[发明专利]一种相变存储单元布尔逻辑的图像处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种相变存储单元布尔逻辑的图像处理装置及方法，装置包括：相变存储阵列和写电路，所述相变存储阵列中的每个相变存储单元均串联一个选通管，所述相变存储单元的一端与位线相连，另一端与所述选通管的漏端相连，所述选通管的栅端与字线相连，源端接地；所述写电路将初始图像信息写入所述相变存储阵列中，所述选通管用于选通相变存储单元，使得相变存储单元中存储的信息与位线上的脉冲信号进行逻辑运算，以实现对初始图像信息的处理。本发明能够减少图像与模板数据库的匹配计算量，实现高效的图像近似匹配。

技术领域

本发明涉及非易失性存储器计算技术领域，特别是涉及一种相变存储单元布尔逻辑的图像处理装置及方法。

背景技术

在大数据时代，数据爆发式增长，传统的冯诺依曼架构进行计算时需将数据读取到计算单元完成计算，并传输回存储单元，产生了存储墙和功耗瓶颈。为了寻求更好的解决方式，探究使用新型相变存储器的存算一体计算方式。相变存储器作为一种新型非易失存储器，兼具存储与逻辑计算功能，且与CMOS兼容，能够实现计算与存储的融合，且其高密度、低功耗、大容量的存储特性展现出巨大的应用潜力。

随着信息的高速发展，数据量急剧增加，人们对于图像的有效信息提取越来越困难，图像信息的有效识别和处理是目前亟待解决的问题。传统的基于图片的逻辑计算方式对于大规模数据处理带来了巨大的功耗。使用感知哈希算法(Perceptual hashalgorithm)可实现两张图片的近似度比较，找出相似图像，然而赋予大规模图像近似匹配需要庞大的计算量，因此亟需一种新的处理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相变存储单元布尔逻辑的图像处理装置及方法，能够减少图像与模板数据库的匹配计算量，实现高效的图像近似匹配。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种相变存储单元布尔逻辑的图像处理装置，包括：相变存储阵列和写电路，所述相变存储阵列中的每个相变存储单元均串联一个选通管，所述相变存储单元的一端与位线相连，另一端与所述选通管的漏端相连，所述选通管的栅端与字线相连，源端接地；所述写电路将初始图像信息写入所述相变存储阵列中，所述选通管用于选通相变存储单元，使得相变存储单元中存储的信息与位线上的脉冲信号进行逻辑运算，以实现对初始图像信息的处理。

所述相变存储单元具有非易失存储特性与阈值转换特性，所述相变存储单元在高阻态和低阻态之间可逆性转变。

在所述字线上施加选通信号，在所述位线上施加SET置位信号时，当初始化的所述相变存储单元的阻值状态为非晶态时，所述相变存储单元的阻值状态将从高阻态转变为低阻态；在所述字线上施加选通信号，在所述位线上施加RESET复位信号时，当初始化的所述相变存储单元的阻值状态为晶态时，所述相变存储单元的阻值状态将从低阻态转变为高阻态。

所述逻辑运算为OR逻辑操作时，只有当位线上的脉冲信号为SET置位信号且所述相变存储单元的初始阻值状态为高阻态时，所述相变存储单元的阻值状态才会发生转变。

所述逻辑运算为NIMP逻辑操作时，只有当位线上的脉冲信号为REST复位信号且所述相变存储单元的初始阻值状态为低阻态时，所述相变存储单元的阻值状态才会发生转变。

所述逻辑运算为XOR逻辑操作时，当所述位线上的脉冲信号为“0”时，无论所述相变存储单元的初始阻值状态为何值，所述相变存储单元的阻值状态不发生改变；当所述位线上的脉冲信号为“1”时，如果所述相变存储单元的初始阻值状态为高阻态，则所述位线上的脉冲信号为SET置位信号；如果所述相变存储单元的初始阻值状态为低阻态，则所述位线上的脉冲信号为RESET复位信号。

所述写电路将初始图像信息写入所述相变存储阵列中是指，所述写电路将初始图像信息的各个像素的状态对应写入所述相变存储阵列中的各个相变存储单元中。

所述对初始图像信息的处理的结果保存在所述相变存储单元中。