In this paper, we propose a new distillation method for extracting knowledge from Large Foundation Models (LFM) into lightweight models, introducing a novel supervision mode that does not require manually annotated data. While LFMs exhibit exceptional zero-shot classification abilities across datasets, relying solely on LFM-generated embeddings for distillation poses two main challenges: LFM's task-irrelevant knowledge and the high density of features. The transfer of task-irrelevant knowledge could compromise the student model's discriminative capabilities, and the high density of features within target domains obstructs the extraction of discriminative knowledge essential for the task. To address this issue, we introduce the Proxy Relational Graph (PRG) method. We initially extract task-relevant knowledge from LFMs by calculating a weighted average of logits obtained through text prompt embeddings. Then we construct sample-class proxy graphs for LFM and student models, respectively, to model the correlation between samples and class proxies. Then, we achieve the distillation of selective knowledge by aligning the relational graphs produced by both the LFM and the student model. Specifically, the distillation from LFM to the student model is achieved through two types of alignment: 1) aligning the sample nodes produced by the student model with those produced by the LFM, and 2) aligning the edge relationships in the student model's graph with those in the LFM's graph. Our experimental results validate the effectiveness of PRG, demonstrating its ability to leverage the extensive knowledge base of LFMs while skillfully circumventing their inherent limitations in focused learning scenarios. Notably, in our annotation-free framework, PRG achieves an accuracy of 76.23\% (T: 77.9\%) on CIFAR-100 and 72.44\% (T: 75.3\%) on the ImageNet-1K.


翻译:本文提出了一种新的知识蒸馏方法,用于将大型基础模型的知识迁移至轻量级模型,引入了一种无需人工标注数据的监督范式。尽管大型基础模型在跨数据集零样本分类任务中展现出卓越性能,但仅依赖其生成的嵌入表示进行蒸馏面临两大挑战:大型基础模型中存在的任务无关知识,以及特征空间的高密度特性。任务无关知识的迁移可能损害学生模型的判别能力,而目标域内特征的高密度性则阻碍了对任务关键判别性知识的提取。为解决此问题,我们提出了代理关系图方法。我们首先通过计算文本提示嵌入所得逻辑值的加权平均,从大型基础模型中提取任务相关知识。随后,我们分别为大型基础模型和学生模型构建样本-类别代理图,以建模样本与类别代理之间的关联关系。通过对齐大型基础模型与学生模型生成的关系图,我们实现了选择性知识的蒸馏。具体而言,从大型基础模型到学生模型的知识蒸馏通过两种对齐方式实现:1)对齐学生模型与大型基础模型生成的样本节点;2)对齐学生模型关系图中的边关系与大型基础模型关系图中的对应关系。实验结果验证了PRG方法的有效性,表明其能够充分利用大型基础模型的广泛知识库,同时在聚焦学习场景中巧妙规避其固有局限性。值得注意的是,在我们提出的无标注框架中,PRG在CIFAR-100数据集上达到了76.23%的准确率(教师模型:77.9%),在ImageNet-1K数据集上达到了72.44%的准确率(教师模型:75.3%)。

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
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
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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
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10月7日
S4Net: Single Stage Salient-Instance Segmentation
Arxiv
10+阅读 · 2019年4月10日
Arxiv
30+阅读 · 2019年3月13日
VIP会员
最新内容
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
4+阅读 · 今天8:10
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
4+阅读 · 今天8:02
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
7+阅读 · 4月20日
高效视频扩散模型:进展与挑战
专知会员服务
3+阅读 · 4月20日
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
7+阅读 · 4月20日
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
6+阅读 · 4月20日
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
5+阅读 · 4月20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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
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