Binary neural networks (BNNs) have demonstrated their ability to solve complex tasks with comparable accuracy as full-precision deep neural networks (DNNs), while also reducing computational power and storage requirements and increasing the processing speed. These properties make them an attractive alternative for the development and deployment of DNN-based applications in Internet-of-Things (IoT) devices. Despite the recent improvements, they suffer from a fixed and limited compression factor that may result insufficient for certain devices with very limited resources. In this work, we propose sparse binary neural networks (SBNNs), a novel model and training scheme which introduces sparsity in BNNs and a new quantization function for binarizing the network's weights. The proposed SBNN is able to achieve high compression factors and it reduces the number of operations and parameters at inference time. We also provide tools to assist the SBNN design, while respecting hardware resource constraints. We study the generalization properties of our method for different compression factors through a set of experiments on linear and convolutional networks on three datasets. Our experiments confirm that SBNNs can achieve high compression rates, without compromising generalization, while further reducing the operations of BNNs, making SBNNs a viable option for deploying DNNs in cheap, low-cost, limited-resources IoT devices and sensors.


翻译:二线神经网络(BNNs)显示,它们有能力以类似精密深度神经网络(DNNs)的精确度解决复杂的任务,同时降低计算力和存储要求,提高处理速度,这些属性使DNN应用程序在互联网T(IoT)装置中的发展和部署具有吸引力。尽管最近有所改善,它们仍受到固定和有限的压缩因素的影响,这可能导致某些设备的资源非常有限,而某些设备可能不够。在这项工作中,我们提议了稀少的二线神经网络(SBNNs),一种新颖的模式和培训计划,在BNNS中引入松散功能,以及一个新的使网络重量实现二线化的量化功能。提议的SBNNN能够达到高压缩系数,并在推论时间减少操作数量和参数。我们还提供了工具,协助SBNNN,同时通过在三个数据集上对线性与革命网络进行一系列试验,研究我们不同压缩因素的方法的普及性特性。我们的实验证实,SBNNNN能够进一步降低标准,而SNNNERs的低压缩率则可以进一步降低标准。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
TensorFlow 2.0 学习资源汇总
专知会员服务
66+阅读 · 2019年10月9日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月2日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
TensorFlow 2.0 学习资源汇总
专知会员服务
66+阅读 · 2019年10月9日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月2日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员