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151 search results for "CNN"

卷积神经网络(CNNs)中的空洞卷积全面指南

介绍 在计算机视觉领域中,卷积神经网络(CNN)已经重新定义了图像分析和理解的领域。这些强大的网络已经在图像分类、物体检测和语义分割等任务中取得了突破。它们为医疗保健、自动驾驶等领域的各种应用奠定了基础。 然而,随着对更具上下文感知和稳健模型的需求不断增长,传统的卷积层在捕捉广泛的上下文信息方面面临限制。这导致了对能够提高网络理解更广泛上下文能力的创新技术的需求,而不会显著增加计算复杂性。 介绍扩张卷积(Atrous Convolution),这是一种颠覆卷积神经网络中常规规则的突破性方法。扩张卷积,也被称为空洞卷积,通过在深度学习领域引入新的维度,使网络能够在不显著增加计算成本或参数的情况下捕捉更广泛的上下文。 学习目标 了解卷积神经网络的基本知识,以及它们如何处理视觉数据来理解图像。 了解扩张卷积如何改进传统卷积方法,从而在图像中捕捉更大的上下文。 探索使用扩张卷积的知名CNN架构,例如DeepLab和WaveNet,以了解它如何提高它们的性能。 通过实际示例和代码片段,获得对扩张卷积在CNN中应用的实际理解。 本文是Data Science Blogathon的一部分。 理解卷积神经网络:它的工作原理 卷积神经网络(CNN)是一类主要用于分析图像和视频等视觉数据的深度神经网络。它们受到人类视觉系统的启发,在涉及视觉数据的模式识别任务中非常有效。以下是详情: 卷积层:CNN由多个层组成,其中卷积层是核心。这些层使用卷积运算将可学习的滤波器应用于输入数据,从图像中提取各种特征。 汇聚层:在卷积之后,通常会使用汇聚层来减小空间维度,压缩卷积层学到的信息。常见的汇聚操作包括最大汇聚或平均汇聚,它们减小表示的大小同时保留关键信息。 激活函数:在卷积和汇聚层之后使用非线性激活函数(例如ReLU)来引入非线性,让网络能够学习数据中的复杂模式和关系。 全连接层:在CNN末尾,通常使用全连接层。这些层整合前面层提取的特征,并执行分类或回归任务。 逐点卷积:逐点卷积,也被称为1×1卷积,是CNN中用于降低维度和特征组合的技术。它涉及将1×1滤波器应用于输入数据,有效减少输入通道数,并允许跨通道组合特征。逐点卷积通常与其他卷积操作一起使用,以增强网络捕捉数据中的复杂模式和关系的能力。 可学习参数:CNN依赖于在训练过程中更新的可学习参数(权重和偏置)。训练过程包括前向传播,其中输入数据通过网络,以及反向传播,根据网络的性能调整参数。 从扩张卷积开始 扩张卷积,也被称为空洞卷积,是一种引入了参数扩张率的卷积操作。与常规卷积将滤波器应用于相邻像素不同,扩张卷积通过在它们之间引入间隙来分散滤波器的参数,由扩张率来控制。这个过程扩大了滤波器的感受野,而不增加参数的数量。简单来说,它允许网络在不增加复杂性的情况下从输入数据中捕获更广泛的上下文。 扩张率决定了卷积的每一步之间跳过多少像素。1的扩张率表示常规卷积,而较高的扩张率跳过更多的像素。这个扩大的感受野能够捕获更大的上下文信息,而不增加计算成本,使网络能够高效地捕获局部细节和全局上下文。 本质上,扩张卷积有助于将更广泛的上下文信息整合到卷积神经网络中,从而更好地对数据中的大规模模式进行建模。它通常用于需要关注不同尺度上的背景信息的应用,例如计算机视觉中的语义分割或自然语言处理任务中处理序列。…

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NTU研究人员发布尊尚视频:先导性的文本引导潜隐扩散技术,提升视频超分辨率

视频超分辨率旨在将低质量视频提升到高保真度,面临的挑战是解决现实世界场景中常见的多样化且复杂的退化问题。与以前关注合成或特定相机相关退化不同,该复杂性源于多个未知因素,如降采样、噪声、模糊、闪烁和视频压缩。虽然最近的基于CNN的模型在缓解这些问题方面显示出了希望,但由于有限的生成能力,它们在生成逼真纹理方面仍然存在局限性,导致过度平滑。本研究探讨了利用扩散模型来解决这些限制并增强视频超分辨率的方法。 现实世界视频增强的复杂性要求采用超越传统方法的解决方案,以应对多方面的退化问题。尽管基于CNN的模型在缓解多种退化形式方面展示出实力,但它们的局限性在于生成逼真纹理,往往导致过度平滑的输出结果。扩散模型已成为一个希望的象征,在生成高质量图像和视频方面展示出令人印象深刻的能力。然而,将这些模型应用于视频超分辨率仍然是一个艰巨的挑战,原因是扩散采样中存在固有的随机性,导致低级纹理的时间不连续性和闪烁。 为了应对这些挑战,本研究中的NTU研究人员采用了潜在扩散框架内的局部-全局时间一致性策略。在局部层面上,预训练的放大模型通过额外的时间层进行微调,整合了3D卷积和时间注意力层。这种微调显著提高了局部序列的结构稳定性,减少了纹理闪烁等问题。同时,一个新颖的流引导的循环潜在传播模块在全局层面上操作,通过逐帧传播和推断期间的潜在融合,确保了更长视频的整体稳定性。 图1:AI生成和现实世界视频的超分辨率对比。建议的Upscale-A-Video展示了出色的放大性能。通过使用正确的文本提示,它以更多的视觉逼真度和更精细的细节呈现惊人的效果。 本研究探索了创新的方向,通过引入文本提示来指导纹理生成,使模型能够产生更加逼真和高质量的细节。此外,将噪声注入输入可以增强模型对于重度或未知退化的鲁棒性,从而在恢复和生成之间实现控制。较低的噪声水平优先考虑恢复能力,而较高的噪声水平则鼓励更精细的细节生成,实现保真度和质量之间的权衡。 主要贡献在于制定了一种强大的实际视频超分辨率方法,将局部-全局时间策略结合到隐藏扩散框架中。通过整合时间一致性机制和对噪声水平和文本提示的创新控制,模型在基准测试上表现出卓越的视觉逼真度和时间连贯性,展示出了最新技术水平。

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中国的这篇AI论文介绍了UniRepLKNet:在图像、音频和时序数据分析中开创性地引入大核心ConvNet架构,以提高跨模态性能

<img alt=”” src=”https://ai.miximages.com/www.marktechpost.com/wp-content/uploads/2023/12/Screenshot-2023-12-15-at-7.10.23-PM-1024×689.png” /><img alt=”” src=”https://ai.miximages.com/www.marktechpost.com/wp-content/uploads/2023/12/Screenshot-2023-12-15-at-7.10.23-PM-150×150.png” /><p>近年来,卷积神经网络(CNNs)在图像识别领域成为了一种流行的技术。它们在目标检测、分类和分割任务中取得了极高的成功。然而,随着这些网络变得更加复杂,也出现了新的挑战。来自腾讯人工智能实验室和香港中文大学的研究人员提出了四条指导方针,以解决大内核CNNs中的架构挑战。这些指导方针旨在通过将大内核的应用扩展到超越视觉任务的领域,如时间序列预测和音频识别,以提高图像识别的效果。</p><p>UniRepLKNet探索了具有非常大内核的ConvNets的功效,将其扩展到点云数据、时间序列预测、音频和视频识别等领域。尽管以前的研究以不同的方式引入了大内核,但UniRepLKNet专注于使用这些内核的ConvNets的架构设计。它在三维模式学习、时间序列预测和音频识别方面优于专门模型。尽管视频识别精度略低于技术模型,但UniRepLKNet是一个从头开始训练的通用模型,提供了在各种领域中的多功能性。</p><p>UniRepLKNet引入了用于具有大内核ConvNets的架构指南,强调宽广的覆盖面而不过度深入细节。这些指导方针解决了Vision Transformers(ViTs)的局限性,专注于高效的结构、重新参数化卷积层、基于任务的内核大小和整合3×3卷积层。UniRepLKNet在图像识别方面优于现有的大内核ConvNets和近期架构,展示了其高效性和准确性。它在超越视觉的任务中展示了普遍的感知能力,在时间序列预测和音频识别方面表现出色。UniRepLKNet展示了在学习点云数据中的三维模式上的多才多艺,超过了专门的ConvNet模型。</p><p>该研究为大内核ConvNets引入了四条架构指南,强调大内核的独特特性。UniRepLKNet遵循这些指南,利用大内核在图像识别中超越竞争对手。它展示了普遍的感知能力,在时间序列预测和音频识别方面表现出色,而无需特定的自定义。UniRepLKNet在学习点云数据中的三维模式方面也显示出多样性,超过了专门的ConvNet模型。引入了膨胀再参数块以增强非膨胀大内核卷积层的性能。UniRepLKNet的架构将大内核与膨胀卷积层相结合,捕捉小尺度和稀疏模式以提高特征质量。</p><p>UniRepLKNet的架构在图像识别任务中取得了一流的性能,具有88.0%的ImageNet准确率,55.6%的ADE20K mIoU和56.4%的COCO box AP。在全球温度和风速预测挑战中,它在时间序列预测和音频识别方面的MSE和MAE方面优于竞争对手,展示了其普遍的感知能力。UniRepLKNet在学习点云数据中的三维模式方面表现出色,超过了专门的ConvNet模型。该模型在语义分割等下游任务中展示出有希望的结果,证实了其在各个领域中的卓越性能和效率。</p><p>总之,研究的要点可以概括如下:</p><ul><li>该研究为大内核ConvNets引入了四条架构指南</li><li>这些指导方针强调了大内核ConvNets的独特特性</li><li>UniRepLKNet是根据这些指导方针设计的ConvNet模型,在图像识别任务中优于竞争对手</li><li>UniRepLKNet展示了普遍的感知能力,在时间序列预测和音频识别方面表现出色,无需定制</li><li>UniRepLKNet在学习点云数据中的三维模式方面具有多样性,超过了专门的模型</li><li>该研究引入了膨胀再参数块,增强大内核卷积层的性能</li><li>该研究提供了宝贵的架构指南,介绍了UniRepLKNet及其能力,并提出了膨胀再参数块的概念</li></ul>

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如何使用AWS原型实现ICL-Group在Amazon SageMaker上构建计算机视觉模型

这是由ICL和AWS员工共同撰写的客户帖子ICL是一家总部位于以色列的跨国制造和采矿公司,以独特矿物为基础生产产品,并满足人类的基本需求,主要涉及农业、食品和工程材料三个市场他们的采矿场地使用必须进行监控的工业设备

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为什么微软的Orca-2 AI模型标志着可持续AI的重要进展?

探索微软Orca-2在可持续智能人工智能领域所取得的突破性进展Orca-2摆脱了大型语言模型(LLMs)的高能耗特性,通过强调智能设计而不是规模,挑战了现状了解这种转变如何打开新的可能性,使先进的人工智能更具包容性、环保责任和影响力探索Orca-2在塑造可持续人工智能未来方面的重要性,将技术进步与环境责任承诺相一致

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“超快速BERT:指数级加速语言建模”

语言模型和生成型人工智能因其功能而闻名,是人工智能行业的热门话题全球研究人员正在提升其效能和能力这些系统通常是深度学习模型,它们在广泛标注的数据上进行预训练,并融合了自注意力神经网络它们使用各种层次——前馈、递归、嵌入和注意力——来处理输入文本并产生[…]

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2024年使用的前5个生成式人工智能框架

介绍 欢迎来到引人入胜的生成式人工智能(Generative AI)框架的领域,这是创新和创造力在数字化领域的交织。生成式人工智能的力量不仅仅是一种技术奇迹。它是一种塑造我们与机器互动和产生内容方式的动态力量。想象一下:只需要一个提示,就能创造故事、图像,甚至整个世界。这不是魔法,而是人工智能的进化。 生成式人工智能不仅仅是一组算法;它是由在线数据的广阔领域驱动的创造力强大动力。想象一下,能够提示人工智能生成文本、图像、视频、声音和复杂的代码。随着GenAI的进一步学习和发展,它在各个行业的应用不断增加。秘密在于训练-复杂的数学和大量的计算能力相结合,教会人工智能预测结果,模仿人类的行为和创造。 进入生成式人工智能世界的旅程涉及解开其工作原理背后的神秘。神经网络如何识别模式以产生新内容?哪些基础模型支持诸如ChatGPT和DALL-E之类的工具?与我们一同探索生成式人工智能的复杂性,探索其用途和功能。介绍这一技术革命前沿的五个框架。这是一段机器给想象力注入生命的旅程,可能性无限,就像他们在数字画布上绘制一样。 提升你的生成式人工智能水平,学习实践。检查我们的 GenAI顶尖计划! 什么是生成式人工智能框架? 生成式人工智能框架是GenAI的支柱,为机器创建多样且与上下文相关的内容提供了基础设施。这些框架作为AI模型(如LLMs、GANs、VAEs)的指导原则,使它们能够理解庞大数据集中的模式。组织可以利用无监督和半监督学习方法的力量,通过使用这些框架来训练AI系统。这种训练为从自然语言处理到图像生成等任务奠定了基础,使机器能够解释提示。 LangChain LangChain是Harrison Chase的创新软件开发框架,专为GenAI专业人员量身打造。它有助于重塑日常任务和项目的格局。LangChain通过强调利用大型语言模型(LLMs)来提升AI系统的能力,简化了应用程序创建过程。基于MIT许可证的开源原则下,LangChain引入了一个标准化的接口,包括代理、内存和链。 LangChain的代理扮演重要角色,使LLMs能够做出明智的决策,为创建动态聊天机器人、游戏和各种应用铺平道路。内存功能非常宝贵,允许在对LLMs进行调用时保留状态。对于像聊天机器人这样的应用程序来说,这一功能成为了保持连贯对话或存储先前查询结果的基石。链条不仅限于单个LLM调用,还便于序列的编排-这对于构建摘要工具、问答系统和需要多方交互的不同应用程序来说是一个福音。 LangChain的数据增强生成功能增加了更多的灵活性,使GenAI专业人员能够根据外部数据生成文本。从编写引人入胜的新闻文章到制作产品描述,这个框架增强了内容生成的能力。 LangChain在各种应用中展示了其能力,包括客户服务和教育的聊天机器人,娱乐和研究的游戏,以及商业和教育的摘要工具和问答系统。它涵盖了各种应用,如内容生成、翻译、代码生成、数据分析和医学诊断。在GenAI专业人员的工具包中,LangChain推动着生成式人工智能不断演进的创新和效率。 LlamaIndex LlamaIndex成为GenAI专业人员武器库中至关重要的工具。它为自定义数据和GPT-4等LLMs之间提供了一个无缝的桥梁。这个创新的库通过简化与数据和LLMs一起工作的复杂过程,显著增强了GenAI专业人员的日常工作和项目。LlamaIndex的多功能实用性在不同阶段得到展现,在数据摄取、结构化、检索和集成方面提供了不可或缺的支持。 首先,LlamaIndex在从各种来源(如API、数据库、PDF或外部应用程序)“摄取”数据方面表现出色,充当勤奋的数据收集者。然后,它进入“构建”阶段,在这个阶段中,它以一种LLMs轻松理解的方式组织数据。这些组织良好的数据成为“检索”阶段的基础,在这个阶段中,LlamaIndex在需要时便于找到和提取正确的数据。最后,它简化了“集成”过程,实现了与各种应用框架的无缝合并数据。 LlamaIndex由三个主要组件组成:用于收集的“数据连接器”,用于组织的“数据索引”和作为翻译器的“引擎”(LLMs)。这种设置使GenAI专业人员在检索增强生成(RAG)方面拥有强大的能力,将LLM的实力与自定义数据相结合。查询引擎、聊天引擎和代理等模块化构建提升了交互到对话水平,实现了动态决策。无论是创建问答系统、聊天机器人还是智能代理,LlamaIndex都是GenAI专业人员的不可或缺的盟友,为RAG企业提供坚实的基础,并通过LLMs和定制数据来超级增强应用。 Jarvis 微软的JARVIS平台引领人工智能创新,为GenAI专业人员提供无与伦比的工具来增强日常工作。JARVIS与ChatGPT和t5-base等AI模型进行协作,实现统一和先进的结果。作为任务控制器,JARVIS简化了工作流程,最大限度地发挥了各种开源大型语言模型(LLMs)在图像、视频、音频等方面的潜力。 JARVIS集成了多模态人工智能,将GPT-4的功能扩展到文本和图像处理。该平台连接到互联网,访问一个强大的模型网络,包括t5-base、stable-diffusion 1.5、Facebook的bart-large-cnn和Intel的dpt-large等20个强大的模型。JARVIS使用户可以提交复杂的多任务查询,指导不同的模型无缝协作执行复杂的任务。例如,生成一张有关外星人入侵的图像,并在此过程中创作相关的诗歌,这个流程变得简化,ChatGPT规划任务,选择适当的模型并执行任务,展示了JARVIS的高效性和协作潜力。 虽然JARVIS的能力是无可否认的突破性,但其使用也需要考虑资源。JARVIS需要至少16GB的VRAM和约300GB的存储空间来运行各种模型。JARVIS需要大量的资源,无法在普通个人电脑上本地运行。然而,尽管有这些限制,JARVIS标志着人工智能发展的重要飞跃,革新了人工智能能力和协作的领域。它重塑了GenAI专业人员与利用人工智能技术的交互方式的潜力是显而易见的,使其成为人工智能发展演进中的关键工具。 Amazon…

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15个引导性项目,提升你的数据科学技能

简介 在数据科学领域,创新与机遇相遇之处,对熟练专业人员的需求不断飙升。数据科学不仅仅是一种职业,它是解决复杂问题、推动创新和塑造未来的门户。行业每年的增长率超过36%,在数据科学领域的职业不仅有经济回报,也有知识满足感。理论知识和实践经验的结合对于在这个充满活力的环境中取得成功至关重要。在数据科学中的指导项目成为理论和实践之间的桥梁,提供在导师的引导下亲身学习的机会。 指导项目是什么? 在了解指导项目之前,了解一下数据科学职业的吸引力是很重要的。除了复杂的算法和庞大的数据集外,数据科学是解决现实世界挑战、推动行业发展的关键。最近的行业报告显示,数据科学家的中位薪资超过了平均薪资,使其成为一种吸引人的职业选择。行业的快速增长进一步扩大了具备正确技能和专业知识的人的机会。 独立数据科学项目中的挑战 挑战涵盖了管理庞大的数据集、实施复杂的算法和提取有意义的见解。现实世界的数据科学场景要求对技术细节和领域特定细微之处有着细腻的理解。在这里,指导项目的重要性就在于它们提供了一种结构化的方法和专家导师的指导,将困难的旅程转化为有启发性的学习体验。 我们可以帮助您完成的前15个指导项目 以下是我们在我们的BB+计划中涵盖的项目。我们的专家将通过他们卓越的指导帮助您深入了解它们的复杂性。 1. 纽约出租车需求预测 纽约出租车需求预测项目将参与者沉浸在动态的运输分析世界中。借助历史出租车行程数据,参与者深入预测模型来预测纽约市各个位置的出租车需求。该项目磨炼回归分析和时间序列预测技能,并提供关于空间数据可视化的见解。了解和预测出租车需求对于优化车队管理、提高客户服务以及贡献于高效的城市交通系统至关重要。 2. 场景分类挑战 在场景分类挑战中,参与者的任务是开发一个强大的图像分类模型,能够准确地将图像分类到预定义的类别中。利用卷积神经网络(CNNs)和迁移学习等深度学习技术,参与者获得了图像识别方面的实践经验。该项目的目标是构建准确的模型,并在图像分类的背景下理解特征提取、模型训练和验证的细微之处。 3. Pascal VOC图像分割 Pascal VOC图像分割项目向参与者介绍了引人入胜的图像分割世界。利用Pascal VOC数据集,参与者学习如何准确地轮廓绘制图像中的对象。该项目深入探讨语义分割的复杂性,其目标是将图像中的每个像素分配给特定的对象类别。精通图像分割对于计算机视觉、医学图像和自动驾驶等应用至关重要。 4. 场景生成 场景生成将参与者带入生成模型,特别是生成对抗网络(GANs)。其目标是通过生成类似于真实场景的图像来创建逼真的场景。参与者将探索GANs、对抗性训练和潜在空间操作的原理。该项目提高了生成模型的技能,并为创造由AI生成的内容提供了创造性的途径。 5. 大型超市销售预测…

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这篇AI论文介绍了“闪电猫”:一种基于深度学习的智能合约漏洞检测工具

智能合约在区块链技术中发挥着重要作用,用于开发去中心化应用。智能合约易受漏洞攻击,可能导致潜在的财务损失和系统崩溃。传统的漏洞检测方法,如静态分析工具,通常因依赖预定义规则而产生误报和漏报。作为回应,中国Salus Security团队提出了一种名为“闪电猫”的新型人工智能解决方案,利用深度学习技术进行智能合约漏洞检测。 论文的关键点可分为三个部分。首先,介绍了利用深度学习方法进行智能合约漏洞检测的闪电猫解决方案。其次,提出了一种有效的数据预处理方法,重点强调通过CodeBERT提取语义特征。最后,实验结果表明,优化的CodeBERT模型在其他模型上表现更优秀。 研究人员通过在闪电猫框架中提出三种优化的深度学习模型来解决静态分析工具的局限性:优化的CodeBERT、LSTM和CNN。CodeBERT模型是一种经过预训练的基于Transformer的模型,针对智能合约漏洞检测这个特定任务进行微调。为了增强语义分析能力,研究人员在数据预处理中采用了CodeBERT,以更准确地理解代码的语法和语义。 实验使用了SolidiFI-benchmark数据集,该数据集包含9369个注入了来自七个不同类型漏洞的易受攻击合约。结果展示了优化的CodeBERT模型的优越性能,达到了令人印象深刻的93.53%的F1分数。通过获取易受攻击的代码函数段来准确提取漏洞特征的重要性,CodeBERT用于数据预处理有助于更精确地捕捉语法和语义。 研究人员把闪电猫定位为一种超越静态分析工具的解决方案,利用深度学习进行自适应和持续更新。CodeBERT因其有效的数据预处理能力以及对语法和语义的全面捕捉而备受重视。优化的CodeBERT模型的优越性能归功于其在提取漏洞特征方面的准确性,其中关键的漏洞代码段起着重要作用。 总之,研究人员倡导智能合约漏洞检测在防止财务损失和维护用户信任方面的关键作用。闪电猫以其深度学习方法和优化模型的优越性崭露头角,相比现有工具,在准确性和适应性方面表现出色。

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探索在卷积神经网络中的逐点卷积:替换全连接层

介绍 卷积神经网络(CNNs)在理解图像和模式上起着关键作用,改变了深度学习的领域。旅程始于Yan引入LeNet架构,如今,我们拥有一系列可供选择的CNNs。传统上,这些网络在将事物分类时严重依赖于全连接层。但等等,有些变化正在发生。我们正在探索一种使用逐点卷积(Pointwise Convolution)的不同架构,这是CNNs的一种新鲜改进方法。就像走上一条新的道路一样。这种方法挑战了传统全连接层的常规用法,带来了一些酷炫的优势,使我们的网络更智能、更快。让我们一起来探索逐点卷积的奥秘,发现它如何帮助我们的网络运行更高效,表现更好。 学习目标 了解从早期模型(如LeNet)到现今多种不同架构使用中的卷积神经网络(CNNs)的发展历程。 探索传统全连接层在CNNs中与计算强度和空间信息丢失相关的问题。 探索逐点卷积作为CNNs中高效特征提取的替代方法。 培养实际实现CNNs中的逐点卷积的实践能力,包括网络修改和超参数调整等任务。 本文是《数据科学博客马拉松》的一部分。 理解全连接层 在传统的卷积神经网络(CNNs)中,全连接层在连接每一层的所有神经元上起着关键作用,形成了密集的互联结构。在图像分类等任务中使用这些层,网络通过学习将特定特征与特定类别关联起来。 主要观点 全局连接:全连接层创建了全局连接,使得一层中的每个神经元都与后续层中的每个神经元相连。 参数强度:全连接层中的参数数量之多可能大幅增加模型的参数数量。 空间信息丢失:在全连接层中对输入数据进行扁平化可能导致原始图像的空间信息丢失,这在特定应用中可能是一个缺点。 计算强度:与全连接层相关的计算负荷可能非常大,特别是当网络规模扩大时。 实际应用 在卷积层之后:全连接层通常在CNN架构中的卷积层之后使用,卷积层从输入数据中提取特征。 稠密层:在某些情况下,全连接层被称为“稠密”层,强调其连接所有神经元的作用。 为什么需要变革? 现在,我们对普通卷积神经网络(CNNs)中的全连接层有了基本的了解,让我们谈谈为什么有些人正在寻找不同的东西。虽然全连接层工作得很好,但它们也面临一些挑战。它们可能会给计算机带来一些负担,使用大量参数,并且有时会丢失图片的关键细节。 我们为什么要探索新的方法: 全连接的阻碍:将全连接层视为一个工作能力强,但存在一些问题的人-它们很有效,但也带来了挑战。 寻找更智能的方式:人们寻求更创新、更高效的建立这些网络的方式,而不带来这些阻碍。 让事情变得更好:目标是使这些网络工作得更好——更快、更智能、更节省计算资源。…

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一个深入探索模型量化用于大规模部署的文章

介绍 在人工智能中,出现了两个不同的挑战:在云环境中部署大型模型,产生了巨大的计算成本,阻碍了可扩展性和盈利能力,以及需要支持复杂模型的资源受限的边缘设备。这些挑战的共同问题是在不影响准确性的情况下缩小模型尺寸。模型量化是一种流行的技术,可以提供潜在解决方案,但也引发了对潜在准确性的担忧。 量化感知训练成为一个有力的解决方案。它将量化无缝地集成到模型训练过程中,可以显著减小模型尺寸,有时可以减小两到四倍以上,同时保持重要的准确性。本文深入探讨了量化,在后训练量化(PTQ)和量化感知训练(QAT)之间进行了比较。此外,我们提供了实际见解,展示了如何使用Deci开发的开源训练库SuperGradients来有效地实现这两种方法。 此外,我们还探讨了用于移动和嵌入式平台的卷积神经网络(CNNs)的优化,解决了尺寸和计算需求的独特挑战。我们着重于量化,研究了数字表示在优化移动和嵌入式平台模型中的作用。 学习目标 了解人工智能中模型量化的概念。 了解典型量化级别及其权衡。 区分量化感知训练(QAT)和后训练量化(PTQ)。 探索模型量化的优势,包括内存效率和能源节省。 发现模型量化如何实现更广泛的人工智能模型部署。 本文是Data Science Blogathon的一部分。 理解模型量化的需求 模型量化是深度学习中的一种基本技术,旨在解决与模型尺寸、推理速度和内存效率相关的关键挑战。它通过将模型权重从高精度浮点表示(通常为32位)转换为较低精度浮点(FP)或整数(INT)格式(例如16位或8位)来实现这一目标。 量化的好处是双重的。首先,它显著减小了模型的内存占用,并提高了推理速度,而不会造成显著的准确性降低。其次,它通过减少内存带宽需求和增强缓存利用来优化模型性能。 在硬件架构上,INT8表示通常在深度神经网络的上下文中被称为“量化”,但是根据不同的模型,还会使用其他格式,如UINT8和INT16,这取决于硬件架构。不同的模型需要不同的量化方法,通常需要先有先验知识,并进行细致的微调以在准确性和模型尺寸减小之间取得平衡。 量化引入了挑战,特别是对于INT8等低精度整数格式,由于其有限的动态范围。将FP32的广阔动态范围压缩为只有255个INT8值可能导致准确性损失。为了解决这个挑战,可以通过通道或层级缩放调整权重和激活张量的比例和零点值,以更好地适应量化格式。 此外,量化感知训练可以在模型训练过程中模拟量化过程,使模型能够优雅地适应较低的精度。通过校准来实现的挤压或范围估计是这个过程的一个重要方面。 总之,模型量化对于部署高效的人工智能模型非常重要,在限制性计算资源的边缘设备上准确性和资源效率之间取得微妙的平衡。 模型量化技术 量化级别 量化将模型的高精度浮点权重和激活转换为较低精度的定点值。 “量化级别”指的是表示这些定点值的比特数。典型的量化级别有8位、16位,甚至是二进制(1位)量化。选择适当的量化级别取决于模型准确性与内存、存储和计算效率之间的权衡。 详细介绍量化感知训练(Quantization-Aware…

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重新构想图像识别:揭示谷歌视觉变换器(ViT)模型在视觉数据处理中的范式转变

在图像识别中,研究人员和开发者不断寻求创新方法,以提高计算机视觉系统的准确性和效率。传统上,卷积神经网络(CNN)一直是处理图像数据的首选模型,利用其提取有意义特征和分类视觉信息的能力。然而,最近的进展为探索替代架构铺平了道路,促使Transformer-based模型与视觉数据分析相融合。 其中一项突破性的发展是Vision Transformer(ViT)模型,该模型通过将图像转化成序列的补丁并应用标准Transformer编码器(最初用于自然语言处理(NLP)任务)来处理视觉数据。通过利用自注意机制和基于序列的处理,ViT提供了对图像识别的新视角,旨在超越传统CNN的功能,并为更有效地处理复杂视觉任务打开新的可能性。 ViT模型通过将传统的图像数据处理重新定义为将2D图像转化为扁平化的2D补丁序列,并适用于标准Transformer架构(最初为自然语言处理任务而设计)来处理视觉信息,从而改变了传统的图像数据处理方式。与CNN不同,CNN严重依赖于嵌入在每个层中的特定于图像的归纳偏差,ViT利用全局自注意机制,其模型在各个层中使用恒定的潜在向量大小来有效处理图像序列。此外,该模型的设计整合了可学习的1D位置嵌入,使得位置信息能够在嵌入向量序列中得以保留。通过混合架构,ViT还可以从CNN的特征图进行输入序列形成,进一步增强其适应不同图像识别任务的能力和多功能性。 提出的Vision Transformer(ViT)在图像识别任务中展现出有希望的性能,与传统的基于CNN的模型在准确性和计算效率方面不相上下。通过利用自注意机制和基于序列的处理,ViT有效捕捉图像数据中的复杂模式和空间关系,超越了CNN中固有的特定于图像的归纳偏差。该模型处理任意序列长度的能力,以及对图像补丁的高效处理,使其在包括ImageNet、CIFAR-10/100和Oxford-IIIT Pets等流行的图像分类数据集中表现出色。 研究团队进行的实验表明,当ViT在JFT-300M等大型数据集上进行预训练时,其表现优于现有的CNN模型,同时所需的计算资源更少。此外,该模型展示了处理各种任务(从自然图像分类到需要几何理解的特殊任务)的卓越能力,从而巩固了其作为强大而可扩展的图像识别解决方案的潜力。 总之,Vision Transformer(ViT)模型以Transformer-based架构处理视觉数据,呈现出图像识别领域的突破性转变。通过重新构想传统的图像分析方法并采用基于序列的处理框架,ViT在各种图像分类基准测试中表现出卓越性能,超越了传统的基于CNN的模型,同时保持计算效率。借助其全局的自注意机制和适应性序列处理能力,ViT为处理复杂视觉任务开辟了新的视野,为计算机视觉系统的未来提供了令人兴奋的方向。

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