画像処理ＬＳＩ設計のためのモデルベース自動合成ツールの構築

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24500063
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 黒木 修隆 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90273763)
• 研究分担者: 沼 昌宏 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60188787)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 画像処理 / Verilog / 自動合成 / FPGA

研究実績の概要

本プロジェクトの目標は、画像処理LSIのモデルベース設計ツール“Image Processing Builder”を開発・公開することである。これにより、スマートフォン、4K／8Kテレビ、デジタル・カメラ等の画像処理機器の研究・開発効率が大きく改善できる。
１年目（平成24年度）は各種の画像処理の要素となるモジュールのデータベースを充実させることを目標とし、30種類以上の基本モジュールをソフトウェアとして完成させた。
２年目（平成25年度）は、画像処理アルゴリズムのモデル記述から、ハードウェア記述であるVerilogファイルを自動生成するためのエンジン部を作成した。
3年目（平成26年度）は、自動生成されたVerilogファイルから実際にFPGAを合成し、各種の画像処理の動作を確認するとともに、本設計ツール“Image Processing Builder”をインターネット上で無償公開した（http://cas.eedept. kobe-u.ac.jp/ WelcomeES1/ IPBuilder/）。
上記の設計ツールは、画像処理アプリケーション開発者にとって非常に有用であるのみならず、将来の画像処理技術者を目指す学生の教育にも利用できる。なお、以上の研究過程で得られた各種のノウハウについては、学術論文4件、国際会議18件、国内会議13件において発表した。本プロジェクトの成果は学会および産業界に大きく貢献するものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Energy-efficient AES SubBytes transformation circuit using asynchronous circuits for ultra-low voltage operation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shizuku, T. Hirose, N. Kuroki, M. Numa, M. Okada
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: vol. 12, no. 4 ページ: 20141157
  • DOI: 10.1587/elex.12.20141157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano watt power rail-to-rail CMOS amplifier with adaptive biasing circuits for ultralow-power analog LSIs (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, T. Hirose, K. Tsubaki, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 ページ: 04DE13
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.04DE13
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 0.21-V Minimum Input, 73.6% Maximum Efficiency, Fully Integrated 3-Terminal Voltage Converter with MPPT for Low-Voltage Energy Harvesters (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, T. Hirose, T. Nagai, K. Tsubaki, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: The 20th Asia and South Pacific Design Automation Conference 巻: ASP-DAC ページ: pp.30-31
  • DOI: 10.1109/ASPDAC.2015.7058931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Object Detection with Deformable Part Models and Deep Convolutional Neural Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtani, N. Kuroki, T. Hirose, and M. Numa
  • 雑誌名: Proceedings of 2015 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 巻: NCSP 2015 ページ: pp. 218-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Architecture of a JPEG Noise Reduction Method with Total Variation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Onishi, N. Kuroki, T. Hirose, and M. Numa
  • 雑誌名: Proceedings of 2015 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 巻: NCSP 2015 ページ: pp. 353-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayer Demosaicing with Example-Based Super-Resolution (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Miyahara, N. Kuroki, T. Hirose, and M. Numa
  • 雑誌名: Proceedings of 2015 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 巻: NCSP 2015 ページ: pp. 421-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ECO-friendly Design Style Based On Reconfigurable Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Y.Kabata, T. Hirose, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: The 19th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies 巻: SASIMI 2015 ページ: pp. 319-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Fully On-Chip, 6.66-kHz, 320-nA, 56ppm/℃, CMOS Relaxation Oscillator with PVT Variation Compensation Circuit (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tsubaki, T. Hirose, Y. Osaki, S. Shiga, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: vol. E97-C ページ: pp. 512-518
  • DOI: 10.1587/transele.E97.C.512
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 24-Transistor Static Flip-Flop Consisting of NORs and Inverters for Low-Power Digital VLSIs (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shizuku, T. Hirose, N. Kuroki, M. Numa, and M. Okada
  • 雑誌名: 12th IEEE International NEWCAS conference 巻: NEWCAS ページ: pp. 137-140
  • DOI: 10.1109/NEWCAS.2014.6934002
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Nano-Watt Power Rail-to-Rail CMOS Amplifier with Adaptive Biasing for Ultra-Low Power Analog LSIs (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, T. Hirose, K. Tsubaki, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: Extended abstract of the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials 巻: SSDM 2014 ページ: pp. 964-965
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 0.21-V Input, 73.6% Efficiency, Fully Integrated Voltage Boost Converter with Maximum Power Point Tracking for Low-Voltage Energy Harvesters (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, T. Hirose, T. Nagai, K. Tsubaki, N. Kuroki, and M. Numa
  • 雑誌名: Proceedings of the 40th European Solid-State Circuits Conference 巻: ESSCIRC 2014 ページ: pp. 255-258
  • 査読あり
• [学会発表] 学習型超解像による4倍拡大映像出力ハードウェアの実現と辞書探索回路の規模削減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松塚 凌，切山亜弓，道畠昂平，雫 譲，廣瀬哲也，黒木修隆，沼 昌宏
  • 学会等名: 第13回情報科学技術フォーラム（FIT2014）
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] 電力変換効率の負荷電流依存性を考慮したオンチップチャージポンプの高効率化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅野 大樹, 廣瀬 哲也, 椿 啓志, 尾崎 年洋, 黒木 修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: 第27回 回路とシステムワークショップ
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [学会発表] 高耐圧CMOSトランジスタによる低電力バンドギャップリファレンス回路 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本 香, 廣瀬 哲也, 椿 啓志, 黒木 修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: 第27回 回路とシステムワークショップ
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [学会発表] PWM制御方式を用いた時間分解能型ADコンバータの低電力化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小國 一道, 廣瀬 哲也, 椿 啓志, 尾崎 年洋, 黒木 修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: 第27回 回路とシステムワークショップ
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [学会発表] 時間計測アプリケーシ ョンに向けた超低電力弛張発振回路 (2014)
  • 著者名/発表者名: 椿 啓志，廣瀬 哲也，尾崎 年洋，黒木 修隆，沼 昌宏
  • 学会等名: 電子情報通信学会 集積回路研究専門委員会 集積回路研究会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [学会発表] 逐次比較AD コンバータに向けたコンパレータのオフセット補正アーキテクチャ (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田 僚太 廣瀬 哲也, 山内 貴仁, 椿 啓志, 黒木 修隆, 沼 昌宏
  • 学会等名: 電子情報通信学会 集積回路研究専門委員会 アナログRF研究会
  • 発表場所: 屋久島環境文化村センター
  • 年月日: 2014-07-16 – 2014-07-18
• [備考] 画像処理設計ツール Image Processing Builder
  • URL: http://cas.eedept.kobe-u.ac.jp/WelcomeES1/IPBuilder/