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実時間動き補償用メモリ混載型低消費電力プロセッサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10650335
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関福岡大学

研究代表者

MOSHNYAGA Vasily  福岡大学, 工学部, 助教授 (40243050)

研究分担者 田丸 啓吉  岡山理科大学, 工学部, 教授 (10127102)
鶴田 直之  福岡大学, 工学部, 講師 (60227478)
首藤 公昭  福岡大学, 工学部, 教授 (70078632)
小林 和淑  京都大学, 工学研究科, 助手 (70252476)
小野寺 秀俊  京都大学, 工学研究科, 教授 (80160927)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード動画像圧縮 / 動き補償 / プロセッサアレー / アーキテクチャ / 低消費電力 / 集積回路 / 設計手法 / プロセッサ アレー
研究概要

本研究では、動き補償処理のハードウェアの面積及び消費電力を削減するために、新たにアルゴリズムやアーキテクチャ、回路設計手法などを開発した。また、提案したアーキテクチャおよび手法の実験的な評価を行なうために、動きベクトル処理用LSIの設計、製造を行なった。
本研究の成果を以下にまとめる。
1.動画像動き補償向け省メモリ型プロセッサアーキテクチャ。これには、メモリの面積およびアクセスの回数を減らすための動き補償アルゴリズムを変更し、新しい2次元アレー型のアーキテクチャを提案した。画像メモリの分散と共有を組み合わせた概念によって、メモリ量が従来の半分で済むこのアーキテクチャはHDTVフォーマットにおいても実現が可能となる。必要総メモリ量の減少と入力ピン数の減少によって、チップの少面積化に大きく貢献できる。
2.消費電力低減を重視した適応型動き補償アルゴリズムとアーキテクチャ手法。ここでは、画像圧縮においてアーキテクチャのレベルでアルゴリズム的に消費電力を削減する手法いくつか検討し、それぞれ手法についてその効果を検証した。また、低消費電力向き動き補償において適応型動きベクトル検出アルゴリズムの提案した。このアルゴリズムは画像内容の変化によって動き補償の計算の複雑さを動的に調整し、全探索ブロックマッチングと比較すると、同等の画質を維持しながら4分の1以下の計算回数しか必要としない.
3.消費電力を減少する回路設計手法の開発。ここで、動き補償のみならず、画像の状況に応じたデータ長可変手法を検討し、論理構造の変更により信号遷移確率の低減を図る手法を開発した。本手法は、下位ビットおよび上位ビットにおける組合せ省略減算手法であり、減算回路で信号状態遷移確率を70%までに削減できることが明らかになった。
4.動画像動きベクトル抽出用LSI回路。
ここでは、動作レベル検出処理用省メモリ型プロセッサアレイのアーキテクチャに基づいて試作回路の設計開発を行なった。プロセッサの動作を確かめるために、回路の測定および評価を行った。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "A Novel Computationally Adaptive Hardware Algorithm for Video Motion Estimation"IEICE Trans. on Electronics. E82-C(9). 1749-1754 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "Techniques for Bit-Width Truncation in Video Processing Hardware"Proceedings of Int. Workshop on Power, Timing Optimization and Simulation of Integrated Circuits. 240-248 (1999)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "An Adaptive Block-Matching Algorithm for Motion Estimation"Proceedings of IEEE Int. Conf. Acoustics, Speech and Signal Processing. Vol. 4. 3401-3404 (1999)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "A New Architecture for Computationally Adaptive Full-Search Block-Matching Motion Estimation"Proceedings of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. Vol. 4. 219-222 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "An MSB Truncation Scheme for Low Power Video Processors"Proceedings of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. Vol. 4. 291-294 (1999)

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  • [文献書誌] K. Tamaru, et al.: "Memory Based Architecture and Implementation Scheme Named Bit-Parallel Block-Parallel Functional Memory Type Parallel Processor BPBP FMPP"Computers & Electrical Engineering, Elsevier Science Publ.. Vol. 24. 17-31 (1998)

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  • [文献書誌] モシニャガ ワシリー,渡辺 尚人: "実時間動き補償向け省メモリ型アレーアーキテクチャ"電子情報通信学会論文誌. J81-D1(2). 77-84 (1998)

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  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga, et al.: "A Memory Efficient Array Architecture for Real-Time Motion Estimation"Systems and Communications in Japan(Scripta Technica). Vol. 29(3). 13-20 (1998)

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  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga, et al.: "A New Architecture for In-Memory Image Convolution"IEEE International Conf. Acoustics, Speech and Signal Processing.. Vol. 5. 3001-3004 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga, et al.: "A Memory Based Architecture for Real-Time Image Convolution"IEEE International Symposium on Circuits and Systems. Vol. 4. 89-92 (1998)

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  • [文献書誌] 鈴木和博,モシニャガ ワシリー: "可変カーネル実時間畳み込み演算向けメモリベース並列アーキテクチャ"第11回 回路とシステム(軽井沢)ワークショップ. 187-192 (1998)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "A Novel Computationally Adaptive Hardware Algorithm for Video Motion Estimation"IECE Trans. on Electronics. Vol. E82-C, No. 9. 1749-1754 (1999)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "Techniques for Bit-Width Truncation in Video Processing Hardware"Proceedings of II-th Int. Workshop in Power, Timing Optimization and Simulation of Integrated Circuits. 240-248 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "An Adaptive Block-Matching Algorithm for Motion Estimation"Proceedings of IEEE Int. Conf. Acoustics, Speech and Signal-Processing. Vol. 4. 3401-3404 (1999)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "A New Architecture for Computationally Adaptive Full-Search Block-Matching Motion Estimation"Proceedings of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. Vol. 4. 219-222 (1999)

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  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "Architectural Techniques for Design of Low-Energy Video Encoders (Invited paper)"Proceedings of 10-th Int. Workshop in Power, Timing Optimization and Simulation of Integrated Circuits. 130-142 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshnyaga: "An MSB Truncation Scheme for Low Power Video Processors"Proceedings of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. Vol. 4. 291-294 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshinyaga, N. Watabnabe, K. Tamaru: "A Memory-Efficient Array Architecture for Real-time Motion Estimation"System and Computers in Japan, Scripta Technica.

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshinyaga, N. Watabnabe, K. Tamaru: "A Memory-Efficient Array Architecture for Real-time Motion Estimation"Denshi Joho Tsushin Gakkai Ronbunshi. Vol J81-D1, No2. 77-84 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamaru, K. Kobayashi, H. Onodera: "Memory Based Architecture and Implementation Sheme Named Bit-Parallel Blck-Parallel Function Memory Type Parallel Processor BPBP FMPP"Computers & Electrical Engineerring, Elsevier Science Ltd.. Vol. 24. 17-31 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshinyaga, K. Suzuki, K. Tamaru: "A New Architecture for In-Memory Image Convolution"Proceedings of IEEE Int. Conf. Acoustics, Speech and Signal-Processing. Vol. 5. 3001-3004 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. Moshinyaga, K. Suzuki, K. Tamaru: "Memory Based Architecture for Real Time Convolution with Variable Kernels"Proceedings of IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. Vol. 4. 89-92 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Moshnyaga: "A Novel Computationally Adaptive Hardware Algorithm for Video Motion Estimation"IEICE Trans.on Electronics. E82-C(9). 1749-1754 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] V.Moshnyaga: "Techniques for Bit-Width Truncation in Video Processing Hardware"Proceeding of Int.Workshop on Power,Timing Optimization and Simulation of Integrated Circuits. 240-248 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] V.Moshnyaga: "An Adaptive Block-Matching Algorithm for Motion Estimation"Proceeding of IEEE Int.Conf.Acoustics,Speech and Signal Processing. Vol.4. 3401-3404 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] V.Moshnyaga: "A New Architecture for Computationally Adaptive Full-Search Block-Matching Motion Estimation"Proceeding of IEEE Int.Symp.on Circuits and Systems. Vol.4. 219-222 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] V.Moshnyaga: "An MSB Truncation Scheme for Low Power Video Processors"Proceeding of IEEE Int.Symp.on Circuits and Systems. Vol.4. 291-294 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] モシニャガ ワシリー,渡辺 尚人,田丸 啓吉: "実時間動き補償向け省メモリ型アレーアーキテクチャ" 電子情報通信学会論文誌. J81-D1(2). 77-84 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木和博,モシニャガ ワシリー 田丸 啓吉: "可変カーネル実時間畳み込み演算向けメモリベース並列アーキテクチャ" 第11回 回路とシステム(軽井沢)ワークショップ. 187-192 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga: "Architectural Techniques for Design of Encygy Efficient Video Encoders" Power and Timing Modeling for Performance of Integrated Circuits,A.Trullemans,J.Sparso(Eds.). BIS Verlag. 159-171 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga,N.Watanabe,K.Tamaru: "A Memory Efficient Array Architecture for Real-Time Motion Estination" System and Communications in Japan (Scripta Technica). Vol.29(3). 13-20 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga, K.Suzuki, K.Tamaru: "A New Architecture for In-Memory Image Convolution" IEEE International Conf. Acoustics,Speech and Signal Processing. Vol.5. 3001-3004 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.G.Moshnyaga, K.Suzuki, K.Tamaru: "A Memory Based Architecture for Real-Time Image Convolution" IEEE International Symposium on Circuits and Systems. Vol.4. 89-92 (1998)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2021-04-07  

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