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ディジタル・高速・超低消費電力マンハッタン/ユークリッド距離検索連想メモリの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420332
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 電子デバイス・電子機器
研究機関広島大学

研究代表者

Mattausch HansJ. (MATTAUSCH HansJ.)  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (20291487)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード電子デバイス・集積回路 / パターンマッチング / 特徴抽出 / 連想メモリ / 認識 / VLSI
研究成果の概要

携帯応用での実時間物体認識のために重要、以前に現実的な解決策は無かった、低消費電力、完全デジタル及びワード並列の最小距離検索に向けて、ユークリッド距離のクロック数マッピング手法を検討した。正方形計算回路及びクロック数の最小化により、信頼性の高い高速な集積回路を開発した。16次元の32参照ベクトル用の180nmのCMOS試作品は、先端マイクロプロセッサよりも1万倍高い効率、1.2マイクロ秒の検索時間と8.8ミリワットの消費電力を示した。更に、概念を画像中の物体認識に拡張した。65nmのCMOS試作品は、最高の前作よりも8.7倍良いビデオ画像あたり0.94ミリジュールでの実時間物体検出を達成した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (6件)

  • [国際共同研究] 中国科学院上海高等研究院/青島科技大学(China)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] k Nearest Neighbor Classification Coprocessor with Weighted Clock-Mapping-Based Searching2016

    • 著者名/発表者名
      F. An, L. Chen, T. Akazawa, S. Yamasaki, and H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Electronics

      巻: 3 ページ: 397-403

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly flexible nearest-neighbor-search associative memory with integrated KNN classifier, configurable parallelism and dual-Storage Space2016

    • 著者名/発表者名
      F. An, K. Mihara, S. Yamasaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 4S 号: 4S ページ: 04EF10-04EF10

    • DOI

      10.7567/jjap.55.04ef10

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconfigurable VLSI implementation for learning vector quantization with on-chip learning circuit2016

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, F. An, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 4S 号: 4S ページ: 04EF02-04EF02

    • DOI

      10.7567/jjap.55.04ef02

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] VLSI Realization of Learning Vector Quantization with HW/SW Co-design for Different Applications2015

    • 著者名/発表者名
      F. An, T. Akazawa, S. Yamazaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 4S 号: 4S ページ: 04DE05-04DE05

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04de05

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Associative Memory Architecture for Word-Parallel Smallest Euclidean Distance Search Using Distance Mapping into Clock-Number Domain2014

    • 著者名/発表者名
      T. Akazawa, S. Sasaki, and H.J. Mattausch
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 4S 号: 4S ページ: 04EE16-04EE16

    • DOI

      10.7567/jjap.53.04ee16

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dynamically Reconfigurable System for LVQ-Based On-chip Learning and Recognition2016

    • 著者名/発表者名
      F. An, X. Zhang, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      IEEE Int. Symposium on Circuits and Systems (ISCAS’16)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Word-parallel Associative Memory for k-Nearest-Neighbor with Configurable Storage Space of Reference Vectors2015

    • 著者名/発表者名
      F. An, K. Mihara, S. Yamazaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (ASSCC‘2015)
    • 発表場所
      Xiamen, China
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Memory-based LVQ Neural Network with Dedicated Learning Circuit2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, F. An, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM’2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Associative Memory for Nearest Neighbor Search with High Flexibility of Reference-Vector Number Due to Configurable Dual-Storage Space2015

    • 著者名/発表者名
      F. An, K. Mihara, S. Yamasaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM’2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] General-Purpose Word-Parallel Pattern Recognition Processor for the k Nearest-Neighbor Algorithm with High-Speed, Low-Power2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yamasaki, F. An, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      International Japan-Egypt Conference on Electronics, Communications and Computers
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A SoPC architecture for nearest-neighbor based learning and recognition2014

    • 著者名/発表者名
      F. An, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing & Communication Systems
    • 発表場所
      Kuching, Malaysia
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] LVQ Neural Network SoC Adaptable to Different on-Chip Learning and Recognition Applications2014

    • 著者名/発表者名
      F. An, T. Akazawa, S. Yamazaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems
    • 発表場所
      Ishigaki, Japan
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A Coprocessor for Clock-Mapping-Based Nearest Euclidean Distance Search with Feature Vector Dimension Adaptability2014

    • 著者名/発表者名
      F. An, T. Akazawa, S. Yamazaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      IEEE Custom Integrated Circuits Conference
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Digital Word-Parallel Low-Power Recognition SoC for Mobile Equipment Based on Nearest Euclidean Distance Search and KNN Classification2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamasaki, T. Akazawa, F. An, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] SoC Realization of LVQ Neural Network with On-chip Learning and Recognition2014

    • 著者名/発表者名
      F. An, T. Akazawa, S. Yamazaki, L. Chen, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ユークリッド距離に基づくデジタル並列型最小距離検索連想メモリの開発2014

    • 著者名/発表者名
      赤澤智信,マタウシュ・ハンスユルゲン
    • 学会等名
      集積回路研究会(ICD)
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ユークリッド距離検索連想プロセッサとそのデータ容量柔軟性の向上2014

    • 著者名/発表者名
      赤澤智信,マタウシュ・ハンスユルゲン
    • 学会等名
      集積回路研究会(ICD)
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] k近傍法に基づいた高速・低消費電力かつエラーフリーな学習・認識SoCの開発2014

    • 著者名/発表者名
      山崎翔悟,赤澤智信,安 豊偉,マタウシュ ハンス ユルゲン
    • 学会等名
      集積回路研究会(ICD)
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Word-Parallel Coprocessor Architecture for Digital Nearest Euclidean Distance Search2013

    • 著者名/発表者名
      T. Akazawa, S. Sasaki, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      39th European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC‘2013)
    • 発表場所
      Bucharest, Romania
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Digital Word-Parallel Associative Memory in 180nm CMOS for Nearest Euclidean Distance Search Based on Distance Mapping into Clock-Number Domain2013

    • 著者名/発表者名
      T. Akazawa, S. Sasaki, and H.J. Mattausch
    • 学会等名
      2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM’2013)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速・低消費電力かつエラーフリーなデジタル並列型ユークリッド距離検索連想メモリの開発2013

    • 著者名/発表者名
      赤澤智信,佐々木静龍,マタウシュ・ハンスユルゲン
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2013
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] デジタル並列型ユークリッド距離検索連想メモリの開発2013

    • 著者名/発表者名
      赤澤智信,マタウシュ・ハンスユルゲン
    • 学会等名
      15th IEEE HISS
    • 発表場所
      鳥取市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] モバイル機器のため小面積かつ低消費電力な リアルタイム k近傍法 認識システムの設計2013

    • 著者名/発表者名
      山崎翔悟,マタウシュ・ハンスユルゲン
    • 学会等名
      15th IEEE HISS
    • 発表場所
      鳥取市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] k近傍法カウンターベース連想メモリ2015

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, 山崎翔悟
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-016977
    • 出願年月日
      2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] LVQニューラルネットワーク2015

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, L. Chen, F. An,
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-034063
    • 出願年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 再構成可能なk近傍法連想メモリ2015

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, 山崎翔悟
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-034716
    • 出願年月日
      2015-02-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 柔軟パターン次元の連想メモリ2014

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, 赤澤智信, 山崎翔悟
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-022398
    • 出願年月日
      2014-02-07
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 再構成可能な連想メモリ2014

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, 赤澤智信
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-036698
    • 出願年月日
      2014-02-27
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] k近傍アルゴリズム連想メモリ2013

    • 発明者名
      H. J. Mattausch, 赤澤智信, 山崎翔悟
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-154887
    • 出願年月日
      2013-07-25
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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