Binary Neural Network

1、简介

本代码为二值网络模拟实验代码，基于mmclassification框架实现。

mmclassification文档：https://mmclassification.readthedocs.io/

mmclassification安装说明：https://github.com/open-mmlab/mmclassification/blob/master/docs/install.md

2、安装

​ 参考mmclassification安装说明

• 1、安装torch，torchvision

• 2、git clone https://github.com/lucifer443/BinaryNeuralNetwork.git

• 3、安装依赖项

  pip install -r requirements.txt
  

• 4、安装mmcv

3、使用说明

​ 参考mmclassification文档

训练：

./dist_train.sh $CONFIG_FILE $NUM_GPU

推理：

./dist_test.sh $CONFIG_FILE $CHECKPOINT $NUM_GPU

重要文件说明：

• configs/baseline/: baseline binary模型的config文件
• configs/binary/: 一些binary config文件
• mmcls/models/backbones/binary_backbone.py: binary 网络结构定义
• mmcls/models/backbones/binary_utils:
  • binary_functions.py: 各种激活函数，各种Sign函数
  • binary_convs.py: 各种binary conv实现
  • binary_blocks.py 各种binary block实现
• mmcls/models/classifiers/distiller.py: 使用KD Loss蒸馏的分类器
• mmcls/core/utils/ede.py： EDE功能实现

config文件介绍：

以configs/baseline/irnet_r18.py 为例

_base_ = [
    '../_base_/datasets/imagenet_bs128.py',  # batch size 128*8
    '../_base_/schedules/imagenet_bs1024.py', '../_base_/default_runtime.py'
]

model = dict(
    type='ImageClassifier',  # classifier类型，支持“ImageClassifier”、
    backbone=dict(           # “DistillingImageClassifier”
        type='ResArch',      # 网络结构类型，目前只支持“ResArch”
        arch='IRNet-18',     # block 类型，支持“IRNet-18(34)”、“ReActNet-18(34)”
        num_stages=4,
        out_indices=(3, ),
        binary_type=(True, True), # 二值化类型，分别代表神经元(a)和权值(x)，默认全为True
        stem_act='hardtanh', # stem部分激活函数，支持“hardtanh”、“relu”、“prelu”和None
        style='pytorch'),
    neck=dict(type='GlobalAveragePooling'),
    head=dict(
        type='IRClsHead',
        num_classes=1000,
        in_channels=512,
        loss=dict(type='CrossEntropyLoss', loss_weight=1.0),
        topk=(1, 5),
    ))

# EDE功能开启
custom_imports = dict(imports=['mmcls.core.utils.ede'], allow_failed_imports=False)
custom_hooks = [
    dict(type='EDEHook', total_epoch=100)
]
work_dir = 'work_dirs/baseline/irnet_r18'
find_unused_parameters=True
seed = 166  # 训练seed，建议设置

4、MODEL ZOO

baseline模型

• IR-Net
• ReActNet
• Bi-Real Net
• Real-To-Binary Net
• High-Capcity Expert Binary Net

模型名称	复现精度	官方精度	来源论文	详细情况
irnet_r18	58.58	58.1	IR-Net	detail
reactnet_r18	66.1	65.9	ReActNet	detail
reactnet_a	70.0	69.5	ReActNet	detail
strong_baseline	60.45	60.9	Real-To-Binary Net	detail
birealnet_r18	57.23	56.4	Bi-Real Net	detail

5、功能列表

• Error Decay Estimator （EDE）
• KD distilling
• BOPs计算工具

6、使用建议和注意事项

1. baseline最好先选择irnet_r18，因为它训练时间短，可以快速迭代
2. 训练时最好设置seed，不是seed可能会导致-0.5%~+0.5%的精度差异