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最近よく耳にする注目の新技術、今後さまざまな製品に搭載される進化系の技術、その仕組みと最新の応用事例を紹介する。

デジタルカメラから携帯電話までを陰で支える

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金子浩美 株式会社 FIS

大量のデータを高速で処理することが必要となる一方、処理の内容は比較的単純

画像処理 LSIである。このようなことから、一般に DSPは、次のような特徴を備えている。
① DSP で行う処理のうち最も多いフィル
ター処理で多用される積和を高速で計算できるようにハードウェアの積和回路を搭載している。さらに、除算も高速で処理できるような命令が用意されている。
②メモリーからプログラムやデータを高速で読み出せるように、命令用のバスとデータ用のバスを独立して使用できるハーバードアーキテクチャー（図 2）を採用している。
③一部のフィルター処理では、積和の計算とデータの移動を同時に行う必要があるため、同時に複数の処理を 1 つの命令で実行できる。

このほかにも、信号の処理を高速化でテキサス・インスツルメンツの C6000 シリーズきるような数々の配慮がなされている。
画像を処理する LSI と言えば、最初に影響するデバイスが DSP であることに疑また、コンピュータの世界ではすでに挙げられるのが、デジタルシグナルプロ問を挟む余地はないだろう。撮像素子の影が薄くなってしまった RISC（比較的単セッサー（DSP）である。

性能は、解像度やダイナミックレンジ（明純な命令セットや固定長の命令コードをCCD などの撮像素子が、デジタルカメ暗の幅）などに大きく影響し、DSP の性使用するため、トランジスター数が少な

ラの撮影する画像の質に大きな影響を与

能は、色の再現性や処理速度などに大きいといった特徴を備えた型）が、DSP のえることは、撮像素子の画素数が性能のく影響する（図 1）。

世界では主流となっている。

指標に使われることからも容易に想像でDSP は、CPU と同様にプログラムとDSP の用途としては、画像や音声の圧きるだろう。このため撮像素子は、画質データを読み込んで結果を出力する。こ

縮と伸長、フィルター処理、エラー訂正、に直結するものとして注目されている。の点で DSP と CPU の機能に違いはなく、雑音除去、モーター制御、サスペンション

その一方で、撮影データの圧縮やフィ

DSP を CPU で代替することも、CPU を制御などが考えられ、搭載される機器とルタリングなどを行う DSP は、あまり注

DSP で代替することも不可能ではない。

しては、デジタルカメラのほか、電話機、目されることがない。しかし、デジタルカ

しかし、デジタル化された画像（特に動モデム、携帯音楽プレイヤー、DVD プレ

メラにとって、撮像素子に次いで画質に画）や音声などを処理するにあたっては、イヤー、無線機、プリンター、コピー機、108 │ INTERNET magazine ││ │インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

被写体

レンズ・色調補正・圧縮など

アナログデータをデジタルデータに変換

光を電気信号に変換

デジタルシグナル
プロセッサー

アナログデータ
撮像素子

アナログ-デジタルコンバーター

デジタルデータ
デジタルデータ

メモリーカード
図 1 デジタルカメラの回路ブロック

従来のアーキテクチャー
メモリー（プログラムとデータ）

プロセッサー
アドレスバス

データバス

ハーバードアーキテクチャー
データメモリープロセッサー

アドレスバス

アドレスバス

データバス

データバス

図 2 従来のアーキテクチャーとハーバードアーキテクチャー

エアコン、自動車などが挙げられる。たプログラムメモリー

ソリュ ー ション
ShowCase

ノロジなどを挙げることができる。

実現した。最近では、DSP や組み込み向

とえばモデムでは、DSP で圧縮と伸長を最初の商用 DSP であるμ PD7720 をけプロセッサーなどを 1 チップ化した行うことにより、転送速度の大幅な高速発売したのは日本電気であり、1980 年のOMAP プロセッサーが NTT ドコモの化が可能となった。また、フィルター処理ことであった。1982 年には、テキサス・

FOMA シリーズで採用されるなど、3Gでは、アナログ回路では実現できないよインスツルメンツが、初めてハーバード

携帯電話向け分野で大きなシェアを獲得うな処理が可能となる。

アーキテクチャーが採用された DSP でして い る 。ア ナ ログ・デバ イセ ズ の

DSP のメーカーには、テキサス・インス

ある TMS320C10 を発売し、以後の DSP

Blackfin プロセッサーは、音声と動画、ツルメンツ、アナログ・デバイセズ、フに大きな影響を与えた。そして同社は、通信データの処理に必要な回路が統合リースケール・セミコンダクタ（モトローラ

1990 年代後半から DSP を事業の中心にされているほか、制御機能を備えておから分社）、ST マイクロエレクトロニク

据えることで、DSP 市場で大きなシェアり、OMAP と同様に 1 チップに複数の機ス、NEC エレクトロニクス、ルネサステクを獲得するとともに、業績の立て直しも能が統合されている。

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独自の画像処理エンジンで高画質と高速性を追求したデジタル一眼レフ

D200
株式会社ニコンプロフェッショナルや上級アマチュアを主なターゲットにしている D200 は、1,020 万画素の CCD を搭載し、最大3,872 × 2,592 ピクセルの画像を記録できる。CCD からの RGB 信号は 4 チャ
ンネルで読み出され、そのままアナログ−デジタル変換されてニコン独自の画像処理エンジン（DSP）による処理が行われる。画像処理エンジンは、演算精度を維持することで正確な色を再現するほか、ノイズの低減処理により、空のように均一なトーンの被写体を写したときに目立つノイズを抑制し、なめらかな階調表現を可能にしている。
http://www.nikon-image.com/jpn/products/

ソリュ ー ション
Show
Case
D902i ／ F902i
camera/digital/slr/d200/

エンターテインメント機能も充実した携帯電話

株式会社 NTTドコモ
FOMA 902i シリーズでは、プッシュトークやトルカ、i チャネルなどの新機能が搭載されたほか、内蔵カメラ、テレビ電話、音楽再生機能などのエンターテインメント機能の強化が図られている。これ ら を 実 現 す る 核 と な る の が 、テ キ サス・インスツルメンツのハイエンドアプリケーションプロセッサー OMAP2420である。デジタル家電並みの機能を携帯
電 話 に 搭 載 で き る よ うに 、C P U コ ア、
DSP、グラフィックアクセラレーター、カメラインターフェイス、ハードウェア
ベ ー ス の セ キ ュリ ティー 機 能 な ど が 1チップに統合されている。

http://www.nttdocomo.co.jp/product/foma/902i/

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自動車の衝撃を検知して映像を記録するドライブレコーダー

YAZAC-eye
矢崎総業株式会社
自動車のフロントウィンドウなどに取り付け、衝突や急ブレーキ、急旋回などによる衝撃が検知されると、自動的に動画撮影を行う。撮影した動画は CF カードに記録され、事故分析のほか、事故の予防にも役立てることができる。撮影を開始するタイミングは、衝撃の発生する
15 〜 40 秒前、そして衝撃が発生してから 5 〜 20 秒の間、それぞれ 5 秒単位で設定でき、撮影時間の合計は 15 〜 60 秒の範囲となる。検知する衝撃は、0.1 〜2.0G の範囲、0.1G 単位で設定できる。
単体の DSP ではなく、メモリー内蔵のディスプレイコントローラーが採用されている。

ソリュ ー ションShow
Case
TV チューナー&キャプチャボード PC-MV7DX/PCI
http://www.yazaki-keiso.com/driverec.html

画質を重視し、3 種類の高画質化回路を採用

株式会社バッファロー
TV チューナーのほか、MPEG4/2/１に対応したハードウェアエンコーダーが1 枚の PCI カードに統合されている。高画質を追求するため、ゴーストリデュー
サー、3D Y/C 分離回路、3D ノイズリダ
クションという 3 種類の高画質化回路が採用されているが、それぞれ異なる専用LSI に分担させることで、3 種類の同時使用を可能にしている。たとえば、3D ノイズリダクションのためには、沖電気工業の 映 像 信 号 ノイ ズ リ ダ ク ション I C
ML87V2105 が採用され、画面のちらつ き や ざ ら つ き な ど を 抑 え て い る 。1チップ化を進める携帯電話とは、異なる方向性である。
http://buffalo.melcoinc.co.jp/products/catalog/
item/p/pc-mv7dx_pci/

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