Simultaneous Measurement of the Size and Position of Spherical Particles by a Multiplexed Matched Spatial Filter" Proc.of 2nd Int.Cong.on Optical Particle Sizing. II. 43-45 (1990)