基于脉冲神经网络的目标检测方法、系统及设备技术方案

技术编号:28873277 阅读:30 留言:0更新日期:2021-06-15 23:06
本发明专利技术属于计算机视觉和神经计算领域,具体涉及了一种基于脉冲神经网络的目标检测方法、系统及设备,旨在解决传统的深度学习模型计算量大、占用资源多、难以应用到边缘设备中,因而目标检测无法在保证准确率的同时显著减少资源消耗的问题。本发明专利技术包括:将待检测图像的像素点数据转换为脉冲串数据;将预训练的YOLOv3网络的权值转换为适用于脉冲神经网络的权值,并基于该权值构建YOLOv3脉冲神经网络;将脉冲串数据输入YOLOv3脉冲神经网络,获得待检测图像中目标物体的类别和坐标信息。本发明专利技术将传统的卷积神经网络转换为脉冲神经网络,在保证检测准确率的前提下,提高了执行效率,降低了能耗,促进了新一代人工智能芯片的研发。

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲神经网络的目标检测方法、系统及设备
本专利技术属于计算机视觉和神经计算领域,具体涉及了一种基于脉冲神经网络的目标检测方法、系统及设备。
技术介绍
目标检测是计算机视觉领域中很重要的研究方向,在自动驾驶、视频监控、工业检测、航空航天等诸多领域都有具体的应用。在深度学习技术兴起之前,科研人员都是手动设计分类器来提取图像中的物体,导致准确率较低。随着深度学习技术和神经网络的发展,以及计算资源的丰富,研究者们提出大量新奇的网络,大大提高了目标检测的准确率,推动该领域的快速发展。其中典型的检测网络有YOLO系列和RCNN系列。YOLO系列直接可以预测出目标的类别和位置信息,该方法速度较快但准确率相对较低;而RCNN系列则是先挑选出建议区域,在建议区域上进一步获取类别和位置信息。相对的,该方法准确率较高但速度相对较低。上述方法都存在一些问题,这类模型往往计算量大,占用资源多,难以应用到边缘设备中。随着人工智能和神经计算等相关技术的发展,类脑计算受到了科研人员广泛的关注,进而催生出第三代神经网络——脉冲神经网络。传统的深度神经网络虽然也是受到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,该目标检测方法包括:/n步骤S10,获取待检测图像,并将所述待检测图像的像素点数据转换为脉冲串数据;获取预训练的YOLOv3网络的权值,并将所述权值转换为适用于脉冲神经网络的权值;/n步骤S20,基于所述适用于脉冲神经网络的权值构建YOLOv3脉冲神经网络;/n步骤S30,将所述脉冲串数据输入所述YOLOv3脉冲神经网络,获得待检测图像中目标物体的类别和坐标信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,该目标检测方法包括:
步骤S10,获取待检测图像,并将所述待检测图像的像素点数据转换为脉冲串数据;获取预训练的YOLOv3网络的权值,并将所述权值转换为适用于脉冲神经网络的权值;
步骤S20,基于所述适用于脉冲神经网络的权值构建YOLOv3脉冲神经网络;
步骤S30,将所述脉冲串数据输入所述YOLOv3脉冲神经网络,获得待检测图像中目标物体的类别和坐标信息。


2.根据权利要求1所述的基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,步骤S10中将所述待检测图像的像素点数据转换为脉冲串数据,其方法为:
将所述待检测图像的像素点数据的理论最大值记为M,当前像素点数据值记为x,获得首个脉冲发射时刻t=M-x;
进行所述首个脉冲发射时刻的归一化:



其中,tmax和tmin分别为首个脉冲发射时刻的最大值和最小值,T为归一化后脉冲发射时刻的最大值;
基于归一化的首个脉冲发射时刻,遵循泊松过程获取其余的脉冲发射时刻,获得待检测图像的像素点数据转换后的脉冲串数据。


3.根据权利要求1所述的基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,所述预训练的YOLOv3网络的权值包括YOLOv3网络的卷积层权值、leaky-ReLU层权值、shortcut路径权值、concat层权值和上采样层权值。


4.根据权利要求3所述的基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,所述卷积层权值,其转换为适用于脉冲神经网络的权值的方法为:






其中,Wl和bl分别是第l层的卷积核和偏置,λl为第l层输出的最大值。


5.根据权利要求3所述的基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在于,所述leaky-ReLU层权值,其转换为适用于脉冲神经网络的权值的方法为:



其中,Vmem为膜电位,Vth为膜电位的正向阈值,Vth为膜电位的负向阈值,α为预设的超参数。


6.根据权利要求3所述的基于脉冲神经网络的目标检测方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭杰李经纬
申请(专利权)人:中国科学院自动化研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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