NN-EdgeBuilder：面向边缘端设备的高性能神经网络推理框架

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飞速发展的神经网络已经在目标检测等领域取得了巨大的成功,通过神经网络推理框架将网络模型高效地自动部署在各类边缘端设备上是目前重要的研究方向。针对以上问题,该文设计一个针对边缘端FPGA的神经网络推理框架NN-EdgeBuilder,能够利用基于多目标贝叶斯优化的设计空间探索算法充… …   相似文献

张萌  张雨  张经纬  曹新野  李鹤 《电子与信息学报》2023,45(9):3132-3140

面向寄存器传输级设计阶段的高效高精度功耗预测模型

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功耗已成为电路设计的关键性能目标之一,现有商业工具PrimeTime PX(PTPX)的功耗预精度高,但是运行时间长,且仅面向已经生成网表的逻辑综合或者物理实现阶段。因此,降低功耗分析时间,且前移功耗预测在芯片设计中的环节变得尤为重要。该文提出一种面向千万门级专用集成电路(ASIC)的寄存器传输级(RTL)功耗预估方法,可在RTL设计阶段实现快速且准确的周期级功耗预测：根据输入信号的功耗相关性原则使用基于平滑截断绝对偏差惩罚项(SCAD)的嵌入法对输入信号自动筛选,从而解决大信号特征输入数量对预估性能的影响;通过时序对准方法对仿真波形数据进行校正,解决了sign-off级功耗与RTL级仿真波形之间的时序偏差问题,有效提升了模型预测的精度;建立了仅拥有两个卷积层和1个全连接层的浅层卷积神经网络模型,学习相邻位置和相邻时间上的信号活动与功耗的相关性信息,充分降低部署开销,使训练速度得到显著提高。该文使用开源数据集、28 nm工艺节点的3×10⁷门级工业级芯片电路作为测试对象,实验结果表明,功耗预测结果和物理设计后PTPX分析结果相比,平均绝对百分比误差(MAPE)小于1.71%,11k时钟周期的功耗曲线预测耗时不到1.2 s。在场景交叉验证实验中,模型的预测误差小于4.5%。… …   相似文献

李康  师瑞之  陈嘉伟  史江义  潘伟涛  王杰 《电子与信息学报》2023,45(9):3166-3174

面向自旋存内计算架构的图算法优化设计

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图计算广泛应用于社交网络分析、推荐系统等诸多关键领域,然而,传统的大规模图计算系统面临冯诺依曼架构下访存带来的性能瓶颈。新型存内计算架构成为加速大规模图计算非常有前景的方案,尤其是非易失自旋磁存储器(MRAM)具备超高耐擦写性和超快写入等优点,可使图计算的存内实现更为高效。实现这… …   相似文献

王雪岩  陈序航  贾小涛  杨建磊  屈钢  赵巍胜 《电子与信息学报》2023,45(9):3193-3199

脉冲神经网络权重量化方法与对抗鲁棒性分析

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类脑芯片中的脉冲神经网络(SNNs)具有高稀疏性和低功耗的特点,在视觉分类任务中存在应用优势,但仍面临对抗攻击的威胁。现有研究缺乏对网络部署到硬件的量化过程中鲁棒性损失的度量方法。该文研究硬件映射阶段的SNN权重量化方法及其对抗鲁棒性。建立基于反向传播和替代梯度的监督训练算法,并… …   相似文献

李莹  李艳杰  崔小欣  倪庆龙  周崟灏 《电子与信息学报》2023,45(9):3218-3227

局部有源忆阻耦合异质神经元的设计及在DNA编码图像加密的应用

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不同的神经元之间具有异质性,动力学特性也有很大不同,因此异质神经元之间的耦合是一个有价值的研究方向。该文利用Fitzhugh-Nagumo (FN)神经元和Hindmarsh-Rose (HR)神经元构造一个局部有源忆阻耦合异质神经元。对局部有源忆阻耦合异质神经元的分岔图、谱熵和… …   相似文献

王子成  马永幸  王延峰  孙军伟 《电子与信息学报》2023,45(9):3359-3369

基于图神经网络的电子设计自动化技术研究进展

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在摩尔定律的推动下,工艺节点在不断演进,集成电路设计复杂度也在不断增加,电子设计自动化(EDA)技术面临着来自运行时间与计算资源等诸多方面的挑战。为了缓解这些挑战,机器学习方法已被纳入EDA工具的设计流程中。与此同时,鉴于电路网表作为图形数据的本质,图神经网络(GNN)在EDA流… …   相似文献

田春生  陈雷  王源  王硕  周婧  王卓立  庞永江  杜忠 《电子与信息学报》2023,45(9):3069-3082

一种自适应图像插值算法及加速引擎的协同设计

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为提高高清彩色图像超分辨率重建效果,该文提出了一种基于边缘对比度的新型自适应图像插值算法。使用边缘对比度检测和不同尺度的感受野来自适应选择Lanczos插值的系数,自适应性和不同感受野可以进一步提升图像放大质量,图像质量相比于双线性插值平均峰值信噪比(PSNR)提高1.1 dB,… …   相似文献

严忻恺  丁晟 《电子与信息学报》2023,45(9):3284-3294

基于隧穿磁阻磁强计的软物理不可克隆函数设计

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隧穿磁阻(TMR)传感器相比于其他类型磁阻传感器功耗更低、灵敏度更高、可靠性更好,在军事和民用等领域有着广阔的应用前景。该文针对TMR传感器的微弱信号检测和安全防护等问题,提出一种高精度TMR传感器读取专用集成电路(ASIC)和提取传感器物理不可克隆函数(PUF)特性的设计方案。… …   相似文献

李翔宇  刘冬生  汪鹏君  李乐薇  张跃军 《电子与信息学报》2023,45(9):3184-3192

面向柔性作业车间调度的多策略鲸鱼优化算法

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以某大型家具企业的柔性生产制造过程中调度问题为研究对象,提出了一种主要用于求解柔性作业车间调度问题的多策略鲸鱼优化算法(multi-strategy whale optimization algorithm, MWOA),首先,为了提高初始种群的多样性,引入混沌理论来初始化种群;… …   相似文献

亓祥波  陈阳  郑铭 《计算机系统应用》2023,32(9):154-161

异构网络环境下最大化谱间距的拓扑设计

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分布式平均共识和去中心化机器学习是具有广泛应用的去中心化计算方法.两种方法的收敛率主要由拓扑的谱间距所决定.节点网络环境的异构性包括节点带宽和节点间连接可用性的不同.异构网络环境对去中心化计算的效率提出了挑战.本文研究异构网络环境下最大化谱间距的拓扑设计问题,推导了谱间距针对拓扑… …   相似文献

缪一航  徐跃东  吴俊 《计算机系统应用》2023,32(9):248-256

基于气门油封的亚像素边缘检测

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针对气门油封的尺寸检测问题, 本文提出了一种基于Zernike矩改进算法的亚像素边缘检测方法. 首先, 对比分析了高斯滤波和双边滤波的预处理效果, 结果表明双边滤波在滤波和保留边缘信息方面具有更好的表现. 然后, 采用Canny算子进行边缘粗定位, 并利用自适应的Zernike矩… …   相似文献

杨斌  汪志锋  徐洁 《计算机系统应用》2023,32(9):183-189

航空遥感图像深度学习目标检测技术研究进展

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航空遥感图像目标检测旨在定位和识别遥感图像中感兴趣的目标,是航空遥感图像智能解译的关键技术,在情报侦察、灾害救援和资源勘探等领域具有重要应用价值。然而由于航空遥感图像具有尺寸大、目标小且密集、目标呈任意角度分布、目标易被遮挡、目标类别不均衡以及背景复杂等诸多特点,航空遥感图像目标… …   相似文献

石争浩  仵晨伟  李成建  尤珍臻  王泉  马城城 《中国图象图形学报》2023,28(9):2616-2643

Transformer驱动的图像分类研究进展

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图像分类是图像理解的基础,对计算机视觉在实际中的应用具有重要作用。然而由于图像目标形态、类型的多样性以及成像环境的复杂性,导致很多图像分类方法在实际应用中的分类结果总是差强人意,例如依然存在分类准确性低、假阳性高等问题,严重影响其在后续图像及计算机视觉相关任务中的应用。因此,如何… …   相似文献

石争浩  李成建  周亮  张治军  仵晨伟  尤珍臻  任文琦 《中国图象图形学报》2023,28(9):2661-2692

三维点云配准中的计算智能方法综述

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随着三维数据采集设备的成熟与普及,由激光雷达、结构光传感器和立体相机等设备采集的点云数据引起了广泛关注,并以此研究出针对点云的配准、分类、分割和跟踪等算法,推动了点云相关研究领域的科研进展。点云配准是点云数据处理的一个重要研究方向,旨在找到一个刚性变换运动参数,使得运动参数作用于… …   相似文献

武越  苑咏哲  向本华  绳金龙  雷佳熠  胡聪颖  公茂果  马文萍  苗启广 《中国图象图形学报》2023,28(9):2763-2787

宏微观信息增强与色彩校正的高效色调映射

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目的 色调映射是一种在保持视觉效果基本不变的前提下将高动态范围图像映射到常规低动态显示设备上进行显示的技术。针对现有方法存在细节模糊、边缘光晕及色彩失真等不足,提出一种宏微观信息增强与色彩校正的色调映射新方法。方法 将给定的高动态范围图像映射到HSV(hue, saturatio… …   相似文献

朱仲杰  崔伟锋  白永强  井维一  金敏红 《中国图象图形学报》2023,28(9):2833-2843

基于局部优化的图表示学习增强

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随着图表示学习在多个领域的成功应用,针对不同图数据和问题而设计的图表示学习方法爆发式增长. 然而,图噪声的存在限制了图表示学习的能力. 为有效降低图网络中的噪声比例,首先分析了图节点局部邻接的分布特性,并理论证明在局部邻接拓扑构建时,探索高阶邻近信息能够优化增强图表示学习的性能.… …   相似文献

唐正正  汪洋  洪学海  班艳  姚铁锤  乔子越 《计算机研究与发展》2023,1(9):2080-2095

神经元计算机操作系统的资源分配方法

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神经形态计算硬件是专为运行脉冲神经网络（spiking neural network, SNN）应用而设计的专用计算机系统. 随着硬件资源规模的增大,神经元计算机能够支持更多数量的SNN应用并发运行,如何有效地为SNN应用分配神经形态计算硬件资源变得极具挑战性. 首先提出一种神经… …   相似文献

王凤娟  吕攀  金欧文  邢庆辉  邓水光 《计算机研究与发展》2023,530(9):1948-1959

TensorFlow开源软件社区中贡献修订的实证研究

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人工智能(artificial intelligence, AI)的飞速发展得益于开源社区的开放协同,大量的开发者通过提交PR(pull-request)为AI开源软件做贡献.然而,外部贡献者所提交的PR质量参差不齐,开源项目管理团队需要对PR进行代码审查,并要求贡献者根据审查意… …   相似文献

李志星  余跃  王涛  蔡孟栾  王怀民 《软件学报》2023,34(9):4056-4068

面向智能计算框架的即时缺陷预测

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作为人工智能工程化的实现工具,智能计算框架已在近年来被广泛应用,其可靠性对于人工智能的有效实现至关重要.然而,智能计算框架的可靠性保障具有挑战性,一方面,智能计算框架代码迭代迅速、测试困难;另一方面,与传统软件不同,智能计算框架涉及大量张量计算,其代码规范缺乏软件工程理论指导.为… …   相似文献

葛建  虞慧群  范贵生  唐锏浩  黄子杰 《软件学报》2023,34(9):3966-3980

面向便携式诊所的安全数据共享方案

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随着物联网(Internet of Things, IoT)、云计算等技术的飞速发展,便携式诊所(portable health clinic, PHC)得以实现,并广泛应用于远程医疗.我国依托5G通信的大幅优势,积极推进智慧医疗的建设,搭建了多功能、高质量的远程医疗信息服务平台.以PHC为代表的远程医疗得以实现,离不开远程数据共享系统的技术支撑.目前IoT和云服务器(cloud server, CS)相结合(通常称为云边协同)的远程数据共享系统以其灵活性、高效性广受关注,然而其隐私和安全问题却鲜有研究.考虑到医疗数据的敏感性,致力于研究PHC数据共享系统的安全隐私问题,实现PHC系统中物联网感知数据的安全上传、个性密文的归一化、云服务器上动态多用户的细粒度访问控制、高效的解密操作,并给出形式化的安全性证明.在具体创新上,第一,分别对经典的代理重加密和属性基加密算法进行改进,提出IPRE-TO-FAME组合加密机制,以保障云边协同的PHC系统数据共享的安全性.第二,为了应对物联网终端数量众多、分散性强带来的密钥更新难题,借鉴代理重加密(proxy re-encryption, PRE)的思想,实现基于单方变换的密钥更新,即无需变换IoT终端密钥条件下的密钥更新.同时,应用场景中重加密方可视为完全可信,而常规PRE机制重加密方通常为不可信的第三方服务器,为此,改进经典PRE算法,提出一种高效的IPRE(improved PRE)算法,以适应提出的场景;第三,改进经典的FAME (fast attribute-based message encryption)机制,实现动态多用户的细粒度访问控制,便于用户可以随时随地使用便携式智能设备访问数据.安全性证明、理论分析和实验结果证明,提出的方案具有较好的安全性和较强的实用性,是一类解决PHC安全数据共享问题的有效方案.… …   相似文献

朱雪岭  侯慧莹  付绍静  赵运磊  刘波 《软件学报》2023,34(9):4256-4274