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面向语义通信的边缘Transformer模型自适应Pareto最优Token合并

机器学习 2025-11-17 v2 人工智能 计算机视觉与模式识别 图像与视频处理

摘要

大规模Transformer模型已成为语义通信系统的强大工具,使边缘设备能够在嘈杂无线信道上提取丰富的表征以实现稳健推理。然而,其巨大的计算需求仍是面向资源受限6G网络实际部署的主要障碍。本文提出一种针对预训练视觉Transformer的训练自由自适应Token合并框架,以联合降低推理时间和传输资源消耗。我们将每层合并比例的选择问题形式化为多目标优化问题,以平衡准确率与计算成本。通过基于高斯过程的贝叶斯优化构建Pareto前沿,实现对动态应用需求和信道条件的灵活运行时适应。广泛实验表明,我们的方法始终优于其他基线,显著降低浮点运算,同时在广泛的信噪比(SNR)条件下保持具竞争力的准确率。额外结果突出了自适应策略的有效性,即能响应信道质量调整合并的激进程度,为按需在延迟和语义保真度之间提供实用性机制。这些发现为在未来边缘智能系统中部署基于Transformer的语义通信提供了可扩展且高效的途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.09168,
  title  = {Adaptive Pareto-Optimal Token Merging for Edge Transformer Models in Semantic Communication},
  author = {Omar Erak and Omar Alhussein and Hatem Abou-Zeid and Mehdi Bennis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09168},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for presentation in IEEE Globecom 2025