2016 Fiscal Year Research-status Report
スーパーピクセルと視差モデルを用いた高密度・高精度な実時間距離画像生成回路の開発
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15K00227
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
深山 正幸 金沢大学, 電子情報学系, 講師 (30324106)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ステレオ視 / 距離画像 / VLSI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は不可視光方式の距離画像センサの性能に匹敵する可視光ステレオ方式の距離画像生成VLSIプロセッサを開発することである。密度と精度を同等とした場合のスループット目標をHD 720p（1280×720）60 fpsとする。180 nmプロセスのASICで実装し、動作周波数を100 MHz、チップ面積を5 mm角とする。
平成28年度は、距離画像生成アルゴリズムと専用プロセッサアーキテクチャの改良、およびFPGA実装を行った。アルゴリズム改良ではクロスチェックの代わりに自画像のみを用いるオクルージョン検出を導入した。オクルージョン検出は対応点の等しい複数の画素について、それらの評価値を比較し、オクルージョンによる誤対応を無くす。これにより左右双方向の画素マッチングが不要となり、演算量が大幅に削減される。アーキテクチャ改良では画像の帯を処理単位とするバンドパイプラインを導入し、複数反復処理を1パスで実現した。実装用FPGAボードとして、Intel FPGA Arria 10 1150GXを搭載し、PCIe Gen3 x8 Host InterfaceでPCに接続する、Nallatech 385Aを導入した。改良したアーキテクチャに基づく専用プロセッサをOpenCL言語で記述し、OpenCL SDKを用いてFPGAに実装した。FPGAボードとホストPCを接続するホストプログラムを開発し、距離画像生成システムを構築した。実験の結果、450×375の画像に対する本システムのスループットは310 fpsであった。これより解像度がHD 720pのスループットは56.7 fpsとなり、目標がほぼ達成された。ただし、現在2倍の周波数を要しているため、パイプライン実装の改良が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定どおり距離画像生成専用プロセッサのFPGA実装と、システム開発が進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度には改良されたアルゴリズムとアーキテクチャに基づく距離画像プロセッサのASIC実装を行い、動作周波数と消費電力を測定し、特性（小面積、低電力、低コスト）を定量的に実証する。
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| Causes of Carryover |
節約の結果、残額が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度予算と合わせて有効に使用する。
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