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2004 Fiscal Year Annual Research Report

3次元統合化脳診断支援システムのための3次元データ圧縮・伸張プロセッサ研究開発

Research Project

Project/Area Number 15700040
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐野 健太郎  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00323048)

Keywordsベクトル量子化 / コードブック設計 / シストリックアレイ / 機能メモリ / データ圧縮 / VLSIアーキテクチャ / FPGA
Research Abstract

本研究では、3次元データ圧縮の基本となるベクトル量子化(VQ)のための並列アルゴリズムを提案すると共に、これに基づく専用プロセッサ(VQプロセッサ)を設計し、それらの評価を行った。以下、平成16年度の研究実績について概要を述べる。
MMPDCL(最大部分歪低減競合学習)アルゴリズムを基に並列コードブック生成アルゴリズムを設計し、1)競合のための歪み演算における細粒度並列性,2)入力ベクトルとコードワードを単位とする粗粒度並列性のそれぞれを利用する並列処理方式を確立した。1)を利用する並列アルゴリズムはVQプロセッサ内部で行う計算のためのものであり、競合学習におけるコードワードの更新に遅延を許容することにより、高い並列性を引き出すことに成功している。2)を利用する並列アルゴリズムは大規模なコードブック生成を複数の小さなコードブック生成問題に分割するものであり、VQプロセッサを複数並べて並列処理を行う場合に適している。
次に、シストリックメモリアーキテクチャに基づき 1)の並列MMPDCLアルゴリズムを処理するVQプロセッサ設計を行った。本アーキテクチャは、シストリックアレイによる超並列演算と、演算回路近傍にメモリを配置する機能メモリの広帯域データ参照の2つの特長を併せ持つ。設計したVQプロセッサは、ハードウェアコストを削減するために固定小数点演算を用い、また演算を簡略化しているが、量子化誤差の点で遜色の無いコードブックを生成可能であることが、ソフトウェアシミュレーションにより明らかとなった。また、FPGAを用いた試作により、シストリックメモリの超並列性が汎用プロセッサと比べて高い速度向上を与えることを確認できた。以上要するに、3次元データを圧縮・伸張するための超高速な処理系を与えるこの研究成果は、3次元脳診断統合化支援システムの実用化を目指す上で非常に有益かつ重要である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2005 2004

All Journal Article (14 results)

  • [Journal Article] 空間分割法に基づく高速コードブック生成アルゴリズムの提案と評価2005

    • Author(s)
      百瀬 真太郎
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌 (発表予定)

  • [Journal Article] A Competitive Learning Algorithm with Controlling Maximum Distortion2005

    • Author(s)
      Takeshi Miura
    • Journal Title

      journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics (発表予定)

  • [Journal Article] High-Speed Codebook Design by the Multipath Competitive Learning on a Systolic Memory2004

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      WSEAS Transactions on Circuits and Systems 10・3

      Pages: 2187-2193

  • [Journal Article] Proceedings of the International Conference on Signal Processing, Computational Geometry and Artificial Vision(ISCGAV2004)2004

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      Proceedings of the International Conference on Signal Processing, Computational Geometry and Artificial Vision(ISCGAV2004) (CDROM)

      Pages: 7

  • [Journal Article] Efficient Parallel Processing of Competitive Learning Algorithms2004

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      Elsevier Journal of PARALLEL COMPUTING 30・12

      Pages: 1361-1383

  • [Journal Article] Differential Coding Scheme for Efficient Parallel Image Composition on a PC Cluster System2004

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      Elsevier Journal of PARALLEL COMPUTING 30・2

      Pages: 285-299

  • [Journal Article] A Systolic Memory Architecture for Fast Codebook Design based on MMPDCL Algorithm2004

    • Author(s)
      Kentaro Sano
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Conference on Information Technology(ITCC2004)

      Pages: 572-578

  • [Journal Article] Parallel Competitive Learning Algorithm for Fast Codebook Design on Partitioned Space2004

    • Author(s)
      Shintaro Momose
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Conference on Cluster Computing(CLUSTER2004)

      Pages: 449-457

  • [Journal Article] A Competitive Learning Algorithm with Controlling Maximum Distortion2004

    • Author(s)
      Takeshi Miura
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems(SCIS2004) (CDROM)

      Pages: 8

  • [Journal Article] Fast Codebook Design for Vector Quantization on Partitioned Space2004

    • Author(s)
      Shintaro Momose
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Information Technology and Applications(ICITA2004) (CDROM)

      Pages: 6

  • [Journal Article] MMPDCLアルゴリズムに基づくコードブック生成専用プロセッサ2004

    • Author(s)
      高木知陽
    • Journal Title

      デザインガイア2004 講演論文集 ARC-160・14

      Pages: 77-82

  • [Journal Article] Simulating Fine-Grain Thermal Behaviors on VLSIs2004

    • Author(s)
      Mutsuo Ito
    • Journal Title

      Proceedings of Internatioanl Workshops on Thermal Investigations of ICs and Systems(THERMINIC2004)

      Pages: 63-68

  • [Journal Article] A Distributed Register File Architecture for Executing Scientific Applications2004

    • Author(s)
      Clecio Donizete Lima
    • Journal Title

      Journal of Information 7・2

      Pages: 241-252

  • [Journal Article] Hybrid Parallel Machines2004

    • Author(s)
      Clecio Donizete Lima
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Information Technology and Applications(ICITA2004) (CDROM)

      Pages: 6

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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