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受神经崩溃启发的知识蒸馏

计算机视觉与模式识别 2024-12-17 v1

摘要

现有的知识蒸馏(KD)方法已展示出在学生网络性能上与教师持平的能力。然而,教师与学生之间的知识差距仍可能阻碍蒸馏过程的有效性。本文将神经崩溃(NC)的结构引入 KD 框架。NC 通常发生在训练的最后阶段,导致最后一层特征形成单极紧密框架的优雅几何结构。这种现象有助于提高深度网络训练的泛化能力。我们假设 NC 也能缓解蒸馏中的知识差距,从而提升学生性能。本文通过经验分析建立了知识蒸馏与神经崩溃之间的联系。通过该分析,我们确立了将教师的 NC 结构传递给学生有助于蒸馏过程。因此,与现有蒸馏方法仅传递实例级 logits 或特征不同,我们鼓励学生学习教师的 NC 结构。由此,我们提出了一种新的蒸馏范式,称为受神经崩溃启发的知识蒸馏(NCKD)。全面实验表明,NCKD 简单而有效,提升了所有蒸馏学生模型的泛化能力,实现了最先进的准确率性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.11788,
  title  = {Neural Collapse Inspired Knowledge Distillation},
  author = {Shuoxi Zhang and Zijian Song and Kun He},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.11788},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 7 figures. Accepted by AAAI 2025