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Research Projects

研究プロジェクト

公益財団法人JKAの広報資料をご覧ください。

【関連リンク】
CYCLE JKA Social Action
光導波路プローブによる3次元マルチスペクトルイメージング 広報資料

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【関連リンク】
CYCLE JKA Social Action
2020年度平面導波路型リアルタイムデジタルホログラフィック顕微鏡 補助事業

公益財団法人JKAの広報資料をご覧ください。

【関連リンク】
CYCLE JKA Social Action
超小型マルチスペクトルデジタルホログラフィック顕微鏡 広報資料

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CYCLE JKA Social Action
平成28年度 平面導波路型デジタルホログラフィック顕微鏡システムの超小型化 補助事業

目的ほかは、関連リンクから御覧ください

【関連リンク】
光相関技術による Web 掲載違法動画像等の超高速検索システムに関する戦略策定

超膨大なデータに対する検索技術において、計算負荷の大きい照合・識別・検索部分を省電力で実現するために、これまで特定の条件を満たした画像のみにとどまっていたホログラフィック光相関演算技術を拡張し、 多様なデータ入力を可能にする前処理・検索アルゴリズムの基礎を構築する。これを基に、超高速相関機能を持つ光相関デバイス、およびそれを活用したデータ検索システムを開発する。

【関連リンク】
戦略的情報通信研究開発推進事業(SCOPE)平成27年度の新規採択課題

2016年の科研費による研究成果展開・東京都 成果事例報告書(関連リンク)をご覧ください。

【関連リンク】
細胞にも顔がある?個々を識別して質の高い医療を

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)による採択結果を示します。

【関連リンク】
電子・材料・ナノテクノロジー部実施事業の周辺技術・関連課題における小規模研究開発の実施に係る一括公募の採択結果(Archive)

公益財団法人JKAの広報資料をご覧ください。

【関連リンク】
高精度位相計測を用いた再生医療用培養細胞検査装置の研究開発 広報資料

戦略的情報通信研究開発推進制度(SCOPE)国際競争力強化型研究開発

【期間】
平成20 年4 月1 日 ~平成23 年3 月31 日

【目的】
著作権管理、動画識別や検索さらには大量情報との高速照合演算器の実用化。また、次世代光照 合サーバとして革新的IT サーバを創出する。特に目的とする特徴を以下に示す。
◆ 超高速データ転送と大容量メモリを持つ光相関サーバの実現
◆ ホログラフィック光検索ディスク、その他データ構造の標準化

【研究開発プロジェクト】 汎用的な著作権管理には、画像や動画データに著作権用のデータを埋め込む形ではなく、 全てのサイト上の著作物に対し高速な監視の体制が必要となっている。 本課題では、超高速次世代光相関サーバを構築し、著作権管理、コンテンツ流通が自在に可能なネットワーク社会を作る また、サーバをオープンな形 での幅広い普及および国際競争力促進を行うために公的機関を通じての標準化を目指す。

【超高速画像情報検索・著作権管理技術】
世界初高精度高速光相関アルゴリズムとホログ ラフィック光ディスクという二つの先端技術を融合させ、超大容量データを高速処理できる次世代光相関サーバを開発する。 ディスク上に書き込まれた ホログラムに対し、回転速度の速度で画像相関演算の実現が可能になる。ディスク型ホログラフィック光メモリの光相関光学系の概略図を示す。 開発した 光相関器をオープンな形で幅広く普及させ、国際競争力の促進を行うために、光検索用ディスクやデータ構造などの国際標準化を目指す。これらの相関技 術を利用し、 メタデータを埋め込むことなくいかなる著作物にも対応可能な汎用的な著作権管理システムを構築する。

【リンク】
総務省 戦略的情報通信研究開発推進制度

■参考文献
"Ultrahigh-Speed Optical Correlation System Using Holographic Disc", E.Watanabe, Y.Ichikawa, R.Akiyama, K.Kodate, Jpn. J. Appl. Phys, vol.47, pp.5964-5967, 2008.7
“A highly Accurate Face Recognition System using Filtering Correlation”, E.Watanabe, S.Ishikawa, K.Kodate, Opt. Rev., vol.14, pp.255-259,2007.5
「光位相相関に基づく携帯電話顔認証システム」,渡邉恵理子、石川さゆり、太田真衣子、小舘香椎子, 電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌), vol.127, pp. 636-643, 2007.4

独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)
大学発事業創出実用化研究開発費助成金採択

【期間】
平成20 年4 月15 日 ~平成22 年3 月31 日

【目的】
動画検索のための超高速光サーバの小型化に関する研究開発。目的とする特徴を以下に示す。
◆ 全光型システムによる超高速化(転送速度100Gbps~)
◆ 汎用的な高精度アルゴリズム
◆ 超高速光サーバの小型化・実用化

【研究開発プロジェクト】
本研究室でこれまで構築してきた光相関システムFARCO のアルゴリズムと大容量記録可能なホログラフィック光ディスクの技術を融合し開発された、超高速大容量画像検索エンジンの小型化を目指す。

【超高速大容量画像検索エンジン】
データベースをデジタルデータではなく、光情報データとして蓄積できるホログラフィック光ディスクでは、記録情報信号をデコードすることなく直接相関演算が行える。 そのため、記録情報の高速検索が可能となる。ディスク型ホログラフィック光ディスクの光相関光学系の概略図を下に示す。 ディスク上に書き込まれたホログラムに対し、回転速度で画像相関演算の実現が可能になる。また、このエンジンでは従来技術で困難であった200GB 以上の大容量を持つ超高速認証サーバとしても機能する。 さらに、汎用性を高めた大規模動画データ検索への利用が考えられる。

【関連リンク】
動画検索のための超高速光サーバの小型化に関する研究開発(独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO))(大学発事業創出実用化研究開発費助成金採択)
次世代光相関技術を用いた超高速画像情報 検索・著作権管理技術の研究開発(戦略的情報通信研究開発推進制度(SCOPE)国際競争力強化型研究開発)

独立行政法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業個人型研究さきがけ(PRESTO)採択

【期間】
平成18 年10 月1 日 ~平成22 年3 月31 日

【目的】
生物細胞のサンプルの位相情報を非接触・非侵襲で超高精度・高速な計測システムの開発を行う。
目的とする特徴を以下に示す。
◆ 位相ロック技術による高精度化
  (x, y 分解能500nm 以下、z 方向位相感度1nm 以下)

【研究開発プロジェクト】
本研究では、生物細胞のサンプルの位相情報を非接触・非侵襲で超高精度・高速に測定する計測システムを開発する。光位相情報を計測する過程に高精度位相ロック技術を導入し、さらにホログラフィック光バッファメモリに位相情報を記録し、その記録された情報を計測することで高精度高速化する。生体細胞の中でも、神経細胞の活動電位発生時のナノメートルスケールの膨張を高速で実時間測定することを目標とし、神経活動の解明を目指す。

【超高精度・高速位相計測システム】
位相計測において従来から用いられている干渉計に閉ループフィードバック制御を導入し、参照光と物体光の位相を厳密に制御することで高精度化が可能となる。 さらに、デジタルホログラフィを用いることで、高速に位相画像取得が可能となり、無色透明動的位相物体の形状、体積情報を計測可能となる。 そのため、蛍光剤が不要といった非侵襲・非破壊的に神経細胞の活動電位発生時の神経軸策膨張を高速に実時間測定が行え、加えてその他生体細胞の位相情報の高速・構成祖計測および認識への展開が期待できる。 したがって、これらの定量測定が可能となれば、新しい細胞情報の解析やそれを用いた医療診断などへの応用可能性であると考えられる。

【関連リンク】 独立行政法人科学技術振興機構 さきがけ 生命現象と計測分析

■参考文献
"Measurement of refractive index of photopolymer for holographic gratings”, E.Watanabe, J.Mizuno, C.Fujikawa, K.Kodate, Proc. SPIE, vol.6488, 2007.2