Vision Transformers (ViTs) have revolutionized the field of computer vision, yet their deployments on resource-constrained devices remain challenging due to high computational demands. To expedite pre-trained ViTs, token pruning and token merging approaches have been developed, which aim at reducing the number of tokens involved in the computation. However, these methods still have some limitations, such as image information loss from pruned tokens and inefficiency in the token-matching process. In this paper, we introduce a novel Graph-based Token Propagation (GTP) method to resolve the challenge of balancing model efficiency and information preservation for efficient ViTs. Inspired by graph summarization algorithms, GTP meticulously propagates less significant tokens' information to spatially and semantically connected tokens that are of greater importance. Consequently, the remaining few tokens serve as a summarization of the entire token graph, allowing the method to reduce computational complexity while preserving essential information of eliminated tokens. Combined with an innovative token selection strategy, GTP can efficiently identify image tokens to be propagated. Extensive experiments have validated GTP's effectiveness, demonstrating both efficiency and performance improvements. Specifically, GTP decreases the computational complexity of both DeiT-S and DeiT-B by up to 26% with only a minimal 0.3% accuracy drop on ImageNet-1K without finetuning, and remarkably surpasses the state-of-the-art token merging method on various backbones at an even faster inference speed. The source code is available at https://github.com/Ackesnal/GTP-ViT.


翻译:视觉Transformer(ViTs)已彻底变革计算机视觉领域,但其在资源受限设备上的部署仍因高计算需求而面临挑战。为加速预训练ViTs,研究者开发了令牌剪枝与令牌合并方法,旨在降低参与计算的令牌数量。然而,这些方法仍存在局限性,例如被剪枝令牌导致的图像信息丢失以及令牌匹配过程中的低效性。本文提出了一种新颖的基于图的令牌传播(Graph-based Token Propagation, GTP)方法,以解决高效ViTs中模型效率与信息保留之间的平衡难题。受图摘要算法启发,GTP精心地将次要令牌的信息传播至空间与语义上关联性更强的关键令牌。最终,保留下的少量令牌作为整个令牌图的摘要,使方法在降低计算复杂度的同时保留被消除令牌的关键信息。结合创新性的令牌选择策略,GTP能够高效识别需传播的图像令牌。大量实验验证了GTP的有效性,其在效率与性能上均展现出提升。具体而言,GTP在无需微调的情况下,将DeiT-S与DeiT-B的计算复杂度降低高达26%,且在ImageNet-1K上仅造成0.3%的精度下降,同时以更快的推理速度显著超越现有最先进的令牌合并方法。源代码已发布于https://github.com/Ackesnal/GTP-ViT。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月21日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员