FALCON: Feature Driven Selective Classification for Energy-Efficient Image Recognition
Notice bibliographique
Résumé
Machine-learning algorithms have shown outstanding image recognition/classification performance for computer vision applications. However, the compute and energy requirement for implementing such classifier models for large-scale problems is quite high. In this paper, we propose feature driven selective classification (FALCON) inspired by the biological visual attention mechanism in the brain to optimize the energy-efficiency of machine-learning classifiers. We use the consensus in the characteristic features (color/texture) across images in a dataset to decompose the original classification problem and construct a tree of classifiers (nodes) with a generic-to-specific transition in the classification hierarchy. The initial nodes of the tree separate the instances based on feature information and selectively enable the latter nodes to perform object specific classification. The proposed methodology allows selective activation of only those branches and nodes of the classification tree that are relevant to the input while keeping the remaining nodes idle. Additionally, we propose a programmable and scalable neuromorphic engine (NeuE) that utilizes arrays of specialized neural computational elements to execute the FALCON-based classifier models for diverse datasets. The structure of FALCON facilitates the reuse of nodes while scaling up from small classification problems to larger ones thus allowing us to construct classifier implementations that are significantly more efficient. We evaluate our approach for a 12-object classification task on the Caltech101 dataset and ten-object task on CIFAR-10 dataset by constructing FALCON models on the NeuE platform in 45-nm technology. Our results demonstrate up to 3.66× improvement in energy-efficiency for no loss in output quality, and even higher improvements of up to 5.91× with 3.9% accuracy loss compared to an optimized baseline network. In addition, FALCON shows an improvement in training time of up to 1.96× as compared to the traditional classification approach.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».