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[发明专利]一种改进的线缓存滑窗装置及其存储方法-CN202310843208.9在审
发明人： 王宇宣;许浚;梅正宇;崔展豪;潘红兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G06F15/78 文献下载
摘要：本发明公开了一种改进的线缓存滑窗装置及其存储方法。其装置包括线缓存以及滑窗，线缓存的输入端连接时钟信号、复位信号、输入数据、输入信号有效信号、滑窗完成信号和线缓存滑窗复位信号；线缓存的输出端连接中间数据、满信号、备份缓存满信号、缓存切换信号和线缓存滑窗复位信号；滑窗的输入端与线缓存的输出端连接，同时还连接时钟信号、复位信号、滑窗使能信号、中间数据和满信号；滑窗的输出端连接滑窗完成信号、线缓存滑窗复位信号、输出数据、输出数据有效信号和滑窗切换信号。本发明增加了线缓存与滑窗之间的滑窗完成等待切换信号、滑窗开始信号两个信号，使得线缓存滑窗装置可以适配任意卷积步长、填充系数的情形。
一种改进缓存装置及其存储方法

[发明专利]一种适用于存算一体阵列的数据流通路装置及其方法-CN202310744336.8在审
发明人：潘红兵;林雨生;傅高鸣;王宇宣;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06N3/063 文献下载
摘要：本发明提供了一种适用于存算一体阵列的数据流通路装置及其方法。该装置包括：全局缓冲区，用于缓存推理过程的中间结果，并将已就绪的下一步骤数据输送到等待区寄存器组中；等待区寄存器组，用于存储和驱动要进入存算一体阵列进行计算的输入数据；存算一体阵列，用于根据预先映射的权重信息实现神经网络推理过程的卷积操作和全连接层计算，并将所得到的计算中间结果传输到单指令多数据流模块；单指令多数据流模块，用于实现神经网络推理过程中的池化操作、激活函数的功能，并将结果传输到所述全局缓冲区。本发明的数据流通路装置和方法可以简化数据的存储和调度，提高电路模块的复用性。
一种适用于一体阵列数据流通路装置及其方法

[发明专利]一种多值数字视频水印嵌入及盲提取方法-CN202210796949.1有效
发明人： 王宇宣;李楠;梅正宇;潘红兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H04N21/2389 文献下载
摘要：本发明公开了一种多值数字视频水印嵌入及盲提取方法。该方法通过视频帧的选取和选定帧的水印处理两大步骤实现视频水印的嵌入与盲提取，成功将低复杂度的数字图像水印方法实施于视频流，优化了传统色彩空间转换和离散余弦变换，减少了冗余计算，以较少的运算量获得了较好的鲁棒性和不可感知性。其中，针对不同应用场景以及视频分辨率大小，视频帧选取分别采用了固定间隔法、斐波那契‑卢卡斯数列法、灰度差均值法和直方图差异法。对选定帧进行水印嵌入或提取时，本发明方法基于图像亮度通道直流分量的余数域进行了多值水印的处理，大大增加了水印携带的信息量，且嵌入比可灵活调整。
一种数字视频水印嵌入提取方法

[发明专利]基于光电计算单元的混合型神经网络及其运算方法-CN202010322172.6有效
发明人：王瑶;梅正宇;王宇宣;陈轩 -专利权人：南京惟心光电系统有限公司
申请日： 2020-04-22 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06N3/067 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光电计算单元的混合型神经网络及其运算方法。该混合型神经网络的神经计算核结构包括突触网络、轴突、数据接收器、选择器、树突以及神经元，多个光电计算单元周期性排列组成的阵列作为突触网络，每个光电计算单元包括发光单元和计算单元，发光单元发出的光入射到计算单元中；每个计算单元包括载流子控制区、耦合区、以及光生载流子收集区和读出区；阵列中每一行计算单元的载流子控制区依次相连作为轴突，轴突中的载流子控制区与数据接收器相连；阵列中每一列计算单元的读出区依次相连作为树突，树突的读出区输出端与神经元相连接。本发明的神经网络在实际运行中无需反复访问片外存储器，达到了降低功耗的效果。
基于光电计算单元混合神经网络及其运算方法

[发明专利]一种针对复数平方根的近似计算装置及方法-CN202010870048.3有效
发明人：潘红兵;朱杰;王宇宣 -专利权人：南京大学
申请日： 2020-08-26 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06F7/575 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对复数平方根的近似计算装置及方法。该装置包括依次相连的预处理模块、CORDIC计算模块、基本计算模块、线性近似计算模块和输出处理模块；预处理模块用于复数的实部和虚部的预处理和迭代初始移位位数的计算；CORDIC计算模块用于计算输入复数的模长；基本计算模块用于对复数的模长、复数的实部进行加减法和移位操作；线性近似计算模块用于计算实数范围内的平方根运算；输出处理模块用于为输出复数的实部和虚部添加符号位，在串并转换后输出复数平方根的计算结果。本发明的近似计算装置及方法，在保持较高精度计算的前提下，能保持高的计算速度，并降低硬件的复杂度。
一种针对复数平方根近似计算装置方法

[发明专利]一种实现MLP-MIXER图像分类的方法及其装置-CN202310843090.X在审
发明人：潘红兵;李佚珲;傅高鸣;彭成磊;王宇宣 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06V10/764 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现MLP‑MIXER图像分类算法的方法及其装置。该方法包括如下步骤：S1、预处理输入图像得到二维数据；S2、将数据层归一化防止训练过拟合，完成令牌MLP；S3、完成层归一化和通道MLP；S4、模型深度为N，重复N次S2‑S3，完成整个特征提取过程；S5、经过全局平均池化和全连接层完成分类。其中，令牌MLP和通道MLP中采用DRAM阵列完成转置，使用FLASH阵列完成MLP的矩阵乘运算，使用加法电路完成跳过连接。本发明降低了设计控制数据输入输出存算器件阵列的难度和部署权重参数到存算器件阵列的难度。
一种实现 mlp mixer 图像分类方法及其装置

[发明专利]一种基于随机计算的增函数实现装置-CN202010322059.8有效
发明人：王瑶;邱禹欧;秦子迪;董虹希;郑沐晗;王宇宣 -专利权人：南京惟心光电系统有限公司
申请日： 2020-04-22 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G06F7/544 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于随机计算的增函数实现装置。该装置包括截位单元、部分值λ生成单元、部分值#imgabs0#生成单元、随机序列发生单元、逻辑计算单元和计数器，其中，截位单元用于把输入数据拆分为表示分段序号的数据和表示段内位置的剩余有效数据d两部分；部分值λ生成单元用于生成目标函数值的一个部分值λ；部分值#imgabs1#生成单元用于生成目标函数值的另一个部分值#imgabs2#随机序列发生单元用于将目标函数的三个部分值λ、#imgabs3#和d转换为随机序列；逻辑计算单元用于完成随机序列的乘法等基本运算；计数器用于将统计逻辑计算单元产生的随机序列转换为计算结果的二进制表示。相较于已有的增函数实现装置，本发明不仅硬件资源消耗少且计算精度更高。
一种基于随机计算函数实现装置

[发明专利]一种基于自监督学习的多聚焦图像融合方法及装置-CN202211545255.7有效
发明人：彭成磊;苏鸿丽;洪宇宸;刘知豪;王宇宣;潘红兵 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-12-05 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06T3/40 文献下载
摘要：本发明公开一种基于自监督学习的多聚焦图像融合方法及装置。其方法步骤为：S1、采集多个场景下的远‑近聚焦图像对；S2、对采集到的远‑近聚焦图像对进行图像增广；S3、分别获取增广后的远‑近聚焦图像对及其灰度值并进行通道拼接；S4、通过带有全局特征金字塔提取单元和全局注意连接上采样单元的全局特征编码网络获取0‑1的二进制标志Mask(x，y)；S5、对单通道的Mask(x，y)进行通道扩充至三通道Mask3(x，y)；S6、利用三通道Mask3(x，y)对远‑近聚焦图像对进行像素加权平均融合得到全聚焦图像。本发明使用自监督的全局特征编码网络，可以在多焦点图像融合中准确生成焦点图。
一种基于监督学习聚焦图像融合方法装置

[发明专利]一种基于单数字信号处理单元的双乘法计算装置和方法-CN202110804257.2有效
发明人： 王宇宣;朱子谦;潘红兵;朱德政 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-07-16 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06F7/523 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于单数字信号处理单元的双乘法计算装置和方法。计算装置包括：输入处理单元，用于拼接具有公共乘数的两个被乘数得到长乘数；通用乘法器单元，用于计算长乘数与公共乘数的乘法运算；输出修正单元，用于根据公共乘数的符号位和第二被乘数的数值，对通用乘法器单元的输出结果进行拆分和修正，得到最终的输出值。该计算装置能够将共享乘数的两次短操作数乘法，合并为一次长操作数乘法，同时输出两个乘法结果。本发明适用有符号或无符号定点数的乘法，能有效提高复用同一乘数时，乘法操作的数据吞吐率和硬件资源利用率。
一种基于数字信号处理单元乘法计算装置方法

[发明专利]一种具有轮询仲裁和地址编码更新简化功能的异步路由器-CN202111201529.6有效
发明人： 王宇宣;朱博宇;傅高鸣;潘红兵;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G06F15/78 文献下载
摘要：本发明提供了一种具有轮询仲裁和地址编码更新简化功能的异步路由器。该异步路由器包括LW E模块，用于接收东、西和本地方向的输入数据；WESN模块，用于接收LWE模块的传输数据，以及接收南北两个方向的输入数据，并判断数据包在东西两个方向上跳数是否为0；NSL模块，用于接收WESN模块的传输数据，并判断数据包南北两个方向的跳数是否为0。本发明提供的异步路由器，可以用于构成任意尺寸的使用X‑Y路由算法的2D‑mesh片上网络，具有一定的通用性。同时本发明数据包采用地址编码更新简化功能格式，在更新数据包地址信息时，只需交换导线顺序，无需添加任何数字逻辑门，可以减小异步路由器的面积开销和传输延迟。
一种具有仲裁地址编码更新简化功能异步路由器

[发明专利]基于卷积神经网络的轻量化红外与可见光图像融合方法-CN202310924379.4在审
发明人：彭成磊;洪宇宸;苏鸿丽;刘知豪;潘红兵;王宇宣 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：本发明公开了基于卷积神经网络的轻量化红外与可见光图像融合方法，属于图像处理和计算机视觉领域。本发明方法先进行图像配准，然后根据可见光图像的平均亮度是否低于某阈值来判断是否进行增强网络EnhanceNet处理，再将可见光Y分量与灰度图格式的红外图像分别输入到融合网络FusionNet中得到融合结果Y’，再进行格式转化得到最终融合图像。本发明将低光照图像增强与图像融合耦合在一起，使得本发明算法在低照度场景下也能实现良好的融合效果。本发明中的增强网络与融合网络都是参数量和计算量小、推理速度快的轻量化卷积神经网络，适合部署到资源受限的嵌入式设备。
基于卷积神经网络量化红外可见光图像融合方法

[发明专利]一种针对存算一体芯片的快速编程方法-CN202310341637.6有效
发明人： 王宇宣;郝晨君;安梦瑜;潘红兵;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G06F8/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对存算一体芯片的快速编程方法，属于存算一体领域。本发明方法包括如下步骤：步骤1，提取出待编程矩阵中0的位置信息；步骤2，根据0的位置信息在存算一体芯片上按照整列编程的方式编程；步骤3，在存算一体芯片上对非0值进行编程。本发明充分考虑存算一体器件存在0值编程难度大和不怕编程过多的特点，将0值与其他值分开编程，且0值编程按照整列编程的方式，一次可以同时编程一整列，根据0值结果累加为0的特点，校验次数缩减到每次编程一列仅校验一次，极大缩减了0值的编程时间，进而缩短了整个矩阵的编程时间。本发明将极大提高AI应用部署在存算一体芯片上的时间。
一种针对一体芯片快速编程方法

[发明专利]读出电路优化的存算一体芯片及方法-CN202310433555.4有效
发明人： 王宇宣;傅高鸣;李龙飞;赵文翔;潘红兵;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G11C7/10 文献下载
摘要：本发明公开了读出电路优化的存算一体芯片及方法，属于超大规模集成电路领域、存算一体领域。本发明的读出电路优化的存算一体芯片，通过校准计算分离法，将存算一体芯片读出电路分为计算读出电路与校准读出电路；独立的校准读出电路，可以提高存算一体芯片权重部署精度，提高芯片计算精度；独立的计算读出电路，由于功能要求减少，可以进一步优化面积、功耗、速度。进一步地，计算读出电路通过分段数模混合累加法，将存算一体电路实现的矩阵向量乘分两阶段实现，第一阶段采用模拟运算，第二阶段采用数字运算，降低读出电路功能、性能要求，优化存算一体芯片读出电路的面积、功耗、速度、动态范围，提高存算一体读出电路的通用性。
读出电路优化一体芯片方法

[发明专利]一种基于DRAM的矩阵转置运算装置-CN202310297958.0有效
发明人：潘红兵;傅高鸣;宋年华;王宇宣;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G11C11/408 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于DRAM的矩阵转置运算装置，属于超大规模集成电路以及DRAM领域。本发明的装置，包括DAC阵列、DRAM阵列、输入地址译码单元、输出地址译码单元、ADC阵列。DAC阵列将所需转置的矩阵的列向量的数字信号转化成模拟信号，DAC配合输入地址译码器，将所需转置的矩阵的列向量依次写入DRAM阵列的列方向，当完整的矩阵写入DRAM阵列后，ADC阵列将DRAM阵列中存储的所需转置的矩阵的行向量模拟信号转化成数字信号，ADC阵列配合输出地址译码器，从DRAM阵列行方向将矩阵的行向量依次读出，从而实现了矩阵的转置。本发明装置可以显著降低硬件架构的面积、功耗以及计算延时开销。
一种基于 dram 矩阵运算装置

[发明专利]一种基于光电存算一体单元的多阈值配置装置及其方法-CN202310341643.1有效
发明人： 王宇宣;梅正宇;张博书;崔展豪;李楠;潘红兵;彭成磊 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G06F15/78 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光电存算一体单元的多阈值配置装置及其方法，属于光电探测领域和超大规模集成电路的数字信号处理领域。本发明装置包括缓存模块、配置模块、计算阵列、读出模块、排序模块和全局控制模块，缓存模块用于实现数据的存储、更新与分发；配置模块用于生成外部控制信号以控制计算阵列数据的写入与读出；计算阵列用于实现高精度存算功能；读出模块读出阵列存储的数据；排序模块用于生成阵列计算需要的数据格式；全局控制模块用于控制数据分发并定位当前配置状态。本发明的装置及方法基于光电存算一体单元可以实现多阈值的配置与计算工作，缩短实际写入所需的时间，降低器件写入带来的误差，减少配置环节，提高工作效率。
一种基于光电一体单元阈值配置装置及其方法

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