深度脉冲神经网络中快速且准确的 ANN-SNN 转换

IJCAIMay, 2021

深度脉冲神经网络中快速且准确的 ANN-SNN 转换

Optimal ANN-SNN Conversion for Fast and Accurate Inference in Deep Spiking Neural Networks

Jianhao Ding, Zhaofei Yu, Yonghong Tian, Tiejun Huang

TL;DR本文分析了 ANN-SNN 转换的理论，并提出了使用速率规范层替换源 ANN 训练中的 ReLU 激活函数以实现直接转换的方法。我们还提出了一种最优拟合曲线来量化源 ANN 的激活值与目标 SNN 实际发射率之间的匹配度，并通过优化上述拟合曲线的上界来减少推断时间以实现快速推断。实验结果表明，该方法在 VGG-16、PreActResNet-18 和更深的结构上实现了接近于无损转换，并且在 0.265 倍的能量消耗下实现了 8.6 倍的更快推断性能。

Abstract

spiking neural networks (SNNs), as bio-inspired energy-efficient neural networks, have attracted great attentions from researchers and industry. The most efficient way to train deep SNNs is through ann-snn conversion

spiking neural networks ann-snn conversion rate norm layer inference time energy consumption

发现论文，激发创造

高精度和超低延迟的脉冲神经网络的最佳 ANN-SNN 转换

本研究提出量化裁剪 - 移位激活函数以更好地逼近 Spiking Neural Networks 的激活函数，能在超低延迟 (4 time-steps) 的情况下实现高精度和超低延迟的 SNNs，并在 CIFAR-10/100 和 ImageNet 数据集上提高了性能。

Mar, 2023

生物启发计算与深度学习的相遇：从人工神经网络到低延迟、准确、高能效的脉冲神经网络

通过修改 SNN 整合 - 发射神经元模型和在训练 ANN 过程中使用细粒度 L1 正则化和替代梯度等方法，我们提出了一种新的 ANN 转 SNN 框架，可以以极低的时间步和高级稀疏性实现无损 SNN，低延迟，低计算能耗和高测试准确性（例如，ImageNet 数据集上只有 4 个时间步的准确率为 73.30%）。

Dec, 2023

低延迟脉冲神经网络的优化电位初始化

通过优化初始膜电位实现高精度 ANN-to-SNN 转换，使得 SNN 在低延迟下达到了与最优性能相当的准确率，并在 CIFAR-10、CIFAR-100 和 ImageNet 数据集上取得了最新的结果。

Feb, 2022

双相优化下实现超低延迟无损 ANN-SNN 转换

本论文提出一种双相转换算法，通过减少量化误差、裁剪误差和残余膜电势表示误差来提高深度脉冲神经网络（SNN）的准确性，并在 CIFAR-10、CIFAR-100 和 ImageNet 数据集上表现出与人工神经网络（ANNs）相当的准确性和更低的能源消耗。

May, 2022

将传统人工神经网络转化为脉冲神经网络的最优方案

本文介绍了一种将传统人工神经网络转化为脉冲神经网络的新方法，该方法使用门限平衡和软重置机制将权重转移至目标 SNN，以降低转换误差。该方法能够保证几乎不出现精度损失，并且只需要典型 SNN 模拟时间的 1/10，非常适合于对 SNN 极限能量和内存进行支持的嵌入式平台上的实现。

Feb, 2021

具有突发电位的脉冲神经网络的高效准确转换

探讨了 ANN 转换成 SNN 的过程中容易出现的问题，并提出了利用 Lateral Inhibition Pooling 和 Burst spikes 等方法加快推理过程并提高准确性的算法，在 CIFAR 和 ImageNet 数据集上实验取得了很高的效率和精度。

Apr, 2022

通过转化实现对抗性鲁棒性的尖峰神经网络

我们提出了一种通过 ANN-to-SNN 转换算法实现对深度 SNN 的鲁棒性训练的方法，该方法在后转换的鲁棒微调阶段，通过对 SNN 的层内发射阈值和突触连接权重进行敌对优化，以保持从预训练 ANN 传递的鲁棒性增益，实现了扩展性的鲁棒 SNN 训练方法。在考虑 SNN 的脉冲操作动力学的多个自适应敌对设置的实验评估中，我们的方法展示了一种具有低延迟的可扩展高鲁棒性深度 SNN 的最新解决方案。

Nov, 2023

通过校准偏移电位来弥合 ANN 和 SNN 之间的差距

在所述文献中，我们提出了一种基于偏移尖峰的 ANN-SNN 转换优化策略，该策略使用初始膜电位的移动来计算尖峰偏移，并可以进一步减少转换误差。实验结果表明，该方法在 CIFAR-10、CIFAR-100 和 ImageNet 数据集上取得了最先进的性能。

Feb, 2023

LaSNN: 深度脉冲神经网络中的有效高效培训之层级 ANN 到 SNN 蒸馏

通过引入 attention 机制和采用分层知识蒸馏的方法，提出了新的 SNN 训练框架 LaSNN，实现了与 ANN 比较的竞争性准确率和比转换的 SNN 快 20 倍的推理速度，并且具有灵活性和可扩展性。

Apr, 2023

脉冲神经网络的直接训练：更快，更大，更好

通过提出神经元规范化技术和直接学习算法，以及缩小速率编码窗口和将漏电整合 - 击发（LIF）模型转换为显式迭代版本的 Pytorch 实现方法，训练了高性能的 CIFAR10 数据集上的深度 SNN，开辟了探究 SNN 潜力的新途径。

Sep, 2018