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*作業日誌 [#r61719d9]

目次
#contents();
2011年度分はMeRLサーバのほうにあります。~
http://merl.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/diary_private/index.php?kawakami
~~

//*メニュー 
//個人ページの下にページを作ることもできます。
//自分のページを追加したい場合は、[[名前/新しいページ名]]または[[./新しいページ名]]という風にしましょう。
//-[[./てすとぺーじ]]
//画像
//#ref(glass1.JPG,,20%,)
//#ref(./images/glass1.JPG,,20%,)

**コメント [#acb70ade]
//ラジオボックスがうざいっていう人は、replyを消してみて下さい。
//#pcomment(reply);
#pcomment(,3,,,,,reply);
~~

*2012/06/01(Fri) [#w8cc37d9]
**OpenCVを使った瞳孔中心推定ソフトウェアの続き [#z0cfbb9e]
[[昨日>http://ifdl.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/diary/index.php?kawakami#l9702275]]の続き~
こんな感じ。撮影画像640x480のうち320x240を切り抜いて処理対象に。
#ref(ss1.png,,50%,)
撮影画像　二値化画像　コントロール~
マスキング範囲　算出瞳孔中心(白い点)　座標出力~
~
二値化画像で瞳孔以外の黒の領域があるが、マスキングで除去されて最終的な瞳孔領域の重心計算に影響していないことが分かる。
~~
** 過去の日誌 [#y7e1b741]
-[[2012年>kawakami/2012]]

*2012/05/31(Thu) [#n3c8433c]
**眼球撮影用Webカメラの改良 [#z7358bc3]
前回作製したカメラだと眼球を正面から撮影していたが、やはり下から見上げるような形で撮影したほうが瞳孔の欠けの影響を少なくできることが分かったのでカメラを下に設置し直した。~
また、照射する赤外線も下から当てればプルキニエ像の映り込みを減らせるため位置を移動。
#ref(glass3.JPG,,20%,)
* 2013/06/24(Mon) [#vbab3d88]
** IISW2013での質問 [#k4548926]
複数回聞かれたのは重複を省略。~
アプリケーションの面を聞く人が多かった印象。

**OpenCVを使った瞳孔中心推定ソフトウェア [#l9702275]
FPGAでの実装に先立って、OpenCVを使ってPC上で実際にWebカメラから取得した眼球画像から瞳孔の中心座標を求めるソフトウェアを作っている。~
処理の流れは、~
~
撮影~
↓~
収縮(0次モーメント=0になる直前まで繰り返し)~
↓~
1次モーメント算出(収縮できれいに1点に収まらないため1次モーメントで消失点座標を算出→整数化)~
↓~
マスク円作成~
↓~
マスキング~
↓~
1次モーメント算出~
~
以上の処理で瞳孔の中心の算出ができた。~
Webカメラは640x480で撮影しているが任意の区間を切り取って320x240にしている。
Q : チップの製造はどこ~
A : VDEC, rohmの説明

Q : 企業との共同研究か(のようなニュアンス)~
A : no, 今年度中に動くデモ用意して発表はしたい

Q : サッケードディスプレイを作るとしたら液晶の速度で可能か~
A : おそらく難しいのではないか。別の表示素子を使う必要があるかもしれない

Q : なぜ列並列か~
A : 画素並列の例もある。ただ回路規模大きくなって画素数減る、そんなに高速化しなくてもOK、通常のimagerの横に回路を付けるだけでそのまま使えるなどの利点

Q : samsungのS4の視線検出との違い~
A : フロントカメラ＋内部CPUでの処理のはず。本研究はチップでやってしまうため内部リソースを食わない

Q : プルキニエ像は写らないか~
A : 写り込まない照明条件。以前は角膜反射法でプルキニエ像も観測対象としていたが、今回は暗瞳孔法で対象外

Q : 角膜反射法と暗瞳孔法の違い~
A : プルキニエ像を使う角膜反射法は頭の位置のずれを許容できる。今回は眼球との位置関係が変わらないという想定

Q : サッケードの検出に1,000fps必要なのか~
A : 実際は検証中。ただ余裕を見て1,000

Q : ぜひ動くようにして研究会へ~
Q : 宇宙関係で使える？天体の重心を取って位置の追跡とか

Q : サッケードのアプリケーションは~
A : 先回りディスプレイ、心理分析

Q : 光源は~
A : 近赤外線LED

Q : 波長は~
A : 850nm

Q : 瞳孔の位置は点で求められるのか~
A : yes, 重心の点となる

Q : 重心の式はあなたが見つけたものか~
A : 一般的な式。一次モーメント

Q : 重心の求め方について教えてほしい~
A : (説明)

Q : 2値化のコンパレータも各列ごとに配置しているのか~
A : yes

Q : A/Dにかかる時間は~
A : 2値化するだけ

Q : Su, SXuなどの構成同じなら時系列で回路共通化できるのでは~
A : 処理遅くなるが場合によっては有効かも。検討

Q : 静岡大の海老澤先生との違いは~
A : 撮像速度、チップでやろうとしているところ...？

Q : アナログとディジタルの処理、どちらが時間のネックか~
A : ディジタルはそんなに時間かからないからアナログ(撮影)の方だと思われる

Q : (レイアウト図を見て)APSもっと小さくできるのでは~
A : yes, 今回はあまりこだわっていない

Q : (レイアウト図を見て)瞳孔の撮像に特化した口径というわけではないのか~
A : no
~~

*2012/05.02(Wed) [#a62b3470]
**sftpコマンド [#sdf26110]
手元のMBAからVDECの20番サーバへファイルを置いた時のメモ~
sftp (ユーザ名)@(20番サーバ)~
put (ローカルのファイル名。TAB補完は効かなかった)~
これでOK
* 2013/06/06(Thu) [#zed6d5ce]
** まだ正しい値が出ない [#k4e7027f]
昨日の問題、フラグは意図したとおりに立つようになったが、全体の動作としてはちゃんと動かなかった。~
先生からx方向の累算のクロックを遅くしてみたらとの指摘をもらったので、今後実装してみる。言われてみれば確かに以前クロック周りでうまくいっていなかったからこの方法で解決するかも。

** IPX-VGA210-Lのフレームレート [#a06e3616]
カメラの仕様ではy方向を480行よりも少なくしていくとフレームレートを上げられる。~
データシートP79にその関係性の式とグラフがある。
- 640x480 (Dual Mode) : 210fps
- 640x180 (Dual Mode) : 500fps
- 640x69 (Dual Mode) : 1,000fps
- 228x214 (Dual Center Mode) : 1,000fps

Dual Center Modeは水平方向中心の左右114pix、計228pixに絞って読み取るモード
~~

*2012/05/01(Tue) [#l369a7ea]
**Phenitec INV設計と今後のメモ [#l065bc58]
DRCはDivaを使う~
詳しくはdropboxのPTS06-Diva-DRC説明書v1_2.pdfを参照(先生のメモより)~
レイアウトエディタでverify -> DRCでルールファイルに~
PDK_210_11X243/data/cadence/common/rule/PTS06_DIVA_DRC_120.rul~
を指定。rules libraryのチェックを外す。~
~
diff上のゲート領域にDRCエラーが出た。VTH(VTNE, VTPE)をpolyとdiffの周囲に配置して解決。n-mosにはVTNE, pにはVTPE~
nmosにはNHDをかぶせる~
全体はFRAMEで囲う~
撮像素子はダイオードのシミュレーションができないからpDは描かずにLVS~
画素間を突っ切るような配線にはM1, 2で遮光も兼ねる。遮光のメインはM2~
隙間の下にトランジスタが無ければ問題ない~
素子内の配線にはpoly(ゲート)を使ってもいい~
10x10umは厳しいかも。20x20umで行く。pDは開口率25%の10x10umで。全体の解像度は64x64~
W/Lは最小でおｋ。今回作ったやつの*/*くらい？~
Nmosの最小寸法は*x*でいいかな。それらの間隔は最小*~
前田さんの不規則の素子のレイアウトを参考にするといいかも~
* 2013/06/05(Wed) [#r47d4972]
** 640列分の結果が正しく出ない？ [#zdf244fb]
この間320x480で正しい結果が得られたが、それを640x480にするとうまく動かない。~
症状としては常に重心が0, 0で、内部のx方向の累算完了フラグも立っていなかった。~
詳しく各信号を見てみると、各列に入力するセレクタ用のxの値が、本来であれば639まで増えるところ329あたりまでしか増えていなかった。つまりそのせいでx=639を条件としていた累算完了フラグが立たず、それ以降の計算ができていなかった。~
xはy方向の加算完了フラグが1の間中1ずつ増えるようにしているが、このyのフラグが途中で0に落ちていた。それがx=329あたりのタイミングだった。~
原因としてはそのyのフラグを制御している部分の単なる記述ミス。~
FVALが0に落ちた後(1フレーム分の転送が終わった後)、LVALに同期してフラグを立てるが、次のLVALの立ち上がりで0に落ちる記述になっていた。(LVALが落ちている間だけxが増加して、それが329。)~
ここを修正。
~~

*20120417(Tue) [#yc32d8db]
**INV設計練習メモ(2) [#i9272cd6]
PDKの新しいバージョンに更新。PWは****~
/tmp/PDK_210_11X243.zipをからコピー~
5と6が競合しそうな気配がしたから前のをold_phenitecに移動して新しくphenitecを作った。~
PDKと.cdsinitを前のからコピー~
~
河合さんの教え.txtの以下を実行。今回シミュレーションはしないから以下のみ。~
0 豆知識~
毎回IC6を呼び出すのも面倒だと思うので、~
homeディレクトリの.cshrcに~
alias setlic "source /usr/cad/setlic"~
を書いておくと楽。~
~
また、ショートカットキーを使うために、~
作業フォルダに.cdsinitを作って、~
load "/usr/cad/cadence/IC5141/tools.lnx86/dfII/samples/local/leBindKeys.il"~
load "/usr/cad/cadence/IC5141/tools.lnx86/dfII/samples/local/schBindKeys.il"~
を作っておくと良い。~
~
※上記のは古いから"IC5141"を"IC614"に変更~
memo.txtの以下でもいいかも~
環境設定：source /usr/cad/cadence/cshrc.ic614~
起動：virtuoso~
~
Virtuoso &で起動~
~
前回同様1204のライブラリ名で作成~
テクノロジファイルは以下を指定。~
/home/kawakami/design/phenitec/PDK_210_11X243/data/cadence/cadence_IC6/tech/PTS06.tf~
何か出るけどclose~
1204を選択してcell view。invで作成~
viewをlayoutにして、ツール(open with)はlayout GXLを指定~
display resource managerでmergeでダイアログを開く~
ここでold_phenitexからdisplay.drfを持ってきた。これをfrom fileに指定してadd~
destinationに同ファイルを指定してOK。上書きかなんかのエラー出たけどOKしたら消えた~
このdisplay.drfは前回使用したIC5のを元にしてるから古いのかな？と思ったけど~
PDK_210_11X243/data/cadence/cadence_IC6/tech/display.drf~
的なものが見つからないから前回のをそのまま使用。~
ここでVirtuosoを再起動。最初に作ったファイルによりショートカットキーが有効になる~
* 2013/05/31(Fri) [#udef3077]
** 重心が正しく出ない問題が解決 [#x49422e1]
悩んでいた値がうまく出ない問題だが、accumlaterに各列の回路から取り込むタイミングをposedge CCLKからnegedgeにしたら期待している動作となった。バスが長いからサンプルする前の不定な値を取り込んでいたのかも？~
ゲーテッドクロックになるが、意図的だから今回は良い。~
320x480では正常動作。640x480を論理合成中...→うまく動かない(2013/06/05参照)

** FPGAの簡単なデバッグをしてみる [#b84e6d1d]
FPGAの中の数値をどう読み取るか、UARTの実装やChipScopeの導入も考えたら簡単に1bitずつ外に出せば手軽だと思い、実装してみた。分かりやすくて良い。~

	module outValSerial (clk, dataIn, dataOut, en, n_clr);
		input clk, en, n_clr;
		output reg dataOut;
		input [26:0] dataIn;
		
		reg [26:0] dat;
		reg [4:0] cnt;
		wire en_1;
		reg flag;
		
		registor dff1(.d(en), .q(en_1), .clk(clk), .n_clr(n_clr));
		
		always @ (posedge clk or negedge n_clr) begin
			if (n_clr == 0) begin
				dat <= 0;
				cnt <= 0;
				flag <= 0;
				dataOut <= 0;
			end else begin
				if (en == 1) begin
					if (en_1 == 0) begin
						flag <= 1;
						dat <= dataIn;
						dataOut <= 1;		// start bit
					end else begin
						if (flag == 1) begin
							if (cnt < 26) begin
								dataOut <= dat[0];
								dat <= dat >> 1;
								cnt <= cnt + 1;
							end
						end
					end
				end
			end
		end
	endmodule
~~
*20120416(Mon) [#xf65e6c7]
**ITU Gaze Tracker [#ldb87d29]
以前輪講で読んだ論文"An open-source low-cost eye-tracking system for portable
real-time and offline tracking"で使用されていたオープンソースのITU Gaze Trackerを使ってみた。~
32bit Windows用のバイナリが入っていたのですぐに起動して試せる。~
今の時点のバージョンは2.0ベータ。~
~
100均でサングラスを買ってきてカメラと赤外線LEDを固定。~
#ref(glass1.JPG,,20%,)
#ref(glass2.JPG,,20%,)

はじめにキャリブレーションがあり、9点、12点、16点が選べる。16点キャリブレーションをすると小さいボタンにもほぼ正確にポインタを視線により誘導できた。~
精度は期待できそう。~
~
今は眼球の正面にカメラが来ているが、斜め方向でも微妙な角度などによって上手くいったりそうでなかったり。正面からでもやはり影の影響などは大きい様子。
* 2013/05/30(Thu) [#n6a4335c]
** (解決)謎の跳ね返りの問題 [#kf0e3d53]
(※解決 : 2013/05/31)
先生からdividerがsignedになっているのが原因でないかとアドバイスをもらい確認したが、設定ではunsignedとなっていた。また割る数/割れれる数にいろいろな数値を設定したところ全て予想通りの動作をしたため、除算器は悪くなさそう。~
重心を出すのにsx/s, sy/sの計算をするが、そのsにまず着目して調べてみると、どうやら謎の初期値を持っていることが分かった。~
領域が全て0(白)の場合でも1831など、どこから出てきたのか分からない値が出ている。x方向の累算器がおかしい？
~~

*20120413(Fri) [#xe0f0f1a]
**Arduino関連メモ [#xa3f0660]
-PC-Arduino間のシリアル通信の信号がTX/RXピンに出てくる~
Arduino Uno R3で確認。~
TX/RXピンにXBeeを繋いでいると書き込みに失敗するのでもしかしたらと思ってピンを見てみたら予想通り書き込みの信号がTX/RXピンに出てきていた。~
書き込み時はここに繋がっているものがあればいちいち外す必要あり。それとPC向けとTX/RXピン向けで通信を分けることができないのはちょっと難点かも。
-IDEの書き込みポートの設定~
なぜか忘れて書き込み失敗する。ちゃんと確認するようにしたい。
* 2013/05/29(Wed) [#o55ff298]
** 重心座標の跳ね返りの問題 [#sfc2a420]
重心を求める回路をFPGAに実装してみたが、挙動が正しくない。まずy方向だけ見ている。~
XilinxのDivider Generatorを使用。~
黒い領域の重心がちゃんと求められているように見えるが、端の方に行くにつれ求められた重心は中心に戻ろうとする。~
不審な点
- なぜ中心に戻ろうとするのか
- 全領域が白の時は0÷0の計算になるが、重心はy=240付近となっている。こういう仕様？

先生に相談しデータシートを確認したところ計算時に補数を使う可能性があるから1bit余分に確保しておくと良いとある。~
そこでやってみたが、効果なし。
- Dividerのビット数を増やす(割る側、割られる側共に) : 変わらず
- s, sx, syのバスを1bit増やす : 変わらず

悩み中
~~

*20120410(Tue) [#d503284b]
**第2回Pheniecイメージセンサ試作MTG[#ce79d95a]
イメージセンサ試作では川��、中村と共に画素を担当。~
計画としては18日くらいまででインバータの設計練習終了後、25日くらいまでに画素回路設計完了。
*2013/05/22(Wed) [#ga2714b7]
** Verilog HDLでのreg変数の初期化 [#ab980244]
output reg aaa = 1;~
という記述は言語仕様上可能だが、実際にFPGA上でその動作になるかは分からない。~
多くの場合0となる。~
そこで、最初から1が欲しいのならば、~
-リセットで1が入るようにする
-n_aaa = ~aaaを作って、反転した信号を入力する

**INV設計練習メモ(1)[#xa7eac4b]
ssh -X kawakami@vlsisv20.ec.t.kanazawa-u.ac.jp~
サーバへログイン。-Xオプションでx-window使えるようになる。~
source /usr/cad/cadence/cshrc.ic5141usr4~
ホームディレクトリにdesign/phenitecを作成。ここで実行~
icfb &~
PDK_105_11Q111.zipをコピー(本日午後に新バージョンへ以降予定)~
unzip~
zipのPW : ****~
Tools > Liblary Manager~
PTS06_Rule.pdfがルール~
1204の名前でライブラリ作成~
オプションはデフォルトのC~のやつ~
テクノロジファイルは以下を指定~
/home/kawakami/design/phenitec/PDK_105_11Q111/data/cadence/cadence_IC5/tech/HSL06_TECH.tf~
選択してCell View~
ツールをVirtuosoに~
名前invで作成~
Tools > Display Resource Manager~
/home/kawakami/design/phenitec/PDK_105_11Q111/data/cadence/cadence_IC5/tech/display.drfを選択~
これで色が着く。~
すぐ下のAddを押す~
destination DRFに/home/kawakami/design/phenitec/display.drfを入力。OK押しても反応無いけど大丈夫。~
Option > Displayで最小グリッド設定の必要有るが、今回はデフォルト。それぞれの最小寸法が*と*だから今回は*でOK~
Create > Rectangularで描く(ショートカットキー : r)~
diffでdYを*に。dXはまだ不明~
polyでdXをさっきのに重ねて*で。dYはまだ不明~
ゲートの上下の出っ張りは*~
Edit > Stretchで調整~
コンタクトは*x*で固定~
コンタクトの上下は*以上空けないといけない~
コンタクトとゲートは*空けたらいいけど、コンタクトにはメタルを打たないといけないからその分も考慮して...~
コンタクトからメタルは*でおk~
メタル間は*必要~
しかし*を超えるワイドメタルとする場合は*必要~
結論 : 最小寸法に拘らなければコンタクトの周り(コンタクト-メタル間)は*おけば安全~
DIFFのまわりにNHDを被せてやっとトランジスタになる。幅*以上~
~
load "/usr/cad/cadence/IC5141/tools.lnx86/dfII/samples/local/leBindKeys.il"~
これでショートカットキー使える。~
~
lib/gdsの中にgdsファイル、もう作られてるサンプルが入ってる。インポート可。例として見とくといい。~
しかしまだ謎レイヤが1つある。先生確認するとのこと。フレームレイヤ？~
~
今日の午後にはライブラリ更新予定~
~
画素は10ミクロン四方~
W/Lは最小でおk~
画素の注意。内部素子の位置は異なるけど、線の位置は全画素で同じにしないといけない~
電源線、GND、行選択線、列選択線、リセット線の5本ある~
~
セレクタ~
NANDしか作れないけらNOTをその後ろに付けないといけない~
いきなりNANDに大きいNOTを付けると負荷容量が大きくなりすぎて動作速度が落ちる~
3つとか5つに分割して、小さいのから段々大きくしてみるといい
** negedgeについて [#s3d318a1]
FFは立下りは原理的に検出できないので、negedgeのエッジセンシティビティを記述してもINVを通した信号に変換(=内部的にposedge)される。~
この遅延が問題となることもあるからなるべく使わない方がいい。~
ただしリセット時の信号はOK。~
もしnegedge使いたいなら2倍のクロックを用意して、0/1と変化するようなステートマシンにすると良い。(立ち上がりが0, 立下りが1など)


*2013/02/08(Fri) [#v55bf3c3]
**レーザーカッター納品時レクチャーメモ [#m69f9b7e]
・レンズには2種類ある~
　・切断用~
　・刻印用~
・フットスイッチ(左) : ブロア~
　　必ず使用時に動かす~
・レンズまでの距離はテーブルの昇降で調整~
・動き方には2種類~
　・ラスタモード : 刻印~
　　　プリンタのような動き~
　・べクラモード : 切断~
・作図ソフトはコーレルドロー~
　　起動時のキャンバス範囲がレーザーカッター実機の加工範囲と一致~
　　塗りこんだデータはラスタ~
　　線のみはベクタ~
　　　線幅を極細線にする~
　　　線幅があるとラスタと認識されてしまう~
・加工~
　　加工したいデータを選択→印刷(VLS350)→環境設定~
　　　マテリアルデータベースとマニュアルがある~
　　・マテリアルデータベース~
　　　　材料の種類と厚みを指定するとDBから推奨値を自動で決めてくれる~
　　　　パワーとスピードを変更可~
　　・印刷対象は選択範囲になっていることを確認~
　・本体の電源投入前にトランス(本体の横)の電源を入れる~
　　　これで100V→110Vの変換。電源入れてないとソフトがフリーズする。そうなったらPC再起動するしかない~
　・左下の緑のランプ(アイドルランプ)が点いていれば電源入れていい~
　　　通信が確立しているということ~
　・電源投入は本体側のボタンでもPC上のボタンでもどちらでも同じ~
　・スタートボタンが緑なら準備完了~
　・フォーカス合わせ~
　　・レーザ位置確認(PCソフト上でボタン押して可視光レーザON)~
　　・フォーカスツールで高さ合わせ(テーブルの昇降による)~
　　　　レンズ部分のフタを開けて合わせる~
　・燃えやすい材料の場合、ノズルをセット~
　　　一度レンズを外さないといけない~
　　　アクリル板なら8mm厚以上は付けたほうがいい~
　　　他にも紙、木材など~
・必ずブロアをON・。手を入れて吸い込んでいるか確認すること~
・加工してみて弱かったら、スピートを落とすかパワーを上げる~
・一度に8種類の加工が可能~
　　ソフト上の8色に対応~
　　加工順はマニュアル調整の画面に表示されている順になる~
・自動で内側の部分から加工される~
・リロケートビューで位置移動可~
・初めて加工する材料の時はマテリアルデータベースを使って試して、それから手動で調整してみる~
　　その設定は保存可能。Save→Load~
・15分くらい連続稼働させると特性が安定する。最初は強い？~
　　もし大規模な時間のかかる加工をするなら15分くらい慣らし運転をしてからのほうがいいが、通常は気にしなくていい~
・加工可能なもの : ライターであぶって燃えるものに限る~
　　ステンレス、チタン、鉄への刻印くらいなら可能~
　　耐熱、クリスタルガラスなら切断のためのガイド線いれなどにも使える~
　　塩ビ、ポリカーボネートは有毒ガズ発生のため加工禁止~
・下のハニカム形状のテーブルのせいで切断面下部にカエリと呼ばれるレーザー反射痕が付く。6mm間隔くらいで1mmくらいのが傷が付く~
　　防ぐためには何か下に噛ませてテーブルから浮かせればいい~
・アクリル板を彫った時に白い粉がたくさん付いた~
　　焦点距離をずらしたり、ある人は自転車用のオイルを塗って回避しているらしい。この辺はノウハウがあるらしい~
・切り口を滑らかにしたいときにも焦点距離を下に3mm程度ずらしたりするといい~
・レーザーワークスのブログにたくさん加工例がある~
・フェルト(化学繊維)は火が出ないからそのまま加工OK~
・アクリル加工中は一番出火の可能性高い~
　　出火した場合、まず真っ先に本体ドアを開ける。レーザーも止まるし、大抵は火も止まる。それでも消えない時は設置予定のCO2消火器をかける~
・メンテナンス~
　・初めにトランスの電源を落とし、USBも抜く~
　・自分が使う前に汚れ具合とかチェックするのが大事~
　・アクリルとか切ると粉とか付く~
　　・特にレーザー発射部、各ミラー~
　　　　一番ひどいのは切断面に近いところのミラー~
　　・曇ってるとそこに熱が溜まって割れる~
　・エアダスターで飛ばして、クリーナーで拭く~
　　　専用のクリーナーもあるけど、メガネ用の濡れティッシュでもOK~
　・たまにベアリングが走るx, yのレールを綿棒で拭く~
　・テーブルの中にゴミ入ってると燃える。外して掃除~
　　　テーブルにコネクタ有り。ちゃんとはまってないと「フィクスチャーをはめて」とのエラーが出る