JP2008310700A - 演算処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力データに演算を施して演算結果を生成する複数の処理ノードが階層的に接続されたネットワーク演算を実行する演算処理装置は、ネットワーク演算を実現するための、前記複数の処理ノードの各々が実行する所定の処理単位の演算の実行順序を規定したシーケンス情報に基づいて、演算処理を実行すべき処理ノードを順次に指定し、指定された処理ノードによる演算処理を上記処理単位で実行して演算結果を得る。そして、演算処理装置は、複数の処理ノードの各々に対してメモリの部分領域をリングバッファとして割り当て、上記処理単位の演算結果の量に対応したメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させながら、上記演算結果をメモリに書き込む。
【選択図】 図1
Description
input(x,y):座標(x、y)での参照画素値、
output(x,y):座標(x、y)での演算結果、
weight(column,row):座標(x+column、y+row)での重み係数、
columnSize=11, rowSize=11:フィルタカーネルサイズ(フィルタタップ数)である。
入力データに演算処理を施す論理的な複数の処理ノードが階層的に接続されたネットワーク演算を実行する演算処理装置であって、
前記複数の処理ノードの各々が実行する予め定められた処理単位の演算の実行順序を規定したシーケンス情報に基づいて、前記複数の処理ノードから、演算処理を実行すべき処理ノードを順次に指定する指定手段と、
前記指定手段で指定された処理ノードによる演算処理を前記処理単位で実行して演算結果を得る実行手段と、
前記複数の処理ノードの各々に対してメモリの部分領域をリングバッファとして割り当て、前記処理単位の演算結果の量に対応したメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させながら、前記実行手段によって得られた各処理ノードの演算結果を対応するリングバッファに書き込むメモリ制御手段とを備える。
入力データに演算処理を施す論理的な複数の処理ノードが階層的に接続されたネットワーク演算を実行する演算処理装置の制御方法であって、
前記複数の処理ノードの各々が実行する予め定められた処理単位の演算の実行順序を規定したシーケンス情報に基づいて、前記複数の処理ノードから、演算処理を実行すべき処理ノードを順次に指定する指定工程と、
前記指定工程で指定された処理ノードによる演算処理を前記処理単位で実行して演算結果を得る実行工程と、
前記複数の処理ノードの各々に対してメモリの部分領域をリングバッファとして割り当て、前記処理単位の演算結果の量に対応したメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させながら、前記実行工程によって得られた各処理ノードの演算結果を対応するリングバッファに書き込むメモリ制御工程とを備える。
第1実施形態の動作の詳細について図1、図6、図7、図8を用いて説明する。
なお、列カウンタ1602、ウインドウカウンタ1607には、ネットワーク構成管理部108が保持するネットワーク構成情報テーブル(図9)の内容に従って演算種別の変更毎にカウント数が設定される。
Address(n)
=OffsetAddress
+(mod(RingCtr−(FilterHeight−1)+RingHeight+n,RingHeight))×WIDTH
ここで、
Address(n):nライン目の参照データ行先頭アドレス、
n:ライン番号昇順、
OffsetAddress:オフセットアドレス値(A1に相当するアドレス)、
RingCtr:リングカウンタ出力値、
RingHeight:リングバッファ高さ、
mod(x,y):xのyに対する剰余、
WIDTH:特徴データの幅、とする。
第1実施形態では全ての論理的な処理ノード毎にリングバッファのサイズを設定可能な構成について説明したが、本発明はこれに限るわけではない。例えば、階層毎にのみリングバッファのサイズが異なるように構成しても良い。すなわち、リングバッファのサイズ(循環数)を、ネットワークにおける処理ノードが属する階層毎に設定可能にしてもよい。第2実施形態ではこのような構成について説明する。
第1、第2実施形態ではCNN処理部63をハードウェアで実現する場合について説明したが、本発明はCNN処理部63をソフトウェアにより実現する場合にも適用することが可能である。図21は、ソフトウェアで実現する場合の画像処理装置(パターン検出装置)の構成例を示すブロック図である。図21に示す構成は、図6に示す構成からCNN処理部63を取り除き、ランダムアクセス可能な高速メモリ2103(以下、RAM2103)を追加したものであるため、その違いを中心に説明する。
上述の各実施形態では、メモリ102の連続するアドレス空間に複数の処理ノードに対応した複数の部分領域を割り当て、リングカウンタ105を使用して、メモリ102の各部分領域をライン単位で循環しながら使用する方法について説明した。しかしながら、本発明はこのようなメモリの使用方法に限るわけではない。例えば、リングカウンタに対応するメモリアドレステーブルを有し、当該テーブルを参照する事で、不連続な領域を所定の処理単位で割り当てながら処理する等の方法でも良い。即ち、本発明で規定するリングバッファとは、狭義のリングバッファ或いは循環バッファに限定されるものではない。
Claims (22)
- 入力データに演算処理を施す論理的な複数の処理ノードが階層的に接続されたネットワーク演算を実行する演算処理装置であって、
前記複数の処理ノードの各々が実行する予め定められた処理単位の演算の実行順序を規定したシーケンス情報に基づいて、前記複数の処理ノードから、演算処理を実行すべき処理ノードを順次に指定する指定手段と、
前記指定手段で指定された処理ノードによる演算処理を前記処理単位で実行して演算結果を得る実行手段と、
前記複数の処理ノードの各々に対してメモリの部分領域をリングバッファとして割り当て、前記処理単位の演算結果の量に対応したメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させながら、前記実行手段によって得られた各処理ノードの演算結果を対応するリングバッファに書き込むメモリ制御手段とを備えることを特徴とする演算処理装置。 - 前記メモリ制御手段は、前記ネットワーク演算における前記複数の処理ノードの論理的な接続状態に基づいて、各処理ノードへのリングバッファの割り当てを決定することを特徴とする請求項1に記載の演算処理装置。
- 前記メモリ制御手段は、処理ノードに割り当てられるリングバッファの循環数を、当該処理ノードの後段に接続されている処理ノードが前記処理単位の演算を実行する際に参照するデータのサイズに基づいて決定することを特徴とする請求項2に記載の演算処理装置。
- 前記入力データは2次元の画像データであり、
前記実行手段は、前記画像データの水平方向の1ラインを単位として演算処理を実行して水平方向の1ライン分の演算結果を取得し、
前記メモリ制御手段は、水平方向の1ライン分のメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の演算処理装置。 - 前記指定手段は、ネットワーク演算の変更に応じて、前記シーケンス情報を変更し、
前記メモリ制御手段は、変更後のネットワーク演算における処理ノードの接続構造に基づいて、前記メモリの、処理ノードへの部分領域の割り当てを変更することを特徴とする請求項2に記載の演算処理装置。 - 前記リングバッファにおける、前記演算結果の書き込み先を示す循環位置を、前記複数の処理ノードのそれぞれに関して保持する保持手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の演算処理装置。
- 前記メモリ制御手段は、前記リングバッファの循環数を、処理ノード毎に設定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の演算処理装置。
- 前記メモリ制御手段は、前記リングバッファの循環数を、前記ネットワークにおける処理ノードが属する階層毎に設定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の演算処理装置。
- 前記メモリが連続するアドレス空間を有するメモリであり、前記複数の処理ノードの各々に前記メモリの異なるアドレス空間が割り当てられることで、前記メモリが共有されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の演算処理装置。
- 前記ネットワークの演算処理がコンボリューショナルニューラルネットワークの演算処理であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の演算処理装置。
- 入力データに演算処理を施す論理的な複数の処理ノードが階層的に接続されたネットワーク演算を実行する演算処理装置の制御方法であって、
前記複数の処理ノードの各々が実行する予め定められた処理単位の演算の実行順序を規定したシーケンス情報に基づいて、前記複数の処理ノードから、演算処理を実行すべき処理ノードを順次に指定する指定工程と、
前記指定工程で指定された処理ノードによる演算処理を前記処理単位で実行して演算結果を得る実行工程と、
前記複数の処理ノードの各々に対してメモリの部分領域をリングバッファとして割り当て、前記処理単位の演算結果の量に対応したメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させながら、前記実行工程によって得られた各処理ノードの演算結果を対応するリングバッファに書き込むメモリ制御工程とを備えることを特徴とする演算処理装置の制御方法。 - 前記メモリ制御工程は、前記ネットワーク演算における前記複数の処理ノードの論理的な接続状態に基づいて、各処理ノードへのリングバッファの割り当てを決定することを特徴とする請求項11に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記メモリ制御工程は、処理ノードに割り当てられるリングバッファの循環数を、当該処理ノードの後段に接続されている処理ノードが前記処理単位の演算を実行する際に参照するデータのサイズに基づいて決定することを特徴とする請求項12に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記入力データは2次元の画像データであり、
前記実行工程は、前記画像データの水平方向の1ラインを単位として演算処理を実行して水平方向の1ライン分の演算結果を取得し、
前記メモリ制御工程は、水平方向の1ライン分のメモリ領域を単位としてデータの書き込み先を循環させることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。 - 前記指定工程は、ネットワーク演算の変更に応じて、前記シーケンス情報を変更し、
前記メモリ制御工程は、変更後のネットワーク演算における処理ノードの接続構造に基づいて、前記メモリの、処理ノードへの部分領域の割り当てを変更することを特徴とする請求項12に記載の演算処理装置の制御方法。 - 前記リングバッファにおける、前記演算結果の書き込み先を示す循環位置を、前記複数の処理ノードのそれぞれに関して保持する保持工程を更に備えることを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記メモリ制御工程は、前記リングバッファの循環数を、処理ノード毎に設定することを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記メモリ制御工程は、前記リングバッファの循環数を、前記ネットワークにおける処理ノードが属する階層毎に設定することを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記メモリが連続するアドレス空間を有するメモリであり、前記複数の処理ノードの各々に前記メモリの異なるアドレス空間が割り当てられることで、前記メモリが共有されることを特徴とする請求項11乃至18のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。
- 前記ネットワークの演算処理がコンボリューショナルニューラルネットワークの演算処理であることを特徴とする請求項11乃至19のいずれか1項に記載の演算処理装置の制御方法。
- 請求項11乃至20のいずれか1項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項11乃至20のいずれか1項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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