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马毅教授CRATE-α模型首次证实白盒Transformer可扩展性

站长网2024-06-06 20:46:090

马毅教授团队最近取得了显著的研究成果,他们开发的CRATE-α模型首次证实了白盒Transformer架构的可扩展性。这一进展对于自然语言处理(NLP)、图像处理和视觉计算领域的深度表征学习具有重要意义。

尽管Transformer架构及其变体在AI领域取得了巨大成功,但它们大多基于经验设计,缺乏严格的数学解释。CRATE模型通过数学推导得到每一层,提供了更好的可解释性。不过,CRATE的应用规模之前相对有限,与Vision Transformer的参数量相比有较大差距。

为了解决这一问题,研究团队提出了CRATE-α,它对稀疏编码块进行了策略性但最小化的修改,并设计了轻量级的训练方法,有效提高了CRATE的可扩展性。实验结果显示,CRATE-α的性能随着模型尺寸和训练数据集的增大而持续提升。在ImageNet分类任务上,CRATE-α-B和CRATE-α-L的准确率显著提高,同时保持了CRATE模型的可解释性。

研究人员使用了ImageNet-21K和ImageNet-1K数据集进行训练和微调,证明了CRATE-α在不同像素块大小下的性能。此外,他们还采用了多模态数据集DataComp1B,包含14亿图文对,通过对比学习的方法训练CRATE-α,并使用优化的CLIPA协议减少计算资源消耗。

CRATE-α模型的可扩展性通过在ImageNet-1K数据集上的零样本学习评估得到了证明,这为衡量模型的泛化能力提供了重要指标。研究人员还发现了节省计算资源的扩展策略,通过调整预训练阶段的图像token序列长度,在减少计算资源消耗的同时,保持了模型性能。

CRATE-α的语义可解释性也得到了提升,使用MaskCut评估模型捕获的丰富语义信息,CRATE-α在目标检测和分割方面比现有模型有所提高。这些研究成果不仅推动了Transformer模型的发展,也为未来的研究和应用开辟了新的道路。

论文:https://arxiv.org/pdf/2405.20299

项目地址:https://rayjryang.github.io/CRATE-alpha/

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