Algorithms and Theory for Compressing Deep Neural Networks

压缩深度神经网络的算法和理论

基本信息

  • 批准号:
    2208126
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-01 至 2025-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Deep neural networks (DNNs) have been the main driving force for recent advancements in artificial intelligence (AI) technology, profoundly impacting society in the areas of transportation, public safety, entertainment, health care, and other areas of public life. One of the biggest obstacles to AI's even broader impact on our daily lives is the typically enormous power consumption of DNNs upon deployment. The aim of this project is to develop mathematical and computational approaches for DNN compression to realize the fast and efficient deployment of AI systems on mobile platforms with low-power budgets such as smartphones. Results of this work will have a variety of applications which include video security systems, autopilot, smart robots, and face identification. The project will involve training of graduate students, development of data science courses, as well as collaboration with industry. The PI plans to (1) develop and analyze coarse gradient algorithms, featuring a biased first-order oracle, for the discretization of various neural architectures including transformer-based networks; (2) develop and analyze efficient thresholding-based algorithms for compressing networks via structured sparsity on both balanced and unbalanced data; (3) investigate the model capacity of compressed DNNs and establish universal finite-sample expressivity theory. The proposed research will also explore the applications of coarse gradient algorithms to other machine learning problems with discrete-valued loss functions and advance knowledge in discrete optimization.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
深度神经网络(DNNS)一直是人工智能(AI)技术进步的主要驱动力,在运输,公共安全,娱乐,卫生保健和其他公共生活领域深远影响社会。 AI对我们日常生活的更广泛影响的最大障碍之一是部署时DNN的巨大功耗。该项目的目的是开发DNN压缩的数学和计算方法,以实现在具有智能手机等低功率预算的移动平台上快速有效地部署AI系统。这项工作的结果将包含各种应用程序,包括视频安全系统,自动驾驶仪,智能机器人和面部识别。该项目将涉及培训研究生,数据科学课程的发展以及与行业的合作。 PI计划(1)开发和分析具有偏见的一阶甲骨文的粗梯度算法,以离散各种神经体系结构,包括基于变压器的网络; (2)开发和分析有效的基于阈值的算法,以通过在平衡和不平衡数据上通过结构化稀疏来压缩网络; (3)研究压缩DNN的模型能力并建立了通​​用的有限样本表达理论。拟议的研究还将探讨粗梯度算法在其他机器学习问题上的应用,并具有离散价值的损失功能并提高离散优化方面的知识。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的审查标准来通过评估来获得支持。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Feature Affinity Assisted Knowledge Distillation and Quantization of Deep Neural Networks on Label-Free Data
  • DOI:
    10.1109/access.2023.3297890
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhijian Li;Biao Yang;Penghang Yin;Y. Qi;J. Xin
  • 通讯作者:
    Zhijian Li;Biao Yang;Penghang Yin;Y. Qi;J. Xin
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Penghang Yin其他文献

Link Flow Correction For Inconsistent Traffic Flow Data Via ?1-Minimization
通过 ?1-最小化对不一致的流量数据进行链路流量校正
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Penghang Yin;Zhe Sun;W. Jin;J. Xin
  • 通讯作者:
    J. Xin
$\ell_1$-minimization method for link flow correction
$ell_1$-链路流量修正的最小化方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Penghang Yin;Zhe Sun;W. Jin;J. Xin
  • 通讯作者:
    J. Xin
On the complexity of convex inertial proximal algorithms
凸惯性近端算法的复杂度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tao Sun;Penghang Yin
  • 通讯作者:
    Penghang Yin
Non-convex Optimization Methods for Sparse and Low-rank Reconstruction
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Penghang Yin
  • 通讯作者:
    Penghang Yin
Training Ternary Neural Networks with Exact Proximal Operator
使用精确近端算子训练三元神经网络
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Penghang Yin;Shuai Zhang;J. Xin;Y. Qi
  • 通讯作者:
    Y. Qi

Penghang Yin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Penghang Yin', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: RI: Small: Robust Deep Learning with Big Imbalanced Data
合作研究:RI:小型:具有大不平衡数据的鲁棒深度学习
  • 批准号:
    2110546
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

谱压缩感知的低秩嵌入理论与非凸优化算法研究
  • 批准号:
    12371464
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    44.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Frank-Wolfe算法的稀疏信号处理理论及应用研究
  • 批准号:
    12226342
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
基于Frank-Wolfe算法的稀疏信号处理理论及应用研究
  • 批准号:
    12226341
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
数据科学与人工智能中的一些算法理论分析
  • 批准号:
    12126320
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
数据科学与人工智能中的一些算法理论分析
  • 批准号:
    12126365
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目

相似海外基金

Problems in Ramsey theory
拉姆齐理论中的问题
  • 批准号:
    2582036
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Studentship
CAREER: Structured Minimax Optimization: Theory, Algorithms, and Applications in Robust Learning
职业:结构化极小极大优化:稳健学习中的理论、算法和应用
  • 批准号:
    2338846
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
EAGER: Generalizing Monin-Obukhov Similarity Theory (MOST)-based Surface Layer Parameterizations for Turbulence Resolving Earth System Models (ESMs)
EAGER:将基于 Monin-Obukhov 相似理论 (MOST) 的表面层参数化推广到湍流解析地球系统模型 (ESM)
  • 批准号:
    2414424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: 9th Lake Michigan Workshop on Combinatorics and Graph Theory
会议:第九届密歇根湖组合学和图论研讨会
  • 批准号:
    2349004
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Standard Grant
REU Site: Computational Number Theory
REU 网站:计算数论
  • 批准号:
    2349174
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了