[發(fā)明專利]目標(biāo)檢測硬件加速器及加速方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011494636.8
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112230884B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遲曉;張錦山;焦博;張立華
• 申請（專利權(quán)）人: 季華實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G06F7/523
• 分類號(hào): G06F7/523;G06F7/50;G06N3/063
• 代理公司: 深圳中創(chuàng)智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44553
• 代理人: 文言;田宇

1.一種目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，包括：

集成有乘法器及加法器的卷積運(yùn)算器，所述卷積運(yùn)算器接收預(yù)先存儲(chǔ)于塊隨機(jī)存儲(chǔ)器的卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖，所述乘法器對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖進(jìn)行乘法操作得到乘法結(jié)果數(shù)據(jù)和卷積偏移數(shù)據(jù)，所述加法器對所述乘法結(jié)果數(shù)據(jù)及卷積偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行移位相加求和處理得到乘累加結(jié)果數(shù)據(jù)；

池化操作單元，用于接收所述乘累加結(jié)果數(shù)據(jù)并進(jìn)行池化操作，輸出池化結(jié)果數(shù)據(jù)；

RBR操作單元，用于對所述池化結(jié)果數(shù)據(jù)依次進(jìn)行批量標(biāo)準(zhǔn)化、量化和ReLU處理得到目標(biāo)特征數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至所述塊隨機(jī)存儲(chǔ)器。

2.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，所述“乘法器對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖進(jìn)行乘法操作得到乘法結(jié)果數(shù)據(jù)和卷積偏移數(shù)據(jù)”步驟包括：

對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖從3bit×3bit的并行乘法轉(zhuǎn)換為3bit×1bit的串行乘法。

3.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，該加速器還包括主控模塊，用于生成所述卷積運(yùn)算器的卷積操作指令，池化操作單元的池化操作指令及RBR操作單元的RBR操作指令。

4.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，所述批量標(biāo)準(zhǔn)化和量化包括：

所述批量標(biāo)準(zhǔn)化為對所述池化結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；

所述量化為對經(jīng)過歸一化處理的池化結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行重新縮放處理。

5.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，該加速器還包括重排序緩沖單元，設(shè)于所述RBR操作單元與所述塊隨機(jī)存儲(chǔ)器之間，用于對構(gòu)成所述目標(biāo)特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)單元按照卷積順序進(jìn)行排序后，依次存儲(chǔ)至所述塊隨機(jī)存儲(chǔ)器。

6.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，所述乘法操作基于FPGA的LUT單元實(shí)現(xiàn)。

7.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測硬件加速器，其特征在于，所述移位相加求和處理基于FPGA的DSP單元實(shí)現(xiàn)。

8.一種采用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的目標(biāo)檢測硬件加速器的加速方法，其特征在于，包括：

接收預(yù)先存儲(chǔ)于塊隨機(jī)存儲(chǔ)器的卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖，對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖進(jìn)行乘法操作得到乘法結(jié)果數(shù)據(jù)和卷積偏移數(shù)據(jù)，對所述乘法結(jié)果數(shù)據(jù)及卷積偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行移位相加求和處理得到乘累加結(jié)果數(shù)據(jù)；

接收所述乘累加結(jié)果數(shù)據(jù)并進(jìn)行池化操作，輸出池化結(jié)果數(shù)據(jù)；

對所述池化結(jié)果數(shù)據(jù)依次進(jìn)行批量標(biāo)準(zhǔn)化、量化和ReLU處理得到目標(biāo)特征數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至所述塊隨機(jī)存儲(chǔ)器。

9.如權(quán)利要求8所述的加速方法，其特征在于，所述“對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖進(jìn)行乘法操作得到乘法結(jié)果數(shù)據(jù)和卷積偏移數(shù)據(jù)”步驟包括：

對所述卷積權(quán)重?cái)?shù)據(jù)及特征圖從3bit×3bit的并行乘法轉(zhuǎn)換為3bit×1bit的串行乘法。

10.如權(quán)利要求8所述的加速方法，其特征在于，該方法還包括排序步驟：對構(gòu)成所述目標(biāo)特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)單元按照卷積順序進(jìn)行排序后，依次存儲(chǔ)至所述塊隨機(jī)存儲(chǔ)器。