Recent years have witnessed the great success of vision transformer (ViT), which has achieved state-of-the-art performance on multiple computer vision benchmarks. However, ViT models suffer from vast amounts of parameters and high computation cost, leading to difficult deployment on resource-constrained edge devices. Existing solutions mostly compress ViT models to a compact model but still cannot achieve real-time inference. To tackle this issue, we propose to explore the divisibility of transformer structure, and decompose the large ViT into multiple small models for collaborative inference at edge devices. Our objective is to achieve fast and energy-efficient collaborative inference while maintaining comparable accuracy compared with large ViTs. To this end, we first propose a collaborative inference framework termed DeViT to facilitate edge deployment by decomposing large ViTs. Subsequently, we design a decomposition-and-ensemble algorithm based on knowledge distillation, termed DEKD, to fuse multiple small decomposed models while dramatically reducing communication overheads, and handle heterogeneous models by developing a feature matching module to promote the imitations of decomposed models from the large ViT. Extensive experiments for three representative ViT backbones on four widely-used datasets demonstrate our method achieves efficient collaborative inference for ViTs and outperforms existing lightweight ViTs, striking a good trade-off between efficiency and accuracy. For example, our DeViTs improves end-to-end latency by 2.89$\times$ with only 1.65% accuracy sacrifice using CIFAR-100 compared to the large ViT, ViT-L/16, on the GPU server. DeDeiTs surpasses the recent efficient ViT, MobileViT-S, by 3.54% in accuracy on ImageNet-1K, while running 1.72$\times$ faster and requiring 55.28% lower energy consumption on the edge device.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3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
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
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
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员