[发明专利]使用交叉条非易失性存储器设备的超稀疏图像压缩

说明书

本发明公开了通过将图像字典元素存储在交叉条电阻式随机存取存储器(ReRAM)阵列(或其他合适的交叉条NVM阵列)内来实现超稀疏图像/视频压缩的示例性方法和装置。在示例性示例中，所述交叉条ReRAM阵列的每列存储一个字典元素(诸如一个4×4字典元素)的值。描述了用于通过使用非结构化Hebbian训练规程将来自训练图像的补片依次应用于所述交叉条ReRAM阵列来训练(配置)所述阵列以生成和存储所述字典元素的方法和装置。另外，描述了用于通过将来自所述输入图像的补片应用于所述ReRAM阵列以读出交叉条列索引来压缩输入图像的方法和装置，所述交叉条列索引识别存储最佳拟合所述图像的各种字典元素的所述列。这可以使用一组ReRAM阵列来并行进行。

技术领域

本公开的各方面整体涉及交叉条非易失性存储器(NVM)设备，并且更具体地讲，涉及使用此类设备的图像压缩。

背景技术

图像压缩用于多种应用程序，诸如用于在具有有限存储的系统内归档大型图像数据库，或用于生成可被快速且有效处理的压缩图像，这对于图像模式识别可能是有用的。对于许多应用程序(诸如移动设备内的应用程序)，大小或功率可能受到限制。本文公开的方法和装置的至少一些方面旨在提供有效的图像压缩，特别是消耗最小的功率和电路空间。

发明内容

下文呈现了对本公开的一些方面的简要概述，以提供对这些方面的基本理解。该概述并不是对本公开的所有设想特征的广泛概述，并且既不旨在标识本公开的所有方面的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些方面的各种概念，以作为稍后呈现的更详细描述的序言。

本公开的一个实施方案提供了一种设备，包括：交叉条非易失性存储器(NVM)阵列；训练图像输入电路，该训练图像输入电路被配置为输入一组训练图像；以及交叉条训练电路，该交叉条训练电路被配置为在交叉条NVM阵列内生成和存储图像元素字典以用于图像压缩，其中交叉条训练电路被配置为根据一组训练图像生成图像元素字典。

本公开的另一个实施方案提供了一种用于训练交叉条NVM阵列的方法。方法包括：将一组图像压缩训练图像应用于交叉条NVM阵列；以及基于图像压缩训练图像确定和设置交叉条NVM阵列的交叉点值，以便在交叉条NVM阵列内生成并存储图像元素字典以用于图像压缩。

本公开的又一个实施方案提供了一种设备，包括：交叉条NVM阵列，该交叉条NVM阵列被配置为存储图像元素字典；基于交叉条NVM字典的图像压缩电路，该基于交叉条NVM字典的图像压缩电路被配置为将输入图像的一组部分应用于交叉条NVM阵列，以及针对每个部分，从交叉条NVM阵列获得从字典图像元素中识别出与该部分相对应的特定图像元素的标识符值；以及字典元素标识符输出电路，该字典元素标识符输出电路被配置为针对输入图像的每个部分输出标识符值。例如，这些部分可以是图像补片。

本公开的再一个实施方案提供了一种用于使用交叉条NVM阵列来进行图像压缩的方法，该交叉条NVM阵列被配置为存储图像元素字典。方法包括：将输入图像的一组部分应用于交叉条NVM阵列；针对每个部分，从交叉条NVM阵列获得从字典中识别出与该部分相对应的特定图像元素的标识符值；以及针对输入图像的每个部分输出标识符值，这些标识符值共同表示输入图像的压缩表示。例如，部分再次可以是图像补片。

附图说明

图1是被配置用于使用交叉条NVM阵列(诸如交叉条电阻式随机存取存储器(ReRAM)阵列)来进行图像压缩的设备的框图。

图2是示出用于训练和图像压缩的图1的设备的选定部件(包括NVM本身的选定部件)的框图。

图3是交叉条ReRAM阵列和图像字典的框图。

图4是提供训练规程的概述的流程图，该训练规程用于将交叉条ReRAM配置为存储图像字典以供在后续图像压缩中使用。

图5是提供无监督训练规程的示例的流程图。