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Title: Poda estruturada de redes neurais profundas: um estudo sobre a utilização de métodos de explicabilidade como critério de poda.
Other Titles: Structured pruning of deep neural networks: a study on the use of explainability methods as a pruning criterion.
???metadata.dc.creator???: FREITAS, Eduardo Macedo Cavalcanti.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GOMES, Herman Martins.
???metadata.dc.contributor.referee1???: MACHADO, Patrícia Duarte de Lima.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BRASILEIRO, Francisco Vilar.
Keywords: Poda Estruturada;Deep Learning;Explicabilidade;Structured Pruning;Explainability
Issue Date: 28-Jun-2023
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FREITAS, Eduardo Macedo Cavalcanti. Poda estruturada de redes neurais profundas: um estudo sobre a utilização de métodos de explicabilidade como critério de poda. 2023. 13 f. Artigo (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023.
???metadata.dc.description.resumo???: O avanço dos modelos de Deep Learning tem proporcionado resultados excepcionais em tarefas de visão computacional e processamento de linguagem natural. No entanto, o aumento do tamanho e complexidade desses modelos traz desafios significativos em termos de infraestrutura e custos operacionais. Nesse contexto, a técnica de poda em redes neurais profundas surge como uma solução para reduzir o tamanho dos modelos, mantendo níveis similares de acurácia. Este estudo investiga o impacto da utilização de métricas de explicabilidade (Conductance e Layer-wise Relevance Propagation) como critério de poda, comparando-as com a poda por magnitude de pesos e a poda aleatória. Diferentes percentuais de poda são avaliados, considerando tanto a poda de oneshot quanto a poda iterativa. Os resultados mostram uma correlação positiva entre o uso de métricas de explicabilidade e a melhoria na qualidade dos modelos podados, incluindo maior acurácia, menor variância e a capacidade de realizar podas mais agressivas sem perda significativa de acurácia. Esses métodos promissores têm o potencial de melhorar a operacionalização e reduzir os custos associados aos modelos de Deep Learning em larga escala.
Abstract: The advancement of Deep Learning models has provided exceptional results in computer vision and natural language processing tasks. However, the increase in size and complexity of these models brings significant challenges in terms of infrastructure and operational costs. In this context, the technique of structured pruning in deep neural networks emerges as a solution to reduce model size while maintaining similar levels of accuracy. This study investigates the impact of using explainability metrics (Conductance and Layer-wise Relevance Propagation) as pruning criteria, comparing them with magnitude-based pruning and random pruning. Different pruning percentages are evaluated, considering both one-shot pruning and iterative pruning. The results show a positive correlation between the use of explainability metrics and improvement in the quality of pruned models, including higher accuracy, lower variance, and the ability to perform more aggressive pruning without significant loss of accuracy. These promising methods have the potential to enhance operationalization and reduce costs associated with large-scale Deep Learning models.
Keywords: Poda Estruturada
Deep Learning
Explicabilidade
Structured Pruning
Explainability
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/34744
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