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SpikeYOLO:高性能低能耗目标检测网络

前言

脉冲神经网络(Spiking Neural Networks, SNNs)具有生物合理性低功耗的优势,相较于人工神经网络(Artificial Neural Networks, ANNs)。然而,由于性能较差,目前 SNNs 的应用仅限于简单的分类任务。

在这项工作中,我们专注于缩小 SNNs 和 ANNs 在物体检测任务上的性能差距。我们的设计围绕网络架构脉冲神经元展开。

首先,YOLO 系列在转换为对应的脉冲版本时,由于模块设计过于复杂,导致了脉冲退化。为了解决这个问题,我们设计了一种 SpikeYOLO 架构,通过简化原始 YOLO 并引入元 SNN 模块来解决这一问题。

其次,在脉冲神经元将膜电位转换为二进制脉冲的过程中,物体检测对量化误差更加敏感。为了解决这个挑战,我们设计了一种新型脉冲神经元,在训练过程中激活整数值,并通过扩展虚拟时间步长在推理过程中保持脉冲驱动。该方法在静态和神经形态物体检测数据集上进行了验证。

在静态 COCO 数据集上,我们获得了 66.2% mAP@50 和 48.9% mAP@50:95,分别比之前最先进的 SNN 高 15.0% 和 18.7%。 在神经形态 Gen1 数据集上,我们实现了 67.2% mAP@50,比具有同等架构的 ANN 高出 2.5%,并且能量效率提高了 5.7 倍。

解释

(1)低功耗
由于神经元只有在特定条件下才会发放脉冲,这种机制使得 SNNs 的活动非常稀疏。这种稀疏性降低了整体的计算需求,因此大大减少了能耗
(2)脉冲退化
“脉冲退化”指的是在脉冲神经网络(SNNs)中,由于某些因素导致脉冲信号的质量下降或失去原有特性 。这种退化可能源于以下几个方面:
在这里插入图片描述
“脉冲退化”本质上是指脉冲神经网络在信息处理和


原文地址:https://blog.csdn.net/DQHNB/article/details/142973726

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