超高速サブピクセル画像センシング技術とその応用展開

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15300050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 青木 孝文 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80241529)
• 研究分担者: 樋口 龍雄 東北工業大学, 工学部, 教授 (20005317) ; 本間 尚文 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00343062)
• キーワード: 画像レジストレーション / 画像照合 / 位相限定相関法 / 3次元計測 / 超解像 / バイオメトリクス / ディジタル信号処理 / VLSI設計

研究概要

平成15年度は,交付申請書の項目(1)〜(3)に対応して,以下の成果を得た.
(1)位相限定相関法によるサブピクセル画像センシング・画像処理技術の体系化
本研究代表者らは,位相を用いた画像照合手法における相関ピークの閉じたモデルを導出し,これと実データの関数フィッティングにより,0.1〜0.01ピクセル精度の画像照合を可能にした.本年度は,周波数空間で合成された相互位相スペクトルに対する適切なフィルタリング処理,およびフィルタ形状に応じたピークモデルによる関数フィッティングにより,さらなる高精度化を実現した.最適なフィルタ形状に関する理論的考察を行うとともに,相関ピークの高さによる画像類似度の系統的評価法について検討した.さらに,この結果に基づき,画像の相似変換パラメータ(平行移動量,回転角度,拡大縮小率)ならびに画像類似度の高精度評価法を考察した.
(2)サブピクセル画像センシング・画像処理技術の応用に関する検討
上記の応用として,高精度2次元・3次元計測技術,超解像イメージング技術,オブジェクトベース画像符号化技術,セキュリティ向け個人認証技術(バイオメトリクス技術)について検討した.
(3)DSP向けデータパス設計システムの検討
本研究代表者らのグループで研究開発を行っている算術演算アルゴリズム記述言語ARITHと進化的グラフ生成手法EGG(Evolutionary Graph Generation)を基本としたDSP向けデータパス設計システムについて検討した.ARITHについては,基本仕様を策定し,その処理系の第1バージョンの設計を行った.また,EGGについては,その基本フレームワークの仕様およびソースコードをWeb上で公開するとともに,DSP向け高性能データパスの合成への適用についても検討した.

研究成果

• [文献書誌] Kenji Takita: "High-Accuracy Subpixel Image Registration Based on Phase-Only Correlation"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. E86-A・8. 1925-1934 (2003)
• [文献書誌] Katsuhiko Degawa: "Design of a Field-Programmable Digital Filter Chip Using Multiple-Valued Current-Mode Logic"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. E86-A・8. 2001-2010 (2003)
• [文献書誌] Jun Sakiyama: "Counter Tree Diagrams : A Unified Framework for Analyzing Fast Addition Algorithms"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. E86-A・12. 3009-3019 (2003)
• [文献書誌] Takafumi Aoki: "Evolutionary Synthesis of Arithmetic Circuit Structures"Artificial Intelligence Review. 20・3-4. 199-232 (2003)
• [文献書誌] Koichi Ito: "A Fingerprint Matching Algorithm Using Phase-Only Correlation"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. E87-A・3. 682-691 (2004)
• [文献書誌] Jun Sakiyama: "Counter Tree Diagrams for Design and Analysis of Fast Addition Algorithms"Proceedings of the 33rd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic. 91-98 (2003)
• [文献書誌] Katsuhiko Degawa: "A Field-Programmable Digital Filter Chip Using Multiple-Valued Current-Mode Logic"Proceedings of the 33rd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic. 213-220 (2003)
• [文献書誌] Naofumi Homma: "A Framework of Evolutionary Graph Generation System and Its Application to Circuit Synthesis"Proceedings of the 2003 IEEE International Symposium on Circuits and Systems. V-201-V-204 (2003)
• [文献書誌] Kenji Takita: "A Sub-Pixel Image Matching Technique Using Phase-Only Correlation and Its Application"Proceedings of the 1st Student-Organizing International Mini-Conference on Information Electronics System. 278-282 (2003)
• [文献書誌] Masanori Natsui: "Evolutionary Graph Generation System and Its Application to MOS Current Mirror Synthesis"Proceedings of 2003 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems. 747-752 (2003)
• [文献書誌] Naofumi Homma: "VLSI Circuit Design Using an Object-Oriented Framework of Evolutionary Graph Generation System"Proceedings of 2003 Congress on Evolutionary Computation. 115-122 (2003)