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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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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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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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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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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我们提出了三种新型的修剪技术,以提高推理意识到的可区分神经结构搜索(DNAS)的成本和结果。首先,我们介绍了DNA的随机双路构建块,它可以通过内存和计算复杂性在内部隐藏尺寸上进行搜索。其次,我们在搜索过程中提出了一种在超级网的随机层中修剪块的算法。第三,我们描述了一种在搜索过程中修剪不必要的随机层的新技术。由搜索产生的优化模型称为Prunet,并在Imagenet Top-1图像分类精度的推理潜伏期中为NVIDIA V100建立了新的最先进的Pareto边界。将Prunet作为骨架还优于COCO对象检测任务的GPUNET和EFIDENENET,相对于平均平均精度(MAP)。
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对于移动设备上的实际深度神经网络设计,必须考虑计算资源产生的约束以及各种应用中的推理延迟。在深度网络加速相关方法中,修剪是广泛采用的做法,以平衡计算资源消耗和准确性,可以在明智地或随机地拆除通道的不重要连接,并对模型精度的最小影响最小。信道修剪立即导致显着的延迟降低,而随机重量灌注更加灵活,以平衡延迟和精度。在本文中,我们介绍了一个统一的框架,具有联合通道修剪和重量修剪(JCW),并且在比以前的模型压缩方法的延迟和准确性之间实现更好的静脉前沿。为了完全优化延迟和准确性之间的权衡,我们在JCW框架中开发了一定量身定制的多目标进化算法,这使得一个搜索能够获得各种部署要求的最佳候选架构。广泛的实验表明,JCW在想象集分类数据集上的各种最先进的修剪方法之间实现了更好的折衷和准确性。我们的代码在https://github.com/jcw-anonymous/jcw提供。
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从搜索效率中受益,可区分的神经体系结构搜索(NAS)已发展为自动设计竞争性深神经网络(DNNS)的最主要替代品。我们注意到,必须在现实世界中严格的性能限制下执行DNN,例如,自动驾驶汽车的运行时间延迟。但是,要获得符合给定性能限制的体系结构,先前的硬件可区分的NAS方法必须重复多次搜索运行,以通过反复试验和错误手动调整超参数,因此总设计成本会成比例地增加。为了解决这个问题,我们引入了一个轻巧的硬件可区分的NAS框架,称为lightnas,努力找到所需的架构,通过一次性搜索来满足各种性能约束(即,\ \ suesperline {\ textIt {您只搜索一次}})) 。进行了广泛的实验,以显示LINDNA的优越性,而不是先前的最新方法。
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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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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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在本文中,我们提出了MENAS,这是一种有效的基于多试剂进化的NAS方法,人类干预较少。具体而言,我们提出了一个扩大的搜索空间(Mobilenet3-MT),用于Imagenet-1K,并提高两个方面的搜索效率。首先,MENAS共同探索建筑和最佳修剪候选人(彩票),逐渐减少了人口中的平均模型。每种型号都经过培训,并由其彩票票取代,而不是首先搜索繁琐的网络然后进行修剪。其次,我们介绍了个人体重共享,该分享专门用于多重试验NAS,旨在通过分享父母和子女网络之间的权重来摊销培训成本。与超级网的重量共享相比,单个体重分享的排名一致性更为可靠,同时通过防止复杂的超级网训练易于实现。此外,为了使被困在小型模型中的进化过程正规化,在制定父群体时,我们保留了最大模型的小比例,这被证明有益于增强模型性能。广泛的实验结果证明了十分的优势。在ImagEnet-1K数据库上,MENA可实现80.5%的TOP-1准确性,而无需涉及知识蒸馏或更大的图像分辨率。代码和型号将可用。
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可微分的架构搜索逐渐成为神经结构中的主流研究主题,以实现与早期NAS(基于EA的RL的)方法相比提高效率的能力。最近的可分辨率NAS还旨在进一步提高搜索效率,降低GPU记忆消耗,并解决“深度间隙”问题。然而,这些方法不再能够解决非微弱目标,更不用说多目标,例如性能,鲁棒性,效率和其他指标。我们提出了一个端到端的架构搜索框架,朝向非微弱的目标TND-NAS,具有在多目标NAs(MNA)中的不同NAS框架中的高效率的优点和兼容性的兼容性(MNA)。在可分辨率的NAS框架下,随着搜索空间的连续放松,TND-NAS具有在离散空间中优化的架构参数($ \ alpha $),同时通过$ \ alpha $逐步缩小超缩小的搜索策略。我们的代表性实验需要两个目标(参数,准确性),例如,我们在CIFAR10上实现了一系列高性能紧凑型架构(1.09米/ 3.3%,2.4M / 2.95%,9.57M / 2.54%)和CIFAR100(2.46 M / 18.3%,5.46 / 16.73%,12.88 / 15.20%)数据集。有利地,在现实世界的情景下(资源受限,平台专用),TND-NA可以方便地达到Pareto-Optimal解决方案。
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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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深度神经网络中的建筑进步导致了跨越一系列计算机视觉任务的巨大飞跃。神经建筑搜索(NAS)并没有依靠人类的专业知识,而是成为自动化建筑设计的有前途的途径。尽管图像分类的最新成就提出了机会,但NAS的承诺尚未对更具挑战性的语义细分任务进行彻底评估。将NAS应用于语义分割的主要挑战来自两个方面:(i)要处理的高分辨率图像; (ii)针对自动驾驶等应用的实时推理速度(即实时语义细分)的其他要求。为了应对此类挑战,我们在本文中提出了一种替代辅助的多目标方法。通过一系列自定义预测模型,我们的方法有效地将原始的NAS任务转换为普通的多目标优化问题。然后是用于填充选择的层次预筛选标准,我们的方法逐渐实现了一组有效的体系结构在细分精度和推理速度之间进行交易。对三个基准数据集的经验评估以及使用华为地图集200 dk的应用程序的实证评估表明,我们的方法可以识别架构明显优于人类专家手动设计和通过其他NAS方法自动设计的现有最先进的体系结构。
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卷积神经网络(CNNS)用于许多现实世界应用,例如基于视觉的自主驾驶和视频内容分析。要在各种目标设备上运行CNN推断,硬件感知神经结构搜索(NAS)至关重要。有效的硬件感知NAS的关键要求是对推理延迟的快速评估,以便对不同的架构进行排名。在构建每个目标设备的延迟预测器的同时,在本领域中通常使用,这是一个非常耗时的过程,在极定的设备存在下缺乏可扩展性。在这项工作中,我们通过利用延迟单调性来解决可扩展性挑战 - 不同设备上的架构延迟排名通常相关。当存在强烈的延迟单调性时,我们可以重复使用在新目标设备上搜索一个代理设备的架构,而不会丢失最佳状态。在没有强烈的延迟单调性的情况下,我们提出了一种有效的代理适应技术,以显着提高延迟单调性。最后,我们验证了我们的方法,并在多个主流搜索空间上使用不同平台的设备进行实验,包括MobileNet-V2,MobileNet-V3,NAS-Bench-201,Proxylessnas和FBNet。我们的结果突出显示,通过仅使用一个代理设备,我们可以找到几乎与现有的每个设备NAS相同的帕累托最优架构,同时避免为每个设备构建延迟预测器的禁止成本。 github:https://github.com/ren-research/oneproxy.
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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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AD相关建模在包括Microsoft Bing在内的在线广告系统中起着至关重要的作用。为了利用强大的变压器在这种低延迟设置中,许多现有方法脱机执行广告端计算。虽然有效,但这些方法无法提供冷启动广告,从而导致对此类广告的相关性预测不佳。这项工作旨在通过结构化修剪设计一种新的低延迟BERT,以在CPU平台上授权实时在线推断对Cold Start Ads相关性。我们的挑战是,以前的方法通常将变压器的所有层都缩减为高,均匀的稀疏性,从而产生无法以可接受的精度实现令人满意的推理速度的模型。在本文中,我们提出了SwiftPruner - 一个有效的框架,利用基于进化的搜索自动在所需的延迟约束下自动找到表现最佳的稀疏BERT模型。与进行随机突变的现有进化算法不同,我们提出了一个具有潜伏意见的多目标奖励的增强突变器,以进行更好的突变,以有效地搜索层稀疏模型的大空间。广泛的实验表明,与均匀的稀疏基线和最先进的搜索方法相比,我们的方法始终达到更高的ROC AUC和更低的潜伏度。值得注意的是,根据我们在1900年的延迟需求,SwiftPruner的AUC比Bert-Mini在大型现实世界数据集中的最先进的稀疏基线高0.86%。在线A/B测试表明,我们的模型还达到了有缺陷的冷启动广告的比例,并获得了令人满意的实时服务延迟。
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In this paper, we propose a novel meta learning approach for automatic channel pruning of very deep neural networks. We first train a PruningNet, a kind of meta network, which is able to generate weight parameters for any pruned structure given the target network. We use a simple stochastic structure sampling method for training the PruningNet. Then, we apply an evolutionary procedure to search for good-performing pruned networks. The search is highly efficient because the weights are directly generated by the trained PruningNet and we do not need any finetuning at search time. With a single PruningNet trained for the target network, we can search for various Pruned Networks under different constraints with little human participation. Compared to the state-of-the-art pruning methods, we have demonstrated superior performances on Mo-bileNet V1/V2 and ResNet. Codes are available on https: //github.com/liuzechun/MetaPruning. This work is done when Zechun Liu and Haoyuan Mu are interns at Megvii Technology.
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在过去几年中,已经制作了神经结构搜索领域的显着改进。然而,由于存在搜索的约束和实际推断时间之间的间隙,搜索有效网络仍然具有挑战性。为了搜索具有低推理时间的高性能网络,若干以前的作品为搜索算法设置了计算复杂性约束。然而,许多因素影响推理的速度(例如,拖鞋,MAC)。单个指示符与延迟之间的相关性并不强。目前,提出了一些重新参数化(REP)技术将多分支转换为对单路径架构进行推断友好的。然而,多分支架构仍然是人为定义和效率低下。在这项工作中,我们提出了一种适用于结构重新参数化技术的新搜索空间。 repnas是一种单级NAS方法,以便在分支号约束下有效地搜索每个层的最佳分支块(ODBB)。我们的实验结果表明,搜索的ODBB可以轻松超越手动各种分支块(DBB),高效培训。代码和型号将越早提供。
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