[发明专利]一种三维反卷积加速方法及三维反卷积硬件加速架构

权利要求书

1.一种三维反卷积加速方法，其特征在于，包括：

获取候选输入块和候选反卷积核，所述候选输入块是将任一输入通道的原始特征图以预设的变换强度为步长进行分块后得到的任一三维数据块，所述候选输入块的尺寸是根据所述候选反卷积核的尺寸、所述变换强度以及预设的反卷积步长预先设置的，所述候选反卷积核为待与所述原始特征图进行卷积的任一三维反卷积核；

针对目标数据块，利用所述目标数据块对应的二维预设前处理矩阵以及所述二维预设前处理矩阵的前处理转置矩阵，对所述目标数据块进行变换，得到第一中间数据块，所述目标数据块为所述候选输入块或者所述候选反卷积核；

以预设坐标系的Z轴为旋转轴，将所述第一中间数据块顺时针旋转90度，得到第二中间数据块，所述预设坐标系的X轴方向平行于所述目标数据块的第一维度方向，Z轴方向平行于所述目标数据块的第二维度方向，Y轴方向平行于所述目标数据块的第三维度方向；

利用所述前处理转置矩阵对所述第二中间数据块进行变换，得到所述目标数据块对应的前处理数据块，所述目标数据块对应的前处理数据块的尺寸是根据所述候选反卷积核的尺寸、所述变换强度以及所述反卷积步长预先设置的；

将所述候选输入块对应的前处理数据块，与所述候选反卷积核对应的前处理数据块进行逐元素相乘，得到待运算数据块；

利用二维预设后处理矩阵，以及所述二维预设后处理矩阵的后处理转置矩阵，对所述待运算数据块进行变换，得到第三中间数据块；

以所述预设坐标系的Z轴为旋转轴，将所述第三中间数据块逆时针旋转90度，得到第四中间数据块；

利用所述后处理转置矩阵对所述第四中间数据块进行变换，得到所述候选输入块所对应的输出数据块，所述输出数据块的尺寸是根据所述变换强度以及所述反卷积步长预先设置的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所有目标输入块所对应的输出数据块进行累加，得到所述候选输入块的位置所对应的总候选输出块，所述目标输入块为各个输入通道的原始特征图中与所述候选输入块位置相同的三维数据块；

根据各个三维数据块在对应原始特征图中的相对位置，对所有总候选输出块进行无重叠拼接，得到最终输出特征图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标数据块对应的二维预设前处理矩阵以及所述二维预设前处理矩阵的前处理转置矩阵，对所述目标数据块进行变换，得到第一中间数据块，包括：

在预设坐标系下，将所述目标数据块沿XZ平面切片为多个二维目标数据，所述XZ平面为平行于所述预设坐标系的X轴和Z轴的平面；

将所述二维目标数据与所述目标数据块对应的二维预设前处理矩阵，以及所述二维预设前处理矩阵的前处理转置矩阵相乘，得到所述二维目标数据对应的第一中间数据；

按照各个二维目标数据在所述目标数据块中的原排序，将各个第一中间数据进行拼接，得到第一中间数据块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述前处理转置矩阵对所述第二中间数据块进行变换，得到所述目标数据块对应的前处理数据块，包括：

在预设坐标系下，将所述第二中间数据块沿XZ平面切片为多个二维中间数据；

将所述二维中间数据与所述前处理转置矩阵相乘，得到所述二维中间数据对应的前处理数据；

按照各个二维中间数据在所述第二中间数据块中的原排序，将各个前处理数据进行拼接，得到前处理数据块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述候选输入块的尺寸通过以下方式预先设置：

通过以下公式设置所述候选输入块的尺寸：

其中，I_r为所述候选输入块的尺寸，k为所述候选反卷积核的尺寸，r为所述变换强度，s为预设的反卷积步长，为向上取整。