초록 ▼

□ 연구개요
최종 연구 목표
- 스테레오 동적 비전센서 (Dynamic Vision Sensor, DVS)와 스파이킹 신경망(Spiking Neural Network, SNN)을 이용한 초고속 및 저전력 거리 정보 추출 시스템 개발
세부 연구 목표
- 저 잡음 동적 비전센서 칩 개발
- 스테레오 동적 비전센서를 이용한 거리 정보 추출용 스파이킹 신경망 개발
- 스테레오 동적 비전센서와 스파이킹 신경망을 이용한 초고속 및 저전력 거리 정보 추출 시스템 개발

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
최종 연구 목표
- 스테레오 동적 비전센서 (Dynamic Vision Sensor, DVS)와 스파이킹 신경망(Spiking Neural Network, SNN)을 이용한 초고속 및 저전력 거리 정보 추출 시스템 개발
세부 연구 목표
- 저 잡음 동적 비전센서 칩 개발
- 스테레오 동적 비전센서를 이용한 거리 정보 추출용 스파이킹 신경망 개발
- 스테레오 동적 비전센서와 스파이킹 신경망을 이용한 초고속 및 저전력 거리 정보 추출 시스템 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 저 잡음 동적 비전센서 칩 개발
- 트랜지스터를 deep sub-threshold에서 동작시키지 않고, 정상영역에서 동작 시키면서도 잡음 특성을 개선할 수 있는 기술을 바탕으로 저 잡음 DVS 칩 개발함
- 광량에 따라 변화하는 노이즈 문제를 해결하기 위해 photoreceptor 회로에 새로운 피드백 루프를 추가하여 RMS 노이즈가 광량에 무관하게 낮은 값을 유지하는 방법을 개발함
- 설계한 DVS는 CMOS 공정을 이용하여 제작됨. 제작된 DVS의 동작 방식을 변경하여 10lux~5000lux 까지의 다양한 빛 환경에서 동작을 확인 함
2. 스테레오 동적 비전센서를 이용한 거리 정보 추출용 스파이킹 신경망 개발
- on/off 스파이크 2 채널, 34x34 크기의 N-MNIST 입력에 대한 신경망을 구성 후 학습 결과 기존의 LCA에서 기대되는 kernel과 동일한 gabor filter 형태의 receptive field를 얻음을 확인
- 스파이킹 신경망은 Verilog를 기반으로 설계하였으며 Xilinx사의 Vivado 소프트웨어의 RTL 시뮬레이션을 통해 동작을 검증함
- DVS 및 프로세서와의 데이터 통신을 위한 스파이킹 신경망의 주변회로는 Vivado에서 제공하는 Zynq 칩 설계 보조 도구를 활용하여 설계함
3. 스테레오 동적 비전센서와 스파이킹 신경망을 이용한 초고속 및 저전력 거리 정보 추출 시스템 개발
- 자체 개발한 DVS와 스파이킹 신경망을 통합하여 고속으로 움직이는 사물의 거리 정보를 저전력으로 획득하는 시스템 개발함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구에서 개발한 DVS와 스파이킹 신경망을 결합한 시스템은 사용 전력이 제한적인 다양한 모바일 IoT 디바이스에서 거리 측정 및 3D 맵 구현에 사용될 수 있음
- 고속으로 움직이는 사물의 거리 정보를 저전력으로 획득하는 기술을 DVS와 스파이킹 신경망을 기반으로 구현함으로써 뉴로모픽 분야의 원천기술로 활용될 수 있음
- 현재까지 국내에서는 개발이 더디게 진행되고 있으나, 많은 수요가 예상되는 DVS와 이와 연동되는 인공신경망 프로세서의 개발을 통하여 이를 응용하는 다양한 시장을 개척 또는 선점할 수 있음
- DVS와 스파이킹 신경망의 결합을 통해 자율주행, IoT 등의 분야뿐만 아니라 휴대용 기기와 같은 저전력 환경에서의 이미지 인식 분야에 기여 및 이익 창출할 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 최종 연구 목표 ... 5
• 4) 연구의 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 1차년도 연구내용 ... 7
• 2) 2차년도 연구내용 ... 9
• 3) 3차년도 연구내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 1) 기술적 측면 ... 15
• 2) 사회‧경제적 측면 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 1) 연구개발성과의 활용분야 ... 15
• 2) 연구개발성과의 활용방안 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• 끝페이지 ... 31