With the rapid advances in deep learning and smart manufacturing in Industry 4.0, there is an imperative for high-throughput, high-performance, and fully integrated visual inspection systems. Most anomaly detection approaches using defect detection datasets, such as MVTec AD, employ one-class models that require fitting separate models for each class. On the contrary, unified models eliminate the need for fitting separate models for each class and significantly reduce cost and memory requirements. Thus, in this work, we experiment with considering a unified multi-class setup. Our experimental study shows that multi-class models perform at par with one-class models for the standard MVTec AD dataset. Hence, this indicates that there may not be a need to learn separate object/class-wise models when the object classes are significantly different from each other, as is the case of the dataset considered. Furthermore, we have deployed three different unified lightweight architectures on the CPU and an edge device (NVIDIA Jetson Xavier NX). We analyze the quantized multi-class anomaly detection models in terms of latency and memory requirements for deployment on the edge device while comparing quantization-aware training (QAT) and post-training quantization (PTQ) for performance at different precision widths. In addition, we explored two different methods of calibration required in post-training scenarios and show that one of them performs notably better, highlighting its importance for unsupervised tasks. Due to quantization, the performance drop in PTQ is further compensated by QAT, which yields at par performance with the original 32-bit Floating point in two of the models considered.


翻译:随着工业4.0时代深度学习与智能制造的快速发展,对高吞吐量、高性能且完全集成的视觉检测系统提出了迫切需求。当前大多数采用缺陷检测数据集(如MVTec AD)的异常检测方法使用单类别模型,需要为每个类别单独训练模型。相比之下,统一模型无需为每个类别单独训练模型,能显著降低计算成本与内存需求。因此,本研究尝试构建统一的多类别检测框架。实验研究表明,在标准MVTec AD数据集上,多类别模型性能与单类别模型相当。这表明当物体类别间存在显著差异时(如本研究所用数据集),可能无需为不同物体/类别单独训练模型。此外,我们在CPU及边缘设备(NVIDIA Jetson Xavier NX)上部署了三种不同的统一轻量级架构。通过量化感知训练(QAT)与训练后量化(PTQ)在不同精度位宽下的性能对比,我们系统分析了量化多类别异常检测模型在边缘设备部署时的延迟与内存需求。同时,我们探索了训练后量化场景中两种不同的校准方法,证明其中一种方法性能显著更优,这凸显了校准技术在无监督任务中的重要性。通过量化感知训练,训练后量化带来的性能下降得以补偿,在两种测试模型中实现了与原始32位浮点模型相当的性能表现。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
3+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
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
3+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