AD融合方式画像特徴抽出LSIとそれを用いた自然画像認識システムの研究開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12044211
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 岩田 穆 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (30263734)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森江 隆 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (20294530)
• Keywords: 画像認識 / 顔認識 / 領域分割 / 特徴抽出 / ガボールウェーブレット変換 / パルス変調 / 画素並列 / アナログ・デジタル融合LSI

Research Abstract

複数の人の顔を含むような複雑な自然画像を、高精度にかつ柔軟に、そしてリアルタイムで認識するシステムの実現へ向けて,今年度は画素並列型の特徴抽出アルゴリズムを提案・改良するとともに,それを実行するLSIを設計した。また,大局的領域分割のための抵抗ヒューズネットワークをFPGA上に実装し,それを用いて準リアルタイム処理可能な自然画像からの顔・物体認識システムを構築した。
1.特徴抽出用ガボールフィルタ回路の新アルゴリズムの考案とAD融合方式LSIの設計
画素並列型の抵抗ネットワーク方式ガボールフィルタ回路を効率的に実行するアルゴリズムを考案し,回路の省面積化と処理の高速化を実現した。このアルゴリズムを,先に試作した4.9mm角に12x24画素を集積したLSIにより動作確認した。さらにこの結果に基づいて,ほぼ実用的な画素数である61x72画素を含むLSI(0.35umルール,チップサイズ9.8mm角)を設計した。
2.デジタル方式抵抗ヒューズネットワークの設計とFPGAでの実装
前年までに設計したAD融合方式LSIに加えて,より実現が容易で応用範囲が広いデジタル方式で設計を行い,FPGAに実装した。その結果,40MHz動作時において64x64画素の画像の大局的領域分割を20msで行えることを確認した。
3.自然画像からの顔・物体を認識するシステムの構築
FPGA実装による抵抗ヒューズネットワークによる大局的領域分割機能を利用して,自然画像から顔や本の表紙などの物体を準リアルタイムで分割・抽出し,認識するPCデモシステムを構築した。

Research Products

• [Publications] T.Morie, et al.: "A Biologically-Inspired Object Recognition System Using Pixel-Parallel Feature Extraction VLSIs"International Invitational Workshop on Intelligent Interface Devices. 35-37 (2002)
• [Publications] T.Nakano, et al.: "A Cellular-Automaton-Type Image Extraction Algorithm and Its Implementation Using an FPGA"Proc. IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS 2002). 2. 197-200 (2002)
• [Publications] 岩田穆, 森江隆: "アナログ・ディジタル融合回路による視覚情報処理アーキテクチャ"電子情報通信学会 技術研究報告. CAS2002. 94 (2002)
• [Publications] 梅澤淳, 森江隆, 永田真, 岩田穆: "セルラーニューラルネットワーク方式ガボール型フィルタ回路の簡略化ダイナミクスの提案"電子情報通信学会総合大会. A-1. 22 (2002)
• [Publications] 森江隆, 岩田穆: "脳機能に学ぶ画像認識集積システム"電子情報通信学会 技術研究報告. CAS2002. 37 (2002)
• [Publications] 中野鉄平, 森江隆, 安藤博士, 石津任章, 岩田穆: "大局的画像領域分割のためのデジタル方式抵抗ヒューズネットワークの設計とFPGAへの実装"第6回システムLSIワークショップ講演資料集. 223-225 (2002)