2000 Fiscal Year Annual Research Report

超低電力動きベクトル検出機能をもつ動画像圧縮イメージセンサの研究

Research Project

Project/Area Number	10555120
Research Institution	Research Institute of Electronics, Shizuoka University
Principal Investigator	川人祥二静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40204763)
Keywords	動きベクトル検出 / 動画像圧縮 / イメージセンサ / 低消費電力 / ブロックマッチング
Research Abstract	本研究では、広帯域移動体通信に向けた低消費電力動画像回路の実現を目的として、センサ上での新しい動きベクトル検出法及びそのための高速イメージセンサに関して研究を行った。動画像圧縮に必要な大きな消費電力の発生要因は、膨大な計算量を必要とする動きベクトル検出にある。本研究者は、イメージセンサ上での新しい動きベクトル検出方式として、高速中間画像を用いた反復ブロックブロックマッチングと呼ぶ動きベクトル検出アルゴリズムを考案している。その計算量は、従来の1/10〜1/30と極めて少なくでき、動画像圧縮の消費電力を、大幅に低減することができる。この動きベクトル検出に必要な高速中間画像を取得するイメージセンサを共同研究者である半導体メーカの協力を得て、0.35μmCMOS技術に基づき試作した。双方向多重電荷転送と呼ぶ新原理のイメージセンサにより、毎秒480枚の高速中間画像と毎秒30枚の高画質ビデオ画像の撮像に成功した。また課題であった中間画像の固定パターン雑音も1.2mVまで低減できること、残像除去処理により中間画像の高い線形性が得られることを示した。さらに、性能改善を図った方式として、時間的に隣接した動きベクトル間に強い相関があることに着目し、探索範囲を適応的に変化する適応探索反復ブロックマッチング法を考案し、動画像を用いたシミュレーションにより、計算量をさらに半分程度に削減できること、高速画像の速度を低減しながら固定探索の方式よりも高い精度で動きベクトル検出が行えることが明らかとなった。以上の実績の下に、今後、動きベクトル検出回路をCMOSイメージセンサ上に組み込んだ機能集積イメージセンサの実現について検討する。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 河合信宏,Dwi Handoko,川人祥二,田所嘉昭: "動画像圧縮イメージセンサのための動きベクトル検出回路"電子情報通信学会. 41 (2000)
[Publications] S.Kawanito: "CMOS smart image sensors"Tech.Dig.17th Sensor Symp.. 157-163 (2000)
[Publications] D.Handoko,S.Kawahito,M.Kumahara,Y.Tadokoro,A.Matsuzawa: "A CMOS Image Sensor for Focal-Plane Low-Power Motion Vector Estimation"2000 Symposium on VLSI Circuits Digest of Tech.Papers. 28-29 (2000)
[Publications] Dwi Handoko,Shoji Kamhito,MinotuKurahara,Nobuhiro Kawai,YoshiakiTadokoro,Mosazumi Katayama,Akira Matsuzawa: "A CMOS Image Sensor with Non-Destructive High-Speed Imaging Mode and Its Applications"Journal of Robotics and Mechatoronics. 12・5. 238-243 (2000)
[Publications] Dwi handoko,Shoji Kawahito,Yoshiaki Tadokoro,Akira Matsuzawa: "A Bidirectional Multiple Charge Transfer Active Pixel Image Sensor for Low-Power Focal Plane Motion Vector Estimation"Trans.of IEE of Japan. 121-E・1. 1-7 (2001)
[Publications] Dwi Handoko,川人祥二,田所嘉昭,松澤昭: "高速非破壊中間撮像CMOSイメージセンサの設計と試作"映像情報メディア学会誌. 55・2. 264-270 (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

超低電力動きベクトル検出機能をもつ動画像圧縮イメージセンサの研究

Principal Investigator

川人 祥二 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40204763)

Research Products

[Publications] 河合信宏,Dwi Handoko,川人祥二,田所嘉昭: "動画像圧縮イメージセンサのための動きベクトル検出回路"電子情報通信学会. 41 (2000)

[Publications] S.Kawanito: "CMOS smart image sensors"Tech.Dig.17th Sensor Symp.. 157-163 (2000)

[Publications] D.Handoko,S.Kawahito,M.Kumahara,Y.Tadokoro,A.Matsuzawa: "A CMOS Image Sensor for Focal-Plane Low-Power Motion Vector Estimation"2000 Symposium on VLSI Circuits Digest of Tech.Papers. 28-29 (2000)

[Publications] Dwi Handoko,Shoji Kamhito,MinotuKurahara,Nobuhiro Kawai,YoshiakiTadokoro,Mosazumi Katayama,Akira Matsuzawa: "A CMOS Image Sensor with Non-Destructive High-Speed Imaging Mode and Its Applications"Journal of Robotics and Mechatoronics. 12・5. 238-243 (2000)

[Publications] Dwi handoko,Shoji Kawahito,Yoshiaki Tadokoro,Akira Matsuzawa: "A Bidirectional Multiple Charge Transfer Active Pixel Image Sensor for Low-Power Focal Plane Motion Vector Estimation"Trans.of IEE of Japan. 121-E・1. 1-7 (2001)

[Publications] Dwi Handoko,川人祥二,田所嘉昭,松澤昭: "高速非破壊中間撮像CMOSイメージセンサの設計と試作"映像情報メディア学会誌. 55・2. 264-270 (2001)

川人祥二静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40204763)