现有的神经结构搜索算法主要在具有短距离连接的搜索空间上。我们争辩说,这种设计虽然安全稳定,障碍搜索算法从探索更复杂的情景。在本文中,我们在具有长距离连接的复杂搜索空间上构建搜索算法,并显示现有的权重共享搜索算法由于存在\ TextBF {交织连接}而大部分失败。基于观察,我们介绍了一个名为\ textbf {if-nas}的简单且有效的算法,在那里我们在搜索过程中执行定期采样策略来构建不同的子网,避免在任何中的交织连接出现。在所提出的搜索空间中,IF-NAS优于随机采样和先前的重量共享搜索算法,通过显着的余量。 IF-NAS还推广到微单元的空间,这些空间更容易。我们的研究强调了宏观结构的重要性,我们期待沿着这个方向进一步努力。
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语义细分是计算机视觉中的一个流行研究主题,并且在其上做出了许多努力,结果令人印象深刻。在本文中,我们打算搜索可以实时运行此问题的最佳网络结构。为了实现这一目标,我们共同搜索深度,通道,扩张速率和特征空间分辨率,从而导致搜索空间约为2.78*10^324可能的选择。为了处理如此大的搜索空间,我们利用差异架构搜索方法。但是,需要离散地使用使用现有差异方法搜索的体系结构参数,这会导致差异方法找到的架构参数与其离散版本作为体系结构搜索的最终解决方案之间的离散差距。因此,我们从解决方案空间正则化的创新角度来缓解离散差距的问题。具体而言,首先提出了新型的解决方案空间正则化(SSR)损失,以有效鼓励超级网络收敛到其离散。然后,提出了一种新的分层和渐进式解决方案空间缩小方法,以进一步实现较高的搜索效率。此外,我们从理论上表明,SSR损失的优化等同于L_0-NORM正则化,这说明了改善的搜索评估差距。综合实验表明,提出的搜索方案可以有效地找到最佳的网络结构,该结构具有较小的模型大小(1 m)的分割非常快的速度(175 fps),同时保持可比较的精度。
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神经结构搜索(NAS)引起了日益增长的兴趣。为了降低搜索成本,最近的工作已经探讨了模型的重量分享,并在单枪NAS进行了重大进展。然而,已经观察到,单次模型精度较高的模型并不一定在独立培训时更好地执行更好。为了解决这个问题,本文提出了搜索空间的逐步自动设计,名为Pad-NAS。与超字幕中的所有层共享相同操作搜索空间的先前方法不同,我们根据操作修剪制定逐行搜索策略,并构建层面操作搜索空间。通过这种方式,Pad-NAS可以自动设计每层的操作,并在搜索空间质量和模型分集之间实现权衡。在搜索过程中,我们还考虑了高效神经网络模型部署的硬件平台约束。关于Imagenet的广泛实验表明我们的方法可以实现最先进的性能。
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虽然可分辨率的架构搜索(飞镖)已成为神经结构中的主流范例(NAS),因为其简单和效率,最近的作品发现,搜索架构的性能几乎可以随着飞镖的优化程序而增加,以及最终的大小由飞镖获得几乎无法表明运营的重要性。上述观察表明,飞镖中的监督信号可能是架构搜索的穷人或不可靠的指标,鼓励有趣和有趣的方向:我们可以衡量不可分辨率范式下的任何培训的运作重要性吗?我们通过在初始化问题的网络修剪中定制NAS提供肯定的答案。随着最近建议的突触突触效力标准在初始化的网络修剪中,我们寻求在没有任何培训的情况下将候选人行动中的候选人行动的重要性进行评分,并提出了一种名为“免费可分辨的架构搜索}(Freedarts)的小说框架” 。我们表明,没有任何培训,具有不同代理度量的自由路由器可以在不同的搜索空间中优于大多数NAS基线。更重要的是,Freedarts是非常内存的高效和计算效率,因为它放弃了架构搜索阶段的培训,使得能够在更灵活的空间上执行架构搜索并消除架构搜索和评估之间的深度间隙。我们希望我们的工作激励从初始化修剪的角度来激发解决NAS的尝试。
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深度学习技术在各种任务中都表现出了出色的有效性,并且深度学习具有推进多种应用程序(包括在边缘计算中)的潜力,其中将深层模型部署在边缘设备上,以实现即时的数据处理和响应。一个关键的挑战是,虽然深层模型的应用通常会产生大量的内存和计算成本,但Edge设备通常只提供非常有限的存储和计算功能,这些功能可能会在各个设备之间差异很大。这些特征使得难以构建深度学习解决方案,以释放边缘设备的潜力,同时遵守其约束。应对这一挑战的一种有希望的方法是自动化有效的深度学习模型的设计,这些模型轻巧,仅需少量存储,并且仅产生低计算开销。该调查提供了针对边缘计算的深度学习模型设计自动化技术的全面覆盖。它提供了关键指标的概述和比较,这些指标通常用于量化模型在有效性,轻度和计算成本方面的水平。然后,该调查涵盖了深层设计自动化技术的三类最新技术:自动化神经体系结构搜索,自动化模型压缩以及联合自动化设计和压缩。最后,调查涵盖了未来研究的开放问题和方向。
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在NAS领域中,可分构造的架构搜索是普遍存在的,因为它的简单性和效率,其中两个范例,多路径算法和单路径方法主导。多路径框架(例如,DARTS)是直观的,但遭受内存使用和培训崩溃。单路径方法(例如,e.g.gdas和proxylesnnas)减轻了内存问题并缩小了搜索和评估之间的差距,但牺牲了性能。在本文中,我们提出了一种概念上简单的且有效的方法来桥接这两个范式,称为相互意识的子图可差架构搜索(MSG-DAS)。我们框架的核心是一个可分辨动的Gumbel-Topk采样器,它产生多个互斥的单路径子图。为了缓解多个子图形设置所带来的Severer Skip-Connect问题,我们提出了一个Dropblock-Identity模块来稳定优化。为了充分利用可用的型号(超级网和子图),我们介绍了一种记忆高效的超净指导蒸馏,以改善培训。所提出的框架击中了灵活的内存使用和搜索质量之间的平衡。我们展示了我们在想象中和CIFAR10上的方法的有效性,其中搜索的模型显示了与最近的方法相当的性能。
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在本文中,我们提出了一种基于沙普利价值的方法来评估用于神经体系结构搜索的操作贡献(Shapley-NAS)。可区分的体系结构搜索(DARTS)通过使用梯度下降优化体系结构参数来获取最佳体系结构,从而大大降低了搜索成本。但是,梯度下降更新的体系结构参数的幅度未能揭示对任务性能的实际操作重要性,因此损害了获得的体系结构的有效性。相比之下,我们建议评估操作对验证准确性的直接影响。为了处理超级核成分之间的复杂关系,我们通过考虑所有可能的组合来利用Shapley的价值来量化其边际贡献。具体而言,我们通过Shapley值评估操作贡献来迭代优化SuperNet权重,并更新体系结构参数,从而通过选择对任务贡献显着贡献的操作来得出最佳体系结构。由于Shapley值的确切计算是NP-HARD,因此采用了基于早期截断的蒙特卡洛抽样算法进行有效的近似,并且采用了动量更新机制来减轻采样过程的波动。在各种数据集和各种搜索空间上进行的广泛实验表明,我们的Shapley-NAS的表现优于最先进的方法,并具有相当大的利润,并具有轻盈的搜索成本。该代码可从https://github.com/euphoria16/shapley-nas.git获得
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高效的视频架构是在具有有限计算资源的设备上部署视频识别系统的关键。不幸的是,现有的视频架构通常是计算密集的,不适合这些应用。最近的X3D工作通过沿着多个轴扩展手工制作的图像架构,介绍了一系列高效的视频模型系列,例如空间,时间,宽度和深度。虽然在概念上的大空间中操作,但x3d一次搜索一个轴,并且仅探索了一组总共30个架构,这不足以探索空间。本文绕过了现有的2D架构,并直接搜索了一个细粒度空间中的3D架构,其中共同搜索了块类型,滤波器编号,扩展比和注意力块。采用概率性神经结构搜索方法来有效地搜索如此大的空间。动力学和某事物的评估 - 某事-V2基准确认我们的AutoX3D模型在类似的拖鞋中的准确性高达1.3%的准确性优于现有的模型,并在达到类似的性能时降低计算成本高达X1.74。
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近年来,可微弱的建筑搜索(飞镖)已经受到了大量的关注,主要是因为它通过重量分享和连续放松来显着降低计算成本。然而,更近期的作品发现现有的可分辨率NAS技术难以俯视幼稚基线,产生劣化架构作为搜索所需。本文通过将体系结构权重放入高斯分布,而不是直接优化架构参数,而不是直接优化架构参数,而是作为分布学习问题。通过利用自然梯度变分推理(NGVI),可以基于现有的码票来容易地优化架构分布而不会产生更多内存和计算消耗。我们展示了贝叶斯原则的可分解NAS如何益处,提高勘探和提高稳定性。 NAS-BENCH-201和NAS-BENCH-1SHOT1基准数据集的实验结果证实了所提出的框架可以制造的重要改进。此外,我们还在学习参数上只需简单地应用argmax,我们进一步利用了NAS中最近提出的无培训代理,从优化分布中汲取的组架构中选择最佳架构,从而实现最终的架构-ART在NAS-BENCH-201和NAS-BENCH-1SHOT1基准上的结果。我们在飞镖搜索空间中的最佳架构也会分别获得2.37 \%,15.72 \%和24.2 \%的竞争性测试错误,分别在Cifar-10,CiFar-100和Imagenet数据集上。
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可区分的架构搜索(飞镖)大大促进了NAS技术的发展,因为其搜索效率很高,但遭受了性能崩溃的影响。在本文中,我们努力从两个方面减轻飞镖的性能崩溃问题。首先,我们研究了飞镖中超级网的表达能力,然后仅使用训练batchnorm来得出新的飞镖范式设置。其次,从理论上讲,随机特征稀释了跳过连接在超网优化中的辅助连接作用,并使搜索算法专注于更公平的操作选择,从而解决了性能崩溃问题。我们具有随机功能的实例化飞镖和PC-Darts,分别为每个命名的RF-Darts和RF-PCDART构建一个改进的版本。实验结果表明,RF-darts在CIFAR-10上获得\ TextBf {94.36 \%}测试精度(这是NAS Bench-201的最接近最佳结果),并实现了最新的最新最先进的TOP-1从CIFAR-10传输时,ImageNet上\ TextBf {24.0 \%}的测试错误。此外,RF-DARTS在三个数据集(CIFAR-10,CIFAR-100和SVHN)和四个搜索空间(S1-S4)上进行稳健性能。此外,RF-PCDARTS在Imagenet上取得了更好的结果,即\ textbf {23.9 \%} top-1和\ textbf {7.1 \%} top-5 top-5测试错误,超越了代表性的方法,例如单路径,训练免费, ,直接在Imagenet上搜索部分通道范例。
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神经体系结构搜索(NAS)是自动化有效图像处理DNN设计的强大工具。该排名已被倡导为NAS设计有效的性能预测指标。先前的对比方法通过比较架构对并预测其相对性能来解决排名问题。但是,它仅关注两个相关建筑之间的排名,而忽略了搜索空间的整体质量分布,这可能会遇到概括性问题。提出了一个预测因子,即专注于特定体系结构的全球质量层的神经体系结构排名,以解决由当地观点引起的此类问题。 NAR在全球范围内探索搜索空间的质量层,并根据其全球排名将每个人分类为他们所属的层。因此,预测变量获得了搜索空间的性能分布的知识,这有助于更轻松地将其排名能力推广到数据集。同时,全球质量分布通过根据质量层的统计数据直接对候选者进行采样,从而促进了搜索阶段,而质量层的统计数据没有培训搜索算法,例如增强型学习(RL)或进化算法(EA),因此简化了NAS管道并保存计算开销。拟议的NAR比在两个广泛使用的NAS研究数据集上的最先进方法取得了更好的性能。在NAS-Bench-101的庞大搜索空间中,NAR可以轻松地找到具有最高0.01 $ \ unicode {x2030} $ performance的架构。它还可以很好地概括为NAS Bench-201的不同图像数据集,即CIFAR-10,CIFAR-100和Imagenet-16-120,通过识别每个它们的最佳体系结构。
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神经体系结构搜索(NAS)最近在深度学习社区中变得越来越流行,主要是因为它可以提供一个机会,使感兴趣的用户没有丰富的专业知识,从而从深度神经网络(DNNS)的成功中受益。但是,NAS仍然很费力且耗时,因为在NAS的搜索过程中需要进行大量的性能估计,并且训练DNNS在计算上是密集的。为了解决NAS的主要局限性,提高NAS的效率对于NAS的设计至关重要。本文以简要介绍了NAS的一般框架。然后,系统地讨论了根据代理指标评估网络候选者的方法。接下来是对替代辅助NAS的描述,该NAS分为三个不同类别,即NAS的贝叶斯优化,NAS的替代辅助进化算法和NAS的MOP。最后,讨论了剩余的挑战和开放研究问题,并在这个新兴领域提出了有希望的研究主题。
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神经建筑搜索(NAS)算法可节省人类专家的巨大劳动。最近的进步进一步将计算开销降低到负担得起的水平。但是,由于挑剔的程序和监督的学习范式,将NAS技术部署在现实世界应用程序中仍然很麻烦。在这项工作中,我们通过允许自我审议并保留在搜索阶段发现的伴随的权重,提出了自我监管和举重的神经体系结构搜索(SSWP-NAS)作为当前NAS框架的扩展。因此,我们将NAS的工作流程简化为单阶段和无代理程序。实验表明,通过所提出的框架搜索的架构实现了CIFAR-10,CIFAR-100和Imagenet数据集上的最新精度,而无需使用手动标签。此外,我们表明,使用伴随的权重作为初始化始终优于随机初始化和两阶段的权重预训练方法,在半监督的学习方案下清晰的边缘。代码可在https://github.com/lzvv123456/sswp-nas上公开获得。
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Deep Learning has enabled remarkable progress over the last years on a variety of tasks, such as image recognition, speech recognition, and machine translation. One crucial aspect for this progress are novel neural architectures. Currently employed architectures have mostly been developed manually by human experts, which is a time-consuming and errorprone process. Because of this, there is growing interest in automated neural architecture search methods. We provide an overview of existing work in this field of research and categorize them according to three dimensions: search space, search strategy, and performance estimation strategy.
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可区分架构搜索(飞镖)是基于解决双重优化问题的数据驱动神经网络设计的有效方法。尽管在许多体系结构搜索任务中取得了成功,但仍然担心一阶飞镖的准确性和二阶飞镖的效率。在本文中,我们制定了单个级别的替代方案和放松的体系结构搜索(RARTS)方法,该方法通过数据和网络拆分利用整个数据集在体系结构学习中,而无需涉及相应损失功能(如飞镖)的混合第二个衍生物。在我们制定网络拆分的过程中,两个具有不同但相关权重的网络在寻找共享体系结构时进行了合作。 RART比飞镖的优势通过收敛定理和可解析的模型证明是合理的。此外,RART在准确性和搜索效率方面优于飞镖及其变体,如足够的实验结果所示。对于搜索拓扑结构(即边缘和操作)的任务,RART获得了比CIFAR-10上的二阶Darts更高的精度和60 \%的计算成本降低。转移到Imagenet时,RART继续超越表演飞镖,并且与最近的飞镖变体相提并论,尽管我们的创新纯粹是在训练算法上,而无需修改搜索空间。对于搜索宽度的任务,即卷积层中的频道数量,RARTS还优于传统的网络修剪基准。关于公共体系结构搜索基准等NATS BENCH的进一步实验也支持RARTS的优势。
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Designing accurate and efficient ConvNets for mobile devices is challenging because the design space is combinatorially large. Due to this, previous neural architecture search (NAS) methods are computationally expensive. ConvNet architecture optimality depends on factors such as input resolution and target devices. However, existing approaches are too resource demanding for case-by-case redesigns. Also, previous work focuses primarily on reducing FLOPs, but FLOP count does not always reflect actual latency. To address these, we propose a differentiable neural architecture search (DNAS) framework that uses gradient-based methods to optimize Con-vNet architectures, avoiding enumerating and training individual architectures separately as in previous methods. FBNets (Facebook-Berkeley-Nets), a family of models discovered by DNAS surpass state-of-the-art models both designed manually and generated automatically. FBNet-B achieves 74.1% top-1 accuracy on ImageNet with 295M FLOPs and 23.1 ms latency on a Samsung S8 phone, 2.4x smaller and 1.5x faster than MobileNetV2-1.3[17] with similar accuracy. Despite higher accuracy and lower latency than MnasNet[20], we estimate FBNet-B's search cost is 420x smaller than MnasNet's, at only 216 GPUhours. Searched for different resolutions and channel sizes, FBNets achieve 1.5% to 6.4% higher accuracy than Mo-bileNetV2. The smallest FBNet achieves 50.2% accuracy and 2.9 ms latency (345 frames per second) on a Samsung S8. Over a Samsung-optimized FBNet, the iPhone-Xoptimized model achieves a 1.4x speedup on an iPhone X. FBNet models are open-sourced at https://github. com/facebookresearch/mobile-vision. * Work done while interning at Facebook.… Figure 1. Differentiable neural architecture search (DNAS) for ConvNet design. DNAS explores a layer-wise space that each layer of a ConvNet can choose a different block. The search space is represented by a stochastic super net. The search process trains the stochastic super net using SGD to optimize the architecture distribution. Optimal architectures are sampled from the trained distribution. The latency of each operator is measured on target devices and used to compute the loss for the super net.
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Conventional neural architecture search (NAS) approaches are based on reinforcement learning or evolutionary strategy, which take more than 3000 GPU hours to find a good model on CIFAR-10. We propose an efficient NAS approach learning to search by gradient descent. Our approach represents the search space as a directed acyclic graph (DAG). This DAG contains billions of sub-graphs, each of which indicates a kind of neural architecture. To avoid traversing all the possibilities of the sub-graphs, we develop a differentiable sampler over the DAG. This sampler is learnable and optimized by the validation loss after training the sampled architecture. In this way, our approach can be trained in an end-to-end fashion by gradient descent, named Gradient-based search using Differentiable Architecture Sampler (GDAS). In experiments, we can finish one searching procedure in four GPU hours on CIFAR-10, and the discovered model obtains a test error of 2.82% with only 2.5M parameters, which is on par with the state-of-the-art. Code is publicly available on GitHub: https://github.com/D-X-Y/NAS-Projects.
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由于其效率,一声神经架构搜索(NAS)已被广泛用于发现架构。但是,先前的研究表明,由于架构之间的操作参数过度共享(即大共享范围),架构的一声绩效估计可能与他们在独立培训中的表现没有很好的相关性。因此,最近的方法构建了更高参数化的超级链,以降低共享程度。但是这些改进的方法引入了大量额外的参数,因此在培训成本和排名质量之间导致不良的权衡。为了减轻上述问题,我们建议将课程学习应用于共享范围(接近),以有效地训练超级网。具体而言,我们在一开始就以很大的共享范围(简单的课程)训练超网,并逐渐降低了超级网的共享程度(更难的课程)。为了支持这种培训策略,我们设计了一个新颖的超级网(闭合性),该超级网(CLESENET)将参数从操作中解耦,以实现灵活的共享方案和可调节的共享范围。广泛的实验表明,与其他一击的超级网络相比,Close可以在不同的计算预算限制中获得更好的排名质量,并且在与各种搜索策略结合使用时能够发现出色的体系结构。代码可从https://github.com/walkerning/aw_nas获得。
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We revisit the one-shot Neural Architecture Search (NAS) paradigm and analyze its advantages over existing NAS approaches. Existing one-shot method, however, is hard to train and not yet effective on large scale datasets like ImageNet. This work propose a Single Path One-Shot model to address the challenge in the training. Our central idea is to construct a simplified supernet, where all architectures are single paths so that weight co-adaption problem is alleviated. Training is performed by uniform path sampling. All architectures (and their weights) are trained fully and equally. Comprehensive experiments verify that our approach is flexible and effective. It is easy to train and fast to search. It effortlessly supports complex search spaces (e.g., building blocks, channel, mixed-precision quantization) and different search constraints (e.g., FLOPs, latency). It is thus convenient to use for various needs. It achieves start-of-the-art performance on the large dataset ImageNet.Equal contribution. This work is done when Haoyuan Mu and Zechun Liu are interns at MEGVII Technology.
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神经体系结构搜索方法寻求具有有效的体重共享超级网训练的最佳候选者。但是,最近的研究表明,关于独立架构和共享重量网络之间的性能的排名一致性差。在本文中,我们提出了提前引导的一声NAS(PGONA),以加强超级网的排名相关性。具体而言,我们首先探讨激活功能的效果,并提出基于三明治规则的平衡采样策略,以减轻超级网中的重量耦合。然后,采用了拖鞋和禅宗得分来指导超级网的训练,并具有排名相关性损失。我们的PGONA在CVPR2022第二轻型NAS挑战赛的SuperNet轨道中排名第三。代码可在https://github.com/pprp/cvpr2022-nas?competition-track1-3th-solution中找到。
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