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目前嵌入式视觉领域最热门的话题之一就是机器学习

2018年01月06日 11:45 次阅读
目前嵌入式视觉领域最热门的话题之一就是机器学习。机器学习涵盖多个行业大趋势,不仅在嵌入式视觉 (EV) ,而且在工业物联网 (IIoT) 和云计算中均发挥着极为显赫的作用。对不熟悉机器学习的人来说,很多时候机器学习是通过神经网络创建和训练来实现的。神经网络一语极为宽泛,包含相当数量的截然不同的子类别。这些子类别的名称一般用于识别被实现的网络的具体类型。这些网络均在大脑皮层上建模,在大脑皮层中每个神经元接收输入、处理输入并将其传达给另一个神经元。因此神经元一般由输入层、多个隐藏内部层和一个输出层组成。 目前嵌入式视觉领域最热门的话题之一就是机器学习 目前嵌入式视觉领域最热门的话题之一就是机器学习 图1:简单的神经网络 在最简单的层面上,神经元获得输入,施加权重给输入,然后在加权输入总和上执行传递函数。结果随后传递给隐藏层中的另一个层,或传递给输出层。将一级的输出传递给另一级且不构成循环的神经网络被称为前馈神经网络 (FNN),而那些有反馈、内含定向循环的神经网络则被称为递归神经网络 (RNN)。在众多机器学习应用中极为常用的神经网络是深度神经网络 (DNN)。这类神经网络拥有多个隐藏层,能实现更复杂的机器学习任务。为确定每层使用的权重和偏差值,需要对神经网络进行训练。在训练过程中,该神经网络施加有一定数量的正确输入和错误输入,并使用误差函数教授网络所需的性能。训练深度神经网络可能需要庞大的数据集来正确训练所需性能。 机器学习最重要的应用之一是嵌入式视觉领域,各类系统正在从视觉使能系统演进为视觉引导自动化系统。嵌入式视觉应用与其他更简单的机器学习应用的区别在于它们采用二维输入格式。因此,在机器学习实现方案中,通过使用称为卷积神经网络 (CNN) 的网络结构,因为它们能够处理二维输入。CNN 是一类前馈网络,内置多个卷积层和子采样层以及一个单独的全连通网络,以执行最终分类。鉴于 CNN 的复杂性,它们也归属深度学习类别。在卷积层中,输入图像被细分为一系列重叠的小模块。在进行进一步的子采样和其它阶段之前,该卷积的结果先通过激活层创建激活图,然后应用到最终的全连通网络上。CNN 网络的具体定义因实现的网络架构而异,但它一般会包含至少下列元:
● 卷积 – 用于识别图像中的特征
● 修正线性单元(reLU)- 用于在卷积后创建激活图的激活层
● 最大池化 – 在层间进行子采样
● 全连通 - 执行最终分类
这些元中每一个元的权重通过训练决定,同时 CNN 的优势之一在于训练网络相对容易。通过训练生成权重需要庞大的图像集,其中既有需要检测的对象,也有伪图像。这样能让我们为 CNN 创建所需的权重。由于训练流程中所涉及的处理要求,训练流程一般运行在提供高性能计算的云处理器上。 框架
机器学习是一个复杂的课题,尤其是在每次不得不从头开始,定义网络、网络架构和生成训练算法的时候。为帮助工程师实现网络和训练网络,有一些行业标准框架可供使用,例如 Caffe 和 Tensor Flow。Caffe 框架为机器学习开发人员提供各种库、模型和 C++ 库内的预训练权重,同时提供 Python 和 Matlab 绑定。该框架能让用户无需从头开始即能创建网络并训练网络,以开展所需的运算。为便于重复使用,Caffe 用户能通过 model zoo 共享自己的模型。Model Zoo 提供多种能根据所需的专门任务实现和更新的模型。这些网络和权重定义在 prototxt 文件中。在用于机器学习环境时,prototxt 文件是用于定义推断引擎的文件。
目前嵌入式视觉领域最热门的话题之一就是机器学习 图2:定义网络的 Prototxt 文件实例 实现嵌入式视觉和机器学习
基于可编程逻辑的解决方案,例如异构赛灵思 All Programmable Zynq® -7000 SoC(片上系统)和 Zynq® UltraScale+™ MPSoC 等多处理器片上系统 (MPSoC) 越来越广泛地用于嵌入式视觉应用。这些器件将可编程逻辑 (PL) 架构与处理系统 (PS) 中的高性能ARM® 内核完美组合在一起。这种组合形成的系统拥有更快的响应速度,极为灵活便于未来修改,并且提供了高能效解决方案。对许多应用来说低时延决策与响应循环极为重要。例如视觉引导自主机器人,响应时间对避免给人员造成伤害、给环境造成破坏至关重要。缩短响应时间的具体方法是使用可编程逻辑实现视觉处理流水线和使用机器学习推断引擎实现机器学习。在这方面使用可编程逻辑,与传统解决方案相比可减少系统瓶颈问题。在使用基于 CPU/GPU 的方法时,运算每一阶段都需要使用外部 DDR,因为图像不能在有限内部缓存内的功能间传递。可编程逻辑方法使用内部 ARM 按需提供缓存,允许采用流媒体方法。避免在 DDR 内存储中间元不仅可降低图像处理的时延,而且还能降低功耗,甚至提高确定性,因为无需与其他系统资源共享访问。
图 3:可编程逻辑实现的好处 图 3:可编程逻辑实现的好处

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发表于 2018-02-11 11:17 1017次阅读
什么是神经网络?学习鸿运国际手机版必会的八大神经网络盘...

量子计算机的瓶颈在哪里?首要任务是加速机器学习

神经网络和量子处理器会擦出什么样的火花?神经网络和量子处理器有一个共同点:那就是它们竟然能实现。训练...
发表于 2018-02-11 10:58 1757次阅读
量子计算机的瓶颈在哪里?首要任务是加速机器学习

如何使用python进行第一个机器学习项目(详细...

在这篇教程中,你将用Python完成你的第一个机器学习项目: 1.下载并安装Python SciP...
发表于 2018-02-10 03:10 2514次阅读
如何使用python进行第一个机器学习项目(详细...

深度学习的概念、发展状况以及和机器学习的区别和应...

一般来说,深度学习适用于计算量更大的情况,而机器学习技术相对更易于使用。
发表于 2018-02-09 14:41 1523次阅读
深度学习的概念、发展状况以及和机器学习的区别和应...

Rodney Brooks:新技术从开发到应用需...

制造电动汽车和可重复使用的火箭是一件相对容易的事情;而飞行汽车,或Hyperloop超级高铁系统(或...
发表于 2018-02-09 10:31 1447次阅读
Rodney Brooks:新技术从开发到应用需...

拆解深度学习生态系的五个层级

浅谈深度学习的架构,主要可分为训练(Training)与推论(Inference)两个阶段。简单来说...
发表于 2018-02-09 08:48 234次阅读
拆解深度学习生态系的五个层级

介绍脑机接口在应用系统实现取得的成果以及目前进展...

脑机接口(brain-computer interface,BCI)通过解码人类思维活动过程中的脑神...
发表于 2018-02-08 18:16 846次阅读
介绍脑机接口在应用系统实现取得的成果以及目前进展...

VisualDx App以机器学习协助皮肤科医生...

VisualDx采用苹果(Apple)开发的机器学习算法「Core ML」分析皮肤影像,若是使用苹果...
发表于 2018-02-08 14:11 139次阅读
VisualDx App以机器学习协助皮肤科医生...

鼓励新创公司和市场竞争 美研究机器学习演算法加速...

众所周知,芯片设计是一项非常复杂的又困难的大算法工程,纵观目前的硬件市场都是有少数厂商所把持。为了鼓...
发表于 2018-02-08 11:02 159次阅读
鼓励新创公司和市场竞争 美研究机器学习演算法加速...

解析训练集的过度拟合与欠拟合

在数据科学学科中, 过度拟合(overfit)模型被解释为一个从训练集(training set)中...
发表于 2018-02-07 17:00 1016次阅读
解析训练集的过度拟合与欠拟合

通过机器学习,鸿运国际手机版能主动识别想自杀的人,并想...

日前,中科院行为科学重点实验室的互联网心理危机(自杀)监测预警中心,采用鸿运国际手机版软件,在特定的网络空...
发表于 2018-02-07 15:01 1084次阅读
通过机器学习,鸿运国际手机版能主动识别想自杀的人,并想...

Medopad与美大学合作推动临床医疗机器学习

英国健康科技公司Medopad与美国Johns Hopkins University签署了合作备忘录...
发表于 2018-02-07 12:59 179次阅读
Medopad与美大学合作推动临床医疗机器学习

自动化技术将以稳定步伐前进

第四次工业革命除了为人类带来前景,也制造了许多恐惧。70多年来,人类社会对于自动化的恐惧可说是一种周...
发表于 2018-02-07 08:37 186次阅读
自动化技术将以稳定步伐前进

解析9件你可能不知道的关于鸿运国际手机版的事情

许多公司都认为,AI不仅会影响他们的产品和服务,而且会影响他们业务的方方面面。仔细阅读,这里有9件你...
发表于 2018-02-06 10:55 1224次阅读
解析9件你可能不知道的关于鸿运国际手机版的事情

详细剖析黑客利用机器学习发起网络攻击的六种方式

机器学习算法能改进安全解决方案,帮助人类分析师更快地分类威胁和修补漏洞。但同时,黑客也能利用机器学习...
发表于 2018-02-05 15:52 1386次阅读
详细剖析黑客利用机器学习发起网络攻击的六种方式

阿里云MaxCompute,用计算力让数据发声

发表于 2018-01-22 17:45 451次阅读
阿里云MaxCompute,用计算力让数据发声

机器学习基础|深入理解拉格朗日乘子法

发表于 2017-12-13 20:25 563次阅读
机器学习基础|深入理解拉格朗日乘子法

在机器学习的应用上,软件工程师和FPGA真的有着难以逾越的鸿沟吗?

发表于 2017-12-11 15:54 1195次阅读
在机器学习的应用上,软件工程师和FPGA真的有着难以逾越的鸿沟吗?

高级机器学习算法工程师--【北京】

发表于 2017-12-07 14:34 704次阅读
高级机器学习算法工程师--【北京】

现在很火的机器学习,鸿运国际手机版,深度学习,神经网络,怎么肥四?

发表于 2017-10-26 15:12 407次阅读
现在很火的机器学习,鸿运国际手机版,深度学习,神经网络,怎么肥四?

最近机器学习貌似比较火,分享一本机器学习的书,基于MATLAB,大家共勉!

发表于 2017-07-25 18:29 3720次阅读
最近机器学习貌似比较火,分享一本机器学习的书,基于MATLAB,大家共勉!
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