Weight and activation binarization can efficiently compress deep neural networks and accelerate model inference, but cause severe accuracy degradation. Existing optimization methods for binary neural networks (BNNs) focus on fitting full-precision networks to reduce quantization errors, and suffer from the trade-off between accuracy and computational complexity. In contrast, considering the limited learning ability and information loss caused by the limited representational capability of BNNs, we propose IR$^2$Net to stimulate the potential of BNNs and improve the network accuracy by restricting the input information and recovering the feature information, including: 1) information restriction: for a BNN, by evaluating the learning ability on the input information, discarding some of the information it cannot focus on, and limiting the amount of input information to match its learning ability; 2) information recovery: due to the information loss in forward propagation, the output feature information of the network is not enough to support accurate classification. By selecting some shallow feature maps with richer information, and fusing them with the final feature maps to recover the feature information. In addition, the computational cost is reduced by streamlining the information recovery method to strike a better trade-off between accuracy and efficiency. Experimental results demonstrate that our approach still achieves comparable accuracy even with $ \sim $10x floating-point operations (FLOPs) reduction for ResNet-18. The models and code are available at https://github.com/pingxue-hfut/IR2Net.


翻译:• 信息回收:由于前方传播信息损失,网络的产出特征信息不足以支持准确的分类。我们建议通过选择一些含有更丰富信息的浅色地物图图,并用最后地物图绘制地图来恢复地物信息,从而提高网络的准确性。

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《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
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