[發(fā)明專利]一種基于憶阻交叉陣列的傳感器信號注意力權重分配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111390502.6
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114279491A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 帥垚;羅雯;潘忻強;羅文博;吳傳貴;張萬里;王杰軍;謝琴
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發(fā)明屬于電子信息技術領域，具體涉及一種基于憶阻交叉陣列的傳感器信號注意力權重分配方法。本發(fā)明通過對信息系統(tǒng)的傳感單元以一一對應的方式配置憶阻單元，充分利用了憶阻單元的電導值在外界的電壓脈沖的不斷刺激下會發(fā)生單調(diào)性變化的特點，憶阻交叉陣列中以電導值存儲的注意力權重可直接用于后續(xù)基于憶阻交叉陣列的矩陣運算中；實現(xiàn)了一種依據(jù)傳感陣列中傳感單元接受到外界刺激的數(shù)量與強度進行傳感單元注意力權重分配的方法，極大地簡化了注意力權重分配的方法，大幅降低了注意力權重的計算的復雜度，不再需要依賴計算機軟件進行計算。而且，注意力權重的分配可以隨著傳感器實時接收到的刺激而發(fā)生實時變化。

技術領域

本發(fā)明屬于電子信息技術領域，具體涉及一種基于憶阻交叉陣列的傳感器信號注意力權重分配方法。

背景技術

隨著信息技術的飛速發(fā)展，信息系統(tǒng)需要處理的信息數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)量越來越多，然而在實際的信息處理狀況中，輸入系統(tǒng)的信息中還包含了許多與結果無關的冗余信息，這些信息會降低信息處理效率甚至影響信息處理的準確性。

為了應對上述問題，目前在深度神經(jīng)網(wǎng)絡研究中，研究人員借鑒人類視覺系統(tǒng)在理解自然場景時，選擇性地集中于重要信息，忽略無關信息的特性，提出了神經(jīng)網(wǎng)絡的注意力機制，即根據(jù)目標特征的重要性分配權重達到信息選擇的效果，從而提高神經(jīng)網(wǎng)絡對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、分析和理解的能力。目前注意力機制中的注意力權重是在計算機中通過基于軟件的復雜計算得到的，需要消耗大量的計算資源，且無法隨著傳感器實時接收到的刺激而進行實時調(diào)整變化。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在問題或不足，為解決現(xiàn)有注意力權重分配無法隨著實時信息權重的改變而適應性改變的問題，本發(fā)明提供了一種基于憶阻交叉陣列的傳感器信號注意力權重分配方法，基于硬件實現(xiàn)依據(jù)傳感器接受到的刺激歷史分配注意力權重，且注意力權重可隨著實時傳感器接受到的刺激而發(fā)生適應性改變，以進一步提高系統(tǒng)信息處理能力的方法。

一種基于憶阻交叉陣列的傳感器信號注意力權重分配方法：對于信息系統(tǒng)的傳感陣列，以一一對應的方式對各個傳感單元均配置一個憶阻器單元與之連接，即配置與傳感陣列規(guī)模相適應的憶阻器交叉陣列。

所述憶阻器單元的初始電導值相同，當傳感單元接受到刺激時，會施加一個電壓脈沖信號給相應的憶阻器單元的兩端，憶阻器單元接受到電壓脈沖信號后，電導值會發(fā)生相應的變化。

初始時，所有憶阻器單元的電導值相同。當傳感陣列中的傳感單元接受到刺激時，會施加一個電壓脈沖信號于相應憶阻器單元的兩端，憶阻器單元接受到電壓脈沖信號后，電導值會發(fā)生相應的變化。

當該傳感單元再次接受到刺激(如壓力)時，則向?qū)膽涀杵鲉卧俅问┘右粋€電壓脈沖使其電導值再次發(fā)生累加改變；如此往復，該憶阻器單元的電導值隨相應的傳感單元接受到的刺激(壓力)信號的數(shù)量的增多發(fā)生單調(diào)性變化。

信息系統(tǒng)將根據(jù)各憶阻器單元的當前電導值進行實時的注意力權重分配更新。

進一步的，所述傳感陣列規(guī)模為M×N，M和N均為非零自然數(shù)，且M和N相等或不等。

進一步的，所述傳感單元為壓力傳感器、溫度傳感器、光學傳感器和/或濕度傳感器。

進一步的，所述傳感器輸出的脈沖信號為非電壓脈沖信號時，通過外圍電路轉換成電壓脈沖信號。

進一步的，所述傳感單元根據(jù)每次接受刺激的強度，輸出的電壓脈沖信號分為單次電壓脈沖強度適應性變化，或單次定值多次輸出。

即傳感單元單次接受到的刺激強度不同時，向?qū)膽涀杵鲉卧┘拥膯未坞妷好}沖強度也不同，則該憶阻器單元的電導值單次變化量也不同，單次的刺激強度越大，則電導值單次變化量也越大。或根據(jù)刺激強度的大小，以固定的刺激強度對應固定的電壓脈沖強度值，對單次刺激強度等分后按分配份數(shù)分多次輸出電壓脈沖給憶阻器單元。