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公开(公告)号：CN114912598B
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202110172825.1
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提供一种光人工神经网络智能芯片及制备方法，将光滤波器层作为人工神经网络的输入层和线性层，将光滤波器层对入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，将图像传感器的平方检波响应作为人工神经网络的非线性层中的第一次非线性激活函数，将处理器作为人工神经网络的全连接、非线性层中的第二次非线性激活函数以及输出层，从而滤波器层和图像传感器以硬件的方式实现了人工神经网络中输入层、线性层和非线性激活函数的相关功能，使得后续在进行智能处理时不需要再进行与输入层和线性层对应的复杂的信号和算法处理，从而可以大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN117705278A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202211105378.9
申请日：2022-09-09
Applicant: 清华大学 , 北京与光科技有限公司
Abstract: 本发明提供一种光谱芯片中随机形状单元的生成方法、装置及光谱芯片，其中的方法包括：生成初始矩阵，并对初始矩阵进行傅里叶逆变换，获取与初始矩阵相应的水平集函数；基于水平集函数，生成光谱芯片中的随机形状单元。由于各组微纳结构阵列都是由生成的随机形状单元组成，因此，对于包括多组微纳结构阵列的光调制层而言，包含了该方法生成的各种不同的随机形状单元，使得光调制层对入射光具备丰富的光谱调制特性，从而有利于克服光谱恢复精度的限制，实现对入射光频谱的高精度测量，有效提高了光谱恢复的精度，并且还能够减小光谱器件的体积和成本。
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公开(公告)号：CN117664332A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202211066450.1
申请日：2022-08-31
Applicant: 清华大学 , 北京与光科技有限公司
Abstract: 本发明提供了一种光谱成像芯片、设备及光谱成像方法，涉及光谱设备技术领域。光谱成像芯片包括依次层叠设置的光调制层、图像传感器层和信号处理电路层，光调制层上分布有多个微纳结构阵列，多个微纳结构阵列沿第一方向排布形成微纳结构阵列组；在第一方向上，任意一个微纳结构阵列与其他微纳结构阵列不相同。本发明提供的光谱成像芯片、设备及光谱成像方法，可以实现光谱成像设备的小型化，降低成本。
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公开(公告)号：CN114912597B
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202110172817.7
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
IPC: G06N3/067 , G06N3/0499 , G06N3/048 , G06N3/08
Abstract: 本发明提供一种农业控制芯片、智能农业控制设备及制备方法，本发明在硬件芯片上嵌入了人工神经网络，将硬件芯片上的光调制层作为人工神经网络的输入层，将图像传感器作为人工神经网络的线性层，将光调制层对入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，并利用处理器实现非线性层以及输出层，本发明中的光调制层和图像传感器以硬件的方式实现了人工神经网络中输入层和线性层的相关功能，从而可以大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN112018139B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202010820373.9
申请日：2020-08-14
Applicant: 清华大学
IPC: H01L27/146
Abstract: 本发明实施例提供了一种光谱芯片中的微纳结构阵列的生成方法，包括：生成二维光栅结构的步骤；将排布周期内的区域进行网格划分；对多个网格区域进行像素值的随机分配，得到与随机形状结构对应的初始图案；不同的像素值表示对应的网格区域具备不同的折射率；对初始图案进行滤波平滑处理和二值化处理，得到二值化图案；二值化图案对应一个随机形状结构。本发明实施例提供的光谱芯片中的微纳结构阵列的生成方法，可以生成互不相同的随机形状结构，使得基于该随机形状结构的二维光栅结构具有对入射光丰富的宽谱调制特性，克服了传统光谱恢复的局限性，从而有利于提高光谱恢复的精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114913553A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202110172818.1
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提供一种光人工神经网络指纹识别芯片、指纹识别装置及制备方法，本发明提供的芯片以硬件方式模拟人工神经网络，用于指纹识别，本发明将光滤波器层作为人工神经网络的输入层，将图像传感器作为人工神经网络的线性层，将光滤波器层对进入光滤波器层的入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，使得后续在使用该指纹识别芯片进行指纹识别处理时不需要再进行与输入层和线性层对应的复杂的信号处理和算法处理，这样可以大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN114912601A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202110172848.2
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
IPC: G06N3/067 , H01L27/146
Abstract: 本发明提供一种光人工神经网络环保监测芯片及制备方法，本发明提供的芯片以硬件方式模拟人工神经网络，用于环境污染物的在线识别或分析，本发明将光滤波器层作为人工神经网络的输入层，将图像传感器作为人工神经网络的线性层，将光滤波器层对进入光滤波器层的入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，使得后续在使用该环保监测芯片进行环保监测智能处理时不需要再进行与输入层和线性层对应的复杂的信号处理和算法处理，这样可以大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN114912600A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202110172843.X
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提供一种光人工神经网络智能农业精准控制芯片及制备方法，用于农业精准控制智能处理任务，将光调制层作为人工神经网络的输入层和线性层，将光调制层对入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，将图像传感器的平方检波响应作为人工神经网络的非线性层中的第一次非线性激活函数，将处理器作为人工神经网络的全连接、非线性层中的第二次非线性激活函数以及输出层，从而光调制层和图像传感器以硬件的方式实现人工神经网络中输入层、线性层和非线性激活函数的相关功能，从而大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN114912598A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202110172825.1
申请日：2021-02-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提供一种光人工神经网络智能芯片及制备方法，将光滤波器层作为人工神经网络的输入层和线性层，将光滤波器层对入射光的滤波作用作为输入层到线性层的连接权重，将图像传感器的平方检波响应作为人工神经网络的非线性层中的第一次非线性激活函数，将处理器作为人工神经网络的全连接、非线性层中的第二次非线性激活函数以及输出层，从而滤波器层和图像传感器以硬件的方式实现了人工神经网络中输入层、线性层和非线性激活函数的相关功能，使得后续在进行智能处理时不需要再进行与输入层和线性层对应的复杂的信号和算法处理，从而可以大幅降低人工神经网络处理时的功耗和延时。
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公开(公告)号：CN112018140A
公开(公告)日：2020-12-01
申请号：CN202010820381.3
申请日：2020-08-14
Applicant: 清华大学
IPC: H01L27/146
Abstract: 本发明实施例提供一种基于随机形状单元的微型光谱芯片，包括：CIS晶圆，光调制层，光调制层包括设置在CIS晶圆的感光区域表面的若干个微纳结构单元，每个微纳结构单元包括多个微纳结构阵列，每个微纳结构单元中、不同微纳结构阵列是由随机形状的内部单元组成的二维光栅。本案中的每个微纳结构单元中、不同微纳结构阵列具有的内部单元形状不同，各组微纳结构阵列对不同波长光的调制作用不同，充分利用“形状”这个自由度，得到对入射光丰富的调制作用，提高了光谱恢复的精度，并且可以降低单元的尺寸；利用基于随机形状的内部单元的二维光栅结构，具有对入射光丰富的宽谱调制特性，实现对入射光频谱的高精度测量。
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