We explore the use of knowledge distillation (KD) for learning compact and accurate models that enable classification of animal behavior from accelerometry data on wearable devices. To this end, we take a deep and complex convolutional neural network, known as residual neural network (ResNet), as the teacher model. ResNet is specifically designed for multivariate time-series classification. We use ResNet to distil the knowledge of animal behavior classification datasets into soft labels, which consist of the predicted pseudo-probabilities of every class for each datapoint. We then use the soft labels to train our significantly less complex student models, which are based on the gated recurrent unit (GRU) and multilayer perceptron (MLP). The evaluation results using two real-world animal behavior classification datasets show that the classification accuracy of the student GRU-MLP models improves appreciably through KD, approaching that of the teacher ResNet model. To further reduce the computational and memory requirements of performing inference using the student models trained via KD, we utilize dynamic fixed-point quantization through an appropriate modification of the computational graphs of the models. We implement both unquantized and quantized versions of the developed KD-based models on the embedded systems of our purpose-built collar and ear tag devices to classify animal behavior in situ and in real time. The results corroborate the effectiveness of KD and quantization in improving the inference performance in terms of both classification accuracy and computational and memory efficiency.


翻译:我们探索使用知识蒸馏法(KD)来学习精确和精确的模型,使动物行为从可磨损设备上的进化测量数据中分类。为此目的,我们采用一个深而复杂的进化神经网络,称为残余神经网络(ResNet),作为教师模型。ResNet专门设计用于多变时间序列分类。我们使用ResNet将动物行为分类数据集的知识分解成软标签,该标签包括每个数据点每一类的预测假概率。我们然后使用软标签来培训我们远不那么复杂的学生模型,这些模型以GRU和多层透视器(MLP)为基础。使用两个真实世界动物行为分类数据集的评估结果显示,学生GRU-MLP模型的分类准确性通过KD,接近教师ResNet模型的模型,从而大大改进了对每个数据点的计算和记忆要求。我们利用通过KD培训的学生模型培训的学生模型,在KD的高级常识中,用动态定点的内存精确度模型,并在K-Calalal-dealalalalalalalalalalalalal 量系统中,我们用Sal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-dealdeal-dealticaldealizde)的计算系统,在正确计算了我们研判算系统,我们在Sal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-cal-al-al-al-al-al-al-al-sal-al-al-al-al-al-al-sal-al-al-al-al-al-al-运制制制制的计算系统上,我们制的计算系统上,我们在正确的计算系统上,我们在正确的计算系统上,我们在正确的计算系统上,我们在正确的计算系统上,在正确的计算方法中,我们在正确的计算方法中,我们在正确的计算中,我们在正确的计算方法的精确计算方法的计算结果的计算结果的精确计算方法中,在正确的计算方法中,在正确的计算方法的精确计算方法的

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11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
【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
99+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13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
1+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 · 2013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 · 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
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2018年9月15日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16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
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13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
1+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 · 2013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 · 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
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员