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DeltaCNN:视频中稀疏帧差端到端 CNN 推理

计算机视觉与模式识别 2023-09-06 v2 机器学习

摘要

视频数据上的卷积神经网络推理需要强大的硬件以进行实时处理。鉴于连续帧之间固有的相干性,视频的大部分通常变化很小。通过跳过相同的图像区域并截断不显著的像素更新,理论上可显著减少计算冗余。然而,这些理论上的节省难以转化为实践,因为稀疏更新破坏了计算一致性和内存访问一致性;而这两者是实现真实硬件上效率的关键。通过 DeltaCNN,我们提出了一种稀疏卷积神经网络框架,可实现稀疏的逐帧更新,从而在实践中加速视频推理。我们为所有典型 CNN 层提供了稀疏实现,并端到端传播稀疏特征更新——不会随时间累积误差。DeltaCNN 适用于所有卷积神经网络且无需重新训练。据我们所知,我们首个在实际设置中显著优于稠密参考 cuDNN,实现了最高 7 倍的加速,且精度仅有微小差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.03996,
  title  = {DeltaCNN: End-to-End CNN Inference of Sparse Frame Differences in Videos},
  author = {Mathias Parger and Chengcheng Tang and Christopher D. Twigg and Cem Keskin and Robert Wang and Markus Steinberger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.03996},
  year   = {2023}
}

备注

CVPR 2022