論文の概要: Memory-Efficient Vision Transformers: An Activation-Aware Mixed-Rank Compression Strategy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06004v1
• Date: Thu, 8 Feb 2024 19:01:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-12 19:08:01.379249
• Title: Memory-Efficient Vision Transformers: An Activation-Aware Mixed-Rank Compression Strategy
• Title（参考訳）: メモリ効率の高い視覚トランスフォーマー:アクティベーションアウェア混合ランク圧縮戦略
• Authors: Seyedarmin Azizi, Mahdi Nazemi, Massoud Pedram
• Abstract要約: 本稿では,ViTのパラメータ数を削減するために,異なる層の低ランクテンソル近似を用いたアクティベーション対応モデル圧縮手法を提案する。 提案手法は,ImageNetデータセットの精度を1%以下に抑えながら,DeiT-Bのパラメータ数を60%削減する。 これに加えて、提案した圧縮技術は、DeiT/ViTモデルを圧縮して、より小型のDeiT/ViTモデルとほぼ同じモデルサイズで、精度が最大1.8%向上する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.699098817569033
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As Vision Transformers (ViTs) increasingly set new benchmarks in computer vision, their practical deployment on inference engines is often hindered by their significant memory bandwidth and (on-chip) memory footprint requirements. This paper addresses this memory limitation by introducing an activation-aware model compression methodology that uses selective low-rank weight tensor approximations of different layers to reduce the parameter count of ViTs. The key idea is to decompose the weight tensors into a sum of two parameter-efficient tensors while minimizing the error between the product of the input activations with the original weight tensor and the product of the input activations with the approximate tensor sum. This approximation is further refined by adopting an efficient layer-wise error compensation technique that uses the gradient of the layer's output loss. The combination of these techniques achieves excellent results while it avoids being trapped in a shallow local minimum early in the optimization process and strikes a good balance between the model compression and output accuracy. Notably, the presented method significantly reduces the parameter count of DeiT-B by 60% with less than 1% accuracy drop on the ImageNet dataset, overcoming the usual accuracy degradation seen in low-rank approximations. In addition to this, the presented compression technique can compress large DeiT/ViT models to have about the same model size as smaller DeiT/ViT variants while yielding up to 1.8% accuracy gain. These results highlight the efficacy of our approach, presenting a viable solution for embedding ViTs in memory-constrained environments without compromising their performance.
• Abstract（参考訳）: ビジョントランスフォーマー (vits) がコンピュータビジョンにおける新しいベンチマークを設定するにつれて、推論エンジンへの実用的な展開は、メモリ帯域幅と(チップ上の)メモリフットプリント要求によってしばしば妨げられる。 本稿では,vitのパラメータ数を減らすために,異なるレイヤの低ランク重みテンソル近似を用いたアクティベーション・アウェアモデル圧縮手法を導入することで,このメモリ制限に対処する。 鍵となる考え方は、重みテンソルを2つのパラメータ係数テンソルの和に分解し、入力活性化の積と元の重みテンソルとの積と入力活性化の積との誤差を近似テンソル和で最小化することである。 この近似は、層の出力損失の勾配を用いる効率的な層間誤差補償手法を採用することでさらに洗練される。 これらの手法の組み合わせは、最適化プロセスの早い段階で浅い局所的な最小値に閉じ込められず、モデルの圧縮と出力精度のバランスを良好に保ちながら、優れた結果が得られる。 提案手法は,ImageNetデータセットの精度を1%以下に抑えながら,DeiT-Bのパラメータ数を60%削減し,低ランク近似で見られる通常の精度劣化を克服する。 これに加えて、提案した圧縮技術は、DeiT/ViTモデルを圧縮して、より小型のDeiT/ViTモデルとほぼ同じモデルサイズで、精度が最大1.8%向上する。 これらの結果は,ViTsをメモリ制約環境に埋め込むための有効なソリューションとして,その性能を損なうことなく提案する手法の有効性を強調した。

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