知的撮像・プリプロセス

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12044205
• 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, 教授 (20192453) ; 石川 正俊 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (40212857)
• キーワード: イメージセンサ / スマートセンサ / ポジションセンサ / コンピューターショナルセンサ / CMOSイメージセンサ / 画素並列センサ / 行並列センサ / ビジョンチップ

研究概要

石川はこれまで開発した汎用ビジョンチップの性能向上を目指しアーキテクチャを改良し、特徴量フィードバックを行う機構を備えたビジョンチップを設計した。また、これまで提案・試作してきたビジョンチップコントローラのアーキテクチャに基づき、評価用ワンボードシステムの開発を行った。さらに、コンパイラ・アセンブラ・リンカ・シミュレータからなるソフトウェア開発環境の整備を行った。
ビジュアルフィードバックの応用として、ビジョンチップを搭載したアクティブビジョンを二台用いてそれぞれ高速なターゲットトラッキングを行ない、独立に抽出される画像特徴量を統合し3次元情報を再構成する手法を提案した。
相澤はこれまで検討を進めてきているランダムアクセスを高速に行う高機能イメージセンサ(空間可変サンプリングイメージセンサ以下SVSセンサと略す)を用いたシステム構築を進めた。2つの応用のためのシステムを検討し、一方は、SVSセンサのネットワーク化、もう一方はSVSセンサのアレイ化による実時間イメージベースレンダリングシステム(IBR)の構築である。前者のネットワーク化に関しては、TCP/IPネットワークに多数のカメラをつないで広域のモニタリングをする研究である。そのためのSVSセンサをネットワークにつなげるためのプラットホームを試作し、10台程度を建物内に設置し実験を試みた。画像データをセンサでの取得時に効率よく削減し、多数のセンサがあった場合も各センサ上の有意画素情報を効率よくサーバへ送る仕組みを検討した。時間-空間的に分散する類似イベントの検出の試みを行った。後者の実時間IBRシステムの検討では、SVSセンサを密にアレイ状に配置し、取得画像から所望の仮想視点画像を生成する。通常のカメラを用いる従来方式では、アレイ画像すべてをリアルタイムに読み込めないため、実時間での仮想視点画像の取得と生成は困難であった。SVSセンサを用いることで、仮想視点画像の生成に必要な画素だけをアレイから読み込むシステムを作ることができ、4x4の16眼のアレイを構成し実時間動作を検証した。
浅田は昨年度基本設計したスマートアクセス機能を有するイメージセンサを設計・試作し、その基本動作特性を確認するとともに、シート状レーザを用いた光切断法による動体高速3次元計測の予備的実験を行った。128x128画素のイメージセンサを用い、毎秒10フレーム以上の撮像速度で3次元距離画像取得を実現した。また全方位型3次元計測フレームを設計し、高精度キャリブレーション手法を開発し、最終年度の3次元動体計測実験の準備を行った。同時に、センサ感度とダイナミックレンジを改善するため、フォーカス面上相関検波法によるセンサ画素回路を設計・試作し、3次元距離計測上の雑音となる背景光信号を14dB以上の比で抑圧できることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Oike, M.Ikeda, K.Asada: "High-sensitivity and Wide-dynamic-range Position Sensor Using Logarithmic-response and Correlation Circuit"IEEE Int. Conf. on VLSI Design & ASP-DAC. ASP-DAC. (2002)
• [文献書誌] 浅田 邦博, 根塚 智裕, 大池 祐輔: "スマートアクセスセンサ"オプトロニクス. 9月号. 136-141 (2001)
• [文献書誌] 鏡 慎吾, 小室 孝, 中坊 嘉宏, 石井 抱, 石川 正俊: "ビジョンチップ評価システムとソクトウェア開発環境"第19回日本ロボット学会学術講演会(東京,2001.9.18)予稿集. 387-388 (2001)
• [文献書誌] 小室 孝, 石川 正俊: "PE結合機能を持つ汎用デジタルビジョンチップの設計"電子情報通信学会集積回路研究会(シリコン材料・デバイス研究会共催)技術研究報告. ICD2001-37 (SDM2001-114). (2001)
• [文献書誌] T.Hamamoto, K.Aizawa: "A computational image sensor with adaptive pixel-based integration time"IEEE Journal of Solid State Circuits. Vol.36, No.4. 580-585 (2001)
• [文献書誌] 呉, 大塚, 相澤: "スマートイメージセンサのためのネットインタフェース構築"映像情報メディア学会誌. Vol.55, No.6. 920-922 (2001)