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画像認識のための実時間再構成型シグナルプロセッサの試作

研究課題

研究課題/領域番号 09558026
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 計算機科学
研究機関東北大学

研究代表者

青木 孝文  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (80241529)

研究分担者 小林 孝次  株式会社 山武, 新事業開発室, POCプロジェクトマネージャー部長
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードハードウェアアルゴリズム / 算術演算アルゴリズム / 集積回路 / データパス / 冗長数系 / シグナルプロセッサ / 画像認識 / ディジタル信号処理 / 算術演算回路 / VLSI / 信号処理
研究概要

本研究グループでは,シグナルプロセッサ向きの高精度画像認識アルゴリズムとして,「位相限定相関法」を基本とした認識アルゴリズムを提案し,その有効性を指紋照合,部品認識,顔画像認識などにおいて実証してきた.このようなFFTベ一スの画像認識アルゴリズムでは,膨大な実数/複素数混合データの演算をいかに効率的に実行するかという点がその実用化の重要な課題になる.
本研究では,この種の実数/複素数混合演算の問題を解決するために本研究代表者らが提案している「冗長複素数系(Redundant Complex Number Systems)」と呼ばれる新しい数表現に着目し,位相限定相関法の高速処理を目的とした実時間再構成型シグナルプロセッサのアーキテクチャを検討した.特にその実現の鍵となる下記の演算器コアを試作した.
1.実数/複素数再構成型演算器コアを0.5μm CMOS技術を用いて試作し,再構成のハードウェアオーバーヘッドが8.9%と極めて低い3モード演算器を実現した.
2.冗長複素数乗算器コアを0.5μm CMOS技術を用いて試作し,自動合成された複素数乗算器と比較して,チップ面積,配線遅延,消費電力を,それぞれ33.7%,16.9%,18.4%に削減することに成功した.
3.SW数系に基づく再構成型積和演算器コアを0.35μm CMOSを用いて試作し,10MHz〜100MHzの高サンプリングレートのフィルタリングを実現した.
4.冗長多進数を用いた除算器コアおよびCORDlC演算器コアなどを試作し,その有用性を実証した.
また,これと並行して位相限定相関法のアプリケーションに関する調査研究を行うとともに,位相限定相関法に基づく3次元ステレオビジョンシステムを中心にアルゴリズム開発を行った.この結果,今後,3次元計測・物体認識用シグナルプロセッサを開発する際に重要になる研究課題を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Real/Complex Reconfigurable Arithmetic Using Redundant Complex Number Systems"Proceedings of the IEEE Symposium on Computer Arithmetic. 200-207 (1997)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "冗長複素数系に基づく実数/複素数再構成型算術演算回路の構成"電子情報通信学会論文誌 D-1. J80-D-I・8. 674-682 (1997)

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  • [文献書誌] 星健一: "冗長複素数系とその応用"電子情報通信学会技術研究報告(VLD97-137). 97・577. 111-118 (1998)

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  • [文献書誌] 佐々木孝樹: "顔面像認識における相関関数の性能評価"1998年電子情報通信学会総合大会予稿集. D-12-61. 260-260 (1998)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "高基数CORDICアルゴリズム"電子情報通信学会論文誌 D-1. J81-D-I・4. 359-367 (1998)

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  • [文献書誌] 佐々木宏: "回転不変位相限定相関法による画像の回転角度計測について"映像メディア学会技術報告. 22・45. 55-60 (1998)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Beyond-Binary Arithmetic Algorithms"Proceedings of the International Symposium on Future of Intellectual Integrated Electronics. 333-353 (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Redundant Complex Arithmetic and Its Application to Complex Multiplier Design"Proceedings of the 29th IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic. 200-207 (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Evolutionary Design of Arithmetic Circuits"IEICE Transactions on Fundamentals. E82-A・5. 798-806 (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Signed-Weight Arithmetic and Its Application to a Field-Programmable Digital Filter Architecture"IEICE Transactions on Electronics. E82-C・9. 1687-1698 (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Radix-2-4-8 CORDIC for Fast Vector Rotation"IEICE Transactions on Fundamentals. (掲載決定). (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Beyond-Binary Arithmetic : Algorithms and VLSI Implementations"Interdisciplinary Information Sciences. (掲載決定). (1999)

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  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Hiroaki Amada, and Tatsuo Higuchi: "Real/Complex Reconfigurable Arithmetic Using Redundant Complex Number Systems"IEEE Symposium on Computer Arithmetic. 200-207 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Hiroaki Amada, and Tatsuo Higuchi: "Design of Real/Complex Reconfigurable Arithmetic Circuits Using Redundant Complex Number Systems"Transactions of the IEICE D-I. Vol.J80-D-I, No.8 (in Japanese). 674-682 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenichi Hoshi, Takafumi Aoki, and Tatsuo Higuchi: "Redundant Complex Number System and Its Application"Technical Report of IEICE (VLD97-137). Vol.97, No.577 (in Japanese). 111-118 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kouki Sasaki, Takafumi Aoki, and Tatsuo Higuchi: "Performance Evaluation of Correlation Functions for Face Recognition"Proceedings of the 1998 IEICE General Conference. D12-61 (in Japanese). 260 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Hitoshi Nogi, and Tatsuo Higuchi: "A High-Radix CORDIC Algorithm"Transactions of the IEICE D-I. Vol.J81-D-I, No.4 (in Japanese). 359-367 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Sasaki, Koji Kobayashi, Takafumi Aoki, Masayuki Kawamata, and Tatsuo Higuchi: "Rotation Measurement Using Rotation Invariant Phase Only Correlation"ITE Technical Report. Vol.22, No.45 (in Japanese). 55-60 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki and Tatsuo Higuchi: "Beyond-Binary Arithmetic Algorithms"International Symposium on Future of Intellectual Integrated Electronics. 333-353 (1999)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Ken-ichi Hoshi and Tatsuo Higuchi: "Redundant Complex Arithmetic and Its Application to Complex Multiplier Design"IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic. 200-207 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Naofumi Homma and Tatuso Higuchi: "Evolutionary Design of Arithmetic Circuits"IEICE Transactions on Fundamentals. Vol.E82-A, No.5. 798-806 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Yoshiki Sawada and Tatsuo Higuchi: "Signed-Weight Arithmetic and Its Application to a Filed-Programmable Digital Filter Architecture"IEICE Transactions on Electronics. Vol.E82-C, No.9. 1687-1698 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki, Ichiro Kitaori and Tatsuo Higuchi: "Radix-2-4-8 CORDIC for Fast Vector Rotation"IEICE Transactions on Fundamentals. (to be published).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki and Tatsuo Higuchi: "Beyond-Binary Arithmetic : Algorithms and VLIS Implementations"Interdisciplinary Information Sciences. (to be published).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Beyond-Binary Arithmetic Algorithms"Proceedings of the International Symposium on Future of Intellectual Integrated Electronics. 333-353 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naofumi Homma: "Evolutionary Graph Generation System for Arithmetic Circuit Design"Proceedings of the International Symposium on Future of Intellectual Integrated Electronics. 355-364 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Redundant Complex Arithmetic and Its Application to Complex Multiplier Design"Proceedings of the 29th International Symposium on Multiple-Valued Logic. 200-207 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ichiro Kitaori: "Radix-2-4-8 CORDIC for Fast Sine and Cosine Computation"Proceedings of the 1999 International Technical Conference on Circuits/Systems,Computers and Communications. I. 462-465 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Signed-Weight Arithmetic and Its Application to a Field-Programmable Digital Filter Architecture"IEICE Transactions on Electronics. E82-C・9. 1687-1698 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naofumi Homma: "A New Evolutionary Approach for Synthesizing Circuit Structures"Proceedings of the 1999 International Symposium of Nonlinear Theory and its Applications. 1. 239-242 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naofumi Homma: "Evolutionary Generation of Constant-Coefficient Multipliers"Proceedings of the 1999 IEEE Internatinal Symposium on Intelligent Signal Processing and Communications Systems. 481-484 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "High-Radix Parallel VLSI Dividers without Using Quotient Digit Selection Tables"Proceedings of the 30th International Symposium on Multiple-Valued Logic. (掲載決定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi Aoki: "Radix-2-4-8 CORDIC for Fast Vector Rotation"IEICE Transactions on Fundamentals. (掲載決定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 星健一: "冗長複素数系とその応用" 電子情報通信学会技術研究報告(VLD97-137). 97・577. 111-118 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木孝樹: "顔画像認識における相関関数の性能評価" 電子情報通信学会総合大会予稿集. D-12-61. 260 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木宏: "回転不変位相限定相関による画像の回転角度計測について" 映像情報メディア学会技術報告. 22・45. 55-60 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Redundant Complex Arithmetic and Its Application to Complex Multiplier Design" Proc.of the 29th IEEE Int.Symp.on Multiple-Valued Logic. (採録決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Beyond-Binary Arithmetic Algorithms" Proc.of the Int.Symp.on Future of Intellectual Integrated Electronics. (採録決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Real/Complex Reconfigurable Arithmetic Using Redundant Complex Number Systems" Proc.of the 13th IEEE Symposium on Computer Arithmetic. 200-207 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "冗長複素数系に基づく実数/複素数再生構成型算術演算回路の構成" 電子情報通信学会論文誌D-1. J80-D-1・8. 674-682 (1997)

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      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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