[发明专利]一种基于光子计算芯片的卷积计算方法及装置

权利要求书

1.一种基于光子计算芯片的卷积计算方法，其特征在于，所述方法适用于光子计算芯片的卷积计算装置，所述卷积计算装置中包括光信号输入端以及光探测器输出端，所述输入端与所述输出端之间通过级联排布的干涉仪阵列连接，所述方法包括：

获取权重矩阵，并将所述权重矩阵加载至光子计算芯片中的干涉仪阵列；

获取待处理的目标输入向量，其中，所述目标输入向量是从目标特征图中得到的；

将所述目标输入向量输入至所述输入端，通过所述输入端利用所述目标输入向量进行向量-权重矩阵的线性计算，得到输出向量；

从每个输出向量中提取属于同一行的元素进行求和，得到卷积核与目标特征图之间的卷积计算结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取权重矩阵，包括：

从n个m×m的卷积核中提取第i行参数，并基于第i行参数生成所述第i行参数对应的m×n的权重矩阵，其中，所述第i行参数对应的权重矩阵的数量为m；

将所述第i行参数对应的权重矩阵加载至光子计算芯片的干涉仪阵列，其中，m，n，i均为大于等于1的整数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待处理的目标输入向量，包括：

获取待处理的目标特征图；

利用预设滑动窗口对所述目标特征图进行分析，得到m个待处理的特征行向量，其中，每个特征行向量中包括m个元素；

提取第i行的特征行向量，将所述特征行向量转换为第i行对应的特征列向量，并将所述特征列向量确定为所述目标输入向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述目标输入向量输入至所述输入端，通过所述输入端利用所述目标输入向量进行向量-权重矩阵的线性计算，得到输出向量，包括：

将第i行对应的特征列向量输入至所述输入端，以使所述输入端与所述第i行对应的权重矩阵进行线性乘法运算，得到所述第i行对应的输出向量；

重复运行光子计算芯片，直至得到m个输出向量，其中，输出向量中包括n个元素。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从每个输出向量中提取属于同一行的元素进行求和，得到卷积核与目标特征图之间的卷积计算结果，包括：

从m个输出向量中提取属于同一行的元素进行求和，得到m个输出向量对应的输出值；

将m个输出向量对应的输出值确定为所述卷积计算结果。

6.一种基于光子计算芯片的卷积计算装置，其特征在于，包括：光信号输入端以及光探测器输出端，所述输入端与所述输出端之间通过级联排布的干涉仪阵列连接，所述干涉仪阵列中加载有权重矩阵；

所述输入端，用于获取目标输入向量，并利用所述目标输入向量进行向量-权重矩阵的线性计算，得到输出向量；

所述输出端，用于从每个输出向量中提取属于同一行的元素进行求和，得到卷积核与目标特征图之间的卷积计算结果。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述权重矩阵是根据酉矩阵、对角矩阵以及酉矩阵对应的复共轭矩阵生成的，所述权重矩阵的维度为m×n，所述酉矩阵的维度为m×m，所述对角矩阵的维度为m×n，所述复共轭矩阵的维度为n×n。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述酉矩阵对应干涉仪阵列中干涉仪的数量基于以下公式计算：

m₁＝n(n-1)/2，式中，m₁为酉矩阵对应干涉仪阵列中干涉仪的数量。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述对角矩阵对应干涉仪阵列中干涉仪的数量基于以下公式计算：

m₂＝3n(3n-1)/2，式中，m₂为对角矩阵对应干涉仪阵列中干涉仪的数量。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行权利要求1至5中任一项所述的方法步骤。