A real-time dense 3D reconstruction on spatial computing is challenging since its memory access surpasses the available memory bandwidth. To solve this problem, the proposed processor integrates two key building blocks – Dilation-based TSDF (D-TSDF) fusion and Block-Projection (BP) engine. D-TSDF projects the depth map in the reverse order of voxel-to-pixel coordinate transformation and dilates it, leading to 96.61%p External Memory Access (EMA) reduction with minimum map quality degradation. Second, a specialized BP engine compresses high-resolution occupancy grid by decomposing the 3D bitmap into 2D and 1D vectors, achieving ×166.09 reduced memory bandwidth. The proposed processor is implemented in 28nm CMOS technology occupying 1.27 mm2 area. As a result, 96.45 fps 3D reconstruction is possible while consuming only 15.94 mW power.
공간 컴퓨팅에서 실시간 3D 재구성은 모바일 시스템 온 칩에서 가용가능한 메모리 대역폭을 초과하는 메모리 접근을 요구하여 구현에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해, 제안된 프로세서는 두 가지 핵심 구성 요소인 확장 기반 TSDF 융합(D-TSDF)과 블록-투영 엔진(BP Engine)을 통합한다. D-TSDF는 깊이 맵을 복셀-픽셀 좌표 변환의 역순으로 투영하고 확장하여, 최소한의 맵 품질 저하로 96.61%p의 외부 메모리 접근 (EMA) 감소를 이끈다. 두 번째로, BP Engine은 3D 비트맵을 2D와 1D 벡터로 분해하여 고해상도 점유 그리드(Occupancy Grid)를 압축함으로써 메모리 대역폭을 166.09배 감소시킨다. 제안된 프로세서는 28nm CMOS 기술로 시뮬레이션 되었으며 1.27 mm² 면적을 차지한다. 결과적으로 15.94 mW의 전력을 소비하면서 초당 96.45 프레임의 3D 재구성을 달성한다.
