【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學計算，尤其涉及一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法、系統及芯片。
技術介紹
1、在信息技術蓬勃發展的時代，海量的多模態信息從工業，金融業，服務業等等行業產生，這些數據隱含著大量行業運行的關鍵信息，這些數據中的信息已經成為重要的生產要素。然而，絕大部分數據中的信息是隱含的，需要提取其中的重要特征以支撐分析。在高實時性的運算場景下，ms甚至到亞us級的計算響應延時是必須的。但在傳統的“感傳算”鏈路中，信息的感知，傳輸與計算相分離，使得整個計算系統的端到端計算延時嚴重受阻，并且數據體量遠大于信息體量存在著大量冗余，因此整個計算系統的時延、處理速度面臨嚴峻瓶頸。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法、系統及芯片，用以解決現有技術中整個計算系統的時延、處理速度面臨嚴峻瓶頸的缺陷。本專利技術在光域進行特征提取與初步計算，計算時間大幅降低，能夠實現高速需求，壓縮冗余數據，提升整個計算系統的速度、帶寬、效率，解決電子計算帶來的嚴峻瓶頸。
2、本專利技術提供一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，包括：將輸入端的數據加載到輸入光信號上；對所述輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號；所述預處理的方式包括功率分配、時延、幅度和相位調節；通過片上衍射光學特征提取器對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到并行輸出的光學特征信息；所述光學特征信息用于傳輸到接收端。
3、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射
4、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述對所述輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號，包括：所述輸入光信號通過輸入耦合光柵進入波導中；在波導中的光信號通過所述可重構的功率分配器分配到不同的路徑上，得到功率分配后的光信號；各路徑上的光信號的功率分配比例可動態調整；所述功率分配后的光信號通過延時線進行信號延遲，得到延遲后的光信號；不同路徑上的光信號在通過延時線后具有不同的延時；所述延遲后的光信號通過所述幅度調制器進行光信號的幅度調整，得到調整幅度后的光信號；所述調整幅度后的光信號經過所述相位調制器進行光信號的相位調整，將調整相位后的光信號作為所述預處理后的光信號。
5、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述通過片上衍射光學特征提取器對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到光學特征信息之后，包括：將多組并列的光學特征信息進行非相干功率求和，得到求和后的光信號；所述求和后的光信號用于傳輸到所述接收端。
6、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述將輸入端的信息加載到輸入光信號上之前，還包括：校正多個可重構的功率分配器、幅度調制器和相位調制器。
7、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述校正多個可重構的功率分配器、幅度調制器和相位調制器，包括：使用飛秒激光器作為輸入光源，所述接收端包括連接光電探測器的示波器和光功率計；初始化多個所述可重構的功率分配器和所述幅度調制器；通過最大化所述光功率計的輸出功率，以使多個所述幅度調制器處于全開通狀態；從前向后依次調節多個所述可重構的功率分配器，通過最小化所述光功率計的輸出功率，以使所有輸入功率注入最長延時的路徑；從后向前依次掃描多個所述可重構的功率分配器的電壓偏置，直至所述示波器上獲取的具有不同延時的輸出的功率比例滿足預設比例要求，完成所述可重構的功率分配器和所述幅度調制器的校正；將所述輸入光源切換為連續激光器；從前向后依次掃描多個所述相位調制器加載偏置，通過最大化所述光功率計的輸出功率，以使相位對齊；再次根據相位-電壓映射曲線調整多個所述相位調制器的電壓偏置，使相位關系滿足預設相位要求，完成所述相位調制器的校正。
8、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述片上衍射光學特征提取器包括輸入陣列、衍射區和輸出陣列；所述通過片上衍射光學特征提取器對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到光學特征信息，包括：所述預處理后的光信號通過所述輸入陣列進入所述衍射區時發生衍射；光信號在所述衍射區內傳播的同時發生擴散；通過光信號的相干疊加，在所述輸出陣列提取所述預處理后的信號的邊緣特征。
9、根據本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，所述片上衍射光學特征提取器的通信波段為1.55μm通信波段，所述延時線的時延范圍為80-240ps，所述輸入光信號的頻率范圍為4.16-12.5gbaud/s，所述衍射區的面積范圍為10×8μm2。
10、本專利技術還提供一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算系統，包括：加載模塊，用于將輸入端的數據加載到輸入光信號上；預處理模塊，用于對所述輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號；所述預處理的方式包括功率分配、時延、幅度和相位調節；片上衍射光學特征提取器，用于對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到并行輸出的光學特征信息；所述光學特征信息用于傳輸到接收端。
11、本專利技術還提供一種芯片，包括上述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算系統。
12、本專利技術提供的一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法、系統及芯片，該方法包括：將輸入端的數據加載到輸入光信號上；對輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號；預處理的方式包括功率分配、時延、幅度和相位調節；通過片上衍射光學特征提取器對預處理后的光信號進行特征提取計算，得到并行輸出的光學特征信息；光學特征信息用于傳輸到接收端。本專利技術在光域進行特征提取與初步計算，計算時間大幅降低，能夠實現高速需求，壓縮冗余數據，提升整個計算系統的速度、帶寬、效率，解決電子計算帶來的嚴峻瓶頸。
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1.一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述將輸入端的數據加載到輸入光信號上，包括：
3.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述對所述輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號，包括：
4.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述通過片上衍射光學特征提取器對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到光學特征信息之后，包括：
5.根據權利要求3所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述將輸入端的信息加載到輸入光信號上之前，還包括：
6.根據權利要求5所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述校正多個可重構的功率分配器、幅度調制器和相位調制器，包括：
7.根據權利要求3所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述片上衍射光學特征提取器包括輸入陣列、衍射區和輸出陣列；
...【技術特征摘要】
1.一種基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述將輸入端的數據加載到輸入光信號上，包括：
3.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述對所述輸入光信號進行光學域的預處理，得到預處理后的光信號，包括：
4.根據權利要求1所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述通過片上衍射光學特征提取器對所述預處理后的光信號進行特征提取計算，得到光學特征信息之后，包括：
5.根據權利要求3所述的基于片上衍射光學特征提取的光學計算方法，其特征在于，所述將輸入端的信息加載到輸入光信號上之前，還包括：
6.根據權利要求5所述的...
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