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卷积脉冲神经网络用于时空特征提取

Ali Samadzadeh Fatemeh Sadat Tabatabaei Far Ali Javadi Ahmad Nickabadi Morteza Haghir Chehreghani

摘要

脉冲神经网络(SNNs)由于其基于事件的特性,可以在低功耗和嵌入式系统(如新兴的神经形态芯片)中使用。此外,与传统的前馈人工神经网络(ANNs)相比,它们具有较低的计算成本,同时保留了ANNs的性质。然而,卷积脉冲神经网络及其他类型SNNs中的时间编码尚未得到充分研究。在本文中,我们通过设计实验来利用这一特性,探讨了卷积SNNs的空间-时间特征提取机制。浅层卷积SNN在性能上超过了当前最先进的空间-时间特征提取方法,如C3D、ConvLSTM及类似网络。此外,我们提出了一种新的深层脉冲架构来解决实际问题(特别是分类任务),该架构在NMNIST(99.6%)、DVS-CIFAR10(69.2%)和DVS-Gesture(96.7%)数据集上的表现优于其他SNN方法,在UCF-101(42.1%)和HMDB-51(21.5%)数据集上的表现也优于ANN方法。值得注意的是,训练过程是基于本文所解释的空间-时间反向传播变体实现的。


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