Spiking neural networks (SNNs) have become an interesting alternative to conventional artificial neural networks (ANN) thanks to their temporal processing capabilities and energy efficient implementations in neuromorphic hardware. However the challenges involved in training SNNs have limited their performance in terms of accuracy and thus their applications. Improving learning algorithms and neural architectures for a more accurate feature extraction is therefore one of the current priorities in SNN research. In this paper we present a study on the key components of modern spiking architectures. We design a spiking version of the successful residual network architecture and provide an in-depth study on the possible implementations of spiking residual connections. This study shows how, depending on the use case, the optimal residual connection implementation may vary. Additionally, we empirically compare different techniques in image classification datasets taken from the best performing networks. Our results provide a state of the art guide to SNN design, which allows to make informed choices when trying to build the optimal visual feature extractor. Finally, our network outperforms previous SNN architectures in CIFAR-10 (94.14%) and CIFAR-100 (74.65%) datasets and matches the state of the art in DVS-CIFAR10 (72.98%), with less parameters than the previous state of the art and without the need for ANN-SNN conversion. Code available at https://github.com/VicenteAlex/Spiking_ResNet


翻译:Spiking神经网络(SNNS)已成为传统人工神经网络(ANN)的一个有趣替代物,因为其时间处理能力和神经变异硬件的节能应用。然而,培训SNNS所涉及的挑战限制了其准确性及其应用的性能。因此,改进学习算法和神经结构结构以更准确地提取特征是SNN研究中当前的优先事项之一。我们在此文件中介绍了关于现代喷射结构的关键组成部分的研究。我们设计了一个成功的剩余网络结构的跳动版本,并提供了对可能安装SpiNet剩余连接的深度研究。这项研究显示,根据使用案例,最佳剩余连接实施可能有所不同。此外,我们从实验上比较了从最精确的运行网络中获取的图像分类数据集的不同技术。我们的结果为SNNNN设计提供了一种状态的艺术指南,它允许在试图建立最佳视觉特征提取器时做出知情选择。最后,我们的网络比 CFAR-10 (94.14%) 和 CFAR-NFAR-NS-100 的硬度标准(D.65%) 和以前的艺术-RFAR-S-SR-SRS/st State State sapet.

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