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## 상관계수 정규화와 동적 필터 가지치기를 이용한 심층 신경망 압축
# 상관계수 정규화와 동적 필터 가지치기를 이용한 심층 신경망 압축
Dynamic Filter Pruning with Decorrelation Regularization for Compression of Deep Neural Network
> 2020 한국소프트웨어종합학술대회 (KSC2020) 학부생논문 경진대회 출품작
### Prerequisites
## Prerequisites
* Ubuntu 18.04
* Python 3.7.4
......@@ -10,15 +10,14 @@ Dynamic Filter Pruning with Decorrelation Regularization for Compression of Deep
* numpy 1.18.1
* GPU (cuda)
### Build
## Build
```
$ python modeling.py --prune_type structured --prune_rate 0.6 --reg reg_cov --odecay 0.7 > result.txt
```
* `run.sh`에서 parameter 조절 후 `./run.sh`로 진행
### Process
**0. Data, Model & Parameters**
## Process
### 0. Data, Model & Parameters
- Data : CIFAR-10
- Model : ResNet-50
- Optimizer : Stochastic Gradient Descent
......@@ -28,8 +27,7 @@ $ python modeling.py --prune_type structured --prune_rate 0.6 --reg reg_cov --od
- Loss Function : Cross Entropy
- Metric : Accuracy, Sparsity
**1. 동적 필터 가지치기 (Dynamic Filter Pruning)**
### 1. 동적 필터 가지치기 (Dynamic Filter Pruning)
L1 norm 크기를 기반으로 필터 마스크를 생성하여 가중치 학습 시 반영
- 필터 마스크 : ![image](https://user-images.githubusercontent.com/41580746/102396051-41616d80-401f-11eb-9738-7b5df9aee0d4.png)
- i : 층 위치
......@@ -41,20 +39,21 @@ L1 norm 크기를 기반으로 필터 마스크를 생성하여 가중치 학습
- g : 기울기
- γ : learning rate
**2. 상관계수 정규화 (Decorrleation Regularization)**
### 2. 상관계수 정규화 (Decorrleation Regularization)
기존 loss function에 상관계수 정규화 식을 더하여 최종 손실 함수 계산
- loss function : ![image](https://user-images.githubusercontent.com/41580746/102396482-d82e2a00-401f-11eb-93b3-7db5fea8f8af.png)
- α : 정규화 상수
- ![image](https://user-images.githubusercontent.com/41580746/102396603-01e75100-4020-11eb-933e-f85305dd874d.png)
### Result
## Result
가지치기 비율 60%, 정규화 상수 0.7일 때의 모델별 Accuracy 및 Sparsity 비교 결과
- ![image](https://user-images.githubusercontent.com/41580746/102395542-a072b280-401e-11eb-9e47-c3b52d859479.png)
- ![image](https://user-images.githubusercontent.com/41580746/102396706-28a58780-4020-11eb-9ebb-6cc723b4fcbf.png)
- 기존 동적 필터 가지치기 대비 Accuracy 1.47%, Sparsity 1.08% 증가
### References
---
_References_
- [1] Yann LeCun, Yoshua Bengio, Geoffrey Hinton. Deep learning. Nature 521, 436-444, 2015.
- [2] Kaiming He, Xiangyu Zhang, Shaoqing Ren, Jain Sun. Deep Residual Learning for Image Recognition. 2015.
- [3] 조인천, 배성호. 동적 필터 프루닝 기법을 이용한 심층 신경망 압축. 한국방송미디어공학회 하계학술대회, 2020.
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