机器学习李宏毅学习笔记33

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前言

神经网络压缩（一）
类神经网络剪枝（pruning）

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一、神经网络压缩

简化模型，用比较少的参数，但让效能差不多,这就是network compression这件事。有些情况下需要把模型用在resource constrain（资源有限）的情况下，比如说跑在智能手表上、小型无人机上等等。只有比较少的内存和计算能力，这时就需要比较小的模型，这种情况多用于需要及时响应并且保障隐私的情况下，不然就可以传到云端在把结果传回来。

二、Network pruning----一种network compression技术

有些参数是没有用的，network pruning就是要把这些没有用的参数找出来，并且丢掉。首先先train一个大的network，然后去评估这个network里每一个参数或者neural的重要性，看有没有那些参数是没在做事的。简单的评估方法就是看这个参数的绝对值，如果绝对值越大，表示对整个network的影响也越大。也可以用life long learning里面的思想，把参数的bi算出来，这样就知道每个参数是否重要。也可以把神经元当做单位，可以通过计算神经元输出不为0的次数。把不重要的参数（神经元）移除，这样就可以得到一个比较小的参数。移除参数后，正确率会下降一点。将没有被移除的参数做微调，可以在提高正确率。用训练资料，把修改过的network重新训练。训练后的可以再次进行评估、移除，不断重复。不能一次性移除大量参数，这样会对network产生比较大的影响，通过多次减去少量参数的方法进行减枝。

1.移除不同单位的区别

以参数为单位去掉后，network的形状可能是不规则的，这就导致了不好实作也不好用gpu加速。如果把去掉的位置补0的话，就没有真的把network变小。

使用network pruning可以去掉95%的参数，但是运算速度并没有加速。甚至多数情况下速度是变慢的。

这样看来用神经元作为单位是一种好的方法。使用神经元为单位进行pruning，去除一些神经元之后，network的架构依然是规则的，方便使用pytorch和gpu加速。

2.大乐透假说

既然小的network和大的network正确率差不多，为什么不直接train一个小的。一个大的network比较好train，直接train一个小的network没办法得到和大的network一样的正确率。
大乐透假说表示只要参数的数量越多，越容易训练。大的network可以看多是多个小的network的组合，训练一个大的network，相当于同时训练多个小的network，每一个小的network不一定能被成功的训练出来，但是只要有一个小的network成功，那么这个大的network就成功了。所以小的network越多，被成功训练起来的概率就越高。
如果用大的network随机初始化训练后，得到的进行剪枝得到小的network。这个小的network如果进行参数随机初始化就训练不起来，但是如果这个小的network用大的network的初始化参数就可以训练起来。

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总结

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