有效的深层神经网络(DNN)模型配备了紧凑的操作员(例如,深度卷积)在降低DNN的理论复杂性(例如,权重/操作总数)的同时,在保持体面的模型准确性的同时,显示出很大的潜力。但是,由于其通常采用的紧凑型操作员的低硬件利用率,现有的有效DNN仍然受到履行其提高现实硬件效率的承诺的限制。在这项工作中,我们为开发真实硬件有效的DNN开辟了新的压缩范式,从而提高了硬件效率,同时保持模型的准确性。有趣的是,我们观察到,尽管某些DNN层的激活功能有助于DNNS的训练优化和可实现的准确性,但在训练后可以正确删除它们,而不会损害模型的准确性。受到这一观察的启发,我们提出了一个称为DepthShrinker的框架,该框架通过缩小现有有效DNN的基本构建块来开发硬件友好的紧凑型网络,这些构件具有不规则的计算模式,并具有大量改进的硬件利用率,从而将硬件的计算模式缩小到密集的情况下。令人兴奋的是,我们的DepthShrinker框架提供了硬件友好的紧凑网络,既优于最先进的有效DNN和压缩技术方法元元素。我们的代码可在以下网址找到:https://github.com/facebookresearch/depthshrinker。
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具有密集乘法的神经网络(NNS)(例如,卷积和变形金刚)具有饥饿的能力,阻碍了它们更广泛的部署到资源受限的设备中。因此,遵循节能硬件实施的共同实践的无乘法网络,以更有效的运算符(例如,位移位和加法)参数化NN,并引起了人们的关注。但是,从实现的准确性方面,无乘法网络的表现不足。为此,这项工作倡导混合NN,包括强大但昂贵的乘法和有效而强大的运营商来嫁给两全其美的运营商,并提出了ShiftAddnas,它们可以自动寻找更准确,更有效的NN。我们的ShiftAddnas突出了两个推动者。具体而言,它集成了(1)第一个混合搜索空间,该空间同时结合了基于乘法的和无乘法的运算符,以促进精确和有效的混合NNS的开发; (2)一种新型的重量共享策略,可以在遵循异质分布的不同操作员之间有效分享(例如,用于卷积的高斯与添加操作员的拉普拉斯人),并同时导致超级降低的超网尺寸和更好的搜索网络。对各种模型,数据集和任务的广泛实验和消融研究始终如一地验证了ShiftAddnas的功效,例如,与最先进的NN相比,获得的精度高达 +4.7%,或者+4.9更好的BLEU得分,而BLEU得分更好最多可提供93%或69%的能源和延迟节省。可以在https://github.com/rice-eic/shiftaddnas上获得代码和预估计的模型。
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VITS通常太昂贵昂贵,无法安装在现实世界资源受限的设备上,因为(1)它们与输入令牌的数量和(2)其过度分开的自我关注头和模型深度相反的复杂性。并行地,不同的图像具有变化性变化,并且它们的不同区域可以包含各种级别的视觉信息,表明在模型复杂性方面同样地处理所有区域/令牌是不必要的,而这些机会尚未完全探索修剪vits的复杂性的机会。为此,我们提出了一种多粒子的输入 - 自适应视觉变压器框架被称为MIA-Fight,可以在三个粗粒细粒粒度(即,模型深度和模型数量的数量头/令牌)。特别是,我们的MIA-Agent采用具有混合监督和加固训练方法的低成本网络,以跳过不必要的层,头部和令牌以输入的自适应方式,降低整体计算成本。此外,我们的mia-ideor的有趣副作用是它的由此产生的vits自然地配备了对他们静态同行的对抗对抗攻击的改善的鲁棒性,因为米娅 - 以前的多粒度动态控制改善了模型多样性,类似于集合的效果因此,增加对抗所有子模型的对抗性攻击的难度。广泛的实验和消融研究验证了所提出的MIA - 前框架可以有效地分配适应性的计算预算与输入图像的难度增加,同时增加稳健性,实现最先进的(SOTA)精度效率权衡,例如20与SOTA动态变压器模型相比,%计算节省相同甚至更高的准确性。
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就起搏器提供的信号(即,神心电图电测(EGM))和信号医生使用(即12-铅心电图(ECG))而言,存在差距以诊断出异常节律。因此,前者,即使远程传输,医生也不足以提供精确的诊断,更不用说更及时干预。为了缩短这种差距,并对即时响应不规则和不频繁的心室节律的即时反应进行启发式步骤,我们提出了一个新的框架被称为RT-RCG,以自动搜索(1)高效的深神经网络(DNN)结构和然后(2)相应的加速器,能够实现来自EGM信号的ECG信号的实时和高质量的重建。具体地,RT-RCG提出了一种针对EGM信号的ECG重建量身定制的新的DNN搜索空间,并结合了可分辨率的加速搜索(DAS)发动机,以有效地导航大而离散的加速器设计空间以产生优化的加速器。各种环境下的广泛实验和消融研究一致地验证了RT-RCG的有效性。据我们所知,RT-RCG是第一个利用神经结构搜索(NAS)来同时解决重建效能和效率的效率。
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已知深神经网络(DNN)容易受到对抗性攻击的影响,即对输入的不可察觉的扰动可以误导DNN在清洁图像上培训,以制造错误的预测。为了解决这一目标,对抗性训练是目前最有效的防御方法,通过增强速度设定的训练,在飞行中产生的对抗样本。有趣的是,我们首次发现,在随机初始化的网络中,在没有任何模型训练的随机初始化网络中,第一次发现具有天生稳健性,匹配或超越对抗训练网络的强大准确性的鲁棒准确性,表明对模型权重的对抗训练不是对抗性鲁棒性不可或缺。我们命名为强大的临时票故障票(RST),也是自然效率的那种。不同于流行的彩票假设,既不需要培训原始密集的网络也不需要训练。为了验证和理解这种迷人的发现,我们进一步开展了广泛的实验,以研究不同模型,数据集,稀疏模式和攻击下RST的存在性和性质,绘制关于DNNS鲁棒性与其初始化/过度分辨率之间的关系的洞察。此外,我们确定从同一随机初始化的密集网络绘制的不同稀疏比率的RST之间的差的对抗性转移性,并提出了一种随机切换不同RST之间的随机切换的随机性,作为基于顶部的新型防御方法第一次。我们相信我们对RST的调查结果已经开辟了一个新的视角,以研究模型稳健性并扩大彩票假设。
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图表卷积网络(GCNS)已成为图形学习的最先进的深度学习模型。然而,在大型图形数据集中训练和推理GCN仍然令人惊奇地挑战,将其应用于大型真实图表并阻碍更深层和更复杂的GCN图形的探索。这是因为随着图形尺寸的增长,节点特征的纯粹数量和大邻接矩阵可以很容易地爆炸所需的内存和数据移动。为了解决上述挑战,我们探讨了在缩小GCN图表时绘制彩票票证的可能性,即,基本上缩小邻接矩阵的子图能够实现与完整图表相当的准确性。具体而言,我们首次发现在稀释GCN图的早期阶段的图表早期(GEB)票的存在,并提出了一种简单但有效的探测器,以自动识别这种GEB门票的出现。此外,我们倡导图形模型共同优化,开发了一个通用的GCN早期鸟类训练框架,称为GCN培训的效率(1)在GCN图形和模型之间绘制联合早期鸟类,( 2)启用GCN图形和模型的同时稀疏。关于各种GCN模型和数据集的实验一致地验证了我们的GEB寻找和GEBET的有效性,例如,我们的GEBT实现高达80.2%〜85.6%和84.6%〜87.5%的GCN培训和推理成本,同时提供了可比甚至与最先进的方法相比,更好的准确性。我们的源代码和补充附录可用于https://github.com/rice-eic/early-bird-gcn。
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深度神经网络(DNN)的记录断裂性能具有沉重的参数化,导致外部动态随机存取存储器(DRAM)进行存储。 DRAM访问的禁用能量使得在资源受限的设备上部署DNN是不普遍的,呼叫最小化重量和数据移动以提高能量效率。我们呈现SmartDeal(SD),算法框架,以进行更高成本的存储器存储/访问的较低成本计算,以便在推理和培训中积极提高存储和能量效率。 SD的核心是一种具有结构约束的新型重量分解,精心制作以释放硬件效率潜力。具体地,我们将每个重量张量分解为小基矩阵的乘积以及大的结构稀疏系数矩阵,其非零被量化为-2的功率。由此产生的稀疏和量化的DNN致力于为数据移动和重量存储而大大降低的能量,因为由于稀疏的比特 - 操作和成本良好的计算,恢复原始权重的最小开销。除了推理之外,我们采取了另一次飞跃来拥抱节能培训,引入创新技术,以解决培训时出现的独特障碍,同时保留SD结构。我们还设计专用硬件加速器,充分利用SD结构来提高实际能源效率和延迟。我们在不同的设置中对多个任务,模型和数据集进行实验。结果表明:1)应用于推理,SD可实现高达2.44倍的能效,通过实际硬件实现评估; 2)应用于培训,储存能量降低10.56倍,减少了10.56倍和4.48倍,与最先进的训练基线相比,可忽略的准确性损失。我们的源代码在线提供。
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Despite significant progress in object categorization, in recent years, a number of important challenges remain; mainly, the ability to learn from limited labeled data and to recognize object classes within large, potentially open, set of labels. Zero-shot learning is one way of addressing these challenges, but it has only been shown to work with limited sized class vocabularies and typically requires separation between supervised and unsupervised classes, allowing former to inform the latter but not vice versa. We propose the notion of vocabulary-informed learning to alleviate the above mentioned challenges and address problems of supervised, zero-shot, generalized zero-shot and open set recognition using a unified framework. Specifically, we propose a weighted maximum margin framework for semantic manifold-based recognition that incorporates distance constraints from (both supervised and unsupervised) vocabulary atoms. Distance constraints ensure that labeled samples are projected closer to their correct prototypes, in the embedding space, than to others. We illustrate that resulting model shows improvements in supervised, zero-shot, generalized zero-shot, and large open set recognition, with up to 310K class vocabulary on Animal with Attributes and ImageNet datasets.
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A noisy training set usually leads to the degradation of the generalization and robustness of neural networks. In this paper, we propose a novel theoretically guaranteed clean sample selection framework for learning with noisy labels. Specifically, we first present a Scalable Penalized Regression (SPR) method, to model the linear relation between network features and one-hot labels. In SPR, the clean data are identified by the zero mean-shift parameters solved in the regression model. We theoretically show that SPR can recover clean data under some conditions. Under general scenarios, the conditions may be no longer satisfied; and some noisy data are falsely selected as clean data. To solve this problem, we propose a data-adaptive method for Scalable Penalized Regression with Knockoff filters (Knockoffs-SPR), which is provable to control the False-Selection-Rate (FSR) in the selected clean data. To improve the efficiency, we further present a split algorithm that divides the whole training set into small pieces that can be solved in parallel to make the framework scalable to large datasets. While Knockoffs-SPR can be regarded as a sample selection module for a standard supervised training pipeline, we further combine it with a semi-supervised algorithm to exploit the support of noisy data as unlabeled data. Experimental results on several benchmark datasets and real-world noisy datasets show the effectiveness of our framework and validate the theoretical results of Knockoffs-SPR. Our code and pre-trained models will be released.
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As natural language processing (NLP) for gender bias becomes a significant interdisciplinary topic, the prevalent data-driven techniques such as large-scale language models suffer from data inadequacy and biased corpus, especially for languages with insufficient resources such as Chinese. To this end, we propose a Chinese cOrpus foR Gender bIas Probing and Mitigation CORGI-PM, which contains 32.9k sentences with high-quality labels derived by following an annotation scheme specifically developed for gender bias in the Chinese context. Moreover, we address three challenges for automatic textual gender bias mitigation, which requires the models to detect, classify, and mitigate textual gender bias. We also conduct experiments with state-of-the-art language models to provide baselines. To our best knowledge, CORGI-PM is the first sentence-level Chinese corpus for gender bias probing and mitigation.
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