The growing interest in intelligent services and privacy protection for mobile devices has given rise to the widespread application of federated learning in Multi-access Edge Computing (MEC). Diverse user behaviors call for personalized services with heterogeneous Machine Learning (ML) models on different devices. Federated Multi-task Learning (FMTL) is proposed to train related but personalized ML models for different devices, whereas previous works suffer from excessive communication overhead during training and neglect the model heterogeneity among devices in MEC. Introducing knowledge distillation into FMTL can simultaneously enable efficient communication and model heterogeneity among clients, whereas existing methods rely on a public dataset, which is impractical in reality. To tackle this dilemma, Federated MultI-task Distillation for Multi-access Edge CompuTing (FedICT) is proposed. FedICT direct local-global knowledge aloof during bi-directional distillation processes between clients and the server, aiming to enable multi-task clients while alleviating client drift derived from divergent optimization directions of client-side local models. Specifically, FedICT includes Federated Prior Knowledge Distillation (FPKD) and Local Knowledge Adjustment (LKA). FPKD is proposed to reinforce the clients' fitting of local data by introducing prior knowledge of local data distributions. Moreover, LKA is proposed to correct the distillation loss of the server, making the transferred local knowledge better match the generalized representation. Experiments on three datasets show that FedICT significantly outperforms all compared benchmarks in various data heterogeneous and model architecture settings, achieving improved accuracy with less than 1.2% training communication overhead compared with FedAvg and no more than 75% training communication round compared with FedGKT.
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先前的研究证明,跨语性知识蒸馏可以显着提高预训练模型的跨语义相似性匹配任务的性能。但是,在此操作中,学生模型必须大。否则,其性能将急剧下降,从而使部署到内存限制设备的不切实际。为了解决这个问题,我们深入研究了跨语言知识蒸馏,并提出了一个多阶段蒸馏框架,用于构建一个小型但高性能的跨语性模型。在我们的框架中,合并了对比度学习,瓶颈和参数复发策略,以防止在压缩过程中损害性能。实验结果表明,我们的方法可以压缩XLM-R和Minilm的大小超过50 \%,而性能仅降低约1%。
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联邦学习(FL)旨在以隐私的方式从大规模的分散设备中学习联合知识。但是,由于高质量标记的数据需要昂贵的人类智能和努力,因此带有错误标签的数据(称为嘈杂标签)无处不在,实际上不可避免地会导致性能退化。尽管提出了许多直接处理嘈杂标签的方法,但这些方法要么需要过多的计算开销,要么违反FL的隐私保护原则。为此,我们将重点放在FL上,目的是减轻嘈杂标签所产生的性能退化,同时保证数据隐私。具体而言,我们提出了一种局部自我调节方法,该方法通过隐式阻碍模型记忆噪声标签并明确地缩小了使用自我蒸馏之间的原始实例和增强实例之间的模型输出差异,从而有效地规范了局部训练过程。实验结果表明,我们提出的方法可以在三个基准数据集上的各种噪声水平中获得明显的抵抗力。此外,我们将方法与现有的最新方法集成在一起,并在实际数据集服装1M上实现卓越的性能。该代码可在https://github.com/sprinter1999/fedlsr上找到。
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从RGB-D图像中对刚性对象的6D姿势估计对于机器人技术中的对象抓握和操纵至关重要。尽管RGB通道和深度(d)通道通常是互补的,分别提供了外观和几何信息,但如何完全从两个跨模式数据中完全受益仍然是非平凡的。从简单而新的观察结果来看,当对象旋转时,其语义标签是姿势不变的,而其关键点偏移方向是姿势的变体。为此,我们提出了So(3)pose,这是一个新的表示学习网络,可以探索SO(3)equivariant和So(3) - 从深度通道中进行姿势估计的特征。 SO(3) - 激素特征有助于学习更独特的表示,以分割来自RGB通道外观相似的对象。 SO(3) - 等级特征与RGB功能通信,以推导(缺失的)几何形状,以检测从深度通道的反射表面的对象的关键点。与大多数现有的姿势估计方法不同,我们的SO(3) - 不仅可以实现RGB和深度渠道之间的信息通信,而且自然会吸收SO(3) - 等级的几何学知识,从深度图像中,导致更好的外观和更好的外观和更好几何表示学习。综合实验表明,我们的方法在三个基准测试中实现了最先进的性能。
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当使用任意异质数据流提供时,我们如何收集最有用的标签来学习模型选择策略?在本文中,我们将此任务制定为一个在线上下文的活动模型选择问题,在每个回合中,学习者在上下文中都会收到一个未标记的数据点以及上下文。目的是在任何给定上下文中输出最佳模型,而不会获得过多的标签。特别是,我们专注于选择预训练的分类器的任务,并提出一种上下文活动模型选择算法(CAM),该算法依赖于在给定策略类别上定义的新型不确定性采样查询标准用于自适应模型选择。与先前的ART相比,我们的算法不假定全球最佳模型。我们提供严格的理论分析,以实现对抗和随机设置下的遗憾和查询复杂性。我们对几个基准分类数据集的实验证明了该算法在遗憾和查询复杂性方面的有效性。值得注意的是,与CIFAR10上最佳的在线型号选择基线相比,CAMS的标签成本少于标签成本的10%。
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深神经网络(DNN)利用多层和大量参数来实现优异的性能。 DNN模型的培训过程通常处理具有许多稀疏功能的大规模输入数据,引起高输入/输出(IO)的成本,而一些层数是计算密集型的。培训过程通常利用分布式计算资源来减少培训时间。此外,异构计算资源,例如CPU,多种类型的GPU,可用于分布式训练过程。因此,多个层对不同计算资源的调度对于训练过程至关重要。为了使用异构计算资源有效地训练DNN模型,我们提出了一种分布式框架,即桨式异构参数服务器(Paddle-Heterps),由分布式架构和加强学习(RL)的调度方法组成。与现有框架相比,Paddle-Heterps的优点是三倍。首先,Paddle-hotior是通过异构计算资源的多样化工作负载的高效培训过程。其次,Paddle-Heterps利用基于RL的方法以有效地将每层的工作量调度到适当的计算资源,以最小化成本,同时满足吞吐量约束。第三,Paddle-hotips管理分布式计算资源之间的数据存储和数据通信。我们进行了广泛的实验,以表明Paddle-hotors在吞吐量方面显着优于最先进的方法(更高14.5倍)和货币成本(312.3%较小)。框架的代码可在:https://github.com/paddlepaddle/paddle公开使用。
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基于深度学习的模型占主导地位的生产推荐系统的当前景观。此外,近年来目睹了模型规模的指数增长 - 从谷歌的2016年模型,最新的Facebook的型号有10亿个参数,具有12万亿参数。型号容量的每次跳跃都有显着的质量增强,这使我们相信100万亿参数的时代即将来临。然而,即使在工业规模数据中心内,这些模型的培训也在挑战。这种困难是从训练计算的惊人的异质性继承 - 模型的嵌入层可以包括总模型尺寸的99.99%,这是极其内存密集的;虽然其余的神经网络越来越多地计算密集型。为支持培训此类巨大模式,迫切需要有效的分布式培训系统。在本文中,我们通过仔细共同设计优化算法和分布式系统架构来解决这一挑战。具体而言,为了确保培训效率和训练精度,我们设计一种新型混合训练算法,其中嵌入层和密集的神经网络由不同的同步机制处理;然后,我们构建一个名为Persia的系统(短暂的并行推荐培训系统,其中包含混合加速),以支持这种混合培训算法。理论上的示范和实证研究均达到100万亿参数,以证明了波斯的系统设计和实施。我们将Pensia公开使用(在https://github.com/persiamml/persia),以便任何人都能够以100万亿参数的规模轻松培训推荐模型。
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过去一年目睹了将变压器模块应用于视力问题的快速发展。虽然一些研究人员已经证明,基于变压器的模型享有有利的拟合数据能力,但仍然越来越多的证据,表明这些模型尤其在训练数据受到限制时遭受过度拟合。本文通过执行逐步操作来提供实证研究,逐步运输基于变压器的模型到基于卷积的模型。我们在过渡过程中获得的结果为改善视觉识别提供了有用的消息。基于这些观察,我们提出了一个名为VIRFormer的新架构,该体系结构从“视觉友好的变压器”中缩写。具有相同的计算复杂度,在想象集分类精度方面,VISFormer占据了基于变压器的基于卷积的模型,并且当模型复杂性较低或训练集较小时,优势变得更加重要。代码可在https://github.com/danczs/visformer中找到。
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Recently, Neural architecture search has achieved great success on classification tasks for mobile devices. The backbone network for object detection is usually obtained on the image classification task. However, the architecture which is searched through the classification task is sub-optimal because of the gap between the task of image and object detection. As while work focuses on backbone network architecture search for mobile device object detection is limited, mainly because the backbone always requires expensive ImageNet pre-training. Accordingly, it is necessary to study the approach of network architecture search for mobile device object detection without expensive pre-training. In this work, we propose a mobile object detection backbone network architecture search algorithm which is a kind of evolutionary optimized method based on non-dominated sorting for NAS scenarios. It can quickly search to obtain the backbone network architecture within certain constraints. It better solves the problem of suboptimal linear combination accuracy and computational cost. The proposed approach can search the backbone networks with different depths, widths, or expansion sizes via a technique of weight mapping, making it possible to use NAS for mobile devices detection tasks a lot more efficiently. In our experiments, we verify the effectiveness of the proposed approach on YoloX-Lite, a lightweight version of the target detection framework. Under similar computational complexity, the accuracy of the backbone network architecture we search for is 2.0% mAP higher than MobileDet. Our improved backbone network can reduce the computational effort while improving the accuracy of the object detection network. To prove its effectiveness, a series of ablation studies have been carried out and the working mechanism has been analyzed in detail.
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预训练的语言模型在对话任务上取得了长足的进步。但是,这些模型通常在表面对话文本上进行训练,因此被证明在理解对话环境的主要语义含义方面是薄弱的。我们研究抽象含义表示(AMR)作为预训练模型的明确语义知识,以捕获预训练期间对话中的核心语义信息。特别是,我们提出了一个基于语义的前训练框架,该框架通过三个任务来扩展标准的预训练框架(Devlin等,2019)。根据AMR图表示。关于聊天聊天和面向任务的对话的理解的实验表明了我们的模型的优势。据我们所知,我们是第一个利用深层语义表示进行对话预训练的人。
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