Achieving Pareto Optimality using Efficient Parameter Reduction for DNNs in Resource-Constrained Edge Environment
Notice bibliographique
Résumé
This paper proposes an optimization of an existing Deep Neural Network (DNN) that improves its hardware utilization and facilitates on-device training for resourceconstrained edge environments. We implement efficient parameter reduction strategies on Xception that shrink the model size without sacrificing accuracy, thus decreasing memory utilization during training. We evaluate our model in two experiments: Caltech-101 image classification and PCB defect detection and compare its performance against the original Xception and lightweight models, EfficientNetV2B1 and MobileNetV2. The results of the Caltech-101 image classification show that our model has a better test accuracy (76.21%) than Xception (75.89%), uses less memory on average (847.9MB) than Xception (874.6MB), and has faster training and inference times. The lightweight models are prone to overfitting, with EfficientNetV2B1 having a 30.52% test accuracy and MobileNetV2 having a 58.11% test accuracy. Both lightweight models have better memory usage than our model and Xception. On the PCB defect detection, our model has the best test accuracy (90.30%), compared to Xception (88.10%), EfficientNetV2B1 (55.25%), and MobileNetV2 (50.50%). MobileNetV2 has the least average memory usage (849.4MB), followed by our model (865.8MB), then EfficientNetV2B1 (874.8MB), and Xception has the highest (893.6MB).We further experiment with pre-trained weights and observe that memory usage decreases thereby showing the benefits of transfer learning. A Pareto analysis of the models’ performance shows that our optimized model architecture satisfies accuracy and low memory utilization objectives.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».