二次元画像信号フィルタリグの高精度化・高速化に関する基礎的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550247
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 小野田 真穂樹 東京工業大学, 工学部, 教授 (00016312)
• 研究分担者: 金子 峰雄 東京工業大学, 工学部, 講師 (00185935) ; 國枝 博昭 東京工業大学, 工学部, 助教授 (50126273)
• キーワード: 画像信号処理 / 2次元フィルタ / ディジタルフィルタ / シグナルプロセッサ / マルチプロセッサ / シストリックアレイ / 命令コ-ド / 積和演算

研究概要

画像信号よりは、高速情報化社会における自然観測、医用応用、画像伝送などで益々その重要性と高速処理の要求が高まっている。本研究は近年のDSPに代表される計算ハ-ドウェアの発達を基礎に、画像信号処理の高速化・高精度化について検討するものである。特に当該年度に於いては、前年度に得られた成果をふまえ、高精度かつ高速に動作するシストリックアレイ方式による処理実現、画像信号処理における基本的計算量削減による高速処理、信号の入出力形式およびプロセッサ間通信を考慮したプロセッサ制御の最適化とそれに基づくマルチプロセッサシステム(以下MPS)による並列処理について検討を行い成果を得た。またこのうちの幾つかについては実際に信号処理システムの試作・評価を行い、有効性を確認した。以下、当該年度の主な研究実績をまとめる。
1)積和演算器とラッチとから成るモジュ-ルの組合せにて、高速かつ高精度な信号処理が実現できることを示し、その具体的構成法を得た。これは、通常形フィルタリングにおける最高速を最小のハ-ドウェア量にて実現するもので、モノリシック化にも適したものとなっている。
2)ラスタ-スキャン方式のデ-タ入出力に対して高速かつ信号遅れの小さい、新しい並列処理手法を得た。これは従来の並列処理手法に較べてデ-タ参照、プロセッサ制御が大幅に簡単化されており、汎用MPS向き画像処理手法となっている。
3)再帰形計算処理と状態応答の有限打切りとを組み合せた全く新しい信号処理手法を提案し、そのMPSを設計した。これにより信号処理のための計算量を(特性を大きく劣化させることなく)大幅に減少させることができ、かつ全画面に渡って並列度の高い処理が実現できた。特に画像処理で重要な双方向処理に於いて、その有効性は大きい。
4)この他、MPSの処理割り付け手法などにおいて成果を得ている。

研究成果

• [文献書誌] Hiroaki KUNIEDA and Kazuhito ITOH: ""Parallel 2D-FFT Algorithm on Multiprocessor System and its Performance Evaluation on NOVI System"" The 2nd Karuizawa Workshop on Circuits and Systems. (1989)
• [文献書誌] Ben CHEN and Mahoki ONODA: ""An array architecture for solving linear system of equations by block Gauss-seidel algorithm and local reordering approach"" The proceedings of IEEE Pacific Rim Conference on Communications,Computers and Signal Processing. 56-59 (1989)
• [文献書誌] Hroaki KUNIEDA and Shigeru TOYOSHIMA: ""Parallel Processor Scheduling for Digital Signal Processing"" Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems Vol.3. 1911-1914 (1989)
• [文献書誌] Yoshinori TAKEUCHI and Hiroaki KUNIEDA: ""Parallel Processing for Bilateral Two Dimensional Filters"" Proceedings of 1989 Joint Technical Conference on Circuits/Systems,Computers and Communications. (1989)
• [文献書誌] Mineo KANEKO: ""Alternative Implementation of Systolic Recursive Digital Filters"" Electronics Letters Vol.25. 15. 982-983 (1989)
• [文献書誌] Kazuhito ITOH and Hiroaki KUNIEDA: ""The Modularization and Synchronization of Digital Signal Processing Algorithms"" Proceedings of International Conference on Circuits and Systems. 472-475 (1989)
• [文献書誌] 陳奔,小野田真穂樹: ""ブロック反復法による大規模線形連立方程式求解のアレ-ア-キテクチャおよび高速化手法"" 日本電子情報通信学会論文誌(A)72-A. 9. 1416-1422 (1989)
• [文献書誌] Yoshinori TAKEUCHI and Hiroaki KUNIEDA: "“Multiprocessor Parallel Processing for Two Dimensional Recursive Digital Filtering"" 電子通信学会技術研究報告. CAS89-86. 101-108 (1989)
• [文献書誌] Hiroaki KUNIEDA and Kazuhito ITOH: ""Constrained Rate Optimal Scheduling for Digital Signal Processing"" 電子情報通信学会第4回ディジタル信号処理熱海ワ-クショップ. (1989)
• [文献書誌] Kazuhito ITOH and Hiroaki KUNIEDA: ""VLSI System Compiler for Digital Signal Processing;Modularization and Synchronization"" Proceedings of International Symposium on Circuits and Systems. (1990)
• [文献書誌] Yoshinori TAKEUCHI and Hiroaki KUNIEDA: ""Two Dimensional Space Segmentaion Recursive Filtering Algorithm on Rectangular processor Array"" Proceedings of International Symposium on Ciruits and Systems. (1990)
• [文献書誌] Hiroaki KUNIEDA and Kazuhito ITOH: ""Parallel 2D-FFT Algorithm on Practical Multiprocessor Systems"" The 3rd Transputer/OCCAM International Conference. (1990)