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2015 年度 実績報告書

専用計算機を用いた高精度リアルタイム3次元動画像計測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26820153
研究機関千葉大学

研究代表者

角江 崇  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40634580)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード3次元計測 / リアルタイム計測 / 専用計算機
研究実績の概要

並列ディジタルホログラフィは,1回の記録で動く物体の3次元動画像計測を可能にする技術である.本研究の目的は,回路設計者が構成を自由に設定可能な集積回路(FPGA)に基づいた,並列ディジタルホログラフィにおける像再生処理計算用の専用計算機を開発し,リアルタイム処理を実現する高精度3次元動画像計測システムを実現することである.
前年度の時点では,並列ディジタルホログラフィにおいて必要な像再生処理計算の一部のみ,専用計算機上の計算回路に実装していた.平成27年度においては,残りの計算処理も専用計算機へと実装し,その正常動作を確認することに成功した.3次元情報が記録された1枚の画像(ホログラム)から,ある奥行きにおける2次元の計測データを再構成するために必要な時間を,汎用計算機(PC)と比較して約2.2倍に高速化できた.しかしながら,データの送受信時間を含めた場合にはPCと比較して約0.4倍になり,1枚のホログラムから奥行き1枚分のデータを取得する場合には,十分な速度が得られないことが分かった.そこで, 1枚のホログラムから奥行きに126枚分の3次元データを一度に処理する場合を想定した.これにより,データ転送をより効率化でき,処理時間の削減が期待できる.126枚を一度に処理した結果,専用計算機による処理時間は36ミリ秒であり,汎用計算機と比較して約3.8倍の高速化を実現できた.また,36ミリ秒の処理時間は毎秒28フレームに相当するため,目的としていたリアルタイム処理を,開発した専用計算機によって実現可能であることが示された.実際に、偏光イメージングカメラによって取得したホログラムにも適用し,3次元情報を正しく取得できていることが確認できた.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-speed parallel phase-shifting digital holography system using special-purpose computer for image reconstruction2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, and Tomoyoshi Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 9495 ページ: 94950N -1-6

    • DOI

      10.1117/12.2177519

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of Special Purpose Computer for Calculation of Parallel Phase-Shifting Digital Holography by Using HORN-8 Board2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Matoba, Takashige Sugie, Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, Tomoyoshi Ito, and Nobuyuki Masuda
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) 2016
    • 発表場所
      Pukyong National University, Busan, Korea
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-08
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed phase imaging based on digital holography and its application to vibration measurement2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      he 5th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2015)
    • 発表場所
      Korea Institute of Science and Technology, Gangneung, Korea
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 並列位相シフトディジタルホログラフィ専用計算機の設計2015

    • 著者名/発表者名
      的場駿介, 亀谷和樹, 増田信之, 角江崇, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2015
    • 発表場所
      海洋研究開発機構 横浜研究所
    • 年月日
      2015-07-09 – 2015-07-10
  • [学会発表] 高速度位相イメージングに基づくスピーカから発せられる音波が有する周波数分布の推定2015

    • 著者名/発表者名
      角江崇, 森谷哲平, 鈴木輔, 下馬場朋禄, 伊藤智義
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2015
    • 発表場所
      海洋研究開発機構 横浜研究所
    • 年月日
      2015-07-09 – 2015-07-10
  • [学会発表] High-speed parallel phase-shifting digital holography system using special-purpose computer for image reconstruction2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kakue, Tomoyoshi Shimobaba, and Tomoyoshi Ito
    • 学会等名
      SPIE Sensing Technology + Applications 2016
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Baltimore, USA
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 千葉大学 大学院工学研究科 伊藤・下馬場・角江研究室

    • URL

      http://www.te.chiba-u.jp/~brains/

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公開日: 2017-01-06  

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