2013 Fiscal Year Annual Research Report
ホログラフィ専用計算システムによる次世代３次元映像・計測技術の研究
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25240015
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
伊藤 智義 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20241862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下馬場 朋禄 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20360563)
角江 崇 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40634580)
増田 信之 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (60323333)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高性能計算アプリケーション / ホログラフィ / 3次元映像 / 3次元計測 / FPGA / マルチコアプロセッサ |
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| Research Abstract |
ホログラフィによる次世代3次元映像・計測技術を大きく進展させるための計算システムの研究開発を行うことを目的としている。具体的には、ホログラフィ専用計算機を最新の大規模FPGAをベースとして開発すること，及び，GPUなどのマルチコア・プロセッサによる高速計算システムを開発する。その際に必要になるアルゴリズムの研究開発もあわせて行う。
本年度の最重要項目は、読み書き可能なICチップであるFPGA（Field Programmable Gate Array）を用いたホログラフィ専用の計算ボードを研究開発である。実際に、大規模FPGAを7個搭載した専用計算ボードの設計を行い、試作に成功した。それをもとに、10枚の専用ボードを製作した。
並行して、計算アルゴリズムの研究開発を行い、GPUなどのマルチコアプロセッサの利用も進め、それらの成果を論文、国際会議、国内研究会等で発表した。その中でも、ホログラフィを利用したレンズレスプロジェクタの研究成果は、Optics Express誌に掲載されると、大きな注目を集め、国内外で科学ニュースとして取り上げられた。
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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
本研究課題のベースとなるホログラフィ専用計算ボードが、当初の予定通り、平成25年度に開発できた。このことにより、本研究課題が予定通り進められる見通しである。
また、本研究課題は次の3つをターゲットにしている。（1）電子ホログラフィ（3次元映像）、（2）デジタルホログラフィ（ホログラフィック顕微鏡）、（3）デジタルホログラフィ（光速イメージング）である。これらについてのアルゴリズムにおける研究も順調に進んでおり、10を超える成果論文及び発表を行っている。
上記3項目に加えて、さらに、プロジェクタへの応用の可能性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題のベースとなるホログラフィ専用計算ボードの開発が成功したことで、次の段階である専用計算ボードの評価に進む。（1）まず、評価ボードが正しく計算に利用できるかを確認する。（2）次に、ターゲットとしている3次元映像及び3次元計測の各問題に合わせて、FPGA内の回路設計を行う。（3）専用計算ボードは並列計算を前提としており、各ターゲットに合わせて、より高速、効率的なアルゴリズムを検討し、高速計算システムの開発をめざす。（4）最終的には、光学系と組み合わせて、当該研究分野に有用なシステムを構築する。
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[Presentation] Computer-Generated Hologram on GRAPE-DR2013
Author(s)
Atsushi Sugiyama, Minoru Oikawaa, Naohisa Okada, Hirotaka Nakayama, Nobuyuki Masuda, Toshiyuki Fukushige, Tomosyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito
Organizer
The 20th International Display Workshops (IDW '13)
Place of Presentation
札幌
Year and Date
20131204-20131206
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[Presentation] Speckle-reduced zoomable holographic projection2013
Author(s)
Hiroya Yamanashi, Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Minoru Oikawa, Naohisa Okada, Yutaka Endo, Ryuji Hirayama, Naoki Takada, Tomoyoshi Ito
Organizer
The 20th International Display Workshops (IDW '13)
Place of Presentation
札幌
Year and Date
20131204-20131206
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