Deploying deep convolutional neural network (CNN) models on ubiquitous Internet of Things (IoT) devices has attracted much attention from industry and academia since it greatly facilitates our lives by providing various rapid-response services. Due to the limited resources of IoT devices, cloud-assisted training of CNN models has become the mainstream. However, most existing related works suffer from a large amount of model parameter transmission and weak model robustness. To this end, this paper proposes a cloud-assisted CNN training framework with low model parameter transmission and strong model robustness. In the proposed framework, we first introduce MonoCNN, which contains only a few learnable filters, and other filters are nonlearnable. These nonlearnable filter parameters are generated according to certain rules, i.e., the filter generation function (FGF), and can be saved and reproduced by a few random seeds. Thus, the cloud server only needs to send these learnable filters and a few seeds to the IoT device. Compared to transmitting all model parameters, sending several learnable filter parameters and seeds can significantly reduce parameter transmission. Then, we investigate multiple FGFs and enable the IoT device to use the FGF to generate multiple filters and combine them into MonoCNN. Thus, MonoCNN is affected not only by the training data but also by the FGF. The rules of the FGF play a role in regularizing the MonoCNN, thereby improving its robustness. Experimental results show that compared to state-of-the-art methods, our proposed framework can reduce a large amount of model parameter transfer between the cloud server and the IoT device while improving the performance by approximately 2.2% when dealing with corrupted data. The code is available at https://github.com/evoxlos/mono-cnn-pytorch.


翻译:在无处不在的Tings Internet(IoT)设备上部署深层 convolutional神经网络(CNN) 模型已经引起产业界和学术界的极大关注,因为它通过提供各种快速反应服务大大便利了我们的生活。由于IoT设备资源有限,CNN模型的云助培训已成为主流。然而,大多数现有相关作品都受到大量模型参数传输和微弱模型强强力的影响。为此,本文件提议了一个云源辅助CNN培训框架,其模型参数传输率低,且模型性能强。在拟议框架中,我们首先引入了只包含少量可学习的云源过滤器,而其他过滤器则无法读取。这些不可读的过滤器参数是根据某些规则生成的,即过滤器生成功能(FGF),并且可以保存和复制。因此,云服务器只需将这些可学习的模型过滤器和种子发送到IOT装置。比较所有模型参数,发送若干可学习的CN过滤器参数和种子可以大大降低参数传输率。然后,我们用FGFGO培训工具进行多功能的功能,就可以将数据化数据生成。我们使用FGFGFGFGO的功能,这样就可以将数据生成的功能的运行的功能。

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