2020 Fiscal Year Research-status Report
Research for gamma-ray real-time imaging method using CPU embedded FPGA
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19K14742
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
武田 彩希 宮崎大学, 工学部, 助教 (40736667)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガンマ線イメージング / コンプトンカメラ / リアルタイム / 電子飛跡型 / Ｘ線ガンマ線天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は，発展途上の電子飛跡型半導体コンプトンカメラを実現させることである。研究代表者が研究開発を進めてきた「イベント駆動型SOIPIX」を 用いることで，少数のガンマ線検出で到来方向を決定することが可能となり，カメラとしての性能が大きく飛躍する。本研究課題では，CPU組み込みFPGAによる オンボードデータ処理を実装することにより，課題であるリアルタイム性を躍進させる手法の研究開発を進める。二年目は，下記の成果を得た。
１）GPUコンピューティングボード「Jetson」の利用検討：本研究ではCPU組み込みFPGA「Zynq」によるガンマ線リアルタイムイメージングの可能性を模索しているが，新たにNVIDIA社製GPUコンピューティングボード「Jetson」シリーズを組み込むことによるデータ処理アルゴリズムを検討した。これにより，より柔軟なカメラシステムが実現する可能性がでてきた。２）ガンマ線イメージングのためのセンサ「イベント駆動SOIPIX」の研究開発：本研究はガンマ線リアルタイムイメージングのための手法の研究を目的とするが，実機による評価も重要なところである。昨年度動作させたイメージセンサ「イベント駆動型SOIPIX」の大面積素子によるコンプトンカメラ化の準備を進めた。また，小型素子により，チップ上でリアルタイムに検出パターンを処理する回路の機能実証を行なった。この機能により，コンプトン散乱による電子飛跡を効率よくとらえることができた。これらの研究成果は，論文としてまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実機であるイベント駆動型SOIPIXの評価試験は順調に進んでいる。大面積素子が動作しはじめ，コンプトン散乱による電子飛跡を効率よくとらえることもできている。あとは，コンプトンカメラ化に向け作業を進めていくことになる。しかし，データ処理アルゴリズムの検討に遅れが生じている。さらに，新たにNVIDIA社製GPUコンピューティングボード「Jetson」の組み込み検討を進めたため，研究に遅れが生じている。これらが本研究がやや遅れている理由である。当初の研究計画より１年延長したことで，当初の計画通り，もしくは，それ以上の研究成果を出すことができる見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，引き続きコンプトン散乱による反跳電子の方向ベクトル決定精度を向上させるためのデータ処理モデルの検討と構築を進めていく。また，CPU組み込みFPGAであるZynq搭載評価基板，GPUコンピューティングボードであるJetsonを用いて，実機によるデータ処理アルゴリズムの検討と構築を進めていく。そして，イベント駆動型 SOIPIXの実機測定データにより，処理モデルの評価を行う。これらにより，ガンマ線リアルタイムイメージングの手法研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた出張に変更が生じ，また，実機の準備の遅延があったため，次年度使用額が生じた。当初の計画を１年延長し，引き続き実機の準備等を進めるため，当初申請した使用計画への支障はない。
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