[发明专利]自供能视觉感知系统、能量调度方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供一种自供能视觉感知系统、能量调度方法、装置及电子设备，其中，自供能视觉感知系统应用于对图像识别神经网络进行运算，所述系统包括：像素阵列、存内计算单元、电源管理单元和能量调度模块，电源管理单元与像素阵列电连接，用于将像素阵列采集的能量进行升压处理，并将处理后的能量存储至能量存储电容；能量调度模块与能量存储电容、像素阵列以及存内计算单元通信连接，用于实时监测能量存储电容中存储的能量，并基于监测结果调用像素阵列和\或存内计算单元对图像识别神经网络进行计算。通过本发明实现了能够支持运行图像识别神经网络且原位自供能，提高了能源利用率。

技术领域

本发明涉及视觉感知技术领域，尤其涉及一种自供能视觉感知系统、能量调度方法、装置及电子设备。

背景技术

在物联网技术不断发展的时代，智能视觉系统被广泛部署在边缘端并充分应用于感知任务领域。传统智能边缘设备大多由系统外部电池供电，但是由于电池存储的能量资源受限，导致这些智能边缘设备工作寿命受限。为了延长电池供电的智能边缘设备的工作寿命，往往在智能感知系统内添加能量收集模块或采用低功耗感知电路。

相关技术可知，在能量收集方面，可以采用原位能量采集的方式，通过发挥传感器作为能量转换器的特性，使用视觉感知系统中必不可少的图像传感器来收集能量，为实现自供电的小型化感知系统提供了可能。在低功耗感知设计方面，可以采用低功耗处理架构使得感知系统能够在能量受限的条件下工作，为实现原位自供能的智能视觉感知系统奠定基础。

然而，关于原位能量采集和低功耗感知电路设计的研究工作是分开进行的，即使具备原位能量采集和智能感知的双重特点，也仅能实现简单的运动检测任务。当前，寻找一种支持运行更复杂算法的原位自供能系统的设计方案成为当前研究的热点。

发明内容

本发明提供一种自供能视觉感知系统、能量调度方法、装置及电子设备，实现了能够支持运行图像识别神经网络且原位自供能，提高了能源利用率。

本发明提供一种自供能视觉感知系统，所述自供能视觉感知系统应用于对图像识别神经网络进行运算，所述系统包括：像素阵列、存内计算单元、电源管理单元和能量调度模块，其中，所述电源管理单元与所述像素阵列电连接，用于将所述像素阵列采集的能量进行升压处理，并将处理后的能量存储至能量存储电容；所述能量调度模块分别与所述能量存储电容、所述像素阵列以及所述存内计算单元通信连接，用于实时监测所述能量存储电容中存储的能量，并基于监测结果调用所述像素阵列和\或所述存内计算单元对所述图像识别神经网络进行计算；其中，所述像素阵列和所述存内计算单元分别与所述能量存储电容电连接，所述像素阵列基于所述能量存储电容中存储的能量对所述图像识别神经网络的第一层网络进行计算，所述存内计算单元基于所述能量存储电容中存储的能量对所述图像识别神经网络的辅助层网络进行计算，其中，所述辅助层网络为所述图像识别神经网络的除所述第一层网络之外的其他层网络。

根据本发明提供的一种自供能视觉感知系统，所述自供能视觉感知系统还包括激活值缓存模块，其中，所述激活值缓存模块分别与所述像素阵列、所述存内计算单元电连接，用于存储所述像素阵列和所述存内计算单元的计算结果。

根据本发明提供的一种自供能视觉感知系统，所述自供能视觉感知系统还包括只读存储器和启动模块，其中，所述启动模块与所述能量存储电容电连接，用于基于所述能量存储电容中存储的能量进行启动并发出启动信号；所述只读存储器与所述启动模块通信连接，用于在所述只读存储器接收到所述启动模块发出的所述启动信号的情况下，将存储的所述图像识别神经网络的所述第一层网络的权重数据载入所述像素阵列，以使所述像素阵列基于所述第一层网络的权重数据对所述第一层网络进行计算，以及将存储的所述图像识别神经网络的所述辅助层网络的权重数据载入所述存内计算单元，以使所述存内计算单元基于所述辅助层网络的权重数据对所述辅助层网络进行计算。

根据本发明提供的一种自供能视觉感知系统，所述存内计算单元包括多个存内计算子单元，其中，所述存内计算子单元分别与所述图像识别神经网络的每一辅助层网络相对应，并对相对应的每一辅助层网络进行计算。