Convolutional Neural Networks (CNNs) and Transformers have achieved remarkable success in computer vision tasks. However, their deep architectures often lead to high computational redundancy, making them less suitable for resource-constrained environments, such as edge devices. This paper introduces ParFormer, a novel vision transformer that addresses this challenge by incorporating a Parallel Mixer and a Sparse Channel Attention Patch Embedding (SCAPE). By combining convolutional and attention mechanisms, ParFormer improves feature extraction. This makes spatial feature extraction more efficient and cuts down on unnecessary computation. The SCAPE module further reduces computational redundancy while preserving essential feature information during down-sampling. Experimental results on the ImageNet-1K dataset show that ParFormer-T achieves 78.9\% Top-1 accuracy with a high throughput on a GPU that outperforms other small models with 2.56$\times$ higher throughput than MobileViT-S, 0.24\% faster than FasterNet-T2, and 1.79$\times$ higher than EdgeNeXt-S. For edge device deployment, ParFormer-T excels with a throughput of 278.1 images/sec, which is 1.38 $\times$ higher than EdgeNeXt-S and 2.36$\times$ higher than MobileViT-S, making it highly suitable for real-time applications in resource-constrained settings. The larger variant, ParFormer-L, reaches 83.5\% Top-1 accuracy, offering a balanced trade-off between accuracy and efficiency, surpassing many state-of-the-art models. In COCO object detection, ParFormer-M achieves 40.7 AP for object detection and 37.6 AP for instance segmentation, surpassing models like ResNet-50, PVT-S and PoolFormer-S24 with significantly higher efficiency. These results validate ParFormer as a highly efficient and scalable model for both high-performance and resource-constrained scenarios, making it an ideal solution for edge-based AI applications.


翻译:卷积神经网络(CNN)与Transformer在计算机视觉任务中已取得显著成功。然而,其深层架构常导致较高的计算冗余,使其较难适用于资源受限环境(如边缘设备)。本文提出ParFormer,一种新颖的视觉Transformer,通过引入并行混合器与稀疏通道注意力补丁嵌入(SCAPE)模块应对这一挑战。ParFormer通过融合卷积与注意力机制,提升了特征提取能力,使空间特征提取更为高效并减少了不必要的计算。SCAPE模块在保持下采样过程中关键特征信息的同时,进一步降低了计算冗余。在ImageNet-1K数据集上的实验结果表明,ParFormer-T在GPU上实现了78.9%的Top-1准确率,且吞吐量优于其他小型模型:相比MobileViT-S提升2.56倍,比FasterNet-T2快0.24%,比EdgeNeXt-S高1.79倍。在边缘设备部署中,ParFormer-T的吞吐量达到278.1张/秒,较EdgeNeXt-S提升1.38倍,较MobileViT-S提升2.36倍,使其非常适合资源受限环境下的实时应用。更大规模的变体ParFormer-L达到了83.5%的Top-1准确率,在精度与效率间取得了良好平衡,超越了多种先进模型。在COCO目标检测任务中,ParFormer-M实现了40.7 AP的目标检测精度与37.6 AP的实例分割精度,以显著更高的效率超越了ResNet-50、PVT-S及PoolFormer-S24等模型。这些结果验证了ParFormer是一种高效且可扩展的模型,适用于高性能与资源受限场景,是边缘AI应用的理想解决方案。

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
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
VIP会员
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员