実時間高精細動画像処理プロセッサLSIの研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13023203
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 吉本 雅彦 金沢大学, 工学部, 教授 (30324099)
• 研究分担者: 深山 正幸 金沢大学, 自然計測応用研究センター, 助手 (30324106)
• キーワード: MPEG / 画像圧縮符号化 / 動画像処理 / 低消費電力 / プロセッサ / LSI / RISC / 実時間処理

研究概要

第3世代移動体通信サービスが開始され、携帯電話で動画像通信が可能になった。携帯電話での動画像符号化では、バッテリの制約から低消費電力化が必須技術であるが、今後もっとも注目すべき技術は、低電圧技術を用いた低消費電力かつ高性能なCPUや汎用DSPの上で動画符号化ソフトウエアを構築することである。CPUやDSP上で動画符号化が実現可能になれば、動画符号化の拡張性や将来的なIPとしての再利用性が高まる。一方で、消費電力の観点からは、H/Wベース、専用DSPベースのコーデックに比較して、CPU上でのS/Wベースコーデックの消費電力は増大の傾向にある。したがって、その低消費電力化技術は今後の瞬時処理システム構築における重要な基礎技術であるといえる。本研究の目的は、知的電子携帯システム実現に向けてのキーファンクションともいうべき低消費電力型動画像実時間ソフトウエア処理の開発とそれを実行するための低消費電力VLSIアーキテクチャを提案することである。
14年度は、知的電子携帯システム応用に最適な、フォワードアナリシスを用いた動的電源電圧制御型MPEG4アルゴリズムをひきつづき検討し、その詳細化を実施した。また、そのアルゴリズムの画質評価を定量的に実施した。その後、市販のRISC評価ボードを用いたソフトウエア開発を実施するとともに、VDECを活用して動的電源電圧制御型動画像処理プロセッサLSIを設計、試作した。また、評価ボード上で画質を評価するとともに、消費電力低減効果の見積もりを実施し、画像シーケンスに依存して、従来技術より30%-70%の電力低減の見通しを得た。本成果を、CoolChipsVIシンポジウム(平成15年4月)にて発表する。

研究成果

• [文献書誌] 吉本雅彦, 深山正幸, 大平英雄, 川上健太郎: "RISCベース低消費電力動画像圧縮LSIアーキテクチャの検討"特定領域「知的瞬時処理複合化集積システム」平成13年度公開シンポジウム予稿集. 149-157 (2002)
• [文献書誌] 川上健太郎, 大平英雄, 深山正幸, 吉本雅彦: "多値電圧制御可能なCPUによるMPEG4コーデックの動的制御低消費電力化の検討"平成14年度電子情報通信学会総合大会予稿集. C-12-C-17 (2002)
• [文献書誌] 川上健太郎, 大平英雄, 深山正幸, 吉本雅彦: "フィードフォワード型動的電圧制御によるMPEG4低消費電力アルゴリズム"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.102No.273. 67-72 (2002)
• [文献書誌] 井上淳平, 深山正幸, 吉本雅彦: "動的電圧制御VLSI内蔵型SRAMマクロの電源電圧動作マージン拡大の検討"平成15年度電子情報通信学会総合大会予稿集. C-12-C-15 (2003)
• [文献書誌] 吉本雅彦, 深山正幸, 大平英雄, 川上健太郎, 金森美和子: "フィードフォワード型動的電圧制御によるMPEG4低消費電力アルゴリズム"特定領域「知的瞬時処理複合化集積システム」平成14年度公開シンポジウム予稿集. 217-228 (2003)
• [文献書誌] 川上健太郎, 金森美和子, 大平英雄, 深山正幸, 吉本雅彦: "A Feed-Forward Dynamic Voltage Control Algorithm for Low Power/High Quality MPEG4 on Multi-regulated Voltage CPU"International Symposium on Low-Power and High-Speed Chips. (2003)