ネットワークオンチップに基づく革新的な医用画像処理アクセラレータの開発

本研究課題では，管状組織を含む医用画像を対象に，ネットワークオンチップ(NoC)に基づく管径計測手法とその回路実装を目的としており，主にネットワークトポロジとルーティング手法について検討を行った．まず，提案のNoCに基づいた管径計測手法では，現在の注目画素に対する管壁画素の座標，すなわち既存のNoCでパケットに内包される転送先ルータのアドレスが未知となることから，管壁に至るまでの任意の方向θをパケットに内包することによる動的なルーティングを想定している．このとき，θ方向にパケットを伝搬するためには，tan関数等の演算回路が各ルータに必要となるため，回路面積の著しい増大を招く要因となる．そこで本研究では，探索方向を0～π/4単位に分割することでパケットの移動方向を2方向(0～π/4ならば右・上方向)に限定した上で，現在の移動量に基づいたθ方向の弧の長さと，π/4との弧の長さを大小比較することにより，次に伝搬すべき移動方向を決定する手法を提案した．この手法によれば，移動量のインクリメントと比較のみを以って動的なルーティングを実現可能であり，パケットシミュレーションの結果，tan値を用いたルーティングと同精度で管径を計測できることを確認した．さらに，既存のルーティング手法では，管状組織像上の画素に対応するルータのみが動作しており，NoC全体のルータの使用効率が低下するとともに，パケットが一部のルータに集中する現象が確認されている．この問題を解決するため，本研究ではネットワークのトポロジをトーラス形に拡張し，注目画素から管壁に到達した後の返送ルーティングにおいて，迂回経路を経て返送されるよう制御を施す等，ルーティングの負荷分散手法について検討している．

本研究課題では，管状組織を含む医用画像を対象に，ネットワークオンチップ(NoC)に基づく管径計測手法とその回路実装を目的としており，主にネットワークトポロジとルーティング手法について検討を行った．まず，提案のNoCに基づいた管径計測手法では，現在の注目画素に対する管壁画素の座標，すなわち既存のNoCでパケットに内包される転送先ルータのアドレスが未知となることから，管壁に至るまでの任意の方向θをパケットに内包することによる動的なルーティングを想定している．このとき，θ方向にパケットを伝搬するためには，tan関数等の演算回路が各ルータに必要となるため，回路面積の著しい増大を招く要因となる．そこで本研究では，探索方向を0～π/4単位に分割することでパケットの移動方向を2方向(0～π/4ならば右・上方向)に限定した上で，現在の移動量に基づいたθ方向の弧の長さと，π/4との弧の長さを大小比較することにより，次に伝搬すべき移動方向を決定する手法を提案した．この手法によれば，移動量のインクリメントと比較のみを以って動的なルーティングを実現可能であり，パケットシミュレーションの結果，tan値を用いたルーティングと同精度で管径を計測できることを確認した．さらに，既存のルーティング手法では，管状組織像上の画素に対応するルータのみが動作しており，NoC全体のルータの使用効率が低下するとともに，パケットが一部のルータに集中する現象が確認されている．この問題を解決するため，本研究ではネットワークのトポロジをトーラス形に拡張し，注目画素から管壁に到達した後の返送ルーティングにおいて，迂回経路を経て返送されるよう制御を施す等，ルーティングの負荷分散手法について検討している．