[论文]Pruning from Scratch 学习笔记

参考链接:https://blog.csdn.net/calvinpaean/article/details/103662659

pruning from scratch:从零开始

1、剪枝流程

① 传统的剪枝流程

预训练权重→剪枝→剪枝结构→微调→剪枝后的模型权重

②  最近的剪枝流程(liu et aI.2019)

预训练权重→剪枝→剪枝结构→从零开始训练→剪枝后的模型权重

③ 我们的剪枝流程

随机初始化权重→剪枝→剪枝结构→从零开始训练→剪枝后的模型权重

我们的剪枝流程的优点是:其它的剪枝方法,从预训练权重中得到的剪枝后的结构都是相似的,限制了得到更优秀的剪枝网络结构的可能性。但是我们的剪枝方法,可以发现更多样化、更有效的剪枝网络结构,这样就有可能包含性能更佳的潜在结构。



2、剪枝过程

① 作者利用网络剪枝里相似的技巧,对每一层都关联一个标量门值(scalar gate value),以此来学习通道的重要性。利用稀疏正则化对通道的重要性进行优化,提升模型性能。与之不同的地方是,在此过程中我们的方法没有更新随机权重。

② 学习了通道重要性之后,本文利用了一个简单的二元搜索策略来决定在给定资源限制条件(如 FLOPs)下,剪枝的通道数配置


3、剪枝速度

由于我们的方法不需要在优化阶段中更新模型的参数,搜索剪枝结构的速度非常快。在 CIAFR10 和 ImageNet 上的实验显示,我们的方法可以分别提升搜索的速度至少 10 倍和 100 倍。但取得的准确率和传统方法相比是差不多的,甚至更好。此方法可以将研究人员从耗时的训练过程中解放出来,提供极具竞争力的剪枝结果


4、剪枝步骤

住:作者主要关注在微观的层设定上,尤其是通道剪枝策略中每层的通道个数

① 目标函数

为了高效地学习每层的通道重要度,我们在通道维度上,对第 j 层关联一组标量门值 \lambda _j .该门值乘上该层的输出,进行逐通道的调整。因此,一个近似 0  的门值将会抑制对应通道的输出,完成剪枝。我们将 K 层的标量门值记为 \Lambda  = {\lambda _1, \lambda _2, ..., \lambda_K}。\Lambda  的优化目标函数为:

\min_{\Lambda }\sum_{i}^N L(f(x_i;W, \Lambda ), y_i) + \gamma \sum_{j}^K |\lambda_j|_1 s.t. 0 \preceq \lambda _j \preceq 1, \forall j = 1, 2, ..., K

其中 y_i 是对应的标签,L 是交叉熵损失,\gamma  是平衡各项的系数,W 是训练参数

在这里,之前的工作主要有两个方面。首先,在通道重要度学习阶段,我们并不更新权重;其次我们使用随机初始化权重,不依赖于预训练

本文利用所有门的平均值来近似其整体的稀疏比例,用平方范数将稀疏度逼近为预先定义的比值 r ,因而给定一个目标稀疏比值 r,正则项为:

\Omega (\Lambda ) = (\frac{\sum\nolimits_{j}|\lambda _j|_1}{\sum\nolimits_{j}C_j} - r )^2

其中 C_j 是第 j 层的通道个数。根据实验,作者发现这项改进可以让剪枝结构更加合理。在优化过程中,可能存在多个门可以用于裁剪。作者选择其中稀疏度低于目标比值 r ,但准确率最高的门作为最终的门。

在得到了一组优化了的门值后,\Lambda ^*  =  {\lambda _1^*, \lambda _2^*, ..., \lambda _K^*},选择一个阈值 \tau  来决定哪些通道要被裁剪掉。一个更现实的方法是根据网络的 FLOPs 约束来找到剪枝结构。我们可以通过二元搜索法来决定全局阈值 \tau  ,直到剪枝结构满足条件限制。

算法 1 总结了该搜索策略。注意,给定一组通道数的配置信息,模型结构生成器 G(\cdot ) 需要输出一个模型结构,这里,我们只需要决定每个卷积层的通道个数,不用改变原来层的连接拓扑结构。


©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,496评论 6 501
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,407评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,632评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,180评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,198评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,165评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,052评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,910评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,324评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,542评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,711评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,424评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,017评论 3 326
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,668评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,823评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,722评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,611评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容

  • 背景 加速卷积神经网络的方法主要可以分三个方面:1. 针对卷积操作优化,例如使用FFT实现卷积操作;2. 量化操作...
    斯文攸归阅读 1,489评论 1 1
  • A 准确率(accuracy) 分类模型预测准确的比例。在多类别分类中,准确率定义如下: 在二分类中,准确率定义为...
    630d0109dd74阅读 1,330评论 0 3
  • 本文编译自谷歌开发者机器学习术语表项目,介绍了该项目所有的术语与基本解释。 A 准确率(accuracy) 分类模...
    630d0109dd74阅读 2,000评论 0 1
  • 机器学习 经验 数据 数据中产生模型model 的算法 学习算法 learning algorithm 数据集 d...
    时待吾阅读 3,975评论 0 3
  • 五、Deep Learning的基本思想 假设我们有一个系统S,它有n层(S1,…Sn),它的输入是I,输出是O,...
    dma_master阅读 1,642评论 1 2