Energy-efficient medical data classification is essential for modern disease screening, particularly in home and field healthcare where embedded devices are prevalent. While deep learning models achieve state-of-the-art accuracy, their substantial energy consumption and reliance on GPUs limit deployment on such platforms. We present HDC-X, a lightweight classification framework designed for low-power devices. HDC-X encodes data into high-dimensional hypervectors, aggregates them into multiple cluster-specific prototypes, and performs classification through similarity search in hyperspace. We evaluate HDC-X across three medical classification tasks; on heart sound classification, HDC-X is $350\times$ more energy-efficient than Bayesian ResNet with less than 1% accuracy difference. Moreover, HDC-X demonstrates exceptional robustness to noise, limited training data, and hardware error, supported by both theoretical analysis and empirical results, highlighting its potential for reliable deployment in real-world settings. Code is available at https://github.com/jianglanwei/HDC-X.


翻译:节能型医疗数据分类对于现代疾病筛查至关重要,尤其是在嵌入式设备普及的家庭和现场医疗场景中。尽管深度学习模型达到了最先进的准确率,但其高能耗和对GPU的依赖限制了在此类平台上的部署。我们提出HDC-X,一种面向低功耗设备的轻量级分类框架。HDC-X将数据编码为高维超向量,并将其聚合为多个聚类特异性原型,通过超空间中的相似性搜索完成分类。我们在三项医疗分类任务上评估了HDC-X;在心音分类任务中,HDC-X的能效比贝叶斯残差网络(Bayesian ResNet)高出350倍,而准确率差异小于1%。此外,理论分析与实证结果均表明,HDC-X对噪声、有限训练数据和硬件误差具有卓越的鲁棒性,凸显了其在真实场景中可靠部署的潜力。代码已开源:https://github.com/jianglanwei/HDC-X。

0
下载
关闭预览

相关内容

标签高效深度学习的医学图像分析:挑战与未来方向
专知会员服务
35+阅读 · 2023年4月3日
高效医疗图像分析的统一表示
专知会员服务
36+阅读 · 2020年6月23日
医疗中的自动机器学习和可解释性
专知
24+阅读 · 2019年4月1日
下载 ‖ 十大医疗数据集
机械鸡
103+阅读 · 2017年8月5日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
12+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:41
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:13
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
8+阅读 · 7月19日
相关基金
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
12+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员