論文の概要: SPARK: Spatial Policy-driven Adaptive Reinforcement learning for Knowledge distillation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.15243v1
- Date: Sat, 13 Jun 2026 10:55:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-16 16:21:33.149014
- Title: SPARK: Spatial Policy-driven Adaptive Reinforcement learning for Knowledge distillation
- Title(参考訳): SPARK:知識蒸留のための空間政策駆動型適応強化学習
- Authors: Mohamed Jismy Aashik Rasool, Shabir Ahmad, Gisong Oh, Teag Kuen Whangbo,
- Abstract要約: 低ビット量子化は、エッジや細かいテクスチャといった高周波領域を不均等に劣化させるラウンドリングノイズをもたらす。
本稿では,軽量強化学習(RL)政策ネットワークを用いて蒸留を適応的に割り当てるフレームワークであるSPARKを提案する。
ベンチマークデータセットの実験では、SPARKがPTQ、QAT、最先端KDアプローチを一貫して上回っていることが示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.4083182125683813
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Low-bit quantization enables deployment of image restoration (IR) networks on resource-constrained devices, but introduces rounding noise that disproportionately degrades high-frequency regions such as edges and fine textures. Existing knowledge distillation (KD) methods apply distillation signals uniformly across all spatial locations, overlooking the varying reconstruction difficulty across image regions. To address this, we propose SPARK (Spatial Policy-driven Adaptive Reinforcement Learning for Knowledge Distillation), a framework that adaptively allocates distillation effort using a lightweight reinforcement learning (RL) policy network. At each training step, a difficulty feature extractor computes four signals, namely Laplacian variance, pixel variance, student reconstruction error, and teacher-student knowledge gap, which are fed into a compact policy CNN that produces a stochastic spatial weight map to modulate the KD loss during quantization-aware training (QAT). SPARK is IR task-agnostic, adds no inference cost, and integrates into any existing QAT pipeline without architectural changes. Experiments on benchmark datasets demonstrate that SPARK consistently outperforms PTQ, QAT, and state-of-the-art (SOTA) KD approaches across multiple student architectures, achieving reconstruction quality closest to the full-precision teacher under significant computational constraints.
- Abstract(参考訳): 低ビット量子化は、リソース制約のあるデバイスに画像復元(IR)ネットワークを配置することを可能にするが、エッジや細かいテクスチャなどの高周波領域を不均等に劣化させるラウンドリングノイズを導入する。
既存の知識蒸留法(KD)は、画像領域の様々な再構成困難を見越して、すべての空間的な場所にわたって蒸留信号を均一に適用する。
そこで本稿では,SPARK(Spatial Policy-driven Adaptive Reinforcement Learning for Knowledge Distillation)を提案する。
各訓練ステップにおいて、困難特徴抽出器は、量子化認識訓練(QAT)中にKD損失を変調する確率的空間重みマップを生成するコンパクトポリシCNNに入力されるラプラシアン分散、画素分散、学生再構成誤差、教師学習知識ギャップの4つの信号を演算する。
SPARKはIRタスクに依存しず、推論コストを追加せず、アーキテクチャの変更なしに既存のQATパイプラインに統合される。
ベンチマークデータセットの実験により、SPARKはPTQ、QAT、および最先端(SOTA)のKDアプローチを複数の学生アーキテクチャで一貫して上回り、大幅な計算制約の下で完全精度の教師に最も近い再現品質を達成することを示した。
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