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部分冻结的随机网络包含紧凑的强彩票

机器学习 2025-02-11 v3 人工智能 机器学习

摘要

随机初始化的稠密网络包含无需权重学习即可实现高精度的子网络——强彩票(strong lottery tickets, SLTs)。最近,Gadhikar 等人(2023)证明在随机剪枝的源网络中也能找到 SLT。这一现象可用于进一步压缩 SLT 所需的小内存占用。然而,他们的方法仅限于寻找比源网络更稀疏的 SLT,导致因非预期的高稀疏度而降低准确率。本文提出了一种在不限制可发现 SLT 稀疏度的情况下减小 SLT 内存占用的方法。通过永久剪枝或将初始权重的随机子集锁定为 SLT 的固定部分来冻结这些权重,从而减小模型尺寸。实验结果表明,Edge-Popup(Ramanujan 等人,2020;Sreenivasan 等人,2022)在冻结网络中找到的 SLT 相比在稠密或随机剪枝源网络中找到的 SLT,具有更好的准确率与模型尺寸权衡。特别是,在 ImageNet 上冻结 ResNet 的70%70\%权重,相比在稠密对应网络中找到的 SLT 提供了3.3×3.3 \times的压缩率,相比在随机剪枝对应网络中找到的 SLT 准确率提高了多达14.1214.12个点,并且在准确率 - 模型尺寸权衡方面优于两者。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.14029,
  title  = {Partially Frozen Random Networks Contain Compact Strong Lottery Tickets},
  author = {Hikari Otsuka and Daiki Chijiwa and Ángel López García-Arias and Yasuyuki Okoshi and Kazushi Kawamura and Thiem Van Chu and Daichi Fujiki and Susumu Takeuchi and Masato Motomura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.14029},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted at TMLR