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。

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。

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。

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。

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.

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

Deep neural networks (DNNs) are found to be vulnerable to adversarial attacks, and various methods have been proposed for the defense. Among these methods, adversarial training has been drawing increasing attention because of its simplicity and effectiveness. However, the performance of the adversarial training is greatly limited by the architectures of target DNNs, which often makes the resulting DNNs with poor accuracy and unsatisfactory robustness. To address this problem, we propose DSARA to automatically search for the neural architectures that are accurate and robust after adversarial training. In particular, we design a novel cell-based search space specially for adversarial training, which improves the accuracy and the robustness upper bound of the searched architectures by carefully designing the placement of the cells and the proportional relationship of the filter numbers. Then we propose a two-stage search strategy to search for both accurate and robust neural architectures. At the first stage, the architecture parameters are optimized to minimize the adversarial loss, which makes full use of the effectiveness of the adversarial training in enhancing the robustness. At the second stage, the architecture parameters are optimized to minimize both the natural loss and the adversarial loss utilizing the proposed multi-objective adversarial training method, so that the searched neural architectures are both accurate and robust. We evaluate the proposed algorithm under natural data and various adversarial attacks, which reveals the superiority of the proposed method in terms of both accurate and robust architectures. We also conclude that accurate and robust neural architectures tend to deploy very different structures near the input and the output, which has great practical significance on both hand-crafting and automatically designing of accurate and robust neural architectures.

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.

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.

Neural architecture search (NAS) has a great impact by automatically designing effective neural network architectures. However, the prohibitive computational demand of conventional NAS algorithms (e.g. 10 4 GPU hours) makes it difficult to directly search the architectures on large-scale tasks (e.g. ImageNet). Differentiable NAS can reduce the cost of GPU hours via a continuous representation of network architecture but suffers from the high GPU memory consumption issue (grow linearly w.r.t. candidate set size). As a result, they need to utilize proxy tasks, such as training on a smaller dataset, or learning with only a few blocks, or training just for a few epochs. These architectures optimized on proxy tasks are not guaranteed to be optimal on the target task. In this paper, we present ProxylessNAS that can directly learn the architectures for large-scale target tasks and target hardware platforms. We address the high memory consumption issue of differentiable NAS and reduce the computational cost (GPU hours and GPU memory) to the same level of regular training while still allowing a large candidate set. Experiments on CIFAR-10 and ImageNet demonstrate the effectiveness of directness and specialization. On CIFAR-10, our model achieves 2.08% test error with only 5.7M parameters, better than the previous state-of-the-art architecture AmoebaNet-B, while using 6× fewer parameters. On ImageNet, our model achieves 3.1% better top-1 accuracy than MobileNetV2, while being 1.2× faster with measured GPU latency. We also apply ProxylessNAS to specialize neural architectures for hardware with direct hardware metrics (e.g. latency) and provide insights for efficient CNN architecture design. 1

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.

Vision Transformers（VITS）为计算机视觉的最新突破提供了基础。但是，设计VIT的架构是艰苦的，并且在很大程度上依赖专家知识。为了自动化设计过程并结合了部署灵活性，一击神经体系结构搜索将超级网训练和体系结构专业化解除了各种部署场景。为了应对超级网中的大量子网络，现有方法在培训期间的每个更新步骤中都同样重要且随机对所有体系结构进行处理。在体系结构搜索过程中，这些方法着重于在性能和资源消耗的帕累托前沿寻找体系结构，这在培训和部署之间形成了差距。在本文中，我们设计了一种简单而有效的方法，称为FocusFormer，以弥合这种差距。为此，我们建议学习一个体系结构采样器，以在超级网训练期间在不同的资源限制下为帕累托前沿上的这些架构分配更高的采样概率，从而使它们充分优化，从而提高其性能。在专业化过程中，我们可以直接使用训练有素的体系结构采样器来获得满足给定资源约束的准确体系结构，从而大大提高了搜索效率。关于CIFAR-100和Imagenet的广泛实验表明，我们的FocusFormer能够提高搜索架构的性能，同时大大降低搜索成本。例如，在ImageNet上，我们具有1.4G FLOPS的FocusFormer-Ti在TOP-1准确性方面优于自动构架Ti 0.5％。

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。

旨在自动进行工程增强政策的自动数据扩展最近引起了不断增长的研究兴趣。许多以前的自动启发方法通过评估测试时间增强性能来评估策略，利用了密度匹配策略。在本文中，我们从理论上和经验上证明了火车和小规模医学图像数据集的验证集之间的不一致，称为内域采样偏差。接下来，我们证明了域中采样偏置可能导致密度匹配的效率低下。为了解决这个问题，提出了一种改进的增强搜索策略，称为增强密度匹配，是通过从先前的培训分布中随机采样策略提出的。此外，提出了有效的自动机器学习（AUTOML）算法，通过统一数据增强和神经体系结构的搜索来提出。实验结果表明，所提出的方法优于MedMnist的最先进方法，MedMnist是一种开拓性的基准测试，旨在在医学图像分析中进行自动。