近年來(lái),，人工智能（AI）在推動(dòng)各個(gè)行業(yè)創(chuàng)新方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。視覺(jué)和語(yǔ)音技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了大型智能模型的發(fā)展，創(chuàng)造了新的用例,，并改善了用戶體驗(yàn),。越來(lái)越多的應(yīng)用要求能夠在配備微控制器和微處理器的邊緣設(shè)備上運(yùn)行的AI,，這帶來(lái)了更低的延遲、更低的能耗以及更強(qiáng)的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)等好處,。在這些應(yīng)用中,，時(shí)間序列數(shù)據(jù)通常用于開(kāi)發(fā)三類主要任務(wù)：異常檢測(cè)、分類和回歸,。時(shí)間序列數(shù)據(jù)是指按一致,、均勻的時(shí)間間隔記錄的一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)。
需要時(shí)間序列數(shù)據(jù)的應(yīng)用
顧名思義,，異常檢測(cè)的目的是識(shí)別超出預(yù)期的行為,。它依賴時(shí)間序列數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)與正常行為的偏差，從而觸發(fā)警報(bào)或緊急停止,，以盡量減少損害,。
分類訓(xùn)練模型通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中的模式來(lái)識(shí)別和分類輸入信息。這包括在訓(xùn)練過(guò)程中為數(shù)據(jù)點(diǎn)分配標(biāo)簽,，使模型能夠做出準(zhǔn)確的決策,。一旦模型開(kāi)發(fā)完成，它們可以有效地識(shí)別數(shù)據(jù)中的模式,，并對(duì)新的輸入進(jìn)行分類,。
回歸任務(wù)旨在根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)連續(xù)值，例如基于歷史電池放電數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)電池壽命或進(jìn)行電機(jī)的預(yù)測(cè)性維護(hù),。溫度和振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)可用于預(yù)測(cè)隨著時(shí)間的推移可能發(fā)生故障的幾率,。
盡管還有許多其他用例受益于機(jī)器學(xué)習(xí)和AI開(kāi)發(fā)，但時(shí)間序列數(shù)據(jù)仍是其中最復(fù)雜,、最動(dòng)態(tài)的一種,。
為了在邊緣推進(jìn)AI，我們推出了eIQ? Time Series Studio （eIQ TSS）,，這是eIQ AI和機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)軟件系列中的新工具,。eIQ TSS具備自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)工作流程,，可簡(jiǎn)化基于時(shí)間序列的機(jī)器學(xué)習(xí)模型在多種微控制器（MCU）器件（如MCX MCU和i.MX RT跨界MCU）上的開(kāi)發(fā)和部署。
Time Series Studio支持多種傳感器輸入信號(hào),，包括電壓,、電流、溫度,、振動(dòng),、壓力、聲音和飛行時(shí)間等,，還支持這些信號(hào)的組合,，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)傳感器融合。其自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)功能使開(kāi)發(fā)人員能夠從原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)中提取有意義的見(jiàn)解,，并快速構(gòu)建AI模型,，以滿足微控制器的精度、RAM和存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),。該工具提供了一個(gè)全面的開(kāi)發(fā)環(huán)境,，包括數(shù)據(jù)策展、可視化和分析,，以及模型的自動(dòng)生成,、優(yōu)化、模擬和部署,。
eIQ? Time Series Studio的分步工作流程
示例應(yīng)用
為了快速啟動(dòng)開(kāi)發(fā),，我們提供了三個(gè)主要任務(wù)的示例應(yīng)用和數(shù)據(jù)集：異常檢測(cè)、分類和回歸,。該工具中包含每個(gè)應(yīng)用的詳細(xì)信息和分步說(shuō)明,，幫助開(kāi)發(fā)人員順利開(kāi)始開(kāi)發(fā)流程。
eIQ Time Series Studio用戶界面的主頁(yè)
數(shù)據(jù)輸入
數(shù)據(jù)管理對(duì)于確保數(shù)據(jù)清潔,、有序和對(duì)齊至關(guān)重要。例如,，當(dāng)從室外環(huán)境中的多個(gè)傳感器收集數(shù)據(jù)時(shí),，由于環(huán)境因素，數(shù)據(jù)可能會(huì)有噪聲,，且采樣率不同,。為了確保模型的準(zhǔn)確性，必須以時(shí)間關(guān)系為基礎(chǔ)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊和同步,。
開(kāi)發(fā)人員可以在導(dǎo)入自定義時(shí)間序列數(shù)據(jù)時(shí)定義通道和類別的數(shù)量,。Time Series Studio還提供了多種數(shù)據(jù)查看選項(xiàng)，包括原始數(shù)據(jù),、時(shí)間數(shù)據(jù),、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和光譜數(shù)據(jù),。
eIQ TSS用戶界面中的數(shù)據(jù)集輸入頁(yè)面
訓(xùn)練和優(yōu)化
當(dāng)自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)取代傳統(tǒng)的手動(dòng)迭代開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、模型和算法搜索時(shí),，模型的訓(xùn)練和優(yōu)化變得更加容易,。只需一鍵即可生成模型，并按精度或閃存/RAM大小進(jìn)行排序,。這將模型訓(xùn)練和優(yōu)化的時(shí)間從幾周縮短到幾個(gè)小時(shí),。
eIQ TSS用戶界面中的訓(xùn)練頁(yè)面
模擬
模型訓(xùn)練完成后，可以在虛擬邊緣環(huán)境中使用不同的未見(jiàn)過(guò)的測(cè)試數(shù)據(jù)集對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證,。這樣可模擬目標(biāo)設(shè)備環(huán)境,，使開(kāi)發(fā)人員能夠在將模型部署到實(shí)際硬件之前驗(yàn)證其性能和準(zhǔn)確性。
eIQ TSS用戶界面中的模擬頁(yè)面
部署
編譯所選模型后,，可以為應(yīng)用生成自定義庫(kù),。使用該庫(kù)非常簡(jiǎn)單，只需兩次API調(diào)用,。一次API調(diào)用用于初始化模型,，另一個(gè)用于運(yùn)行推理。生成的庫(kù)可兼容MCUXpresso和Code Warrior IDE,。
eIQ TSS用戶界面中的部署頁(yè)面
Data Intelligence
用戶通常根據(jù)他們的先驗(yàn)知識(shí)導(dǎo)入時(shí)間序列數(shù)據(jù)集,。然而，如果沒(méi)有進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析,，這可能會(huì)影響訓(xùn)練數(shù)據(jù)的有效性,。例如，采樣頻率可能超過(guò)應(yīng)用程序的要求,，或者在分類任務(wù)中,，每個(gè)類別的訓(xùn)練數(shù)據(jù)量可能不平衡。
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),，Data Intelligence提供了一種實(shí)用工具,，可以評(píng)估數(shù)據(jù)集的平衡性和單個(gè)數(shù)據(jù)通道的重要性。該工具不僅可以檢測(cè)數(shù)據(jù)不平衡,，還能識(shí)別可以刪除以優(yōu)化資源的冗余通道,。此外，它還推薦最佳采樣頻率和窗口大小,，使用戶能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)集,，提高質(zhì)量并獲得更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。
eIQ TSS用戶界面中的Data Intelligence頁(yè)面
在這個(gè)例子中,，我們可以確定：
在12個(gè)通道中,，有兩個(gè)可能是非必要的，可以刪除它們,，以節(jié)省資源
原始連續(xù)數(shù)據(jù)的采樣率可能過(guò)高,，建議將其降低到1/16
基于智能分析,，用戶可以更改未來(lái)訓(xùn)練用數(shù)據(jù)集，從而獲得更好的結(jié)果,。
Time Series Studio提供了一個(gè)無(wú)縫的端到端解決方案,，旨在降低開(kāi)發(fā)人員、合作伙伴及客戶使用其數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)AI解決方案的門(mén)檻,，并節(jié)省時(shí)間,。結(jié)合這一新工具與恩智浦全系列的MCU、應(yīng)用處理器產(chǎn)品以及用于加速AI工作負(fù)載的NPU,，我們期待各種規(guī)模的組織能夠利用AI的能力進(jìn)行創(chuàng)新和解決復(fù)雜問(wèn)題,。
自1.13.1版本起，eIQ Time Series Studio已包含在eIQ工具包中,。
更多精彩內(nèi)容歡迎點(diǎn)擊==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<
