【摘 要】
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在很多深度神经网络中包含了大量的参数,这些动辄上亿的参数和相应的计算限制了其在移动设备和实时系统中的应用。因此,训练高效的轻量级神经网络成为了深度学习在一些实际应用中落地的先决条件。传统的知识蒸馏主要研究在分类领域中的深度网络,针对在一般物体检测(general object detection)领域的研究不足的问题,以满足移动设备和实时系统的计算和存储要求为目标,用知识蒸馏的方法提出了一种轻量级
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在很多深度神经网络中包含了大量的参数,这些动辄上亿的参数和相应的计算限制了其在移动设备和实时系统中的应用。因此,训练高效的轻量级神经网络成为了深度学习在一些实际应用中落地的先决条件。传统的知识蒸馏主要研究在分类领域中的深度网络,针对在一般物体检测(general object detection)领域的研究不足的问题,以满足移动设备和实时系统的计算和存储要求为目标,用知识蒸馏的方法提出了一种轻量级的高精度检测网络。以目标检测领域为对象,设计了一种“教师-学生”知识蒸馏算法(命名为EncoderMimick),将庞大而具备高识别能力的教师网络的强大的识别能力传授给轻巧而低识别能力的学生网络。不同于简单而直观地对特征图进行蒸馏,EncoderMimick的基本思想是:先用一个自动编码器将高维的特征图编码到低维空间,提取主要信息,然后在低维空间进行蒸馏学习。此外,还设计了一种损失函数,重点关注教师网络特征图中响应强烈的点和教师网络学生网络差异较大的点,并且保障训练稳定性而避免爆炸。在测试EncoderMimick算法性能时,以经典的COCO数据集为基准(benchmark),以平均精度(mean mean Average Precision,mmAP)为衡量指标,以RetinaNet为基本网络结构来阐述和验证EncoderMimick算法的有效性。当同时在特征图和分类分支进行知识蒸馏时候,EncoderMimick算法能够让以ResNet-18为主干网络的RetinaNet,在COCO物体检测任务上mmAP由自学的0.318上升到0.338。除检测领域外,该算法在分割、追踪以及自然语言处理(Natural language processing,NLP)等深度学习领域的知识蒸馏也有重要的参考价值。
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