Lottery tickets (LTs) is able to discover accurate and sparse subnetworks that could be trained in isolation to match the performance of dense networks. Ensemble, in parallel, is one of the oldest time-proven tricks in machine learning to improve performance by combining the output of multiple independent models. However, the benefits of ensemble in the context of LTs will be diluted since ensemble does not directly lead to stronger sparse subnetworks, but leverages their predictions for a better decision. In this work, we first observe that directly averaging the weights of the adjacent learned subnetworks significantly boosts the performance of LTs. Encouraged by this observation, we further propose an alternative way to perform an 'ensemble' over the subnetworks identified by iterative magnitude pruning via a simple interpolating strategy. We call our method Lottery Pools. In contrast to the naive ensemble which brings no performance gains to each single subnetwork, Lottery Pools yields much stronger sparse subnetworks than the original LTs without requiring any extra training or inference cost. Across various modern architectures on CIFAR-10/100 and ImageNet, we show that our method achieves significant performance gains in both, in-distribution and out-of-distribution scenarios. Impressively, evaluated with VGG-16 and ResNet-18, the produced sparse subnetworks outperform the original LTs by up to 1.88% on CIFAR-100 and 2.36% on CIFAR-100-C; the resulting dense network surpasses the pre-trained dense-model up to 2.22% on CIFAR-100 and 2.38% on CIFAR-100-C.


翻译:彩票策略(LTs)可以发现准确而稀疏的子网络,这些子网络可以被单独训练以匹配密集网络的性能。并行集成是机器学习中最古老的时经过验证的技巧之一,通过组合多个独立模型的输出来提高性能。然而,在LTs的背景下,集成的好处将被稀释,因为集成并不直接产生更强的稀疏子网络,而是利用它们的预测进行更好的决策。在这项工作中,我们首先观察到直接平均相邻的学习子网络的权重显着提高了LTs的性能。受到这一观察的鼓舞,我们进一步提出了一种通过简单的插值策略在迭代幅度剪枝识别的子网络上执行“集成”的替代方法。我们将这种方法称为抽奖池。与毫无性能增益的朴素集成相比,抽奖池不需要任何额外的训练或推理成本就可以产生比原始LTs更强大的稀疏子网络。在CIFAR-10/100和ImageNet上的各种现代架构中,我们展示了我们的方法在内部分布和外部分布情景下都取得了显着的性能增益。令人印象深刻的是,在评估VGG-16和ResNet-18时,产生的稀疏子网络在CIFAR-100和CIFAR-100-C上的性能优于原始的LTs,分别高达1.88%和2.36%;由此产生的密集网络在CIFAR-100和CIFAR-100-C上的性能超过预先训练的密集模型,分别高达2.22%和2.38%。

0
下载
关闭预览

相关内容

[ICML-Google]先宽后窄:对深度薄网络的有效训练
专知会员服务
34+阅读 · 2020年7月5日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
19+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
5+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
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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月24日
Arxiv
33+阅读 · 2022年2月15日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
VIP会员
相关VIP内容
[ICML-Google]先宽后窄:对深度薄网络的有效训练
专知会员服务
34+阅读 · 2020年7月5日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
19+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
5+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
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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员