蒸馏知识点笔记

蒸馏(Distillation)

模型蒸馏是一种通过将大模型(教师模型)的知识传递给小模型(学生模型)来优化小模型性能的方法。蒸馏通常包括以下几种形式:

1. 软标签蒸馏(Soft Label Distillation)

通过教师模型的软标签(soft labels)来训练学生模型,使学生模型学习教师模型的输出分布。

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn

# 定义教师模型和学生模型
teacher_model = ...
student_model = ...

# 定义损失函数
criterion = nn.KLDivLoss(reduction='batchmean')

# 教师模型生成软标签
teacher_model.eval()
with torch.no_grad():
    teacher_outputs = teacher_model(inputs)
soft_labels = torch.softmax(teacher_outputs / temperature, dim=1)

# 学生模型预测
student_outputs = student_model(inputs)
loss = criterion(torch.log_softmax(student_outputs / temperature, dim=1), soft_labels)

# 反向传播和优化
loss.backward()
optimizer.step()

2. 特征蒸馏(Feature Distillation)

通过让学生模型学习教师模型中间层的特征表示来优化学生模型性能。

python 复制代码
class FeatureExtractor(nn.Module):
    def __init__(self, model):
        super(FeatureExtractor, self).__init__()
        self.features = nn.Sequential(*list(model.children())[:-1])
    
    def forward(self, x):
        return self.features(x)

teacher_feature_extractor = FeatureExtractor(teacher_model)
student_feature_extractor = FeatureExtractor(student_model)

# 获取特征表示
teacher_features = teacher_feature_extractor(inputs)
student_features = student_feature_extractor(inputs)

# 定义特征蒸馏损失
feature_distillation_loss = nn.MSELoss()(student_features, teacher_features)

# 反向传播和优化
feature_distillation_loss.backward()
optimizer.step()

3. 组合蒸馏(Combined Distillation)

结合软标签蒸馏和特征蒸馏,利用教师模型的输出分布和特征表示来训练学生模型。

python 复制代码
# 定义损失函数
criterion = nn.KLDivLoss(reduction='batchmean')
mse_loss = nn.MSELoss()

# 教师模型生成软标签
teacher_model.eval()
with torch.no_grad():
    teacher_outputs = teacher_model(inputs)
soft_labels = torch.softmax(teacher_outputs / temperature, dim=1)

# 学生模型预测
student_outputs = student_model(inputs)
soft_label_loss = criterion(torch.log_softmax(student_outputs / temperature, dim=1), soft_labels)

# 获取特征表示
teacher_features = teacher_feature_extractor(inputs)
student_features = student_feature_extractor(inputs)
feature_loss = mse_loss(student_features, teacher_features)

# 组合损失
total_loss = soft_label_loss + alpha * feature_loss

# 反向传播和优化
total_loss.backward()
optimizer.step()

通过上述蒸馏技术,可以有效地优化模型结构,减少计算开销,并在保持模型性能的前提下,提高模型的推理速度和部署效率。

相关推荐
猿饵块1 小时前
视觉slam--框架
人工智能
yvestine2 小时前
自然语言处理——Transformer
人工智能·深度学习·自然语言处理·transformer
有梦想的骇客2 小时前
书籍将正方形矩阵顺时针转动90°(8)0605
线性代数·算法·矩阵
SuperW2 小时前
OPENCV图形计算面积、弧长API讲解(1)
人工智能·opencv·计算机视觉
有梦想的骇客2 小时前
书籍“之“字形打印矩阵(8)0609
java·算法·矩阵
Chenyu_3103 小时前
12.找到字符串中所有字母异位词
c语言·数据结构·算法·哈希算法
苏三福3 小时前
yolo11-seg ultralytics 部署版本
算法·yolo11
山海不说话3 小时前
视频行为标注工具BehaviLabel(源码+使用介绍+Windows.Exe版本)
人工智能·python·计算机视觉·视觉检测
虹科数字化与AR4 小时前
安宝特方案丨船舶智造的“AR+AI+作业标准化管理解决方案”(装配)
人工智能·ar·ar眼镜·船舶智造·数字工作流·智能装配
liuzhenghua665 小时前
Python任务调度模型
java·运维·python