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A Hardware Implementation on Customizable Embedded DSP Core for Colorectal Tumor Classification with Endoscopic Video toward Real-Time Computer-Aided Diagnosais System 실시간 컴퓨터 지원 진단 시스템을 위한 내시경 비디오를 이용한 대장 종양 분류를 위한 맞춤형 임베디드 DSP 코어의 하드웨어 구현

Masayuki ODAGAWA, Takumi OKAMOTO, Tetsushi KOIDE, Toru TAMAKI, Bisser RAYTCHEV, Kazufumi KANEDA, Shigeto YOSHIDA, Hiroshi MIENO, Shinji TANAKA, Takayuki SUGAWARA, Hiroshi TOISHI, Masayuki TSUJI, Nobuo TAMBA

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요약 :

본 논문에서는 맞춤형 임베디드 DSP에 대장내시경 영상을 이용한 대장암 진단 지원 시스템의 하드웨어 구현을 제시한다. 내시경 영상에서는 병변 부위에 색 변화, 흐릿함, 빛의 반사 등이 발생하는데, 이는 컴퓨터의 판별 결과에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 비디오 프레임에 특화된 이미지에 대한 높은 견고성과 안정적인 분류로 병변을 식별하기 위해 Convolutional Neural Network( CNN) 기능 및 SVM(Support Vector Machine) 분류. CNN과 SVM은 많은 MAC(곱셈과 누산) 연산을 수행해야 하기 때문에 제안된 하드웨어 시스템을 맞춤형 임베디드 DSP에 구현합니다. 이는 VLIW(Very Long Instruction Word)를 통한 고속 MAC 연산 및 병렬 처리를 실현할 수 있습니다. 맞춤형 임베디드 DSP를 구현하기 전에 CAD 시스템의 처리 주기를 프로파일링 및 분석하고 병목 현상을 최적화합니다. 내시경 영상영상 임베디드 시스템에 대한 실시간 진단 지원 시스템의 유효성을 보여준다. 프로토타입 시스템은 비디오 프레임 속도(30fps @ 200MHz 이상)에 대한 실시간 처리와 90% 이상의 정확도를 보여주었습니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals Vol.E104-A No.4 pp.691-701
발행일
2021/04/01
공개일
2020/10/06
온라인 ISSN
1745-1337
DOI
10.1587/transfun.2020EAP1069
원고의 종류
PAPER
범주
VLSI 설계 기술 및 CAD

작성자

Masayuki ODAGAWA
  Hiroshima University,Cadence Design Systems Japan
Takumi OKAMOTO
  Cadence Design Systems Japan
Tetsushi KOIDE
  Hiroshima University
Toru TAMAKI
  Hiroshima University
Bisser RAYTCHEV
  Hiroshima University
Kazufumi KANEDA
  Hiroshima University
Shigeto YOSHIDA
  Medical Corporation JR Hiroshima Hospital
Hiroshi MIENO
  Medical Corporation JR Hiroshima Hospital
Shinji TANAKA
  Hiroshima University
Takayuki SUGAWARA
  Cadence Design Systems Japan
Hiroshi TOISHI
  Cadence Design Systems Japan
Masayuki TSUJI
  Cadence Design Systems Japan
Nobuo TAMBA
  Cadence Design Systems Japan

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