The efficacy of machine learning has traditionally relied on the availability of increasingly larger datasets. However, large datasets pose storage challenges and contain non-influential samples, which could be ignored during training without impacting the final accuracy of the model. In response to these limitations, the concept of distilling the information on a dataset into a condensed set of (synthetic) samples, namely a distilled dataset, emerged. One crucial aspect is the selected architecture (usually ConvNet) for linking the original and synthetic datasets. However, the final accuracy is lower if the employed model architecture differs from the model used during distillation. Another challenge is the generation of high-resolution images, e.g., 128x128 and higher. In this paper, we propose Latent Dataset Distillation with Diffusion Models (LD3M) that combine diffusion in latent space with dataset distillation to tackle both challenges. LD3M incorporates a novel diffusion process tailored for dataset distillation, which improves the gradient norms for learning synthetic images. By adjusting the number of diffusion steps, LD3M also offers a straightforward way of controlling the trade-off between speed and accuracy. We evaluate our approach in several ImageNet subsets and for high-resolution images (128x128 and 256x256). As a result, LD3M consistently outperforms state-of-the-art distillation techniques by up to 4.8 p.p. and 4.2 p.p. for 1 and 10 images per class, respectively.


翻译:机器学习的效果传统上依赖于日益庞大的数据集。然而,大规模数据集不仅带来存储挑战,还包含无影响样本——这些样本在训练过程中可被忽略而不影响最终模型精度。为应对这些问题,将数据集信息提炼为精简(合成)样本集(即蒸馏数据集)的概念应运而生。其中一个关键环节是选择关联原始数据集与合成数据集的特定网络架构(通常为ConvNet)。但若实际使用的模型架构与蒸馏阶段不同,最终精度会下降。另一挑战则是高分辨率图像(如128×128及以上)的生成。本文提出基于扩散模型的潜在数据集蒸馏(LD3M),将潜在空间扩散与数据集蒸馏相结合以解决上述两大难题。LD3M引入专为数据集蒸馏设计的新型扩散过程,通过优化合成图像的梯度范数实现改进。通过调整扩散步数,LD3M还能以简单方式控制速度与精度间的权衡。我们在多个ImageNet子集及高分辨率图像(128×128和256×256)上评估该方法。实验结果表明,LD3M在每类1张和10张合成图像的设置下,分别以高达4.8个百分点和4.2个百分点的优势持续优于现有最优蒸馏技术。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6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
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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Deep Anomaly Detection with Outlier Exposure
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月21日
VIP会员
最新内容
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
14+阅读 · 今天7:47
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:37
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:14
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
13+阅读 · 6月10日
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
14+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
6+阅读 · 6月10日
相关VIP内容
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
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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员