自閉癥是一種與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的疾病,患者在日常生活中常常存在語(yǔ)言和社交障礙,或者存在連續(xù)重復(fù)同一動(dòng)作的現(xiàn)象。患者幼年時(shí)得到確診并接受早期的干預(yù)治療,這樣能達(dá)更好的治療效果。但是目前在自閉癥教育中存在著有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師匱乏的問(wèn)題。通過(guò)人工智能、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器人等信息化技術(shù)輔助教師對(duì)學(xué)生的教學(xué)狀況進(jìn)行評(píng)估,能夠有效減輕教師的教學(xué)壓力。將深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于自閉癥教學(xué)場(chǎng)景中存在以下幾個(gè)需求。在課堂教學(xué)中,教師希望得到對(duì)課堂教學(xué)視頻及時(shí)的分析數(shù)據(jù),以便隨時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃;在教室之外,家長(zhǎng)希望在家庭中對(duì)自閉癥兒童的干預(yù)治療也能夠得到信息化技術(shù)的幫助;為了保護(hù)學(xué)生隱私,課堂視頻不應(yīng)流出教室場(chǎng)景�；谏鲜鲂枨�,本文認(rèn)為在自閉癥教學(xué)場(chǎng)景中部署支持深度學(xué)習(xí)應(yīng)用的系統(tǒng)是很有必要的,為此設(shè)計(jì)了一套基于FPGA的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以支持深度學(xué)習(xí)算法在自閉癥教學(xué)場(chǎng)景中應(yīng)用。系統(tǒng)分為三個(gè)模塊,分別為視頻采集模塊、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器和數(shù)據(jù)輸出模塊,其中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的主要工作內(nèi)容。本文使用了HLS技術(shù),開(kāi)發(fā)了FPGA上的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卷積計(jì)算單元和池化計(jì)算單元,通過(guò)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)模式在Zybo... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖 2-2 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程般負(fù)責(zé)算法的邏輯控制和數(shù)據(jù)控制，稱(chēng)為處理系統(tǒng)責(zé)算法加速，稱(chēng)為可編程邏輯器件(Programmable L分的接口傳入控制信號(hào)和數(shù)據(jù)流，調(diào)用硬件完成任比特流文件一起下載到 FPGA 中進(jìn)行仿真和板級(jí)調(diào)進(jìn)行修改迭代，不斷優(yōu)化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)直至系統(tǒng)性言開(kāi)發(fā)技術(shù)商不斷推進(jìn)FPGA開(kāi)發(fā)工具鏈的技術(shù)研究，目前F級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。其中應(yīng)用較為廣泛的是Xilinx公h Level Synthesis) 工具和 Intel 主推的 OpenCL 標(biāo)準(zhǔn)9

圖 2-3 HLS 開(kāi)發(fā)流程平臺(tái)選擇發(fā)板如圖 2-4所示。Zybo 開(kāi)發(fā)板的 FPGA 芯片是 Xilinx款Z-7010，Zynq芯片集成了一個(gè)雙核Cortex-A9AR，可以與 FPGA 配合構(gòu)建全可編程片上系統(tǒng) (All Pro)，并且在 Zybo 開(kāi)發(fā)板上同時(shí)集成了豐富的 I/O 接口網(wǎng)接口、SD卡接口等。雖然Zybo的FPGA硬件資源此 Zybo 開(kāi)發(fā)板比較適合開(kāi)發(fā)低功耗的嵌入式應(yīng)用。絡(luò)系統(tǒng)具有很好的便攜性，自閉癥患者家長(zhǎng)可以將助家長(zhǎng)在家庭中對(duì)自閉癥兒童進(jìn)行干預(yù)治療。


本文編號(hào)：2979965