論文の概要: A Continuous Encoding-Based Representation for Efficient Multi-Fidelity Multi-Objective Neural Architecture Search
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01943v1
- Date: Tue, 02 Sep 2025 04:31:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.903403
- Title: A Continuous Encoding-Based Representation for Efficient Multi-Fidelity Multi-Objective Neural Architecture Search
- Title(参考訳): 効率的な多要素多目的ニューラルアーキテクチャ探索のための連続符号化に基づく表現法
- Authors: Zhao Wei, Chin Chun Ooi, Yew-Soon Ong,
- Abstract要約: 適応型Co-Kriging-assisted multi-fidelity multi-objective NASアルゴリズムを提案し,NASの計算コストをさらに削減した。
提案手法を用いて風速回帰モデルを作成し,都市モデルに適用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 35.374871338668875
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Neural architecture search (NAS) is an attractive approach to automate the design of optimized architectures but is constrained by high computational budget, especially when optimizing for multiple, important conflicting objectives. To address this, an adaptive Co-Kriging-assisted multi-fidelity multi-objective NAS algorithm is proposed to further reduce the computational cost of NAS by incorporating a clustering-based local multi-fidelity infill sampling strategy, enabling efficient exploration of the search space for faster convergence. This algorithm is further accelerated by the use of a novel continuous encoding method to represent the connections of nodes in each cell within a generalized cell-based U-Net backbone, thereby decreasing the search dimension (number of variables). Results indicate that the proposed NAS algorithm outperforms previously published state-of-the-art methods under limited computational budget on three numerical benchmarks, a 2D Darcy flow regression problem and a CHASE_DB1 biomedical image segmentation problem. The proposed method is subsequently used to create a wind velocity regression model with application in urban modelling, with the found model able to achieve good prediction with less computational complexity. Further analysis revealed that the NAS algorithm independently identified principles undergirding superior U-Net architectures in other literature, such as the importance of allowing each cell to incorporate information from prior cells.
- Abstract(参考訳): ニューラルアーキテクチャサーチ(NAS)は、最適化アーキテクチャの設計を自動化するための魅力的なアプローチであるが、特に複数の重要な競合対象を最適化する場合、高い計算予算で制約される。
これを解決するために, クラスタリングに基づく局所的多要素埋込型サンプリング戦略を導入し, より高速な収束を実現するため, 探索空間の効率的な探索を可能にすることで, NASの計算コストを削減できる適応型Co-Kriging-assisted Multi-fidelity Multi-objective NASアルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、一般化されたセルベースのU-Netバックボーン内の各セル内のノードの接続を表現するための新しい連続符号化法を用いることでさらに加速され、探索次元(変数数)が減少する。
提案したNASアルゴリズムは,3つの数値ベンチマーク,2次元ダーシーフロー回帰問題とCHASE_DB1バイオメディカルイメージセグメンテーション問題において,計算予算の制限の下で,これまで公表した最先端手法よりも優れていた。
提案手法はその後,都市モデルに適用した風速回帰モデルの作成に利用され,得られたモデルは計算複雑性を小さくして良好な予測を達成できる。
さらに分析した結果、NASアルゴリズムは、各セルが先行するセルから情報を組み込むことの重要性など、他の文献において優れたU-Netアーキテクチャの根底にある原則を独立に特定していることが明らかとなった。
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