论文题目：《Pruning Filters For Efficient ConvNets》
论文地址：https://arxiv.org/abs/1608.08710
1. 概述
由于CNN通常在不同的 Filter 和特征信道之间具有显着的冗余，论文中通过修剪 Filter 来减少CNN的计算成本。与在整个网络中修剪权重相比， Filter 修剪是一种自然结构化的修剪方法，不会引入稀疏性，因此不需要使用稀疏库或任何专用硬件。通过减少矩阵乘法的次数，修剪 Filter 的数量与加速度直接相关，这很容易针对目标加速进行调整。
2. 主要思想
这篇文章主要讲了对filters的裁剪，裁剪方法是计算L1范数，然后裁剪掉较小的，多少取决于加速比。
3. 效果
在CIFAR10数据集上，VGG-16的推理成本可降低高达34％，ResNet-110最高可降低38％，同时通过重新训练网络恢复接近原始精度。
4. 具体实现
从第i个卷积层剪掉m个卷积核的算法过程如下：
① 计算filter中所有权值的绝对值之和。
② 根据求和大小排列filter。
③ 将m个权重绝对值之和最小的filter及对应的feature map剪掉（权重数值越小，代表权重的重要性越弱），下一个卷积层中和剪掉的feature map相关的filter也要剪掉。
④ 对删除之后的filter重新组合，生成新的filter矩阵。
5. 实现细节
1）跨多层剪枝
● 在跨越多层裁剪的过程中，可能出现kernel matrix裁剪交叉的情况，两种处理方法：
（1）独立剪枝： 即在计算（求权重绝对值之和）时不考虑上一层的剪枝情况。假设蓝色是确定要裁剪的，然后计算绿色的L1时，要考虑黄色的值，跟之前的裁剪无关。
（2）贪心策略：计算时不计算已经剪枝过的，即黄色值不参与运算 。
实验证明，采用贪心策略的计算方式精度会好一些。
● 残差网络（ResNet）的处理：
对于简单的CNN网络如AlexNet,VGGNet，可以简单的对任意卷积层进行剪枝。然而，对于ResNet这种复杂的网络，这是不可行的。ResNet的结构对剪枝提出了限制条件，residual block中的第一个卷积层可以随意修剪，因为它不会改变residual block输出特征图的数目，然而第二个卷积层和feature map的剪枝很困难(因为要保证输入和输出的尺寸要相同，才能累加)。因此，residual block为了的第二个卷积层进行剪枝，相关的projected featured maps（就是x_i）必须也要剪掉，由于identical feature map要比added residual maps重要，对第二个层的剪枝应该由shortcut层的剪枝结果决定。为了决定那些feature map被剪掉，论文中使用与1 × 1 kernels shortcut convolutional layers 相同的选择标准，即residual block 中第二层修剪的 Filter index 与shortcut layer 所选择的 Filter index 相同。
2）重新训练恢复网络精度
在剪枝之后，性能下降应该通过重新训练网络来补偿。有两种策略：
（1）修剪一次并重新训练：一次性修剪多个层的 filter 然后重新训练。
（2）迭代修剪并重新训练：一层层的修剪或者一个一个 filter 的修剪然后迭代重新训练，在对下一层进行剪枝之前，对模型进行再训练，为了让权重适应剪枝过程中的变化。
对于那些能够适应剪枝的网络层，可以使用第一种策略来修剪掉网络的重要部分，任何准确性的损失都可以通过短时间(少于最初的训练时间)再训练来恢复。然而，当来自敏感层的一些filter被删除或大部分网络被删除时，可能无法恢复原始精度。这时第二种方法可能会产生更好的结果，但迭代过程需要更多的时间，特别是对于深度非常深的网络。