動き知覚処理を行うアナログ・ディジタル混在型ビジョンチップの関する研究

• 研究課題/領域番号: 13023201
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 浅井 哲也 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00312380)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: 画像認識 / 自己組織化 / 電子デバイス / マイクロ・ナノデバイス / 脳・神経 / 集積回路 / ニューラルネットワーク / 動き検出 / ビジョンチップ

研究概要

1.電流モードアナログ回路とディジタル回路を接続するコンパクトな新しいインターフェースを開発
電圧モード(入出力が電圧)で動作する従来のディジタル回路は、電流モードアナログ回路(回路がコンパクト・低消費電力になり得る)と接続することが困難である。そこで、電流モードアナログ回路との接続が容易な「電流モードで動作する基本ディジタル回路」の開発を行い、それらを組み込んだ「アナログ・ディジタル混載動き検出ビジョンチップ」を設計・試作した。入力画像の二値化,輪郭抽出などの動き検出前処理を電流モードディジタル回路で行うことにより、回路構成がコンパクトかつ次段のアナログ処理(動き検出)が容易になることを示した。
2.電流モードアナログ回路にディジタル・アーキテクチャを取り込んだ「高次動き検出ビジョンチップ」を開発
局所速度(オプティカルフロー)情報を統合して高次動き知覚処理を行うために、昆虫の視覚系に学んだ「自分(チップ)自身の運動状態を検出するビジョンチップ」の基礎開発を行った。局所速度検出と速度情報の統合に電流モードアナログ回路とディジタル回路を用いて、「自分自身の前進,後退,並進,回転運動を検出するビジョンチップの計算アルゴリズム」を確立し、チップ化の見通しを得た。

研究成果

• [文献書誌] Asai T., Nishimura Y., 他: "A CMOS reaction-diffusion circuit based on cellular-automate 〜"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics 〜. E35・A. 2093-2096 (2002)
• [文献書誌] 浅井 哲也: "反応拡散チップの開発〜反応拡散系をシリコンLSIの上に実現する〜"電気学会誌. 121・4. 253-257 (2001)
• [文献書誌] Asai T., Amemiya Y.: "Reaction-diffusion systems on Excitable Semiconductor medium"Corr. Abst. 2003 RCIOE Int. Seminar on Quantum 〜. 64-71 (2003)
• [文献書誌] Asai T., Amemiya Y.: "Natural Computation with analog reaction-diffusion circuits"Proc. 2002 Int. Symp. New Paradigm VLSI Computing. 117-120 (2002)
• [文献書誌] Daikoku T., Asai T., Amemiya Y.: "An analog CMOS circuit implementing Turing's reaction 〜"Proc. 2002 Int. Symp. Nonlinear Theory and its 〜. 809-812 (2002)
• [文献書誌] Asai T., Amemiya Y.: "Frequency-and temporal domain neural competition 〜"Proc. 2002 Int. Joint. Cont. on Neural Networks. 1337-1341 (2002)
• [文献書誌] 浅井哲也: "A neuMOS vision chip based on cellular-automation processing"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・4B. 2585-2592 (2001)
• [文献書誌] 浅井哲也: "Analog Integrate-and-Fire Neurochips : Neural Competition in Frequency and Time Domains"Proc. 4th Int. Forum on Multimedia & Image Processing. (発表決定). (2002)
• [文献書誌] 浅井哲也: "Frequency-and time-domain Neural Competition in Analog Integrate-and-Fire Neuro chips"Proc. INNS-IEEE Joint Cont. on Neural Networks. (発表決定). (2002)
• [文献書誌] 浅井哲也: "Analog CMOS Impleventation of Dittusive Lotka-Volterra Neural Networks"Proc. INNS-IEEE Joint Cont. on Neural Networks. 90 (2001)
• [文献書誌] 山田崇史: "電流モードPWM回路を用いた方位検出アナログビジョンチップの開発"電子情報通信学会2001年ソサイエティ大会講演論文集. 2. C12-C35 (2001)
• [文献書誌] 花田康平: "アナログ・ディジタル混載視覚回路:時間差加重フィルタリングによる動き検出"電子情報通信学会2001年ソサイエティ大会講演論文集. 1. A1-A11 (2001)