論文の概要: EnHDC: Ensemble Learning for Brain-Inspired Hyperdimensional Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.13542v1
- Date: Fri, 25 Mar 2022 09:54:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-03-28 20:57:15.202386
- Title: EnHDC: Ensemble Learning for Brain-Inspired Hyperdimensional Computing
- Title(参考訳): EnHDC:脳にインスパイアされた超次元コンピューティングのためのアンサンブル学習
- Authors: Ruixuan Wang, Dongning Ma, Xun Jiao
- Abstract要約: 本稿では,超次元コンピューティングの文脈において,アンサンブル学習を探求する最初の試みについて述べる。
本稿では,EnHDCと呼ばれる最初のアンサンブルHDCモデルを提案する。
本研究では,1つのHDC分類器に対して平均3.2%の精度向上を達成できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.7462881838152913
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ensemble learning is a classical learning method utilizing a group of weak
learners to form a strong learner, which aims to increase the accuracy of the
model. Recently, brain-inspired hyperdimensional computing (HDC) becomes an
emerging computational paradigm that has achieved success in various domains
such as human activity recognition, voice recognition, and bio-medical signal
classification. HDC mimics the brain cognition and leverages high-dimensional
vectors (e.g., 10000 dimensions) with fully distributed holographic
representation and (pseudo-)randomness. This paper presents the first effort in
exploring ensemble learning in the context of HDC and proposes the first
ensemble HDC model referred to as EnHDC. EnHDC uses a majority voting-based
mechanism to synergistically integrate the prediction outcomes of multiple base
HDC classifiers. To enhance the diversity of base classifiers, we vary the
encoding mechanisms, dimensions, and data width settings among base
classifiers. By applying EnHDC on a wide range of applications, results show
that the EnHDC can achieve on average 3.2\% accuracy improvement over a single
HDC classifier. Further, we show that EnHDC with reduced dimensionality, e.g.,
1000 dimensions, can achieve similar or even surpass the accuracy of baseline
HDC with higher dimensionality, e.g., 10000 dimensions. This leads to a 20\%
reduction of storage requirement of HDC model, which is key to enabling HDC on
low-power computing platforms.
- Abstract(参考訳): アンサンブル学習は、弱い学習者のグループを利用して強い学習者を形成する古典的な学習方法であり、モデルの正確性を高めることを目的としている。
近年,脳にインスパイアされた超次元コンピューティング(HDC)は,人間の活動認識や音声認識,生体医療信号の分類など,様々な領域で成功を収めている。
HDCは脳の認知を模倣し、高次元ベクトル(例えば10000次元)を活用し、完全なホログラフィック表現と(擬似)ランダム性を持つ。
本稿では,HDCの文脈におけるアンサンブル学習への最初の取り組みと,EnHDCと呼ばれる最初のアンサンブルHDCモデルを提案する。
EnHDCは多数決に基づく機構を使用して、複数の基本HDC分類器の予測結果を相乗的に統合する。
ベース分類器の多様性を高めるため,ベース分類器間の符号化機構,寸法,データ幅設定を異にする。
広範囲のアプリケーションにEnHDCを適用することで、1つのHDC分類器に対して平均3.2\%の精度でEnHDCが達成できることを示す。
さらに,1000次元など次元が縮小されたenhdcは,高次元のベースラインhdc(例えば10000次元)の精度に匹敵する,あるいは超越することができることを示した。
これにより、低消費電力コンピューティングプラットフォーム上でHDCを実現する上で鍵となるHDCモデルのストレージ要求が20倍削減される。
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