セルオートマトンアーキテクチャによる多重解像度・統合処理LSIの研究

• 研究課題/領域番号: 22500115
• 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: 知能情報学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 池辺 将之 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20374613)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: セルオートマトン / 局所 / 大局 / 画像処理 / 多重解像度 / イメージセンサ / トポロジー保存 / フィルターサイズ / 局所演算

研究概要

本研究の目的は、非ノイマン型アーキテクチャであるセルオートマトンを用いてアルゴリズム及び情報処理LSIを開発することである。超解像において、1枚の画像から高速・高品質な高解像度画像生成を開発・FPGA実装した。目的解像度よりも、更に拡大高解像度化された画像を生成、近接拡散ルールを適用することで、少ないラインバッファで、Bicubic補間よりも優れた超解像を実現した。また、局所ヒストグラムを用いた変換処理において、局所輝度変換特性が、大局処理に分離できることを明らかにした。そして、局所ヒストグラム生成において、その分布を混合ガウスで近似することで、処理の高速化および局所・大局の独立・同時制御を可能にした。ソフトウェアを開発し、実証した。

研究成果

• [雑誌論文] FPGA Implementation of Single-Image Super Resolution based on Frame-Bufferless Box Filtering (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sanada, Takanori Ohira, Satoshi Chikuda, Masaki Igarashi, Masayuki Ikebe, Tetsuya Asai,and Masato Motomura
  • 雑誌名: Journal of Signal Processing 巻: vol.17(in press)
  • NAID: 130004849286
  • 査読あり
• [雑誌論文] FPGA Implementation of Single-Image Super Resolution based on Frame-Bufferless Box Filtering (2013)
  • 著者名/発表者名: (Yuki Sanada), Takanori Ohira, Satoshi Chikuda, Masaki Igarashi, Masayuki Ikebe, Tetsuya Asai, and Masato Motomura
  • 雑誌名: Journal of Signal Processing 巻: vol. 17
  • NAID: 130004849286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast bilateral filtering using recursive moving sum (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Igarashi, M. Ikebe, S. Shimoyama, J. Motohisa
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol.3 ページ: 222-232
  • NAID: 130002139293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast bilateral filtering using recursive moving sum (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Igarashi
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: 3 号: 2 ページ: 222-232
  • DOI: 10.1587/nolta.3.222
  • NAID: 130002139293
  • ISSN: 2185-4106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast bilateral filtering using recursive moving sum (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, S.Shimoyama, J.Motohisa
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol.3, No.2 ページ: 222-232
  • NAID: 130002139293
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Intelligent CMOS Image Sensor with Negative Feedback Resetting (2010)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ikebe, Junichi Motohisa
  • 雑誌名: ECTI-EEC Transactions 巻: Vol8 No2 ページ: 217-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate Clock Period Comparison for PLL Using Phase-Shift Direction Detecter (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Makihara, M.Ikebe, J.Motohisa, S.Eiichi
  • 雑誌名: IEEJ Trans.EIS 巻: Vol.131, No.3 ページ: 490-497
  • 査読あり
• [学会発表] FPGA implementation of single-image super resolution based on frame-bufferless box filtering (2013)
  • 著者名/発表者名: (Sanada Y)., Ohira T., Chikuda S., Igarashi M., Ikebe M., Asai T., and Motomura M.
  • 学会等名: 2013 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing,
  • 発表場所: Courtyard King Kamehameha's Kona Beach Hotel(USA)
• [学会発表] Analyzing Tone Mapping form Based on Retinex and Local Histogram Equalization (2013)
  • 著者名/発表者名: (Kato N)., Ikebe M., Igarashi M., Mizuno A.
  • 学会等名: 2013 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing,
  • 発表場所: Courtyard King Kamehameha's Kona Beach Hotel(USA)
• [学会発表] A 11B 5.1uW Multi-Slope ADC with a TDC Using Multi-Phase Clock Signals (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kim, M. Ikebe, J. Motohisa, E. Sano
  • 学会等名: IEEE Int'l Conf. Electronics Circuits and Systems
  • 発表場所: Seville(Spain) HOTEL BARCELO RENACIMIENTO
• [学会発表] A 11B 5.1uW Multi-Slope ADC with a TDC Using Multi-Phase Clock Signals (2012)
  • 著者名/発表者名: (K. Kim), M. Ikebe, J. Motohisa, E. Sano
  • 学会等名: IEEE Int'l Conf. Electronics Circuits and Systems(ICECS2012)
  • 発表場所: Hotel Barcero Renacimiento,Seville(Spain)
• [学会発表] A Ramp-wave Generator with Interleaved DACs for Single-slope ADC (2012)
  • 著者名/発表者名: (D. Uchida), M. Ikebe, J. Motohisa and E. Sano
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2012)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(Japan)
• [学会発表] Fast Single Image Dehazing Using Local Statistics of Dark Channel (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Mizunom, M.Ikebe, M.Igarashi, S.Shimoyama, J.Motohisa
  • 学会等名: 2012 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 発表場所: Waikiki Beach Marriott Resort & Spa, (Hawaii, America)
• [学会発表] A 0.6-4.5 GHz inductor-less CMOS low noise amplifier with gyrator-C network (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondou, A. Ikebe M Motohisa, J. Amemiya, Y. Sano, E.
  • 学会等名: IEEE Int'l Conf. Electronics Circuits and Systems
  • 発表場所: Beirut(Lebanon) Crown Plaza Hotel
• [学会発表] A CMOS imager with negative feedback pixel circuits and its applications (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Ikebe and J. Motohisa
  • 学会等名: International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging: Advances in Imaging Detectors and Applications
  • 発表場所: Beijing(China) China NationalConvention Center
• [学会発表] A CMOS imager with negative feedback pixel circuits and its applications (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Ikebe, J.Motohisa
  • 学会等名: International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging 2011 : Advances in Imaging Detectors and Applications
  • 発表場所: China National Convention Center (Beijing, China)(招待講演)
• [学会発表] Birateral filtering Using Constant-time Convolution (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, S.Shimoyama, J.Motohisa
  • 学会等名: IEICE International Symposium on Nonlnear Theory and ist Application (NOLTA2011)
  • 発表場所: Kobe Industrial Promotion Center (Kobe, Japan)
• [学会発表] Image restoration and edge detection of error defused images using local centroid of brightness (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Mizunom, M.Ikebe, M.Igarashi, S.Shimoyama, J.Motohisa
  • 学会等名: International Symposium on Multimedia and Communication Technology (ISMAC 2011)
  • 発表場所: Hokkaido Unive.(Sapporo, Japan,)
• [学会発表] A 0.6-4.5 GHz inductorless CMOS low noise amplifier with gyrator-C network (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kondou, M.Ikebe, J.Motohisa, Y.Amemiya, E.Sano
  • 学会等名: Electronics, Circuits and Systems (ICECS), 2011 18th IEEE International Conference on
  • 発表場所: Crowne Plaza Hotel (Beirut, Lebanon)
• [学会発表] O(1) BILATERAL FILTERING WITH LOW MEMORY USAGE (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, S.Shimoyama, K. Yamano, J.Motohisa
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP 2010)
  • 発表場所: Hong Kong, China
• [学会発表] CA-Based Stream Cryptography with Variable-Length Key (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, J.Motohisa
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2010)
  • 発表場所: Krakow, Poland
• [学会発表] A 12b Two-Stage Single-Slope ADC with Time to Digital Converter (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shin, M.Ikebe, J.Motohisa, E. Sano
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] High-speed local histogram equalization with intuitive controll able system for image contrast (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, S.Shimoyama, K. Yamano, J.Motohisa
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Multimedia and Communication Technology (ISMAC 2010)
  • 発表場所: Manila<Philippine
• [学会発表] Column parallel single-slope ADC with time to digital converter for CMOS imager (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Igarashi, M.Ikebe, S.Shimoyama, K.Yamano, J.Motohisa
  • 学会等名: 2010 17th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS 2010)
  • 発表場所: Athens, Greece
• [産業財産権] 積分型AD変換装置およびCMOSイメージセンサ (2012)
  • 発明者名: 池辺将之
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 2012-033196
  • 出願年月日: 2012-02-17
• [産業財産権] アクティブコモンモードフィルタ (2011)
  • 発明者名: 池辺将之、近藤亮
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 2011-155167
  • 出願年月日: 2011-07-13
• [産業財産権] 積分型AD変換装置およびCMOSイメージセンサ
  • 発明者名: 池辺将之
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 2012-033196
• [産業財産権] アクティブコモンモードフィルタ
  • 発明者名: 池辺将之、近藤亮
  • 権利者名: 北海道大学
  • 外国