Modern state-of-the-art object detection models are based on convolutional neural networks and can be divided into single-shot detectors and two-stage detectors. Two-stage detectors exhibit impressive detection performance but their complex pipelines make them slow. Single-shot detectors are not as accurate as two-stage detectors, but are faster and can be used for real-time object detection. Despite the fact that single-shot detectors are faster, a large number of calculations are still required to produce a prediction that not many embedded devices are capable of doing in a reasonable time. Therefore, it is natural to ask if single-shot detectors could become faster even. Pruning is a technique to reduce the size of neural networks. The main idea behind network pruning is that some model parameters are redundant and do not contribute to the final output. By removing those redundant parameters, fewer computations are needed to produce predictions, which may lead to a faster inference and since the parameters are redundant, the model accuracy should not be affected. This thesis investigates two approaches for pruning the SSD-MobileNet- V2 single-shot detector. The first approach prunes the single-shot detector by a large portion and retrains the remaining parameters only once. In the other approach, a smaller portion is pruned, but pruning and retraining are done in an iterative fashion, where pruning and retraining constitute one iteration. Beyond comparing two pruning approaches, the thesis also studies the tradeoff between model accuracy and inference speed that pruning induces. The results from the experiments suggest that the iterative pruning approach preserves the accuracy of the original model better than the other approach where pruning and finetuning are performed once. For all four pruning levels that the two approaches are compared iterative pruning yields more accurate results. In addition, an inference evaluation indicates that iterative pruning is a good compression method for SSD-MobileNet-V2, finding models that both are faster and more accurate than the original model. The thesis findings could be used to guide future pruning research on SSD-MobileNet- V2, but also on other single-shot detectors such as RetinaNet and the YOLO models. / Moderna modeller för objektsdetektering bygger på konvolutionella neurala nätverk och kan delas in i ensteg- och tvåstegsdetektorer. Tvåstegsdetektorer uppvisar imponerande detektionsprestanda, men deras komplexa pipelines gör dem långsamma. Enstegsdetektorer uppvisar oftast inte lika bra detektionsprestanda som tvåstegsdetektorer, men de är snabbare och kan användas för objektdetektering i realtid. Trots att enstegsdetektorer är snabbare krävs det fortfarande ett stort antal beräkningar för att få fram en prediktering, vilket inte många inbyggda enheter kan göra på rimlig tid. Därför är det naturligt att fråga sig om enstegsdetektorer kan bli ännu snabbare. Nätverksbeskärning är en teknik för att minska storleken på neurala nätverk. Huvudtanken bakom nätverksbeskärning är att vissa modellparametrar är överflödiga och inte bidrar till det slutliga resultatet. Genom att ta bort dessa överflödiga parametrar krävs färre beräkningar för att producera en prediktering, vilket kan leda till att nätverket blir snabbare och eftersom parametrarna är överflödiga bör modellens detektionsprestanda inte påverkas. I den här masteruppsatsen undersöks två metoder för att beskära enstegsdetektorn SSD-MobileNet-V2. Det första tillvägagångssättet går ut på att en stor del av detektorn vikter beskärs och att de återstående parametrarna endast finjusteras en gång. I det andra tillvägagångssättet beskärs en mindre del, men beskärning och finjustering sker på ett iterativt sätt, där beskärning och finjustering utgör en iteration. Förutom att jämföra två metoder för beskärning studeras i masteruppsatsen också den kompromiss mellan modellens detektionsprestanda och inferenshastighet som beskärningen medför. Resultaten från experimenten tyder på att den iterativa beskärningsmetoden bevarar den ursprungliga modellens detektionsprestanda bättre än den andra metoden där beskärning och finjustering utförs en gång. För alla fyra beskärningsnivåer som de två metoderna jämförs ger iterativ beskärning mer exakta resultat. Dessutom visar en hastighetsutvärdering att iterativ beskärning är en bra komprimeringsmetod för SSD-MobileNet-V2, eftersom modeller som både snabbare och mer exakta än den ursprungliga modellen går att hitta. Masteruppsatsens resultat kan användas för att vägleda framtida forskning om beskärning av SSD-MobileNet-V2, men även av andra enstegsdetektorer, t.ex. RetinaNet och YOLO-modellerna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-321128 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Beckman, Karl |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:561 |
Page generated in 0.0113 seconds