粗粒度再構成可能アーキテクチャを用いた無線メディア処理システムに関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K12656
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 今川 隆司 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (90771395)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 再構成可能アーキテクチャ / 動画像符号化 / フレーム補間 / 無線伝送

Outline of Annual Research Achievements

本課題における動画像無線伝送は従来どおり，センサ側で取得したフレームに対して，一部の画素を間引くことでサイズを縮小して伝送し，受信側では各縮小フレームに該当する時刻の，元々のサイズのフレームを生成する，補間フレーム生成処理を行うことを想定する．これに対し今年度は，背景領域とは別に，前景領域上の特徴点を利用したホモグラフィ変換を用いることで，補間フレーム中の前景領域を高品質化できることを示した．上記の手法により生成された補間フレームの品質は，PSNRの点では従来手法によるものに劣る一方で，主観的指標であるNIQE (natural image quality evaluator) では上回っていることが明らかとなっている．
また上記手法においてサイズが維持されるフレーム列 (キーフレーム) と，空間的に画素が間引かれたフレーム列のそれぞれに対して個別に動画像符号化を行うことを検討した．Raspberry Piを用いた電流の実測結果から，特に無線伝送の帯域幅が制限される場合は，符号化によって増加するエネルギー以上に無線伝送に要するエネルギーが削減され，よりエネルギー効率の良い伝送が可能となることが明らかとなった．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は新型コロナウイルスの影響により，大学の授業準備等の業務が増えたため，本研究課題の遂行に従事する時間を十分に確保できず，特に粒度選択型の再構成可能アーキテクチャや，それに対するマッピングアルゴリズムおよび配置配線アルゴリズムに対する検討を十分に行えなかった．また前述の研究実績に挙げた成果の対外発表もできなかった．そのため補助事業期間延長を申請し，本年度の実績の対外発表と，粒度選択型再構成可能アーキテクチャを中心とするシステム構築を進める．

Strategy for Future Research Activity

最終的な無線動画像伝送のデモ環境の構築に向けて，今年度に進めることのできなかった，CGRAのアーキテクチャのパラメタ調整や，アプリケーション回路に対するマッピングおよび配置配線アルゴリズムの調整を進める．また構築したデモ環境や，そのシミュレーション環境を用いて，性能や消費電力および消費エネルギーの評価を行い，提案システムにおける動画像伝送の効率を定量的に評価する．この中で，アプリケーション開発のためのCAD環境が，より使いやすいものとなるように，整備を進めていく．

Causes of Carryover

今年度は新型コロナウイルスの影響により，本研究課題の遂行に従事する時間を十分に確保できず，特に対外発表を行えなかったため，主に学会の参加費や出張旅費，論文誌の掲載料のための予算を執行できなかった．
次年度は，デモ環境の構築に必要や小型PCやディスプレイ，ケーブル等の機材の購入や，研究成果の発表のための学会参加等のために使用する予定である．