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(DNN)一直是人工智能(AI)技术近期进步的主要驱动力,在交通、公共安全、娱乐、医疗保健和其他公共生活领域对社会产生了深远的影响。人工智能对我们日常生活产生更广泛影响的最大障碍之一是DNN在部署时通常会产生巨大的功耗。该项目的目的是开发DNN压缩的数学和计算方法,以实现人工智能系统在智能手机等低功耗预算的移动的平台上的快速高效部署。这项工作的结果将有各种各样的应用,包括视频安全系统,自动驾驶仪,智能机器人和人脸识别。该项目将涉及研究生的培训,数据科学课程的开发以及与行业的合作。PI计划(1)开发和分析粗梯度算法,具有有偏的一阶预言,用于各种神经架构的离散化,包括基于transformer的网络;(2)开发和分析有效的基于阈值的算法,用于通过平衡和不平衡数据的结构稀疏性压缩网络;(3)研究压缩DNN的建模能力,建立通用的有限样本表达理论。拟议的研究还将探索粗梯度算法在离散值损失函数和离散优化先进知识的其他机器学习问题中的应用。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

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
Point Source Super-resolution Via Non-convex $$L_1$$ Based Methods
  • DOI:
    10.1007/s10915-016-0169-x
  • 发表时间:
    2016-01-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.300
  • 作者:
    Yifei Lou;Penghang Yin;Jack Xin
  • 通讯作者:
    Jack Xin
Computing Sparse Representation in a Highly Coherent Dictionary Based on Difference of $$L_1$$ and $$L_2$$
  • DOI:
    10.1007/s10915-014-9930-1
  • 发表时间:
    2014-10-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.300
  • 作者:
    Yifei Lou;Penghang Yin;Qi He;Jack Xin
  • 通讯作者:
    Jack 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
Unbalanced and Partial $$L_1$$ Monge–Kantorovich Problem: A Scalable Parallel First-Order Method
  • DOI:
    10.1007/s10915-017-0600-y
  • 发表时间:
    2017-11-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.300
  • 作者:
    Ernest K. Ryu;Wuchen Li;Penghang Yin;Stanley Osher
  • 通讯作者:
    Stanley Osher

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

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于isomorph theory研究尘埃等离子体物理量的微观动力学机制
  • 批准号:
    12247163
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    18.00 万元
  • 项目类别:
    专项项目
Toward a general theory of intermittent aeolian and fluvial nonsuspended sediment transport
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
英文专著《FRACTIONAL INTEGRALS AND DERIVATIVES: Theory and Applications》的翻译
  • 批准号:
    12126512
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
基于Restriction-Centered Theory的自然语言模糊语义理论研究及应用
  • 批准号:
    61671064
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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
A statistical decision theory of cognitive capacity
认知能力的统计决策理论
  • 批准号:
    DP240101511
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Numerical simulations of lattice field theory
晶格场论的数值模拟
  • 批准号:
    2902259
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Studentship
Dynamical Approaches to Number Theory and Additive Combinatorics
数论和加法组合学的动态方法
  • 批准号:
    EP/Y014030/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Research Grant
Billiard Field Theory
台球场论
  • 批准号:
    EP/Y023005/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Research Grant
Non-perturbative Conformal Field Theory in Quantum Gravity and the Laboratory (Exact CFT)
量子引力中的非微扰共形场论和实验室(精确 CFT)
  • 批准号:
    EP/Z000106/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Research Grant
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
AF: Small: Problems in Algorithmic Game Theory for Online Markets
AF:小:在线市场的算法博弈论问题
  • 批准号:
    2332922
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.66万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: Pittsburgh Links among Analysis and Number Theory (PLANT)
会议:匹兹堡分析与数论之间的联系 (PLANT)
  • 批准号:
    2334874
  • 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
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了