多模式知识蒸馏（KD）将传统知识蒸馏扩展到多模式学习的领域。一种常见的做法是采用良好的多式联运网络作为老师，希望它可以将其全部知识转移到单形学生以提高绩效。在本文中，我们研究了多模式KD的功效。我们首先提供了两个失败情况，并证明KD不是多模式知识转移中的普遍治疗方法。我们介绍了维恩图的模态，以了解模态关系和焦点的假设，从而揭示了多模式KD功效的决定性因素。6个多模式数据集的实验结果有助于证明我们的假设，诊断失败情况和点方向以提高蒸馏性能。

在多种方式知识蒸馏研究的背景下，现有方法主要集中在唯一的学习教师最终产出问题。因此，教师网络与学生网络之间存在深处。有必要强制学生网络来学习教师网络的模态关系信息。为了有效利用从教师转移到学生的知识，采用了一种新的模型关系蒸馏范式，通过建模不同的模态之间的关系信息，即学习教师模级克矩阵。

基于可穿戴传感器的人类动作识别（HAR）最近取得了杰出的成功。但是，基于可穿戴传感器的HAR的准确性仍然远远落后于基于视觉模式的系统（即RGB视频，骨架和深度）。多样化的输入方式可以提供互补的提示，从而提高HAR的准确性，但是如何利用基于可穿戴传感器的HAR的多模式数据的优势很少探索。当前，可穿戴设备（即智能手表）只能捕获有限的非视态模式数据。这阻碍了多模式HAR关联，因为它无法同时使用视觉和非视态模态数据。另一个主要挑战在于如何在有限的计算资源上有效地利用可穿戴设备上的多模式数据。在这项工作中，我们提出了一种新型的渐进骨骼到传感器知识蒸馏（PSKD）模型，该模型仅利用时间序列数据，即加速度计数据，从智能手表来解决基于可穿戴传感器的HAR问题。具体而言，我们使用来自教师（人类骨架序列）和学生（时间序列加速度计数据）模式的数据构建多个教师模型。此外，我们提出了一种有效的渐进学习计划，以消除教师和学生模型之间的绩效差距。我们还设计了一种称为自适应信心语义（ACS）的新型损失功能，以使学生模型可以自适应地选择其中一种教师模型或所需模拟的地面真实标签。为了证明我们提出的PSKD方法的有效性，我们对伯克利-MHAD，UTD-MHAD和MMACT数据集进行了广泛的实验。结果证实，与以前的基于单传感器的HAR方法相比，提出的PSKD方法具有竞争性能。

Often we wish to transfer representational knowledge from one neural network to another. Examples include distilling a large network into a smaller one, transferring knowledge from one sensory modality to a second, or ensembling a collection of models into a single estimator. Knowledge distillation, the standard approach to these problems, minimizes the KL divergence between the probabilistic outputs of a teacher and student network. We demonstrate that this objective ignores important structural knowledge of the teacher network. This motivates an alternative objective by which we train a student to capture significantly more information in the teacher's representation of the data. We formulate this objective as contrastive learning. Experiments demonstrate that our resulting new objective outperforms knowledge distillation and other cutting-edge distillers on a variety of knowledge transfer tasks, including single model compression, ensemble distillation, and cross-modal transfer. Our method sets a new state-of-the-art in many transfer tasks, and sometimes even outperforms the teacher network when combined with knowledge distillation.

最近，已经开发了许多自动白细胞（WBC）或白细胞分类技术。但是，所有这些方法仅利用单个模态显微图像，即基于血液涂片或荧光，因此缺少从多模式图像中学习更好的潜力。在这项工作中，我们基于WBC分类任务的第一个多模式WBC数据集开发了有效的多模式体系结构。具体而言，我们提出的想法是通过两个步骤开发的 - 1）首先，我们仅在单个网络中学习模式特定的独立子网； 2）我们通过从高复杂性独立教师网络中提取知识来进一步增强独立子网的学习能力。因此，我们提出的框架可以实现高性能，同时保持多模式数据集的复杂性较低。我们的独特贡献是两倍-1）我们提出了用于WBC分类的同类多模式WBC数据集的第一个； 2）我们开发了高性能的多模式体系结构，同时也有效且复杂性低。

事件相机感测每个像素强度更改，并产生具有高动态范围和运动模糊的异步事件流，显示出与传统相机的优势。训练基于事件的模型的障碍是缺乏大规模标记的数据。现有作品学习结束任务主要依赖于从有源像素传感器（APS）帧获得的标记或伪标记的数据集;然而，这种数据集的质量远远远非基于规范图像的那些。在本文中，我们提出了一种新颖的方法，称为\ textbf {evdistill}，通过来自培训的教师网络的知识蒸馏（KD）来学习未标记和未配对的事件数据（目标模型）的学生网络图像数据（源码模式）。为了使KD跨越未配对的模态，我们首先提出了双向模型重建（BMR）模块来桥接两种方式，并同时利用它们通过制造的对蒸馏到知识，从而导致推断不额外计算。 BMR通过端到端的端到端的终端任务和KD损耗得到改善。其次，我们利用两种方式的结构相似之处，并通过匹配其分布来调整知识。此外，由于大多数先前的特征KD方法是单态的，而且对我们的问题不太适用，我们建议利用亲和力图KD损失来提高蒸馏。我们对语义分割和对象识别的广泛实验表明，Evdistill达到了比现有的作品和仅具有事件和APS帧的效果更好的结果。

在本文中，我们从经验上研究了如何充分利用低分辨率框架以进行有效的视频识别。现有方法主要集中于开发紧凑的网络或减轻视频输入的时间冗余以提高效率，而压缩框架分辨率很少被认为是有希望的解决方案。一个主要问题是低分辨率帧的识别准确性不佳。因此，我们首先分析低分辨率帧上性能降解的根本原因。我们的主要发现是，降级的主要原因不是在下采样过程中的信息丢失，而是网络体系结构和输入量表之间的不匹配。通过知识蒸馏（KD）的成功，我们建议通过跨分辨率KD（RESKD）弥合网络和输入大小之间的差距。我们的工作表明，RESKD是一种简单但有效的方法，可以提高低分辨率帧的识别精度。没有铃铛和哨子，RESKD在四个大规模基准数据集（即ActivityNet，FCVID，Mini-Kinetics，sopeings soseings ossings v2）上，就效率和准确性上的所有竞争方法都大大超过了所有竞争方法。此外，我们广泛地展示了其对最先进的体系结构（即3D-CNN和视频变压器）的有效性，以及对超低分辨率帧的可扩展性。结果表明，RESKD可以作为最先进视频识别的一般推理加速方法。我们的代码将在https://github.com/cvmi-lab/reskd上找到。

Figure 1. An illustration of standard knowledge distillation. Despite widespread use, an understanding of when the student can learn from the teacher is missing.

尽管配备的远景和语言预处理（VLP）在过去两年中取得了显着的进展，但它遭受了重大缺点：VLP型号不断增加的尺寸限制了其部署到现实世界的搜索场景（高潜伏期是不可接受的）。为了减轻此问题，我们提出了一种新颖的插件动态对比度蒸馏（DCD）框架，以压缩ITR任务的大型VLP模型。从技术上讲，我们面临以下两个挑战：1）由于GPU内存有限，在处理交叉模式融合功能期间优化了太多的负样本，因此很难直接应用于跨模式任务，因此很难直接应用于跨模式任务。 。 2）从不同的硬样品中静态优化学生网络的效率效率低下，这些样本对蒸馏学习和学生网络优化具有不同的影响。我们试图从两点克服这些挑战。首先，为了实现多模式对比度学习并平衡培训成本和效果，我们建议使用教师网络估算学生的困难样本，使学生吸收了预培训的老师的强大知识，并掌握知识来自硬样品。其次，要从硬样品对学习动态，我们提出动态蒸馏以动态学习不同困难的样本，从更好地平衡知识和学生的自学能力的困难的角度。我们成功地将我们提出的DCD策略应用于两个最先进的视觉语言预处理模型，即vilt和仪表。关于MS-Coco和FlickR30K基准测试的广泛实验显示了我们DCD框架的有效性和效率。令人鼓舞的是，与现有的ITR型号相比，我们可以至少加快推断至少129美元的$ \ times $。

We present XKD, a novel self-supervised framework to learn meaningful representations from unlabelled video clips. XKD is trained with two pseudo tasks. First, masked data reconstruction is performed to learn modality-specific representations. Next, self-supervised cross-modal knowledge distillation is performed between the two modalities through teacher-student setups to learn complementary information. To identify the most effective information to transfer and also to tackle the domain gap between audio and visual modalities which could hinder knowledge transfer, we introduce a domain alignment strategy for effective cross-modal distillation. Lastly, to develop a general-purpose solution capable of handling both audio and visual streams, a modality-agnostic variant of our proposed framework is introduced, which uses the same backbone for both audio and visual modalities. Our proposed cross-modal knowledge distillation improves linear evaluation top-1 accuracy of video action classification by 8.4% on UCF101, 8.1% on HMDB51, 13.8% on Kinetics-Sound, and 14.2% on Kinetics400. Additionally, our modality-agnostic variant shows promising results in developing a general-purpose network capable of handling different data streams. The code is released on the project website.

Despite the fact that deep neural networks are powerful models and achieve appealing results on many tasks, they are too large to be deployed on edge devices like smartphones or embedded sensor nodes. There have been efforts to compress these networks, and a popular method is knowledge distillation, where a large (teacher) pre-trained network is used to train a smaller (student) network. However, in this paper, we show that the student network performance degrades when the gap between student and teacher is large. Given a fixed student network, one cannot employ an arbitrarily large teacher, or in other words, a teacher can effectively transfer its knowledge to students up to a certain size, not smaller. To alleviate this shortcoming, we introduce multi-step knowledge distillation, which employs an intermediate-sized network (teacher assistant) to bridge the gap between the student and the teacher. Moreover, we study the effect of teacher assistant size and extend the framework to multi-step distillation. Theoretical analysis and extensive experiments on CIFAR-10,100 and ImageNet datasets and on CNN and ResNet architectures substantiate the effectiveness of our proposed approach.

基于蒸馏的压缩网络的性能受蒸馏质量的管辖。大型网络（教师）到较小网络（学生）的次优蒸馏的原因主要归因于给定教师与学生对的学习能力中的差距。虽然很难蒸馏所有教师的知识，但可以在很大程度上控制蒸馏质量以实现更好的性能。我们的实验表明，蒸馏品质主要受教师响应的质量来限制，这反过来又受到其反应中存在相似信息的影响。训练有素的大容量老师在学习细粒度辨别性质的过程中丢失了类别之间的相似性信息。没有相似性信息导致蒸馏过程从一个例子 - 许多阶级学习减少到一个示例 - 一类学习，从而限制了教师的不同知识的流程。由于隐式假设只能蒸馏出灌输所知，而不是仅关注知识蒸馏过程，我们仔细审查了知识序列过程。我们认为，对于给定的教师 - 学生对，通过在训练老师的同时找到批量大小和时代数量之间的甜蜜点，可以提高蒸馏品。我们讨论了找到这种甜蜜点以便更好地蒸馏的步骤。我们还提出了蒸馏假设，以区分知识蒸馏和正则化效果之间的蒸馏过程的行为。我们在三个不同的数据集中进行我们的所有实验。

我们研究无数据知识蒸馏（KD）进行单眼深度估计（MDE），该网络通过在教师学生框架下从训练有素的专家模型中压缩，同时缺乏目标领域的培训数据，从而学习了一个轻巧的网络，以实现现实世界深度感知。 。由于密集回归和图像识别之间的本质差异，因此以前的无数据KD方法不适用于MDE。为了加强现实世界中的适用性，在本文中，我们试图使用分布式模拟图像应用KD。主要的挑战是i）缺乏有关原始培训数据的对象分布的先前信息； ii）领域在现实世界和模拟之间的转移。为了应对第一个难度，我们应用对象图像混合以生成新的训练样本，以最大程度地覆盖目标域中对象的分布模式。为了解决第二个困难，我们建议利用一个有效学习的转换网络，以将模拟数据拟合到教师模型的特征分布中。我们评估了各种深度估计模型和两个不同数据集的建议方法。结果，我们的方法优于基线KD的优势，甚至在$ 1/6 $的图像中获得的性能略高，表现出了明显的优势。

知识蒸馏（KD）是一个有效的框架，旨在将有意义的信息从大型老师转移到较小的学生。通常，KD通常涉及如何定义和转移知识。以前的KD方法通常着重于挖掘各种形式的知识，例如功能地图和精致信息。但是，知识源自主要监督任务，因此是高度特定于任务的。在自我监督的代表学习的最新成功中，我们提出了一项辅助自我实施的增强任务，以指导网络学习更多有意义的功能。因此，我们可以从KD的这项任务中得出软性自我实施的增强分布作为更丰富的黑暗知识。与以前的知识不同，此分布编码从监督和自我监督的特征学习中编码联合知识。除了知识探索之外，我们建议在各个隐藏层上附加几个辅助分支，以充分利用分层特征图。每个辅助分支都被指导学习自学的增强任务，并将这种分布从教师到学生提炼。总体而言，我们称我们的KD方法为等级自我实施的增强知识蒸馏（HSSAKD）。标准图像分类的实验表明，离线和在线HSSAKD都在KD领域达到了最先进的表现。对象检测的进一步转移实验进一步验证了HSSAKD可以指导网络学习更好的功能。该代码可在https://github.com/winycg/hsakd上找到。

大型预训练的变压器是现代语义分割基准的顶部，但具有高计算成本和冗长的培训。为了提高这种约束，我们从综合知识蒸馏的角度来研究有效的语义分割，并考虑弥合多源知识提取和特定于变压器特定的斑块嵌入之间的差距。我们提出了基于变压器的知识蒸馏（TransKD）框架，该框架通过蒸馏出大型教师变压器的特征地图和补丁嵌入来学习紧凑的学生变形金刚，绕过长期的预训练过程并将FLOPS降低> 85.0％。具体而言，我们提出了两个基本和两个优化模块：（1）交叉选择性融合（CSF）可以通过通道注意和层次变压器内的特征图蒸馏之间的知识转移； （2）嵌入对齐（PEA）在斑块过程中执行尺寸转换，以促进贴片嵌入蒸馏； （3）全局本地上下文混合器（GL-MIXER）提取了代表性嵌入的全局和局部信息； （4）嵌入助手（EA）是一种嵌入方法，可以无缝地桥接老师和学生模型，并具有老师的渠道数量。关于CityScapes，ACDC和NYUV2数据集的实验表明，TransKD的表现优于最先进的蒸馏框架，并竞争了耗时的预训练方法。代码可在https://github.com/ruipingl/transkd上找到。

Knowledge distillation (KD) has gained a lot of attention in the field of model compression for edge devices thanks to its effectiveness in compressing large powerful networks into smaller lower-capacity models. Online distillation, in which both the teacher and the student are learning collaboratively, has also gained much interest due to its ability to improve on the performance of the networks involved. The Kullback-Leibler (KL) divergence ensures the proper knowledge transfer between the teacher and student. However, most online KD techniques present some bottlenecks under the network capacity gap. By cooperatively and simultaneously training, the models the KL distance becomes incapable of properly minimizing the teacher's and student's distributions. Alongside accuracy, critical edge device applications are in need of well-calibrated compact networks. Confidence calibration provides a sensible way of getting trustworthy predictions. We propose BD-KD: Balancing of Divergences for online Knowledge Distillation. We show that adaptively balancing between the reverse and forward divergences shifts the focus of the training strategy to the compact student network without limiting the teacher network's learning process. We demonstrate that, by performing this balancing design at the level of the student distillation loss, we improve upon both performance accuracy and calibration of the compact student network. We conducted extensive experiments using a variety of network architectures and show improvements on multiple datasets including CIFAR-10, CIFAR-100, Tiny-ImageNet, and ImageNet. We illustrate the effectiveness of our approach through comprehensive comparisons and ablations with current state-of-the-art online and offline KD techniques.

在线知识蒸馏（OKD）通过相互利用教师和学生之间的差异来改善所涉及的模型。它们之间的差距上有几个关键的瓶颈 - 例如，为什么以及何时以及何时损害表现，尤其是对学生的表现？如何量化教师和学生之间的差距？ - 接受了有限的正式研究。在本文中，我们提出了可切换的在线知识蒸馏（Switokd），以回答这些问题。 Switokd的核心思想不是专注于测试阶段的准确性差距，而是通过两种模式之间的切换策略来适应训练阶段的差距，即蒸馏差距 - 专家模式（暂停老师，同时暂停教师保持学生学习）和学习模式（重新启动老师）。为了拥有适当的蒸馏差距，我们进一步设计了一个自适应开关阈值，该阈值提供了有关何时切换到学习模式或专家模式的正式标准，从而改善了学生的表现。同时，老师从我们的自适应切换阈值中受益，并基本上与其他在线艺术保持同步。我们进一步将Switokd扩展到具有两个基础拓扑的多个网络。最后，广泛的实验和分析验证了Switokd在最新面前的分类的优点。我们的代码可在https://github.com/hfutqian/switokd上找到。

神经网络可以从单个图像中了解视觉世界的内容是什么？虽然它显然不能包含存在的可能对象，场景和照明条件 - 在所有可能的256 ^（3x224x224）224尺寸的方形图像中，它仍然可以在自然图像之前提供强大的。为了分析这一假设，我们通过通过监控掠夺教师的知识蒸馏来制定一种训练神经网络的培训神经网络。有了这个，我们发现上述问题的答案是：“令人惊讶的是，很多”。在定量术语中，我们在CiFar-10/100上找到了94％/ 74％的前1个精度，在想象中，通过将这种方法扩展到音频，84％的语音组合。在广泛的分析中，我们解除了增强，源图像和网络架构的选择，以及在从未见过熊猫的网络中发现“熊猫神经元”。这项工作表明，一个图像可用于推断成千上万的对象类，并激励关于增强和图像的基本相互作用的更新的研究议程。

深度学习的巨大成功主要是由于大规模的网络架构和高质量的培训数据。但是，在具有有限的内存和成像能力的便携式设备上部署最近的深层模型仍然挑战。一些现有的作品通过知识蒸馏进行了压缩模型。不幸的是，这些方法不能处理具有缩小图像质量的图像，例如低分辨率（LR）图像。为此，我们采取了开创性的努力，从高分辨率（HR）图像到达将处理LR图像的紧凑型网络模型中学习的繁重网络模型中蒸馏有用的知识，从而推动了新颖的像素蒸馏的当前知识蒸馏技术。为实现这一目标，我们提出了一名教师助理 - 学生（TAS）框架，将知识蒸馏分解为模型压缩阶段和高分辨率表示转移阶段。通过装备新颖的特点超分辨率（FSR）模块，我们的方法可以学习轻量级网络模型，可以实现与重型教师模型相似的准确性，但参数更少，推理速度和较低分辨率的输入。在三个广泛使用的基准，\即，幼崽200-2011，Pascal VOC 2007和ImageNetsub上的综合实验证明了我们方法的有效性。

知识蒸馏在模型压缩方面取得了显着的成就。但是，大多数现有方法需要原始的培训数据，而实践中的实际数据通常是不可用的，因为隐私，安全性和传输限制。为了解决这个问题，我们提出了一种有条件的生成数据无数据知识蒸馏（CGDD）框架，用于培训有效的便携式网络，而无需任何实际数据。在此框架中，除了使用教师模型中提取的知识外，我们将预设标签作为额外的辅助信息介绍以培训发电机。然后，训练有素的发生器可以根据需要产生指定类别的有意义的培训样本。为了促进蒸馏过程，除了使用常规蒸馏损失，我们将预设标签视为地面真理标签，以便学生网络直接由合成训练样本类别监督。此外，我们强制学生网络模仿教师模型的注意图，进一步提高了其性能。为了验证我们方法的优越性，我们设计一个新的评估度量称为相对准确性，可以直接比较不同蒸馏方法的有效性。培训的便携式网络通过提出的数据无数据蒸馏方法获得了99.63％，99.07％和99.84％的CIFAR10，CIFAR100和CALTECH101的相对准确性。实验结果表明了所提出的方法的优越性。