Development of a Real-Time Reconfigurable Signal Processor for Image Recognition

用于图像识别的实时可重构信号处理器的开发

基本信息

  • 批准号:
    09558026
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Recently, we have proposed a DSP-oriented image recognition algorithm based on Phase-Only Correlation (POC). For applying the proposed algorithm to practical image recognition tasks, high-speed computation of real/complex-mixed data is essential. In this research project, we investigated a signal processor architecture for POC-based image recognition. Non-binary data representations, such as redundant complex number systems and high-radix redundant number systems, are employed to perform fast real/complex-mixed computation. We have developed the key components for the signal processor as listed below:1. A real/complex reconfigurable arithmetic unit, that can change its structure for three different operation modes, has been proposed and fabricated in 0.5um CMOS. The three modes realize complex-number multiplication, double-length real-number multiplication, and real-number multiply-add operation. The reconfiguration overhead is significantly low, which corresponds to only 8.9% increase … More of transistor count.2. A redundant complex multiplier has been proposed and fabricated in 0.5um CMOS. The chip area, interconnect delay and power consumption are reduced to 33.7%, 16.9% and 18.4%, respectively, compared with a complex-number multiplier designed by a standard logic synthesis tool.3. A configurable multiply-adder based on SW (Signed-Weight) arithmetic has been proposed and fabricated in 0.35um CMOS. The fabricated chip can perform FIR filtering with high sampling-rate around 10MHz-100MHz.4. A parallel divider and a CORDIC vector rotator for 3D image processing have been proposed and fabricated. The use of high-radix redundant number systems makes possible low-latency implementations of iterative arithmetic operations.In addition to the above results, various applications of POC-based image recognition have been investigated. We developed a 3D (stereo) vision system using hierarchical phase-only matching, and clarified architectural requirements toward the implementation of a new signal processor for 3D measurement and object recognition. Less
最近,我们提出了一种基于纯相位相关(POC)的面向 DSP 的图像识别算法,为了将所提出的算法应用于实际图像识别任务,真实/复杂混合数据的高速计算至关重要。在该项目中,我们研究了一种用于基于 POC 的图像识别的信号处理器架构,例如冗余复数系统和高基数冗余数系统,用于执行快速实数/复数混合计算。我们开发了信号处理器的关键组件,如下所示: 1.提出并在 0.5um CMOS 中制造了一种实数/复数可重构运算单元,它可以改变其结构以适应三种不同的操作模式。数乘法、双长度实数乘法和实数乘加运算的重新配置开销非常低,仅相当于晶体管数量的 8.9% 增加。2. 冗余复数。与标准逻辑综合工具设计的复数乘法器相比,该乘法器已被提出并采用 0.5um CMOS 制造,芯片面积、互连延迟和功耗分别降低至 33.7%、16.9% 和 18.4%。提出了一种基于SW(有符号权重)算法的可配置乘法加法器,并在0.35um CMOS 上制造了该芯片。 10MHz-100MHz 左右高采样率的 FIR 滤波已被提出并制造用于 3D 图像处理的并行除法器和 CORDIC 矢量旋转器。高基数冗余数系统的使用使得迭代算法的低延迟实现成为可能。除了上述结果之外,我们还研究了基于 POC 的图像识别的各种应用,并使用分层纯相位匹配开发了 3D(立体)视觉系统。明确了实施用于 3D 测量和物体识别的新信号处理器的架构要求。

项目成果

期刊论文数量(40)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
青木孝文: "冗長複素数系に基づく実数/複素数再生構成型算術演算回路の構成" 電子情報通信学会論文誌D-1. J80-D-1・8. 674-682 (1997)
Takafumi Aoki:“基于冗余复数系统的实数/复数再现算术电路的配置”IEICE Transactions J80-D-1・8 (1997)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takafumi Aoki: "Signed-Weight Arithmetic and Its Application to a Field-Programmable Digital Filter Architecture"IEICE Transactions on Electronics. E82-C・9. 1687-1698 (1999)
Takafumi Aoki:“有符号权重算法及其在现场可编程数字滤波器架构中的应用”IEICE Transactions on Electronics。1687-1698 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Naofumi Homma: "A New Evolutionary Approach for Synthesizing Circuit Structures"Proceedings of the 1999 International Symposium of Nonlinear Theory and its Applications. 1. 239-242 (1999)
Naofumi Homma:“合成电路结构的新进化方法”1999 年非线性理论及其应用国际研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
佐々木孝樹: "顔面像認識における相関関数の性能評価"1998年電子情報通信学会総合大会予稿集. D-12-61. 260-260 (1998)
Takaki Sasaki:“面部图像识别中相关函数的性能评估”1998 年 IEICE 大会论文集 D-12-61 (1998)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takafumi Aoki, Hitoshi Nogi, and Tatsuo Higuchi: "A High-Radix CORDIC Algorithm"Transactions of the IEICE D-I. Vol.J81-D-I, No.4 (in Japanese). 359-367 (1998)
Takafumi Aoki、Hitoshi Nogi 和 Tatsuo Higuchi:“高基数 CORDIC 算法”IEICE D-I 的交易。
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  • 发表时间:
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