[发明专利]余弦距离计算单元、方法、加速单元和电子设备

说明书

本申请实施例提供了一种余弦距离计算单元、方法、加速单元和电子设备，该余弦距离计算单元用于计算第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离，包括2^L个乘法器和L个加法器层，第i加法器层包括2^L‑i个第i加法器，每个乘法器接收第一归一化向量和第二归一化向量中相应向量元素作为输入；每两个乘法器为一组，对应一个第一加法器，该组中的两个乘法器的输出作为该第一加法器的输入；对于第1至第L‑1加法器层中的第i加法器层，每两个第i加法器为一组，对应第i+1加法器层中的一个第i+1加法器，该组中的两个第i加法器的输出作为该第i+1加法器的输入；余弦距离根据第L加法器层的输出确定。本方案可提高余弦距离计算的实时性。

技术领域

本申请实施例涉及芯片技术领域，尤其涉及一种余弦距离计算单元、方法、加速单元和电子设备。

背景技术

在人脸匹配、指纹匹配等应用场景，需要计算目标向量与多个样本向量之间的余弦距离(余弦相似度)，进而根据计算出的余弦距离确定与目标向量相匹配的一个或多个样本向量。比如，在人脸匹配场景，获取到目标用户的目标人脸向量后，算目标人脸向量与特征库中每个样本人脸向量之间的余弦距离，进而根据计算出的余弦距离，获取与目标人脸向量之间余弦距离较大的若干样本人脸向量对应的人脸作为候选人脸，完成一次完整的人脸检测。

目前，在计算向量之间的余弦距离时，通过离线软件计算两个向量之间的余弦距离。

然而，通过离线软件计算余弦距离的方法存在较大的延迟，导致余弦距离计算的实时性较差。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种余弦距离计算方案，以至少部分解决上述问题。

根本本申请实施例的第一方面，提供了一种余弦距离计算单元，用于计算第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离，包括2^L个乘法器、L个加法器层，其中第i加法器层包括2^L-i个第i加法器，其中1≤i≤L，L为正整数，每个乘法器接收所述第一归一化向量的一个向量元素和所述第二归一化向量中的相应向量元素作为输入；所述2^L个乘法器中每两个乘法器分为一组，对应于一个第一加法器，该组中的两个乘法器的输出作为该第一加法器的输入；对于第1至第L-1加法器层中的第i加法器层，每两个第i加法器分为一组，对应于第i+1加法器层中的一个第i+1加法器，该组中的两个第i加法器的输出作为该第i+1加法器的输入；所述余弦距离根据所述第L加法器层的输出确定。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种加速单元，包括：

根据上述第一方面中任一个所述的余弦距离计算单元；

控制器，用于控制所述余弦距离计算单元工作。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

根据上述第二方面中任一个所述的加速单元；

处理单元，用于将第一向量归一化成所述第一归一化向量，将第二向量归一化成所述第二归一化向量，并调度所述加速单元执行所述第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离的计算。

根据本申请实施例的第四方面，提供了一种余弦距离计算方法，用于计算第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离的余弦距离计算单元，所述余弦距离计算单元包括2^L个乘法器、L个加法器层，其中第i加法器层包括2^L-i个第i加法器，其中1≤i≤L，L为正整数，所述方法包括：

通过每个乘法器接收所述第一归一化向量的一个向量元素和所述第二归一化向量中的相应向量元素作为输入；

将所述2^L个乘法器中每两个乘法器分为一组，对应于一个第一加法器，该组中的两个乘法器的输出作为该第一加法器的输入；