環境に適応し成長する機能メモリベースＶＬＳＩシステムに関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560400
• 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: 小出 哲士 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 特徴量抽出 / 特徴量学習 / サポートベクターマシン（SVM） / 画像処理 / 集積回路 / アーキテクチャ / FPGA / ソフトウェア／ハードウェア協調設計

研究概要

本研究では、特徴量抽出、特徴量変換、学習、認識に関する研究を行った。開発した基盤技術を複数の画像処理アプリケーションに適用し、アルゴリズム開発とアーキテクチャ設計行い、ソフトウェア／ハードウェア協調設計環境への実装を行なった。検証したアプリケーションとしては、リアルタイム性が要求される車載用の車検出、標識検出、白線検出へ適用した。また、アダプティブな自動学習アルゴリズムを開発するために、サポートベクターマシン（SVM）による学習アルゴリズムを用いた適応的学習を行い、医療用画像の診断支援をアプリケーションの１つとして実施した。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative identification of mucosal gastric cancer under magnifying endoscopy with flexible spectral imaging color enhancement (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Miyaki, S. Yoshida, S. Tanaka, Y. Kominami, Y. Sanomura, T. Matsuo, S. Oka, B. Raytchev, T. Tamaki, T. Koide, K. Kaneda, M. Yoshihara, K. Chayama
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: Vol. 28 ページ: 841-847
  • DOI: 10.1111/jgh.12149
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Speed Frequency- Mapping-Based Associative Memory Using Compact Multi-Bit Encoders and a Path- Selecting Scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sasaki, M. Yasuda, A. Kawabata, T. Koide, H. J. Mattausch
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 04DE05
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.04DE05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Analysis of Within-Die Process Variation in 65 and 180 nm Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Technology Including Its Distance Dependences (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ansari, W. Imafuku, M. Yasuda, H. J. Mattausch, T. Koide
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 04DE03
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.04DE03
  • 査読あり
• [雑誌論文] A K-Means-Based Multi-Prototype High-Speed Learning System with FPGA-Implemented Coprocessor for 1-NN Searching (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Fengwei, T. Koide, H. J. Mattausch
  • 雑誌名: IEICE TRANS. INF. & SYST. 巻: VOL.E95-D, NO.9 ページ: 2327-2338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Associative Memory for Nearest-Hamming-Distance Search Based on Frequency Mapping (2012)
  • 著者名/発表者名: H. J. Mattausch,W. Imafuku, A. Kawabata, T. Ansari,M. Yasuda, T. Koide
  • 雑誌名: IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS 巻: VOL. 47, NO. 6 ページ: 1448-1459
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Scalable Massively Parallel Processor for Real-Time Image Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kurafuji, M. Haraguchi, M. Nakajima, T. Nishijima, T. Tanizaki, H. Yamasaki, T. Sugimura, Y. Imai,M. Ishizaki, T. Kumaki, K. Murata, K. Yoshida, E. Shimomura, H. Noda, Y. Okuno, S. Kamijo, T. Koide, H.J. Mattausch, K.Arimoto
  • 雑誌名: IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS 巻: Vol.46, No.10 ページ: 2363-2373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Software-Based Parallel Cryptographic Solution with Massive-Parallel Memory-Embedded SIMD Matrix Architecture for Data-Storage Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kumaki, T. Koide, H. J. Mattausch, M. Tagami, M. Ishizaki
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information & Systems 巻: Vol.E94-D.NO.9 ページ: 1742-1754
  • 査読あり
• [学会発表] FPGA Implementation of Feature Extraction for Colorectal Endoscopic Images with NBI Magnification (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Mishima , S. Shigemi, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The IEEE International Symposium on Circuits and Systems 2014
  • 発表場所: Melbourne
  • 年月日: 20140601-05
• [学会発表] Hardware Oriented Streaming Scan Architecture for Real-Time Traffic Sign Detection System (2014)
  • 著者名/発表者名: A.-T. Hoang, 山本真晴, 小出哲士
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] 速度標識認識における小規模FPGA向けの数字認識アーキテクチャ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本真晴, A.-T. Hoang, 小出哲士
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] 大腸内視鏡画像診断支援のためのリアルタイム特徴量抽出システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 三島翼,重見悟, 杉幸樹,A.-T. Hoang, 他8名
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] 大腸NBI拡大内視鏡画像診断支援のための特徴量変換アーキテクチャの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉幸樹, 重見悟, 三島翼, A.-T. Hoang,小出哲士, 他8名
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] Support Vector Machineを用いたピラミッド型識別器による大腸内視鏡画像の領域分類 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 重見悟, 三島翼, 杉幸樹, A.-T. Hoang, 他8名
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] Development of feature extraction architecture for computer-aided diagnosis system for colorectal endoscopic images with NBI Magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mishima, S. Shigemi, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 15th IEEE Hiroshima Student Symposium
  • 発表場所: Tottori, Japan
  • 年月日: 20131116-17
• [学会発表] Development of type identification architecture for computer-aided diagnosis system for colorectal endoscopic images with NBI Magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shigemi, T. Mishima, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 15th IEEE Hiroshima Student Symposium
  • 発表場所: Tottori, Japan
  • 年月日: 20131116-17
• [学会発表] Pipeline architecture for real-time speed traffic-sign detection on FPGA (2013)
  • 著者名/発表者名: A.-T. Hoang, M. Yamamoto, M. Omori, T. Koide
  • 学会等名: The 15th IEEE Hiroshima Student Symposium
  • 発表場所: Tottori, Japan
  • 年月日: 20131116-17
• [学会発表] Number recognition algorithm using the local feature quantity for real-timne speed traffic-sign recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, A.-T. Hoang, M. Omori, T. Koide
  • 学会等名: The 15th IEEE Hiroshima Student Symposium
  • 発表場所: Tottori, Japan
  • 年月日: 20131116-17
• [学会発表] Usefulness of magnifying endoscopy with Blue LASER Imaging for diagnosis of early gastric cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Miyaki, S. Yoshida, S. Tanaka, Y. Kominami, Y. Sanomura, T. Matsuo, S. Oka, Tsubasa Hirakawa, B. Raytchev, T. Tamaki, T. Mishima, S. Shigemi, T. Koide, K. Kaneda, M. Yoshihara, K. Chayama
  • 学会等名: American Society for Gastrointestinal Endoscopy (ASGE)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20131029-30
• [学会発表] Compact pipeline hardware architecture for pattern matching on real-time traffic signs detection (2013)
  • 著者名/発表者名: A.-T. Hoang, M. Omori, M. Yamamoto, T. Koide
  • 学会等名: The 18th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies
  • 発表場所: Hakodate, Japan
  • 年月日: 20131021-22
• [学会発表] Speed traffic-sign recognition algorithm for real-time driving assistant system (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, A.-T. Hoang, M. Omori, T. Koide
  • 学会等名: The 18th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies
  • 発表場所: Hakodate, Japan
  • 年月日: 20131021-22
• [学会発表] High speed approximation feature extraction in cad system for colorectal endoscopic images with nbi magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mishima, S. Shigemi, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 18th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies
  • 発表場所: Hakodate, Japan
  • 年月日: 20131021-22
• [学会発表] Customizable hardware architecture of support vector machine in cad system for colorectal endoscopic images with NBI magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shigemi, T. Mishima, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 18th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies
  • 発表場所: Hakodate, Japan
  • 年月日: 20131021-22
• [学会発表] Smoothing Posterior Probabilities with a Particle Filter of Dirichlet Distribution for Stabilizing Colorectal NBI Endoscopy Recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hirakawa, T. Tamaki, B. Raytchev, K. Kaneda, T. Koide, 他5名
  • 学会等名: IEEE International Conference on Image Processing
  • 発表場所: Melbourne
  • 年月日: 20130915-18
• [学会発表] Labeling Colorectal NBI Zoom-Videoendoscope Image Sequences with MRF and SVM (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hirakawa, T. Tamaki, B. Raytchev, K. Kaneda, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20130703-07
• [学会発表] A simple and effective hardware oriented feature extraction algorithm for colorectal endoscopic images with NBI magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mishima, S. Shigemi, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 28th International Conf. on Circuits / Systems, Computers and Comm
  • 発表場所: Yeosu, Korea
  • 年月日: 20130630-0703
• [学会発表] An FPGA implementation of support vector machine identifier for colorectal endoscopic images with NBI magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shigemi, Y. Sakashita, T. Mishima, A.-T. Hoang, T. Koide, 他8名
  • 学会等名: The 28th International Conf. on Circuits / Systems, Computers and Comm
  • 発表場所: Yeosu, Korea
  • 年月日: 20130630-0703
• [学会発表] Quantitative analysis of NBI magnifying colonoscopy images based on Bag-of-Features for diagnosis of colorectal tumors (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kominami, S. Yoshida, S. Tanaka, R. Miyaki, Y. Sanomura, T. Matsuo, Hiroyuki Kanao, S. Oka, Tsubasa Hirakawa, T. Mishima, S. Shigemi, B. Raytchev, T. Tamaki, T. Koide, K. Kaneda, K. Chayama
  • 学会等名: American Society for Gastrointestinal Endoscopy
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20130518-21
• [学会発表] Consideration for Hardware Implementation of a Feature Extraction in Computer-Aided Diagnosis System for Colorectal Endoscopic Images with NBI Magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mishima, S. Shigemi, Y. Sakashita, A.-T. Hoang, T. Koide, 他7名
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevice Technologies 2013
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 20130300-07
• [学会発表] 局所特徴量を用いたリアルタイム速度標識認識アーキテクチャ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本真晴, A.-T. Hoang, 大森睦己, 小出哲士
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュータシステム研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Application of Composite Haar-like Features to Vehicle Detection with Massive-Parallel Memory-Embedded SIMD Matrix Processor (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Omori, H. Hiramoto, T. Koide, A.-T. Hoang
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevice Technologies 2013
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Consideration for Hardware Implementation of a Type Identification in Computer-Aided Diagnosis System for Colorectal Endoscopic Images with NBI Magnification (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Shigemi, T. Mishima, Y. Sakashita, A.-T. Hoang, T. Koide,他7名
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevice Technologies 2013
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Application of Composite Haar-like Features to Vehicle Detection with Massive- Parallel Memory-Embedded SIMD Matrix Processor (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Omori, H. Hiramoto, T. Koide, H. J. Mattausch
  • 学会等名: The 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] COMPUTER AIDED DIAGNOSIS SYSTEM FOR PREDICTING MUCOSAL GASTRIC CANCER UNDER MAGNIFYING ENDOSCOPY WITH FLEXIBLE SPECTRAL IMAGING COLOR ENHANCEMENT (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, R. Miyaki, S. Tanaka, Y. Kominami, T. Matsuo, Y. Sanomura, S. Oka, T. Tamaki, B. Raytchev, K. Kaneda, T. Koide, M. Yoshihara, K. Chayama, S. Yoshida, R. Miyaki, S. Tanaka, Y. Kominami, T. Matsuo, Y. Sanomura, S. Oka, T. Tamaki, B. Raytchev, K. Kaneda, T. Koide, M. Yoshihara, K. Chayama
  • 学会等名: UEG Week Amsterdam 2012 (UEGWEEK2012)
  • 発表場所: RAI, Amsterdam, Netherlands
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Real-time hybrid learning and recognition system with software-hardware cooperation (2011)
  • 著者名/発表者名: F. An, H.J. Mattausch, T. Koide
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 20111207-11
• [学会発表] Compact Multi-Bit Encoder for High Speed Frequency-Mapping Associative Memory (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sasaki, M. Yasuda, A. Kawabata, T. Koide, H.J. Mattausch
  • 学会等名: Extended Abstracts of the 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] Experimental Comparison of Process Variation in 65nm and 180nm CMOS Using Ring Oscillators with Adjustable Delay (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ansari, W. Imafuku, M. Yasuda, S. Sasaki, H. J. Mattausch, T. Koide
  • 学会等名: Extended Abstracts of the 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] A 381 fs/bit, 51.7 nW/bit Nearest Hamming-Distance Search Circuit in 65 nm CMOS (2011)
  • 著者名/発表者名: H.J. Mattausch, M. Yasuda, A. Kawabata, W. Imafuku, T. Koide
  • 学会等名: The Symposia on VLSI Technology and Circuits (VLSI2011)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20110713-17
• [学会発表] Application of Composite Haar-like features to Face Detection with Massive-Parallel Memory-Embedded SIMD Matrix Processor (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hiramoto, T. Koide, H. J. Mattausch, T. Kumaki
  • 学会等名: The 26th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Comm.
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 20110619-22
• [学会発表] HW/SW Co-design of Region Growing Image Segmentation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Omori, T. Koide, H. J. Mattausch
  • 学会等名: The 26th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Comm.
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 20110619-22
• [備考]
  • URL: http://www.RNBS.hiroshima-u.ac.jp/koide
• [産業財産権] 内視鏡画像診断支援システム (2014)
  • 発明者名: 小出哲士, 三島翼, 重見悟, ホアンアイントゥワン, 玉木徹, 平川翼, 吉田重人, 宮木理恵
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-022425
  • 出願年月日: 2014-02-07
  • 外国
• [産業財産権] シンボル認識装置および車両用標 識認識装置 (2013)
  • 発明者名: 小出哲士, ホアンアイントゥワン, 山本真晴, 三島翼
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-216403
  • 出願年月日: 2013-10-17
  • 外国
• [産業財産権] シンボル認識装置 (2013)
  • 発明者名: 小出哲士, ホアンアイントゥワン, 山本真晴, 三島翼
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-203715
  • 出願年月日: 2013-09-30
  • 外国
• [産業財産権] Digital Manhattan距離連想メモリ (2013)
  • 発明者名: マタウシュハンスユルゲン, 小出哲士, 佐々木静龍, 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: PCT/JP2013/060326
  • 出願年月日: 2013-04-04
  • 外国
• [産業財産権] 連想メモリ (2012)
  • 発明者名: 小出哲士, マタウシュハンスユルゲン, 安田雅浩, 佐々木静龍
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-183975
  • 出願年月日: 2012-08-23
  • 外国
• [産業財産権] 連想メモリ (2012)
  • 発明者名: マタウシュハンスユルゲン, 小出哲士, 佐々木 静龍, 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: US13/466381
  • 出願年月日: 2012-05-08
  • 外国
• [産業財産権] 車両用標識認識装置 (2012)
  • 発明者名: 小出哲士、大森睦己、礒本和典、中村正
  • 権利者名: マツダ株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-285669
  • 出願年月日: 2012-12-17
  • 外国
• [産業財産権] 連想メモリ (2011)
  • 発明者名: マタウシュハンスユルゲン, 小出哲士, 安田雅浩, 佐々木静龍
  • 権利者名: マツダ株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-243733
  • 出願年月日: 2011-11-07
  • 外国