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
DashVector26 分钟前
向量检索服务 DashVector产品计费
数据库·数据仓库·人工智能·算法·向量检索
AI纪元故事会27 分钟前
【计算机视觉目标检测算法对比:R-CNN、YOLO与SSD全面解析】
人工智能·算法·目标检测·计算机视觉
音视频牛哥30 分钟前
从协议规范和使用场景探讨为什么SmartMediaKit没有支持DASH
人工智能·音视频·大牛直播sdk·dash·dash还是rtmp·dash还是rtsp·dash还是hls
夏鹏今天学习了吗31 分钟前
【LeetCode热题100(59/100)】分割回文串
算法·leetcode·深度优先
卡提西亚34 分钟前
C++笔记-10-循环语句
c++·笔记·算法
还是码字踏实34 分钟前
基础数据结构之数组的双指针技巧之对撞指针(两端向中间):三数之和(LeetCode 15 中等题)
数据结构·算法·leetcode·双指针·对撞指针
赞奇科技Xsuperzone1 小时前
DGX Spark 实战解析:模型选择与效率优化全指南
大数据·人工智能·gpt·spark·nvidia
音视频牛哥1 小时前
SmartMediaKit:如何让智能系统早人一步“跟上现实”的时间架构--从实时流媒体到系统智能的演进
人工智能·计算机视觉·音视频·音视频开发·具身智能·十五五规划具身智能·smartmediakit
喜欢吃豆1 小时前
OpenAI Agent 工具全面开发者指南——从 RAG 到 Computer Use —— 深入解析全新 Responses API
人工智能·microsoft·自然语言处理·大模型
Cathy Bryant1 小时前
概率论直觉(一):大数定律
笔记·考研·数学建模