YOLOv5模型剪枝压缩(3)-剪枝策略2

本文介绍了一种针对Bottleneck模块的创新剪枝方法,通过裁剪整个模块来提升效率。提出在训练中使用L1正则针对BN层权重,促使激活更接近于0。详情可见作者的GitHub更新:https://github.com/midasklr/yolov5prune。

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在之前介绍了基于Network Slim的bn层通道剪枝策略。

但是因为Bottleneck模块中shortcut的存在需要shortcut和残差有相同的size,所以没对有shortcut的Bottleneck模块进行裁剪,但是实际上,我们可以把整个残差都裁剪掉,如图:

可以将右边的残差分支两个Conv都裁剪,这样就吧整个Bottleneck都裁剪掉了,这样可以更大化地剪枝。

在之前的基础上,在训练中,我们给第二个Conv模块的BN层权重添加L1正则,使得激活逼近0.

未完待续。。

相关代码和实验结果已经更新: https://github.com/midasklr/yolov5prune

### YOLOv8 模型剪枝与量化技术详解 YOLOv8 是一种先进的目标检测框架,其性能优化可以通过模型剪枝和量化来实现。以下是关于这两种技术的技术细节及其实现方法。 #### 1. 模型剪枝 (Model Pruning) 模型剪枝是一种通过移除冗余参数减少模型大小并提高推理速度的方法。对于 YOLOv8 的剪枝过程可以分为以下几个方面: - **结构化剪枝** 结构化剪枝主要针对卷积层中的通道进行裁剪。通过对每一层的权重计算重要性得分(如 L1 范数),保留重要的通道而删除不重要的部分[^1]。这种方法能够显著降低模型复杂度而不明显影响精度。 - **非结构化剪枝** 非结构化剪枝则更精细地操作单个神经元或权值。虽然这种方式理论上可以获得更高的压缩率,但在实际部署中由于硬件支持有限,通常不如结构化剪枝实用。 - **工具链推荐** 对于 YOLOv8 的具体实施,可参考类似的开源项目 `midasklr/yolov5prune` 中所采用的技术路线,并将其适配到 v8 版本上。此过程中需要注意调整超参以适应新架构特性。 ```python import torch.nn as nn def prune_model(model, importance_metric=&#39;l1_norm&#39;, threshold=0.01): pruned_layers = [] for name, module in model.named_modules(): if isinstance(module, nn.Conv2d): # Focus on Conv layers. weight_copy = module.weight.data.abs().clone() if importance_metric == &#39;l1_norm&#39;: channel_importance = torch.sum(weight_copy.view(module.out_channels, -1), dim=1) mask = channel_importance.gt(threshold).float() # Create pruning mask based on thresholds. new_out_channels = int(torch.sum(mask)) if new_out_channels != 0 and new_out_channels < module.out_channels: pruned_layers.append((name, new_out_channels)) # Record changes. return pruned_layers ``` --- #### 2. 模型量化 (Model Quantization) 模型量化是指将浮点运算转换为低比特整数运算的过程,从而进一步减小存储需求以及加速推断时间。 - **Post-training quantization** 这种方式无需重新训练即可完成整个流程。它基于已有的预训练模型,在测试数据集上校准量化参数。PyTorch 和 TensorFlow 提供了成熟的 API 来简化这一环节的操作。 - **Quantization-aware training (QAT)** QAT 则是在原有网络基础上引入模拟量化的机制来进行微调,使得最终导出后的量化版本具备更好的泛化能力。相比单纯依赖 post-training 方法而言,该策略往往能取得更加理想的平衡效果。 ```python from torch.quantization import QuantStub, DeQuantStub class QuantizableYOLOv8(nn.Module): def __init__(self, original_model): super(QuantizableYOLOv8, self).__init__() self.model = original_model self.quant = QuantStub() self.dequant = DeQuantStub() def forward(self, x): x = self.quant(x) # Insert fake_quantize operation at the start of network. output = self.model(x) output = self.dequant(output) # Remove fake_quantize before returning results. return output # Example usage with PyTorch&#39;s built-in tools... model_to_be_pruned_and_quanted = ... # Load your pretrained yolov8 here. qat_ready_model = QuantizableYOLOv8(model_to_be_pruned_and_quanted) ``` --- #### 总结 无论是剪枝还是量化,都旨在提升资源受限环境下的效率表现。然而两者之间存在一定的取舍关系——过度追求极致压缩可能会损害原始预测质量;因此建议开发者依据应用场景灵活选取合适的方案组合加以应用。
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