Machine learning pipelines for classification tasks often train a universal model to achieve accuracy across a broad range of classes. However, a typical user encounters only a limited selection of classes regularly. This disparity provides an opportunity to enhance computational efficiency by tailoring models to focus on user-specific classes. Existing works rely on unstructured pruning, which introduces randomly distributed non-zero values in the model, making it unsuitable for hardware acceleration. Alternatively, some approaches employ structured pruning, such as channel pruning, but these tend to provide only minimal compression and may lead to reduced model accuracy. In this work, we propose CRISP, a novel pruning framework leveraging a hybrid structured sparsity pattern that combines both fine-grained N:M structured sparsity and coarse-grained block sparsity. Our pruning strategy is guided by a gradient-based class-aware saliency score, allowing us to retain weights crucial for user-specific classes. CRISP achieves high accuracy with minimal memory consumption for popular models like ResNet-50, VGG-16, and MobileNetV2 on ImageNet and CIFAR-100 datasets. Moreover, CRISP delivers up to 14$\times$ reduction in latency and energy consumption compared to existing pruning methods while maintaining comparable accuracy. Our code is available at https://github.com/shivmgg/CRISP/.


翻译:针对分类任务的机器学习流程通常训练一个通用模型以实现跨广泛类别的准确性。然而,典型用户仅规律性地接触有限类别的子集。这种差异为提升计算效率提供了机会,可通过定制模型聚焦用户特定类别来实现。现有工作依赖非结构化剪枝,其引入随机分布的非零值,导致模型不适于硬件加速。另一些方法采用结构化剪枝(如通道剪枝),但此类方法通常仅提供极低的压缩率,并可能导致模型精度下降。本文提出新型剪枝框架CRISP,其利用结合细粒度N:M结构化稀疏与粗粒度块稀疏的混合结构化稀疏模式。我们的剪枝策略基于梯度驱动的类别感知显著性分数引导,能够保留对用户特定类别至关重要的权重。CRISP在ImageNet和CIFAR-100数据集上对ResNet-50、VGG-16及MobileNetV2等主流模型实现了高精度与极低内存消耗。此外,与现有剪枝方法相比,CRISP在保持可比精度的同时,将延迟和能耗降低高达14倍。代码已开源:https://github.com/shivmgg/CRISP/。

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