４Ｄ超臨場ＴＶ向け１６Ｋライトフィールド映像処理アクセラレーション

• 研究課題/領域番号: 16K12407
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 計算機システム
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 中島 康彦 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00314170)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ライトフィールド / アクセラレータ / CGRA / GPU / DCNN / 深層学習 / HEVC圧縮 / 動画認識 / ライトフィールド動画 / アクセラレーション

研究成果の概要

ライトフィールド動画の伝送高速化、および、処理高速化を目的として、まず動画圧縮専用ハードウェアの検討を行った。圧縮率優先時には、先行8K動画圧縮ハードに対し50%のハード増加と34%の圧縮率向上、小型化優先時には、先行研究に対し24%のハード削減と6%の圧縮率向上を確認した。処理高速化にはCGRAを導入し、組込GPUの1/3の計算資源でレンダリング89%、距離計測4倍の性能を達成した。また、動画認識へのCGRA導入も検討し、ARM Coretex-A9の40倍、Vivante GC2000+の11倍、Xilinx Zynq(Z-7020）高位合成の6倍の性能を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Compression and aggregation for optimizing information transmission in distributed CNN (2017)
  • 著者名/発表者名: ③ Takamasa Mitani, Hisakazu Fukuoka, Yuria Hiraga, Takashi Nakada and Yasuhiko Nakashima
  • 雑誌名: CANDAR'17, REGULAR PAPER 巻: CANDAR'17 ページ: 112-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Optimization of Light-Field Applications on GPU (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuttakon YUTTAKONKIT, Shinya TAKAMAEDA-YAMAZAKI and Yasuhiko NAKASHIMA
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E99.D 号: 12 ページ: 3072-3081
  • DOI: 10.1587/transinf.2016EDP7090
  • NAID: 130005170983
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Performance Comparison of CGRA and Mobile GPU for Light-field Image Processing (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuttakon YUTTAKONKIT, Shinya TAKAMAEDA-YAMAZAKI and Yasuhiko NAKASHIMA
  • 雑誌名: CANDAR'16, REGULAR PAPER 巻: CANDAR'16 ページ: 174-180
  • DOI: 10.1109/candar.2016.0040
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] DCNNに最適なCGRAの探索と予備評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 一倉孝宏, 山野龍佑, 福岡久和, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: 慶大日吉キャンパス, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-01-23
• [学会発表] 動画圧縮技術を利用した分散機械学習における情報伝達効率化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福岡久和, 三谷剛正, 平賀由利亜, 中田尚, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会
• [学会発表] 分散CNNにおける圧縮と集約による情報転送の最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福岡久和, 平賀由利亜, 三谷剛正, 中田尚, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会
• [学会発表] ライトフィールド動画の符号化配信ソリューションの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋谷知, 三谷剛正, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: 幕張メッセ, 千葉県幕張市
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] レンズ境界部除去によるライトフィールド動画のHEVC圧縮高速化検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三谷剛正, 嶋谷知, ユッタコンキット ユッタコン, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール, 長野県松本市
  • 年月日: 2016-08-08
• [学会発表] EMAXVにおける複数バースト転送と複数ベクトル演算のオーバラップ手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール, 長野県松本市
  • 年月日: 2016-08-08
• [学会発表] GPUを用いたライトフィールド動画のHEVC圧縮高速化手法の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋谷知, 三谷剛正, ユッタコンキットユッタコン, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: 宇奈月杉乃井ホテル, 富山県黒部市
  • 年月日: 2016-05-09
• [学会発表] ライトフィールド動画に最適なHEVC圧縮アルゴリズムの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三谷剛正, 嶋谷知, ユッタコンキットユッタコン, 中島康彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: 宇奈月杉乃井ホテル, 富山県黒部市
  • 年月日: 2016-05-09
• [備考] 奈良先端大 コンピューティングアーキテクチャ研究室
  • URL: http://arch.naist.jp/
• [備考] NAIST Computing Architecture Lab.
  • URL: http://arch.naist.jp/
• [産業財産権] データ処理装置 (2016)
  • 発明者名: 中島康彦, 高前田伸也
  • 権利者名: 中島康彦, 高前田伸也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-04-06
  • 外国