Dynamic Vision Sensors (DVS) exhibit exceptional dynamic range and low power consumption, making them ideal for edge applications in the Internet of Video Things (IoVT). However, their output is often degraded by spurious Background Activity (BA) noise, leading to unnecessary computational overhead. This paper proposes SNNF, a near-sensor BA noise filter that integrates a compact Event-Based Binary Image (EBBI) representation, a parallel memory architecture, and a single-layer Spiking Neural Network (SNN) classifier. Trained on representative DVS data, the SNN distinguishes signal events from noise with an AUC of 0.89 on standard datasets. The binary-array-based EBBI eliminates timestamp dependency, significantly reducing memory footprint. Moreover, the SNN's spike-based computation replaces power-hungry multipliers with simple accumulation logic and minimizes inter-neuron data width, resulting in an extremely hardware-efficient design. FPGA implementation results show that SNNF reduces memory and logic resources to approximately 11% and 40%, respectively of state-of-the-art filters, while achieving a throughput of 29 Mega events per second (Meps). In a 65 nm CMOS ASIC implementation, SNNF achieves 44.4 Meps with an area and power consumption of only ~13% and <5% of the corresponding ANN-based designs. These results demonstrate that SNNF provides an excellent balance between filtering accuracy and hardware efficiency, making it highly suitable for resource-constrained, near-sensor deployment.


翻译:摘要:动态视觉传感器(DVS)具有出色的动态范围和低功耗特性,使其成为视频物联网(IoVT)边缘应用的理想选择。然而,其输出常常受到虚假的背景活动(BA)噪声的干扰,导致不必要的计算开销。本文提出SNNF,一种近传感器BA噪声滤波器,它集成了紧凑的基于事件的二值图像(EBBI)表示、并行存储架构和单层脉冲神经网络(SNN)分类器。在代表性DVS数据上训练后,该SNN在标准数据集上以AUC 0.89区分信号事件与噪声。基于二值阵列的EBBI消除了时间戳依赖,显著降低了内存占用。此外,SNN的脉冲计算用简单的累加逻辑取代了高功耗的乘法器,并最小化神经元间数据位宽,从而实现了极其硬件高效的设计。FPGA实现结果表明,SNNF将存储和逻辑资源分别减少至现有最优滤波器的约11%和40%,同时实现了每秒2900万事件(Meps)的吞吐量。在65纳米CMOS ASIC实现中,SNNF达到44.4 Meps,其面积和功耗仅为相应基于ANN的设计的约13%和小于5%。这些结果表明SNNF在滤波精度与硬件效率之间实现了出色平衡,使其高度适用于资源受限的近传感器部署场景。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
43+阅读 · 2021年8月30日
专知会员服务
11+阅读 · 2021年2月4日
【GNN】MPNN:消息传递神经网络
深度学习自然语言处理
17+阅读 · 2020年4月11日
【GNN】深度学习之上,图神经网络(GNN )崛起
产业智能官
16+阅读 · 2019年8月15日
脉冲神经网络(SNN)概述
人工智能前沿讲习班
62+阅读 · 2019年5月30日
新型相机DVS/Event-based camera的发展及应用
计算机视觉life
16+阅读 · 2019年3月12日
CVPR 2018 论文解读 | 基于GAN和CNN的图像盲去噪
PaperWeekly
13+阅读 · 2019年1月22日
SNN,像你的大脑一样工作
中国科学院自动化研究所
80+阅读 · 2018年11月7日
脉冲神经网络,下一代机器学习?
专知
13+阅读 · 2018年1月13日
前沿 | 简述脉冲神经网络SNN:下一代神经网络
机器之心
39+阅读 · 2018年1月13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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
0+阅读 · 5分钟前
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:04
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
6+阅读 · 今天13:49
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:37
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
专知会员服务
43+阅读 · 2021年8月30日
专知会员服务
11+阅读 · 2021年2月4日
相关资讯
【GNN】MPNN:消息传递神经网络
深度学习自然语言处理
17+阅读 · 2020年4月11日
【GNN】深度学习之上,图神经网络(GNN )崛起
产业智能官
16+阅读 · 2019年8月15日
脉冲神经网络(SNN)概述
人工智能前沿讲习班
62+阅读 · 2019年5月30日
新型相机DVS/Event-based camera的发展及应用
计算机视觉life
16+阅读 · 2019年3月12日
CVPR 2018 论文解读 | 基于GAN和CNN的图像盲去噪
PaperWeekly
13+阅读 · 2019年1月22日
SNN,像你的大脑一样工作
中国科学院自动化研究所
80+阅读 · 2018年11月7日
脉冲神经网络,下一代机器学习?
专知
13+阅读 · 2018年1月13日
前沿 | 简述脉冲神经网络SNN:下一代神经网络
机器之心
39+阅读 · 2018年1月13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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员