2021 Fiscal Year Annual Research Report
Next-generation 3D imaging system by IoT device dedicated for holography
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19H01097
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
伊藤 智義 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20241862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下馬場 朋禄 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20360563)
角江 崇 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40634580)
西辻 崇 東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (70826833)
市橋 保之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波先進研究センター, 主任研究員 (80593532)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ホログラフィ / IoT / FPGA / 3次元映像 / 回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンピュータと融合したホログラフィは究極の3次元映像計測技術と期待されている．しかし，ホログラフィ技術が発明されてから70年を経た現在においても実用化さていないグランドチャレンジなテーマとして残されている．課題はホログラフィ計算の高速化とホログラムを表示するディスプレイの高精細化・大型化である．本研究では，計算の高速化については内部の回路を書き換え可能なFPGA（Field Programmable Gate Array）を用いてホログラフィ計算専用チップを開発し，ホログラムの表示については世界最大規模の高精細液晶ディスプレイ（LCD）を活用する．
本年度は，大規模FPGAを導入して高速計算アルゴリズムの研究を実機ベースで行った．新規に開発したヒルベルト変換を利用した高速アルゴリズムは，これまで開発を進めてきたホログラフィ専用計算機と比べて半分の回路規模で従来と同じ計算速度を実現し，実質2倍の高速計算を行うことができることを示した．このことを実証するため，大規模FPGAボードに回路を実装し，検証を行った．理論通りの高速化が実現することを実機ベースで確認することに成功した．
また，近年，自然光でホログラムを生成する技術であるインコヒーレントホログラフィが注目されている．インラインホログラフィの計算を高速化する専用ハードウェアの研究開発にも取り組んだ．
さらに，機械学習を取り入れた高速計算アルゴリズムの研究開発などを行い，10編の論文発表を行った．
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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
大規模FPGAを導入してホログラフィ専用の高速回路を開発した．高速アルゴリズムの研究を中心に多くの研究成果を発表することができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
高速回路の実装を進め，有用なハードウェア技術に取り組んでいく．
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