論文の概要: Efficient Deep Learning with Decorrelated Backpropagation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02385v4
• Date: Wed, 21 May 2025 10:02:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-22 15:42:56.624725
• Title: Efficient Deep Learning with Decorrelated Backpropagation
• Title（参考訳）: 遅延関連バックプロパゲーションを用いた効率的な深層学習
• Authors: Sander Dalm, Joshua Offergeld, Nasir Ahmad, Marcel van Gerven,
• Abstract要約: 深層畳み込みニューラルネットワークのより効率的なトレーニングは、Decorrelated backpropagationを学習のメカニズムとして受け入れることによって実現可能であることを示す。 我々は、50層ResNetモデルまで複数の深層ネットワークをトレーニングする際に、バックプロパゲーションと比較して、2倍以上のスピードアップと高いテスト精度を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9731499060686393
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The backpropagation algorithm remains the dominant and most successful method for training deep neural networks (DNNs). At the same time, training DNNs at scale comes at a significant computational cost and therefore a high carbon footprint. Converging evidence suggests that input decorrelation may speed up deep learning. However, to date, this has not yet translated into substantial improvements in training efficiency in large-scale DNNs. This is mainly caused by the challenge of enforcing fast and stable network-wide decorrelation. Here, we show for the first time that much more efficient training of deep convolutional neural networks is feasible by embracing decorrelated backpropagation as a mechanism for learning. To achieve this goal we made use of a novel algorithm which induces network-wide input decorrelation using minimal computational overhead. By combining this algorithm with careful optimizations, we achieve a more than two-fold speed-up and higher test accuracy compared to backpropagation when training several deep networks up to a 50-layer ResNet model. This demonstrates that decorrelation provides exciting prospects for efficient deep learning at scale.
• Abstract（参考訳）: バックプロパゲーションアルゴリズムは、ディープニューラルネットワーク(DNN)をトレーニングするための支配的かつ最も成功した方法である。 同時に、大規模にDNNを訓練することは、計算コストが非常に高く、従って炭素フットプリントが高い。 収束する証拠は、入力のデコレーションがディープラーニングを加速させる可能性があることを示唆している。 しかし、これまでのところ、これは大規模なDNNのトレーニング効率を大幅に向上させるには至っていない。 これは主に、高速で安定したネットワーク全体のデコレーションを強制することによるものである。 ここでは、Decorrelated backpropagationを学習のメカニズムとして取り入れることで、より効率的な深層畳み込みニューラルネットワークのトレーニングが実現可能であることを示す。 この目的を達成するために、最小の計算オーバーヘッドを用いてネットワーク全体の入力デコレーションを誘導する新しいアルゴリズムを用いた。 このアルゴリズムと注意深い最適化を組み合わせることで、50層ResNetモデルまで複数の深層ネットワークをトレーニングする際のバックプロパゲーションと比較して、2倍以上のスピードアップと高いテスト精度を実現する。 これは、デコレーションが大規模な効率的なディープラーニングにエキサイティングな可能性をもたらすことを示している。

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