北海道大学 研究シーズ集

Information and Communication

動画像リアルタイム処理技術

アルゴリズム開発とそのハードウェア実装

本研究室では、近年大容量(高解像度・高フレームレート)化が著しい動画像を対象として、画像平滑化(スムージング)や明るさ補正を中心とした、各種画像処理アルゴリズムならびにそのリアルタイム実装に関する研究開発を推進しています。

研究の内容

画像処理では一般に取り扱うデータ量が膨大であるため、ハードウェア/ソフトウェアを組み合わせたシステム全体としての最適化が必要不可欠です。本研究室では、画像処理のアリゴリズムおよびその実装に関する検討を相補的に行うことにより、画像処理システムの構成手法に関する研究を行っています。その成果の1つであるRetinex理論に基づく動画像リアルタイム適応的明るさ補正(図1)では、逆光などの照明変化が大きい状況下で撮影された映像の明るさを、適応的かつリアルタイムで補正することが可能です。また、コスト最適化に基づく高品位な画像平滑化(スムージング) (図2)に関する研究も進めており、これは写真のイラスト化といった画像加工処理や、各種画像処理の前処理、明るさ補正、細部強調などへの応用が期待されます。

  • (a)入力画像 (b)推定照明光 (c)明るさ補正結果
    図1 Retinex理論に基づく動画像適応的明るさ補正

  • (a)入力画像(b)画像平滑化結果(c)実装で用いるFPGAボードの例
    図2 コスト最適化に基づく画像平滑化

社会実装への可能性

  • ・カメラ等撮像デバイス
  • ・医療画像処理装置
  • ・防犯カメラ
  • ・各種ディスプレイ
  • ・コンピュータビジョン

産業界や自治体等へのアピールポイント

本研究室では、実用的なアプリケーションを対象として、アルゴリズムレベルからそのLSI・FPGA実装(図3)までを含めて研究開発を進めています。優れたアルゴリズムおよびLSIアーキテクチャ設計は、情報処理システムの飛躍的な性能向上を実現し、世の中に大きなインパクトを与えると考えます。

2018/4/3公開