Inertial sensor-based human activity recognition (HAR) is the base of many human-centered mobile applications. Deep learning-based fine-grained HAR models enable accurate classification in various complex application scenarios. Nevertheless, the large storage and computational overhead of the existing fine-grained deep HAR models hinder their widespread deployment on resource-limited platforms. Inspired by the knowledge distillation's reasonable model compression and potential performance improvement capability, we design a multi-level HAR modeling pipeline called Stage-Logits-Memory Distillation (SMLDist) based on the widely-used MobileNet. By paying more attention to the frequency-related features during the distillation process, the SMLDist improves the HAR classification robustness of the students. We also propose an auto-search mechanism in the heterogeneous classifiers to improve classification performance. Extensive simulation results demonstrate that SMLDist outperforms various state-of-the-art HAR frameworks in accuracy and F1 macro score. The practical evaluation of the Jetson Xavier AGX platform shows that the SMLDist model is both energy-efficient and computation-efficient. These experiments validate the reasonable balance between the robustness and efficiency of the proposed model. The comparative experiments of knowledge distillation on six public datasets also demonstrate that the SMLDist outperforms other advanced knowledge distillation methods of students' performance, which verifies the good generalization of the SMLDist on other classification tasks, including but not limited to HAR.


翻译:深入的基于学习的精细粗度的HAR模型能够在各种复杂的应用情景中进行准确的分类。然而,现有精细粗度的HAR模型的庞大储存和计算间接费用妨碍了其在资源有限的平台上的广泛部署。在知识蒸馏的合理模型压缩和潜在性能改进能力的启发下,我们根据广泛使用的移动网络设计了一个多层次的HAR模型管线,称为阶段-液-水蒸馏(SMLDist) 。通过在蒸馏过程中更多地注意与频率有关的特征,SMLDist 能够提高学生的稳健性能。我们还提议在多样化的分类器中建立一个自动研究机制,以提高分类性能。广泛的模拟结果显示,SMLDist在准确性和F1宏观评分方面超越了各种州-工艺的HAR框架。Jectson Xavier AGX平台的实际评估显示,SMLD模型的频率相关功能是稳健的测试, 包括比较性能测算法的其他测试方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 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
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员