Time series classification underpins applications such as human activity recognition, healthcare monitoring, and gesture detection in the IoT domain. Tiny Machine Learning enables models to run directly on low-power microcontroller units, improving efficiency, ensuring privacy, and reducing cost by avoiding reliance on cloud or edge computing. While Long Short-Term Memory networks are widely used for capturing temporal dependencies, their high computational and memory demands make real-time MCU deployment impractical. In this work, we conduct a hardware-aware feasibility study of LSTM versus 1D Convolutional Neural Networks across five benchmark datasets. Results show that 1D-CNN consistently achieves comparable or higher accuracy around 95% than LSTM which is around 89%, while requiring 35% less RAM, approx. 25% less Flash, and enabling real-time inference that is 27.6 ms vs. 2038 ms. Being so lightweight, 1D-CNN is particularly suitable for on-device processing in wearables and other low-power, battery-operated systems, establishing it as a practical and resource-efficient choice for TinyML deployment.


翻译:时间序列分类是物联网领域中人体活动识别、健康监测和手势检测等应用的基础。微型机器学习使模型能够直接在低功耗微控制器单元上运行,通过避免依赖云或边缘计算来提高效率、确保隐私并降低成本。虽然长短期记忆网络被广泛用于捕捉时序依赖关系,但其高昂的计算和内存需求使得在MCU上实时部署变得不切实际。在本研究中,我们针对LSTM与一维卷积神经网络在五个基准数据集上进行了硬件感知的可行性研究。结果表明,1D-CNN在保持约95%的准确率(LSTM约为89%)的同时,持续达到相当或更高的精度,且所需RAM减少35%,Flash占用降低约25%,并实现27.6毫秒相对于2038毫秒的实时推理能力。凭借其轻量级特性,1D-CNN特别适用于可穿戴设备及其他低功耗电池供电系统的端侧处理,这使其成为TinyML部署中实用且资源高效的选择。

0
下载
关闭预览

相关内容

长短期记忆网络(LSTM)是一种用于深度学习领域的人工回归神经网络(RNN)结构。与标准的前馈神经网络不同,LSTM具有反馈连接。它不仅可以处理单个数据点(如图像),还可以处理整个数据序列(如语音或视频)。例如,LSTM适用于未分段、连接的手写识别、语音识别、网络流量或IDSs(入侵检测系统)中的异常检测等任务。
图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
35+阅读 · 2024年11月30日
「深度时间序列模型」综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年7月19日
【2023新书】深度学习时间序列分析,208页pdf
专知会员服务
190+阅读 · 2023年6月2日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
教程 | 基于Keras的LSTM多变量时间序列预测
机器之心
20+阅读 · 2017年10月30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
23+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
相关VIP内容
图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
35+阅读 · 2024年11月30日
「深度时间序列模型」综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年7月19日
【2023新书】深度学习时间序列分析,208页pdf
专知会员服务
190+阅读 · 2023年6月2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
23+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员