Lightweight and highly robust memristor-based hybrid neural networks for electroencephalogram signal processing

计算机科学 稳健性(进化) 人工神经网络 记忆电阻器 卷积神经网络 神经形态工程学 信号处理 人工智能 模式识别(心理学) 计算机硬件 电子工程 数字信号处理 工程类 生物化学 基因 化学
作者
Peiwen Tong,Hui Xu,Yi Sun,Yongzhou Wang,Jie Peng,Cen Liao,Wei Wang,Qingjiang Li
出处
期刊:Chinese Physics B [IOP Publishing]
卷期号:32 (7): 078505-078505 被引量:4
标识
DOI:10.1088/1674-1056/ac9cbc
摘要

Memristor-based neuromorphic computing shows great potential for high-speed and high-throughput signal processing applications, such as electroencephalogram (EEG) signal processing. Nonetheless, the size of one-transistor one-resistor (1T1R) memristor arrays is limited by the non-ideality of the devices, which prevents the hardware implementation of large and complex networks. In this work, we propose the depthwise separable convolution and bidirectional gate recurrent unit (DSC-BiGRU) network, a lightweight and highly robust hybrid neural network based on 1T1R arrays that enables efficient processing of EEG signals in the temporal, frequency and spatial domains by hybridizing DSC and BiGRU blocks. The network size is reduced and the network robustness is improved while ensuring the network classification accuracy. In the simulation, the measured non-idealities of the 1T1R array are brought into the network through statistical analysis. Compared with traditional convolutional networks, the network parameters are reduced by 95% and the network classification accuracy is improved by 21% at a 95% array yield rate and 5% tolerable error. This work demonstrates that lightweight and highly robust networks based on memristor arrays hold great promise for applications that rely on low consumption and high efficiency.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
终极007完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
快快显灵发布了新的文献求助10
7秒前
lolololololo应助xiaoblue采纳,获得10
7秒前
Porkpike完成签到 ,获得积分10
9秒前
Plumo完成签到 ,获得积分10
11秒前
夜游的鱼完成签到,获得积分10
11秒前
机智的紫丝完成签到,获得积分10
12秒前
leeyc发布了新的文献求助10
12秒前
贾狗蛋完成签到,获得积分10
15秒前
不厌完成签到 ,获得积分10
15秒前
王震完成签到,获得积分10
19秒前
传奇3应助快快显灵采纳,获得10
19秒前
安宁完成签到 ,获得积分10
21秒前
怕黑的凝荷完成签到 ,获得积分10
21秒前
吃了就会胖完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
科研大拿完成签到,获得积分10
23秒前
Emper完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
cyu完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
loulan完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
周全敏完成签到 ,获得积分10
26秒前
2052669099应助蓝天采纳,获得10
27秒前
yoyo完成签到 ,获得积分10
27秒前
DrLiu完成签到,获得积分10
27秒前
傅宛白发布了新的文献求助10
27秒前
含蓄平蓝完成签到 ,获得积分10
27秒前
科研大拿发布了新的文献求助10
27秒前
林间月完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
清秀书兰完成签到 ,获得积分10
29秒前
勤恳的逍遥完成签到 ,获得积分10
30秒前
JJJLX完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
夏冰雹发布了新的文献求助10
32秒前
王丹靖完成签到 ,获得积分10
34秒前
傅宛白完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6348659
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163851
关于积分的说明 17175276
捐赠科研通 5405241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861939
邀请新用户注册赠送积分活动 1839682
关于科研通互助平台的介绍 1688977