Klasifikacija akustičkih događaja neuronskom mrežom izvedenom u FPGA

Sažetak na hrvatskom: U ovome radu implementiran je akusticki detektor baziran na binariziranoj neuronskoj mreži, koja ima dva sloja: jednodimenzionalni konvolucijski i potpuno povezani. U odnosu na dosadašnje detektore postignut je napredak u tocnosti detekcije. Za generiranje skupa podataka, kreir...

Full description

Permalink: http://skupni.nsk.hr/Record/fer.KOHA-OAI-FER:49643/Details
Glavni autor: Orešković, Ante (-)
Ostali autori: Bilas, Vedran (Thesis advisor)
Vrsta građe: Drugo
Impresum: Zagreb, A. Orešković, 2018.
Predmet:
LEADER 03047na a2200229 4500
003 HR-ZaFER
008 160221s2018 ci ||||| m||| 00| 0 hr d
035 |a (HR-ZaFER)ferid5319 
040 |a HR-ZaFER  |b hrv  |c HR-ZaFER  |e ppiak 
100 1 |a Orešković, Ante 
245 1 0 |a Klasifikacija akustičkih događaja neuronskom mrežom izvedenom u FPGA :  |b diplomski rad /  |c Ante Orešković ; [mentor Vedran Bilas]. 
246 1 |a Classification of Acoustic Events With a Neural Network Implemented in FPGA  |i Naslov na engleskom:  
260 |a Zagreb,  |b A. Orešković,  |c 2018. 
300 |a 51 str. ;  |c 30 cm +  |e CD-ROM 
502 |b diplomski studij  |c Fakultet elektrotehnike i računarstva u Zagrebu  |g smjer: Elektroničko i računalno inženjerstvo, šifra smjera: 48, datum predaje: 2018-06-29, datum završetka: 2018-07-09 
520 3 |a Sažetak na hrvatskom: U ovome radu implementiran je akusticki detektor baziran na binariziranoj neuronskoj mreži, koja ima dva sloja: jednodimenzionalni konvolucijski i potpuno povezani. U odnosu na dosadašnje detektore postignut je napredak u tocnosti detekcije. Za generiranje skupa podataka, kreiranje mreže, njeno treniranje i validaciju korišten je PyTorch 0.4 radni okvir. Uz 6 pogrešaka na sekvenci mreža pokazuje tocnost od 95.1% što predstavlja gubitak od 1.1% u odnosu na mrežu prije binarizacije. Demonstriran je novi regularizacijski postupak koji u funkciju cijene dodaje udaljenost težina neurona od abs(1) i time smanjuje kvantizacijsku pogrešku binariziranja. Implementacija je izvedena na Lattice iCE40UL1K FPGA sklopu sa zauzecem 488 od 1248 logickih elemenata. Sklop s implementiranom mrežom i radnim taktom od 10 kHz ima potrošnju od 36.6 μA. Najveci udio ukupne potrošnje u sklopu (99.2%) predstavlja staticka struja curenja. 
520 3 |a Sažetak na engleskom: In this paper, an acoustic detector based on a binarized neural network was implemented. The network is composed of two layers: a one-dimensional convolutional layer and a fully connected layer. Accuracy detection was improved when comparing to currently available detectors. PyTorch framework was used for generating the dataset, creation of the network and its training and validation. When the sequence contains 6 errors the network has an accuracy of 95.1%. Accuracy loss is 1.1% compared to the non-binarized network. New regularization method was demonstrated which minimizes quantization error when binarization is applied. Regularization adds penalty based on neuron weight distance from value abs(1). The implementation was done on the Lattice iCE40UL1k FPGA chip. The design takes up 488 out of 1248 available logic elements. The FPGA chip with the network running 10 kHz clock has a consumption of 36.6 μA. Most of the circuits power consumption (99.2%) comes from static leakage current. 
653 1 |a niska potrošnja  |a wake-up sensing  |a FPGA  |a binarizirana  |a XNORNet  |a PyTorch 
653 1 |a low power  |a wake-up sensing  |a FPGA  |a binarized  |a XNOR-Net  |a PyTorch 
700 1 |a Bilas, Vedran  |4 ths 
942 |c Y 
999 |c 49643  |d 49643