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リアルタイム3次元動画像再生用マルチGPUクラスタ電子ホログラフィシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24500071
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関高知大学

研究代表者

高田 直樹  高知大学, 自然科学系, 准教授 (50290713)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード電子ホログラフィ / 高性能計算 / Graphics Processing Unit / GPGPU / 計算機システム / 分散並列計算 / 計算機合成ホログラム / リアルタイム処理
研究成果の概要

電子ホログラフィは究極の3次元テレビになると考えられている.しかし,計算機合成ホログラム(CGH)の計算量は膨大であり未だ実用化されていない.10枚のGPUボードを搭載したマルチGPUクラスタを利用した電子ホログラフィシステムを構築した. 9枚のGPUボードをCGH計算に使用し,1枚のGPUボードでCGH表示を行う.1,920 × 1,024画素のCGH計算により性能を調べた.CPU1個の場合に比べて約千倍近い計算高速化を達成し,約2万点からなる3次元物体のリアルタイム再生を実現した.さらに,約8万点からなる3次元物体の動画を約10fpsで再生することに成功した.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Real-time spatiotemporal division multiplexing electroholography with a single graphics processing unit utilizing movie features2014

    • 著者名/発表者名
      H. Niwase, N. Takada, H. Araki, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 23 ページ: 28052-28057

    • DOI

      10.1364/oe.22.028052

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast computation of computer-generated hologram using Xeon Phi coprocessor2014

    • 著者名/発表者名
      K. Murano, T. Shimobaba, A. Sugiyama, N. Takada, T. Kakue, M. Oikawa, T. Ito
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 185 号: 10 ページ: 2742-2757

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2014.06.010

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation reduction method for color digital holography and computer-generated hologram using color space conversion2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimobaba, Y. Nagahama, T. Kakue, N. Takada, N. Okada, Y. Endo, R. Hirayama, D. Hiyama, T. Ito
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: 53 号: 2 ページ: 0241081-0241086

    • DOI

      10.1117/1.oe.53.2.024108

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Time-Division Color Electroholography Using a Multi-GPU PC2014

    • 著者名/発表者名
      H. Araki, H. Niwase, N. Takada, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Display Workshops

      巻: 12 ページ: 929-930

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-Time Spatiotemporal Division Multiplexing Electroholography Using Multi-GPU Cluster System2014

    • 著者名/発表者名
      H. Niwase, H. Araki, N. Takada, Y. Maeda, M. Fujiwara, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Display Workshops

      巻: 12 ページ: 931-932

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-time Electroholography Using Multi-GPU Cluster System with Infiniband Network2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, H. Niwase, H. Araki, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Collaborative Conference on 3D Research (CC3DR) 2014

      巻: 2014 ページ: 334-336

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Parallel Algorithm for Computer-Generated Hologram Calculation Using Multi-GPU Cluster System with a Single Display Device and Infiniband Network2013

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, H. Niwase, H. Araki, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Display Workshop 2013

      巻: なし ページ: 1110-1111

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Time-Division Color Electroholography Using Message Passing Interface2013

    • 著者名/発表者名
      H. Araki, H. Niwase, N. Takada, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Display Workshop 2013

      巻: なし ページ: 1112-1113

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Colored Time-Division Electroholography Using a NVIDIA GeForce GTX TITAN2013

    • 著者名/発表者名
      H. Niwase, H. Araki, N. Takada, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Display Workshop 2013

      巻: なし ページ: 1098-1100

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speckle-Reduced Zoomable Holographic Projection2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yamanashi, T. Shimobaba, K. Kakue, M. Oikawa, N.Okada, Y. Endo, R.Hirayama, N. Takada, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Display Workshop 2013

      巻: なし ページ: 1259-1262

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Electroholography Using a Multi-GPU Environmental PC2013

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, H. Niwase, H. Araki, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of 3DSA2013

      巻: なし ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Division Electroholography of the Three-Dimensional Object2013

    • 著者名/発表者名
      H. Niwase, H. Araki, N. Takada, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of 3DSA2013

      巻: なし ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Time-Division Color Electroholography Using a USB Module and One-Chip RGB LED2013

    • 著者名/発表者名
      H. Araki, H. Niwase, N. Takada, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of 3DSA2013

      巻: なし ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast high-resolution computer-generated hologram computation using multiple graphics processing unit cluster system2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takada, Tomoyoshi Shimobaba, Hirotaka Nakayama, Atsushi Shiraki, Naohisa Okada, Minoru Oikawa, Nobuyuki Masuda, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: Vol. 51 号: 30 ページ: 7303-7307

    • DOI

      10.1364/ao.51.007303

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational wave optics library for C++: CWO++library2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Jiantong Weng, Takahiro Sakurai, Naohisa Okada, Takashi Nishitsuji, Naoki Takada, Atsushi Shiraki, Nobuyuki Masuda and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: Vol.183 号: 5 ページ: 1124-1138

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2011.12.027

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Computation of 20 Mega Pixel Computer-Generated Hologram Using Multi-GPU Cluster System2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takada, Tomoyoshi Shimobaba, Hirotaka Nakayama, Nobuyuki Masuda, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Collaborative Conference on 3D Research

      巻: なし ページ: 25-26

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-uniform sampling based computer holography2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Nobuyuki Masuda, Naoki Takada, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Collaborative Conference on 3D Research

      巻: なし ページ: 37-38

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Parallel Computation of Computer-Generated Hologram using a multi-GPU environmental PC2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takada, Tomoyoshi Shimobaba, Atsushi Sugiyama, Naohisa Okada, Hirotaka Nakayama, Atsushi Shiraki, Nobuyuki Masuda, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Display Workshops

      巻: 19 ページ: 1281-1282

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マルチGPU計算システムを用いたリアルタイム電子ホログラフィの検討2014

    • 著者名/発表者名
      高田直樹, 庭瀬裕章, 荒木啓充, 中山弘敬, 杉山充, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      ホログラフィックディスプレイ研究会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時分割表示方式によるリアルタイムカラー電子ホログラフィシステム2014

    • 著者名/発表者名
      荒木啓充, 庭瀬裕章, 高田直樹, 中山弘敬, 杉山充, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
    • 年月日
      2014-07-10 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複数フレーム同時計算アルゴリズムを用いたリアルタイム電子ホログラフィ2014

    • 著者名/発表者名
      高田直樹, 庭瀬裕章, 荒木啓充, 中山弘敬, 杉山充, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
    • 年月日
      2014-07-10 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 時分割表示方式によるリアルタイム単色電子ホログラフィ2014

    • 著者名/発表者名
      庭瀬裕章, 荒木啓充, 高田直樹, 中山弘敬, 杉山充, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
    • 年月日
      2014-07-10 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Real-time Electroholography Using Multi-GPU Cluster System with Infiniband Network2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, H. Niwase, H. Araki, H. Nakayama, A. Sugiyama, T. Kakue, T. Shimobaba, T. Ito
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D Research (CC3DR) 2014
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CUDA互換GPUによるFDTD法の計算高速化に関する考察2012

    • 著者名/発表者名
      高田直樹, 杉山充, 下馬場朋禄, 増田信之, 伊藤智義
    • 学会等名
      電子情報通信学会2012ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] CPU及びGPUに対応したC++とPython向け波動光学計算ライブラリの開発2012

    • 著者名/発表者名
      下馬場朋禄,角江崇,高田直樹, 増田信之,伊藤智義
    • 学会等名
      第11回情報科学技術フォーラム(FIT2012)
    • 発表場所
      法政大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] シングル LCD用マルチ GPU環境PCを用いた計算機合成ホログラムの計算高速化2012

    • 著者名/発表者名
      高田直樹, 下馬場朋禄, 杉山充, 岡田直久, 中山弘敬, 白木厚司, 増田信之, 伊藤智義
    • 学会等名
      第11回情報科学技術フォーラム(FIT2012)
    • 発表場所
      法政大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ast Computation of 20 Mega Pixel Computer-Generated Hologram Using Multi-GPU Cluster System2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takada, Tomoyoshi Shimobaba, Hirotaka Nakayama, Nobuyuki Masuda, and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D Research
    • 発表場所
      Seoul Palace Hotel(韓国)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-uniform sampling based computer holography2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Shimobaba, Takashi Kakue, Nobuyuki Masuda, Naoki Takada, and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D Research
    • 発表場所
      Seoul Palace Hotel(韓国)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] GPUプログラミング入門-CUDA5による実装2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義、角江崇、佐竹信一、下馬場朋禄、杉山充、鈴木貴之、高田直樹、津村徳道、中山弘敬、西辻崇、増田信之、村野弘樹、吉森本
    • 総ページ数
      213
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 高知大学理学部応用理学科情報科学コース 高田研究室

    • URL

      http://whale.is.kochi-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 高知大学理学部応用理学科情報科学コース 高田研究室

    • URL

      http://whale.is.kochi-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 高知大学 理学部 応用理学科 情報科学コース高田研究室

    • URL

      http://whale.is.kochi-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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