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自動車電装

IMAPCAR



なぜIMAPCARなのか?

今後、車の安全性向上の中核として画像認識を用いるためには、信頼性の高い量産品で、技術革新にも素早く対応出来る柔軟性が必要です。しかし、動画像認識に求められているリアルタイム処理を実現するためには、これまで大規模な専用ハードでないと実現できませんでした。 IMAPCARは、8bitプロセッサを128個クラスター化した並列処理によって、100GOPS*という高速の処理性能を持ち、動画像認識をリアルタイムでおこなうことを可能にしました。また、消費電力は、わずか2W以下。業界最高性能を低消費電力で実現致しました。さらに車載を考えた設計のため、自動車の過酷な環境(-40℃〜+85℃)でも高い信頼性で動作致します。IMAPCARは、プロセッサベースの全てソフトウァア処理のため、開発や変更、バージョンアップ等を容易におこなえます。 いまやエアバッグは、ほぼ全車に装着されるようになりました。それにより、死者数の大幅削減が達成できました。しかし、交通事故件数そのものは、いまだ増加しているのです。今後、画像認識技術を用いた予防安全装備により、「ぶつからない車」の実現、交通事故件数の削減が期待されています。IMAPCARは、これまでハードルが高かった画像認識技術の導入を大きく支援致します。

*GOPS---Giga Operation Per Second(1秒間に処理出来る演算回数を示し、1GOPSは、10億回の処理を実行する性能)

並列処理(IMAPCAR)とその他の方法の比較

  性能 開発コスト 消費電力
並列処理
IMAPCAR
8bitのプロセッサ128個で並列処理することにより、最適に設計された専用ハードウェアの次に、画像処理の能力が高い。画素1つ1つではなく、多数の画素を同時に処理するため、高性能汎用プロセッサ(2.4GHz程度)の約2〜4倍(アプリケーションレベルでは約10倍)の画像処理能力を実現。 基本的にプロセッサベースなので、プログラマブル。日進月歩のアルゴリズムや周辺機器などの進展があっても柔軟にソフトウェアの変更が可能。開発期間が短く、コストも抑えられる 100MHz動作なので、消費電力は低い。
高性能汎用
プロセッサ
高性能汎用プロセッサを使用しても、画像処理の実行性能は、あまり高くない。汎用プロセッサの場合には、1つ1つ画素を処理するため、高速処理するとしても限界がある。 プロセッサなので、プログラマブル。柔軟性が高い。開発期間が短く、コストも抑えられる。 数GHzという動作周波数のため、消費電力が大きく、熱量も多い。
DSPコア+
専用回路
DSPコアは、シーケンシャル処理には強いが、画像処理に多用されるパラレル処理には、向かない。また、アクセラレータとしての専用回路を使っても特定処理の高速化にしか貢献出来ず、様々な条件や処理工程が増えることにより、専用部分を増やさなくてはならない。また、画像処理のスピードは、1つ1つのタスクに単独の専用回路を割り付けるだけでは、あまり早くならない。 様々な条件に対応する専用回路を増やしていくと、結局、専用ハードを開発するコストと変わらなくなり、高くなってしまう。 専用回路の設計によるが、回路数を増やすことによって消費電力は多くなっていく。
専用ハード 専用設計なので、その特定の処理に関しては、最適な性能を出すことは可能。 専用設計のために開発コストは膨大。要求項目を増やすほど、チップサイズも大きくなる。また、一度開発したあと、アルゴリズムや周辺機器が進展するごとに最適化するためには、設計の見直しが必要となり、日進月歩の画像認識の分野では、大きなリスクとなる。 専用設計なので、リーズナブルにすることが可能。

IMAPCARの画像処理アプローチ

高性能汎用プロセッサを使った画像処理では、単一のプロセッサで、画素を1つ1つを高速処理していました(点型の画像処理)。しかし、現在あるハイエンドな高速汎用プロセッサを使ったとしても処理能力に限界があり、動画像をリアルタイムに画像認識処理することは出来ません。 IMAPCARは、スーパーコンピュータなどにも使われている分散型並列処理の技術を用いて、一連の画素を128個のマイクロプロセッサーに処理を振り分け、同時に画素の処理をおこないます(ライン型の画像処理)。これによって、消費電力の高い高性能汎用プロセッサを使わずに、低消費電力で、高性能汎用プロセッサを大幅に上回る画像処理に成功しました。

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