2026-06-07T08:05:48Z https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/oai

oai:ipsj.ixsq.nii.ac.jp:00216075 2025-01-19T15:56:28Z 1164:2036:10820:10821

FPGAを用いたリアルタイムステレオマッチングシステムの構築 An Implementation of a Real-time Stereo Matching System on FPGA ウェイ, カイジ 久野, 祐輝 新井, 正敏 天野, 英晴 Kaijie, Wei Yuki, Kuno Masashi, Arai Hideharu, Amano アプリケーション 三次元データを自動運転システムにおいて利用するために，リアルタイムでデータを処理する必要があり，デプスマップが広く使われている．コンピュータビションの分野では，デプスマップを生成するために，様々なアル ゴリズムが開発されたが，中でもステレオマッチングが広く用いられている．FPGA のプラットフォームは，性能と消費電力の点で優れており，本研究は Zynq Ultrascale+ を用いた M-KUBOS ボード上に，このアルゴリズムを実装した．設計環境としては，今後のシステムのメインテナンスを考慮し，Vitis HLS を採用した．実装したステレオマッチング IP は 5 つのモジュールから構成され，その間を AXI ストリームでデータを流す．この実装法により，性能を向上するだけでなく，リソース消費量も抑制することができる．各モジュールで入力されたデータから自動的に必要 ビットサイズを検知することで，さらに性能を上げ，リソース消費量を抑制できる．Vitis HLS 2020.1 の結果により，1920 × 1080 のイメージについて，構築したシステムはおよそ 45.45fps が達成できた．リアルタイムでステレオマッチングが可能であり，GPU Tegra X2 の結果と比べ，1.28 倍の高速化を達成した． To make full use of stereo data in autonomous driving system, the techniques to generate depth-map in real-time are necessary for the users. Semi-Global Matching(SGM) has been widely accepted to derive depth information in the field of computer vision. Generally, GPU is always an acceptable choice to meet the requirements of real-time. However, the high energy and resource consumption on GPU brings a burden on edge devices. Thus, FPGA has been a promising platform for its benefit of energy efficiency and high-speed performance. With considering the maintenance, we choose Vitis HLS 2020.1 as our tool and achieve 45.45 fps on the input source of 1920 × 1080, which is 1.28× faster than the performance on GPU Tegra X2. 情報処理学会 2022-01-17 jpn technical report https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/records/216075 2188-8639 AA11451459 研究報告システムとLSIの設計技術（SLDM） 2022-SLDM-197 18 1 6 https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/record/216075/files/IPSJ-SLDM22197018.pdf application/pdf 2.1 MB