Deep Differentiable Logic Gate Networks (LGNs) and Lookup Table Networks (LUTNs) are demonstrated to be suitable for the automatic classification of electrocardiograms (ECGs) using the inter-patient paradigm. The methods are benchmarked using the MIT-BIH arrhythmia data set, achieving up to 94.28% accuracy and a $jκ$ index of 0.683 on a four-class classification problem. Our models use between 2.89k and 6.17k FLOPs, including preprocessing and readout, which is three to six orders of magnitude less compared to SOTA methods. A novel preprocessing method is utilized that attains superior performance compared to existing methods for both the mixed-patient and inter-patient paradigms. In addition, a novel method for training the Lookup Tables (LUTs) in LUTNs is devised that uses the Boolean equation of a multiplexer (MUX). Additionally, rate coding was utilized for the first time in these LGNs and LUTNs, enhancing the performance of LGNs. Furthermore, it is the first time that LGNs and LUTNs have been benchmarked on the MIT-BIH arrhythmia dataset using the inter-patient paradigm. Using an Artix 7 FPGA, between 2000 and 2990 LUTs were needed, and between 5 to 7 mW (i.e. 50 pJ to 70 pJ per inference) was estimated for running these models. The performance in terms of both accuracy and $jκ$-index is significantly higher compared to previous LGN results. These positive results suggest that one can utilize LGNs and LUTNs for the detection of arrhythmias at extremely low power and high speeds in heart implants or wearable devices, even for patients not included in the training set.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】基于特征基匹配的图蒸馏
专知会员服务
29+阅读 · 2024年6月13日
【NeurIPS22系列】几何视角下 GNN 的拓扑知识表示与迁移
专知会员服务
20+阅读 · 2022年12月7日
【AAAI2022】同时适用于同质和异质性的图神经网络
专知会员服务
32+阅读 · 2022年1月3日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1日
GraphSAGE: GCN落地必读论文
AI100
29+阅读 · 2019年8月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Interpretable CNNs for Object Classification
Arxiv
20+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
【ICML2024】基于特征基匹配的图蒸馏
专知会员服务
29+阅读 · 2024年6月13日
【NeurIPS22系列】几何视角下 GNN 的拓扑知识表示与迁移
专知会员服务
20+阅读 · 2022年12月7日
【AAAI2022】同时适用于同质和异质性的图神经网络
专知会员服务
32+阅读 · 2022年1月3日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员