总结了6种卷积神经网络压缩方法

时间:2023-02-03 12:10:42
摘要:神经网络的压缩算法是,旨在将一个庞大而复杂的预训练模型(pre-trained model)转化为一个精简的小模型。

本文分享自华为云社区《卷积神经网络压缩方法总结》,作者:嵌入式视觉 。

我们知道,在一定程度上,网络越深,参数越多,模型越复杂,其最终效果越好。神经网络的压缩算法是,旨在将一个庞大而复杂的预训练模型(pre-trained model)转化为一个精简的小模型。

按照压缩过程对网络结构的破坏程度,我们将模型压缩技术分为“前端压缩”和“后端压缩”两部分。

  • 前端压缩,是指在不改变原网络结构的压缩技术,主要包括知识蒸馏、轻量级网络(紧凑的模型结构设计)以及滤波器(filter)层面的剪枝(结构化剪枝)等;
  • 后端压缩,是指包括低秩近似、未加限制的剪枝(非结构化剪枝/稀疏)、参数量化以及二值网络等,目标在于尽可能减少模型大小,会对原始网络结构造成极大程度的改造。

总结:前端压缩几乎不改变原有网络结构(仅仅只是在原模型基础上减少了网络的层数或者滤波器个数),后端压缩对网络结构有不可逆的大幅度改变,造成原有深度学习库、甚至硬件设备不兼容改变之后的网络。其维护成本很高。

一,低秩近似

简单理解就是,卷积神经网络的权重矩阵往往稠密且巨大,从而计算开销大,有一种办法是采用低秩近似的技术将该稠密矩阵由若干个小规模矩阵近似重构出来,这种方法归类为低秩近似算法。

一般地,行阶梯型矩阵的秩等于其“台阶数”-非零行的行数。

低秩近似算法能减小计算开销的原理如下:

总结了6种卷积神经网络压缩方法