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2012 年度 実績報告書

MEMS・ホログラムを用いたリアルタイム視覚情報処理システム

研究課題

研究課題/領域番号 23650087
研究機関静岡大学

研究代表者

渡邊 実  静岡大学, 工学部, 准教授 (30325576)

キーワードMEMS / イメージセンサ / レーザ / ホログラムメモリ / 画像処理 / FPGA
研究概要

近年、ロボット、自動車、飛行機などに人間の目、脳に相当する高度な画像識別能力を追加し、自律的に動かしたいとの要求が高まっている。しかし、人間の目や脳が行う並列処理は既存の集積回路の性能を大幅に超えており、模倣することは至難の業である。例えば、イメージセンサから1msの周期で100万ピクセル数の画像を取り込み、その周期内に10万枚の同ピクセル数の参照画像とを比較する場合、その参照画像の転送とその識別速度はペタピクセル/秒にも達する。そこで本研究ではMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、レーザアレイ、ホログラムメモリ等の光技術を集積回路(VLSI)技術に導入して、上記仕様を満たせるコンパクトで組み込み可能なリアルタイムな視覚認識システムを実証した。
MEMS・レーザインターリブ方式による、体積ホログラムメモリのアドレッシングモジュールを開発し、リアルタイムな視覚情報処理が可能なプロトタイプシステムを開発した。1つのレーザ、1つのミラーにより4つのコンテキストのアドレッシングが可能であることまでを実証した。将来的にはレーザを増やすこと無く、ミラーの数のみ増やすことで、10万枚のコンテキストやテンプレート画像情報などのアドレッシングが可能になる。
また、外界から16階調までのアナログ画像を取り込み、ゲートアレイを使用して4つの画像を識別する試験も行い、それに成功した。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (20件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Optical configuration acceleration on a new optically reconfigurable gate array VLSI using a negative logic implementation2013

    • 著者名/発表者名
      R. Moriwaki, M. Watanabe
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: Vol.52, No.9 ページ: 1939-1946

  • [学会発表] Fourier Transformation on an Optically Reconfigurable Gate Array2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Midwest Symposium on Circuits & Systems
    • 年月日
      20130800
  • [学会発表] A dependability-increasing demonstration for a 16-configuration context optically reconfigurable gate array2013

    • 著者名/発表者名
      A. Tanigawa, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on Highly Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies
    • 年月日
      20130600
  • [学会発表] A 4-configuration-context optically reconfigurable gate array with a MEMS interleaving method2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaji, M. Watanabe
    • 学会等名
      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems
    • 年月日
      20130600
  • [学会発表] 0.18 um CMOS process photodiode memory2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kubota, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 発表場所
      China National Convention Center (China)
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [学会発表] A dependability-increasing technique on a multi-context optically reconfigurable gate array2013

    • 著者名/発表者名
      A. Tanigawa, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 発表場所
      China National Convention Center (China)
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [学会発表] MEMS interleaving method for optically reconfigurable gate arrays2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaji, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Electro/Information Technology
    • 発表場所
      South Dakota School of Mines & Technology (USA)
    • 年月日
      20130509-20130511
  • [学会発表] Power consumption of mono-instruction set computers (MISCs)2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      Yokohama Joho Bunka Center (Japan)
    • 年月日
      20130417-20130419
  • [学会発表] Dependability-increasing method of processors under a space radiation environment2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shirahashi, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on Applied Reconfigurable Computing
    • 発表場所
      USC Information Sciences Institute (USA)
    • 年月日
      20130325-20130327
  • [学会発表] A uniform partitioning method for Mono-Instruction Set Computer (MISC)2012

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on Renewable Computing Systems
    • 発表場所
      La Trobe University (Australia)
    • 年月日
      20120926-20120928
  • [学会発表] A 256-configuration-context MEMS optically reconfigurable gate array2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaji, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (Japan)
    • 年月日
      20120925-20120927
  • [学会発表] Gray-level image recognition on a dynamically reconfigurable vision architecture2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamikubo, M. Watanabe, S. Kawahito
    • 学会等名
      IEEE SOC Conference
    • 発表場所
      Convention Center, Niagara Falls (USA)
    • 年月日
      20120912-20120914
  • [学会発表] A 16-configuration-context robust optically reconfigurable gate array with a reconfiguration speed adjustment function2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yoza, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Field Programmable Logic and Applications
    • 発表場所
      University of Oslo (Norway)
    • 年月日
      20120829-20120831
  • [学会発表] 0.18 um CMOS process high-sensitive differential optically reconfigurable gate array VLSI2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI
    • 発表場所
      University of Massachusetts (USA)
    • 年月日
      20120819-20120821
  • [学会発表] Inversion/Non-Inversion Reconfiguration Scheme for a 0.18 Um CMOS Process Optically Reconfigurable Gate Array VLSI2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Watanabe
    • 学会等名
      IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems
    • 発表場所
      Boise State University (USA)
    • 年月日
      20120805-20120808
  • [学会発表] Optical configuration acceleration on a new optically reconfigurable gate array VLSI using a negative logic implementation2012

    • 著者名/発表者名
      R. Moriwaki, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on engineering of reconfigurable systems and algorithms
    • 発表場所
      Montecarlo Hotel (USA)
    • 年月日
      20120716-20120719
  • [学会発表] A 4-configuration Context Fiber-linked Optically Reconfigurable Gate Array2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ueno, M. Watanabe
    • 学会等名
      OptoElectronics and Communications Conference
    • 発表場所
      BEXCO (Korea)
    • 年月日
      20120702-20120706
  • [学会発表] A 16-configuration-context dynamic optically reconfigurable gate array with a dependable laser array2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yoza and M. Watanabe
    • 学会等名
      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems
    • 発表場所
      Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS (Germany)
    • 年月日
      20120625-20120628
  • [学会発表] Detection and compensation methods of alignment errors between a programmable optically reconfigurable gate array and its writer system2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, M. Watanabe
    • 学会等名
      National Aerospace & Electronics Conference
    • 発表場所
      Holiday Inn (USA)
    • 年月日
      20120625-20120627
  • [学会発表] 0.18 um CMOS process high-sensitive optically reconfigurable gate array VLSI2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on Highly Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies
    • 発表場所
      Okinawa Gender Equality Center (Japan)
    • 年月日
      20120530-20120601
  • [学会発表] High speed - low power optical configuration on an ORGA with a phase-modulation type holographic memory2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Watanabe
    • 学会等名
      Reconfigurable Architectures Workshop
    • 発表場所
      Regal Shanghai East Asia Hotel (China)
    • 年月日
      20120521-20120522
  • [図書] High-Performance Computing Using FPGAs2013

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2014-07-24  

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