自我关注架构被出现为最近提高视力任务表现的最新进步。手动确定自我关注网络的架构依赖于专家的经验,无法自动适应各种场景。同时,神经结构搜索(NAS)显着推出了神经架构的自动设计。因此,需要考虑使用NAS方法自动发现更好的自我关注架构。然而,由于基于细胞的搜索空间统一和缺乏长期内容依赖性,直接使用现有的NAS方法来搜索关注网络是具有挑战性的。为了解决这个问题,我们提出了一种基于全部关注的NAS方法。更具体地,构造阶段明智的搜索空间,其允许为网络的不同层采用各种关注操作。为了提取全局特征,提出了一种使用上下文自动回归来发现全部关注架构的自我监督的搜索算法。为了验证所提出的方法的功效,我们对各种学习任务进行了广泛的实验,包括图像分类,细粒度的图像识别和零拍摄图像检索。经验结果表明,我们的方法能够发现高性能,全面关注架构,同时保证所需的搜索效率。
translated by 谷歌翻译
最近,已经成功地应用于各种遥感图像(RSI)识别任务的大量基于深度学习的方法。然而,RSI字段中深度学习方法的大多数现有进步严重依赖于手动设计的骨干网络提取的特征,这严重阻碍了由于RSI的复杂性以及先前知识的限制而受到深度学习模型的潜力。在本文中,我们研究了RSI识别任务中的骨干架构的新设计范式,包括场景分类,陆地覆盖分类和对象检测。提出了一种基于权重共享策略和进化算法的一拍架构搜索框架,称为RSBNet,其中包括三个阶段:首先,在层面搜索空间中构造的超空网是在自组装的大型中预先磨削 - 基于集合单路径培训策略进行缩放RSI数据集。接下来,预先培训的SuperNet通过可切换识别模块配备不同的识别头,并分别在目标数据集上进行微调,以获取特定于任务特定的超网络。最后,我们根据没有任何网络训练的进化算法,搜索最佳骨干架构进行不同识别任务。对于不同识别任务的五个基准数据集进行了广泛的实验,结果显示了所提出的搜索范例的有效性,并证明搜索后的骨干能够灵活地调整不同的RSI识别任务并实现令人印象深刻的性能。
translated by 谷歌翻译
功能提取器在文本识别(TR)中起着至关重要的作用,但是由于昂贵的手动调整,自定义其体系结构的探索相对较少。在这项工作中,受神经体系结构搜索(NAS)的成功启发,我们建议搜索合适的功能提取器。我们通过探索具有良好功能提取器的原理来设计特定于域的搜索空间。该空间包括用于空间模型的3D结构空间和顺序模型的基于转换的空间。由于该空间是巨大且结构复杂的,因此无法应用现有的NAS算法。我们提出了一种两阶段算法,以有效地在空间中进行搜索。在第一阶段,我们将空间切成几个块,并借助辅助头逐步训练每个块。我们将延迟约束引入第二阶段,并通过自然梯度下降从受过训练的超级网络搜索子网络。在实验中,进行了一系列消融研究,以更好地了解设计的空间,搜索算法和搜索架构。我们还将所提出的方法与手写和场景TR任务上的各种最新方法进行了比较。广泛的结果表明,我们的方法可以以较小的延迟获得更好的识别性能。
translated by 谷歌翻译
高光谱图像(HSI)分类一直是决定的热门话题,因为高光谱图像具有丰富的空间和光谱信息,并为区分不同的土地覆盖物体提供了有力的基础。从深度学习技术的发展中受益,基于深度学习的HSI分类方法已实现了有希望的表现。最近,已经提出了一些用于HSI分类的神经架构搜索(NAS)算法,这将HSI分类的准确性进一步提高到了新的水平。在本文中,NAS和变压器首次合并用于处理HSI分类任务。与以前的工作相比,提出的方法有两个主要差异。首先,我们重新访问了先前的HSI分类NAS方法中设计的搜索空间,并提出了一个新型的混合搜索空间,该搜索空间由空间主导的细胞和频谱主导的单元组成。与以前的工作中提出的搜索空间相比,所提出的混合搜索空间与HSI数据的特征更加一致,即HSIS具有相对较低的空间分辨率和非常高的光谱分辨率。其次,为了进一步提高分类准确性,我们尝试将新兴变压器模块移植到自动设计的卷积神经网络(CNN)上,以将全局信息添加到CNN学到的局部区域的特征中。三个公共HSI数据集的实验结果表明,所提出的方法的性能要比比较方法更好,包括手动设计的网络和基于NAS的HSI分类方法。特别是在最近被捕获的休斯顿大学数据集中,总体准确性提高了近6个百分点。代码可在以下网址获得:https://github.com/cecilia-xue/hyt-nas。
translated by 谷歌翻译
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.
translated by 谷歌翻译
This paper addresses the scalability challenge of architecture search by formulating the task in a differentiable manner. Unlike conventional approaches of applying evolution or reinforcement learning over a discrete and non-differentiable search space, our method is based on the continuous relaxation of the architecture representation, allowing efficient search of the architecture using gradient descent. Extensive experiments on CIFAR-10, ImageNet, Penn Treebank and WikiText-2 show that our algorithm excels in discovering high-performance convolutional architectures for image classification and recurrent architectures for language modeling, while being orders of magnitude faster than state-of-the-art non-differentiable techniques. Our implementation has been made publicly available to facilitate further research on efficient architecture search algorithms.
translated by 谷歌翻译
最近,自我关注操作员将卓越的性能作为视觉模型的独立构建块。然而,现有的自我关注模型通常是手动设计的,从CNN修改,并仅通过堆叠一个操作员而获得。很少探索相结合不同的自我关注操作员和卷积的更广泛的建筑空间。在本文中,我们探讨了具有权重共享神经结构搜索(NAS)算法的新颖建筑空间。结果架构被命名为Triomet,用于组合卷积,局部自我关注和全球(轴向)自我关注操作员。为了有效地搜索在这个巨大的建筑空间中,我们提出了分层采样,以便更好地培训超空网。此外,我们提出了一种新的重量分享策略,多头分享,专门针对多头自我关注运营商。我们搜索的Tri of将自我关注和卷积相结合优于所有独立的模型,在想象网分类上具有较少的拖鞋,自我关注比卷积更好。此外,在各种小型数据集上,我们观察对自我关注模型的劣等性能,但我们的小脚仍然能够匹配这种情况下的最佳操作员,卷积。我们的代码可在https://github.com/phj128/trionet提供。
translated by 谷歌翻译
作为梯度引导的搜索方法,可区分的神经体系结构搜索(飞镖)大大降低了计算成本,并加快了搜索的速度。在飞镖中,将体系结构参数引入候选操作,但是某些配备权重的操作的参数可能在初始阶段训练不好,这会导致候选操作之间的不公平竞争。无重量的操作大量出现,导致性能崩溃现象。此外,在训练超网中将占用许多内存,这会导致内存利用率较低。在本文中,提出了基于通道注意的部分通道连接,以进行可区分的神经体系结构搜索(ADARTS)。一些具有较高权重的通道是通过注意机制选择的,并将其他通道直接与处理的通道接触到操作空间。选择一些具有较高注意力权重的通道可以更好地将重要的功能信息传输到搜索空间中,并大大提高搜索效率和内存利用率。也可以避免由随机选择引起的网络结构的不稳定性。实验结果表明,ADART在CIFAR-10和CIFAR-100上分别达到了2.46%和17.06%的分类错误率。 Adarts可以有效地解决一个问题,即搜索过程中出现过多的跳过连接并获得具有更好性能的网络结构。
translated by 谷歌翻译
大多数对象检测框架都使用最初设计用于图像分类的主链体系结构,通常在Imagenet上具有预训练的参数。但是,图像分类和对象检测本质上是不同的任务,并且不能保证分类的最佳主链也适用于对象检测。最近的神经体系结构搜索(NAS)研究表明,自动设计专门用于对象检测的骨干有助于提高整体准确性。在本文中,我们引入了一种神经体系结构适应方法,该方法可以优化给定的主链以进行检测目的,同时仍允许使用预训练的参数。我们建议除了每个块的输出通道尺寸外,还通过搜索特定操作和层数来调整微体系结构。重要的是要找到最佳的通道深度,因为它极大地影响了特征表示功能和计算成本。我们使用搜索的主链进行对象检测进行实验,并证明我们的主链在可可数据集上的手动设计和搜索的最新骨干均优于手动设计和搜索的骨干。
translated by 谷歌翻译
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.
translated by 谷歌翻译
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。
translated by 谷歌翻译
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。
translated by 谷歌翻译
Astounding results from Transformer models on natural language tasks have intrigued the vision community to study their application to computer vision problems. Among their salient benefits, Transformers enable modeling long dependencies between input sequence elements and support parallel processing of sequence as compared to recurrent networks e.g., Long short-term memory (LSTM). Different from convolutional networks, Transformers require minimal inductive biases for their design and are naturally suited as set-functions. Furthermore, the straightforward design of Transformers allows processing multiple modalities (e.g., images, videos, text and speech) using similar processing blocks and demonstrates excellent scalability to very large capacity networks and huge datasets. These strengths have led to exciting progress on a number of vision tasks using Transformer networks. This survey aims to provide a comprehensive overview of the Transformer models in the computer vision discipline. We start with an introduction to fundamental concepts behind the success of Transformers i.e., self-attention, large-scale pre-training, and bidirectional feature encoding. We then cover extensive applications of transformers in vision including popular recognition tasks (e.g., image classification, object detection, action recognition, and segmentation), generative modeling, multi-modal tasks (e.g., visual-question answering, visual reasoning, and visual grounding), video processing (e.g., activity recognition, video forecasting), low-level vision (e.g., image super-resolution, image enhancement, and colorization) and 3D analysis (e.g., point cloud classification and segmentation). We compare the respective advantages and limitations of popular techniques both in terms of architectural design and their experimental value. Finally, we provide an analysis on open research directions and possible future works. We hope this effort will ignite further interest in the community to solve current challenges towards the application of transformer models in computer vision.
translated by 谷歌翻译
从错误中学习是一种有效的学习方法,广泛用于人类学习,学习者将更加注重未来规避犯罪的错误。它有助于改善整体学习结果。在这项工作中,我们的目标是调查这种特殊学习能力的有效性如何用于改善机器学习模型。我们提出了一种简单有效的多层次优化框架,称为学习的错误(LFM),灵感来自错误驱动的学习,培训更好的机器学习模型。我们的LFM框架包括涉及三个学习阶段的配方。主要目标是通过使用重新加权技术训练模型来执行目标任务,以防止将来类似的错误。在这种制定中,我们通过最小化模型的验证丢失来学习类重量,并通过来自类明智性能和实际数据的图像生成器重新列出模型的验证丢失来重新列车。我们在图像分类数据集等差分架构搜索方法应用我们的LFM框架,如CiFar和Imagenet,结果表明了我们提出的策略的有效性。
translated by 谷歌翻译
自我关注已成为最近网络架构的一个组成部分,例如,统治主要图像和视频基准的变压器。这是因为自我关注可以灵活地模拟远程信息。出于同样的原因,研究人员最近使尝试恢复多层Perceptron(MLP)并提出一些类似MLP的架构,显示出极大的潜力。然而,当前的MLP样架构不擅长捕获本地细节并缺乏对图像和/或视频中的核心细节的逐步了解。为了克服这个问题,我们提出了一种新颖的Morphmlp架构,该架构专注于在低级层处捕获本地细节,同时逐渐改变,以专注于高级层的长期建模。具体地,我们设计一个完全连接的层,称为Morphfc,两个可变过滤器,其沿着高度和宽度尺寸逐渐地发展其接收领域。更有趣的是,我们建议灵活地调整视频域中的Morphfc层。为了我们最好的知识,我们是第一个创建类似MLP骨干的用于学习视频表示的骨干。最后,我们对图像分类,语义分割和视频分类进行了广泛的实验。我们的Morphmlp,如此自我关注的自由骨干,可以与基于自我关注的型号一样强大。
translated by 谷歌翻译
在本文中,我们基于任何卷积神经网络中中间注意图的弱监督生成机制,并更加直接地披露了注意模块的有效性,以充分利用其潜力。鉴于现有的神经网络配备了任意注意模块,我们介绍了一个元评论家网络,以评估主网络中注意力图的质量。由于我们设计的奖励的离散性,提出的学习方法是在强化学习环境中安排的,在此设置中,注意力参与者和经常性的批评家交替优化,以提供临时注意力表示的即时批评和修订,因此,由于深度强化的注意力学习而引起了人们的关注。 (Dreal)。它可以普遍应用于具有不同类型的注意模块的网络体系结构,并通过最大程度地提高每个单独注意模块产生的最终识别性能的相对增益来促进其表现能力,如类别和实例识别基准的广泛实验所证明的那样。
translated by 谷歌翻译
深层神经网络(DNN)是通过依次执行线性和非线性过程产生的。使用线性和非线性程序的组合对于生成足够深的特征空间至关重要。大多数非线性运算符是激活函数或合并函数的推导。数学形态是数学的一个分支,为各种图像处理问题提供了非线性操作员。我们调查了将这些操作集成到本文端到端深度学习框架中的实用性。 DNN旨在获得特定工作的现实代表。形态运算符给出拓扑描述符,以传达有关图像中描述的物体形状的显着信息。我们提出了一种基于元学习的方法,将形态算子纳入DNN。博学的结构展示了我们的新型形态操作如何显着提高各种任务(包括图片分类和边缘检测)的DNN性能。
translated by 谷歌翻译
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.
translated by 谷歌翻译
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。
translated by 谷歌翻译
与其他基于架构的NAS方法不同,广泛的神经结构搜索(BNA)提出了一个广泛的,它由卷积和增强块组成,被称为广泛的卷积神经网络(BCNN)作为搜索空间,以惊人的效率改进。 BCNN重用卷积块中的单元格的拓扑,使得BNA可以使用很少的小区以获得有效的搜索。此外,提出了多尺度特征融合和知识嵌入,以提高BCNN具有浅层拓扑的性能。然而,BNA遭受了一些缺点:1)特征融合和增强的代表性多样性不足,2)人类专家对知识嵌入设计的耗时。在本文中,我们提出了堆叠的BNA,其搜索空间是名为堆叠BCNN的开发的广泛可扩展架构,性能比BNA更好。一方面,堆叠的BCNN将Mini-BCNN视为保存综合表示的基本块,并提供强大的特征提取能力。另一方面,我们提出了知识嵌入搜索(KES)来学习适当的知识嵌入。实验结果表明,1)堆叠的BNA获得比BNA,2)KES有助于降低具有令人满意的性能的学习架构参数,3)堆叠BNA可提供0.02 GPU天的最新效率。
translated by 谷歌翻译