高度並列信号処理の理論と技術に関する総合的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63302035
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 樋口 龍雄 東北大学, 工学部, 教授 (20005317)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西原 明法 東工大, 国際交流センタ, 助教授 (90114884) ; 西川 清 金沢大学, 工学部, 助教授 (40019774) ; 安浦 寛人 京都大学, 工学部, 助教授 (80135540) ; 西 哲生 九州大学, 工学部, 教授 (40037908) ; 川又 正征 東北大学, 工学部, 助教授 (70153004)
• Keywords: 高度並列信号処理 / 多次元ディジタル信号処理 / 3次元ディジタルフィルタ / 多値演算回路 / ハ-ドウェアアルゴリズム / 3次元信号

Research Abstract

最近、静止画、動画、高精細画像、投影像、地震波などに代表される2次元や3次元信号に対するディジタル信号処理の要求が高まっている。このような多次元ディジタル信号処理システムが実時間動作を行うには、これまでの1次元信号を扱う場合に比べて格段に優れた性能が必要とされる。本研究では昨年度に続き信号処理向きの高度並列処理の理論と技術に関して、(1)高度並列信号処理のための基礎理論、(2)高度並列信号処理のためのハ-ドウェアアルギリズム、(3)高度並列信号処理システムのア-キテクチャの三つの領域をさらに深く検討し総合的研究を行い、高度な並列信号処理システムの実現手法を確立した。
(1)については、特に3次元ディジタルフィルタの設計仕様が外積展開によって表せることに着目し、外積展開に基づくフィルタの設計法を提案した。まず、与えられた3次元の空間領域設計仕様と周波数領域設計仕様が外積展開によって1次元仕様に分解できることを示し、その設計法を与えた。(2)では、高並列性・高速性を有する演算アルゴリズムとして、特に多値符号化を基礎としたものについて研究を行った。実際に、R進SD数多値演算回路、多値剰余数演算回路などの集積回路を試作し性能評価を行ったところ、同等機能の従来の2値集積回路と比べその性能が優れていることを実証した。(3)では、外積展開に基づいて設計された並列完全分離形3次元ディジタルフィルタが、1次元ディジタルフィルタモジュ-ルの規則正しい縦続・並列接続によって実現できることを示すと共に、このア-キテクチャがVLSIによる並列処理に適した構造であることを明らかにした。これら3次元ディジタルフィルタを高度並列信号処理システムによって実現し、実時間処理が可能となることを実証した。

Research Products

• [Publications] 亀山充隆: "多値情報処理システムとVLSI化" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 198-207 (1989)
• [Publications] 安浦寛人: "組合せ問題に対する機能メモリ形並列プロセッサア-キテクチャ" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 222-230 (1989)
• [Publications] 大木真: "インパルス応答仕様の外積展開に基づく3次元ディジタルフィルタの設計" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 648-655 (1989)
• [Publications] 山影朋夫: "2元状態空間次ディジタルフィルタのVLSIア-キテクチャ" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 916-922 (1989)
• [Publications] 西川清: "一定群遅延の円対称振幅2次元帯域IIRフィルタのID-2D変換による設計" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 995-998 (1989)
• [Publications] 大木真: "3次元ディジタルフィルタの並列DSP実現" 電子情報通信学会論文誌. J72-A. 1919-1922 (1989)
• [Publications] 樋口龍雄: "多値情報処理-ポストバイナリエレクトロニクス" 昭晃堂, 195 (1989)
• [Publications] 樋口龍雄(編): "多次元ディジタル信号処理" コロナ社、コンピュ-トロ-ル, 150 (1990)