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Condensation-Net: Speicher-effiziente Netzarchitektur mit Cross-Channel-Pooling-Layern und virtuellen Merkmalskarten

Tse-Wei Chen Motoki Yoshinaga Hongxing Gao Wei Tao Dongchao Wen Junjie Liu Kinya Osa Masami Kato

Zusammenfassung

„Leichtgewichtige convolutionale neuronale Netze“ ist ein zentrales Forschungsthema im Bereich der eingebetteten Vision. Um Bilderkennungsaufgaben auf hardware-begrenzten Plattformen durchzuführen, ist es notwendig, die Speicherkapazität und die rechnerische Kosten zu reduzieren. Der Beitrag dieser Arbeit wird wie folgt zusammengefasst: Erstens stellen wir einen Algorithmus vor, der eine spezifische Netzarchitektur (Condensation-Net) verarbeitet, ohne die maximale Speicherbelegung für Aktivierungskarten zu erhöhen. Die Architektur für virtuelle Aktivierungskarten spart 26,5 % Bandbreite im Speicher durch die vorzeitige Berechnung der Ergebnisse des cross-channel-Pooling vor dem Speichern der Aktivierungskarten im Speicher. Zweitens zeigen wir, dass das cross-channel-Pooling die Genauigkeit von Objekterkennungsaufgaben, beispielsweise der Gesichtserkennung, verbessern kann, da es die Anzahl der Filtergewichte erhöht. Im Vergleich zu Tiny-YOLOv2 erreicht die Genauigkeitssteigerung bei quantisierten Netzwerken 2,0 % und bei vollpräzisen Netzwerken 1,5 % bei einem Falsch-Positiv-Rate von 0,1. Zuletzt zeigt die Analyse, dass der Overhead zur Unterstützung des cross-channel-Pooling mit der vorgeschlagenen Hardware-Architektur vernachlässigbar gering ist. Der zusätzliche Speicherbedarf zur Unterstützung von Condensation-Net beträgt lediglich 0,2 % der Gesamtgröße, und die zusätzliche Gatteranzahl beträgt nur 1,0 % der Gesamtgröße.


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