I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l .   11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   1 5 1 0 ~1 5 2 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijece . v 1 1 i 2 . p p 1 5 1 0 - 1 5 2 0          1510       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Rea l - time  huma detec tion for  elect ricity con serv a tio n using   pruned - SSD and   a rduino       Ush a s uk ha ny a   S . 1 J o t hil a k s hm i S . 2   1 De p a rtme n o Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g ,   An n a m a lai  Un iv e rsity ,   Tam il n a d u ,   I n d ia   2 De p a rtme n o In fo rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   An n a m a la Un iv e rsit y ,   T a m il n a d u ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 1 ,   2 0 20   R ev is ed   Au g   2 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Sep   2 4 ,   2 0 2 0       El e c tri c it y   c o n se rv a ti o n   tec h n iq u e h a v e   g a in e d   m o re   imp o rta n c e   in   re c e n y e a rs.  M a n y   sm a rt  tec h n i q u e a re   in v e n ted   t o   sa v e   e lec tri c it y   with   t h e   h e l p   o f   a ss isted   d e v ice li k e   se n so rs.  T h o u g h   it   sa v e e lec tri c it y ,   it   a d d a n   a d d it i o n a l   se n so c o st  to   th e   sy ste m .   Th is  wo rk   a ims   to   d e v e l o p   a   sy ste m   th a m a n a g e th e   e lec tri c   p o we su p p l y ,   o n ly   wh e n   it   is  a c tu a l ly   n e e d e d   i. e . ,   t h e   sy ste m   e n a b les   th e   p o we su p p l y   wh e n   a   h u m a n   is   p re se n t   in   t h e   lo c a ti o n   a n d   d isa b les   it   o t h e rwise .   Th e   sy ste m   a v o id a n y   a d d i ti o n a c o sts  b y   u sin g   t h e   c lo se d   c ircu it   tele v isio n ,   w h ich   is   in sta ll e d   i n   m o st  o th e   p lac e f o se c u rit y   re a so n s.  Hu m a n   d e t e c ti o n   is   d o n e   b y   a   m o d ifi e d - si n g le   sh o d e tec ti o n   wit h   a   sp e c ifi c   h y p e r p a ra m e ter  tu n in g   m e th o d .   F u rt h e t h e   m o d e is  p ru n e d   t o   re d u c e   th e   c o m p u tatio n a c o st   o f   th e   fra m e wo rk   wh ic h   i n   tu r n   re d u c e th e   p ro c e ss in g   s p e e d   o th e   n e tw o rk   d ra stica ll y .   T h e   m o d e y ield t h e   o u t p u t   to   th e   Ard u i n o   m icro - c o n tro ll e to   e n a b le  th e   p o we su p p l y   in   a n d   a ro u n d   th e   lo c a ti o n   o n ly   wh e n   a   h u m a n   is  d e tec ted   a n d   d isa b les   it   wh e n   t h e   h u m a n   e x it s.   Th e   m o d e is  e v a lu a ted   o n   C HO KEP OIN d a tas e a n d   re a l - ti m e   v id e o   su rv e il lan c e   f o o tag e .   Ex p e rime n t a re su lt s   h a v e   sh o w n   a n   a v e ra g e   a c c u ra c y   o 8 5 . 8 2 %   with   2 . 1   se c o n d s o f   p r o c e ss in g   ti m e   p e fra m e .   K ey w o r d s :   Ar d u in o   E lectr ic ity   m an ag em en t   Hu m an   d etec tio n   Pru n in g     Sin g le  s h o t d etec tio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ush asu k h an y S.   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g   An n am alai  Un iv er s ity   An n am alai  n ag ar ,   T am iln ad u ,   I n d ia   E m ail:  u s h asu k h an y a@ g m ail. co m       1.   I NT RO D U CT I O N   Un m an n ed   elec tr ic  p o wer   m a n ag em en t   s y s tem   ( UE PMS)   is   o n o f   th e   ch allen g in g   task s   th at  ar e   r eq u ir ed   t o   s av elec tr ical  r eso u r ce s   in   m o s o f   th c o u n tr i es.  Sev er al  r esear ch es  ar g o i n g   o n   f o r   UE PMS  with   th h elp   o f   s en s o r s   to   d etec th p r esen ce /ab s en ce   o f   h u m a n s   an d   to   m a n ag e   th p o wer   s u p p l y   ac co r d in g l y .   Usag o f   s en s o r s   in cu r s   an   ad d itio n al  co s an d   h en ce   t h is   wo r k   aim s   to   d e v elo p   s y s tem   th at   m an ag es  th elec tr ical  r eso u r c u s in g   th ex is tin g   clo s ed   cir cu it  telev is io n   ( C C T V)   s u r v eillan ce   ca m er a.   T h e   s u r v eillan ce   v id eo   ca p tu r ed   f r o m   C C T ca m er as  is   u s e d   to   d etec th h u m an s   p r esen ce /ab s en ce   to   en ab le/d is ab le  th p o wer   s u p p ly   th e r e b y   a v o id in g   ad d itio n al  co s t.  Hu m an   d etec tio n   i n   s u r v eillan ce   ca m e r as  f o o tag h as  b ee n   an   in te r esti n g   [ 1 ]   a n d   ch allen g in g   [ 2 ]   to p ic  in   th r ec en y ea r s .   T h tr ad itio n al  h an d - c r af te d   m eth o d s   lik lo ca l b in ar y   p att er n   ( L B P),   h is to g r am   o f   o r ien t ed   g r ad ie n ts   ( HOG)   etc. ,   ar ti m co n s u m in g   an d   p r o v e d   t o   b e   c o m p a r a t i v e l y   i n e f f i c i e n t   t o   t h e   r e c e n t   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( C N N )   b a s e d   a l g o r i t h m s   [ 3 ] .   Var io u s   o b ject  d etec tio n   alg o r ith m s   in   d ee p   lear n in g   ( DL )   h av s h o wn   p r o m is in g   r esu lts   in   c lass if y in g   an d   d etec tin g   th l o ca tio n   o f   th e   o b jects  [ 4 ] .   T h f i r s ca teg o r y   o f   DNN  is   two   s tag ap p r o ac h   lik R C NN,   f aster - r eg io n al  C NN  ( f a s ter   R - C NN) ,   r eg io n   b ased   f u lly   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   (R - FC N)   [ 5 ,   6 ]   etc. ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       R ea l - time  h u ma n   d etec tio n   fo r   elec tr icity  co n s erva tio n   u s in g   p r u n ed - S S a n d   a r d u in o   ( Ush a s u kh a n ya   S . )   1511   wh ich   p r o p o s es  r eg io n s   b y   s ep a r ate  n etwo r k   ca lled   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   an d   t h class if ier   p r o ce s s es   th ese  r eg io n s   f o r   class if icatio n   [ 7 ] .   T h s ec o n d   o n is   o n e   s tag a p p r o ac h   lik y o u   o n ly   lo o k   o n ce   ( YOL O)   an d   s in g le  s h o m u ltib o x   d ete cto r   ( SS D)   in   wh ich   b o th   t h e   class   p r o b ab ilit i es  an d   th b o u n d in g   b o x es  ar p r o d u ce d   b y   th C NN  its elf   [ 8 ] .     I n   th is   wo r k   s y s tem   u s in g   m o d if ied - SS wh ich   is   b ased   o n   v is u al  g eo m etr y   g r o u ( VGG1 6 )   is   u s ed   f o r   h u m an   d etec ti o n   i n   s u r v eillan ce   ca m er as  [ 9 ] .   T h C NN  b ased   n etwo r k   tak es  th in p u f r o m   C HOK E P OI NT   d ataset,   wh ich   h as  f r a m es  o f   s u r v eillan ce   v id eo .   T h e   m o d el   is   in itially   tr ain ed   with   th e   s et  o f   h y p er - p ar am eter s   o b tain ed   f r o m   o r th o g o n al   ar r a y   tu n i n g   m eth o d   ( OAT M) .   T h e   o p tim al  f ac to r s   ar e   d er iv e d   f r o m   th f ac to r   tab le  o f   th O AT m eth o d .   On ce   th m o d el  is   co n v er g ed   to   th m in im al  lo s s   f u n ctio n ,   th n etwo r k   is   p r u n e d   to   r em o v e   th less   im p o r tan p ar am eter s   o f   th n etwo r k .   Pru n in g   is   m eth o d   d o n to   r ed u ce   th co m p lex ity   o f   th e   n etwo r k   th e r eb y   m ain tain in g   th ac cu r ac y   o f   th m o d el.   T h id en tific at io n   o f   th ese  less   im p o r tan weig h ts   ar d o n b y   th H - r a n k i n g   al g o r ith m   p r o p o s ed   b y   L i n   et  a l .   Af ter   p r u n i n g ,   th e   n etwo r k   is   r etr ain ed   with   th s et  o f   h y p e r p ar am ete r s   o b t ain ed   f r o m   th OAT m eth o d .   T h e   p r o ce s s   is   iter ated   u n til   th c o n v e r g en ce   o r   th e   er r o r   l o s s   f u n ctio n   is   s im ilar   to   th e   o n e   o b tain ed   b y   th e   m o d el  b e f o r e   p r u n in g   is   d o n e.   T h o u tp u o f   th class if ier   is   f ed   to   an   Ar d u in o   m icr o co n t r o ller   to   m an ag th p o we r   s u p p ly .   Ar d u i n o   en ab les  th p o wer   s u p p ly   o n l y   in   th lo ca tio n   ( 2 . 1   m etr es)  in   an d   ar o u n d   wh er h u m an   is   d etec ted   an d   d is ab les  th p o wer   wh en   u n d etec ted .   T h s y s tem   is   also   v alid ated   o n   r e al - tim d ataset  o f   s u r v eillan ce   v id e o   in   an   in d o o r   en v i r o n m e n o f   a   liv in g   r o o m   wh er e   th f o o ta g is   co n v er ted   to   f r am es  at   th e   r ate  o f   5   p er   s ec o n d .   T h in te n s ely   co m p r ess ed   m o d el  s h o ws  p r o m is in g   r esu lts   in   p r ed ictio n   ac cu r ac y   with   r ed u ce d   t r ain in g   tim e.       2.   RE L AT E WO RK S   Ob ject  d etec tio n   h as   g ain e d   a   lo o f   attr ac tio n   b y   th r esear ch er s   in   v ar io u s   ap p licatio n s .   Fro m   s m all   cr ac k   d etec tio n   to   h u m an   d etec tio n ,   lesi o n   d etec tio n   [ 1 0 ]   to   d etec tio n   f r o m   s atellite  im ag es  [ 1 1 ]   etc.   Ov er co m in g   t h s h o r tf alls   o f   tr ad itio n al  h an d - cr af ted   m et h o d s ,   DL   h as  ac h iev ed   en o r m o u s   g r o wth   in   th ese  d etec tio n s .   Ob ject  d etec tio n   in   s u r v eillan ce   v id eo s   is   o n o f   th m o s ch a llen g in g   task s   d u to   th lack   o f   clar ity   in   f r am es.  I all  s tar ted   with   th r eg io n al  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   (R - C NN)   w h ich   u s es  s elec tiv e   s ea r ch   to   d etec th lo ca tio n   o f   th o b ject  with   b o u n d in g - b o x   [ 1 2 ] .   Ap p r o x im ately   2 0 0 0   ca n d id ate  r eg i o n s   ar e x tr ac ted   in   th is   p r o ce s s   wh ich   is   ex ten s iv ely   tim c o n s u m in g .   T h is   is   o v er c o m b y   s p atial  p y r am id   p o o lin g   n et  ( SP P - Net)   o n   th f ea tu r m ap s   [ 1 3 ]   an d   f u r t h er   b y   f aster - R C NN  [ 1 4 ]   wh ich   u s es  s ep ar ate   n etwo r k   ca lled   r eg i o n   p r o p o s al  n etwo r k   ( R PN)   to   g en er ate  c an d id ate  r eg io n s .   s y s tem   f o r   f ac ial  ex p r ess io n   r ec o g n itio n   was d ev elo p e d   f o r   an   em o tio n al  au d io   an d   v id eo   d ata  [ 1 5 ]   u s in g   f aster   R - C NN .     Sev er al  m o d if ied   v er s io n s   o f   f aster   R - C NN  wer d ev elo p e d   to   im p r o v th p r ed ictio n   a cc u r ac y   at   m in im al  co s [ 1 6 ] .   T h o u g h   all  th ese  tech n iq u es  h av im p r o v e d   th ac cu r ac y ,   it  s ti ll  s er v es  as  a   tim co n s u m in g   task   as  it  r eq u ir es  two   s tag es  f o r   p r ed ictio n .   T h i s   was  o v er co m b y   th YOL m o d el  wh er t h en tire   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t   b y   s in g le  n e u r al  n etwo r k   th at  m a k es  o p tim izatio n   q u ite  ea s ier   [ 1 7 ] .   A n   ad v an ce d   v er s io n   o f   o n s tag e   ap p r o ac h   is   s in g le  SS s y s tem ,   wh ich   is   ac h iev in g   p r o m i s in g   r esu lts   in   r ea l - tim s u r v e illan ce   v id eo s   [ 1 8 ] .   On s u ch   ap p licatio n   was  d e v elo p ed   to   d etec s m all  o b jects  u s in g   co n tex tu al   in f o r m atio n   in   SS at  in cr ea s ed   s p ee d   [ 1 9 ] .   W h en   c o m p a r e d   to   all  th ab o v lis ted   d etec ti o n   alg o r ith m s ,   SS D   h as  ac h iev ed   r elativ ely   p r o m i s in g   r esu lts   at  in cr ea s ed   s p ee d   b y   ap p ly in g   p r e d ictio n   f ilter s   o n   e v er y   f ea tu r m ap   p r o d u ce d .   T h o u g h   SS ac h iev es  g o o d   r esu lts ,   o n o f   th m ajo r   ch allen g i n g   task s   o f   DL   is   th h ig h   tr ain in g   tim e   r eq u ir ed   b y   th e   m o d el  to   lear n   [ 2 0 ,   2 1 ] .   Hen c th p r o p o s ed   wo r k   u s es  SS ar ch itect u r e   with   a   s p ec if ic  h y p er - p ar am eter   tu n i n g   m eth o d   to   r ed u ce   th tr ai n i n g   tim o f   th n etwo r k   [ 2 2 ] .   As  th d e ep   n etwo r k   d esig n ed   f o r   an y   r ea l - tim e   ap p licatio n   in v o lv es  h ig h   co m p u tatio n al  c o s t,  p r u n in g   is   d o n in   m an y   ap p licatio n s   to   k ee p   th e   m o d e s im p le.   D ata - d ep en d en a n d   d ata - in d ep e n d en m eth o d s   a r e   th two   tech n iq u es   ad o p ted   t o   ev alu ate  th e   im p o r tan ce   o f   t h weig h ts   am o n g   wh ich   o p tim al  b r ain   d am a g [ 2 3 ] ,   o p tim al  b r ain   s u r g eo n   [ 2 4 ] ,   ab s o lu te  v al u m eth o d   [ 2 5 ] ,   L ASSO  r eg r ess io n   m eth o d   [ 2 6 ]   ar ce r tain   r e n o wn ed   tech n i q u es.  An   in ter esti n g   m eth o d   b y   Min g b ao   L in   et   a l .   h as  b ee n   d e v el o p ed   wh ich   u s es  H - R an k   f ilter   p r u n in g   m eth o d   to   p r u n th m o d el  b y   ca lcu la tin g   th r an k   o f   ea ch   an d   ev er y   p ar am eter .   T h tech n iq u th en   r e - ar r a n g es  th r an k ed   p ar am eter s   in   d ec r ea s in g   o r d er   an d   f in ally   elim in ates th least im p o r tan t p a r am eter s .     On o f   th e   im p o r tan to o ls   in   liter atu r to   co n tr o th e   p o wer   s u p p ly   is   th A r d u in o   m icr o - co n tr o ller   wh ich   h as  its   u s ag in   a   wid e   r an g e   o f   a p p licatio n s .   s y s t em   to   q u an tify   th en e r g y   o f   th g iv en   lo ad   a n d   p lan   ap p r o p r iate  en er g y   c o n s e r v atio n   p o licies  was  also   d esig n ed   [ 2 7 ] .   An o t h er   a p p licatio n   was  d ev elo p ed   f o r   s m ar h o m en er g y   m a n ag em en s y s tem s   ( SHEM S)  [ 2 8 ]   to   en ab le/d is ab le  th p o wer   s u p p ly   wh en   h u m an   is   d etec ted /u n d etec ted   r esp ec ti v ely .   All  th ese  s y s tem s   u s e   s en s o r s   wh ich   in cu r s   ad d itio n al  co s t.  Hen ce   o u r   s y s tem   u s es a   m o d if ied - SS t o   d e tect  h u m a n s   in   ex is tin g   C C T s u r v eillan ce   f o o tag with   an   Ar d u i n o   m icr o - co n tr o ller   to   m an ag e   th p o wer   s u p p ly   ac c o r d in g ly .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 1   :   1 5 1 0   -   1520   1512   3.   P RO P O SE F RA M E WO R K   mo d if ied   SS is   d ev elo p e d   in   th is   s eg m en with   an   o r th o g o n al  ar r ay   b ased   t u n in g   m eth o d   to   r ed u ce   th tr ain in g   tim with   th s et  o f   o b tain ed   f ac to r   v alu es.   T h m o d el  is   f u r th er   p r u n ed   to   r ed u ce   th e   co m p lex ity   o f   t h DNN  m o d e wh ich   in   t u r n   r ed u ce s   t h co m p u ta tio n   c o s in ten s ely .   T h e   wo r k in g   m o d el  o f   th p r o p o s ed   ar c h itectu r is   g i v en   in   Fig u r 1 .   T h o u tp u o f   th m o d el  is   em b ed d e d   with   an   Ar d u in o   m icr o - co n tr o ller   to   m an ag e   th p o wer   s u p p ly   o f   th e n v ir o n m en t.           Fig u r 1 .   W o r k i n g   m o d el  o f   p r u n ed   OAT b ased   SSD       3 . 1 .     Da t a s et s   a nd   da t a   a ug m ent a t io n   T h p r o p o s ed   s y s tem   is   ev alu ated   u s in g   s tan d ar d   C H OKE POI NT   d ataset,   co n s is tin g   6 4 . 2 0 4   f r a m es   o f   a   s u r v eillan ce   v id e o   in   an   in d o o r   en v ir o n m en t.   T h e   s y s tem   is   also   ev al u ated   o n   r ea l - tim s u r v eillan ce   v id eo   o f   a   li v in g   r o o m   w h ich   is   co n v er ted   at  th e   r ate  o f   5   f r am es  p er   s ec o n d   ( f p s ) .   I c o n s is ts   o f   9 0 0 0   f r am es   t o tally   o u o f   wh ich   7 4 2 0   f r a m es  ( in clu d in g   au g m e n ted   f r a m es)  ar co n s id er ed   f o r   tr ain i n g   an d   th r em ain in g   3 1 8 0   ar c o n s id er ed   f o r   test in g .   Valid atio n   s et  co n s is ts   o f   3 7 1   im ag es  to   tu n th e   h y p e r - p ar a m eter s .   Au g m en tatio n   is   also   d o n to   m ak th e   n etwo r k   m o r r o b u s t.  Sh r in k in g   an d   cr o p p i n g   o f   t h o r ig i n al  tr ain in g   im ag es  ar d o n e .   Gam m co r r ec tio n   is   ap p lied   to   cr ea te  v ar i atio n s   in   in ten s ities   an d   b r ig h t n ess   o f   th f r am es  u s in g   two   s ets  o f   v alu es  ( 0 . 5   an d   3 . 0 )   a n d   ( 0 . 5   a n d   2 . 0 )   f o r   all  th th r ee   ch a n n els  in d iv i d u ally   [ 2 9 ] .   Hid an d   s ee k   [ 3 0 ]   is   f in ally   u s ed   t o   d iv id th en tire   im ag in t o   p atch es  with   d iv is io n   n u m b e r   o f   4   to   m ak th e   n etwo r k   lear n   th f in en t ities   o f   th p atch es.  T h s u b   p atch es  ar h id d en   with   p r o b ab ili ty   o f   0 . 2 5 .   I n   b o th   th ca s es  th p o s itiv b o u n d i n g   b o x es  ar th o n es  with   t h m atch   s co r g r ea ter   t h an   0 . 5   with   th at  o f   its   g r o u n d   tr u th   an d   th e   r em ain i n g   ar e   co n s id er ed   n eg ativ e.   All  th e x p er im e n ts   ar e   co n d u cte d   in   GPU - NVI DI T I T AN  1 2   GB ,   R AM - 3 2   G B   DDR4 .     3 . 2 .     M o del c o ns t ruct io n   T h e   p r o p o s ed   f r am ewo r k   u s e s   m o d if ied   SS tech n iq u e   wh ich   is   f ee d - f o r war d   c o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   b ased   o n   V GG1 6 .   T h s tr u ctu r h as  tr u n ca ted   p a r o f   VGG  1 6   with   an   ad d itio n al   co n v o l u tio n al  s tr u ctu r attac h ed   to   its   en d .   I t e lim in ates th n ee d   f o r   R PN in   f aster   R - C N th er eb y   in cr ea s i n g   th d etec tio n   s p ee d   d r asti ca lly   [ 3 1 ] .   I n s tead   o f   R PN,  it  u s es  m u lti - s ca le  f ea tu r es  an d   d ef au lt  b o x es  to   m ak e   its   p r ed ic tio n   ac cu r ac y   b in   p ar   with   th av er ag ac cu r ac y   o b tain ed   b y   f aster   R - C NN  [ 3 2 ] .   T h en tire   ar ch itectu r o f   th p r o p o s ed   s y s tem   is   g iv en   in   Fig u r 1 .   T h in p u t   is   co lo u r   im ag e   I   wh ich   is   f ed   in t o   th e   in itial  b ase  n etwo r k   co n s is tin g   o f   f iv co n v o lu tio n al  lay er s   ( = 5 )   as  in   VGG - 1 6   wh ich   d etec ts   th ed g es,  b lo b s ,   tex tu r an d   o b ject  p ar ts .   T h s ix th   a n d   s ev e n th   d en s lay e r s   o f   VGG - 1 6   ar r ep lace d   with   co n v o l u tio n al  la y er s   wh ile   r e m o v in g   th e   eig h t h   a n d   th o th er   d r o p o u la y er s .   R eL is   th e   ac tiv atio n   f u n ctio n   u s ed   at   ev er y   co n v o lu tio n al  la y er   ex ce p t t h o u t p u t la y er .     = 1 1 + 2 2 + +   ( 1 )     wh er is   th f ea tu r m ap ,   W   is   th wei g h ass o ciate d   w i th   in p u I .   E ac h   o f   th ese  co n v o lu tio n al  lay er s   wi th   s ize  ×   an d     ch an n els  p r o d u ce s   f ea tu r m a p   o n   wh ich   t h p r ed ictio n   lay er   ( class i f icatio n   lay er )   o f   s ize  3   × 3 ×   is   ap p lied .   T h v alu es  p r o d u ce d   ar with   r esp ec to   ea ch   lo ca tio n   o f   th f ea tu r m ap   th er eb y   y ield in g   ( + 4 )    o u tp u ts   wh er r ep r esen ts   th clas s   s co r es  with   f o u r   o f f s ets  f o r   f ilter s .   T h f ea tu r m ap   is   th en   s u b s eq u en tly   p r o ce s s ed   b y   o th er   co n v o lu tio n a lay er s   f r o m   till   th f in al  lay er   w h er f o r   ea c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       R ea l - time  h u ma n   d etec tio n   fo r   elec tr icity  co n s erva tio n   u s in g   p r u n ed - S S a n d   a r d u in o   ( Ush a s u kh a n ya   S . )   1513   f ea tu r m ap   ( + 4 )    v al u es  ar e   p r o d u ce d   [ 3 3 ] .   Ap p r o p r iate  d ef au lt  b o x es   ar t o   b s elec ted   f o r   b etter   p r ed ictio n   an d   h en c e   th g r o u n d   tr u th   b o x   is   m atch ed   with   t h d ef a u lt  b o x   u s in g   J ac ca r d   o v er lap   m et h o d   with   th r esh o ld   v alu s et  to   0 . 5 .   T h is   y ield s   lar g n u m b e r   o f   n eg ativ s am p les o u t o f   wh ich   th s am p les with   th e   h ig h est  co n f id en ce   l o s s   is   alo n s elec ted ,   th e r eb y   m ak in g   r atio   o f   1 :3   f o r   p o s itiv t o   n eg ativ e   s am p les.  Fin ally ,   s ig m o id   f u n ctio n   is   u s ed   at  th o u tp u t la y er   to   m ak b in ar y   class if icatio n   o f   th f r am es a n d   th n o n - m ax im u m   s u p p r ess io n s   ( NM S)  m ak es  o b ject  d etec tio n s .   T h weig h ts   o f   th n etwo r k   a r in itialize d   u s in g   th e   “HE ”  in itializatio n   tech n iq u b ased   o n   th e   f o r m u la      ( ) =   2 _    ( 2 )     wh er f an _ in   r e p r ese n ts   th n u m b er   o f   in p u u n its .   I p r o v i d es  co n tr o lled   in itializatio n ,   th er eb y   in cr ea s in g   th co n v er g e n ce   r ate.   L ea r n i n g   r ate,   m o m en t u m ,   d r o p o u an d   weig h d ec ay   ar th f o u r   h y p er - p ar am eter s   co n s id er ed   f o r   tu n i n g   an d   ar e   d o n b y   o r th o g o n al   ar r a y   tu n in g   m eth o d   ( OAT M)   b ased   o n   T a g u ch i’ s   f ac to r   tab le.   T h is   m eth o d   y ield s   ce r tain   s et  o f   f ac to r   v alu es  wh ich   m ak es  th m o d el’ s   co n v er g en ce   ea s ier   an d   f aster .   T h h y p er - p ar am eter s   ar r ep r esen ted   as  f ac t o r s ,   wh ile  th co r r esp o n d in g   v alu es  a r d ef in ed   as  lev els   in   th e   tab le.   T h e   o r th o g o n al  ar r ay   tab le   is   g e n er ated   u s in g   W eib u ll ++   s o f twar e   with   4   f ac t o r s   th at  h as  9   r o ws.   T h m o d el  is   tr ain ed   with   th f r am es  o f   th tr ain in g   d atasets   wh ich   is   d iv id ed   in to   1 0   b atch es.  T h m o d el  is   iter ated   f o r   9 0   ep o ch s   with   th e   h y p e r p ar am ete r s   o b tain e d   b y   th OAT m eth o d   an d   th e   ac cu r ac y   f o r   ea ch   s et   o f   h y p e r p ar am eter s   is   esti m a ted .   T h r o with   th h ig h est  ac cu r ac y   is   co n s id er ed   an d   th co r r esp o n d i n g   v alu es  ar th o p tim al  v alu es  with   wh ich   th h y p er p ar am ete r s   ar tu n ed .   E ac h   an d   ev er y   b atch   is   iter ated   f o r   4   ep o ch s   an d   t h a v er ag e   o f   t h ese  f o u r   e x p er im e n ts   is   co n s id er ed   as   th ac c u r ac y   o f   a   s elec ted   s in g le  s et  o f   hy p er p ar am eter s .     T h ac cu r ac ies  an d   th e   co r r e s p o n d in g   v al u es  f o r   th ese   s elec ted   h y p er p a r am eter s   ar e   p r esen ted   in   T ab le  1 .   L ev el  5   in   T ab le  1   o b tain s   th h ig h est  ac cu r ac y   r ate  an d   h en ce   th c o r r esp o n d in g   v alu es  ar t h e   o p tim al  v alu es  f o r   t h is   p h ase  o f   SS D.   T h s p ec if icatio n s   o f   th co n s tr u cted   m o d el  lik e   th k er n el   s ize,   in p u t   an d   o u tp u d im en s io n s   o f   th e   f ea tu r m ap s   o f   ev er y   lay er ,   th to tal  p ar am eter s   u s ed   in   ev er y   lay er   etc  ar e   g iv en   in   T a b le  2 .       T ab le  1 .   Or th o g o n al  ar r a y   tab l e   Ex p . N o   F a c t o r   1   F a c t o r   2   F a c t o r   3   F a c t o r   4   A c c u r a c y   ( %)   1   0 . 0 1   0 . 9 9 9   0 . 3   0 . 0 0 1   8 5 . 2 1   2   0 . 0 0 1   0 . 9 9   0 . 2 5   0 . 0 0 3   8 4 . 3 2   3   0 . 0 1   0 . 9   0 . 2 0   0 . 0 0 5   8 6 . 1 2   4   0 . 0 0 1   0 . 9 9 9   0 . 2 5   0 . 0 0 5   8 5 . 7 2   5   0 . 0 0 1   0 . 9 9   0 . 2 0   0 . 0 0 1   8 7 . 2 4   6   0 . 0 0 1   0 . 9   0 . 3   0 . 0 0 3   8 6 . 8 8   7   0 . 0 0 0 1   0 . 9 9 9   0 . 2 0   0 . 0 0 3   8 5 . 3 2   8   0 . 0 0 0 1   0 . 9 9   0 . 3   0 . 0 0 5   8 6 . 9 1   9   0 . 0 0 0 1   0 . 9   0 . 2 5   0 . 0 0 1   8 5 . 4 7       T ab le  2 .   Sp ec if icatio n s   o f   th co n s tr u cted   m o d el   S S D   LA Y ER   X   Y   K e r n e l   si z e   C in   C out   P a r a me t e r s   C o n v 1 _ 1   2 4 0 0   4 0 0 0   3   3   64   1 . 7 2 8   C o n v 1 _ 2   2 4 0 0   4 0 0 0   3   64   64   36 . 864   C o n v 2 _ 1   1 2 0 0   2 0 0 0   3   64   1 2 8   73 . 728   C o n v 2 _2   1 2 0 0   2 0 0 0   3   1 2 8   1 2 8   1 4 7 . 4 5 6   C o n v 3 _ 1   6 0 0   1 0 0 0   3   1 2 8   2 5 6   2 9 4 . 9 1 2   C o n v 3 _ 2   6 0 0   1 0 0 0   3   2 5 6   2 5 6   5 8 9 . 8 2 4   C o n v 3 _ 3   6 0 0   1 0 0 0   3   2 5 6   2 5 6   5 8 9 . 8 2 4   C o n v 4 _ 1   3 0 0   5 0 0   3   2 5 6   5 1 2   1 . 1 7 9 . 6 4 8   C o n v 4 _ 2   3 0 0   5 0 0   3   5 1 2   5 1 2   2 . 3 5 9 . 2 9 6   C o n v 4 _ 3   3 0 0   5 0 0   3   5 1 2   5 1 2   2 . 3 5 9 . 2 9 6   C o n v 5 _3   1 5 0   2 5 0   3   5 1 2   1 . 0 2 4   4 . 7 1 8 . 5 9 2   C o n v 5 _ 3   1 5 0   2 5 0   3   1 . 0 2 4   1 . 0 2 4   9 . 4 3 7 . 1 8 4   C o n v 5 _ 3   1 5 0   2 5 0   3   1 . 0 2 4   1 . 0 2 4   9 . 4 3 7 . 1 8 4   S S D _ C o n v 6   75   1 2 5   1   1 . 0 2 4   2 . 0 4 8   2 . 0 9 7 . 1 5 2   S S D _ C o n v 7   75   1 2 5   1   2 . 0 4 8   4 . 0 9 6   8 . 3 8 8 . 6 0 8   S S D _ C o n v 8   38   63   2   4 . 0 9 6   8 . 1 9 2   1 3 4 . 2 1 7 . 728   S S D _ C o n v 9   38   63   2   8 . 1 9 2   16 . 384   5 3 6 . 8 7 0 . 912   S S D _ C o n v 1 0   19   32   2   16 . 384   32 . 768   2 . 1 4 7 . 4 8 3 . 648   S S D _ C o n v 1 1   19   32   2   32 . 768   32 . 768   4 . 2 9 4 . 9 6 7 . 296   D e t e c t i o n s   1   1   1   32 . 768   21   6 8 8 . 1 2 8   N M S   1   1   1   32 . 768   84   2 . 7 5 2 . 5 1 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 1   :   1 5 1 0   -   1520   1514   T h p ar am eter s   ar e   ca lcu lated   u s i n g   th f o r m u la;        =     _  2   ×        ×        ( 3 )     wh er th k er n el_ s ize,   c h an n e l in ,   an d   ch a n n el out   ar e   d ef in e d   as  th k er n el  s ize  o f   th e   weig h f ilter ,   n u m b er   o f   in p u ch an n els,  an d   n u m b er   o f   o u tp u c h an n els  in   ea ch   c o n v o lu tio n   lay e r .   an d   r ep r e s en th h o r izo n tal   an d   v er tical  d im en s io n s   o f   th e   f ea tu r m ap s   in   ea ch   co n v o lu tio n   lay er .   T h am o u n o f   c o m p u tatio n   is   d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   th n u m b e r   o f   p ar am eter s   o f   th n etwo r k   in   e ac h   an d   ev e r y   lay er   [ 3 4 ] .   T h er ef o r e,   r e d u cin g   t h e   n u m b er   o f   p ar am eter s   in   b o t h   co n v o lu tio n   an d   FC   lay er s   h elp s   ac h iev th g o al.   T h er ar v ar io u s   s tr ateg ies   to   d ec r ea s e   th e   m o d el   s ize,   s u ch   as  p r u n i n g   [ 3 5 ]   a n d   q u a n tizatio n   [ 3 6 ]   etc. ,   o u t   o f   wh ich   p r u n in g   is   s elec ted   f o r   o u r   wo r k   as it h as y ie ld ed   p r o m is in g   r esu lts   in   v a r io u s   a p p licatio n s   [ 3 7 ] .     3 . 3 .     P runin g   T h SS n etwo r k   ex is ts   with   s et  o f   N   c o n v o lu tio n al   lay er s   wh er e   i th   co n v o lu tio n a lay er   is   r ep r esen ted   b y   N i .   Pru n in g   is   d ef in ed   as  th r em o v al  o f   f ilt er s   o r   p ar am eter s   wh ich   ar co n s id e r ed   to   b less   im p o r tan t.   Hen ce ,   th e   en tire   s et  o f   f ilter s   is   d iv i d ed   i n to      an d    wh ich   r ep r esen ts   th e   im p o r t an f ilter   an d   l ess   im p o r tan f ilter   s et  r esp ec tiv ely .   T h t o tal  n u m b er   o f   im p o r tan a n d   less   im p o r ta n f ilt er s   is   d ep icted   b y   K   an d   L   r esp ec tiv ely   w h er K+ L = r ep r esen tin g   th e   to tal  f ilter s .   I n s p ir ed   b y   [ 3 8 ] ,   we  p er f o r m   p r u n in g   in   th e   s am way   wh er f ilter   p r u n in g   in   g en er al  is   f o r m u lated   as ;         ( ) = 1 = 1   ( 4 )     s u ch   th at        = = 1   ( 5 )     I n   ( 4 )   wh e r ij  r e p r esen ts   1   i f   th weig h ts   ar lab elled   as  K   an d   0   o th er wis e.   T h e   im p o r tan ce   o f   t h f ilter   is   m ea s u r ed   b y   ( ) .   Hen ce   th o b je ctiv is   to   m in im ize  th eq u ati o n   to   r em o v L .   As  ea ch   an d   ev er y   f ea tu r m ap   o f   t h N th   lay er   p lay s   d if f er en t r o les,  e q u a tio n   4   h as b e en   r ef o r m u lated   as;        ( ) = 1 = 1 [ ( ( , : , : ) ) ]   ( 6 )     wh er Y   r ep r esen ts   th f ea t u r e   m ap s ,   I   is   th in p u t im ag s a m p led   f r o m   d is tr ib u tio n   D( I )   s u ch   th at ;      = = 1   ( 7 )     a ls o   th ev alu at io n   o f   th f ilter   is   d ef in ed   as;     [ ( ( , : , : ) ) ] =    (   ( , : , : ) )   ( 8 )     s in g le  v alu d ec o m p o s itio n   is   ap p lied   wh er e ;     ( , : , : ) = = 1   ( 9 )     s u ch   th at;     +   = ѓ + 1 ѓ = 1   ( 1 0 )     wh en   r < r,   m an d   n i   ar t o p ,   lef an d   r ig h t   s in g u lar   v alu es   r esp ec tiv ely .   T h u s ,   th e   r an k   o f   ea c h   an d   e v er y   p ar am eter   is   ca lcu lated   an d   th tech n iq u e   r e - a r r an g es  th r a n k ed   p ar am eter s   in   d ec r ea s in g   o r d e r   wh ich   f in ally   elim in ates  th least  im p o r tan p ar am eter s   ( b o tto m   m o s t) .   T h m o d el  is   tr ain e d   ag ain   with   th h y p er p ar am eter s   o b tain ed   b y   OAT m eth o d   f o r   all  th f a cto r   v alu es.  T h o p tim al  s et  o f   h y p er p ar am eter s   o b tain ed   in   th is   p h ase  is   d i f f er en as  th n etwo r k   is   ac tu ally   p r u n e d .   T h H - R an k   alg o r ith m   is   ag ain   im p lem en te d   an d   th p r o ce s s   is   iter ated   u n til  th er r o r   f u n c tio n   is   s im ilar   to   th o n o b ta in ed   b y   th m o d el  with o u t p r u n in g .   T h e n tire   wo r k in g   m o d el  o f   th e   p r u n in g   m eth o d o l o g y   is   g iv e n   in   Fig u r 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       R ea l - time  h u ma n   d etec tio n   fo r   elec tr icity  co n s erva tio n   u s in g   p r u n ed - S S a n d   a r d u in o   ( Ush a s u kh a n ya   S . )   1515       Fig u r 2 .   Pru n in g   SS m o d el        3 . 4 .   T ra ini ng   a nd   t esting   pro ce ss   T h f r am es  a r r esized   t o   3 0 0 ×3 0 0   t o   f ee d   it  in to   th m o d if i ed - SS n etwo r k .   T h d ataset  is   d iv id ed   in to   tr ain in g   s et  an d   test in g   s et  in   th r atio   o f   7 0 :3 0 .   T h tr ain in g   s et  co n s is ts   o f   4 7 . 2 9 9   f r am es  in   wh ich   th e   v alid atio n   s et  is   s u b   class   co n tain in g   5 o f   th e   tr ain in g   f r am es  ( 2 3 6 4   f r a m es)  to   tu n th h y p e r - p ar a m eter s   o f   th n etwo r k .   T h is   is   f o llo wed   b y   p r o ce s s in g   o f   th test in g   s et  ( 2 0 . 2 7 1   f r am es).   I n itializin g   th weig h ts   o f   th n etwo r k   is   d o n e   u s in g   HE ”  in itializatio n   tech n i q u e.   T h f r am es  o f   th e   tr ain in g   s et  ar f ed   in to   t h n etwo r k   an d   th e   ex p e r im en ts   ar e   r u n   f o r   all  th e   lev els  o f   T ab le  1   ( OAT M) .   T h e   m o d el   is   th en   p r u n ed   b y   r em o v in g   th less   im p o r tan p ar am eter s   o f   th n etwo r k   u s in g   th H - r an k   alg o r ith m .   T h n etwo r k   is   r etr ain ed   with   th s et  o f   hyp er p ar am ete r s   o b tain ed   b y   th OAT m e th o d .   T h e   p r o ce s s   is   iter ated   u n til  th er r o r   lo s s   f u n ctio n   is   s im ilar   to   th o n e   o b tain ed   b y   th m o d el  b ef o r p r u n in g .   v alid atio n   s et  a n d   test   s et  is   p ass ed   af ter   tr ain in g   th n etwo r k   an d   th ex p er im e n is   iter ated   90   e p o ch s ,   an d   th e   m ea n   av e r ag p r ec is io n   ( m AP)   is   tak en   f o r   ea ch   lev el.   T h h ig h est  m AP  o b tain ed   f o r   t h test   s et  is   8 7 . 2 1 b e f o r p r u n in g   an d   8 5 . 8 2 af ter   p r u n in g .   C o m p r ess io n   r ate  o f   4 2 is   ac h iev ed   b y   p r u n in g   wh ich   r ed u ce s   th test in g   tim to   2 . 1   s ec o n d s   f r o m   4 . 5   s ec o n d s   o f   an   u n - p r u n ed   m o d el.       3 . 5 .     E v a lua t io n   T h p r e d icted   v alu es  an d   th g r o u n d   tr u th   v alu es  a r r e p r esen ted   as  = { p cx ,   p cy ,   p w ,   p h }   an d   = { g cx ,   g cy ,   g w ,   g h r esp ec tiv ely .   T h lo s s   f u n ctio n   is   th to tal  lo s s   ca lcu lated   b y   s u m m in g   th c lass if icatio n   an d   th r e g r ess io n   lo s s   wh ich   is   d en o ted   b y :     = ( , , , ) = 1   ( ( , ) +  ( , ) )   ( 1 1 )     wh er c   r e p r esen ts   th ce n tr e   o f   t h b o u n d in g   b o x ,   p   is   th p r e d icted   v al u e,   g   is   th g r o u n d   tr u th   o f   th e   b o u n d in g   b o x es,  N   is   th e   n u m b e r   o f   m atch ed   d ef a u lt  b o x es  an d   t h r eg r ess io n   l o s s   is   ca lcu lated   u s in g   th e   f o r m u la  g iv e n   b y   [ 3 9 ,   40] :     ( , ) =  1 ( )  {  ,  , , )   ( 1 2 )     wh er  1 ( ) = {   0 . 5 2 ,    | | <1   an d   z   -   0 . 5   o th e r wis e.   T h e   class if icatio n   lo s s   b ased   o n   cr o s s   en tr o p y   is   g iv en   b y     ( , ) =  ( ) ( 1 )    ( 1 )   ( 1 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 1   :   1 5 1 0   -   1520   1516   m AP  an d   m ea n   F1   in d ex   ( m F1 )   ar th m etr ics  u s ed   to   ev alu ate  th d etec tio n   ac cu r ac y   o f   th en tire   m o d el  an d   s u b   lay e r s   r esp ec tiv ely .   T h av er ag e   p r ec i s io n   ( AP)   is   g iv en   b y   th eq u atio n      = ( )  1 0   ( 1 4 )     wh er p   an d   r   d en o tes p r e cisi o n   an d   r ec all  r esp ec tiv ely .   m F1   is   g iv en   b y   th eq u atio n ;      1 = 1 1 = 1   ( 1 5 )     wh er F1   is   g iv en   b y   th e q u at io n ;     1 = 2 ×  ×  +    ( 1 6 )     an d   p r ec is io n   an d   r ec all  ar g i v en   b y   th eq u atio n s ;       =     +           =     +    ( 1 7 )     T P,  FP   an d   FN d en o tes tr u p o s itiv e,   f alse   p o s itiv an d   f als n eg ativ r esp ec tiv ely .       3. 6 .   P o wer   s up ply   m a na g em ent   T h o u tp u o f   th p r u n ed   SS is   f ed   to   th Ar d u in o   m ic r o co n tr o ller   wh ich   is   co n n ec t ed   to   th e   elec tr ical  s u p p ly   o f   a   r o o m   o r   a n y   in d o o r   en v ir o n m e n t.  T h co n tr o ller   en ab les   th p o wer   s u p p l y   i n   a n d   ar o u n d   th lo ca tio n   ( 2   m ts )   wh er h u m an   is   d etec ted   an d   d is ab les  it,  if   th h u m an   is   u n d etec ted .   T h er ef o r e,   th elec tr ic  r eso u r ce   is   u tili ze d   o n ly   wh e n   an d   w h er it  is   ac tu ally   n ee d ed   a n d   s av es  th r eso u r ce   ef f icien tly .   Usi n g   th p r o p o s ed   f r am ewo r k ,   th a v er ag e   m o n t h ly   co n s u m p tio n   o f   elec tr icity   f o r   a   r esid en tial  en v ir o n m en t   is   r ed u ce d   to   7 2   f r o m   9 0   u n its   ( k W h ) ,   wh ich   is   n ea r l y   o n q u ar ter   o f   th e   to tal  elec tr icity   co n s u m p tio n .         4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   T h p r e d ictio n   ac c u r ac ies  o f   t h m o d if i ed - SS m o d el  wh ic h   is   b ased   o n   OAT tec h n iq u f o r   b o th   th d atasets   ar g iv en   in   T ab le  3 T h v alid atio n   an d   test   d ata  ac cu r ac ies  ar m ea s u r ed   an d   it  is   f o u n d   th at  th p r ed ictio n   ac c u r ac y   ac h iev ed   b y   m o d if ied - SS is   v er y   clo s to   th at  o f   th o r ig in al  SS b u th tr ain in g   tim e   is   ex ten s iv ely   r ed u ce d   in   m o d if ied - SS D,   th er eb y   in cr ea s in g   th p r o ce s s in g   s p ee d   d r asti ca lly .   T h av er ag e   lo s s   o f   v alid atio n   an d   test   d ata   s ets  b y   m o d i f ied - SS ( with o u p r u n in g )   is   1 3 . 4 7 5 %   f o r   b o t h   th e   d atasets .   T h e   g r ap h ical  r e p r esen ta tio n   o f   it   is   g iv en   in   Fig u r e   3 .   SS with   o th er   p r u n in g   m eth o d s   lik Sp ar s s tr u ctu r e   s elec tio n   an d   g en er ativ ad v e r s ar ial  lear n in g   ( GAL )   h av a ls o   b ee n   im p lem en ted   f o r   o u r   p r ed ictio n   b u th e   r esu lts   o f   SS with   H - r an k   p r u n in g   t o p s   o th e r   tech n i q u es.  T h r e s u lts   o f   v a r io u s   p r u n in g   t ec h n iq u es  in   te r m s   o f   ac cu r ac y ,   co m p r ess io n   r ate   an d   f lo atin g - p o i n t   o p e r atio n s   ( FLOPs)  ar r e p r esen ted   i n   T ab le  4 .   Ou r   m o d el   out - p er f o r m s   th e   tr ain in g   s p e ed   o f   th m o d el  cr ea ted   b y   m u lti - lay e r   p r u n in g   f r am ewo r k   [ 4 1 ] ,   as  th e   latter   im p lem en ts   th r ee   s tag es  o f   p r u n in g ,   o n l y   af ter   co m p letely   t r ain in g   t h n etwo r k   f r o m   th e   s cr atch .   Hen ce   th e   tr ain in g   tim i n cr ea s es  m an y   f o ld s   in   th is   m eth o d ,   wh er ea s   t h f o r m er   ( o u r   m o d el)   tr ai n s   th n etwo r k   in itiall b ased   o n   OAT m eth o d   wh ich   r ed u ce s   th e   tr ain in g   tim e   d r asti ca lly .   Seco n d ly ,   o u r   m o d el  u s es  H - r an k   alg o r ith m   t o   f o cu s   o n   l o w - r a n k   f ea t u r m ap s   r ath e r   th a n   elim in atin g   th e   ze r o   weig h ts   b ased   o n   s p ar s ity   s tatis t ics with   n eg lig ib le  lo s s   o f   0 . 8 3 % a t 4 2 . 0 1 co m p r ess io n .       T ab le  3 .   R esu lts   o f   b ase lin SS an d   m o d if ie d - SSD   M o d e l s   D a t a s e t s   C l a s ses   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F 1   ( %)   Tr a i n i n g   t i me   ( sec )   S S D   ( b a se l i n e )   C H O K EPO I N T   H u ma n   8 9 . 1   8 6 . 7   8 7 . 8   5 8 3 4 6   N o n - H u ma n   8 8 . 9   8 5 . 3   8 7 . 0   R e a l - t i me   H u ma n   8 7 . 1   8 5 . 6   8 6 . 3   2 1 2 3 6   N o n - H u ma n   8 6 . 9   8 4 . 3   8 5 . 5   Mo d i f i e d - SSD   C H O K EPO I N T   H u ma n   8 8 . 6   8 6 . 4   8 7 . 4   5 6 2 1   N o n - H u ma n   8 8 . 8   8 5 . 1   8 7 . 3   R e a l - t i me   H u ma n   8 7 . 1   8 5 . 1   8 6 . 1   1 7 2 1   N o n - H u ma n   8 6 . 5   8 4 . 3   8 5 . 3         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       R ea l - time  h u ma n   d etec tio n   fo r   elec tr icity  co n s erva tio n   u s in g   p r u n ed - S S a n d   a r d u in o   ( Ush a s u kh a n ya   S . )   1517     ( a)     ( b )     Fig u r 3 ( a )   L o s s   o f   C HOKE POI NT   d ataset b )   lo s s   o f   r ea l - tim d at as et       As  o u r   f r am ewo r k   u s es ,   lo w   r eso lu tio n   in d o o r   C C T im ag es,  d u to   d u lln ess ,   th ac cu r ac y   is   af f ec ted   o n   f u r t h er   p r u n in g   an d   h e n ce   we   s to p   p r u n in g   at  th is   lev el.   T h o u g h   th e   r esu lts   o f   Pru n ed - SS s ee m   s lig h tly   less er   th an   th tr ad i ti o n al  SS D,   th is   d if f er en ce   ca n   b ig n o r e d   wh en   c o m p a r ed   to   th p r o ce s s in g   s p ee d   o f   th p r u n e d - SSD   wh ich   is   d r asti ca lly   im p r o v ed .   Pru n in g   r e d u ce s   th m o d el’ s   co m p lex ity ,   w h ich   ev en tu ally   in cr ea s es  th p r e d i ctio n   s p ee d   o f   th e   test   d ata  f r o m   4 . 4   s ec o n d s   o n   a n   av er a g e   b y   u n - p r u n ed   SS D   to   2 . 1   s ec o n d s   b y   p r u n ed - SS D.   T h p r ed ictio n   s p ee d   an d   th lo s s   f u n ctio n   o f   b o th   SS with   an d   with o u t   p r u n in g   ar g iv en   i n   Fig u r 4 .       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   o f   H - r an k   p r u n in g   with   o th er   tec h n iq u es   Te c h n i q u e s   M a p   C o m p r e ss i o n   C o m p u t a t i o n     F LO P s   S S D   ( B a se l i n e )   8 6 . 6 5   N i l   1 0 0 %   3 4 3 . 6 0   M   S S D   w i t h   S S S   8 3 . 2 1 %   3 8 . 7 1 %   2 2 %   2 1 0 . 1 6   M   S S D   w i t h   G A L   8 4 . 9 1 %   4 0 . 2 0 %   2 1 . 2 %   2 0 8 . 0 2   M   S S D   w i t h   H - R a n k   8 5 . 8 2 %   4 2 . 0 1 %   1 8 . 9 %   1 4 4 . 3 1   M         ( a)     ( b )     Fig u r 4 .   ( a )   E r r o r   r ate   o f   SS with o u t a n d   with   p r u n in g ( b )   d etec tio n   s p ee d   o f   test   d ata       T h p r o ce s s in g   s p ee d   o f   th e   test   d ata  s et  is   co m p ar ed   with   v ar io u s   p r elim i n ar y   m o d e ls   an d   th e   r esu lts   ar p r esen te d   in   Fig u r e   5 .   Am o n g   all  t h o th er   tech n i q u es,  th e   p r o p o s e m o d if ied - p r u n e d   SS ex ce ls   b y   y ield in g   t h lo west  p r o ce s s in g   s p ee d   o f   2 . 2   s ec o n d s   o n   an   av er ag e .   T h m o d el  d etec ts   th h u m an   alo n g   with   th lo ca tio n   r ep r esen ted   b y   b o u n d in g   b o x   wh ic h   is   g iv en   in   Fig u r 6 .   T h is   is   th en   p r o ce s s ed   b y   th e   co n tr o ller   a n d   th r e s u l t s   o f   t h e   c o n t r o l l e r   a r e   g i v e n   i n   F i g u r e   7.   A s   t h e   r o t a t i o n   o f   t h e   f a n   ( w h e n   p o w e r   e n a b l e d w i l l   n o t   b e   clea r ly   v is ib le  in   an   im ag e,   we  h a v tak en   two   b u lb s ,   o n r ep r esen tin g   th l ig h an d   th o th er   r ep r esen tin g   th e   f an   i n   F ig u r 7 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 1   :   1 5 1 0   -   1520   1518       Fig u r 5 .   Pro ce s s in g   s p ee d s   o f   v ar io u s   tech n iq u es         ( a)     ( b )     Fig u r 6 ( a )   L o ca tio n   o f   h u m an   d etec ted   b y   p r u n ed   SS D ( b )   h u m a n   u n d etec ted   b y   p r u n ed   SSD         ( a)     ( b )     Fig u r 7 ( a )   E n a b lin g   th e   r eso u r ce   o n   h u m a n s   p r esen ce ( b )   d is ab lin g   th r eso u r ce   wh e n   h u m an   ex its       5.   CO NCLU SI O N   UE PMS  is   o n o f   th m o s ess en tial  s er v ices  in   d ay   to   d a y   life   d u e   to   th d ep letio n   o f   r eso u r ce s .   Am o n g   v a r io u s   ex is tin g   m eth o d s ,   th is   s y s tem   u s es  th e x is tin g   C C T f o o tag to   d etec h u m an s   an d   e n ab le   th p o wer   s u p p l y   o n ly   i n   th e   l o ca tio n   ( 2   m ts )   wh er e   h u m a n s   ar d etec ted .   T h s y s tem   u s es  m o d if ie d - SS f o r   h u m an   d etec tio n   with   s p e cif ic  h y p er p ar am eter   tu n in g   to   d ec r ea s th tr ain in g   tim o f   th m o d el.   T h e   m o d el   is   f u r th er   p r u n ed   b y   th H - r an k   alg o r ith m   to   d ec r ea s th co m p u tatio n al  co s th er e b y   in cr ea s in g   th e   p r o ce s s in g   s p ee d   o f   th n etwo r k .   An   Ar d u in o   m icr o - co n tr o ller   is   u s ed   to   m a n a g th e   p o wer   s u p p l y   o f   th e   s y s tem .   T h p r o p o s ed   ar c h itectu r ac h iev es  an   a v er ag p r e d ictio n   ac cu r ac y   o f   8 5 . 8 2 with   m u ch   r e d u ce d   co m p r ess io n   r ate   o f   4 2 o f   th o r ig in al   n etwo r k .   I is   ev id e n th at  th e   p r o p o s ed   s y s tem   s av es  n ea r ly   o n e   th ir d   o f   th to tal   elec tr icity   co n s u m p tio n .   As  th s y s tem   is   d ev elo p ed   o n l y   f o r   in d o o r   en v ir o n m en ts ,   co n s id er in g   lar g er   p lace s   lik m alls   o r   o u t d o o r   e n v ir o n m en ts ,   o cc lu s io n   h an d lin g   in   t h ese  p lace s   co u ld   b tak en   as  o n o f   th f u tu r e   d ir ec tio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       R ea l - time  h u ma n   d etec tio n   fo r   elec tr icity  co n s erva tio n   u s in g   p r u n ed - S S a n d   a r d u in o   ( Ush a s u kh a n ya   S . )   1519   RE F E R E NC E S   [1 ]   A.  Ra g h u n a n d a n ,   M o h a n a ,   P .   Ra g h a v   a n d   H.  V.  R.   Ara d h y a ,   Ob j e c De tec ti o n   Alg o rit h m fo V i d e o   S u r v e il lan c e   Ap p li c a ti o n s,”   2 0 1 8   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n   a n d   S i g n a Pr o c e ss in g   (ICCS P) ,   Ch e n n a i ,   2 0 1 8   p p .   0 5 6 3 - 0 5 6 8 .   [2 ]   Xio n g we i,   Wu ,   S a h o o ,   Do y e n   a n d   Ho i,   S tev e n,   Re c e n Ad v a n c e in   De e p   Lea rn in g   f o Ob j e c De tec ti o n ,   Ne u ro c o mp u ti n g ,   v o l .   3 9 6 ,   p p .   3 9 - 64,   2 0 1 9 .   [3 ]   Din g ,   S . ,   e a l. ,   S u r v S u rf:  h u m a n   re tri e v a o n   la rg e   s u rv e il la n c e   v id e o   d a ta,”   M u lt ime d i a   T o o ls  a n d   A p p l ica ti o n s v o l.   7 6 ,   p p .   6 5 2 1 - 6 5 4 9 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   J .   Da i,   Y.  Li ,   K.  He ,   a n d   J.  S u n ,   R - F CN:  o b jec d e tec ti o n   v ia reg i o n - b a s e d   fu ll y   c o n v o lu ti o n a n e two rk s,”   N I P S ' 1 6 :   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   3 0 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   N e u r a l   I n f o r m a t i o n   P r o c e s s i n g   S y s t e m s ,   2 0 1 6 ,   p p .   3 7 9 - 387.   [5 ]   M a h m o u d ,   Ha n a n   a n d   M e n g a sh ,   Ha n a n ,   n o v e tec h n i q u e   f o a u to m a ted   c o n c e a led   fa c e   d e tec ti o n   in   su r v e il lan c e   v id e o s,”   Per so n a a n d   Ub i q u it o u s   Co mp u t in g ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 2 0 .   [6 ]   Z.   Ca i,   Q.  F a n ,   R.   S .   F e ris,   a n d   N.  Va sc o n c e lo s,   u n ifi e d   m u lt i - sc a le  d e e p   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e two rk   f o fa st   o b jec d e t e c ti o n ,   C o n fer e n c e E u ro p e a n   Co n fer e n c e   o n   Co mp u ter   Vi sio n ,   2 0 1 6 ,   p p .   3 5 4 - 3 7 0 .   [7 ]   Alb e rto   Ca stil l o ,   S i h a m   Tab ik ,   F ra n c isc o   P é re z ,   Ro b e rt o   O lmo s,  F ra n c isc o   He rre ra ,   Brig h t n e ss   g u i d e d   p re p ro c e ss in g   f o a u t o m a ti c   c o ld   ste e we a p o n   d e tec ti o n   i n   su rv e il la n c e   v id e o wit h   d e e p   lea rn in g ,   Ne u ro c o mp u ti n g ,   v o l .   3 3 0 ,   p p .   1 5 1 - 1 6 1 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   J.  Re d m o n   a n d   A.   F a rh a d i,   YOL O9 0 0 0 b e tt e r,   fa ste r,   stro n g e r,   C VP R ,   2 0 1 6 .   [9 ]   Yu n d o n g   L i ,   e a l. ,   M u lt i - b lo c k   S S b a se d   o n   sm a ll   o b jec d e t e c ti o n   fo UA ra il wa y   sc e n e   su rv e il lan c e ,   Ch in e se   J o u r n a l   o Aer o n a u ti c s ,   v o l.   3 3 ,   n o .   6 ,   p p .   1 7 4 7 - 1 7 5 5 ,   2 0 2 0   [1 0 ]   Cru z - Ro a   A.   A.,   Are v a lo   Ov a ll e   J.   E. ,   M a d a b h u s h A.,   G o n z á lez   Os o rio   F .   A. ,   De e p   Lea rn in g   Arc h it e c tu re   fo r   Im a g e   Re p re se n tatio n ,   M e d ica l   I ma g e   c o mp u ti n g   a n d   c o m p u ter - a s siste d   in ter v e n ti o n v o l.   1 6 ,   p p .   4 0 3 - 4 1 0 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   F re it a s S . ,   Alm e id a   C . ,   S il v a   H . ,   e a l. ,   S u p e rv ise d   c las sifica ti o n   fo h y p e rsp e c tral  ima g in g   i n   UA m a rit ime   targ e d e tec ti o n ,   2 0 1 8   IEE i n ter n a ti o n a c o n fer e n c e   o n   a u to n o m o u r o b o sy ste ms   a n d   c o mp e ti t io n s To rre Ve d ra s ,   2 0 1 8 ,   p p .   8 4 - 9 0 .   [1 2 ]   Ra fiq u e ,   M .   A.,   P e d ry c z ,   W.   a n d   Je o n ,   M . ,   Ve h icle   li c e n se   p late   d e tec ti o n   u sin g   re g i o n - b a se d   c o n v o lu ti o n a n e u ra l   n e two rk s,”   S o f Co m p u ti n g ,   v o l.   2 2 ,   p p .   6 4 2 9 - 6 4 4 0 20 18   [1 3 ]   He   K M . ,   Zh a n g   X Y . ,   Re n   S Q . ,   e a l. ,   S p a ti a p y ra m id   p o o li n g   i n   d e e p   c o n v o l u ti o n a n e tw o rk fo v isu a l   r e c o g n i t i o n ,   i n   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P a t t e r n   A n a l y s i s   a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   3 7 ,   n o .   9 ,   p p .   1 9 0 4 - 19 16 ,   2 0 1 5 .   [1 4 ]   Re n ,   Yu n ,   Z h u ,   Ch a n g re n   a n d   X iao ,   S h u n p i n g ,   Ob jec De tec ti o n   Ba se d   o n   F a st/F a ste RCNN   E m p lo y i n g   F u ll y   Co n v o l u ti o n a Arc h it e c t u re s,”   M a th e ma ti c a l   Pro b lem s in   E n g in e e ri n g v o l.   2 0 1 8 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   Li ,   Jia x i n g ,   e a l. ,   F a c ial  E x p re ss io n   Re c o g n it i o n   with   F a ste R - CNN ,   Pro c e d ia   C o mp u ter   S c i e n c e ,   v o l .   1 0 7 ,     p p .   1 3 5 - 1 4 0 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   B.   Li u ,   W.   Z h a o   a n d   Q.  S u n ,   " S tu d y   o o b jec d e tec ti o n   b a se d   o n   F a ste R - CNN , "   2 0 1 7   C h i n e se   Au to ma t io n   Co n g re ss   (CAC) ,   Jin a n ,   2 0 1 7 p p .   6 2 3 3 - 6 2 3 6 .   [1 7 ]   J.  Re d m o n ,   S .   Di v v a la,  R.   G irsh i c k   a n d   A.  F a rh a d i,   " Yo u   On l y   L o o k   On c e Un ifi e d ,   Re a l - Ti m e   Ob j e c De tec ti o n , "   2 0 1 6   IE EE   C o n fer e n c e   o n   Co m p u ter   Vi sio n   a n d   Pa tt e rn   Rec o g n it i o n   (CV PR ),   Las   Ve g a s,  NV ,   2 0 1 6 p p .   7 7 9 - 7 8 8 .   [1 8 ]   C.   F u ,   W.   Li u ,   A.  Ra n g a ,   A.  Ty a g i,   a n d   A.  C.   Be r g ,   DSS D De c o n v o l u ti o n a si n g le sh o d e tec to r,   Co RR 2 0 1 7 .   [1 9 ]   G u ime Ca o ,   Xu e m e Xie ,   Wen z h e   Ya n g ,   Qu a n   L iao ,   G u a n g m in g   S h i ,   a n d   Jin ji a n   W u ,   " F e a tu re - fu se d   S S D:  fa st   d e tec ti o n   f o sm a ll   o b jec ts,"   N in th   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Gr a p h ic  a n d   Ima g e   Pro c e ss in g   (ICGIP  2 0 1 7 ) 2 0 1 8 ,   p p .   1 - 8 .   [ 2 0 ]   A .   G .   H o w a r d ,   S o m e   i m p r o v e m e n t s   o n   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n ,   C o R R ,   2 0 1 3 .   [2 1 ]   D.  P .   Ki n g m a   a n d   J.  Ba ,   Ad a m A m e th o d   f o st o c h a stic o p ti m iza ti o n ,   IC L R ,   2 0 1 5 .   [2 2 ]   Zh a n g ,   Xia n g ,   Ch e n ,   Xia o c o n g ,   Ya o ,   Li n a ,   G e ,   Ch a n g ,   Do n g ,   M a n q in g ,   De e p   Ne u ra Ne two r k   Hy p e rp a ra m e ter   Op ti m iza ti o n   wi th   Ort h o g o n a Ar ra y   Tu n in g ,   Ne u r a In fo rm a t io n   Pro c e ss in g ,   p p .   2 8 7 - 2 9 5 ,   2 0 1 9 .   [2 3 ]   Y.  LeCu n ,   J .   S .   De n k e r,   a n d   S .   A.  S o ll a ,   Op ti m a b ra in   d a m a g e ,   Ad v a n c e in   Ne u ra I n fo rm a t io n   Pr o c e ss in g   S y ste ms   2   (NIPS   1 9 8 9 ) ,   p p .   5 9 8 - 6 0 5 ,   1 9 9 0 .   [2 4 ]   B.   Ha ss ib a n d   D.  G .   S t o rk ,   S e c o n d   o rd e d e riv a ti v e fo r   n e tw o r k   p ru n in g O p ti m a b ra in   su rg e o n ,   A d v a n c e s   i n   Ne u ra In fo rm a t io n   Pro c e ss in g   S y ste ms   5   (NIPS   1 9 9 2 ) ,   p p .   1 6 4 - 1 7 1 ,   1 9 9 3 .   [2 5 ]   H.  Li ,   A.  Ka d a v ,   I.   Du r d a n o v ic,   H.  S a m e t,   a n d   H.   P .   G ra f,   P ru n in g   fil ter fo r   e fficie n c o n v Ne t s,”   ICL 2 0 1 7   c o n fer e n c e   su b miss io n ,   2 0 1 6   [2 6 ]   R.   Ti b s h iran i,   Re g re ss io n   s h rin k a g e   a n d   se lec ti o n   v ia  th e   las so ,   J o u rn a o t h e   Ro y a S ta ti stic a S o c iety .   S e rie B   (M e th o d o lo g ica l) ,   v o l.   5 8 ,   n o .   1 ,   p p .   2 6 7 - 2 8 8 ,   1 9 9 6 .   [2 7 ]   X.  Re n ,   H .   G u o ,   G .   He ,   X.  Xu ,   C.   Di  a n d   S .   L i,   " Co n v o lu ti o n a Ne u ra Ne two r k   Ba se d   o n   P ri n c i p a Co m p o n e n t   An a ly sis  In it ializa ti o n   fo Im a g e   Clas sifica ti o n , "   2 0 1 6   IEE I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Da ta   S c ien c e   in   Cy b e rs p a c e   (DS C) Ch a n g sh a ,   2 0 1 6 p p .   3 2 9 - 3 3 4 .   [2 8 ]   Hu   Q . ,   Li   F . ,   Ha rd wa re   d e sig n   o sm a rt  h o m e   e n e rg y   m a n a g e m e n sy s tem   wi t h   d y n a m ic  p rice   r e sp o n se ,   IE E E   T ra n sa c ti o n o n   S m a rt Grid ,   v o l.   4 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 7 8 - 18 87 ,   2 0 1 3 .   [2 9 ]   Ja n g ,   Y o u n g k y o o n ,   G u n e s,  Ha ti c e   a n d   P a tras ,   I o a n n is,   Re g istrati o n - fre e   F a c e - S S D:   S i n g le   sh o t   a n a ly sis  o f   sm il e s,  fa c ial  a tt rib u tes ,   a n d   a ffe c in   th e   wild ,   Co m p u ter   Vi si o n   a n d   Im a g e   Un d e rs ta n d in g p p .   1 - 1 4 ,   2 0 1 9 .   [3 0 ]   S in g h ,   K.   K.   a n d   Lee ,   Y.   J.,   Hid e - a n d - se e k F o rc in g   a   n e two rk   t o   b e   m e ti c u l o u s   fo r   we a k ly   s u p e rv ise d   o b jec a n d   a c t i o n   l o c a l i z a t i o n ,   2 0 1 7   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   V i s i o n   ( I C C V ) ,   V e n i ce ,   2 0 17 ,   p p .   3 5 4 4 - 3553 .   [3 1 ]   Zh o u   Z . ,   S a n d e rs  J W . ,   J o h n so n   J M . ,   e a l. ,   C o m p u ter - a id e d   De tec ti o n   o Bra in   M e tas tas e in   T 1 - we ig h ted   M RI  f o r   S t e r e o t a c t i c   R a d i o s u r g e r y   U s i n g   D e e p   L e a r n i n g   S i n g l e - S h o t   D e t e c t o r s ,   R a d i o l o gy v o l .   2 9 5 ,   n o .   2 ,   p p .   4 0 7 - 4 1 5 ,   2020 .   [3 2 ]   W.   Li u ,   D.   An g u e lo v ,   D.   Erh a n ,   C.   S z e g e d y ,   S .   E.   Re e d ,   C.   F u ,   a n d   A.   C.   Be rg ,   S S D:   sin g l e   sh o t   m u l ti b o x   d e tec to r,   Eu r o p e a n   C o n fer e n c e   o n   C o mp u ter   Vi sio n - ECCV   2 0 1 6 v o l .   9 9 0 5 ,   2 0 1 6 p p .   2 1 - 3 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.