知的撮像・プリプロセス

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12044205
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅田 邦博 東京大学, 大規模集積システム設計教育研究センター, 教授 (70142239)
• 研究分担者: 相澤 清晴 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20192453) ; 石川 正俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40212857)
• キーワード: イメージセンサー / スマートセンサー / ポジションセンサー / コンピューテーショナルセンサー / CMOSイメージセンサー / 画素並列センサー / 行並列センサー / ビジョンチップ

研究概要

本研究では画像情報撮りこみの初期段階で情報処理行う機能を持った高速撮像素子の研究を行った。まず、将来の3次元画像情報を高速に取り込むためのシステムでは、レーザ走査と輝点高速ポジションセンサーとの組み合わせて、撮像対象の3次元座標座標情報を高速に取得する手法を研究した。256x256の解像度を持つ高速ブロックアクセス機能を有するCMOSポジションセンサーチップを設計試作し、プロトタイプシステムを構築し、実際に対象画像の撮りこみを行ったところ、対象までの距離を基準として1%以下の精度で座標撮りこみが可能なことを実験的に示した。また、実時間3次元撮像のための高精度かつ超高速ポジションセンサーの回路構造について検討を行い、行並列高速アドレスエンコーダ方式を考案し、回路設計を行った。今後は高速化システムを実験的に構築検証していく。
高速処理にターゲットをおいた完全デジタル方式の画素並列高速センサーの研究では、センサと汎用プロセッシングエレメントを一体化した64×64画素(0.35μmルール、画素面積:105μm×105μm)のビジョンチップを開発した.さらにビジョンチップにモーメント抽出の機能を付加するためのコンパクトな回路方式を提案し、この回路も含めてターゲットトラッキングに特化することにより高分解能化を図った新しいビジョンチップの設計を行った.この設計では、モーメント情報を10μsのオーダーで計算可能となっている.さらに、ビジョンチップの高機能化を目指した新しいアーキテクチャの検討を行った.
高解像と多機能画像センサーを目標にしたアナログ方式併用高解像度センサーの研究では、多重解像度イメージセンサの設計、試作、検証を行った。またセンサ面上で撮像対象物体の移動速度を見積もる平均フィルタリングを行う高機能センサーについても設計、試作を行いその動作を確認した。本研究で開発した撮像素子ではフィルタサポートの大きさを局所的に自由に制御できるため、解像度を動物の網膜のように対象に応じて適応的に制御することが可能である。さらに多重解像度空間可変サンプリングイメージセンサの設計、試作を行い、イメージセンサに空間可変サンプリングの機能を合わせもたせることに成功した。本センサを設計、試作した結果、画像処理に必要とされる画素を自在に高速に読み出すことができることを実証した。これらを有機的にネットワークプラットホーム上に配置結合し、機能的空間情報の取得を可能とするために、高機能センサネットワーク化を試作した。専用ネットワークプラットホームを設計、構築し、ポータブルな実験系を構成しネットワークに接続できるようになっている。今後はネットワーク実験により機能の実証実験を進める。

研究成果

• [文献書誌] 根塚智裕,秋田純一,池田誠,浅田邦博: "4進木スキャン機能を有するスマートセンサ"映像情報メディア学会誌. Vol.55,No.2. 287-292 (2001)
• [文献書誌] 小室孝,石井抱,石川正俊,吉田淳: "高速対象追跡ビジョンチップ"電子情報通信学会論文誌D-II. Vol.J84-D-II,No.1. 75-82 (2001)
• [文献書誌] T.Nezuka,M.Hoshino,M.Ikeda and K.Asada: "A Position Detection Sensor for 3-D Measurement"Proceedings of the 26th European Solid-State Circuits Conference. 412-415 (2000)
• [文献書誌] 杉浦,呉,相澤: "電流モード逐次比較方式によるセンサ面上ADCの検討"電気学会論文誌E. Vol.120,No.8/9. 405-409 (2000)
• [文献書誌] 石井抱,小室孝,石川正俊: "ディジタルビジョンチップのためのモーメント計算法"電子情報信学会論文誌D-II. Vol.J83-D-II,No.8. 1733-1740 (2000)
• [文献書誌] Y.Ohtsuka,T.Hamamoto,K.Aizawa: "A new image sensor with space variant sampling control on a focal plane"IEICE Trans.IEICE Trans.Information and Systems. Vol.E83-D,No.7. 1331-1337 (2000)