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研究生: 徐雅盈
Hsu, Ya-Ying
論文名稱: 以二進制類神經網路為基礎的臉部驗證硬體架構之研究
Hardware Architecture of Binary Neural Networks for Face Authentication
指導教授: 黃文吉
Hwang, Wen-Jyi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 45
中文關鍵詞: 類神經網路邊緣計算人臉辨識暹羅神經網絡二進制類神經網路現場可程式化邏輯閘陣列
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202001215
論文種類: 學術論文
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  • 在近幾年來,人工智慧技術越來越蓬勃發展,應用領域也相當廣泛,不管商業、娛樂、醫學等都能看見其身影,與人類的生活產生密不可分的連結。其中類神經網路的發展最廣為注目,而影像辨識正是最受歡迎的應用。尤其人臉辨識是近年來的研究熱潮。
    而人臉辨識通常是以CNN實現,因其辨識方式為分類法,會將未知人臉判別成已知人臉的其中之一。還有為了使人臉辨識系統符合邊緣計算,需在本地設備當中加入嵌入式系統,先行在本地設備收集與分析資料。但因為邊緣計算是具備低成本的設備,計算能力與儲存容量會受限制,故希望能夠找到降低功率以及降低面積的方法進行陌生人臉辨識。
    根據以上所敘述的困難,本論文選擇使用Siamese Neural Network來實現陌生人臉辨識,以及整合二進制類神經網路(BNN),將權重二元化之後,便能減少參數量、降低所佔的硬體電路面積。還有因為FPGA具有靈活性,研究者可以根據實際應用上的不同需求,來建構所需的硬體模組,所以選擇以FPGA來實現陌生人臉辨識系統。

    摘要 i 表目錄 iii 圖目錄 iv 第 1 章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 2 1-3 研究目的 5 第 2 章 基礎理論與技術背景 6 2-1 CNN與BNN之間差異 6 2-2 二元化 8 2-3 Batch Normalization 9 2-4 活化函數Activation 10 2-5 研究挑戰 11 2-6 Siamese Neural Network 12 2-7 Snake電路圖 14 第 3 章 系統架構 18 3-1 Siamese Neural Network架構 18 3-2 軟體研究流程 19 3-3 硬體研究流程 24 第 4 章 實驗數據與效能分析 32 4-1實驗環境介紹 32 4-2軟體實驗結果 35 4-3硬體實驗結果與效能分析 40 第 5 章 結論 44 參考文獻 45

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