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認識,学習と判断の機能を有する連想メモリベースVLSIブレインの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19360163
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関広島大学

研究代表者

マタウシュ ハンスユルゲン (MATTAUSH Hans Juregen / MATTAUSCH Hans J.)  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (20291487)

研究分担者 小出 哲士  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2009年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2008年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード連想メモリ / 知識システム / 知能情報処理 / 認識 / 学習と発見 / 判断 / VLSI / VLSIブレイン / 学習 / CMOS / アナログ回路
研究概要

連想メモリベースVLSIブレインに必要な機能コアユニットの実現アルゴリズム,VLSIアーキテクチャ、及び集積回路技術を開発した.また、実際のVLSIテストチップを設計し,パフォーマンス検証のための測定を行った."知識パターン連想メモリと最近傍検索ユニット"の180nm CMOS設計で50-245nsの高速検索,<36.5mWの低消費電力,及び>99%の正検出率を得た."winner読み出し及び認識決定","パターン学習"と"パターン最適化"のユニットらにおいて,しきい値,短期・長期記憶,及び以前認識されたパターンの平均化のコンセプトに基づいて,アルゴリズムと集積回路技術を構築と検証した.開発したVLSIブレインの性能を評価するために,代表的なアプリケーションとして,「手書き文字認識」を選んだ.参照データ最適化アルゴリズムの効果により,誤認識率を35%から9%へ減少させることが確認できた.ハートウエア実装のために180nm CMOSのVLSIブレインテストチップを設計,試作と測定した.その結果,100MHzまで正しく動作し,学習・最適化処理に要する時間は約2μsと高速で,116mWの低消費電力で自動学習を有するVLSIブレインテストチップを実現した.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (22件) 産業財産権 (8件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Low-Power Silicon-Area-Efficient Image Segmentation Based on a Pixel-Block Scanning Architecture2009

    • 著者名/発表者名
      K. Okazaki, K. Awane, N. Nagaoka, T. Sugahara, T. Koide, H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys Vol.48,No.4

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Power Silicon-Area-Efficient Image Segmentation Based on a Pixel-Block Scanning Architecture2009

    • 著者名/発表者名
      K.Okazaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 48・4

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration Architecture of Content Addressable Memory and Massive-Parallel Memory-Embedded SIMD Matrix for Versatile Multimedia Processor2008

    • 著者名/発表者名
      T.Kumaki
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Electronics 79-4

      ページ: 1409-1418

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of K-Nearest-Matches Search Capability in Fully-Parallel Associative Memories2007

    • 著者名/発表者名
      M.A. Abedin, Y. Tanaka, A. Ahmadi, S. Sakakibara, T. Koide, H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals vol.E90-A,No.6

      ページ: 1240-1243

    • NAID

      110007519195

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixed Digital-Analog Associative Memory Enabling Fully-Parallel Nearest Euclidean Distance Search2007

    • 著者名/発表者名
      M. A. Abedin
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46・4B

      ページ: 2231-2237

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of K-Nearest-Matches Search Capability in Fully-Parallel Associative Memories2007

    • 著者名/発表者名
      M. A. Abedin
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals 90-A・6

      ページ: 1240-1243

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 連想メモリベース適応学習LSIの応用とその評価2009

    • 著者名/発表者名
      川畑明雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会集積回路研究会議 (ICD2009-105)
    • 発表場所
      浜松市, 日本
    • 年月日
      2009-12-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Associative- Memory-Based Prototype LSI with Recognition and On-line Learning Capability and its Application to Handwritten Characters2009

    • 著者名/発表者名
      W. Imafuku, S. Sakakibara, A. Kawabata, T. Ansari, H.J. Mattausch, T. Koide
    • 学会等名
      Proceedings of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS'2009)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2009-12-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Associative-Memory-Based Prototype LSI with Recognition and On-line Learning Capability and its Application to Handwritten Characters2009

    • 著者名/発表者名
      W.Imafuku
    • 学会等名
      International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS'2009)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2009-12-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] VLSI-Architecture for Enabling Multiple Parallel Associative Searches with Standard SRAM Macros2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kumaki, Y. Imai, T. Koide, H.J. Mattausch
    • 学会等名
      Proceedings of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS'2009)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] VLSI-Architecture for Enabling Multiple Parallel Associative Searches with Standard SRAM Macros2009

    • 著者名/発表者名
      熊木武志
    • 学会等名
      International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS'2009)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 画像圧縮コードブックを最適にする連想メモリベース自動学習の研究2009

    • 著者名/発表者名
      川畑明雄
    • 学会等名
      第11回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口市, 日本
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-Speed Face Detection in Images with Massive-Parallel Bit-Serial SIMD Processor Using Haar-Like Features2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Imai
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'2009)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3値多ポート連想メモリの開発とその応用例2009

    • 著者名/発表者名
      熊木武志
    • 学会等名
      電子情報通信学会回路とシステム研究会議(CAS2009-36)
    • 発表場所
      広島市, 日本
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 連想メモリベース自動学習LSI アーキテクチャと手書き文字認識への適用2009

    • 著者名/発表者名
      今福渉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会議(CAS2009-36)
    • 発表場所
      広島市, 日本
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] VLSI Design of a Handwritten-Character Learning and Recognition system based on Associative Memory2009

    • 著者名/発表者名
      S. Sakakibara, W. Imafuku, A. Kawabata, T. Ansari, H.J. Mattausch, T. Koide
    • 学会等名
      15th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI'2009)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2009-03-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] VLSI Design of a Handwritten-Character Learning and Recognition system based on Associative Memory2009

    • 著者名/発表者名
      S.Sakakibara
    • 学会等名
      15th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies(SASIMI'2009)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2009-03-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Grouping Method based on Feature Matching for Tracking and Recognition of Complex Objects2009

    • 著者名/発表者名
      N. Nagaoka, K. Okazaki, T. Sugahara, T. Koide, H.J. Mattausch
    • 学会等名
      Proceedings of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS'2008)
    • 発表場所
      Bangkok, , Thailand
    • 年月日
      2009-02-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Grouping Method based on Feature Matching for Tracking and Recognition of Complex Objects2009

    • 著者名/発表者名
      N.Nagaoka
    • 学会等名
      International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems(ISPACS'2008)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2009-02-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Hardware Realization of Two-Stage Pattern Matching System using Fully-Parallel Associative Memories2008

    • 著者名/発表者名
      M.A.Abedin
    • 学会等名
      5^<th> International Conference on Electrical and Computer Engineering(ICECE'2008)
    • 発表場所
      Dhaka, Bangladesh
    • 年月日
      2008-12-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 領域成長型画像分割アルゴリズムを用いた画像分割の精度改善2008

    • 著者名/発表者名
      菅原達也
    • 学会等名
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部第59回連合大会
    • 発表場所
      山口市, 日本
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] スケーリングによる連想メモリの性能向上とばらつき影響の評価2008

    • 著者名/発表者名
      今福渉
    • 学会等名
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部第59回連合大会
    • 発表場所
      山口市, 日本
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 学習機能を実現する連想メモリのLSI設計2007

    • 著者名/発表者名
      榊原 尚吾
    • 学会等名
      平成19年度 電気・情報関連学会中国支部第58回連合大会
    • 発表場所
      広島,日本
    • 年月日
      2007-10-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Associative Memory Design Realizing Reference-Pattern Recognition and Learning based on Short/Long-Term Storage Concept2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sakakibara
    • 学会等名
      14th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI'2007)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2007-10-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Hardware Realization of Two-Stage Pattern Matching System using Fully-Parallel Associative Memories2007

    • 著者名/発表者名
      M. A. Abedin
    • 学会等名
      14th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI'2007)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2007-10-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Area Efficient Fully Parallel Associative Memory with Fast Winner Search Capability2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka
    • 学会等名
      14th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI'2007)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2007-10-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Developing a Reliable Learning Model for Cognitive Classification Tasks Using an Associative Memory2007

    • 著者名/発表者名
      Ahmadi, H.J. Mattausch, M.A. Abedin, T. Koide, Y. Shirakawa, M.A. Ritonga
    • 学会等名
      Proceedings of the 2007 IEEE Symposium on Computational Intelligence in Image and Signal Processing (CIISP'2007)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2007-04-03
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Developing a Reliable Learning Model for Cognitive Classification Tasks Using an Associative Memory2007

    • 著者名/発表者名
      H. J. Mattausch
    • 学会等名
      2007 IEEE Symposium on Computational Intelligence in Image and Signal Processing (CIISP'2007)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2007-04-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 連想メモリ2009

    • 発明者名
      H.J.Mattausch, T.Koide, 他
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2009-10-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 連想メモリおよびそれを用いた検索システム2009

    • 発明者名
      T.Koide, H.J.Mattausch, 他
    • 権利者名
      広島大学
    • 取得年月日
      2009-08-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 連想メモリ2009

    • 発明者名
      H. J. Mattausch
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2009-10-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 連想メモリおよびそれを用いた検索システム2009

    • 発明者名
      T. Koide
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2009-08-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 連想メモリ2008

    • 発明者名
      T.Koide
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2008-04-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] オフセット除去回路、それを備えた連想メモリおよびオフセット電圧の除去方法2008

    • 発明者名
      H.J.Mattausch
    • 権利者名
      広島大学
    • 出願年月日
      2008-07-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 増幅回路および連想メモリ2008

    • 発明者名
      H.J. Mattausch
    • 権利者名
      広島大学学長
    • 出願年月日
      2008-02-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 連想メモリおよびそれを用いた検索システム2007

    • 発明者名
      アベディンモハマドアノワルル
    • 権利者名
      広島大学学長
    • 出願年月日
      2007-11-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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