エレキジャック・フォーラム2012に行って来ました

今日はエレキジャック・フォーラム2012に行って来ました。

最初に基調講演を聞いてきました。ボーカロイドの元となる音素片音声合成のエンジンを作った方です。ご自身も音楽が趣味でバイオリンだったかな？を引いてらっしゃる方だそうです。母音ー子音、子音―母音の変化を細かくサンプルして、ピッチを合わせたり、なめらかにしながら合成しているそうです。あと、楽器の音の周波数は一定ですが、人間の音声は揺らいでいるので、その揺らぎも再現しているとのことでした。凄いですね。
ボーカロイドの操作画面も初めて見ました。簡単そうでした。欲しくなりました。iPhone版もあるとのことなので買ってみようかな？

展示はいろいろと楽しいのがありました。ちっちゃいものくらぶさんが出ていて、NanoBoard AGのキットを購入しました。楽しみです。モーター付きでした。スクラッチで簡単に動かせるそうです。



Simさんにもお会いして、hamayan さんを紹介して頂きました。ご両方とも、ありがとうございました。

そのあとでショートプレゼンを聞いてきました。
ショートプレゼンの会場の様子です。今年はショートプレゼンのスペースが大きくて聞き易かったです。


飯島 幸太 氏　B-1　　おさんぽガイガーG　～ Androidでスマートな放射線測定 ～
途中から聞いたんですが、お散歩時の放射線測定でも犬の話でした。人間の話もあったのかな？

れすぽん 氏　B-3　　片面感光基板で作るFPGA基板 / 基板少女の裏の裏
基板を作る話でした。裏面に女の子の絵柄が入っています。裏表にコネクタへのパターンがあるので、上下どっちの向きに基板を付けても良いそうです。

内藤 竜治 氏／特殊電子回路(株)　B-4　　RXマイコンとAndroid携帯でいつでもどこでも電子工作！
後でブースで説明を受けたんですが、Android とRXマイコンを接続する話でした。最近、Android の勉強をしているので、興味深く聞かせて頂きました。私の持っているAndroid は2.1 なので、ADKは使えずADBのみの対応のようです。勉強になりました。

会場の様子です。まだ午前中なので、そんなに混んでいない時です。


セミナは結局、2つ見てきました。
A-4　　オープン・ソース・ハードウェア“Arduino”用の3G通信拡張キットが登場
最初の講師の方の喋り方が早口でジャパネットタカタの社長さんみたいでした、声質は違いますが。
タイトル通りのお話でしたが、途中でスイッチ・サイエンスの方に交代して、スイッチ・サイエンスでUSB接続の3Gシールドの紹介がありました。USB接続の3Gモジュールを挿してArduino の接続できるシールドです。とっても良さそうでした。
あと、センサーデータは、Pachube(パッチベイ）に上げているそうです。このサイトとっても便利そうでした。

A-5　　手作りカメラで宇宙の渚の撮影に挑戦
これは凄かったです。ブラボーです。森岡さんが高層気球で宇宙の撮影に挑戦した話です。NHKでやっていたんですね。ツイッターでもレ聞いていたんですが、内容は知りませんでした。10台のカメラシステムを自作して高層圏の画像を360度取ってきたとのことです。-60度から放熱のできない宇宙での使用に耐えるシステムを作った話でした。とっても面白かったです。

ラズベリーパイも見てきました。欲しくなりましたね。ケースを自作したいです。


とっても面白かったです。来年も行きたい。

エレキジャック・フォーラムで展示してきました

今日はエレキジャック・フォーラムで画像テルミンとOV9655のSXGA表示デモ、ガイガーカウンターを展示してきました。






来てきてくれた皆さん、ありがとうございました。皆さんにお会いできて嬉しかったです。
心配していた画像テルミンでしたが、まあなんとか、うまくいきました。積分しないとだめかと思っていましたが、CMOSカメラのゲインを上げて白飛びさせれば、ノイズが減ることが夕方になってわかりました。これだとバッチリです。後は音階の問題ですね。もう少し、手の大きさと音階をチューニング出来ればと思います。（白飛びの代わりに、ラプラシアンフィルタ処理をする前の画像に意図的に正の値を加算して、飽和演算しても良さそうですね？）
展示場所はメインステージが良く見えて良いところでした。はやぶさの川口先生の基調講演も良く見えました。とても良かったです。話がとてもうまいと思いました（あたりまえだと思いますが。。。）。

最後にスタッフの皆さん、ありがとうございました。ハンダゴテを貸していただいて助かりました。

展示物の説明を忘れていたので、書きます。
右のSpartan-3A Starter KitはCMOSカメラのOV9655を実装して、SXGAの画像を液晶ディスプレイに表示しています。画像バッファを8面持っていて、キャプチャ中止を指定できるので、デジカメのように使えます。DDR2 SDRAMにバッファしているので、電源が入っているときのみです。

左のSpartan-3A Starter KitはCMOSカメラのOV7670を実装していて、VGAの画像を液晶ディスプレイに表示しています。こっちはSimple MicroBlazeが入っていて、Spartan-3A Starter Kitの液晶ディスプレイを表示器として、CMOSカメラの設定情報をいじることができます。スイッチを操作することで、ラプラシアンフィルタ画像に切り替えられます。画像テルミンとして動作します。

4ビットRGB出力だと、擬似輪郭が出て、品質が悪いので、ますます、CH7301CのDVI-I出力ボードを作りたくなってきました。OV7670とOV9655用のソケットも実装できるようにしようかな？

画像テルミン２

画像テルミンの実装が出来てきました。
やはり背景が大事です。画像のエッジ検出なので、当たり前といえば当たり前の気がします。
エッジ判定のスレッショルドもどれが良いのか良くわからないので、変更できるようにしたいです。
現状で出来ているのは、白い紙（エッジが際立つので）でやっています。手ではエッジがぼやけて難しかったです。


これをラプラシアンフィルタ処理モードで見ると下のようになります。


赤い線がエッジ感の距離を測っている部分です。この距離によって音の高さが変わります。赤い線はハードウェアで書いています。

光の当たり方で結果が変わるようです。ライトを持って行って当てるべきか？
あと、積分した方が良い気がします。CMOSカメラの設定をいじれるコンフィグレーションではないので、そっちにマージしてから、もう一度やってみようと思います。手では無理かも？背景によるといったところかと思います。
もう時間が無いので、CMOSカメラの設定をいじれるコンフィグレーションに載せただけとなるかもしれません。積分してノーマライズ出来れば良いのですが。。。

画像テルミン１

画像テルミンですが、手をCMOSカメラで撮影して、ラプラシアンフィルタ処理します。ラプラシアンフィルタ処理後の画像を使用し、どのように音の高さを決めるか？を考察しようと思います。
下に示すのが手の原画像です。


まずは画面の縦方向の半分の位置の横のラインを考えます。画面の中心から前半部分と後半部分に分けます。
１．VGA信号規格に従って、前半部分で画面中央に近い位置のラプラシアンフィルタ出力値が高い場所を検索します。この位置をPositionFとします。
２．後半部分で画面中央に近い位置のラプラシアンフィルタ出力値が高い場所を検索します。これをPositionBとします。
３．PositionB - PositionFの値が手の幅（下図でピンクの矢印の範囲）になる。この値を正規化して、音の高さに反映させる。


あれ、テルミンは、手を近づけると静電容量が大きくなるので、低い音で良いんですよね？そうなると、手を近づけて、手の幅が長くなると低い音になって、手が遠ざかって手の幅が短くなると高い音で大丈夫かな？”２．演奏法の説明”によると、逆で、手を近づけると高い音、手を遠ざけると低い音だそうです。でも、それだと、何も無い時は高い音になるので、好ましくない感じがします。逆テルミンということで、手を近づけると低い音にしようと思います。

スレッショルドをどうするか？とか、いろいろ難しい面はあると思いますが、やってみようと思います。背景が問題だったら白い壁をバックにすれば良いかな？

ラプラシアンフィルタ処理後の画像

OV7670のディスプレイ回路に、3X3のラプラシアンフィルタをマージ出来ました。YUVモードでY（輝度信号）だけをラプラシアンフィルタで処理した出力です。
これが息子の顔のラプラシアンフィルタ処理画像です。


下の方にかなりノイズが乗ってしまっています。ランダムノイズぽく、フレーム毎に白い点が出る位置が変わります。
今度は私の顔です。


やはり黒っぽいところだと思うのですが、ノイズが乗っています。壁は白いので、あまり変動しないからかもしれません。微妙にYの値が変動するからでしょうか？
BAYERパターンをYUVに変更するときの特徴かもしれませんね？
さて、ここからカラー画像とラプラシアンフィルタ処理画像を切り替えられるようにします。次に、5フレーム程度積分して、値の大きい2点の距離を測定することにします。

2011年4月8日の日記

昨日の地震は大きかったですね。寝た後でしたが、地震で目が覚めました。
朝、ネットを見たら仙台で震度6強の地震だそうで、仙台の方は大丈夫でしょうか？
娘が大学に行くために仙台に引越しなんですが、引っ越せるんでしょうか？心配です。

さて、エレキジャック・フォーラムに出すために、Spartan-3A Starter KitにCMOSカメラを搭載して回路を作っています。
前回、Simple MicroBlazeを使って、基板上の液晶にCMOSカメラの設定を表示し、ロータリーエンコーダーでCMOSカメラの設定を変更できるようにした。でもそれは、CMOSカメラのモードがRGB444モードだったので、輝度信号を取り出してラプラシアンフィルタにかけるには不都合があった。
CMOSカメラがYUVモードのプロジェクトもあるのだが、それにはSimple MicroBlazeが入っていないので、Simple MicroBlazeの入っているプロジェクトにYUVモードのコードをマージした。
昨日動作させたところ、問題なく動作したので、今度は、ラプラシアンフィルタというか3X3ピクセルを使用したフィルタモジュールを切りだして、付け加える予定だ。
問題はフィルタの部分はVHDLで書いてあるので、Verilogに直すか？それともそのままVHDLで使うか思案中。。。とりあえず、実績のあるVHDLで切りだして試してみようか？
ますます、Verilog専用シミュレーターではシミュレーションできなくなってしまう。。。

エレキジャック・フォーラム2011での作品展示

エレキジャック・フォーラム2011で作品展示をすることになりました。

デジタルカメラもどきとういう題で、Spartan-3A Starter KitにCMOSカメラを付けたシステムを展示しようと思っていました。
元々、Spartan-3A Starter Kitのスイッチの切り替えで、画像キャプチャアドレスを切り替えることが出来て、キャプチャ停止も設定できるので、電源を切ると忘れるデジカメです。これをそのまま、OV7670とOV9655のシステムを2台展示してもいいのですが、それだけでは面白くありません。（セミナにも応募してあるので、消極的だった。。。）

Makeの時に、展示して、あまりうまく行かなかった画像音楽演奏装置No.1、No.2も展示可能です。CMOSカメラのパラメーターを修正して、オート機能のオン、オフ、色合い、明るさを変更できるようにしてあるので、良いところまでイケルと思います。もう少し、その照明にコンペア、アジャストする機能を付け加えると良いと思います。ですが、やはり、手の色は手のひらの照明に対する角度で、だいぶ色が変わることがわかりました。現在のアルゴリズムでは、いろいろな人のいろいろな手のかざし方や、色の音楽情報を塗ったパネルの照明に対する角度で大分状況が変わります。
天井の蛍光灯を当てにせずに、こっちから照明を当てれば良いかもしれません。

今回は、もし出来ればですが、Makeでお問い合わせの多かった画像テルミンに挑戦してみようかと思います。今度は白黒画像でラプラシアンフィルタをかけてエッジ検出して、エッジの距離で音の高さを調整しようか？と思っています。ですが、ピントがずれるので、ずれたところでエッジ検出が出来るかどうか問題ですね。

何しろ片手間でやっているようなもんですから、なかなか本格的にアルゴリズムを考え、実証していく体制にはありませんね。。。

RGB各4ビットでカメラ画像を出力しているのが残念です。現在シンボルを作って基板を作ろうとしているDVI-I拡張ボードが完成すれば、DVI出力、RGB各8ビットで出力できるのですが。。。