Since their introduction the Trasformer architectures emerged as the dominating architectures for both natural language processing and, more recently, computer vision applications. An intrinsic limitation of this family of "fully-attentive" architectures arises from the computation of the dot-product attention, which grows both in memory consumption and number of operations as $O(n^2)$ where $n$ stands for the input sequence length, thus limiting the applications that require modeling very long sequences. Several approaches have been proposed so far in the literature to mitigate this issue, with varying degrees of success. Our idea takes inspiration from the world of lossy data compression (such as the JPEG algorithm) to derive an approximation of the attention module by leveraging the properties of the Discrete Cosine Transform. An extensive section of experiments shows that our method takes up less memory for the same performance, while also drastically reducing inference time. This makes it particularly suitable in real-time contexts on embedded platforms. Moreover, we assume that the results of our research might serve as a starting point for a broader family of deep neural models with reduced memory footprint. The implementation will be made publicly available at https://github.com/cscribano/DCT-Former-Public


翻译:摘要:自提出以来,Transformer架构已成为自然语言处理及近期计算机视觉应用中的主导架构。这类"全注意力"架构本身存在固有限制,即点积注意力的计算导致内存消耗和运算量均随输入序列长度$n$呈$O(n^2)$增长,从而限制了需要建模超长序列的应用场景。现有文献已提出多种缓解该问题的方法,但效果参差不齐。我们的研究灵感源于有损数据压缩领域(如JPEG算法),通过利用离散余弦变换的特性推导出注意力模块的近似实现。大量实验表明,在保持相同性能的前提下,本方法不仅内存占用更少,还显著降低了推理时间,特别适用于嵌入式平台上的实时场景。此外,我们相信本研究成果可作为拓展至更大规模低内存深度神经网络模型的起点。相关实现代码将在https://github.com/cscribano/DCT-Former-Public 公开发布。

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurlPS 2022 | 自然语言处理相关论文分类整理
专知会员服务
51+阅读 · 2022年10月2日
自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Stream Efficient Learning
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
Arxiv
27+阅读 · 2018年4月12日
VIP会员
最新内容
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:24
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:15
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
2+阅读 · 今天15:11
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月16日
美陆军任务式指挥人工智能解决方案
专知会员服务
11+阅读 · 7月16日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员