【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体与信息处理交叉，具体涉及一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法、装置及系统。
技术介绍
1、近年来，光电传感技术取得了长足的进步，现已成为包括自动驾驶和交通运输在内的各种智能感知系统的重要组成部分。此外，随着互联光电传感设备的迅速普及，大量的传感数据(主要是冗余数据)通过信号通道传输。这减慢了数据处理速度并提高了成本。为了有效地处理感官输入，未来迫切需要一种集传感、编码和压缩为一体的实时智能传感设备。
2、传统的传感器阵列需要完全采样信号，随后由复杂的处理单元和模数转换器(adc)进行压缩和进一步处理。而现有的传感器内计算范式虽然可以处理传感器内部的数据，但大多是简单的底层处理，如滤波、去噪、特征提取等，无法从根本上解决数据爆炸式增长的问题。此外，传统的数字处理器速度的上限很大程度上是由时钟频率决定的，而时钟频率的增加受到逻辑状态翻转速度的限制。进一步提高处理器速度将导致严重的过热问题，这导致先进数字计算机的时钟频率已经停止增长超过十年。使用连续时间数据表示可以避免不同逻辑状态之间的切换，并且可以克服处理器的速度瓶颈。因此，设计一种在连续时间域可以集成传感、编码和压缩为一体的实时智能传感设备和方法，将极大的促进信息处理领域的发展。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法、装置及系统。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本
4、s1、利用脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果；其中，每个脉冲芯片像素结构包括：一个光电晶体管和一个易失性忆阻器；光电晶体管和易失性忆阻器串联连接；多个脉冲芯片像素结构构成脉冲芯片；
5、s2、利用脉冲芯片像素结构中的易失性忆阻器，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流；
6、s3、将脉冲尖峰电流进行累加，得到复合频域尖峰信号；
7、s4、在脉冲芯片像素结构中执行n次s1-s3，得到n个复合频域尖峰信号，并通过基尔霍夫定律将n个复合频域尖峰信号组成模拟域压缩结果y。
8、可选地，利用脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
9、将光信号作为传感信号，作用于光电晶体管，以使光电晶体管在传感信号和高速脉冲信号的作用下，改变自身栅极的电压vgs，以完成对光传感尖峰电流的随机稀疏采样，得到亚采样结果。
10、可选地，将光信号作为传感信号，作用于光电晶体管，以使光电晶体管在传感信号和高速脉冲信号的作用下，改变自身栅极的电压vgs，以完成对光传感尖峰电流的随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
11、将光信号作为传感信号，作用于光电晶体管，并在光电晶体管的漏极施加外部的高速脉冲信号，得到脉冲尖峰电流；
12、当电压vgs大于光电晶体管的阈值电压时，则光电晶体管打开，并完成对脉冲尖峰电流的采样。
13、可选地，将光信号作为传感信号，作用于光电晶体管，并在光电晶体管的漏极施加外部的高速脉冲信号，得到脉冲尖峰电流之后，脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，还包括：
14、当电压vgs小于光电晶体管的阈值电压时，则光电晶体管关闭。
15、可选地，利用脉冲芯片像素结构中的易失性忆阻器，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流，包括：
16、在光电晶体管的漏极上施加电压vset；其中，易失性忆阻器集成在光电晶体管的漏极；
17、易失性忆阻器在电压vgs与电压vset的作用下，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流。
18、可选地，易失性忆阻器在电压vgs与电压vset的作用下，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流，包括：
19、当易失性忆阻器的负载电压大于易失性忆阻器的开启电压时，易失性忆阻器转变为低阻态；
20、当易失性忆阻器的负载电压小于易失性忆阻器的开启电压时，易失性忆阻器转变为高阻态；
21、易失性忆阻器在低阻态和高阻态的作用下，形成震荡的尖峰编码，并通过震荡的尖峰编码完成对亚采样结果的频域尖峰编码。
22、可选地，在脉冲芯片像素结构中执行n次s1-s3，得到n个复合频域尖峰信号，并通过基尔霍夫定律将n个复合频域尖峰信号组成模拟域压缩结果y之后，脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，还包括：
23、将模拟域压缩结果y变换到频域，得到信号幅值谱；
24、求解信号幅值谱的l1范数，获取原始信号x。
25、可选地，将模拟域压缩结果y变换到频域，得到信号幅值谱，包括：
26、通过公式y＝φ*ψ*s，计算得到信号稀疏幅值谱s；
27、其中φ为电压vgs的观测矩阵，ψ为稀疏变换。
28、第二方面，本专利技术提供了一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的装置，包括：采样单元、编码单元、累加单元以及循环单元；
29、s1、采样单元，用于利用脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果；其中，每个脉冲芯片像素结构包括：一个光电晶体管和一个易失性忆阻器；光电晶体管和易失性忆阻器串联连接；多个脉冲芯片像素结构构成脉冲芯片；
30、s2、编码单元，用于利用脉冲芯片像素结构中的易失性忆阻器，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流；
31、s3、累加单元，用于将脉冲尖峰电流进行累加，得到复合频域尖峰信号；
32、s4、循环单元，用于在脉冲芯片像素结构中执行n次s1-s3，得到n个复合频域尖峰信号，并通过基尔霍夫定律将n个复合频域尖峰信号组成模拟域压缩结果y。
33、第三方面，本专利技术提供一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的系统，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当系统运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行如上述第一方面方法的步骤。
34、本专利技术提供了一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法、装置及系统，其中，一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，包括：s1、利用脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果；其中，每个所述脉冲芯片像素结构包括：一个光电晶体管和一个易失性忆阻器；光电晶体管和易失性忆阻器串联连接；多个脉冲芯片像素结构构成脉冲芯片；s2、利用脉冲芯片像素结构中的易失性忆阻器，对亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述利用所述脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通所述光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
3.根据权利要求2所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述将光信号作为传感信号，作用于所述光电晶体管，以使所述光电晶体管在所述传感信号和高速脉冲信号的作用下，改变自身栅极的电压VGS，以完成对所述光传感尖峰电流的随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
4.根据权利要求3所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述将光信号作为传感信号，作用于所述光电晶体管，并在所述光电晶体管的漏极施加外部的所述高速脉冲信号，得到所述脉冲尖峰电流之后，所述脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，还包括：
5.根据权利要求2所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述利用所述脉冲芯片像素结构中的所述易失性忆阻
6.根据权利要求5所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述易失性忆阻器在所述电压VGS与所述电压Vset的作用下，对所述亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流，包括：
7.根据权利要求1所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述在所述脉冲芯片像素结构中执行N次S1-S3，得到N个所述复合频域尖峰信号，并通过基尔霍夫定律将N个所述复合频域尖峰信号组成模拟域压缩结果Y之后，所述脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，还包括：
8.根据权利要求7所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述将所述模拟域压缩结果Y变换到频域，得到信号幅值谱，包括：
9.一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的装置，其特征在于，包括：采样单元、编码单元、累加单元以及循环单元；
10.一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的系统，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述系统运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述利用所述脉冲芯片像素结构中的光电晶体管对传感信号进行感知并随机选通所述光电晶体管的栅极对光传感尖峰电流进行随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
3.根据权利要求2所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述将光信号作为传感信号，作用于所述光电晶体管，以使所述光电晶体管在所述传感信号和高速脉冲信号的作用下，改变自身栅极的电压vgs，以完成对所述光传感尖峰电流的随机稀疏采样，得到亚采样结果，包括：
4.根据权利要求3所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述将光信号作为传感信号，作用于所述光电晶体管，并在所述光电晶体管的漏极施加外部的所述高速脉冲信号，得到所述脉冲尖峰电流之后，所述脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，还包括：
5.根据权利要求2所述的一种脉冲芯片像素结构用于模拟域压缩的方法，其特征在于，所述利用所述脉冲芯片像素结构中的所述易失性忆阻器，对所述亚采样结果进行频域尖峰编码，得到脉冲尖峰电流，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，王瑞，马晓华，曾桐龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。