Deep neural networks have surpassed human performance in key visual challenges such as object recognition, but require a large amount of energy, computation, and memory. In contrast, spiking neural networks (SNNs) have the potential to improve both the efficiency and biological plausibility of object recognition systems. Here we present a SNN model that uses spike-latency coding and winner-take-all inhibition (WTA-I) to efficiently represent visual stimuli from the Fashion MNIST dataset. Stimuli were preprocessed with center-surround receptive fields and then fed to a layer of spiking neurons whose synaptic weights were updated using spike-timing-dependent-plasticity (STDP). We investigate how the quality of the represented objects changes under different WTA-I schemes and demonstrate that a network of 150 spiking neurons can efficiently represent objects with as little as 40 spikes. Studying how core object recognition may be implemented using biologically plausible learning rules in SNNs may not only further our understanding of the brain, but also lead to novel and efficient artificial vision systems.


翻译:深神经网络在物体识别等关键视觉挑战中超过了人类的性能,但需要大量的能量、计算和记忆。相比之下,神经网络(SNNS)具有提高物体识别系统的效率和生物可行性的潜力。我们在这里展示了一个SNN模型,它使用高延度编码和赢者全吞抑制(WTA-I)来有效代表时装MNIST数据集的视觉刺激。 Stimuli先用中环可接收场进行处理,然后被喂养给一组神经元,这些神经元的合成重量通过使用顶峰模拟依赖性特征(STDP)更新。我们调查了不同WTA-I方案代表的物体变化的质量,并证明由150个脉冲神经元组成的网络能够有效地代表物体,只有40个峰值。研究核心物体识别如何利用SNNUS的生物上可信的学习规则来实施,不仅可能进一步加深我们对大脑的理解,而且还导致新的和高效的人工视觉系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
150+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月9日
Arxiv
19+阅读 · 2022年7月29日
Arxiv
12+阅读 · 2020年8月3日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员